2FTTH技術(shù)原理簡介.ppt

1、FTTH技術(shù)原理簡介,提綱,綜述 EPON BPON GPON 比較分析,3,光纖與銅纜寬帶比較,距離,帶寬 (Mbps),427 m,305 m,1372 m,914 m,20,10,40,80,20 km,在427m的帶寬高出40倍 在超過1372m唯有光纖保證帶寬需求,40 Gbps,典型的FTTH與銅線接入的業(yè)務(wù)開展能力對比,FTTH可支持目前可見的所有業(yè)務(wù)，性能良好；ADSL對業(yè)務(wù)的支持能力相對有限。,FTTH成本迅速下降,現(xiàn)有的寬帶技術(shù)很難滿足未來幾年的帶寬需求，光纖接入勢在必行！,國際國內(nèi)的FTTH發(fā)展迅速,北美 FCC對FTTH免除unbundling義務(wù) 受新競爭對手提供話音

2、業(yè)務(wù)的競爭威脅 地方市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 2004年開始FTTH建設(shè)，主要提供新建用戶區(qū) 已覆蓋1M家庭，在線用戶20萬 主要采用BPON，EPON和GPON逐漸被看好,日本 政府推動：e-Japan計劃 競爭激烈：NTT、KDDI、Yahoo BB等 主要采用BPON、MC，現(xiàn)在向EPON遷移，對GPON觀望,中國 各省廣泛開展測試和試點工程，商用工程也已經(jīng)逐步開始,歐洲 意大利已有14.5萬FTTH用戶 瑞典已有24.5萬用戶 荷蘭正在實施60萬用戶的FTTH工程等。,澳大利亞 Telstra澳洲昆士蘭的商用FTTP試驗網(wǎng)絡(luò)將在現(xiàn)有在線游戲，音樂，點播電視等寬帶業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進一步增加HDTV等業(yè)

3、務(wù)。,FTTH技術(shù)分類,FTTH是接入網(wǎng)中一類技術(shù)的總稱，具體的選項很多。,P2P（MC）技術(shù)的兩種使用方式： 點到點以太接入 N根光纖，2N個光收發(fā)器 管理獨立 小區(qū)交換機接入 只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū) 2N+2個光收發(fā)器 設(shè)備占用局端機房空間小 在傳輸過程中需要有源設(shè)備 設(shè)備分級管理 P2MP（PON）的接入方式： 只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū) 需N+1個光收發(fā)器 設(shè)備占用局端機房空間最小 傳輸中不需有源設(shè)備 設(shè)備集中管理,P2P vs P2MP,以32個結(jié)點為例,32/64根光纖 64個收發(fā)器,P2P,P2P,1/2根光纖 66個收發(fā)器,TDM PON的主要技術(shù)分支,相同的拓撲無源P2M

4、P,BPON,EPON,GPON,封裝協(xié)議不同,FSAN提出，ITU-T標準化； ATM封裝； 目前標準化最完善； 沒有得到市場認可。,IEEE EFM工作組標準化，編號802.3ah； 以太網(wǎng)封裝； 標準完善； 產(chǎn)品開始在市場上迅速應(yīng)用。,FSAN提出，ITU-T標準化； ATM、GEM封裝； 標準較完善； 支持廠家極少。,在這些PON之前，還有ITU-T窄帶PON標準（G.982）。 BPON的眾多技術(shù)被其它PON所直接繼承引用。 GEPON是特定環(huán)境下對符合IEEE 802.3ah的PON的強調(diào)性質(zhì)的表述。,提綱,綜述 EPON BPON GPON 比較分析,EPON的基本構(gòu)成,EPON

5、（ Ethernet Passive Optical Network）以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò) OLT（Optical Line Terminal）光線路終端 ONU（Optical Network Unit）光網(wǎng)絡(luò)單元 ONT（ Optical Network Terminal）光網(wǎng)絡(luò)終端 ODN（Optical Distribution Network）光分配網(wǎng),EPON基本特點,OLT與ONU之間信號傳輸基于IEEE 802.3以太網(wǎng)幀 傳輸光波波長：下行1490 nm /上行1310 nm 傳輸線路速率：下行 1250 Mbit/s / /上行 1250 Mbit/s 傳輸模式： 下行 TDM

