FTTH技术及设备介绍

1、中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部1中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密FTTHFTTH技术及设备介绍技术及设备介绍广东研究院广东研究院中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部2中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密引引 言言中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部3中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密Google Fiber for Communities:Think big with a bigGoogle Fiber for Communities:Think big with a bigu为用户提供1G带宽的超高速接

2、入u用于远程医疗、3D医疗图像、高清电视、3D电视等超高带宽应用，实验和开发基于超高带宽接入的各类应用u2012年4月，Lightreading报道，Google在美国堪萨斯城的FTTH网络建设已经铺设光纤超过100英里。上个月他们已经获得堪萨斯所在的密苏里州的视频业务许可。中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部4中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密Verizon Verizon 宽带网络规划宽带网络规划u高质量VIDEOlSuper HD 2160i Super HD 2160i 带宽需求带宽需求32-60 Mbps 32-60 Mbps lUltra HD 4320

3、i Ultra HD 4320i 带宽需求带宽需求256-480 Mbps 256-480 Mbps u3D技术lMPEG2 HDTV MPEG2 HDTV 带宽需求带宽需求38 Mbps 38 Mbps lSuper DTV Super DTV 带宽需求带宽需求64-120Mbps 64-120Mbps ，Ultra DTVUltra DTV带宽需求带宽需求512-960 Mbps 512-960 Mbps u交互式3D技术l3D3D游戏、会议、虚拟旅游、教育等等游戏、会议、虚拟旅游、教育等等大带宽驱动力：视频大带宽驱动力：视频目标：目标：1G/1G/客户客户需要通过速率的不断提升和网络的持

4、续演进，来满足不断增长的需要通过速率的不断提升和网络的持续演进，来满足不断增长的用户带宽需求用户带宽需求u2012年年5月，月， 宣布推出下行宣布推出下行300Mbps和上行和上行65Mbps的的FiOS宽带业务。宽带业务。uVerizon表示他们非常看好视频业务，预计年内视表示他们非常看好视频业务，预计年内视频业务流量会占到网络总流量的一半以上，而几年频业务流量会占到网络总流量的一半以上，而几年内更可以增加到内更可以增加到90%。中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部5中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密“三网融合三网融合”新政策加速接入网带宽需求新政策加速接入网带宽

5、需求u2010年年1月月13日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。视网和互联网三网融合。u2012年年5月月9日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署推进信息化发展、保日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署推进信息化发展、保障信息安全工作。会议确定实施障信息安全工作。会议确定实施“宽带中国宽带中国”工程，推进城镇光纤到户，实现行政村宽带普遍服工程，推进城镇光纤到户，实现行政村宽带普遍服务。同时，加速推进三网融合。务。同时，加速推进三网融合。u广电

6、运营商中国广电运营商中国“第四运营商第四运营商”将是宽带接入市场的强大竞争者。将是宽带接入市场的强大竞争者。 大中城市完成60% 有线用户 End 2010大中城市完成95% 有线用户 其他城市 50%End 2011 城市地区完成80%End 201278.8M2-wayCable HH已覆盖 24M cable HH24M注 1: 大城市居民户 91.05M HH, 中小城市居民户48.71M HH, 农村地区 211.46M HH注 2: 农村地区有线用户 65.5M cable HH , 城镇有线用户 98.5M cable HH.*38.24M*77.6Mnow双向网络改造双向网络改

7、造NGB 实验网覆盖主要城市全国范围的NGB网覆盖所有有线电视用户 Around 2011Around 201810MNGB HH164MNGB 项目项目Source: SARFT planSource: SARFT plan应对广电等运营商的竞争，中国电信宽带接入带宽需具备提供应对广电等运营商的竞争，中国电信宽带接入带宽需具备提供50M/100M50M/100M能能力力中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部6中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密用户与业务发展带来接入带宽持续提升用户与业务发展带来接入带宽持续提升u优良体验效果的融合视讯、高清IPTV、高清视频通讯等新业

8、务，带动每用户接入带宽2050Mbps，预计2020年前每用户带宽需求将达到100Mbpsu用户量增加、宽带渗透率提高，消费习惯变化，也对接入网络带宽提出快速提升要求。未来高带宽视频业务预测未来高带宽视频业务预测中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部7中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密ContentsContents4FTTHFTTH及实现技术及实现技术123EPONEPON技术技术及及进展进展GPONGPON技术及技术及进展进展EPON/GPONEPON/GPON设备介绍设备介绍5下一代下一代PONPON技术进展技术进展中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部8

