ITU-T984X协议简介介绍

ITU-T984.XWinniWang2011.062022/10/242目录一接接入网网二PON三ITU-T984.X四Questions2022/10/243接入网1什么是接入入网？（1）AccessNetwork，简称AN（2）从使用用的角度度理解接接入网直接为签签约用户户提供接接入的网网络是一种运运营网络络，由运运营商建建设和管管理（3）从位置置关系理理解接入入网Lastmile：从网络络指向用用户方向向，最后后一公里里Firstmile：从用户户指向网网络方向向，最初初一公里里一台设备备或是一一个网络络接入网核心网2022/10/244接入网2接入网的的两个重重要标准准■电信网网接入网网标准ITU-TG.902■IP接入网标标准ITU-TY.12313接入方式式■双绞线接接入:典型的是是以太网网接入■电话铜铜线接入入:xDSL/话带Modem/ISDN接入■同轴电电缆接入入:典型的是是CableModem接入■光纤接接入技术术:无源光网网PON■无线局局域网WLAN■固定无无线接入入■移动无无线接入入■卫星接接入2022/10/245接入网接入网的的发展－－AllIPServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWirelessVoiceWirelessDataHighSpeedInternetVoiceStreamingDial-upVoIPMessageFTTHGPONDSLEth/IP/MPLSAggregationNetworkLocation&PresenceMessageOnlineGamingVoiceDataVideoStorageDirectoryWireless2022/10/246PON什么是PON?■PON是一种点点到多点点（P2MP）结构的的无源光光网络；；■PON由光线路终终端OLT（OpticalLineTerminal）、光网络单单元ONU（OpticalNetworkUnit）和无源分分光器POS（PassiveOpticalSplitter）组成；；PassiveOpticalNetwork无源光网网络OLTONUOpticalLineTerminal光线路终终端OpticalNetworkUnit光网络单单元PassiveOpticalSplitter无源分光光器PSTNInternetCATVONUONUPassiveOpticalSplitter无源分光器2022/10/247PONAPON:ATMPassiveOpticalNetworksBPON:BroadbandPassiveOpticalNetworkEPON:EthernetPassiveOpticalNetworksGE-PON:Giga-bitEthernetPassiveOpticalNetworksGPON:Gigabit-capablePassiveOpticalNetworksEPONGEPONGPONATMAPONBPONEthernetEPONGPON几种PON标准2022/10/248PONPONTPONAPON/BPONGPONEPONWDMPON国际标准ITU-TG.983.xITU-TG.984.xIEEE802.3ah国际标准国际标准国际标准尚无标准ITU-TG.982国家标准Q1/1998国家标准Q3/2000国家标准国家标准尚无标准Q4/2004Q3/2004PON技术标准化进进展2022/10/249目录■GPON（Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks）■三大优势：：1、更远的传输输距离：采用用光纤传输，，接入层的覆覆盖半径20KM；2、更高的带宽宽：对每用户户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；；3、分光特性：：局端单根光光纤经分光后后引出多路到到户光纤，节节省光纤资源源。■GPON支持Triple－play业务，可提供供全业务竞争争方案可以有有效解决双绞绞线接入的带带宽瓶颈，满满足用户对高高带宽业务的的需求，如高高清电视、实实况转播等，，GPON是三网合一的的上佳方案。。■GPON标准完善，综综合业务支持持好，技术要要求高■全球大运营营商的选择<1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+CopperBasedVDSL/ADSL2+CopperBasedPONFiberBased2002200320062010时间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TVVoDHDTV<3km<2km<1km~20km覆盖半径为什么选择GPON?2022/10/2410目录ITU:国际电电信联联盟（前身身CCITT)ITU-T:国际电电信联联盟标标准部部ITU:InternationalTelecommunicationsUnionTSS:TelecommunicationStandardizationSectorGPON技术由由ITU-T提出并并标准准化。。2003年1月31日，ITU-T批GPON标准G.984.1和G.984.2，2004年，相相继批批准了了G.984.3和G.984.4，形成成了G.984.x系列标标准，，至此此，GPON技术标标准已已经完完成。。