XX电信——EPON技术和组网应用

1、 epon epon技术和组网应用技术和组网应用 中国电信股份有限公司昆山分公司中国电信股份有限公司昆山分公司 2009年年9月月 中国电信股份有限 公司昆山分公司 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-2 42-2 目目 录录 epon技术原理技术原理 epon关键技术关键技术 epon组网方案组网方案 epon实用设备实用设备 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-3 42-3 前言前言 电信重组，全业务牌照发放，涉及中国移动等运营商涉足固网经营， 移动抢占固话市场速度将远远快于我们占领移动市场； 随着宽带业务的发展，人们越来越意识到网络的接入部分(最后1 km) 存在严重的带

2、宽“瓶颈”； 笔记本电脑、智能手持终端的普及，无线上网需求增加，无线上网速 率以及移动性需求较迫切； 原铜价格不断上扬，传统接入模式投资增加，迫切需要进行光进铜退 的建设。 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-4 42-4 趋势趋势-高带宽高带宽&多业务多业务 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-5 42-5 man趋势趋势-光进光进&铜退铜退 1mbps 3m8m25m100m adsl/adsl2+ 基于铜线基于铜线 vdsl / vdsl2+ 基于铜线基于铜线 pon 基于光纤基于光纤 200220032

3、0062010time 带宽：带宽： internet video conference remote control 接入技术接入技术 业务需求业务需求 vod standard-definition tv video conference game live tv vod hdtv 。 3 km 5 km 1 km20 km 覆盖范围覆盖范围 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-6 42-6 什么是什么是pon? pon（passive optical network 无源光网络）是指odn（optical distribution network

4、 光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，odn全部由光分路器 （splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。 pon是一种点到多点（p2mp）结构的无源光网络； passive optical network olt ont optical line terminal optical network terminal passive optical splitter pstn internet iptv ont ont passive optical splitter eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-7 42-7 什么是什么是e

5、pon？ epon（ethernet passive optical network）是pon技术中最新的一种，由 ieee802.3efm（ethernet for the first mile）即第一英里以太网联盟提出 。 epon在现有的ieee802.3协议(带vlan功能的以太网协议)的基础上，通过 较小的修改实现在用户接入网中传输以太网帧，也就是说，因为在pon网络 上面传送的数据采用ethernet （以太网）帧结构，所以叫epon。 epon是一种采用点到多点（p2mp）、无源光纤传输方式，基于高速以太网 平台和tdm（time division multipexing）时分m

6、ac（media access control） 媒体访问控制方式提供多种综合业务的宽带接入技术。 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-8 42-8 什么是什么是ethernet（以太网）（以太网）？ 以太网在网络模型的最底层即物理层采用 。 以太网在网络模型的第二层即数据链路层采用ieee 802.3等标准，即网络中的数据帧基 于mac（媒体访问控制）地址来寻址，通俗地说就是根据网卡的48位硬件地址来寻址， 实现数据最后到达目的地。 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-9 42-9 为什么选择为什么选择epo

7、n? 三大优势三大优势: n1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20km； n2、更高的带宽: 上下行对称1.25g； n3、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。 epon支持tripleplay业务（三重业务，即全业务），除满足用户电 话（voip）、宽带上网、itv等现有业务，还能满足用户对高带宽业 务的需求，如高清电视、实况转播等。pon是三网合一的上佳方案。 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-10 42-10 epon的网络位置的网络位置 epon网络位置网络位置 eponepon技术原理技术原理 .

8、 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-11 42-11 epon的硬件说明的硬件说明 olt（optical line terminal）：光线路终端，放置在中心局端，一方面将承载各 种业务的信号在局端进行汇聚，按照一定的信号格式送入接入网络以便向终端用 户传输，另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入各种业务网中。 并有分配和控制信道的连接，进行实时监控、管理及维护功能。 onu/t（ optical network unit/terminal）：光网络单元或光网络终端，放置在 用户侧，即用户楼宇、用户办公室、或用户家中。依托epon上行，提供中小规 格的多业务接入网方式，即具有

9、多种接口，如：adsl、pots、lan等。 spliter：无源光合/分路器，常用的有1：32（64、128）合/分路器，olt与 onu/t之间通过spliter连接。 fiber：光纤，传送光信号。 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-12 42-12 epon原理原理-数据复用数据复用 epon系统采用wdm（波分复用）技术，实现在olt与spliter之间、spliter与各 onu/t之间单纤双向传输。 wdm技术：即一根光纤中传输2种不同波长（波长=光速/频率）的光信号，犹如空气中传送2种广 播电台的信号，因为频率不同，互相不会干扰影响。