9、中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密FTTHFTTH是固网接入的发展方向是固网接入的发展方向u宽带接入网的首要任务大带宽接入l大力推进光进铜退，提升接入带宽是中国电信网络转型的基础lFTTH是方向u宽带接入网的重点多业务承载与QoS保障lDSL具备一定的多业务和QoS能力l基于PON技术的FTTH有明显的优势u宽带接入网的难点可管、可控、可运营l可管可控可运营是PON设备研究一直重视并正在逐步解决的问题FTTH的根本目的根本目标不是光纤一定要到户，而是要满足标不是光纤一定要到户，而是要满足大约大约2030M、甚至更高带宽的业务需求、甚至更高带宽的业务需求宽带提宽带提速速，同时

10、满足多业务承载、可管可控可运营等要求，同时满足多业务承载、可管可控可运营等要求中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部9中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密FTTH光纤到用户的概念，不属于技术范畴光纤到用户的概念，不属于技术范畴点到点光接入方式 点到多点光接入方式 点到点MC方式 PON PDH/SDH 实现FTTH的主要技术 FTTHFTTH及其实现技术及其实现技术FTTN（Fiber to the Node 光纤到节点）：现有DSL模式FTTB（Fiber to the Building 光纤到楼）：一般指光纤到商务楼或公寓楼FTTP（Fiber to the Pre

11、mises 光纤到建筑所在地）：通常包含FTTH和FTTB 中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部10中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密PONPON是实现是实现FTTHFTTH的最佳组网模式的最佳组网模式无源光网络无源光网络PON：u点到多点的树形点到多点的树形-分支结构分支结构u局端设备和用户端设备之间为全无源结构局端设备和用户端设备之间为全无源结构u节省局端机房节省局端机房u节约主干光纤和局端设备的光接口节约主干光纤和局端设备的光接口u可扩展性好，便于维护管理可扩展性好，便于维护管理 u分光器位置放置灵活，便于适应端局下移分光器位置放置灵活，便于适应端局下移点到点

12、点到点MC方式：方式：u点到点结构点到点结构u局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或者一根光纤，用户独享，保密性好者一根光纤，用户独享，保密性好u局端和用户端各需要局端和用户端各需要1个光收发器个光收发器u业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带宽都可以达到宽都可以达到100甚至甚至1000Mbitu消耗较多的主干光纤消耗较多的主干光纤点到多点PON在后期扩容成本、维护管理成本及业务提供能力等方面优于点到点的MC方式 是实现是实现FTTH的的最佳技术最佳技术局端局端 分光器分光器 用户终端用户终端光纤光纤中国电信

13、广东公司中国电信广东公司综合部综合部11中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密PONPON概述概述uEPONlIEEE 802.3ah，采用以太网封装，采用以太网封装l中国电信中国电信EPON技术要求技术要求V2.1，修订，修订1、2l传输线路速率下行传输线路速率下行/上行：上行：1.25Gbps / 1.25Gbps l支持支持1:32/64分光比，覆盖分光比，覆盖20km无源光网络无源光网络PON：u点到多点的树形点到多点的树形-分支结构分支结构u局端设备和用户端设备之间（局端设备和用户端设备之间（ODN）为全无源结）为全无源结构构uPON系统采用系统采用WDM技术，实现单

14、纤双向传输技术，实现单纤双向传输u支持多业务承载与支持多业务承载与QoS保障保障uGPONlITU-T G.984.1ITU-T G.984.17 7，采用，采用GEMGEM封装封装l中国电信中国电信GPONGPON技术要求技术要求V1.2V1.2l传输线路速率下行传输线路速率下行/ /上行：上行：1.244Gbps/ 1.244Gbps/ 2.488Gbps2.488Gbpsl支持支持1:641:64分光比，覆盖分光比，覆盖20km20km。1490nm1310nm中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部12中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密PONPON工作原理工作原

15、理u下行数据广播发送，每个下行数据广播发送，每个ONU根据根据下行数据的标识信息接收属于自己下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据的数据，丢弃其他用户的数据u上行数据分时发送，各上行数据分时发送，各ONU的的发送时间与长度由发送时间与长度由OLT集中控集中控制制TDMA的接入机制的接入机制中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部13中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密ContentsContents4FTTHFTTH及实现技术及实现技术123EPONEPON技术技术及及进展进展GPONGPON技术及技术及进展进展EPON/GPONEPON/GPON设备介

16、绍设备介绍5下一代下一代PONPON技术进展技术进展中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部14中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密EPONEPON基本特点基本特点uOLT与与ONU之间信号传输基于之间信号传输基于IEEE 802.3以太网帧以太网帧u采用采用8B/10B的线路编码，数据速率为上下行对称的线路编码，数据速率为上下行对称1Gbps,线路比特率为上下线路比特率为上下行行对称对称1.25Gbpsu以以MAC控制子层的控制子层的MPCP（multi point control protocol）机制为基础，机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问通过