2022/10/2411目录ITU-TG.984.3GPONTC层规格格要求求GTC复用结结构及及协议议栈介介绍GTC帧结构构介绍绍ONU注册激激活流流程DBA规格要要求告警和和性能能ITU-TG-984.1/2/3/4产品开开发简简单产品兼兼容性性强ITU-TG.984.1GPON网络参参数说说明保护倒倒换组组网要要求GPON标准协协议ITU-TG.984.2PMD层规格格要求求2.488Gbps下行行光光接接口口参参数数规规格格要要求求1.244Gbps上行行光光接接口口参参数数规规格格要要求求物理理层层开开销销分分配配ITU-TG.984.4OMCI消息息结结构构介介绍绍OMCI设备备管管理理框框架架OMCI实现现原原理理简简述述GeneralcharacteristicsforGigabit-capablePassiveOpticalNetworks(GPON)该标准主主要规范范了GPON系统的总总体要求求，包括括OAN的体系结结构、业业务类型型、SNI和UNI、物理速速率、逻逻辑传输输距离以以及系统统的性能能目标。。G.984.1对GPON提出了总总体目标标，要求求ONU的最大逻逻辑距离离差可达达20km，支持的的最大分分路比为为16、32或64，不同的的分路比比对设备备的要求求不同。。从分层层结构上上看，ITU定义的GPON由PMD层和TC层构成，，分别由由G.984.2和G.984.3进行规范范；2022/10/2412ITU-TG984.12022/10/2413ITU-TG984.2GPON物理传传输媒媒介层层规格格(PhysicalMediaDependent(PMD)layerspecification)G.984.2要求，，系统统下行行速率率为1.244或2.488Gbit/s，上行行速率率为0.155、0.622、1.244或2.488Gbit/s。标准准规定定了在在各种种速率率等级级下OLT和ONU光接口口的物物理特特性，，提出出了1.244Gbit/s及其以以下各各速率率等级级的OLT和ONU光接口口参数数。但但是对对于2.488Gbit/s速率等等级，，并没没有定定义UP光接口口参数数，原原因在在于此此速率率等级级的物物理层层速率率较高高，对对光器器件的的特性性提出出了更更高的的要求求，有有待进进一步步研究究，从从实用用性角角度看看，在在PON中实现现2.488Gbit/s速率等等级将将会比比较难难。2022/10/2414ITU-TG984.3GPON传输集集中层层规格格（Transmissionconvergencelayerspecification）这个文文档介介绍了了很多多与传传输控控制有有关的的概念念，包包括通通道分分类和和管理理等。。重点点介绍绍了OLT与ONT交互通通信，，包括括：GTC数据帧帧介绍绍、ONT的发现与与注册册过程程处理理、带带宽管管理、、纠错错处理理等很很多传传输层层的概概念。。阅读读该文文档，，可以以明确确OLT与ONT通信机机制。。G.984.3引入了了一种种新的的传输输汇聚聚子层层，用用于承承载ATM业务流流和GEM（GPONEncapsulationMethod）业务务流。。GEM是一种种新的的封装装结构构，主主要用用于封封装那那些长长度可可变的的数据据信号号和TDM业务。。G.984.3中规范范了GPON的帧结结构、、封装装方法法、适适配方方法、、测距距机制制、QoS机制、、加密密机制制等要要求，，是GPON系统的的关键键技术术要求求；2022/10/2415ITU-TG984.4GPON中ONT的管理控制制接口的规规格OMCI（ONTmanagementandcontrolinterfacespecification）文档介绍了了很多与ONT网络管理有有关的概念念，同时重重点介绍了了OMCI传输协议，，OMCI管理实体。。就ONT开发，不管管方案供应应商是否提提供了OMCI功能，都需需要仔细的的阅读这个个文档。但但文档的阅阅读，可以以考虑根据据具体需要要分步阅读读。首先完完成文档前前面部分内内容1—7chapter的阅读，这这部分内容容不多，但但对于建立立完整概念念很重要。。再阅读10—11chapter，同样内容容不多，建建立与OLT交互流程处处理的概念念。再在这这些概念的的基础上，，阅读8—9chapter，这两部分分也建议先先阅读9，明确实体体的概念，，再了解它它们的关联联性；同时时这部分阅阅读是完全全可以根据据需要选择择性的阅读读，达到产产品需求规规格的要求求即可。2022/10/2416ITU-TG984.XG984.15Architectureoftheopticalaccessnetwork2022/10/2417ITU-TG984.XG984.15Architectureoftheopticalaccessnetwork2022/10/2418ITU-TG984.X2022/10/2419ITU-TG984.X2022/10/2420ITU-TG984.XGPON提供以下几种种异步传输速速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流流支持速率））2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown支持最大逻辑辑距离为：60km支持最大物理理距离为：20km支持最大距离离差为：20km分光比为1：64，可升级为1：1282022/10/2421ITU-TG984.X下行数据■广播方式：：GPON的下行帧长为为固定的125us，下行为广播播方式，所有有的ONU都能收到相同同的数据，但但是通过ONUID来区分不同的的ONU的数据，ONU通过过滤来接接收属于自己己的数据。