6、方式（OLT發(fā)送的混合數(shù)據(jù)通過Splitter到 達每個用戶的ONU，每個ONU只接收發(fā)給自己的數(shù)據(jù)， 丟棄其他數(shù)據(jù)，包頭含唯一的ONU信息） 上行 TDMA方式（每個用戶的ONU在OLT允許的時隙內(nèi) 向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)，無需沖突檢測，報文不需要分片） 中間采用光分路等無源設(shè)備，單纖接入各個用戶點（ONU），更多地節(jié)省光纜資源，并具有帶寬資源共享、節(jié)省機房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點。,EPON基本特點,以MAC控制子層的MPCP（MultiPointControlProtocol）機制為基礎(chǔ)，MPCP通過消息、狀態(tài)機和定時器來控制訪問P2MP的拓撲結(jié)構(gòu) P2P仿真子層是

7、EPON/MPCP協(xié)議中的關(guān)鍵組件 邏輯分光比1：32（1：64） 支持A、B類ODN網(wǎng)絡(luò) ODN類型 衰減范圍 光通道損耗差A(yù)類 520dB 15dBB類 1025dBB+類 1328dBC類 1530dBEPON只支持A類B類ODN。,EPON的技術(shù)要點,拓撲結(jié)構(gòu)：點對多點 雙工方式 幀結(jié)構(gòu) 多點控制規(guī)程（MPCP） 動態(tài)帶寬分配（DBA） 突發(fā)模式的光模塊 測距 下行數(shù)據(jù)安全性 保護 TDM業(yè)務(wù)的承載 OAM功能,點對多點光纖接入技術(shù)PON的通用特性,點對點方式：需要2N個收發(fā)模塊，光纖總長度為N*(D1+D2)。,點對多點方式：需要N+1個收發(fā)模塊光纖數(shù)量為(D1+N*D2)。,假設(shè)有

8、32個用戶，D1的距離為5000m，D2的距離為50m，則： 點對點方式需要64個光模塊，點對多點方式僅需要33個光模塊，節(jié)約近50； 點對點方式需要（500050）32176000m光纖，點對多點方式僅需要500050326600m光纖，節(jié)約光纖超過96。,總體來看，PON技術(shù)的關(guān)鍵是在線路中引入了無源的分路器，這使得系統(tǒng)設(shè)備的理論成本和線路成本均可以較傳統(tǒng)的P2P技術(shù)有較大幅度的優(yōu)化，還可以增強OAM能力和QoS水平；另外，由于分路器是無源器件，維護簡單，環(huán)境適應(yīng)能力強。,光分路器,與同軸電纜傳輸系統(tǒng)一樣，光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也需要將光信號進行耦合、分支、分配，這就需要光分路器來 實現(xiàn)。光分路器又稱

9、分光器，是光纖鏈路中最重要的無源器件之一，是具有多個輸入端和多個輸出端的光纖匯接器件，常用MN來表示一個分路器有M個輸入端和 N個輸出端。在光纖CATV系統(tǒng)中使用的光分路器一般都是12、13以及由它們組成的1N光分路器。,熔錐型,光波導(dǎo)型,點對多點光纖接入技術(shù)PON網(wǎng)絡(luò)的光纖分路技術(shù),兩種常用的無源光分路器（Splitter）：,器件功能：將一路輸入光信號進行光功率分割，分成多路輸出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比） 典型的分路器實現(xiàn)1：2到1：32的分光 器件特點：無源器件，不需要供電，環(huán)境適應(yīng)能力較強,兩種常見的分路器,熔錐型分路器 優(yōu)點： 技術(shù)成熟，成本低。 分光比可以根據(jù)需要制

10、作，可制作不等分分路器。 缺點： 損耗對光波長敏感。 均勻性較差，不能確保均勻分光，可能影響整體傳輸距離。 插入損耗隨溫度變化變化量大（TDL） 多路分路器（如116、132）體積比較大，可靠性也會降低，安裝空間受到限制。,平面光波導(dǎo)功率分路器（PLC） 優(yōu)點： 損耗對傳輸光波長不敏感。 分光均勻。 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。 單只器件分路通道很多，可以達到32路以上。 多路成本低，分路數(shù)越多，成本優(yōu)勢越明顯。 缺點： 器件制作工藝復(fù)雜，技術(shù)門檻較高。 相對于熔融拉錐式分路器成本較高，特別在低通道分路器方面更處于劣勢。,兩種分路器的比較,EPON的雙工方式,EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸

11、（強制）。ITU-T定義的TDM PON允許采用雙纖，但現(xiàn)實中很少采用。 波長分配方案普遍遵循ITU-T G.983.3標準。,1490nm,1310nm,1550nm,Data,Data,CATV,思考：為什么將CATV信號安排在1550nm？,廣播方式,EPON的下行數(shù)據(jù),在ONU注冊成動后分配一個唯一的識別碼； ONU接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的識別碼的幀或者廣播幀。,EPON的上行數(shù)據(jù),TDMA方式,原則：任一時刻只能有一個ONU發(fā)送上行信號，系統(tǒng)才能正常工作 不同的ONU分配不同的時間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時間片可以是動態(tài)的，時間片的大小和多少在宏觀上表現(xiàn)為帶

12、寬的大小 由于數(shù)據(jù)速率非常高，因此細微的由ONU的距離不同而產(chǎn)生的時延應(yīng)該在發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時候予以考慮需要測距,EPON的局遠端設(shè)備分工,OLT和ONU共同組成一個協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng) OLT在PON系統(tǒng)中居于控制地位，ONU在PON系統(tǒng)中居于從屬地位 OLT主導(dǎo)完成下列工作：注冊，測距，同步，帶寬分配，管理維護等,EPON協(xié)議棧,EPON下行數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),前導(dǎo)碼 8Bytes,DA 6Bytes,SA 6Bytes,長度/類型 2Bytes,數(shù)據(jù) 461500Bytes,填充 不定,FCS 4Bytes,以太網(wǎng)MAC幀,EPON MAC幀,EPON的多LLID技術(shù),什么是多LLID技術(shù) 每個ONU分

13、配一個以上的LLID，將一個物理ONU劃分為多個邏輯ONU使用，可以實現(xiàn)按端口甚至按業(yè)務(wù)區(qū)分服務(wù)質(zhì)量的能力 為什么采用多LLID 在EPON的工作范圍內(nèi)，所有業(yè)務(wù)調(diào)度和管理都是以LLID為依據(jù)的，其它的標記（如802.1p tag）并不能被識別和處理 標準中對多LLID技術(shù)的規(guī)定 國標送審稿（2005.5.26） B.1.2“每個ONU至少支持一個LLID” 多LLID在什么場合有用 在單純提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的FTTH應(yīng)用場合，多LLID確實沒有明顯的作用 大多數(shù)場合的FTTH需要提供包括語音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務(wù)，此時，多LLID將顯示出極大的技術(shù)優(yōu)勢 在FTTB的應(yīng)用場合，多LLID將對不同用戶

14、的管理和控制提供直接的技術(shù)保障 多LLID技術(shù)的兼容性 可以實現(xiàn)兼容單LLID，不會對互通性造成影響,EPON上行幀結(jié)構(gòu),上行幀由突發(fā)的以太網(wǎng)幀MPCP上行控制幀物理層的突發(fā)開銷組成,EPON的控制MPCP,OLT和ONU之間的一種控制機制，用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收。 MPCP的兩種操作模式： 自動發(fā)現(xiàn)模式用來檢測新連接的ONU，測量環(huán)路延時和ONU的MAC地址 普通模式給所有已經(jīng)初始化的ONU分配傳輸帶寬,GATE（OLT發(fā)出） REPORT（ONU發(fā)出） REGISTER_REQ （ONU發(fā)出） REGISTER （OLT發(fā)出） REGISTER_ACK （ONU發(fā)出）,五種類型的MP

15、CP幀,MPCP的自動發(fā)現(xiàn)模式,自動發(fā)現(xiàn) 完成自動發(fā)現(xiàn)過程后才使能數(shù)據(jù)通路 周期性進行自動發(fā)現(xiàn),MPCP的正常工作模式DBA,DBA動態(tài)帶寬分配，DBA的實現(xiàn)算法不在EPON規(guī)范內(nèi)要求 DBA的兩種實現(xiàn)機制 Report方式：廣泛采用，精確控制（SR-DBA） Idle幀檢測方式：很少采用（NSR-DBA） DBA是由OLT全局控制的，不同于以太網(wǎng)的帶寬爭用機制,突發(fā)模式的光模塊概念,OLT光接收機的快速功率恢復(fù) 要求OLT在每個接收時隙的開始處迅速調(diào)整0-1判決門限 ONU光發(fā)射機的突發(fā)發(fā)射和關(guān)斷 為抑制自發(fā)散射噪聲，要求ONU的激光器能夠快速的冷卻和回暖 OLT光接收機的突發(fā)同步技術(shù) 上行