10、 为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术： 下行数据流采用广播技术下行数据流采用广播技术； 上行数据流采用上行数据流采用tdma（时分复用接入）技术；（时分复用接入）技术； 1490nm 1310nm eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-13 42-13 epon原理原理-下行数据下行数据 广播方式广播方式 oltolt连续广播发送，各连续广播发送，各onuonu根据收到的以太数据帧中的根据收到的以太数据帧中的llid内容内容选择性接选择性接 收，如该帧的收，如该帧的llidllid和自己的和自己的llidllid相同则接收

11、，反之则丢弃。相同则接收，反之则丢弃。 llid：逻辑链路标识 ，olt为已注册的onu分配不同的llid，用于通信识别 。 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-14 42-14 epon原理原理-上行数据上行数据 tdma 方式（时分复用接入）方式（时分复用接入） 上行信号：分时突发发送，上行信号：分时突发发送，oltolt采用向各采用向各onuonu测距的技术，准确通知各测距的技术，准确通知各onuonu发送数据的时间，保证上发送数据的时间，保证上 行数据不发生冲突行数据不发生冲突 pon上行帧以时分复用的形式由各个onu发送的数据包组成。 各个o

12、nu发送的上行数据流通过光分路器（spliter)耦合进共用光纤，以tdm的方式复合成一个连续 的数据流。 每个onu有一个tdm控制器，它与olt的定时信息一起控制上行数据包的发送时刻，避免复合时数据 发生碰撞和冲突。 当onu没有数据发送时，也需要填充olt分配给自己的时隙 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-15 42-15 epon业务映射流程业务映射流程 在onu/t上接入的多种用户业务根据端口分别被配置了不同的vlan号，然 后路由汇总到olt，再上行到ip城域网，最后被路由到不同的业务网络进行处理。 eponepon技术原理技术原理 .

13、中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-16 42-16 什么是什么是vlan？ vlan（virtual local area network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内 的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技 术。 vlan的划分有三种方式：基于端口（port）、基于mac地址和基于ip地址。 通过划分虚拟网，即分配不同的vlan号，可以把数据广播限制在各个虚拟 网的范围内，从而减少整个网络范围内广播包的传输，提高了网络的传输效 率；同时各虚拟网之间不能直接进行通讯，而必须通过路由器转发，为高级 的安全控制提供了可能，增强了网络的安全性 。 通俗地讲，经

14、过vlan的划分，可以使epon网络上汇总的各种不同种类业务 得到更为迅急的路由转发处理。 eponepon技术原理技术原理 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-17 42-17 目目 录录 epon技术原理技术原理 epon关键技术关键技术 epon组网方案组网方案 epon实用设备实用设备 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-18 42-18 测距技术 dba 下行aes加密 eponepon关键技术关键技术 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-19 42-19 1、测距技术、测距技术 补偿因补偿因oltolt到各到各onuonu距离不同而产生的传输时延差异：距离不

15、同而产生的传输时延差异：rttrtt（round trip round trip timetime）。）。 在olt对新加入的onu启动注册过程中， 通过发送特殊的gate帧信号与 onu通话，通过一问一答所需时间来测定两者之间的距离，进而可精确通 知各onu发送数据的时间，实现tdma。 举例：按时分复用规则，常规上行的某段数据流中举例：按时分复用规则，常规上行的某段数据流中onu1onu1的数据帧应该在的数据帧应该在 onu2onu2的数据帧前面，但假如的数据帧前面，但假如onu2onu2的距离相对足够远，为了补偿传输因的距离相对足够远，为了补偿传输因 距离造成的时间差，则距离造成的时间差

16、，则oltolt可能会反而通知可能会反而通知onu2onu2发送数据的时间早于发送数据的时间早于 onu1onu1，以确保，以确保onu2onu2的数据帧紧跟的数据帧紧跟onu1onu1的数据帧。的数据帧。 使用注册冲突避让：使用注册冲突避让： 在pon系统中，解决onu的注册冲突的方案：随机延迟时间法。 eponepon关键技术关键技术 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-20 42-20 2、dba概念概念 什么是dba? n - dba, dynamically bandwidth assignment(动态带宽分配) n - dba是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带