2022/10/2422ITU-TG984.X上行数据■TDMA方式：GPON的上行是通过过TDMA（时分复用））的方式传输输数据，上行行链路被分成成不同的时隙隙，根据下行行帧的upstreambandwidthmap字段来给每个个ONU分配上行时隙隙，这样所有有的ONU就可以按照一一定的秩序发发送自己的数数据了，不会会产生为了争争夺时隙而冲冲突。每帧共共有9120个时时隙隙。。2022/10/2423ITU-TG984.XIFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPort不同的ONU用ONU-ID标识不同的T-CONT用Alloc-ID标识不同的GEM-PORT用Port-ID标识OLTONTT-CONTT-CONTGEMPortGEMPortGPON复用用结结构构GEMPort：业业务务的的最最小小承承载载单单位位。。T-CONT:TransmissionContainers。是是一一种种承承载载业业务务的的Buffer。主主要要用用来来传传输输上上行行数数据据的的单单元元，，引引入入T-CONT主要要是是为为了了解解决决上上行行带带宽宽动动态态分分配配，，以以提提高高线线路路利利用用率率。IFpon：GPON接口口。。业务务根根据据映映射射规规则则先先映映射射到到GEMPort中，，然然后后在在映映射射到到T-CONT中进进行行上上行行传传输输。。GEMport可以以灵灵活活的的映映射射到到T-CONT中，，一一个个GEMPort可以以映映射射到到一一个个T-CONT中去去，，多多个个GEMPort也可可以以映映射射到到同同一一个个T-CONT中。。一个个ONU的GPON接口口中中可可以以包包含含一一个个或或多多个个T-CONT。2022/10/2424ITU-TG984.XGPON协议议栈栈ITU-TG984.X2022/10/2425C/M平面面由由3部分分组组成成：：嵌嵌入入式式OAM，PLOAM和OMCI。嵌嵌入入式式OAM和PLOAM通道道信信息息用用于于对对物物理理层层和和GTC层进进行行管管理理。。而而OMCI提供供了了更更高高层层次次的的统统一一的的管管理理系系统统。。嵌入入式式OAM通道道通通过过GTC帧头头中中域域格格式式信信息息来来提提供供(BDMap，DBRu等)。功能能包括括：带带宽授授权，，动态态带宽宽分配配信令令等。。PLOAM通道涉涉及ONU注册、、加密密，BootOMCI等功能。。OMCI通道用用于管管理在在GTC层上层层定义义的业业务的的管理理。GTC成帧子子层：：1、复用用/解复用用，PLOAM，GEM到FTC帧的映映射2、GTC帧头的的产生生/解码3、基于于ALLOC-ID的内部部交换换GTC适配子子层：：1、ATM、GEM、OMCI的上层层适配配GPON参考模模型ITU-TG984.X2022/10/2426PhysicalControlBlockDownstream(PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd11002002300500T-CONT1(ONT1)T-CONT2(ONT2)Slot100Slot200Slot300Slot500PLOuPLOAMuPLSuDBRuPayloadxDBRuYPayloadyUpstreamBandwidthMap125usDownstreamFramingOLTONT64GPON帧结构构ITU-TG984.X2022/10/2427PLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuyPayloadyPLOuDBRuzPayloadzDelimiterBbytesBIP1bytesONU-ID1bytesInd1bytesONU-ID1bytesMsgID1bytesMessage10bytesCRC1bytesDBA1,2,4bytesCRC1bytesGEMheaderFramefragmentGEMheaderFullframeGEMheaderFramefragmentPLI12bitGemPortID12bitPTI3bitHEC13bitONTAONTBUpstreamFramingDBAReportPadifneededGPON上行帧结构构ITU-TG984.X2022/10/2428PCBdnPayloadnPCBdn+1PayloadnPsync4bytesIdent4bytesPLOAMd13bytesBIP1bytesPlend4bytesPlend4bytesUSBWMapN*8bytesFECInd1bitReserved1bitSuper-frameCounter30bitsBlenBWMapLength12bitsAlenATMPartitionLength12bitsCRC8bitsAccess18bytesAccess28bytes…..Accessn8bytesAllocID12bitsFlags12bitsSStart2bytesSStop2bytesCRC1byteSendPLS1bitSendPLOAMn1bitUseFEC1bitSendDBRu2bitsReserved7bits125usCoverageofthisBIPCoverageofnextBIPDownstreamFramingGPON下行帧结构ITU-TG984.X2022/10/2429GEMPayloadCRCPTIPortIDPLIGEMFrameEthernetPacketDASFDPreambleInterpacketgapSALength\TypeMACclientdataFECEOF5bytes■GPON系统对以太网网帧进行解析析，将数据部部分直接映射射到GEMPayload中去进行传输输。