16、接收數(shù)據(jù)相位的突變要求OLT的接收機工作在突發(fā)模式接收狀態(tài),突發(fā)模式光模塊的設(shè)計示意,測距,補償因ONU距離不同而產(chǎn)生的時延差異：RTT（Round Trip Time） 在注冊過程中，ONU對新加入的ONU啟動測距過程 OLT使用RTT來調(diào)整每個ONU的授權(quán)時間 靜態(tài)測距和動態(tài)測距,RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2,下行數(shù)據(jù)安全性,因為PON的多點廣播特性，所有的下行數(shù)據(jù)都會被廣播到PON系統(tǒng)中所有的ONU上。如果有一個匿名用戶將它的ONU接收限制功能去掉，那么它就可以監(jiān)聽到所有用戶的下行數(shù)據(jù)，這在PON系統(tǒng)中稱為“監(jiān)聽威脅” PON網(wǎng)絡(luò)的另一個特點是，網(wǎng)絡(luò)中ONU不可能監(jiān)

17、測到其它ONU的上行數(shù)據(jù) 在PON上解決安全性的措施是ONU通過上行信道傳送一些保密信息（如數(shù)據(jù)加密密鑰），OLT使用該密鑰對下行信息加密，因為其它ONU無法獲知該密鑰，接收到下行廣播數(shù)據(jù)后，仍然無法解密獲得原始數(shù)據(jù) 一般公認可以采用AES-128加密 中國電信采用Triple churning加密,PON的保護（1）,針對線路較長的OLT到分路器段的11線路保護 ONU采用常規(guī)單光口設(shè)備，分路器采用2：n分路器；OLT側(cè)配置冗余光口 成本較低，適合高端居民用戶、小型商業(yè)用戶等的高可靠性接入,G.983.5中最早定義了對BPON的保護方案，其它的TDM PON均可直接采用。,PON的保護（2）

18、,冗余的線路和ODN全保護方式，可靠性非常高 需要ONU和OLT同時具備冗余光口，采用兩套1：n分路器 成本較高，適合高端企業(yè)用戶的接入,PON的環(huán)網(wǎng)保護 實質(zhì)和左邊是一樣的，而且這種組網(wǎng)方案會引入較多的分路器，成本上升；大量的活接頭會嚴重影響光功率預(yù)算 不推薦采用,常見的一個變種：,TDM業(yè)務(wù)的承載,EPON： 從IEEE802.3工作組制定EPON標準的原則來看，具體的業(yè)務(wù)封裝由高層協(xié)議支持，因此，對于TDM業(yè)務(wù)在EPON中的傳送，目前由私有協(xié)議解決（如PWE3、源模式、TDMoETH等） 需重點解決如下問題： TDM信號與以太網(wǎng)之間高效合理的適配封裝； TDM信號的嚴格同步定時； 電路業(yè)

19、務(wù)的QoS的保證：時延、時延抖動,CESoP的基本概念,CESoP的基本思想就是在分組交換網(wǎng)絡(luò)上搭建一個“通道”，在其中實現(xiàn)TDM電路(如E1或T1)，從而使網(wǎng)絡(luò)任一端的TDM設(shè)備不必關(guān)心其所連接的網(wǎng)絡(luò)是否是一個TDM網(wǎng)絡(luò)。分組交換網(wǎng)絡(luò)被用來仿真TDM電路的行為，故而稱為“電路仿真”。,CESoP的標準化,ITU-T ITU-T建議Y.1413（原Y.tdmpls)定義了通過MPLS網(wǎng)絡(luò)承載電路業(yè)務(wù)的格式。 IETF IETF下屬的邊緣到邊緣的偽線仿真（PWE3）工作組負責制定分組交換網(wǎng)（PSN）上仿真網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的機制。 PSN可以包括IPv4、IPv6和MPLS網(wǎng)絡(luò)。被仿真的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)包括數(shù)字T

