GPON原理与产品介绍

GPON原理与产品介绍第1页/共48页Page2上行下行Mbps15010025201050510202510015015Dial-upADSL2+CableModemVDSL2GPONNextHostedApplications&StorageHDTVVODLargeFileSharingTelemedicinePremisesWebHostingMulti-PlayerGaming,InteractiveDistanceLearningRealTimeSDTV,NetworkPVRFileSharing,HomeVideoSharing/StreamingSDTVVOD,TelecommutingVideoConferencing,PremisesSurveillanceWebSurfing接入业务带宽的需求增长第2页/共48页Page3GPON（Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks）三大优势：

1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；

2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；

3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。GPON支持Triple－play业务，可提供全业务竞争方案可以有效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，GPON是三网合一的上佳方案。GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高全球大运营商的选择<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?第3页/共48页Page4接入需求与接入技术PON的基本概念GPON的关键技术华为GPON设备介绍GPON的组网应用第4页/共48页Page5PassiveOpticalNetwork无源光网络OLTONUOpticalLineTerminal光线路终端OpticalNetworkUnit光网络单元PassiveOpticalSplitter

无源分光器PSTNInternetCATVONUONU

PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；

PON由光线路终端OLT（OpticalLineTerminal）、光网络单元ONU（OpticalNetworkUnit）和无源分光器POS（PassiveOpticalSplitter）组成；PassiveOpticalSplitter

无源分光器什么是PON?第5页/共48页Page6PON与其他接入形态的比较(a)点到点的网络(b)路边交换网络(c)无源光网络即:PONCurbswitchCOCOCONsubscribersL

kmL

kmL

kmPassiveopticalsplitterNsubscribersADSLLAN第6页/共48页Page7ADSL2+PONADSL2+VDSL2CentreofficeHomeVDSL2ONTADSL2+10/100Base-T1km2kmIPDSLAMGECurbBuildingGESplitter1xNFTTCFTTBFTTBFTTHADSL2+VDSL2GEFTTBDSLBestSuitableistheBestChoicePON应用场景分析第7页/共48页Page8GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。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：下行数据流采用广播技术；上行数据流采用TDMA技术。1490nm1310nmGPON原理－数据复用第8页/共48页Page9广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过ONUID来区分不同的ONU的数据，ONU通过过滤来接收属于自己的数据。GPON原理－上、下行数据TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstreambandwidthmap字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。每帧共有9120个时隙。第9页/共48页Page10

GPON提供以下几种异步传输速率： 0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown 0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown 0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率） 2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown

支持最大逻辑距离为：60km

支持最大物理距离为：20km

支持最大距离差为：20km

分光比为1:64，可升级为1:128GPON网络基本性能参数第10页/共48页Page11GPON协议栈第11页/共48页Page12接入需求与接入技术PON的基本概念GPON的关键技术华为GPON设备介绍GPON的组网应用第12页/共48页Page13OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（RoundTripDelay），从而指定合适的均衡延时参数EqD（EqualizationDelay），保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。Ranging的过程需要开窗，即QuietZone，暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将BWmap设置为空，不授权任何时隙来实现。GPON关键技术－测距ONTOLT(inCO)20km3km12km第13页/共48页Page14分光器衰减计算分光器的插入损耗(<1dB):∑(Power_input)-∑(Power_outputofallbranch)InputOutput1:2分光器2:N分光器∵

10log(0.5)=-3.01∴1:2分光器衰减为3.01dB1:16分光器衰减为12.04dB1:64分光器衰减为18.06dB光功率衰减第14页/共48页Page15光纤衰减和长度有关光纤熔接点的衰减值一般小于0.2dB其他方面，如光纤弯曲等也可能造成衰减About0.35dBperkmfor1310,1490nmTableG.984.2–ClassesforopticalpathlossClassAClassBClassB＋ClassCMinimumloss5dB10dB13dB15dBMaximumloss20dB25dB28dB30dBNOTE–Therequirementsofaparticularclassmaybemorestringentforonesystemtypethanforanother,e.g.theclassCattenuationrangeisinherentlymorestringentforTCMsystemsduetotheuseofa1:2