17、消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构的拓扑结构uP2P仿真子层是仿真子层是EPON/MPCP协议中的关键组件协议中的关键组件u分光比分光比1：32、1：64u支持支持A、B类类ODN网络网络中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部15中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密EPONEPON的关键技术的关键技术u突发模式光收发器技术突发模式光收发器技术u帧结构帧结构u测距测距u动态带宽分配（动态带宽分配（DBA）机制）机制u下行数据安全性技术下行数据安全性技术u业务业务QoS处理处理uTDM业务的承载业务的承载u运行维护管理（运行维护管理（OAM）功能的实现）功能的

18、实现中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部16中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密EPON协议栈中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部17中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密RSRS子层对点到点仿真的扩展子层对点到点仿真的扩展 u对对IEEE 802.3规范的规范的RS子层的扩展，以便多种数据链路层能够使用统一的物子层的扩展，以便多种数据链路层能够使用统一的物理层接口。理层接口。RS子层实现将具体的子层实现将具体的MAC实体与其实体与其MAC帧的一对一的对应关系。帧的一对一的对应关系。 u实现原理：注册过程完成后，实现原理：注册过程完成后，MAC

19、层的层的MODE和和LLID变量被赋值，该变量被赋值，该MAC可可以是以是OLT多个多个MAC中的一个或中的一个或ONU的唯一的唯一MAC。LLID和和MODE用来标识一个用来标识一个数据包是由哪个数据包是由哪个MAC发送和接收。发送和接收。OLT的的PCS工作模式为单向模式。工作模式为单向模式。u扩展后的扩展后的RS子层数据的前导码由以下部分构成：子层数据的前导码由以下部分构成：SLD（LLID定界符）、定界符）、LLID和和CRC8。SLD用来定界用来定界LLID和和CRC8，LLID域识别源域识别源MAC或目的或目的MAC。CRC8用于校验。用于校验。 中国电信广东公司中国电信广东公司综

20、合部综合部18中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密EPONEPON技术研究技术研究MACMAC帧结构帧结构前导码前导码7Bytes帧定界符帧定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes长度长度/类型类型2Bytes数据数据461500Bytes填充填充不定不定FCS4Bytes前导码前导码8BytesDA6BytesSA6Bytes长度长度/类型类型2Bytes数据数据461500Bytes填充填充不定不定FCS4Bytes5555SLD5555LLIDLLID CRC8传统以太网传统以太网MAC帧帧EPON MAC帧帧SLD:SLD指示LLID和CRC位置中国电信广东

21、公司中国电信广东公司综合部综合部19中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密EPONEPON技术研究上行帧结构技术研究上行帧结构l行帧由突发的以太网帧MPCP上行控制帧物理层的突发开销组成M PC P controlM PC P controlM A C controlBurst O HBurst O HD ow nstreamU pstreamB Bu ur rs st t O O N N U U 2 2B Bu ur rs st t O O N N U U 3 3B Bu ur rs st t O O N N U U 1 1IPG / i dl e code 10b sym

22、bol sEthernet Fram e (w i th Eth. pream bl e)EPO N control Fram eBurst O H 中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部20中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密MPCPMPCP协议的主要特点协议的主要特点u支持规范定义的点到点仿真（支持规范定义的点到点仿真（P2PE）；）；uOLT支持多个支持多个LLID和和MAC客户端；客户端；u每个每个ONU至少支持一个至少支持一个LLID；u支持单拷贝广播机制；支持单拷贝广播机制；u支持动态带宽分配的灵活体系结构；支持动态带宽分配的灵活体系结构；u使用使用32比特

23、时间戳来发布定时信息；比特时间戳来发布定时信息；u基于基于MAC控制的体系结构；控制的体系结构；u对已发现设备进行测距来提高网络性能；对已发现设备进行测距来提高网络性能；u进行连续测距以补偿往返时间的变化。进行连续测距以补偿往返时间的变化。中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部21中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密测距技术测距技术TxTxRxRxOLTONUT1.GATET1.T1GATET2T4.REPORTT3T4.REPORTT5RTT（往返时延往返时延）= T2-T1+T5-T3vOLT在时隙T1发送GATEvONU在时隙T2收到GATE，把本地计数器设为T1

24、vONU在时隙T3发送REPORT，带时间标签T4vOLT在时隙T5收到REPORTEPON系统测距：系统测距：EPON中以OLT时钟为参考时钟，各个ONU时钟和OLT时钟同步OLT周期性的广播发送同步信息（sync）给各个ONU，使其调整自己的时钟。OLT和ONU都有每16ns增1的32比特计数器。这些计数器提供一个本地时间戳。当OLT或ONU任一设备发送MPCPDU时，它将把计数器的值映射入时间戳域。从MAC控制发送给MAC的MPCPDU的第一个八位字节的发送时间被作为设定时间戳的参考时间。中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部22中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保

