华为公司PON技术交流剖析

1、华为公司PON技术交流 1接入网发展趋势1PON技术简介2华为PON产品及优势3 3目录2接入带宽需求越来越大家庭数字业务快速发展，4K视频及智慧家庭等大带宽应用驱动家庭带宽需求持续提升，2020年达80Mbps数据来源：Arthur D. Little数据来源：Broadband Stakeholder Group业务带宽80Mbps未来10年典型场景下英国家庭带宽需求未来家庭数字业务及带宽需求ISDN(128kbps)ADSL(0.52M)FTTx/全光接入ADSL2+/VDSL2(2050M)窄带拨号(56kbps)宽带接入发展1995-19981996-20001999-2005200

2、5-20092010-至今2015-20203运营商“营销带宽”不断攀升n固定宽带成运营商开展业务基础，移动、Cable、新兴运营商加大投入，通过提供大带宽与固网运营商竞争n为应对竞争，运营商超越业务带宽，通过大幅提升“营销带宽”提升品牌和市场竞争地位，未来超1Gbps计划2015年提升德国宽带套餐最高达200M移动运营商2014年在英国率先推出152Mbps宽带服务Cable运营商在美国多个城市推出1Gbps服务，将进军英国等国家新兴运营商应对谷歌Fiber，2014年在3个城市试点GigaPower固网运营商4接入技术持续演进n不同的接入介质（双绞线、同轴线缆、光纤）有不同的演进路线n新技

3、术（G.fast， Docsis3.1，NGPON）驱动带宽由100M向1G迈进Time1G100M10M2M20002003200820132018ADSLADSL2+DOCSIS2.0DOCSIS3.0DOCSIS3.1VDSL2/VectoringG.fastGPON10G PON40G TWPON100G TWPONFiber (shared)Copper (dedicate)Cable (shared)5GBB100M AccessGigabit Access10M Access平均带宽5接入网发展趋势1PON技术简介2华为PON产品及优势3 3成功案例4目录6有线接入方式对比有线接

4、入方式有线接入方式DSLDSLLANLANCMTSCMTSPONPON速率18M（VDSL+Vectoring可达100M）10100M120M11000M，与分光比有关介质双绞线五类线同轴电缆光纤用户终端DSL modemMini LSW/routerCable modemONU传送距离0-2km0-100m0-800m，与电缆有关0-20km适用客户家庭个人家庭个人，集团家庭个人，集团家庭个人，集团对家庭个人客户最常用的接入方式为DSL和PON，随着FTTH的推进，PON更为主流DSL适用于老网络改造，且光纤铺设不方便的项目PON技术由于带宽大，传送距离长，光纤价格低于铜线等原因，成为建设

5、主流7Passive Optical Network 无源光网络OLTONUOptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 PSTNInternetCATVONUONUSplitter 无源分光器 PON是无源光网络（Passive Optical Network ）的简称，是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络； PON由光线路终端OLT、光网络单元 ONU和光配线网络ODN组成；OLT完成PON业务转发及网络的对接；POS为OLT到ONU提供光传输媒介；ONU是PON网络中直接与用户接入 的设备，实现用户业务的接入，包括一系列

6、终端：ONT/MXUOLT和ONU部分称为光分配网络(ODN: Optical Distribution Network)小区生产办公服务什么是PON?8PON基本原理PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。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：n 下行数据流采用广播技术n 上行数据流采用TDMA技术1490nm1310nm9广播方式：OLT广播发送，ONU选择接收属于自身的数据，其他的丢弃TDMA方式：ONU在自己的固有时隙发送数据；某一时刻一个PON口下已有一个ONU发光。下行数据上行数据PON基本原理10DBA算法DBA报告分配许可OUN 串行数据OLT

7、ONU ONU内部调度器控制平面数据平面OLT缓存ONU上的发送数据PON关键技术DBA为什么?怎么做?结果呢?PON采用TDMA机制控制上行流量，基于碰撞无法在无源ODN实现或承受效率严重损失。OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行计算，并将计算结果以BW Map的形式下发给各ONU。各ONU根据BW Map信息在各自的时隙内发送上行突发数据，占用上行带宽。这样就能保证每个ONU可以根据实际的发送数据流量动态调整上行带宽，提升了上行带宽的利用率。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，特别适用于对带宽突变比较大的业务11PON关

