全业务接入系统PON的关键技术和

1、1全业务接入系统全业务接入系统PON的关键的关键技术与测试技术与测试中国移动福建公司发展计划部中国移动福建公司发展计划部二零零八年九月二零零八年九月2汇报提纲汇报提纲PON系统的关键技术介绍PON系统的测试EPON和GPON比较3PON系统参考结构系统参考结构4PON关键技术双工方式关键技术双工方式PONPON系统实现单纤双向传输（强制）。系统实现单纤双向传输（强制）。波长分配方案普遍遵循波长分配方案普遍遵循ITU-T G.983.3ITU-T G.983.3标准：三个工作波长标准：三个工作波长1310nm/1490nm/1550nm1310nm/1490nm/1550nm1490nm1310

2、nm1550nmDataDataCATV5广播方式PON的下行数据的下行数据n 在在ONU注册成动后分配一个唯一的识别码；注册成动后分配一个唯一的识别码；n ONU接收数据时，仅接收符合自己的识别码的帧或者广播帧。接收数据时，仅接收符合自己的识别码的帧或者广播帧。6PON的上行数据的上行数据TDMA方式方式n 原则：任一时刻只能有一个原则：任一时刻只能有一个ONU发送上行信号，使用一种简单可行的基于轮询带宽分配发送上行信号，使用一种简单可行的基于轮询带宽分配算法不同的算法不同的ONU分配不同的时间片，轮流发送上行数据；每个分配不同的时间片，轮流发送上行数据；每个ONU发送上行数据的时间发送上行

3、数据的时间片可以是动态的，时间片的大小和多少在宏观上表现为带宽的大小片可以是动态的，时间片的大小和多少在宏观上表现为带宽的大小n 由于由于ONU与与OLT之间光链路长度各不相同，使得信号时延也各不相同，可能会造成之间光链路长度各不相同，使得信号时延也各不相同，可能会造成ONU的上行数据帧发生碰撞，因此必须采用测距技术加以补偿，保证各的上行数据帧发生碰撞，因此必须采用测距技术加以补偿，保证各ONU到到OLT的逻辑距的逻辑距离是相同的。这个逻辑距离时间就是均衡环路时延，它是一个常数。离是相同的。这个逻辑距离时间就是均衡环路时延，它是一个常数。 7汇报提纲汇报提纲PON系统的关键技术介绍PON系统的

4、测试EPON和GPON比较8主流主流PON技术技术EPON基于吉比特以太网的无源光网络技术，继承了以太网的低成本和易用性以及基于吉比特以太网的无源光网络技术，继承了以太网的低成本和易用性以及光网络的高带宽，它是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种光网络的高带宽，它是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种国际标准：国际标准：IEEE802.3ahIEEE802.3ah，该标准规定了，该标准规定了EPONEPON的物理层、的物理层、MPCP(MPCP(多点控制协多点控制协议议) )、OAM(OAM(运行管理维护运行管理维护) )等相关内容。等相关内容。国家标准：国家标准：YD/T

5、 1475-2006YD/T 1475-2006接入网技术要求接入网技术要求基于以太网方式的无源光网基于以太网方式的无源光网络（络（EPONEPON） YD/T 1531-2006YD/T 1531-2006接入网设备测试方法接入网设备测试方法基于以太网方式的无源光网络（基于以太网方式的无源光网络（EPONEPON）GPON考虑到对传统考虑到对传统TDMTDM业务的承载问题，沿用了业务的承载问题，沿用了125ms125ms固定帧结构，以保持固定帧结构，以保持8k8k定定时基准；而为了支持时基准；而为了支持ATMATM等业务，等业务，GPONGPON定义了一种全新的封装结构定义了一种全新的封装结

6、构GEMGEM，可，可以把以把ATMATM和其它协议的数据混合封装成帧和其它协议的数据混合封装成帧 ITU-T G.984ITU-T G.984系列标准中规定了系列标准中规定了GPONGPON的物理层、的物理层、TCTC层和层和OAMOAM相关功能相关功能9EPON和和GPON比较比较带宽和效率带宽和效率EPONEPONGPONGPON上行上行1250Mbps1250Mbps1244MBps1244MBps或或2488Mbps2488Mbps下行下行1250Mbps1250Mbps155Mbps155Mbps、622Mbps622Mbps、1244Mbps1244Mbps或或2488Mbps2

