GPON原理介绍华为.pptx

单击此处编辑母版标题样式,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Page,#,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,HUAWEI Confidential,谢谢,Page,0,考虑到未来许多的宽带应用，越来越多的国家认识到必须尽早突破接入“瓶颈”，而光纤是今为止最好的传输媒介。本文主要分析,GPON,技术的产生背景、应用、基本概念和特点，以及,GPON,系统的管理模式和终端的业务发放模式。,前 言,Page,1,参考资料,QoS,专题介绍,标,Page,3,第,1,章,光接入网概述,第,2,章,PON,基本概念,第,3,章,GPON,协议分析,第,4,章,GPON,关键技术,第,5,章,GPON,的物理特性,内容介绍,Page,4,接入网的现状,全球电信运营商处在转型过程中：,1,、业务竞争力的提升：提供更多业务。,2,、增加,ARPU,值：多种业务捆绑，降维护成本。,3,、提升用户忠诚度：提高用户对网络感受满意度，降低用户离网率。,要,实现转型目标，,宽带提速是前提。,Page,5,Service,Access,Core,X.25,ADSL,Ethernet,PSTN,IP,ATM,FR,GSM/GPRS,CDMA,Cable,PDH,SDH,Wireless Voice,Wireless Data,High Speed,Internet,Voice,Streaming,Dial-up,VoIP,Message,FTTH GPON,DSL,Wireless,Eth/IP/MPLS,Aggregation Network,Location&,Presence,Message,Online Gaming,Voice,Data,Video,Storage,Directory,接入网的发展趋势,All over IP,Page,6,如何解决“距离与带宽”的矛盾,ISDN,HDSL,ADSL,ADSL2+,VDSL 2,xDSL,技术,?,xDSL,技术很难解决,距离与带宽,的矛盾,问：怎么办？,答：“光进铜退”！采用,光纤接入,方案！,Page,7,光纤接入网的接入方案,(a),点到点的网络,(b),路边交换网络,(c),无源光网络,即,:PON,Curb switch,CO,CO,CO,N,subscribers,L,km,L,km,L,km,Passive,optical,splitter,N,subscribers,Page,8,ADSL2+,PON,ADSL2+,VDSL2,Centre office,Home,VDSL2/POTS,ONT,ADSL2+,10/100Base-T,GE,Curb,Building,GE,FTTC,FTTB,FTTB,FTTH,ADSL2+,VDSL2,GE,FTTB,DSL,Best Suitable is the Best Choice,FTTX,场景分析,Page,9,第,1,章,光接入网概述,第,2,章,PON,基本概念,第,3,章,GPON,协议分析,第,4,章,GPON,关键技术,第,5,章,GPON,的物理特性,内容介绍,Page,10,P,assive,O,ptical,N,etwork,无源光网络,OLT,ONU,O,ptical,L,ine,T,erminal,光线路终端,O,ptical,N,etwork,U,nit,光网络单元,P,assive,O,ptical,S,plitter,无源分光器,PSTN,Internet,CATV,ONU,ONU,PON,是一种点到多点（,P2MP,）结构的无源光网络；,PON,由,光线路终端,OLT,（,Optical Line Terminal,）、,光网络单元,ONU,（,Optical Network Unit,）和无源分光器,POS,（,Passive Optical Splitter,）组成；,P,assive,O,ptical,S,plitter,无源分光器,什么是,PON?,Page,11,WDM,ONU/ONT,NE,WDM,OLT,NE,Service node,分光器,T,参考点,V,参考点,R/S,S/R,ODN,UNI,SNI,IFpon,IFpon,ONU Optical Network Unit,光网络单元,ONT Optical Network Terminal,光网络终端,ODN Optical Distribution Network,光分配网络,OLT Optical Line Terminal,光线路终端,WDM Wavelength Division Multiplex Module,波分复用模块,NE Network Element,网络单元,SNI Service Node Interface,业务节点,UNI User Network Interface,用户网络接口,GPON,网络参考模型,Page,12,APON,:ATM Passive Optical Networks,EPON,:Ethernet Passive Optical Networks,GE-PON,:Giga-bit Ethernet Passive Optical Networks,GPON,:Gigabit-capable