中國移動(dòng)高級(jí)培訓(xùn)之GPON-ONU注冊(cè)流程和原理介紹

1、中國移動(dòng)高級(jí)培訓(xùn)之GPON ONU注冊(cè)流程和原理介紹接入網(wǎng)產(chǎn)品維護(hù)部Page 2GPON光接入技術(shù)在國內(nèi)使用已經(jīng)七年多，隨著應(yīng)用日趨成熟，覆蓋越來越廣，對(duì)我們的日常維護(hù)工作也提出了更高的要求。在大家新增ONU開局、處理ONU維護(hù)問題時(shí)，會(huì)遇到很多有關(guān)GPON ONU無法上線、狀態(tài)異常等問題。而對(duì)這些問題現(xiàn)象的分析是基于OLT和ONU之間標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議交互流程的，本課程將帶大家一起了解和學(xué)習(xí)GPON ONU上線的交互流程。前 言Page 3學(xué)習(xí)指南學(xué)習(xí)本課程需要關(guān)注GPON ONU的上線交互流程、遵循的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、采用的什么消息，注意每個(gè)消息在整個(gè)流程中的作用。為后續(xù)的故障處理課程做一個(gè)鋪墊和基礎(chǔ)準(zhǔn)備

2、。Page 4學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)：掌握GPON ONU注冊(cè)流程。掌握GPON PLOAM消息交互。掌握GPON 當(dāng)前幾種認(rèn)證方式。掌握GPON OMCI的作用。目 標(biāo)Page 5第1章 GPON協(xié)議棧簡(jiǎn)介第2章 GPON注冊(cè)流程第3章 GPON 認(rèn)證方式目錄GPON參考的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議Page 6國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.984.XITU-T G.984.1GPON技術(shù)基本特性主要的保護(hù)方式建議的接口類型和業(yè)務(wù)類型ITU-T G.984.4OMCI消息結(jié)構(gòu)OMCI設(shè)備管理框架OMCI實(shí)現(xiàn)原理ITU-T G.984.2GPON的PMD物理層規(guī)格要求，開銷分配光模塊發(fā)送光功率、接收靈敏度、過載光功率等定

3、義不同等級(jí)的光功率預(yù)算，如目前最常用的Class B+、 Class C+ITU-T G.984.3GPON TC層協(xié)議GTC復(fù)用結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧GTC幀結(jié)構(gòu)、GTC消息ONU注冊(cè)激活流程、PLOAMDBA規(guī)格要求加密和FEC告警和性能GPON系統(tǒng)協(xié)議棧Page 7GPON系統(tǒng)協(xié)議棧主要由物理媒質(zhì)相關(guān)層（PMD）和GPON傳輸匯聚層（GTC）組成Page 10第1章 GPON協(xié)議棧簡(jiǎn)介第2章 GPON注冊(cè)流程第3章 GPON 認(rèn)證方式目錄Page 11第2章 GPON注冊(cè)流程2.1 GPON ONU注冊(cè)交互流程2.2 GPON解決上行沖突的辦法目錄GPON ONU注冊(cè)交互流程OLTONUUpstr

4、eam-overhead消息序列碼獲取階段SN request 消息SN response 消息Assign OUN_ID消息測(cè)距階段Ranging Request消息Ranging response消息Ranging_time消息運(yùn)行狀態(tài)PWD request 消息PWD response 消息逐個(gè)ONU PWD獲取，每個(gè)ONU已經(jīng)分配默認(rèn)OMCI帶寬Ext-Burst消息下行廣播開窗下行廣播，對(duì)每一個(gè)獲取到的SN分配ONUID逐個(gè)ONU上行開窗認(rèn)證階段序列碼狀態(tài)Serial-Number-state（O3）：ONU在此狀態(tài)上報(bào)序列碼，OLT自動(dòng)發(fā)現(xiàn)ONU的SN碼 。（ONU通過隨機(jī)延時(shí)的方

5、法上報(bào)各自SN碼）OLT分配ONU-ID給ONU測(cè)距狀態(tài)Ranging-state（O4）：ONU在此階段再回一次SN，以便OLT完成測(cè)距OLT測(cè)量該ONU的RTD操作狀態(tài)Operation-state（O5）：ONU的正常工作狀態(tài)ONU記錄EqD，根據(jù)EqD值及BW Map計(jì)算上行數(shù)據(jù)發(fā)送窗口OLT向該ONU通知均衡時(shí)延（EqD）整個(gè)過程通過PLOAM消息交互來實(shí)現(xiàn)。待命狀態(tài)Standby-state（O2）：ONU已收到下行光，等待接收參數(shù)。OLT發(fā)送Upstream_Overhead消息給ONU POPUP-state（O6）：當(dāng)處于運(yùn)行態(tài)ONU檢測(cè)到LOS或LOF就進(jìn)入到該狀態(tài)，ONU

