宽带接入网基础培训

1、宽带接入网基础培训江苏公司网络部2016年7月2目录目录接入网概述PON网络的基础知识 传输网的基础知识3宽带网络结构概述宽带网络结构概述宽带网络包括：因特网、集团/省网骨干、城域网；其中城域网包括核心层、业务控制层、接入层。4主要接入主要接入技术技术电缆电缆线接入线接入xDSL（电话线、（电话线、DSLAM）LAN接入（网线、楼道接入（网线、楼道/园区交换机）园区交换机）光纤接入光纤接入P2P（光纤专线、光口交换机）（光纤专线、光口交换机）P2MP（PON网络网络)接入技术简介接入技术简介5几种光纤接入方式比较几种光纤接入方式比较v 光光/电媒体转换技术的两种使用方式：电媒体转换技术的两种使

2、用方式：点到点以太接入 N根光纤，2N个光收发器 管理独立小区交换机接入 只需铺设2根光纤到小区 2N+2个光收发器 设备占用局端机房空间小 在传输过程中需要有源设备 设备分级管理v PON的接入方式：的接入方式： 只需铺设1根光纤到小区 需N+1个光收发器 设备占用局端机房空间最小 传输中不需有源设备 设备集中管理局端用户局端用户小区交换机以以32个结点为例个结点为例64根光纤64个收发器P2PP2P2根光纤66个收发器局端用户分光器P2MP1根光纤33个收发器总体来看，总体来看，PON技术的关键是在线路中引入了无源的分路器，这使得系统设备的理论成本技术的关键是在线路中引入了无源的分路器，这

3、使得系统设备的理论成本和线路成本均可以较传统的和线路成本均可以较传统的P2P技术有较大幅度的优化，还可以增强技术有较大幅度的优化，还可以增强OAM能力和能力和QoS水平；水平；另外，由于分路器是无源器件，维护简单，环境适应能力强。另外，由于分路器是无源器件，维护简单，环境适应能力强。6接入网络接入网络规模PON网络规模网络规模FTTB类类ONU50万万覆盖小区数覆盖小区数7万万FTTH类类ONU450万万覆盖地址数覆盖地址数2600万万OLT5000台台家宽用户数家宽用户数860万万p 我公司家庭宽带业务起步相对较晚，接入网主要使用PON组网方式： 业务发展前期主要采用FTTB方式；（EPON

4、为主） 近期建设主推FTTH方式，且今年已开展规模化的FTTH改造。（主推GPON）7目录目录接入网概述 PON网络的基础知识 传输网的基础知识8什么是什么是PONPONPONPON：PassivePassive Optical Network Optical Network 无源无源光网络光网络分光器网管OLTOLTONUONUONUONU光分配网络核心侧用户侧IPIP承载承载网网LANLAN语音数据语音数据20KM20KM 是一种点到多点（P2MP)的光纤接入技术 由局侧的OLT、用户侧的ONT(ONU）以及ODN（光分配网络）组成。 所谓“无源无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及

5、电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成 。9中心机房配线系统 主干光缆子系统 光纤终端子系统 配线光缆子系统 引入光缆子系统 四、四、PON-PON-应用示意图应用示意图PON网络组网主要模式包含FTTB和FTTH两类，发展方向为FTTH模式10多业务多业务长距离长距离低成本低成本大容量大容量易维护易维护PONPON技术的优势与缺点技术的优势与缺点技术优势：技术缺点：无源设备（ODN）的资源管理难度大11EPON系统采用系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。技术，实现单纤双向传输。接入网核心网驻地网Data 1310nmData 1490nmCATV 1550nm为了分离同

6、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：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：l下行数据流采用下行数据流采用广播技术广播技术l上行数据流采用上行数据流采用TDMA（时分复用）（时分复用）技术技术PONPON技术原理技术原理12 广播方式 在ONU注册成动后分配一个唯一的识别码； ONU接收数据时，仅接收符合自己的识别码的帧或者广播帧。PONPON的下行数据的下行数据13 TDMA方式 原则：任一时刻只能有一个ONU发送上行信号，系统才能正常工作 不同的ONU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片可以是动态的，时间片的大