splitter/combinerateachsideoftheODN,eachhavingalossofabout3dB.Huawei’sOLTandONU28dB(ClassB+)光纤衰减和光功率预算第15页/共48页Page16ItemsUnitSinglefibreOLT:OLT最小平均发送功率MeanlaunchedpowerMINdBm+1.5最大平均发送功率MeanlaunchedpowerMAXdBm5接收灵敏度MinimumsensitivitydBm-28过载光功率MinimumoverloaddBm-8ONU:ONU最小平均发送功率MeanlaunchedpowerMINdBm0.5最大平均发送功率MeanlaunchedpowerMAXdBm5接收灵敏度MinimumsensitivitydBm-27过载光功率MinimumoverloaddBm-8GPON接口参数指标（ClassB+）第16页/共48页Page17GPON网络保护方式IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#N备用光纤TypeA光纤备份IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NTypeBOLT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。保护对象仅限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障，对其他类型的故障没有涉及，可能存在严重完全隐患，无法满足客户需求。无法定位故障。

第17页/共48页Page18IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NTypeC全备份方式IFponIFponIFpon2：N分光器GPON网络保护方式（续）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。此种保护方式一种全保护光纤倒换方式，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。其中一个端口始终处于空闲状态，造成系统带宽利用率低。

第18页/共48页Page19GPON复用结构OLTONUONUONUT-CONTGEMPortT-CONTGEMPortGEMPortT-CONTT-CONTGEMPortGEMPortGEMPortGEMPortGEMPort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-CONTGEMPortGEMPortGEMPort：业务的最小承载单位。T-CONT:TransmissionContainers。是一种承载业务的Buffer。主要用来传输上行数据的单元，引入T-CONT主要是为了解决上行带宽动态分配，以提高线路利用率

。IFpon：GPON接口。业务根据映射规则先映射到GEMPort中，然后在映射到T-CONT中进行上行传输。GEMport可以灵活的映射到T-CONT中，一个GEMPort可以映射到一个T-CONT中去，多个GEMPort也可以映射到同一个T-CONT中。一个ONU的GPON接口中可以包含一个或多个T-CONT。T-CONTT-CONTT-CONTT-CONT

DBAPON光口第19页/共48页Page20根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制。最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。T-CONT类型和带宽类型之间的关系注：一个PON口下:所有ONU/MDU的上行保证带宽之和应小于900M;所有ONU/MDU的下行保证带宽之和应小于950M。第20页/共48页Page21PhysicalControlBlockDownstream(PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd1100200x300500T-CONT1(ONT1)T-CONTx(ONT2)Slot100Slot200Slot300Slot500PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuYPayloadyUpstreamBandwidthMap125usDownstreamFramingUpstreamFramingOLT

ONT1ONT64GPON帧结构AllocIDStartEndy501650

ONT21xyT-CONTy(ONT2)Slot650Slot501T-CONTxT-CONTy第21页/共48页Page22TM

GMACGIUPON光口GPBC华为GPON下行流复用解复用的实现

scu1xNIADLSWHG850T-CONT分光器GMACT-CONTDBAETHETHGEMGEMGEMPCBdBWMapETH第22页/共48页Page23TM

GMACGIUPON光口GPBC华为GPON上行流复用解复用的实现

scu1xNIADLSWHG850T-CONT1分光器GMACT-CONT2DBAETHETHGEM4GEMGEMPLOuDBRu1ETHGEM4GEMDBRu2ETHGEM6ETHGEM6ETH第23页/共48页Page24GPONONU的QoS处理机制GPONVOIPVODDATATDMTraffic-flowSchedulingAndbuffercontrolServicedifferentiabasedon802.1pGPONVOIPVODDATATDMTraffic-flowSchedulingAndbuffercontrolServicedifferentiabasedon802.1pOLTSplitter基于GEMPort-id的业务流业务基于VLAN/802.1p的流分类规则。支持SP和WRR算法对业务进行调度。不同的业务映射到不同的T-CONT中进行传输，提高线路利用率和可靠性。第24页/共48页Page25GPONOLT上的QoS的处理机制VOIPBTVDATATDMGPONGPONGE/10GE根据不同的VLAN的业务上行流EthernetbridgingNon-blockingswitching802.1pCOSQueuing&schedulingDBATDMGatewayPSTNBSROLT业务基于VLAN/802.1p的流分类规则。支持SP和WRR算法对业务进行调度。支持DBA算法，可提高上行链路的带宽利用率。二层以上支持ACL进行QoS控制。第25页/共48页Page26GTCPON系统架构是下行方向为广播方式，上行方向为TDMA方式，所以只对上行方向的业务流提供QoS处理。

