鴻鵠論壇-培訓(xùn)hcang gpon原理

/

xwx662712018.11.19/

lwx430912新開(kāi)發(fā)近年來(lái)，隨著全球范圍內(nèi)接入市場(chǎng)的飛快發(fā)展以及全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的快速開(kāi)展，已有的

PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在帶寬需求、業(yè)務(wù)支撐能力以及接入節(jié)點(diǎn)設(shè)備和配套設(shè)備的性能提升等方面都新的升級(jí)需求。10GGPON基于XG-PON標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)，提供上行2.5Gbit/s，下行10Gbit/s的非對(duì)稱速率，滿足快速增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求。學(xué)完本課程后，您將能夠：描述10G

GPON的技術(shù)原理描述10G

GPON典型應(yīng)用方案系統(tǒng)概述10G

GPON技術(shù)原理10G

GPON典型應(yīng)用組網(wǎng)GPON技術(shù)演進(jìn)XG-PON：10GGPON非對(duì)稱模式XGS-PON：10GGPON對(duì)稱模式GPON2.5G/1.25GXG-PON10G/2.5GXGS-PON10G/10GGPON技術(shù)演進(jìn)路標(biāo)為什么需要10GGPON10G GPON是在已有GPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上演進(jìn)的增強(qiáng)下一代GPON技術(shù)，主要解決GPON網(wǎng)絡(luò)的以下問(wèn)題：不斷發(fā)展高帶寬業(yè)務(wù)類型對(duì)帶寬有著更高的要求，GPON技術(shù)不能提供足夠的帶寬來(lái)滿足需求。用戶側(cè)接入技術(shù)不斷創(chuàng)新，用戶接入帶寬不斷提升，GPON技術(shù)將成為帶寬瓶頸。分光比、傳輸距離，直接影響網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資。PON技術(shù)的光譜分配GPON和10G

GPON光譜分配如下：1330152415441596160310GGPON上行GPON上行GPON下行TWDMPON上行10GGPON

TWDM

PON下行

下行波長(zhǎng)nm12601270128012901310157515771580148014901500GPON與10G

GPON波長(zhǎng)分開(kāi)，波分共存GPON和10G

GPON主要區(qū)別項(xiàng)目GPONXG-PON波長(zhǎng)范圍下行：1480nm-1500nm上行：1290nm-1330nm下行：1575nm-1580nm上行：1260nm-1280nm中心波長(zhǎng)下行：1490nm上行：1310nm下行：1577nm上行：1270nm線路速率下行：2.488Gbit/s上行：1.244Gbit/s下行：9.953Gbit/s上行：2.488Gbit/s幀結(jié)構(gòu)GEMXGEM10G

PON技術(shù)規(guī)格對(duì)比項(xiàng)目10G

GPON（XGPON1）10G

EPON非對(duì)稱對(duì)稱速率10G下行/2.5G上行10G下行/1G上行10G下行/10G上行波長(zhǎng)下行1575-1580nm上行1260-1280nm下行1575-1580nm上行1260-1360nm下行1575-1580nm上行1260-1280nm共存方式下行WDM、上行WDMA下行WDM、上行TDMA下行WDM、上行TDMA光功率N1：29N2：31E：33

or

35PR(x)10:

20PR(x)20:

24PR(x)30:

29PR(x)10:

20PR(x)20:

24PR(x)30:

29最大傳輸距離20km@1:6410km@1:12820km@1:3210km@1:6420km@1:3210km@1:64上行線路編碼NRZ8B/10B64B/66B網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Service

NodeOLTCPEONUONU10G

GPON10G

GPON分光器SNIODNUNI10G

GPON：10G

GPON接口SNI：業(yè)務(wù)側(cè)接口UNI：用戶側(cè)接口CPE：用戶終端設(shè)備1.

系統(tǒng)概述10G

GPON技術(shù)原理基本概念10G

GPON典型應(yīng)用組網(wǎng)10G

GPON數(shù)據(jù)復(fù)用方式10G

GPON實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，系統(tǒng)采用WDM技術(shù)。1577nm分光器ONUONUOLT1270nmONU為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶的信號(hào)，采用以下兩種技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。10G

GPON下行數(shù)據(jù)廣播方式：10G

GPON的下行幀長(zhǎng)為固定的125us，下行為廣播方式，所有的

ONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過(guò)XGEM

PORTID來(lái)區(qū)分不同的ONU的數(shù)據(jù)，

ONU通過(guò)過(guò)濾來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)。分光器ONU3ONU21

2

31

2

31ONU123OLT10G

GPON上行數(shù)據(jù)TDMA方式：10GGPON的上行是通過(guò)TDMA（時(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被分成不同的時(shí)隙，根據(jù)下行幀的upstreambandwidthmap字段來(lái)給每個(gè)ONU分配上行時(shí)隙。分光器ONU3ONU21

2

31ONU123OLT210G

GPON業(yè)務(wù)

