光网络-光接入网

1、光接入网光接入网1对比到现网的接入“瓶颈”，光纤是今为止最好的传输媒介。下面主要分析PON技术的产生背景、应用、基本概念和特点，并分别介绍GPON、EPON基本原理及差异。 23接入网的发展趋势接入网的发展趋势All over IPAll over IPServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWireless VoiceWireless DataHigh SpeedInternet VoiceStreamingDial-upVoIPMessageFTTH GPONDSLWirelessEth/IP/M

2、PLSAggregation NetworkLocation &PresenceMessageOnline GamingVoiceDataVideoStorageDirectory4如何解决如何解决“距离与带宽距离与带宽”的矛的矛盾盾ISDNHDSLADSLADSL2+VDSL 2xDSL技术技术xDSL技术很难解决距离与距离与带宽带宽的矛盾问：怎么办？答：“光进铜退”！采用光纤接入网是光纤接入网是不错的不错的方案！5光纤接入网的接入方案(a) 点到点的网络点到点的网络 (b) 路边交换网络路边交换网络 (c) 无源光网络无源光网络即即: PON Curb switchCOCOCON subs

3、cribersL kmL kmL kmPassiveopticalsplitterN subscribers67lPassive Optical Network 无源光网络无源光网络OLTONUOptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 Passive Optical Splitter 无源分光器PSTNInternetCATVONUONU PON是一种点到多点（是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；）结构的无源光网络； PON由由光线路终端光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、）、光网络单元光网络

4、单元 ONU（ Optical Network Unit） 和无源分光器和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；）组成；Passive Optical Splitter 无源分光器什么是什么是PON?PON?8PON的的三大优势：三大优势： 1、更远的传输距离，采用光纤传输，覆盖半径、更远的传输距离，采用光纤传输，覆盖半径20KM； 2、更高的带宽，达、更高的带宽，达1.25G或或2.5G. 3、分光特性、分光特性,，节省光纤资源。，节省光纤资源。1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+Copper BasedVDSL / ADSL2+Copp

5、er BasedPONFiber Based2002200320062010时间时间带宽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TVVoDHDTV3km2km1km20km覆盖半径为什么选择为什么选择PON?9光接入网的参考配置 lPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。采用不同光波分别传上、下行数据；下行数据流采用广播技术（分光器上物理层复制）；上行数据流采用TDMA技术。1490nm1310nmPONPON原理原理-数据复用数据复用11lOLT至ONU的信号流为下行信号。lOLT传至各ONU的信息首先在OLT采用光时分复用OTDMA技术组成复

6、帧，并被送入馈线光纤，然后在无源光分路器以广播形式将复帧信号传至各ONU，最后由各ONU从所接收的复帧信号中恢复出发送给本ONU的相应帧信号。1490nm1310nmPONPON原理原理-数据复用数据复用l各ONU至OLT的上行信号可以采用OTDMA，OWDMA，OCDMA，OSCMA等多址接入技术(1) 光时分多址（OTDMA）(2) 光波分多址(OWDMA)(3) 光码分多址(OCDMA)(4) 光副载波多址OSCMA1490nm1310nmPONPON原理原理-数据复用数据复用l光接入网的应用类型 WDM光互联网技术的多波长光网络16l什么是DBA? - DBA, Dynamically

7、 Bandwidth Assignment( - DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带动态带宽分配宽分配) ) - DBA - DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上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行带宽的动态分配的机制l为什么需要DBA？ - - 可以提高可以提高PONPON端口的上行线路带宽利用率端口的上行线路带宽利用率 - - 可以在可以在PONPON口上增加更多的用户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

8、务突变比较大的业务PONPON关键技术关键技术-DBA-DBADBADBA概念概念17ONTONTONTOLT加密加密解密解密解密解密解密解密由于下行数据在分光器上为广播复制，每个由于下行数据在分光器上为广播复制，每个ONUONU都可以收到同样的都可以收到同样的数据。在数据。在OLTOLT上需要采用加密处理，提高线路数据的可靠性。上需要采用加密处理，提高线路数据的可靠性。lGPONGPON与与EPONEPON支持的加密算不同，支持的加密算不同，GPONGPON采用采用AES128AES128加密处理，加密处理，EPONEPON采用三重搅动算法。采用三重搅动算法。PONPON系统的数据安全系统的