20、DM專線、FR、AAL、Ethernet、HDLC、PPP等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。 Metro Ethernet Forum MEF 8 規(guī)范規(guī)定了基于城域以太網(wǎng) 的PDH（準同步數(shù)據(jù)系列）電路仿真的實現(xiàn)方法。 MFA(MPLS and Frame Relay Alliance) TDM仿真的實現(xiàn)協(xié)議 MFA 8.0.0，規(guī)定了通過 MPLS 網(wǎng)絡(luò)承載 TDM 電路仿真的封裝格式、連接的建立與拆除等。,從目前EPON廠商采用的TDM仿真芯片實際采用的技術(shù)來看，主要以PWE3技術(shù)為主。,PWE3簡介,PWE3 （ Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge ）是一種在分組交換網(wǎng)絡(luò)（

21、PSN）上模擬各種點到點業(yè)務(wù)的機制，被模擬的業(yè)務(wù)可以是TDM專線、ATM、FR或以太網(wǎng)等。 PW3的功能主要包括：將業(yè)務(wù)封裝成分組包、將這些分組包通過路徑或隧道傳送到網(wǎng)絡(luò)對端、管理分組包的次序和同步，等等其它功能。隧道的實現(xiàn)可以采用其它常用的一些隧道技術(shù)，例如，MPLS。從用戶的角度來看，可以認為PWE3模擬的虛擬線是一種專用的鏈路或電路。,PWE3網(wǎng)絡(luò)參考模型,PWE3中對TDM over IP技術(shù)難點的解決,抖動 TDM over IP網(wǎng)關(guān)配置緩沖器，緩沖器中一邊接納分組網(wǎng)中傳來的分組，一邊以恒定速率讀出到TDM接口。 丟包 TDM over IP網(wǎng)關(guān)會在輸出的TDM流中插入與丟失數(shù)據(jù)長度

22、相等的數(shù)據(jù)。這種插入數(shù)據(jù)的內(nèi)容是隨機的，且為適應(yīng)不同應(yīng)用而有所不同。 亂序 為了能正確地將TDM數(shù)據(jù)恢復(fù)，必須要求TDM over IP網(wǎng)關(guān)能夠在重新生成TDM數(shù)據(jù)流之前將分組按正確順序進行排序。 時鐘恢復(fù) 外時鐘法 時間標簽法（如RTP） 自適應(yīng)時鐘提取法（采用特定算法，根據(jù)到達分組的統(tǒng)計特性推導(dǎo)計算時鐘信息）,OAM功能,不需要人工干預(yù)，PON系統(tǒng)自動完成對新ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊（包括初始測距） 在系統(tǒng)開通運行后，隨業(yè)務(wù)發(fā)展需要增加新ONU，或故障修復(fù)后的ONU要重新加入到系統(tǒng)，都要求這些ONU能夠自動地加入而不影響正常工作的ONU 在線的性能監(jiān)測、各種故障告警和遠端故障指示、遠端近端環(huán)回等

23、 OLT對ONU進行遠程管理的交互通道及通信協(xié)議，要求有一定的開放性和擴展性,EPON小結(jié),與以太網(wǎng)系列標準兼容 適合承載基于以太網(wǎng)的業(yè)務(wù) 以太網(wǎng)技術(shù)成熟且已大規(guī)模應(yīng)用，設(shè)備成本較低 實現(xiàn)電信級可運營的應(yīng)用，需解決ONU的互通和可管理問題，包括如下技術(shù)細節(jié)： 對TDM業(yè)務(wù)承載方式的標準化 動態(tài)帶寬分配（DBA）機制的標準化 下行帶寬分配和控制機制的完善 下行數(shù)據(jù)加密算法與密鑰交換機制的標準化 OAM功能的進一步擴充以滿足運營商需求 EPON是目前FTTH的主要實現(xiàn)技術(shù),提綱,綜述 EPON BPON GPON 比較分析,BPON的標準,G.983.1建議 1998年10月，主要規(guī)定了標稱線路速

24、率、光網(wǎng)絡(luò)要求、網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)、物理媒質(zhì)層要求、匯聚層要求、測距方法和傳輸性能要求等。 G.983.2建議 1999年，即“APON的ONT管理和控制接口規(guī)范”，主要從網(wǎng)絡(luò)管理和信息模型上對APON系統(tǒng)進行了定義，以確保不同廠商的設(shè)備可實現(xiàn)互操作。 G.983.3建議 對BPON系統(tǒng)物理層光波段進行了重新分配。,G.983.4建議 BPON的DBA算法通信機制 G.983.5建議 BPON的保護方式 G.983.6建議 BPON的ONT管理和控制接口（OMCI） G.983.7建議 帶有DBA功能的ONT的OMCI G.983.8建議 BPON的OMCI增強功能,BPON概況,右圖：對稱155M