Passive Optical Networks,EPON,GEPON,GPON,ATM,APON,BPON,Ethernet,EPON,GPON,几种,PON,标准,Page,13,P2MP,GPON,EPON,标准,ITU.T G.984.x,IEEE 802.3ah,速率,2.488G/1.244G,1.25G/1.25G,分光比,1:641:128,1:161:32,承载,ATM,Ethernet,TDM,Ethernet,带宽效率,92%,72%,QOS,Very good,，,including Ethernet,TDM,ATM,Good,only ethernet,光预算,Class A/B/B+/C,Px10/Px20,DBA,标准格式,厂家自定义,ONT,互通,OMCI,无,OAM,ITU-T G.984(,强,),Ethernet OAM,（弱，厂家扩展）,GPON,与,EPON,的比较,Page,14,GP,ON,（,Gigabit-capable Passive Optical Networks,）,三大优势：,1,、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径,20KM,；,2,、更高的带宽：对每用户下行,2.5G/,上行,1.25G,（物理层）；,3,、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。,GPON,支持,Triple,play,业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，,GPON,是三网合一的上佳方案。,GPON,标准完善，综合业务支持好，技术要求高,全球大运营商的选择,1Mbps,3M,8M,25M,100M,ADSL/ADSL2+,Copper Based,VDSL/ADSL2+,Copper Based,PON,Fiber Based,2002,2003,2006,2010,时间,带宽,互联网,视频会议,远程控制,接入技术,业务需求,VoD,标清电视,视频会议,Game,实况,TV,VoD,HDTV,3km,2km,20dB),快速时钟恢复,0#ONU,1#ONU,0#ONT,有快速,AGC,无快速,AGC,阈值线,恢复出来的数据,到达,OLT,的信号及阈值建立,ONT/ONU,发出的信号,PON,关键技术,-,突发光电技术,2,#,Page,30,OLT,通过,Ranging,测距过程获取,ONU,的往返延迟,RTD,（,Round Trip Delay,），从而指定合适的均衡延时参数,EqD,（,Equalization Delay,），保证每个,ONU,发送数据时不会在分光器上产生冲突,。,Ranging,的过程需要开窗，即,Quiet Zone,，暂停其他,ONU,的上行发送通道。,OLT,开窗通过将,BWmap,设置为空，不授权任何时隙来实现。,GPON,关键技术,-,测距,ONT,OLT,(in CO),20 km,3 km,12 km,Page,31,什么是,DBA?,-DBA,Dynamically Bandwidth Assignment(,动态带宽分配,),-DBA,是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制,为什么需要,DBA,？,-,可以提高,PON,端口的上行线路带宽利用率,-,可以在,PON,口上增加更多的用户,-,用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带宽突变比较大的业务,GPON,关键技术,DBA,Page,32,提高最大带宽利用率,无,DBA,利用率,40%,有,DBA,利用率达到,80%,减小平均时延,无,DBA:100ms,有,DBA:10ms,DBA,在利用率和延迟指标上带来的优势,Page,33,GPON,的状态上报,DBA,存在,3,种机制：,PLOu-State Ind DBA,;,（状态指示）,DBRu-Piggy-back DBA,;,（我司采用此机制）,Payload DBA;,（完整,ONU,上报,),DBA,报告类型,Page,34,SR(Status Reporting)-DBA,Payload,US BW,Map,Data,Report,PCBd,D/S Direction,U/S Direction,OLT,ONT,OLT,根据上次计算的结果在下行帧头中下发,BW Map,。,ONU,根据带宽分配信息在规定的时隙上发送目前,T-CONT,中等待发送的数据状态报告。,OLT,收到,ONU,的状态报告后，经过,DBA,计算并更新,BW Map,，在下一帧进行下发。,ONU,收到,OLT,下发的,BW Map,消息后，在指定的时隙上发送数据。,DBA,的两种实现模式,Page,35,在,OLT,处监视从,NSR-ONU/ONT,来的信元数据流的算法,过程,(Procedure),：,Step1,：在确定的间隔,(interval),内监视,OLT,接收到的信元数目。,Step2,：通过使用在,Step1,中的实时监控,(real time monitoring),结果来计算利用速率,(utilization rate),。,Step3,：通过比较利用速率和极限值，来认识,(recognize),拥塞程度。