關(guān)系

-

上行GEM

PortT-CONTGEM

PortGEM

port和T-CONT將PON網(wǎng)絡(luò)分為虛擬的連接，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)復(fù)用。ONU

OLTT-CONTGEM:GPON

Encapsulation

ModeT-CONT:Transmission

ContainerIdentified

Identified

IdentifiedbyONU-IDby

Alloc-ID

by

Port-ID業(yè)務(wù)與GEM

Port、T-CONT的 關(guān)系PONONUT-CONTPortPortT-CONTPortPortONUT-CONTPortONUT-CONTPortPortPort業(yè)務(wù)

關(guān)系

-

下行PONOLTPortPortPortPortPortPortPortPortPortPortONUGEM

Port

filterONUGEM

Port

filterONUGEM

Port

filter下行方向：OLT通過(guò)廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，所有的業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)處理單元中被封裝到

GEM

port中廣播到該10GGPON接口下的所有ONU上，ONU再根據(jù)GEM

portID進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾，只保留屬于該ONU的

GEM

port并解封裝將業(yè)務(wù)從ONU的業(yè)務(wù)接口送入用戶設(shè)備中。XGEM

幀XGEM幀是10G

GPON技術(shù)中最小的業(yè)務(wù)承載單元，是最基本的封裝結(jié)構(gòu)。所有的業(yè)務(wù)都要封裝在XGEM幀中進(jìn)行傳輸。PLI2

bitKey

Index2

bitXGEM

PORT

ID16bitOptions18bitLF1bitHEC13bitXGEM

FrameXGEMHeaderXGEM

Payload1.

系統(tǒng)概述10G

GPON技術(shù)原理基本概念10G

GPON典型應(yīng)用組網(wǎng)為什么需要測(cè)距對(duì)OLT而言，各個(gè)不同的ONU到OLT的邏輯距離不相等，OLT與ONU的環(huán)路時(shí)延（RTD：Round

Trip

Delay）也會(huì)隨著時(shí)間和環(huán)境的變化而變化，因此在ONU以TDMA方式（也就是在同一時(shí)刻，OLT一個(gè)PON口下的所有ONU中只有一個(gè)ONU在發(fā)送數(shù)據(jù)）發(fā)送上行信元時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)碰撞。ONU1ONU2ONU3OLT分光器有測(cè)距的信元傳輸為避免這種碰撞，通常在ONU第一次時(shí)就會(huì)啟動(dòng)測(cè)距功能。通過(guò)測(cè)量每個(gè)ONU和OLT之間的環(huán)路時(shí)延，并相應(yīng)的均衡時(shí)延（EqD：EqualizationDelay）參數(shù)Td值，使所有ONU到OLT的邏輯距離相等，從而避免上行信元發(fā)生碰撞

。ONU1ONU2ONU3OLT分光器測(cè)距保證Td1Td2Td3突發(fā)光電技術(shù)10G

GPON上行方向采用時(shí)分復(fù)用的方式工作，每個(gè)ONU必須在的時(shí)隙才能發(fā)送數(shù)據(jù)，不屬于自己的時(shí)隙必須關(guān)閉光模塊的發(fā)送信號(hào)，才不會(huì)影響其他ONU的正常工作。對(duì)于OLT側(cè)上行接收來(lái)講，必須要根據(jù)時(shí)隙進(jìn)行突發(fā)接收每個(gè)ONU的上行數(shù)據(jù)。因此，為了保證系統(tǒng)的正常工作：ONU側(cè)的光模塊必須支持突發(fā)發(fā)送功能OLT側(cè)的光模塊必須支持突發(fā)接收功能ONU側(cè)突發(fā)發(fā)送測(cè)距保證不同ONU發(fā)送的信元在OLT端互不，但測(cè)距精度有限，一般為正負(fù)

1bit，不同ONU發(fā)送的信元之間會(huì)有幾bits的防護(hù)時(shí)間（但不是比特的整數(shù)倍），如果ONU側(cè)的光模塊不具備突發(fā)發(fā)送功能，則會(huì)導(dǎo)致發(fā)送信號(hào)出現(xiàn)疊加，信號(hào)則會(huì)失真。ONU1ONU2ONU3OLT分光器突發(fā)光模塊連續(xù)光模塊OLT側(cè)突發(fā)接收由于每個(gè)ONU到OLT的距離不同，所以光信號(hào)衰減對(duì)于每個(gè)ONU來(lái)講都是不同的，所以就可能導(dǎo)致OLT在不同時(shí)隙接收到的報(bào)文的功率電平是不同的，如果OLT側(cè)的

光模塊不具備光功率突變的快速處理，則會(huì)恢復(fù)出錯(cuò)誤的信號(hào)（高于閾值電平才認(rèn)

為有效，低于閾值電平則無(wú)法正確恢復(fù)）。閾值閾值連續(xù)光模塊突發(fā)光模塊信號(hào)恢復(fù)信號(hào)恢復(fù)DBA原理DBA：DynamicBandwidth