25、密DBADBA的原理的原理uDBA的工作流程是的工作流程是GateReportGateReport，如此循环，如此循环uOLT给给ONU发布的发布的grant在在Gate消息中承消息中承载载uONU通过通过Report消息使消息使OLT了解其本地了解其本地的队列状态和业务流量的队列状态和业务流量uGrant的分配是基于特定算法的的分配是基于特定算法的uDBA要按照要按照SLA进行进行grant分配（包括保分配（包括保证带宽、最大带宽等参数证带宽、最大带宽等参数中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部23中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密下行数据的安全性下行数据的安全性u

26、因为因为PON的多点广播特性，所有的下行数据都会被广播到的多点广播特性，所有的下行数据都会被广播到PON系统中所有的系统中所有的ONU上。如果有一个匿名用户将它的上。如果有一个匿名用户将它的ONU接收限制功能去掉，那么它就可以监接收限制功能去掉，那么它就可以监听到所有用户的下行数据，这在听到所有用户的下行数据，这在PON系统中称为系统中称为“监听威胁监听威胁”uPON网络的另一个特点是，网络中网络的另一个特点是，网络中ONU不可能监测到其它不可能监测到其它ONU的上行数据的上行数据u在在PON上解决安全性的措施是上解决安全性的措施是OLT对下行信息加密（包括所有的数据帧和对下行信息加密（包括所

27、有的数据帧和OAM帧）帧）u系统应针对每个系统应针对每个LLID进行搅动，每个进行搅动，每个LLID有独立的密钥。有独立的密钥。u加密的核心问题包括：加密的核心问题包括：l加密算法l密钥的产生和传递l密钥的更新与同步中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部24中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密EPONEPON产业链成熟，产业链成熟，EPONEPON技术发展完善技术发展完善u “光进铜退光进铜退”的接入网建设与的接入网建设与EPONEPON技术发展形成良性互动技术发展形成良性互动u EPONEPON技术取得新进展，新的中技术取得新进展，新的中国电信国电信EPONEPON设

28、备技术要求设备技术要求V2.1V2.1提升了提升了EPONEPON的业务支持能力和运的业务支持能力和运行维护能力行维护能力u1000BASE-PX20+光模块u完善的光链路保护功能u基于逻辑标识的ONU认证功能uONU的PoE功能uIPv6感知功能uSFU/SBU的软件升级的要求uSFU/SBU的语音业务的远程管理uONU的事件通告的要求EPON大规模应用，产业链进一步大规模应用，产业链进一步成熟、壮大成熟、壮大u EPONEPON在亚太和欧美的在亚太和欧美的MSOMSO得到广泛应得到广泛应用，总商用规模超过用，总商用规模超过60006000万端口，占全万端口，占全球光接入的球光接入的6060

29、以上以上u EPONEPON产业链进一步成熟，元器件与设产业链进一步成熟，元器件与设备价格大幅下降备价格大幅下降u 芯片供应链进一步壮大（Broadcom、marvell进入）u 光模块成本低，非常成熟u 设备厂商多，类型丰富，全面满足“光进铜退”需求在在“光进铜退光进铜退”过程中过程中, EPON技技术进一步完善，术进一步完善，图1： 09年三季度各区域各种PON设备市场规模资料来源：Infonetics Research Q309 Report中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部25中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密u结合结合“光进铜退光进铜退”中中ODNODN

30、对对EPONEPON光模块的要求，制定了光模块的要求，制定了PX20+PX20+光模块规范光模块规范u1000BASE-PX20+1000BASE-PX20+可以提供更高的分光比和更远的传输距离可以提供更高的分光比和更远的传输距离l在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:64，传输距离达到10km；l在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:32，传输距离达到20km；u提高了光功率预算，相当于提高了光功率预算，相当于GPONGPON的的Class B+Class B+规格规格l上行：30dB，下行29.5dB新的新的1000BASE-PX20+的光接口的光接口已经已经成熟成

31、熟u根据光进铜退中各省的组网需求，细化了根据光进铜退中各省的组网需求，细化了MDUMDU的的VLANVLAN转换、转换、N N：1VLAN aggregation1VLAN aggregation和和VLAN TrunkVLAN Trunk的功能要求的功能要求lMDU以太网接口和VDSL2接口应支持，N：1 VLAN聚合功能（N应不小于8），且支持至少4个N：1VLAN聚合组，且 不小于8（其中M为端口配置的聚合组数量）lMDU的每个以太网UNI端口应支持至少8个VLAN转换条目，整机应支持至少“8以太网端口数”个VLAN转换条目。MDU应支持到的VLAN转换；MDU应支持多个UNI端口的VL