25、速率BPON的幀結(jié)構(gòu)示意,BPON以ATM作為承載協(xié)議。 兩種速率模式 對稱155M 下行622M，上行155M,下圖：BPON的協(xié)議結(jié)構(gòu),BPON的不足,數(shù)據(jù)傳送效率低 在ATM層上適配和提供業(yè)務(wù)復(fù)雜 帶寬不足，擴展性較差 效率低、技術(shù)復(fù)雜、成本高，不適合向所有用戶推廣應(yīng)用,提綱,綜述 EPON BPON GPON 比較分析,ITU-T 的GPON標準系列,G.984.1概述（2003.3） 業(yè)務(wù)方案、參考配置、基本技術(shù)要求、保護方式 G.984.2PMD層 （2003.3） 基本要求、和TC層的相互作用 G.984.3TC層規(guī)范（2004.2） 層次模型、復(fù)用機制、TC幀結(jié)構(gòu)、激活方式、O

26、AM功能、安全性、FEC G.984.4OMCI（2004.6） 管理信息庫MIB、ONT管理控制通道、ONT管理控制協(xié)議,GPON技術(shù)分析,GPON采用125s定長的幀結(jié)構(gòu)，每秒8千幀（承載TDM業(yè)務(wù)是強項） GEM（GPON Encapsulation Method）是GPON技術(shù)優(yōu)勢的集中體現(xiàn)，它直接采用了GFP的技術(shù)（ITU-T G.7041）。 GPON的技術(shù)基本成熟，但是目前缺乏商用的芯片和符合要求的器件來開發(fā)商用系統(tǒng)。 國內(nèi)行標的調(diào)整： 僅要求GEM工作模式 僅要求對稱1.25G和下行2.5G/上行1.25G兩種模式 加密算法未強制要求AES-128,后續(xù)的介紹都以國內(nèi)行標為準！

27、,GPON物理層性能概況,傳輸媒質(zhì)：G.652光纖。 傳輸方法：推薦單纖 線路速率 下行：1244.16Mbit/s或2488.32Mbit/s 上行：1244.16Mbit/s 線路碼型：NRZ 工作波長 下行：單根光纖14801500nm，雙根光纖12601360nm 上行：1260-1360 nm 當光分路比為1:16時，GPON應(yīng)支持20km的最大物理距離；當光分路比為1:32時，GPON應(yīng)支持10km的最大物理距離。 在不考慮光功率預(yù)算的條件下，GPON TC層可支持的最大分路比應(yīng)為1:128。,GPON的ONT功率控制,OLT接收機要求在1244.16Mbit/s或更高速率情況下采

28、用APD，這樣接收機必須在高速率下為突發(fā)模式接收提供高靈敏度和大動態(tài)范圍。 GPON的ONU輸出功率有三種模式。PMD可以在任何一種模式下直接操作。PMD能執(zhí)行任何一種需要進行的操作，以達到以下規(guī)定的范圍內(nèi)的輸出功率。 模式0：正常值（表 3表 6規(guī)定的最小/最大平均發(fā)射功率)； 模式1：Low 1 = 正常值 3dB； 模式2：Low 2 = 正常值 6dB。 OLT測量每一個ONU突發(fā)的平均光功率P，并將測量結(jié)果和閾值（TL和TH）進行比較，并發(fā)送以下三種指示之一： PTH：功率高指示 PTL：功率低指示 TLPTH：功率正常指示 注：TL為必選（單閾值操作），TH為可選（雙閾值操作)。

29、功率調(diào)節(jié)機制具有以下優(yōu)點： 降低了OLT接收機的動態(tài)范圍要求 當ONU工作在低功率模式下，激光器壽命增加且功率消耗降低。,GTC的概況,垂直角度來看，GTC層包括兩個子層：GTC成幀子層和TC適配子層。 從另一個角度來看，GTC包括管理用戶業(yè)務(wù)流、安全和OAM特性的C/M平面和承載用戶業(yè)務(wù)流的U平面。 在GTC成幀子層中，根據(jù)在GTC幀中的位置可分為GEM塊、嵌入式OAM和PLOAM塊。嵌入式OAM、PLOAM和OMCI屬于C/M平面，除OMCI外的GEM SDU屬于U平面。 DBA控制模塊被定義為一個通用功能模塊，該模塊負責完成整個ONU報告DBA功能。,C/M平面協(xié)議棧,GTC系統(tǒng)的控制和