Assignment動(dòng)態(tài)帶寬分配協(xié)議。OLT根據(jù)ONU的上行突發(fā)業(yè)務(wù)量需求，動(dòng)態(tài)地調(diào)整分配上行帶寬給ONU，既滿足了ONU上行帶寬需求，也提高了PON系統(tǒng)帶寬的利用率。DBA算法邏輯DBA報(bào)告BW

MapTime

slotT-CONTT-CONTT-CONTONU的調(diào)度器ONUOLT控制平面數(shù)據(jù)平面T-CONTs

(Transmission

Containers)：動(dòng)態(tài)接收OLT下發(fā)的 ，用于管理PON系統(tǒng)傳輸匯聚層的上行帶寬分配，改善PON系統(tǒng)中的上行帶寬。帶寬類型FB,AB,NAB,BET-CONT類型Type1Type2Type3Type4Type5DBA實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)-T-CONTfor

OAMand

queue-lengthreportingBest-effortbandwidthNon-assuredbandwidthAssured

bandwidthFixed

bandwidthT-CONT

type5Type4Type3Type2Type1umbandwidthSharedbandwidthTotal

linkcapacityAdditionalbandwidthGuaranteedbandwidthT-CONT類型和帶寬類型之間的關(guān)系根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)ONU設(shè)置SLA，對(duì)業(yè)務(wù)的帶寬進(jìn)行限制。最大帶寬和最小帶寬是對(duì)每個(gè)ONU的帶寬進(jìn)行極限限制，保證帶寬根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)不同而不同，一般語(yǔ)音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，

業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)次之，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最低。OLT根據(jù)業(yè)務(wù)和SLA及ONU的實(shí)際情況進(jìn)行帶寬 ，優(yōu)先級(jí)高的可以得到更高的帶寬，滿足業(yè)務(wù)需求。帶寬類別T-CONT類型Type1Type2Type3Type4Type5Fixed

BW（固定帶寬）XNoNoNoXAssured

BW（保證帶寬）NoYYNoYum

BW（最大帶寬）Z=XZ=YZ>YZZ≥

X

+

Y為什么要加密10GGPON下行采用廣播技術(shù)，同一PON口下的主干光線和分光后的數(shù)據(jù)都是一樣的，每個(gè)ONU收到的數(shù)據(jù)都是一樣的。如何保證ONU的數(shù)據(jù)不被其他ONU所獲取解析？10G

GPON支持上下行廣播數(shù)據(jù)通過(guò)加密算法（AES-CTR加 算法）加

理AES:Advanced

Encrypt

System一種國(guó)際通用的加密算法只對(duì)GEM幀中的Payload進(jìn)行加 理；10G

GPON系統(tǒng)定期的進(jìn)行AES密鑰交換和更新，提高了線路數(shù)據(jù)的可靠性。線路加密過(guò)程帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，使用密鑰更換技術(shù)，不斷更新加密密鑰，提為了防止加密密鑰被高安全性。3

3112加密1

3

2

1

3

1用戶1用戶2用戶31

3

2

1

3

1OLTONUONUONUFECFEC（Forward

Error

Correction）的全稱是前向糾錯(cuò)編碼，主要是為了提高線路的傳輸質(zhì)量。10G

GPON端口FEC說(shuō)明如下：僅支持下行方向FEC功能。默認(rèn)FEC功能為使能狀態(tài)。不支持用戶進(jìn)行配置。系統(tǒng)概述10G

GPON技術(shù)原理10G

GPON解決方案及典型組網(wǎng)FTTX

組網(wǎng)10G GPON遵循PON網(wǎng)絡(luò)的P2MP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，組網(wǎng)應(yīng)用同GPON一樣，可應(yīng)用于FTTx組網(wǎng)場(chǎng)景中。10G

GPON企業(yè)組網(wǎng)路由器業(yè)務(wù)OLT分光器ONUONT軟交換無(wú)線接入點(diǎn)樓宇 系統(tǒng)安防PC瘦終端語(yǔ)音TV單纖單模BackboneLAN10G

GPON整體解決方案IP/Ethernet城域網(wǎng)OLTGE/10

GE/TDMVD2(Vectoring)/POTSDSLAM/MSANMx0）性能管理 終端管理

業(yè)務(wù)質(zhì)量管理

線路管理 網(wǎng)絡(luò)管理（UTraffic）

（TMS100

（U2520）

（N2510）（U2000）FTTCVD2(Vectoring）/POTSFTTBFTTHONT分光器IPP2PDSLAM光貓F(tuán)TTBMxULAN/POTS匯聚L3大客戶整體解決方案特點(diǎn)：端到端：提供10G

GPON全系列解決方案，系列化設(shè)備、完善的設(shè)備/光纖/銅纜 管理、智能iODN等。全場(chǎng)景：LAN、DSL（VD2、Vectoring、AD）、盒式