17、宽 的动态分配的机制 为什么需要dba？ n - 可以提高pon端口的上行线路带宽利用率 n - 可以在pon口上增加更多的用户 n - 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 eponepon关键技术关键技术 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-21 42-21 3、下行、下行aes加密（先进的加密标准）加密（先进的加密标准） onu onu onu olt 加密加密 解密解密 解密解密 解密解密 epon系统支持三重搅动（triple churning，一种较复杂的加密方法）下行加密。且密 钥更新时间在1254s范围内灵活配置。可以有效防止非法onu对数据

18、的窃听。 eponepon关键技术关键技术 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-22 42-22 目目 录录 epon技术原理技术原理 epon关键技术关键技术 epon组网方案组网方案 epon实用设备实用设备 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-23 42-23 triple play（全业务）端到端解决方案（全业务）端到端解决方案 bras aaa server ip 核心 网 isp cpe mse 城域网 olt 软交换软交换 internet iptv server middle ware nms tl1/corba /api carriers oss notifi

19、cation iptv phone pc onu1 cpe onu2 vdsl2 nsp ip voice onu4 e1 fe odn splitter 移动基站 pbx phone pc onu3 e1 cdma/3g pstn eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-24 42-24 triple play pon侧组网侧组网 olt scu console splitter onu1 onu2onu3 onu4 scu gpbx eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-25 42-25 triple play

20、onu侧组网侧组网 pots pc tv stb optical splitter vlan hsi vlan : iptv sip vlan sip eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-26 42-26 epon使用模式使用模式 fttb：光纤到大楼(fiber to the building），将onu放置于楼道竖井中 ，利用 用户原有五类线入户。 ftto：光纤到办公室(fiber to the office ) ，将epon onu放置于商业用户办 公室，直接利用光纤接入。 ftth：光纤到户(fiber to the home) ，将onu放

21、置于用户家中，直接利用光纤 入户。 eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-27 42-27 wireless networks catv/broadcast metro ethernet enterprise applications 局端机房局端机房 光缆分配点光缆分配点 用户接入点用户接入点 馈线光缆段馈线光缆段配线光缆段配线光缆段 入户线光缆段入户线光缆段 new wiring existing wiring 用户终端用户终端 用户段用户段 residential/business epon- fttx光缆网络工程拓扑光缆网络工程拓扑 eponep

22、on组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-28 42-28 企业信息化应用企业信息化应用 企业集团客户属于高附加值用户，具有业务种类需求丰富、业务质量要求较高、业务资费企业集团客户属于高附加值用户，具有业务种类需求丰富、业务质量要求较高、业务资费 不太敏感等特点，不太敏感等特点， epon平台助推运平台助推运营营商企商企业业信息化接入方案提升信息化接入方案提升 ,除了满足集团用户的话音、除了满足集团用户的话音、 有线和无线宽带上网、局域网互联、视频会议、有线和无线宽带上网、局域网互联、视频会议、iptv等业务外，还可以提供企业等业务外，还可以提供企业pbx接入和接入和

23、tdm专线接入等业务，提供完善的专线接入等业务，提供完善的qos保证机制。保证机制。 eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-29 42-29 社区信息化应用社区信息化应用 社区信息化覆盖目前已经比较普遍，接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网（有线和无线社区信息化覆盖目前已经比较普遍，接入业务包括语音、数字家庭、宽带上网（有线和无线 方式可选）、方式可选）、iptv视频、视频、catv视频业务等，视频业务等，epon提供系列化提供系列化onu/ont终端，满足家庭用户有线终端，满足家庭用户有线 方式、无线方式、广域网和局域网等各种业务接入需求。方式、无线方

24、式、广域网和局域网等各种业务接入需求。 eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-30 42-30 农村信息化应用农村信息化应用 当前农村信息化的业务范畴更加广泛，除了传统的语音业务外，和农村信息化息息相关的当前农村信息化的业务范畴更加广泛，除了传统的语音业务外，和农村信息化息息相关的 数据、视频业务也日益重要，如视频教育、兴农信息网络、一村一吧、村村通电话等需求，数据、视频业务也日益重要，如视频教育、兴农信息网络、一村一吧、村村通电话等需求， epon综综合接入解决方案光合接入解决方案光纤纤接入距离最大可达接入距离最大可达30公里以上，接入和公里以上，接入

25、和传传送一体化，无需送一体化，无需额额外的外的传传 输设备输设备，符合，符合农农村村线线路条件差、路条件差、线线路路维护难维护难的特点。局端的特点。局端设备设备放在放在县级县级机房，用机房，用户户端端设备设备放在各放在各 个行政村，通个行政村，通过过无源分光器无源分光器实现实现多个行政村共享主干光多个行政村共享主干光纤纤，可大幅度降低光，可大幅度降低光缆缆成本和建成本和建设设成本。成本。 eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-31 42-31 网吧优化接入应用网吧优化接入应用 当前国内网吧接入多采用光纤当前国内网吧接入多采用光纤p2p 接入，存在接入带宽