7、488Mbps上行开销上行开销 * *用于突发接收的物理层用于突发接收的物理层开销开销: :约约3.5%;3.5%;* *以太网帧的封装开销以太网帧的封装开销: :约约7.4%;7.4%;* *MPCP(MPCP(多点控制协议多点控制协议) )和和OAM(OAM(运行管理维护运行管理维护) )协议开销协议开销: :约约2.9%;2.9%;* *DBADBA算法造成的剩余算法造成的剩余时隙时隙( (即不足以传输一即不足以传输一个完整以太网帧的时隙个完整以太网帧的时隙) )浪费浪费: :约约0.6%;0.6%; * *用于突发接收的物理层开销用于突发接收的物理层开销: :约约2.0%;2.0%;*

8、 *GEM(GPONGEM(GPON封装方法封装方法) )帧帧和以太网帧的封装开销和以太网帧的封装开销: :约约5.8%;5.8%;* *PLOAM(PLOAM(物理层运行管理物理层运行管理维护维护) )协议开销协议开销: :约约2.1%;2.1%;* *DBADBA算法剩余时隙引入额算法剩余时隙引入额外的封装开销外的封装开销: :约约0.8%;0.8%;上行带宽上行带宽利用率利用率开销约为开销约为144Mbit/s144Mbit/s，可用，可用带宽约为带宽约为856Mbit/s856Mbit/s，利用率利用率68.568.5开销约为开销约为133Mbit/s133Mbit/s，可用带宽，可用

9、带宽约为约为1111Mbit/s1111Mbit/s，利用率，利用率89.3%89.3%10 EPON 在1:32分光比下理论最大传输距离20Km 主流厂商可做到1:64分光，但未商用。 GPON 在1:64分光比下理论最大传输距离20Km 主流厂商可做到1:128分光，但未商用。EPON和和GPON比较比较传输距离和最大分光比传输距离和最大分光比11 EPON CESoP（分组网络电路仿真业务）。在分组交换网上建立一个通道，实现端到端的TDM业务传送，两端的TDM设备不必关心其间的网络。EPON和和GPON比较比较TDM业务支持业务支持12 GPON G.984中定义的GPON封装方法(GE

10、M)对TDM业务提供支持，沿用了125ms固定帧结构，以保持8k定时基准，也称为本原TDM支持（Native TDM） 也可以使用CESoP 方式提供TDM承载EPON和和GPON比较比较TDM业务支持业务支持13 GPON提供的提供的NativeTDM承载只是局限在承载只是局限在OLT到到ONU这这 一段，如果存在一个全程的一段，如果存在一个全程的TDM网络，网络，OLT上行通过上行通过TDM 接口与接口与TDM网络相连，这种情况下，显然网络相连，这种情况下，显然GPON这种高质这种高质 量的量的TDM业务承载能力具有优势。业务承载能力具有优势。 为顺应业务为顺应业务IP化、高带宽化的趋势，

11、城域网络正向化、高带宽化的趋势，城域网络正向IP/MPLS方方向迁移。包括接入层、汇聚和骨干网络在内的网络融合是网络向迁移。包括接入层、汇聚和骨干网络在内的网络融合是网络发展的趋势，许多主流运营商正在尝试在发展的趋势，许多主流运营商正在尝试在IP网络上承载网络上承载TDM业务，不再保留一个独立的、全程的业务，不再保留一个独立的、全程的TDM网络。网络。 在这种情况下，在这种情况下，GPON的的TDM业务需要在业务需要在OLT侧适配到侧适配到IP 上来承载，这与上来承载，这与EPON直接在直接在ONU上将上将TDM转换到转换到 IP/Ethernet上比较，从端到端的上比较，从端到端的QoS上看

12、，没有本质区别。上看，没有本质区别。EPON和和GPON比较比较TDM业务支持业务支持14EPON和和GPON比较比较QoS和和OAM QoS EPON EPON 带宽调度参数带宽调度参数LLIDLLID，调度是以，调度是以ONUONU为单位为单位 GPON GPON 带宽调度参数带宽调度参数T-contT-cont，一个，一个ONONU U可包含多个可包含多个T-contT-cont，调度更为灵活、，调度更为灵活、精细精细 OAM 标准方面，标准方面，GPONGPON定义的定义的OAMOAM信息比信息比EPONEPON标准定义的更丰富。标准定义的更丰富。 实际中，实际中，IEEE 802.3