7、小和多少在宏观上表现为带宽的大小 由于数据速率非常高，因此细微的由ONU的距离不同而产生的时延应该在发送上行数据的时候予以考虑需要测距PONPON的上行数据的上行数据14ONUONU的收光光功率的收光光功率1 1 功率单位dbm（分贝毫瓦），口语中通常简称为“db” 定义，X dbm = 10*log（x）;注：X为分贝毫瓦数值，x为原始功率数值（单位，毫瓦）0 dbm = 00 dbm = 0 ？ 0 dbm = 1mw ； 1dbw = 10*log （1000mw）= 30dbm （X+3）dbm = 10*log（x*2），+3db = +1+3db = +1倍功率倍功率 PON设备的

8、收发光功率：OLT 发射光功率 +2+7 dBm ，接收灵敏度 -30dBm左右；ONU 发射光功率 0+4 dBm ， 接收灵敏度 -26dBm左右；（根据具体设备或光模块型号的不同，以上数值有所不同）15ONUONU的收光光功率的收光光功率2 2p 造成ONU收光功率衰减的主要因素：分光器分光、转接接头衰减、光纤传播衰减。举例计算：数量单次损耗光功率损耗(db)分光器1:6464=2618光纤跳转10次0.5db/次5光路损耗10KM0.3/公里3合计26按照OLT发光功率为3dbm计算，ONU收光功率约为-23dbm；p 实际场景与要求：现网场景中，分光比一般不超过64；每次跳转(热熔）

9、光衰0.3db，跳转次数一般不超过6次；光纤长度10KM;新装机现场测量的要求：-24dbm；现网ONU支持的极限值在-27dbm左右16突发光电技术突发光电技术p 光模块具备快速开关，和OLT侧具备快速AGC（自动增益控制器）：17PON关键技术MPCP协议p 规定了OLT和ONU之间的 控制机制p 提供ONU控制管理信息p 提供ONU带宽管理信息p 提供业务监控信息控制关键技术关键技术-MPCP-MPCP协议协议18EPON关键技术MPCP控制帧五种类型的MPCP帧qGATE（OLT）00-02u允许接收到GATE帧的ONU立即或者在指定的时间段发送数据qREPORT（ONU）00-03u

10、向OLT报告ONU的状态，包括该ONU同步于哪一个时间戳、以及是否有数据需要发送。qREGISTER_REQ （ONU）00-04u在注册规程处理过程中请求注册。qREGISTER （OLT）00-05u在注册规程处理过程中通知ONU已经识别了注册请求。qREGISTER_ACK （ONU）00-06u在注册规程处理过程中表示注册确认。关键技术关键技术-MPCP-MPCP控制帧结构控制帧结构19 同步同步方法方法：所有ONU都与OLT的唯一时钟同步主要是用时间戳域来完成的。时间戳定义：时间戳定义：时间戳域使用个字节。时间戳所标识的是在MAC控制帧上传到MAC层时OLT的计数值。计数值宽度为16

11、位或32位，计数单位为16ns 同步同步过程过程： OLT以自己本地的计数器插入timestamp域中 ONU以本地计数值插入timestamp域中 ONU根据收到的OLT的timestamp更新自己的计数器 OLT根据收到的ONU的timestamp计算差值（测距）同步与测距技术同步与测距技术1 120OLT与各ONU间的环路时延不同：各 ONU距 OLT的光纤路径不同各ONU元器件的不一致性环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发生不断的变化测距包括静态测距和动态测距：测距要求补偿因ONU距离不同而产生的时延差异：RTT（Round Trip Time）在注册过程中，OLT对新加入的ONU

12、启动测距过程OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间OLT也可以在任何收到MPCP PDU的时候启动测距功能。使用注册冲突避让：在EPON系统中，解决ONU的注册冲突的方案有两种：随机延迟时间法和随机跳过开窗法。同步与测距技术同步与测距技术3 3211. OLT在T1时刻发送 GATE；2. ONU在T2时刻接收到GATE ,此时复位本地计数器，时间戳置为 T1；3. ONU在T3时刻发送REPORT, 此时填入的时间戳为 T4；4. OLT在T5时刻接收到REPORT。最后RTT由下面的公式得出：RTT = T2-T1+T5-T3 = T5-T4其中 ： T4 = T1（时间戳） +（T3