8、键技术测距为什么?怎么做?结果呢?ONU以TDMA方式（也就是在同一时刻，OLT一个PON口下的所有ONU中只有一个ONU在发送数据）发送上行信元时可能会出现碰撞冲突OLT在ONU第一次注册时就会启动测距功能，获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），计算出每个ONU的物理距离。根据ONU的物理距离指定合适的均衡延时参数（EqD：Equalization Delay）。通过RTD和EqD，使得各个ONU发送的数据帧同步，保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。相当所有ONU都在同一逻辑距离上，在对应的时隙发送数据即可，从而避免上行信元发生碰撞冲突。冲突12PON关

9、键技术突发光电技术为什么?怎么做?结果呢?ONU在许可的时隙内发送数据，OLT上根据时隙突发接收每个ONU的数据。ONU突发光电。OLT光功率突变快速处理，动态调整阈值。OLT接收到的数据正常，没有叠加失真；OLT动态检测接收信号，保证距离较远、光功率衰耗大的信号可以正常接收识别。信号失真信号丢失13IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#N备用光纤Type A 光纤备份IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NType B OLT端口备份IFpon 设备没有任何备份措施. 主干光纤故障后，由人工切换至备用光纤.业务肯定中断，中断时间取决于线

10、路恢复时间.如果到用户的线路故障，业务就会中断，无法备份。OLT设备上有两个GPON接口. 此种保护方式仅限于主干光纤出现故障时，系统会自动切换到备用系统，实现了对骨干光纤的保护。保护对象限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障 保护范围保护范围PON网络保护方式Type A、B14IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#NType C /D 全备份方式IFponIFponIFpon1：N分光器OLT和ONT上均有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。此种保护方式是一种全网保护光纤倒换方式，OLT与ONU之间有完全不同的两条通路，可以

11、保证各种故障都得到恢复 。当ONU的主用PON口或用户线路故障时，ONU会自动将业务倒换到备用PON口上，业务通过备用线路和OLT的备份端口上行。业务基本不会中断。实现难度较大，成本较高。系统利用率低。 全网保护PON网络保护方式Type C/D15IFponOLTIFponNNIIFponOLTIFponNNIIFponONU1IFponUNIIFponONUnIFponUNIIFponONUmIFponUNIType C/D 双上行手拉手保护OLT和ONT上均有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。保护接口可以在一台OLT上，利用不同的PON端口实现保护，也可以在不同

12、的OLT上的PON口PON网络保护方式手拉手16PON技术优势：大带宽带宽带宽互联网互联网视频会议视频会议远程控制远程控制VoDVoD标清电视标清电视视频会议视频会议GameGame实况实况TVTVVoDVoDHDTVHDTV3km2km1km5km覆盖半径覆盖半径2002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。带宽：与信号的频谱和传输的介质相关。GPON上行1.25G，下行2.5G，理论上光传输的带宽极大。接入技术趋势：接入技术趋势：接入技术接入技术业务需求业务需求17PON技术优势：损耗小、传输距离长、广覆盖光全反射原理：当光线在玻璃上的入射角大于某一

13、临界值时，光线将完全反射回玻璃，而不会漏入空气，这样，光线将被完全限制在光纤中，而几乎无损耗地传播。上行1490nm，下行1310nm。在单模光纤中传输时衰减最小，0.20.4dbm/km。18PON技术优势：光纤材质优势，成本低光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂层三大部分组成:纤芯 n1包层 n2涂层包层 n2涂层d1 d2纤芯和包层主要采用高纯度的SiO2二氧化硅；涂层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。无电磁干扰重量轻、尺寸小成本低19PON技术优势：易运维光分配网络，光分配网络， 无源器件，利于维护，大大减少了故障率。无源器件，利于维护，大大减少了故障率。单纤双向单纤双向2

14、0PON技术优势：易运维（续）21GPON（ITU-T G.984）EPON（IEEE 802.3ah）下行速率2500 Mbps1250 Mbps上行速率1250 Mbps1250 Mbps分光比1:64, 可扩展为1:1281:32/1:64带宽效率92%/89%72%/68%实际下行带宽2300 Mbps900 Mbps实际上行带宽1110 Mbps850 MbpsTDM 传输和时钟同步内置，支持Native TDM模式，保障TDM业务质量，电路仿真可选电路仿真光功率预算28.5db，32db，35db25db，28db，32dbGPON的光功率预算更大，支持更高分光级数；带宽大，宽带入

