中国移动高级培训之GPONONU注册流程和原理介绍

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedInternal 中国移动高级培训之GPON ONU注册流程和原理介绍接入网产品维护部HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 2GPON光接入技术在国内使用已经七年多，随着应用日趋成熟，覆盖越来越广，对我们的日常维护工作也提出了更高的要求。在大家新增ONU开局、处理ONU维护问题时，会遇到很多有关GPON ONU无法上线、状态异常等问题。而对这些问题现象的分析是基于OLT和ONU之间标准的协议交互流程的，本课程将带大家一起了解和学习G

2、PON ONU上线的交互流程。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 3学习指南l学习本课程需要关注GPON ONU的上线交互流程、遵循的协议标准、采用的什么消息，注意每个消息在整个流程中的作用。为后续的故障处理课程做一个铺垫和基础准备。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 4学习完此课程，您将会： 掌握GPON ONU注册流程。 掌握GPON PLOAM消息交互。 掌握GPON 当前几种认证方式。 掌握GPON OMCI的作用。HUAWEI TECHNOLOG

3、IES CO., LTD.All rights reservedPage 5第第2章章 GPON注册流程注册流程第第3章章 GPON 认证方认证方式式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedGPON参考的标准协议参考的标准协议Page 6国际标准ITU-T G.984.XITU-T G.984.1GPON技术基本特性主要的保护方式建议的接口类型和业务类型ITU-T G.984.4OMCI消息消息结构OMCI设备管理框架OMCI实现原理实现原理ITU-T G.984.2GPON的PMD物理层规格要求，开销分配光模块发送光功率、接收灵敏度、过

4、载光功率等定义不同等级的光功率预算，如目前最常用的Class B+、 Class C+ITU-T G.984.3GPON TC层协议GTC复用结构及协议栈GTC帧结构、GTC消息ONU注册激活流程、注册激活流程、PLOAMDBA规格要求加密和FEC告警和性能HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedGPON系统协议栈系统协议栈Page 7GPON系统协议栈主要由物理媒质相关层（PMD）和GPON传输汇聚层（GTC）组成HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 10第第1章章 G

5、PON协议栈简介协议栈简介第第3章章 GPON 认证方认证方式式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 112.1 GPON ONU注册交互流程注册交互流程2.2 GPON解决上行冲突的办法解决上行冲突的办法HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedGPON ONU注册交互流程注册交互流程OLTONUUpstream-overhead消息序列码获取阶段SN request 消息SN response 消息Assign OUN_ID消息测距阶段Ranging Request消息

6、Ranging response消息Ranging_time消息运行状态PWD request 消息PWD response 消息逐个ONU PWD获取，每个ONU已经分配默认OMCI带宽Ext-Burst消息下行广播开窗下行广播，对每一个获取到的SN分配ONUID逐个ONU上行开窗认证阶段序列码状态Serial-Number-state（O3）：ONU在此状态上报序列码，OLT自动发现ONU的SN码 。（ONU通过随机延时的方法上报各自SN码）OLT分配ONU-ID给ONU测距状态Ranging-state（O4）：ONU在此阶段再回一次SN，以便OLT完成测距OLT测量该ONU的RTD操作

7、状态Operation-state（O5）：ONU的正常工作状态ONU记录EqD，根据EqD值及BW Map计算上行数据发送窗口OLT向该ONU通知均衡时延（EqD）整个过程通过PLOAM消息交互来实现。待命状态Standby-state（O2）：ONU已收到下行光，等待接收参数。OLT发送Upstream_Overhead消息给ONU POPUP-state（O6）：当处于运行态ONU检测到LOS或LOF就进入到该状态，ONU立即停止发送信号；紧急停止状态Emergency-Stop-state（O7）：当ONU收到Disable_Serial_Number消息带有“Disable”选项时，

8、进入该状态并关闭激光器 。PON灯闪烁PON灯长亮Page 12初始状态Initial-state（O1）：ONU刚上电HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 132.1 GPON ONU注册交互流程注册交互流程2.2 GPON解决上行冲突的办法解决上行冲突的办法HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedONU的随机延时法（序列码获取阶段解决冲突的技术）的随机延时法（序列码获取阶段解决冲突的技术）l由于OLT会向所有处于功率设置状态和序列码状态的ONU发送序列码请求，那么就可

9、能产生多个ONU的响应。如果多个序列码同时到达OLT就会出现冲突问题。随机延时方案用于解决这个问题。l随机延时方案，由每个ONU产生随机延时时间将序列码延时传输。内部定义了一个基本的延时单位，随机延时必须是延时单位的整数倍。ONU每响应一次序列码请求都会产生一个新的随机延时数，这样冲突就可以在一定概率内避免了。l如果发生冲突，将等待下次收到Serial_Number Request消息后回应Serial_Number Response消息，当然也是按照ONU新产生一个随机延时进行上报。Page 14HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reserved