■GEM帧会自自动封封装头头信息息。■映射射的格格式清清晰，，设备备很好好实现现，兼兼容性性好。。以太网网业务务在GPON中的映映射方方式ITU-TG984.X2022/10/2430什么是是DBA?---DBA,DynamicallyBandwidthAssignment(动态带带宽分分配)---DBA是一种种能在在微秒秒或毫毫秒级级的时时间间间隔内内完成成对上上行带带宽的的动态态分配配的机机制为什么么需要要DBA？---可以提提高PON端口的的上行行线路路带宽宽利用用率---可以在在PON口上增增加更更多的的用户户---用户可可以享享受到到更高高带宽宽的服服务，，特别别是那那些对对带宽宽突变变比较较大的的业务务DBAITU-TG984.X2022/10/2431GPON系统统采采用用SBA+DBA的方方式式来来实实现现带带宽宽的的有有效效利利用用，，TDM业务务通通过过SBA指配配带带宽宽以以保保证证其其高高QoS，其他他一一些些业业务务可可以以通通过过DBA来动动态态分分配配带带宽宽。。DBA的实实现现与与QoS的保保障障机机制制有有密密切切关关系系。。GPON系统统通通过过状状态态的的上上报报以以及及OLT业务务监监视视（（非非状状态态上上报报））支支持持动动态态带带宽宽分分配配。。GPON的状状态态上上报报DBA存在在3种机机制制：：PLOu-StateIndDBA;DBRu-Piggy-backDBA;PayloadDBA;DBA功能能的的实实现现机机制制主主要要包包括括以以下下几几个个部部分分：：OLT或ONU进行行拥拥塞塞检检测测;向OLT报告告拥拥塞塞状状态态;按照照指指定定参参数数更更新新OLT分配配带带宽宽;OLT按照照新新分分配配的的带带宽宽和和T-CONT类型型发发送送授授权权;DBA操作作的的管管理理。。DBAITU-TG984.X2022/10/2432■T-CONTs(TransmissionContainers)：动动态态接接收收OLT下发发的的授授权权，，用用于于管管理理PON系统统传传输输汇汇聚聚层层的的上上行行带带宽宽分分配配，，改改善善PON系统统中中的的上上行行带带宽宽。。■T-CONT的带带宽宽类类型型分分为为FB,AB,NAB,BE。■T-CONT的5种类类型型，，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。T-CONT带宽宽术术语语ITU-TG984.X2022/10/2433根据据业业务务的的优优先先级级，，系系统统对对每每个个ONU设置置SLA，对对业业务务的的带带宽宽进进行行限限制制。最大大带带宽宽和和最最小小带带宽宽是是对对每每个个ONU的带带宽宽进进行行极极限限限限制制，，保保证证带带宽宽根根据据业业务务的的优优先先级级不不同同而而不不同同，，一一般般语语音音业业务务的的优优先先级级最最高高，，视视频频业业务务优优先先级级次次之之，，数数据据业业务务的的优优先先级级最最低低。。OLT根据业务务和SLA及ONU的实际情情况进行行带宽许许可，优优先级高高的可以以得到更更高的带带宽，满满足业务务需求。。T-CONT类型和带带宽类型型之间的的关系2022/10/2434ForwardErrorCorrection,FEC。一种基于于Reed-Solomon的块编码码算法，，FEC码字由定定长数据据块和冗冗余位构构成。GPON在传输层层使用FEC算法可以以将线路路传输的的误码率率降低到到10E-15,可以避免免数据重重传。GPON系统上、、下行均均支持FEC处理。对PCBd和Payload一起进行行FEC处理，提提高了数数据传输输质量。。FEC处理ITU-TG984.X2022/10/2435激活过程ITU-TG984.X2022/10/2436■OMCIONTmanagementandcontrolinterface的缩写。■OMCI协议指OLT与ONT之间OMCI数据传输的交交互过程，OLT通过这种OMCI数据交互完成成对ONT的管理控制。。■OMCC(ONTmanagementandcontrolchannel)OLT分配给GTC特定的Port-ID，Alloc-ID就决定了OMCC。根据G984.3，ONT的控制、管管理层面有有三部分：：嵌入OAM、PLOAM、OMCI。OMCI只是其中的的一种，它它为高层的的控制、管管理提供统统一接口。。嵌入OAM通道、PLOAM通道都处在在GTC一层，而OMCC处在GTC之上。OMCIITU-TG984.X■管理实体（（managedentities）在G984.4中，为了介介绍与OMCI协议无关的的MIB，引入了““管理实体体”这个概概念，实体体是资源和和服务结合合