15、户成本优；OAM特性完善；GPON后续标准更完善GPON接入：全面领先EPON22运营商EPONGPON备注电信70%新建全部采用GPON，EPON用于老网扩容联通90%基本都采用GPON，EPON用于老网扩容移动95%基本都采用GPON，EPON仅个别省份有扩容从运营商的采购行为来看国内运营商在新的集采中，开始主力采购GPON组网，EPON仅用于老网扩容海外客户，除了日韩，均采用GPON从网络存量来看：国内三大运营商GPON用户与EPON用户基本相当从PON的产业链来看GPON占据市场主流，产业链后来居上，更加成熟，关键器件价格逐年下降EPON 和 GPON的成本趋同近两年年电信、联通以及移

16、动PON集采简介GPON是全球运营商的主流选择23接入网发展趋势1PON技术简介2华为PON产品及优势3 3成功案例4目录24PON网络应用场景商住地产IP/MPLS InternetFTTO酒店学校大企业智慧小区FTTBFTTHFTTW全光接入网管U2000OLTl网络与业务解耦，快速部署新业务l带宽弹性扩容，持续演进l端到端系列化产品，满足多场景接入l高效运维，与其他华为设备统一网管VOIP25统一接入平台OLTMA5608TMA5683TMA5680T业务槽位数业务槽位数1662背板带宽背板带宽3.2T1.5T720G交换容量交换容量1920G1920G512G主控板主控板SCUN：4*

17、GESUCH：4*GE/10GESCUN：4*GESUCH：4*GE/10GEMCUD:4*GE;MCUD1:2*GE+2*10GEMCUE:4*GE业务板业务板8/16*GPON;8/16*EPON4/8*10G GPON;8*10G EPON16*FE;24/48*GE/FE供电方式供电方式 DC/-48V/-60V DC/-48V/-60VDC/-48V/-60V， AC+备电最大功耗最大功耗满配(H802SCUN+H805GPFD) 1010.55W， 770.695W (H802SCUN+H805GPFD) 最大510.55W，典型392.195W(H805GPFD) 最大193.5

18、W典型150W26通用接口板槽位：支持时钟接口板、通用接口板上行接口板槽位：支持GE光或电接口、10GE光接口nMA5680T两款业务插框：21英寸、19英寸。21”插框比19”插框多2个业务槽位n高度：10Un功耗： 满配(H802SCUN+H805GPFD) 1010.55W， 770.695W； (H801SCUH+H805GPFD) 1178.55 W，913.695W主控板槽位：支持双配保护电源接口板：支持双板保护风扇框MA5680T业务框21”业务框 19”业务框 MA5680T业务框介绍27双主控板槽位双上行板槽位双电源板槽位业务板槽位风扇框n 高度：6Un GE/10GE/GP

19、ON上行n 2*主控板槽位, 6*业务板槽位, 2*上行板槽位n 硬件1+1冗余设计: 电源板,上行板,主控板n 功耗： (H802SCUN+H805GPFD) 最大510.55W，典型392.195W (H801SCUH+H805GPFD)）最大678.55W，典型535.195WMA5683T业务框MA5683T业务框介绍28两个业务槽位两个主控槽位，含上行口电源板上行接口上行接口用户接口用户接口供电方式供电方式环境温度环境温度功耗功耗4*GE（MCUD/MCUE）或2*GE+2*10GE（MCUD1）GPON/EPON/P2P/E1/10GPON/10G EPONDC 或AC+备电-40

20、C +65C(H805GPFD) 最大193.5W典型150W 用户板与MA5680/83T完全兼容, 减少了备件种类和数量、降低维护工作量，节省了OSS重新集成的投入（与CO端MA5680/83TT采用相同的软件版本） 支持10GE/GE 环网保护 , 为企业提供高可靠性风扇高2U，88.1mm宽442mm（不带挂耳）深244.5mmMA5608T概述29F01S200室外机柜，支持MA5608T项目项目尺寸（宽尺寸（宽x x深深x x高）高）F01S200机柜750mm350mm850mm蓄电池舱750mm350mm270mm增强散热模块750mm350mm80mmF01S200机柜（带增