6、立即停止發(fā)送信號(hào)；緊急停止?fàn)顟B(tài)Emergency-Stop-state（O7）：當(dāng)ONU收到Disable_Serial_Number消息帶有“Disable”選項(xiàng)時(shí)，進(jìn)入該狀態(tài)并關(guān)閉激光器 。PON燈閃爍PON燈長(zhǎng)亮Page 12初始狀態(tài)Initial-state（O1）：ONU剛上電Page 13第2章 GPON注冊(cè)流程2.1 GPON ONU注冊(cè)交互流程2.2 GPON解決上行沖突的辦法目錄ONU的隨機(jī)延時(shí)法（序列碼獲取階段解決沖突的技術(shù)）由于OLT會(huì)向所有處于功率設(shè)置狀態(tài)和序列碼狀態(tài)的ONU發(fā)送序列碼請(qǐng)求，那么就可能產(chǎn)生多個(gè)ONU的響應(yīng)。如果多個(gè)序列碼同時(shí)到達(dá)OLT就會(huì)出現(xiàn)沖突問題。隨

7、機(jī)延時(shí)方案用于解決這個(gè)問題。隨機(jī)延時(shí)方案，由每個(gè)ONU產(chǎn)生隨機(jī)延時(shí)時(shí)間將序列碼延時(shí)傳輸。內(nèi)部定義了一個(gè)基本的延時(shí)單位，隨機(jī)延時(shí)必須是延時(shí)單位的整數(shù)倍。ONU每響應(yīng)一次序列碼請(qǐng)求都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的隨機(jī)延時(shí)數(shù)，這樣沖突就可以在一定概率內(nèi)避免了。如果發(fā)生沖突，將等待下次收到Serial_Number Request消息后回應(yīng)Serial_Number Response消息，當(dāng)然也是按照ONU新產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)延時(shí)進(jìn)行上報(bào)。Page 14對(duì)OLT而言，各個(gè)不同的ONU到OLT的邏輯距離不相等，光信號(hào)在光纖上的傳輸時(shí)間不同，到達(dá)各ONU的時(shí)刻不同。同時(shí)，OLT與ONU的環(huán)路時(shí)延（RTD：Round Trip

8、Delay）也會(huì)隨著時(shí)間和環(huán)境的變化而變化。因此在ONU以時(shí)分復(fù)用方式發(fā)送上行信元時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)碰撞沖突。為了保證每一個(gè)ONU的上行數(shù)據(jù)在光纖匯合后，插入指定的時(shí)隙，彼此間不發(fā)生碰撞，且不要間隙太大，OLT必須對(duì)每一個(gè)ONU與OLT之間的距離進(jìn)行精確測(cè)定，以便控制每個(gè)ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時(shí)刻。如下是一個(gè)無測(cè)距的信元傳輸示意圖。GPON為什么要測(cè)距Page 15OLT在ONU第一次注冊(cè)時(shí)就會(huì)啟動(dòng)測(cè)距功能，獲取ONU的往返延遲RTD（Round Trip Delay），計(jì)算出每個(gè)ONU的物理距離。再根據(jù)ONU的物理距離指定合適的均衡延時(shí)參數(shù)（EqD：Equalization Delay），保證每個(gè)

9、ONU發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)在分光器上產(chǎn)生沖突。 Ranging的過程需要開窗，即Quiet Zone，暫停其他ONU的上行發(fā)送通道。OLT開窗通過將BWmap設(shè)置為空，不對(duì)任何ONU授權(quán)時(shí)隙來實(shí)現(xiàn)。GPON測(cè)距（Ranging）Page 16Page 17第1章 GPON協(xié)議棧簡(jiǎn)介第2章 GPON注冊(cè)流程第3章 GPON 認(rèn)證方式目錄Page 18GPON ONU的認(rèn)證方式 GPON分為SN認(rèn)證、Password認(rèn)證、SNpassword認(rèn)證、LOID、LOID+Checkcode五種。SN：即serial number，由廠商出廠時(shí)設(shè)置，每個(gè)ONT唯一，可唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)ONT，共12個(gè)字符，前4個(gè)字

10、符為廠商ID，華為公司是HWTC。Password：密碼認(rèn)證又稱為key認(rèn)證，GPON支持110個(gè)字符、16進(jìn)制HEX時(shí)支持120個(gè)字符。SNpassword：通過序列號(hào)加密碼雙重認(rèn)證Password認(rèn)證分為always on和once on兩種模式。always on：第一次認(rèn)證使用密碼認(rèn)證，認(rèn)證通過后，不會(huì)自動(dòng)匹配序列號(hào)，后續(xù)每一次認(rèn)證也都使用密碼認(rèn)證。ONT的序列號(hào)修改后，仍然可以上線。優(yōu)點(diǎn)：有利于后續(xù)的維護(hù)，更換ONT不需要修改配置，輸入正確的密碼即可。缺點(diǎn)：安全性不高，如果其它用戶知道密碼，就能非法享有業(yè)務(wù)權(quán)限。once on：第一次認(rèn)證使用密碼認(rèn)證，認(rèn)證通過后，自動(dòng)匹配序列號(hào)，后續(xù)