13、 T2）(绝对时间长度）同步与测距技术422计算出RTT后，OLT据此给ONU发送GATE帧，例如，如果OLT希望在T1时刻接收ONU的数据，则在GATE帧中给ONU的起始时间为T0T1-RTT。同步与测距技术5PON口发光功率+3，分光比1：4，跳转衰减3db，光纤长度50km（光衰0.3db/km)，ONU收光功率为多少？若ONU无法正常注册，可能的原因?23发现握手操作完成发现时间窗口随机延迟时间开始REGISTER_REQREGISTERGATEREGISTER_ACK广播通道单播通道发现处理的握手消息流程OLTONUGate（1）OLT通过gate广播含有有注册窗口的起始时间、窗口大

14、小和同步时间；（2）OLT通过gate普通帧请求ONU回送ack的grant信息； （3）OLT、ONU可以相互请求重新注册； （4）认证机制：基于MAC认证注册技术注册技术24什么是DBA? - DBA, Dynamically Bandwidth Assignment( - DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配动态带宽分配) ) - DBA - DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动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态分配的机制为什么需要DBA？ - - 可以提高可以提高PONPON端口的

15、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，特别是那些对带宽突变比较大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的业务l提高最大带宽利用率无无DBA,DBA,利用率利用率40%40%有有DBA,DBA,利用率达到利用率达到8080% %l减小平均时延无无DBA:100msDBA:100ms有有DBA:10msDBA:34M-8M-2M3、开销字节少，管理困难SDH1、世界性统一标准规范，建立标准的速率等级：基本速率155M帧结构2、统一字节间插复用，指针的使用：SDH

16、信号中直接分/插出低速支路信号，节省设备，增加可靠性 3、丰富的用于运行维护（OAM）功能的开销字节，保护完备 什么是什么是SDHSDH41SDHSDH网元的基本结构网元的基本结构1 1、线路接口、线路接口：完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理开销的处理。2 2、支路接口、支路接口：完成上、下业务信号。PDH：2M、34M、45M、140M；SDH：155M、622M、2.5G3 3、交叉矩阵、交叉矩阵：按需求对线路信号、支路信号中的VC进行交叉连接，实现线路-线路、线路-支路、支路-支路间的交叉连接；满足上、下电路等功能。5 5、通信与控制、通信与控制：采集设备各单元的数据；通过DC

17、C通道传到网关； 接收网管系统的命令并执行4 4、定时电路、定时电路：对内：向设备的各单元提供定时信号；对外：外定时；提取定时；保持/自由运行方式；定时基准倒换。6、公务、公务：提供公务联络电话。42SDHSDH设备的自愈保护机制设备的自愈保护机制 线性复用段保护线性复用段保护 环形网络保护环形网络保护 子网连接保护（子网连接保护（SNCP）1+1 线性复用段保护线性复用段保护1:N 线性复用段保护线性复用段保护通道保护环（通道保护环（PP）复用段保护环（复用段保护环（MSP）保护路由保护路由工作路由工作路由ABCD无锡无锡苏州苏州南京南京镇江镇江43WDMWDM的概念的概念把不同波长的光信号

18、复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送，这种方式我们把它叫做波分复用（它叫做波分复用（ Wavelength Division Multiplexing ）。）。 稀疏波分复用（稀疏波分复用（CWDM）：波长间隔大，一般为）：波长间隔大，一般为20nm 密集波分复用（密集波分复用（DWDM）：波长间隔小，小于等于）：波长间隔小，小于等于0.8nml1l2l1 l 2 ln44 OTN（Optical Transport Network）： 大容量高速率全业务接入的大容量高速率全业务接入的WDMSDH交叉保护交叉保护OTNOTN的概念理解的概念理解45OTNOTN的技术优势的技术优势OTU的支线路分离，调度升级灵活46什么是什么是PTNPTN47提出PTN是用于满足运营商的IP化传送需要：多业务需要支持各种业务类型在各种物理层网络上的透明传送，能够承载 L3, L2, 以及L1业务。大业务量需要强大的数据业务扩展性，同时平滑支持现有TDM业务