26、受限制、成本较高和维护麻烦的缺点。接入，存在接入带宽受限制、成本较高和维护麻烦的缺点。epon光接入光接入 方案从组网灵活性、维护管理、带宽分配、接入距离等各方面优化网吧接入。首先，接入带宽大大增加，并方案从组网灵活性、维护管理、带宽分配、接入距离等各方面优化网吧接入。首先，接入带宽大大增加，并 且提供动态带宽管理功能；其次，无源节点的引入，减轻了维护的压力；再有运营策略更加灵活制定，可以且提供动态带宽管理功能；其次，无源节点的引入，减轻了维护的压力；再有运营策略更加灵活制定，可以 根据根据epon的的dba（动态带宽分配）算法灵活配置接入带宽，运营商可根据（动态带宽分配）算法灵活配置接入带宽

27、，运营商可根据接入速率差异指定灵活的收费策略，接入速率差异指定灵活的收费策略， 达到网吧和运营商达到共赢的局面。达到网吧和运营商达到共赢的局面。 eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-32 42-32 视频监控系统接入应用视频监控系统接入应用 视频监控业务对上行带宽要求较高，普通的接入技术无法很好承载该类业务。借助视频监控业务对上行带宽要求较高，普通的接入技术无法很好承载该类业务。借助epon技术上下带技术上下带 宽对称可达宽对称可达g bit的优势，在一根主干光纤完成沿途的优势，在一根主干光纤完成沿途6个以上的监控点接入，提升带宽的同时大大节省了个以上

28、的监控点接入，提升带宽的同时大大节省了 主干光纤资源和线路管道资源，主干光纤资源和线路管道资源，。 eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-33 42-33 无线通讯基站接入应用无线通讯基站接入应用 综合考虑综合考虑2g基站接入点综合业务接入改造和基站接入点综合业务接入改造和3g基站接入网的建设，基站接入网络重新规划越来越重基站接入网的建设，基站接入网络重新规划越来越重 要。要。epon系统采用系统采用ip+tdm双业务内核结构，具有较好的双业务内核结构，具有较好的tdm与数据业务的承载能力。系统具备时钟再与数据业务的承载能力。系统具备时钟再 定时功能，对

29、定时功能，对tdm业务的传输效果可以和经典的业务的传输效果可以和经典的sdh媲美，满足基站接入对时钟的高要求。同时，还可媲美，满足基站接入对时钟的高要求。同时，还可 以以解决基站附近语音和数据业务的接入需求。伴随解决基站附近语音和数据业务的接入需求。伴随3g业务的开展，业务的开展，epon平台的应用空间将越来越广，平台的应用空间将越来越广， 综合投资受益比将越来越高。综合投资受益比将越来越高。 eponepon组网方案组网方案 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-34 42-34 目目 录录 epon技术原理技术原理 epon关键技术关键技术 epon组网方案组网方案 epon实用设备

30、实用设备 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-35 42-35 设备类型设备类型zxa10 c220zxa10 c220 体积体积6u6u高，高，1919英寸宽英寸宽 线卡槽位线卡槽位1212个个 单框最大容量单框最大容量4040个个ponpon口口 单机架容量单机架容量200200个个ponpon口口 ponpon单板密度单板密度4 4个个eponepon口口/ /板板 上联上联10ge10ge：2/42/410ge10ge上联上联 gege：8ge/4ge+4fe8ge/4ge+4fe 背板带宽背板带宽800gb/s800gb/s 交换能力交换能力384gb/s384gb/s 槽位

31、带宽槽位带宽4gb/s4gb/s 特点特点大容量、高密度、无阻交换大容量、高密度、无阻交换 冗余保护冗余保护支持主控和电源热主备支持主控和电源热主备 用户板通用用户板通用c200c200、c220c220线卡全部兼容线卡全部兼容 eponepon实用设备实用设备 . 中国电信股份有限 公司昆山分公司 42-36 42-36 n 形态a：单用户：单用户ont（主要用于单用户场合，（主要用于单用户场合，14个个fe，可选，可选voip、wifi） n形态b：fttb（epon+lan）型）型onu（主要用于多用户、（主要用于多用户、fttb场合场合 ，8、16、24个个fe） n形态c：fttb（epon+ads