11、每一次認(rèn)證使用序列號(hào)方式或序列號(hào)+密碼方式，在采用序列號(hào)方式時(shí)，只有ONT的密碼匹配時(shí)才能上線；在采用序列號(hào)+密碼方式時(shí)，只有ONT的序列號(hào)和密碼都匹配時(shí)才能上線。這個(gè)可以通過命令設(shè)置，默認(rèn)為序列號(hào)+密碼方式。優(yōu)點(diǎn)：安全性較高。缺點(diǎn)：在需要更換ONT或密碼修改時(shí)，需要重新進(jìn)行配置，增加了后續(xù)維護(hù)的工作量。LOID：由運(yùn)營商提出的一種認(rèn)證方式，LOID由各省內(nèi)部統(tǒng)一規(guī)劃，124個(gè)字符，和Password實(shí)現(xiàn)類似，區(qū)別是Password還是采用PLOAM消息交互，而LOID在O5狀態(tài)時(shí)采用OMCI消息交互。LOID+Checkcode：是由中國電信定義的一種方式，在此不做介紹。SN認(rèn)證OLT收到O

12、NU的序列碼回應(yīng)消息后，判斷OLT上是否有相同SN的ONU在線。如果有相同SN的ONU在線，則向主機(jī)命令行和網(wǎng)管上報(bào)SN沖突告警；否則，直接給ONU分配指定的ONUID。 ONU進(jìn)入操作狀態(tài)后，對(duì)于SN認(rèn)證方式的ONU，OLT不進(jìn)行Password請(qǐng)求，主機(jī)命令行或者網(wǎng)管直接上報(bào)ONU上線告警。Page 19SNPassword認(rèn)證OLT收到ONU的序列碼回應(yīng)消息后，判斷OLT上是否有相同SN的ONU在線。如果有相同SN的ONU在線，則向主機(jī)命令行和網(wǎng)管上報(bào)SN沖突告警；否則，直接分配用戶指定的ONUID給該ONU。 ONU進(jìn)入操作狀態(tài)后，OLT會(huì)向ONU進(jìn)行Password請(qǐng)求，并將ONU回

13、應(yīng)的Password與本地配置的Password進(jìn)行比較，如果Password與本地配置相同，則直接讓ONU上線，并向主機(jī)命令行或者網(wǎng)管上報(bào)ONU上線告警；如果Password與本地配置不同，則向主機(jī)命令行或者網(wǎng)管上報(bào)Password錯(cuò)誤告警。Page 20Password認(rèn)證Once-on模式Once-on模式的應(yīng)用場(chǎng)景為：運(yùn)營商為ONU分配Password后，要求ONU在規(guī)定時(shí)間上線，并且上線后就不允許再更換ONU，如有更換ONU的需求，需通知運(yùn)營商進(jìn)行處理。選擇Once-on模式時(shí)，可以設(shè)置aging-time。設(shè)置了aging-time后，ONU必須在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)注冊(cè)上線，否則一旦

14、ONU的實(shí)際注冊(cè)上線時(shí)間超過了設(shè)置的時(shí)間，就不允許該ONU注冊(cè)上線。另外，ONU認(rèn)證成功后，是不允許再修改SN的。ONU首次認(rèn)證是基于Password認(rèn)證的。ONU非首次認(rèn)證時(shí)，可以根據(jù)命令行配置選擇SN認(rèn)證或者SNPassword認(rèn)證，認(rèn)證過程如之前兩張膠片描述。Page 21Password認(rèn)證Always-on模式Always-on模式的應(yīng)用場(chǎng)景為：運(yùn)營商為ONU分配Password后，可更換使用相同Password不同SN的ONU，在更換ONU后不需要通知運(yùn)營商。Always-on模式下，對(duì)ONU接入上線時(shí)間無限制，即無論什么時(shí)候接入ONU，只要ONU的Password正確，ONU都可以上線。ONU首次上線時(shí)使用Password認(rèn)證，認(rèn)證上線成功后，OLT根據(jù)ONU的SN和Password，生成SNPassword綁定表項(xiàng)。ONU非首次上線時(shí)，如果ONU的SN和Password與首次上線成功ONU的SN及Password相同，則使用SNPassword認(rèn)證；如果使用相同Pa