10、l对OLT而言，各个不同的ONU到OLT的逻辑距离不相等，光信号在光纤上的传输时间不同，到达各ONU的时刻不同。同时，OLT与ONU的环路时延（RTD：Round Trip Delay）也会随着时间和环境的变化而变化。因此在ONU以时分复用方式发送上行信元时，可能会出现碰撞冲突。l为了保证每一个ONU的上行数据在光纤汇合后，插入指定的时隙，彼此间不发生碰撞，且不要间隙太大，OLT必须对每一个ONU与OLT之间的距离进行精确测定，以便控制每个ONU发送上行数据的时刻。如下是一个无测距的信元传输示意图。GPON为什么要测距为什么要测距Page 15HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,

11、LTD.All rights reservedlOLT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。l再根据ONU的物理距离指定合适的均衡延时参数（EqD：Equalization Delay），保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。 lRanging的过程需要开窗，即Quiet Zone，暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将BWmap设置为空，不对任何ONU授权时隙来实现。GPON测距（测距（Ranging）Page 16HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All r

12、ights reservedPage 17第第1章章 GPON协议栈简介协议栈简介第第2章章 GPON注册流程注册流程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPage 18GPON ONU的认证方式的认证方式 GPON分为SN认证、Password认证、SNpassword认证、LOID、LOID+Checkcode五种。SN：即serial number，由厂商出厂时设置，每个ONT唯一，可唯一标识一个ONT，共12个字符，前4个字符为厂商ID，华为公司是HWTC。Password：密码认证又称为key认证，GPON支持110个字符、1

13、6进制HEX时支持120个字符。SNpassword：通过序列号加密码双重认证lPassword认证分为always on和once on两种模式。always on：第一次认证使用密码认证，认证通过后，不会自动匹配序列号，后续每一次认证也都使用密码认证。ONT的序列号修改后，仍然可以上线。优点：有利于后续的维护，更换ONT不需要修改配置，输入正确的密码即可。缺点：安全性不高，如果其它用户知道密码，就能非法享有业务权限。once on：第一次认证使用密码认证，认证通过后，自动匹配序列号，后续每一次认证使用序列号方式或序列号+密码方式，在采用序列号方式时，只有ONT的密码匹配时才能上线；在采用序

14、列号+密码方式时，只有ONT的序列号和密码都匹配时才能上线。这个可以通过命令设置，默认为序列号+密码方式。优点：安全性较高。缺点：在需要更换ONT或密码修改时，需要重新进行配置，增加了后续维护的工作量。LOID：由运营商提出的一种认证方式，LOID由各省内部统一规划，124个字符，和Password实现类似，区别是Password还是采用PLOAM消息交互，而LOID在O5状态时采用OMCI消息交互。LOID+Checkcode：是由中国电信定义的一种方式，在此不做介绍。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedSN认证认证lOLT收到ON

15、U的序列码回应消息后，判断OLT上是否有相同SN的ONU在线。如果有相同SN的ONU在线，则向主机命令行和网管上报SN冲突告警；否则，直接给ONU分配指定的ONUID。 lONU进入操作状态后，对于SN认证方式的ONU，OLT不进行Password请求，主机命令行或者网管直接上报ONU上线告警。Page 19HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedSNPassword认证认证lOLT收到ONU的序列码回应消息后，判断OLT上是否有相同SN的ONU在线。如果有相同SN的ONU在线，则向主机命令行和网管上报SN冲突告警；否则，直接分配用户指定

16、的ONUID给该ONU。 lONU进入操作状态后，OLT会向ONU进行Password请求，并将ONU回应的Password与本地配置的Password进行比较，如果Password与本地配置相同，则直接让ONU上线，并向主机命令行或者网管上报ONU上线告警；如果Password与本地配置不同，则向主机命令行或者网管上报Password错误告警。Page 20HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPassword认证认证Once-on模式模式lOnce-on模式的应用场景为：运营商为ONU分配Password后，要求ONU在规定时间上线

17、，并且上线后就不允许再更换ONU，如有更换ONU的需求，需通知运营商进行处理。l选择Once-on模式时，可以设置aging-time。设置了aging-time后，ONU必须在设定的时间范围内注册上线，否则一旦ONU的实际注册上线时间超过了设置的时间，就不允许该ONU注册上线。另外，ONU认证成功后，是不允许再修改SN的。lONU首次认证是基于Password认证的。lONU非首次认证时，可以根据命令行配置选择SN认证或者SNPassword认证，认证过程如之前两张胶片描述。Page 21HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All rights reservedPass

18、word认证认证Always-on模式模式lAlways-on模式的应用场景为：运营商为ONU分配Password后，可更换使用相同Password不同SN的ONU，在更换ONU后不需要通知运营商。lAlways-on模式下，对ONU接入上线时间无限制，即无论什么时候接入ONU，只要ONU的Password正确，ONU都可以上线。lONU首次上线时使用Password认证，认证上线成功后，OLT根据ONU的SN和Password，生成SNPassword绑定表项。lONU非首次上线时，如果ONU的SN和Password与首次上线成功ONU的SN及Password相同，则使用SNPassword认证；如果使用相同Password不同SN的ONU，则根据Password进行认证，认证上线成功后，更新SNPassword绑定表项。Page 22HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.All righ