21、强散热模块和蓄电池舱）750mm350mm1200mm设备有效空间5U(宽)265mm(深)19(高)+1U(宽)170mm(深)19(高)蓄电池安装空间750mm350mm270mm独立配线舱空间430mm240mm600mm（并排两列）模条架高度：1200mm可靠的安全性能完善的监控便捷的维护集成的结构设计室外柜配置MA5608T示意30FTTO 系列产品MA567x，灵活接入上行口上行口GPON/EPONGPONGPON/EPONGPON/EPON业务口业务口1/4*GE4GE + 4POTS+4E14GE+4POTS+WIFI4GE+8POTS+WIFI工作温度工作温度-40C55C-

22、40C55C-40C55C-40C55C防雷能力防雷能力6KV6KV6KV6KVMA5671MA5673MA5675MA5675M大带宽1Gbps速率到桌面免维护即插即用，支持USB口，管理维护全部在网管中心完成超高防护能力6KV防雷高品质，多POTS语音自交换，T.38高速传真；多个POTS口，满足企业接入31高性能双核CPU，更快速高节能，高防护高节能，无风扇静音设计FE 6kV， POTS 4kV，电源6kV多场景FTTB企业接入上行接口GPON或EPON上行口保护EPON/GPON Type B下行接口MA5620：8/16/24*（FE+POTS）MA5626/MA5671：8/16

23、/24* FEMA5626/MA5671：8FE (POE，反向POE)防护FE 6kV, POTS 4kV，电源6kV尺寸442mm220m43.6mm(16/24FE)250mm180m43.6mm(8FE/RPOE)MA5626-8支持反向POEMA5626-24MA5620-24MA5620/26/71：高节能FE接入利器32MA5626（正向POE）上行接口1*SFP光口，E/GPON下行接口4GE+4FE/8/16/24FEMA5669（正向POE）室外一体化上行接口1*SFP光，GPON/GE下行接口 2GE（POE）/2GE内置PSE，无需外置电源施工只需要一个电源接口网管统一

24、分配功率输出实时显示、调整功率负荷显示当前POE负荷功率，可分配功率余额，工作状态设定功率保障优先级三个等级的POE功率输出，功率不足，根据优先级供电正向POE用于承载FTTW，解决AP供电难题33小巧美观，绿色节能易维护，易管理规格齐全HG8040FHG8247H提供丰富的硬件接口，实现高速宽带，高品质语音、视频和CATV等业务接入提供安全可靠的无线接入业务支持POTS口外线测试、呼叫仿真，轻松实现远程故障定位支持实现端到端链路检测，隔离网络问题支持远程批量升级，每小时可达2000台单芯片集成PON，语音，网关及LSW模块支持备电，提高可靠性ONT34系列化的ONT桥接型桥接+语音型网关型1

25、GE2POTS4GE1USBWIFI(11n 2*2)2POTS4GE4GE2POTS4GE1USBWIFI(11n 2*2)1RF 1GE1RF4GE1USBWIFI(11n 2.4G 3*3 + 5G 3*3)2POTS4GE1RF4FE1USBWIFI(11n 2.4G 3*3 + 5G 3*3)35GPON支持1:128大分光比技术光模块OLTONU可获得光功率预算光通道代价PON系统最大通道插损发射光功率最差接收灵敏度发射光功率最差接收灵敏度MINMAXMINMAX下行上行下行上行下行上行dBmdBmdBmdBmdBmdBmdB dB dB dB dB dB GPONClass B+

26、1.55-280.55-2728.52828Class C+37-320.55-303332.510.53232Class C+610-350.55-30363610.53535.5总链路损耗= 分光器衰减24.5 + 活接头0.5*7 + 光线长度0.35*L + 预留3Class C+ 32dB光功率预算，L 约为3km， Class C+ 35dB光功率预算，L约为11km有效解决主干光纤不足问题。但需注意保证施工质量，考虑系统资源合理规划，光模块成本增加。36链路聚合组MSTP/RRPP/G.8032LAGOLTMSTPRRPPXXOLTOLTOLTOLTType