32、AN 转换后网络侧VLAN ID的相同，并能保证上下行业务正常转发；MDU还应支持部分VLAN进行从到的VLAN转换操作，部分VLAN进行从到的转换操作（、为VLAN ID）。细化了细化了MDU的的VLAN功能要求功能要求EPONEPON技术的新进展（一）技术的新进展（一）MiiN1中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部26中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密u结合政企客户和重要业务的保护需求，详细定义了结合政企客户和重要业务的保护需求，详细定义了4 4种光链路保护的类型，种光链路保护的类型，全面满足各种场景的需求全面满足各种场景的需求 EPONEPON技术的新进展（二

33、）技术的新进展（二）类型a：业务中断时间应小于150ms 类型b：业务中断时间应小于150ms 类型c：业务中断时间应小于200ms 类型d：业务中断时间应小于50ms 新的光链路保护功能和统一的实现协议新的光链路保护功能和统一的实现协议中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部27中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密u针对离线配置和降低设备装维复杂度的需求，完善了针对离线配置和降低设备装维复杂度的需求，完善了ONUONU认证功能，新增了基于认证功能，新增了基于逻辑标识的逻辑标识的ONUONU认证功能以及物理标识认证功能以及物理标识/ /逻辑标识的混合认证逻辑标识的混合认证

34、u基于逻辑标识的基于逻辑标识的ONUONU认证认证l逻辑标识包括LOID（Logical ONU ID）和Password两部分，可灵活配置l便于业务开通过程中的离线配置；维修时在ONU上输入LOID和Password即可，无需后台操作l各省可根据业务发放和运营的方式灵活定义LOID和Password。u物理标识物理标识/ /逻辑标识的混合认证逻辑标识的混合认证l OLT设备同时支持基于MAC地址的ONU认证方式和基于逻辑标识的ONU认证方式l该模式实现了对基于物理标识（MAC地址）的ONU认证方式和基于逻辑标识的ONU认证方式的兼容，有利于本地网从基于物理标识的ONU认证方式向基于逻辑标识的

35、ONU认证方式的平滑转变新增基于逻辑标识的新增基于逻辑标识的ONU认证功能，适合认证功能，适合FTTH装维的需求装维的需求u定义了支持定义了支持PoEPoE的的ONUONU设备的功能要求设备的功能要求l通过RJ45以太网电口的数据线（1、2、3、6）同时传递数据和电流，为其他支持PoE的设备提供电力 l支持PoE的ONU设备应支持内置PoE电源。供电最长距离不应小于100m。每个以太网电口向下挂设备提供的最大输出功率不应低于15瓦，且供电功率可配置，配置范围为1-15瓦。u具备具备PoEPoE功能的功能的ONUONU可为不便于取电的设备（如可为不便于取电的设备（如APAP）供电。）供电。EPO

36、NEPON技术的新进展（三）技术的新进展（三）一些一些ONU开始支持开始支持PoE功能，满足功能，满足AP灵活组网要求灵活组网要求中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部28中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密u根据集团下一代互联网工作的总体安排，根据集团下一代互联网工作的总体安排，EPON设备开始支持设备开始支持IPv6 Aware功能，主功能，主要涉及：要涉及：l业务流分类、 用户认证及用户接入线路（端口）标识、防ND协议报文攻击、地址欺骗等与IPv6相关的安全内容、MLD组播功能、OLT的ND Proxy功能以实现同一个PON口内语音业务的互通性等功能、EMS支持对

37、IPv6相关属性的管理及基于IPv6地址的网元管理功能等u现网现网EPON设备均支持设备均支持IPv6透传模式透传模式,主流厂商的部分设备支持主流厂商的部分设备支持IPv6 Aware功能，大功能，大多数厂商多数厂商2010年年Q3、Q4可商用可商用EPONEPON技术的新进展（四）技术的新进展（四）增加了增加了IPv6IPv6功能，部分厂商的功能，部分厂商的EPONEPON设备开始支持设备开始支持IPv6 AwareIPv6 Awareu基于扩展基于扩展OAM的的ONU的软件远程升级功能，可以实现异厂商的软件远程升级功能，可以实现异厂商OLT设备对设备对SFU/SBU设备的远程软件升级功能设