,D,t,i,j,Di,Dj,NSR(Non Status Reporting)-DBA,NSR-DBA,实现,Page,36,T-CONTs(Transmission Containers),：动态接收,OLT,下发的授权，用于管理,PON,系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善,PON,系统中的上行带宽。,T-CONT,的带宽类型分为,FB,AB,NAB,BE,。,T-CONT,的,5,种类型，,Type1,Type2,Type3,Type4,Type5,。,T-CONT,带宽术语,Page,37,根据业务的优先级，系统对每个,ONU,设置,SLA,，对业务的带宽进行限制,。,最大带宽和最小带宽是对每个,ONU,的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。,OLT,根据业务和,SLA,及,ONU,的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。,T-CONT,类型和带宽类型之间的关系,Page,38,DBA 1类型的分配为静态固定分配，等于配置最大带宽，优先分配。,DBA 2类型的分配为保证带宽,最大保证带宽,也是配置最大带宽，前2种类型不会参与带宽竞争，超过最大带宽的部分将被丢弃。,DBA 3类型为混合保证和非保证带宽，如果可以保证申请带宽，则直接分配，否则将不能分配的部分带宽打上标记和DBA 5类型的TAG部分带宽采用RR（轮巡）方式分配,DBA 4类型为不保证类型，只有保证带宽分配后剩余带宽和DBA 5部分剩余带宽申请一起RR调度；,DBA 5类型为混合型，首先确保固定带宽，若不够再判断保证带宽是否能够满足要求，如果可以，则直接分配，如果还不满足，则将剩余部分带宽申请打上标记和DBA 3的TAG部分带宽RR调度分配，,如果竟争后还不能满足，则剩余带宽与DBA 4竞争。,ONU_ID T-CONT1,TAG,RR,ONU_ID T-CONT2,ONU_ID T-CONT3,ONU_ID T-CONT4,ONU_ID T-CONT5,RR,配置最大带宽,保证带宽,竞争带宽,5-1,5-2,3-1,3-2,5-3,5-4,3-4,5-5,5-6,4-1,4-2,1-1,2-1,3-3,5-3,A-B,A,：,T-CONT,类型,B,：分配步骤,DBA,调度算法的实现,固定带宽,Page,39,第,1,章,光接入网概述,第,2,章,PON,基本概念,第,3,章,GPON,协议分析,第,4,章,GPON,关键技术,第,5,章,GPON,的物理特性,内容介绍,Page,40,分光器衰减计算,分光器的插入损耗,(1dB):,(Power_input)-(Power_output of all branch),Input,Output,1:2,分光器,2:N,分光器,10 log(0.5)=-3.01,1:2,分光器衰减为,3.01 dB,1:16,分光器衰减为,12.04 dB,1:64,分光器衰减为,18.06 dB,光功率衰减,Page,41,光纤衰减和长度有关,光纤熔接点的衰减值一般小于,0.2dB,其他方面，如光纤弯曲等也可能造成,衰减,About 0.35 dB per km,for 1310,1490nm,Table G.984.2 Classes for optical path loss,Class A,Class B,Class B,Class C,Minimum loss,5 dB,10 dB,13 dB,15 dB,Maximum loss,20 dB,25 dB,28 dB,30 dB,NOTE,The requirements of a particular class may be more stringent for one system,type than for another,e.g.the class C attenuation range is inherently more stringent,for TCM systems due to the use of a 1:2splitter/combiner at each side of the ODN,each having a loss of about 3 dB.,Huaweis OLT and ONU,28 dB(Class B+),光纤衰减和光功率预算,Page,42,Items,Unit,Single fibre,OLT:,OLT,最小平均发送功率,Mean launched power MIN,dBm,+1.5,最大平均发送功率,Mean launched power MAX,dBm,5,接收灵敏度,Minimum sensitivity,dBm,-28,过载光功率,Minimum overload,dBm,-8,ONU:,ONU,最小平均发送功率,Mean launched power MIN,dBm,0.5,最大平均发送功率,Mean launched power MAX,dBm,5,接收灵敏度,Minimum sensitivity,dBm,-27,过载光功率,Minimum overload,dBm,-8,GPON,接口参数指标（,Class B+,）,