13、ahIEEE 802.3ah中提供了中提供了organization specificorganization specific（组织特定）功能（组织特定）功能以便于相关机构进行以便于相关机构进行oamoam功能扩展；经过厂家扩展功能后的设备，功能扩展；经过厂家扩展功能后的设备，E/GPONE/GPON的的OAMOAM功能是相当的功能是相当的15 EPON 技术复杂度低，进入门槛低技术复杂度低，进入门槛低 芯片、器件的供应商多，产品成熟度高芯片、器件的供应商多，产品成熟度高 成本较低成本较低 GPON 技术复杂度高技术复杂度高 芯片、器件供应商少芯片、器件供应商少 目前成本相对目前成本相对EP

14、ON高。随着产量规模的扩大，远期成本将和高。随着产量规模的扩大，远期成本将和EPON 相当，甚至当用户需求带宽达到一定程度，相当，甚至当用户需求带宽达到一定程度，GPON成本优势突出成本优势突出 EPON和和GPON比较比较成本成本16 EPON和和GPON都适用于目前常见的各类接入场景：家庭用都适用于目前常见的各类接入场景：家庭用户、个体商户等个人用户，企业、政府、学校等集团用户户、个体商户等个人用户，企业、政府、学校等集团用户；宽带上网业务、窄带语音业务等；宽带上网业务、窄带语音业务等 GPON在对于传送在对于传送TDM业务（提供给基站、业务（提供给基站、PBX等等E1接入接入）和）和15

15、88V2时钟信号更具优势时钟信号更具优势 说明：说明： IEEE1588V2是一种精确时间同步协议，简称是一种精确时间同步协议，简称PTP协议。通过主从设备间消息传递，协议。通过主从设备间消息传递，计算时间和频率偏移，达到主从频率和时间同步计算时间和频率偏移，达到主从频率和时间同步EPON和和GPON比较比较应用场景应用场景17EPON和和GPON技术比较表技术比较表EPONGPON线路速率线路速率下行下行1250Mbps1250Mbps1244MBps1244MBps或或2488Mbps2488Mbps上行上行1250Mbps1250Mbps155Mbps155Mbps、622Mbps622

16、Mbps、1244Mbps1244Mbps或或2488Mbps2488Mbps最大分路比最大分路比1:32/1:641:32/1:641:64/1:1281:64/1:128最大物理传输距离最大物理传输距离20Km20Km20Km20Km数据链路层协议数据链路层协议以太网以太网GEMGEM和和/ /或或ATMATM带宽利用率带宽利用率68.568.589.3%89.3%TDMTDM业务支持方式业务支持方式TDM over PacketTDM over Packet直接直接TDMTDM承载承载芯片芯片 器件成熟度器件成熟度高高低低成本成本低低较低较低18汇报提纲汇报提纲PON系统的关键技术介绍P

17、ON系统的测试EPON和GPON比较19PON技术的试验网测试技术的试验网测试 光接口指标测试 PON的基本功能测试 多点控制协议功能测试 动态带宽分配功能测试 传输能力测试 TDM业务支持能力测试 组播功能测试 2层、3层功能测试 网管功能测试 互通性测试20PON技术的试验网测试技术的试验网测试 多极分光测试 分光器分光器OLTONU测试变量：分光比（测试变量：分光比（1:2/4/864） 传输距离传输距离(5Km,10Km20Km) 分光级数分光级数(1,2,3)ONU能否成功注册？能否成功注册？OLT、ONU PON口收光功率是否达标？口收光功率是否达标？分光器分光器分光器分光器21n

18、安装施工阶段测试： 测量光纤、接头、连接器、光分路器等损耗大小 确认施工工艺是否合格，线路是否可通过验收检验 由施工人员测试n开通阶段测试： 确认已安装的线路损耗是否在合格范围内 确认ONU的输出光功率是否正常 由业务开通人员测试n运营维护阶段测试： 线路故障判断和故障定位 由维护人员测试FTTx工程、维护测试工程、维护测试22n验收测试内容： 端到端链路损耗大小 端到端光回损(含CATV业务时需要) 链路长度和链路OTDR曲线n常用测试仪表或工具： 光源和光功率计 PON OTDR 回损测试仪 可视化故障定位仪安装施工阶段测试安装施工阶段测试23n测试内容： OLT到 ONU 下行信号大小 ONU的上行信号大小n常用测试仪表： PON光功率计23业务开通阶段测试业务开通阶段测试24n测试内容： 要求判断和定位故障n常用测试仪表： 带外PON OTDR 光纤信号识别器 光纤端面检测器维护阶段测试维护阶段测试25PON系统测试新的要求系统测试