38、备的远程软件升级功能增加了增加了SFU/SBUSFU/SBU的软件升级功能的软件升级功能u基于扩展基于扩展OAM实现实现ONU的时间通告，可以实现异厂商的时间通告，可以实现异厂商OLT设备对设备对ONU的告警管理的告警管理增加了ONU的事件通告功能要求u基于扩展基于扩展OAM机制，实现针对机制，实现针对SIP协议和协议和H.248协议的远程配置功能协议的远程配置功能u可以实现异厂商可以实现异厂商OLT设备对设备对SFU的语音模块的配置和管理。的语音模块的配置和管理。增加了增加了ONUONU事件通告功能事件通告功能增加了增加了SFU/SBU的语音业务的远程管理功能的语音业务的远程管理功能中国电信

39、广东公司中国电信广东公司综合部综合部29中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密ContentsContents4FTTHFTTH及实现技术及实现技术123EPONEPON技术技术及及进展进展GPONGPON技术及技术及进展进展EPON/GPONEPON/GPON设备介绍设备介绍5下一代下一代PONPON技术进展技术进展中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部30中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GPONGPON简介简介u吉比特无源光网络Gigabit-capable Passive Optical Networks uFSAN (Full Service

40、 Access Network Alliance)2001年发起制定的PON标准u2004年，ITU-T颁布G.984.1/2/3/4（GPON标准建议）, 标准化基本完成uGPON主要是由欧美运营商发起制定的标准中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部31中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GPONGPON标准化进程标准化进程 G.984.1（G.gpon.gsr） 2003 G.984.2（G.gpon.pmd） 2003 G.984.3（G.gpon.gtc） 2004 G.984.4（GPON OMCI） 2004 CCSA：接入网技术要求接入网技术要求吉比吉比特

41、的无源光网络（特的无源光网络（GPON） BPONG.983GPONG.984EPON19952003uAPON/BPON = ATM PONu支持IP及TDMu622M带宽u1999 年被国际电联 (ITU) 采纳为标准uEPON = Ethernet PONu支持IP及模拟的TDMu1G 带宽u2004年由IEEE 的标准化uGPON = Gigabit PONuFSAN 将其演变为语音、数据的源模式传输u2.5G 带宽u2003 年被国际电联 (ITU) 采纳为标准中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部32中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GPONGPON的目标

42、的目标u更高的带宽和更大的分路比：下行2.5Gbps,上行1.25Gbpsu支持多业务能力强(标准本身就提出了多业务适配和QoS保证的要求)，包括TDM业务u高封装效率u链路层安全性 (AES-128)u完善的ONU远程管理（OMCI）uInteroperability中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部33中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GPON基本特点基本特点u开发全新的帧结构，能承载开发全新的帧结构，能承载IP、TDM、ATM等综合业务等综合业务u面向面向G比特应用，下行比特应用，下行1.244G/2.488Gbps，上行上行155M/622M/1.244G

43、/2.488Gbps等多种组合等多种组合u基于基于125微秒定长帧结构，承载微秒定长帧结构，承载TDM业务能力强业务能力强u帧结构中丰富的帧结构中丰富的OAM开销，运行、维护、管理功能强开销，运行、维护、管理功能强u逻辑分光比逻辑分光比1：64u支持支持A、B、C类类ODN网络网络中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部34中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GPONGPON技术研究（技术研究（1 1）uGPON系统的关键技术系统的关键技术l复用技术lGEM（GPON封装方法）技术l帧结构l基于T-CONT的服务质量控制lOAM&OMCIlDBA 中国电信广东公司

44、中国电信广东公司综合部综合部35中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密复用技术复用技术u基于基于ATM封装的复用封装的复用,由由VPI/VCI唯一标识唯一标识u基于基于GEM封装的复用封装的复用,由由Port ID唯一标识唯一标识u基于基于ATM+GEM封装的混封装的混合复用合复用 PON T - CONT VP VC T - CONT T - CONT T - CONT VP VP VP VP VP VC VC VC VC VC ONU ONU ONU Port Port Port Port 中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部36中国电信广东研究院中国电信广东研究院

45、内部资料 注意保密GEMGEM业务的复用业务的复用uGEM业务的复用/解复用功能由ONU完成u基于GEM的复用由Port ID唯一标识 u每个T-CONT可包含一个或多个GEM Port-ID u每个T-CONT由Alloc-ID标识 uGTC系统根据T-CONT管理流uOLT监控每个T-CONT的流量负载，并调整带宽分配来更好的分配PON资源 中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部37中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GTCGTC系统协议栈系统协议栈GPON物理媒质相关（GPM）子层GTC成帧子层PLOAMOMCIGEM ClientGPON传输汇聚(TC)层GEM