27、BType B主用线路备用线路网络侧接入侧设备MA5680TMA5683T双电源板双主控板双上行板双电源板双上行板双主控板OLTType C Type COLTType C 双归属OLTType COLT1OLT2三重保护，业务不中断37统一网管，运维可视快速割接：网管一键操作，PON口业务ONUsOLTPON1PON2U2000手工跳纤（从PON1到PON2）网管上一键数据迁移ONUOLT快速更换：OLT自动下发数据，无需重新配置U2000版本/配置数据自动恢复到站替换ONU，录入认证码U2000ONU部署表单Excel表单工具，无需熟悉命令行快速布放：ONU批量离线预部署快速布放，即插即用

28、、上电走人E2E业务流可视 , 故障一目了然；配合业务关键信息和测试诊断, 快速定位故障运维可视化：E2E查询和诊断，快速排查业务故障38网管U2000终端批量离线预配置部署表单OLT1设备上电自动注册ONU硬件安装配置自动下发23ONU开通离线部署，自动下发，简洁高效一次进站，即插即用，操作便捷xTUU20002.网管根据上报位置信息，修改ONU信息1. 人工更换ONU，上报更换位置4.网管自动下发原有ONU业务配置数据3.ONU上电认证，OLT打通ONU的网管通道OLT安装点ONUONU更换：仅硬件更换，免业务配置FTP服务器数据中心 OLTONU上载升级程序文件1下发终端批量升级命令2下

29、发升级文件到ONU4获得升级程序文件3升级操作人员ONU升级：批量下发，效率倍增业务轻松部署39流氓（长发光）ONU智能隔离nPON口下所有ONU瘫痪n手工排除难度相当大，需要拔纤逐个确认，时间长流氓流氓ONTONT主动隔离，停止发送上行信号OLTOLT强行隔离，关断光口解决PON网络中因流氓ONU带来的如下安全性问题，提高业务稳定性。价值：变被动隔离为主变被动隔离为主动隔离动隔离1分钟变20毫秒15分钟变1秒排查周期排查周期检测更细致检测更细致长发光随机发光流氓流氓OLT+ONT两级智能隔离两级智能隔离流氓ONU检测原理：先进的流氓ONU检测技术，可以通过检测、排查、隔离三个步骤将流氓ONU

30、隔离，保证其他ONU的业务恢复正常。n OLT能够实时检测ONU的占用时隙，以判断是否存在流氓ONU存在；n 排查确定具体哪个ONU是流氓ONU；n 隔离关闭ONU光模块的发送电源，消除流氓ONU对PON口下其他ONU的影响；40FEC上行FEC下行FEC：Forward Error Correction，通过在编码中增加校验码来纠正传输中的误码什么是FECOLTONTONT什么时候需要FECONT距离远，线路质量差，导致光功率预算不足或者导致线路误码率高，这时可启用FECFEC启动后，能够容忍线路上更大的噪声，但是线路带宽利用率至少下降7MA5680T同时支持上行FEC和下行FEC功能可基于

31、ONT配置是否启用FEC什么时候不需要FECONT距离近，线路质量好，无需启用FEC功能，以免降低带宽利用率能提升2-3dB的光功率预算FEC 改善线路传输质量41GPON支持40km距离差n超过20KM覆盖时，ODN规划复杂：现有GPON板只支持20km的ONU距离差，当需要覆盖超过20km距离时，需要不同的PON口来分别实现0-20km和20-40km区域的覆盖，规划复杂，浪费PON口和光纤n覆盖距离提升一倍，ODN统一规划部署：新GPON板由于芯片能力提升，支持40km的ONU距离差，只需一个PON口即可实现040km区域的覆盖，降低了ODN规划和业务发放的难度42多层次运维手段：物理层

32、、链路层全方位故障检测N2510OLTeOTDRSFPONUSplitterSplitterONUAlarmONUE-OTDR精确故障定位： eOTDR方案定位光纤故障，精度达10 m.实时监控：支持网络延时、抖动、丢包、吞吐率等检测，有效定位故障原因灵活可视化的报告：提供可视化的界面，另外可提供包括excel, HTML, PDF等格式的报告OLTONUU2000/N2510实时网络质量监控：丢包率、时延、抖动。Y.1731Y.1731FTTO实时线路质量监控ONU43多重安全控制IPIP综合数据网综合数据网ONUApp ServerApp ServerPORTALPORTALBillingBillingSystemSystemININOLTOLTONU 用户认证 SN+PW DHCP option 82 802.1x接入安全业务安全 二层隔离 ACL 接入控制 MAC 地址过滤