9、数据安全1819ATM无源光网络（无源光网络（APON）lAPON系统是将ATM和PON技术结合起来，即在PON网络中实现基于ATM信元的传输，从而使系统具有下列特点：l多个ONU可共享光纤介质，从而大大降低系统成l在OLT与远端用户之间无需使用有源器件。l可实现有QOS质量的多业务的综合传输l可充分利用ATM统计复用的特点，促进实现PON中的动态带宽分配。APON系统结构系统结构22以太网无源光网络EPON(Ethernet PON，EPON)是指采用PON的拓扑结构实现以太网接入的网络。l主要由三部分组成：光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)和光网络单元/光网络终端(ONU/ONT)。

10、 以太网无源光网络以太网无源光网络 EPON接入网结构 EPON的协议分层 EPON下行信息流的分布过程 下行传输帧结构 标准以太帧EPON上行信号流的发送过程 EPON上行帧结构 EPON关键技术关键技术l数据链路层的关键技术主要包括上行信道的多址控制协议(MPCP)、ONU的即插即用问题、OLT测距和延时补偿兼容性等等。lEPON物理层的关键技术主要集中在OLT处，其中包括突发信号的快速同步、网同步、光发送和接收模块的功率控制以及自适应接收等。EPON网络结构网络结构光线路终端(OLT)、光管理单元（EMS）和光网络单元(ONU)32GPON网络结构网络结构光线路终端(OLT)、光管理单元

11、（EMS）和光网络单元(ONU)34ITU-T G.984.3GPON TC层规格要求GTC复用结构及协议栈介绍GTC帧结构介绍ONU注册激活流程DBA规格要求告警和性能ITU-T G-984.1/2/3/4产品开发简单产品开发简单产品兼容性强产品兼容性强ITU-T G.984.1GPON网络参数说明保护倒换组网要求ITU-T G.984.4OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述ITU-T G.984.2PMD层规格要求2.488Gbps下行光接口参数规格要求1.244Gbps上行光接口参数规格要求物理层开销分配GPONGPON标准协议标准协议35 GPONGPON提供以

12、下几种异步传输速率：提供以下几种异步传输速率：1.24416 1.24416 Gbit/sGbit/s up, 2.48832 up, 2.48832 Gbit/sGbit/s down down（目前的主流支持速（目前的主流支持速率）率）支持最大逻辑距离为：支持最大逻辑距离为：60km60km 支持最大物理距离为：支持最大物理距离为：20km20km 支持最大距离差为：支持最大距离差为：20km20km 分光比为分光比为1 1：6464，可升级为，可升级为1 1：128128GPONGPON网络基本性能参数网络基本性能参数 ONU OLT ONU 距离差: 20km 逻辑距离: 60 km

13、逻辑分光比: 128 UNI SNI 广播方式：广播方式：GPONGPON的下行帧长为固定的的下行帧长为固定的125us125us，下行为广播方式，所有，下行为广播方式，所有的的ONUONU都能收到相同的数据，但是通过都能收到相同的数据，但是通过GEMPORT IDGEMPORT ID来区分不同的业来区分不同的业务的数据，务的数据，ONU ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。通过过滤来接收属于自己的数据。GPONGPON原理原理-下行数据下行数据36 TDMATDMA方式：方式：GPONGPON的上行是通过的上行是通过TDMATDMA（时分复用）的方式传输数据，（时分复用）的方式传输数据，上

14、行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstream bandwidth mapupstream bandwidth map字段来给每个字段来给每个ONUONU分配上行时隙，这样所有的分配上行时隙，这样所有的ONUONU就可以按照一定的秩就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。每帧共有序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。每帧共有91209120个时个时隙。隙。GPONGPON原理原理-上行数据上行数据37Page 3838BRASAAA ServerIP Core ASP/ISP CPEMSEEthernetMA5600TSoftswitchInternetIPTV ServerMiddlewareNMSTL1/CORBA/APIBB service platformCarriers OSSNotificationIPTVPhonePCSFU(HG8xx)CPEMDU(MA5606T)VDSL2 NSPIPVoiceCBU/MTUE1FE ODNSplitterBasestationPBXPhonePCSBU(OT925)E12G/3GPON Triple-Play PON Triple-Play 端到端解决方案端到端解决方案39xDSLxDSL线路改造