46、 TC适配OMCI适配DBA控制TC适配子层ITU-T G.984.3引入了一种新的传输汇聚子层GTC，用于承载ATM业务流和GEM业务流。C/M平面管理用户业务流、安全、OAM等 U平面负责承载业务流中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部38中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GTCGTC系统协议栈系统协议栈嵌入式OAM中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部39中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密TCTC帧结构帧结构u下行帧由下行物理控制块（下行帧由下行物理控制块（PCBd）和）和GEM块组成块组成u上行帧由复用的突发传输时隙组成上行帧由复用的

47、突发传输时隙组成u下行帧提供了下行帧提供了PON公共时间参考和上行公共控制信号公共时间参考和上行公共控制信号 UpstreamSlotRSlot0Slot1SlotRSlot0Slot11 byte上行虚拟帧Tx时长DownstreamTP-frame=125usPCBdnPayload nPCBdn+1Payload n+1中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部40中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密下行帧结构下行帧结构PCBdnPCBdn+1PCBdn+2TP-frame=125usPayload nPayload n+1“Pure”ATM cellssection

48、TDM & data fragmentsOver GEM sectionN*53 bytesPCBdnPCBdn+1Psync4 bytesIdent4 bytesPLOAMd13 bytesBIP1 bytePLend4 bytesPLend4 bytesUS BW MapN*8 bytesCoverage of this BIPCoverage of next BIPn Psync物理层同步：用作ONU与OLT同步 n Ident：用作指示更大的帧结构n PLOAMd：下行PLOAM信息 n BIP：误码监测 n Plend：用于说明US BW Map域的长度 n US BW Ma

49、p：带宽映射信息 中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部41中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密上行帧结构上行帧结构u每帧包括一个或多个每帧包括一个或多个ONU的上行数据的上行数据 u在每个被分配的时隙内，在每个被分配的时隙内，ONU能够传送用户数据（能够传送用户数据（ATM信元或者信元或者GEM帧）和帧）和1到到4种类型的种类型的PON开销开销l物理层上行开销（PLOu，the Physical layer overhead upstream）；l物理层上行OAM（PLOAM）；l上行功率电平序列（PLSu，the power levelling sequence u

50、pstream）；l上行动态带宽报告 (DBRu)。 PLOu DBRu X PLSu Payload X DBRu Y Payload Y PLOu DBRu Z Payload Z ONT A ONT B Upstream Frame PLOAMu 中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部42中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GEMGEM帧结构帧结构n GEM帧由5字节的帧头和不定长的净荷组成 PLI，净荷长度指示，用来查找下一个帧头以提供定界。 Port ID ，用来提供PON 中4096 个不同的业务流标识，实现业务流复用。 PTI ，净荷类型指示 ，用于指示段

51、净荷的内容类型和相应的处理方式。 最高位指示GEM帧是用户数据段还是OAM信息 次高位指示用户数据是否发生拥塞 最低位指示在分片机制中是否为帧的末尾 HEC有13bit，它提供GEM帧头的检错和纠错功能。中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部43中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GEMGEM分片机制分片机制n在每个净荷碎片前面插入GEM 帧头，支持帧长随机的用户数据帧。n提供了时延敏感业务先于非时延敏感业务传输的可能，紧急数据的GEM碎片总是在每个数据区或净荷的起始位置进行传送。 中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部44中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部

52、资料 注意保密媒质接入控制媒质接入控制u下行帧指示上行流在上行帧中的允许位置，上行帧和下行帧同步下行帧指示上行流在上行帧中的允许位置，上行帧和下行帧同步 lOLT在PCBd中发送指针指示每个ONU上行发送的开始和结束时间l指针以字节为单位，允许OLT以带宽粒度为64kbit/s或以上对媒质进行有效的静态控制 l在任意时刻只有一个ONU可以访问媒质以避免发生碰撞 T-CONT1(ONU 1)T-CONT3(ONT 3)T-CONT2(ONT 2)Slot100Slot 300Slot 400Slot 500Slot 520Slot600上行PCBd下行净荷AllocIDStartEndAlloc

53、IDStartEndAllocIDStartEnd110030024005003520600下行SyncUS BWMapPLOAMBIP中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部45中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密媒质接入控制媒质接入控制u媒质接入控制在每个T-CONT完成，每个ONU可以用多个T-CONT承载多个业务流，由带宽映射域BWmap中的多个Access完成 。Alloc-ID指示上行授权时间对应的T-CONTSStart指示分配时隙开始时间SStop指示分配时隙结束时间中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部46中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资