30、管理平面包括3個部分：嵌入式OAM、PLOAM和OMCI。 嵌入式OAM和PLOAM通道管理PMD和GTC層功能，而OMCI提供了一個統(tǒng)一的管理上層（業(yè)務(wù)定義）的系統(tǒng)。 嵌入式OAM通道由GTC幀頭中格式化的域信息提供。因為每個信息片被直接映射到GTC幀頭中的特定區(qū)域，所以O(shè)AM通道為時間敏感的控制信息提供了一個低延時通道。使用這個通道的功能包括：帶寬授權(quán)、密鑰交換和動態(tài)帶寬分配指示。 PLOAM通道是由GTC幀內(nèi)指定位置承載的一個格式化的信息系統(tǒng)，它用于傳送其他所有未通過嵌入式OAM通道發(fā)送的PMD和GTC管理信息。 OMCI通道用于管理GTC上層的業(yè)務(wù)定義。GTC必須為OMCI流提供傳送接

31、口。GTC功能提供了根據(jù)設(shè)備能力配置可選通道的途徑，包括定義傳送協(xié)議流標識（Port-ID）。,U平面協(xié)議棧,U平面的業(yè)務(wù)流由業(yè)務(wù)類型（GEM模式）和Port-ID標識。 下行塊或上行分配ID（Alloc-ID）承載數(shù)據(jù)指示了流類型。 12bit的Port-ID用于標識GEM業(yè)務(wù)流。T-CONT由Alloc-ID標識，是一組業(yè)務(wù)流。 帶寬分配和QoS控制通過分配BW在每個T-CONT中完成，BW分配根據(jù)控制不同數(shù)目的時隙來實現(xiàn)。 不同的業(yè)務(wù)類型必須被映射到不同的T-CONT，并由不同的Alloc_ID標識。,GTC中的GEM流操作,下行方向 GEM幀由GEM塊承載并送至所有ONU。ONU成幀子

32、層提取幀，GEM TC適配器根據(jù)12bit的Port-ID過濾信元。只有攜帶正確Port-ID的幀才允許到達GEM客戶端塊。 上行方向 GEM流由一個或多個T-CONT承載。OLT接收到與T-CONT關(guān)聯(lián)的流后，會將幀轉(zhuǎn)發(fā)到GEM TC適配器，然后送至GEM客戶端。,GTC關(guān)鍵功能,媒質(zhì)接入控制流 GTC系統(tǒng)為上行業(yè)務(wù)流提供媒質(zhì)接入控制，其基本思路是：下行幀指示上行流在上行幀中的允許位置，上行幀和下行幀同步。 OLT在PCBd中發(fā)送指針，這些指針指示了每個ONU上行發(fā)送的開始和結(jié)束時間。這樣在任意時刻只有一個ONU可以訪問媒質(zhì)，在正常工作狀態(tài)下不會發(fā)生碰撞。 指針以字節(jié)為單位，允許OLT以帶寬

33、粒度為64kbit/s對媒質(zhì)進行有效的靜態(tài)控制。 ONU注冊 ONU注冊由自動發(fā)現(xiàn)流程完成 “配置S/N”方式是通過管理系統(tǒng)（如NMS和/或EMS）在OLT注冊O(shè)NU序列號 “發(fā)現(xiàn)S/N”方式是不通過管理系統(tǒng)（如NMS和/或EMS）在OLT注冊O(shè)NU序列號,業(yè)務(wù)流與QoS,GTC和受控用戶數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 GTC系統(tǒng)根據(jù)T-CONT管理流，每個T-CONT由Alloc-ID標識。每個T-CONT可包含一個或多個GEM Port-ID。OLT監(jiān)控每個T-CONT的流量負載，并調(diào)整帶寬分配來更好地分配PON資源。GTC系統(tǒng)不觀察或維持Port-ID之間的QoS關(guān)系，該功能由PON終端的GEM客戶端來完成。 QoS保證 DBA功能可提供各種不同的QoS。GPON TC層規(guī)定了5種T-CONT（與G.983.4相同）。 GEM模式中，GEM連接由端口標識，并根據(jù)QoS要求由一種T-CONT類型承載。,GPON下行幀,下行幀由下行物理控制塊（PCBd）和GEM塊組成。下行幀提供了PON公共時間參考和上行公共控