54、料 注意保密GPONGPON技术研究功率电平调整（技术研究功率电平调整（PLM)PLM)uOLT通过检测特定时隙的上行信号接收功率，判断该时隙相应通过检测特定时隙的上行信号接收功率，判断该时隙相应ONU的发的发射功率是否应做调整，如需调整，则在下行帧中发送功率电平调整消息射功率是否应做调整，如需调整，则在下行帧中发送功率电平调整消息，使得所有，使得所有ONU的发送信号到达的发送信号到达OLT后大致相同后大致相同u优点：保证优点：保证OLT的光接收机工作在相对较小的动态范围内，降低光接收的光接收机工作在相对较小的动态范围内，降低光接收机高速工作（机高速工作（G比特）时的实现难度比特）时的实现难度

55、u缺点：增加缺点：增加ONU光发射机的实现难度光发射机的实现难度中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部47中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密GPONGPON“开窗测距法开窗测距法”uOLT打开测距窗口的方法是发送下行控制信息，通知已激活的打开测距窗口的方法是发送下行控制信息，通知已激活的ONU停止发送上停止发送上行数据，停止发送上行数据的时间段称为行数据，停止发送上行数据的时间段称为“测距窗口测距窗口”，测距窗口的大小选择，测距窗口的大小选择应能保证应能保证GPON中最远的中最远的ONU从接收到测距命令到发送的上行信号到达从接收到测距命令到发送的上行信号到达OLT时时

56、不与其它不与其它ONU的上行数据发生碰撞冲突，的上行数据发生碰撞冲突，GPON中建议测距窗口为中建议测距窗口为250s，包包含含20公里光传输的时延（公里光传输的时延（200s）和附加的随机时延（和附加的随机时延（50s）。）。如果如果ONU距离距离OLT的位置是已知的，的位置是已知的，“测距窗口测距窗口”的设置可以很小，使测距与激活的效率得到的设置可以很小，使测距与激活的效率得到提高。提高。u在在“测距窗口测距窗口”选择最大时，理想的情况是在同一个测距窗口中，有多个未激选择最大时，理想的情况是在同一个测距窗口中，有多个未激活的活的ONU同时响应，并且响应信号不发生碰撞。这种情况是可能发生的，

57、因为同时响应，并且响应信号不发生碰撞。这种情况是可能发生的，因为ONU距距OLT的距离不同，传输时延有差异。的距离不同，传输时延有差异。u但是有可能发生的一种情况是多个未激活的但是有可能发生的一种情况是多个未激活的ONU的响应信号在的响应信号在OLT侧发生冲突侧发生冲突，则测距仍无法进行。，则测距仍无法进行。GPON中规定采用设备的序列号指定特定的中规定采用设备的序列号指定特定的ONU做出响做出响应，设备的序列号做为应，设备的序列号做为OLT测距命令的参数一起下发，如果设备的序列号未知（测距命令的参数一起下发，如果设备的序列号未知（或者序列号未在或者序列号未在OLT的管理系统中注册），则通过的

58、管理系统中注册），则通过“二进制树遍历二进制树遍历”的方法避免的方法避免冲突，该方法使序列号参数每次减冲突，该方法使序列号参数每次减1，直到有唯一的，直到有唯一的ONU响应为止。响应为止。中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部48中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密基于基于T-CONTT-CONT的的QoSQoS控制控制带宽优先级时延敏感T-CONT类型类型1类型2类型3类型4类型5固定带宽是支持支持保证带宽否支持支持支持非保证带宽否支持支持尽力而为带宽否支持支持中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部49中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密DBA

59、DBA操作操作中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部50中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密服务质量保障服务质量保障最低带宽保证最低带宽保证最高流量限制最高流量限制可以实现流量队列的最低可以实现流量队列的最低带宽保证，所有队列最低带宽保证，所有队列最低带宽之和不大于总带宽，带宽之和不大于总带宽，保证在最低带宽保证速率保证在最低带宽保证速率范围内，报文优先无阻塞范围内，报文优先无阻塞转发。转发。超过最低带宽保证速率的超过最低带宽保证速率的流量，通过加权公平队列流量，通过加权公平队列机制分享空闲带宽。机制分享空闲带宽。超过最高流量限制的报文超过最高流量限制的报文被送入等待队

60、列或丢弃被送入等待队列或丢弃中国电信广东公司中国电信广东公司综合部综合部51中国电信广东研究院中国电信广东研究院内部资料 注意保密业务流分类和调度业务流分类和调度uGPON系统的上行业务流分类主要由系统的上行业务流分类主要由T-CONT进行进行u每个每个CoS被映射到其关联的被映射到其关联的T-CONT uOLT根据根据CoS需求和需求和PON上的资源对上的资源对T-CONT尺寸和时序进行分配尺寸和时序进行分配uDBA确保具有较高确保具有较高CoS的的T-CONT获得高优先权获得高优先权 uGPON系统对于系统对于TDM业务有单独的优先级标记，由指定时隙优先传送业务有单独的优先级标记，由指定时隙优先传送u其它