QoS处理的最小单元是T-CONT，T-CONT可以看作是ONU业务流的承载容器，调度机制是DBA（动态带宽分配）。

DBA的算法是GTC的QoS处理性能的关键。GEM

在GEM层主要是针对每个GEMPort进行业务流分类，类似于DSLAM的单PVC多业务的处理方式。针对流分类后的业务分别进行优先级修改、流量监管和转发处理。ETH/TDMTDM业务（非电路仿真方式）为面向连接，系统可以通过静态配置带宽严格保证面向连接的QoS。

ETH业务（包括电路仿真方式的TDM业务）主要是基于二层VLAN、COS等标识进行业务的QoS处理，

QoS主要处理机制分为流分类、监管、队列调度、拥塞处理、整形，它们的实现复杂度是影响QoS处理性能的关键GPON中的QoS处理ETH/TDMGEMGTCFlowcontrol/ClassificationGPON业务承载层GPONQoS处理机制T-CONT/DBAVLAN/COS/PQ/GTS/POLICING第26页/共48页Page27GPON系统拥塞点分析(以太，GEM，GTC)PONinterfacePONinterfaceTMTMGMACLSW10GLSWGPONMACPONinterfaceGE下行拥塞点一下行拥塞点二SCUL下行拥塞点三上行拥塞点一ONU/ONT上行拥塞点二上行拥塞点四GPBC上行拥塞点三第27页/共48页Page28TDMTDMdataPayloadTDMfragmentHECPTIPortIDPLIGEMFrameIngressbufferTDMBufferTDM业务在GPON中的映射方式TDM业务先导入缓存中进行排队，并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。这种方式不对具体的TDM业务进行感知，只进行透传处理。GEM帧具有定长的特点，对TDM业务传输非常有利。第28页/共48页Page29接入需求与接入技术PON的基本概念GPON的关键技术华为GPON设备介绍GPON的组网应用第29页/共48页Page30OLT全家福——不同场景的不同选择不同容量，满足城市/农村、新建/改造各种场景MA5680TMA5683T2T背板/20G槽位带宽/800G交换容量单框128PON口单框256×E1/32×STM-1上行单框可扩展16*8GE上行/级联业界容量最大OLT占全球OLT发货量五分之一400G背板/10G槽位带宽单框48PON口单框96×E1/12×STM-1上行单框可扩展6*8GE上行/级联6槽位中等容量城郊/乡镇节点最佳选择第30页/共48页Page31机框配置主控板SCULSCUB业务板GPBCEPBA以太网业务级联板ETHAETHB上行接口板GICF/GGICD/EX1CAX2CATOPANH1A电源接口板PRTGPRTEGPBCGPBCGPBCGPBCGPBCTOPATOPAOPFAGPBCGPBCGPBCGPBCGPBCGPBCETHBETHBSCUL/SCUBSCUL/SCUBGICDX1CAPRTGPRTGCITA第31页/共48页Page32超前一代平台架构一句话介绍说明特性描述面向未来十年设计，支持向10GEPON/10GGPON平滑演进单业务槽位支持真正的20GE带宽可平滑支持10GPON业务演进第32页/共48页Page33接入和汇聚功能合一，OLT直连BRAS和SR主用备用板内保护对板内聚合板间聚合BRAS、SR主用备用板间保护对ETHB8GE上行/级联板DSLAM/AGETHB既可作上行也可作级联（或的关系，不可同时）满足单边缘、多边缘组网，同时实现光口保护。下行级联第33页/共48页Page34MDU5类线接入MDU双绞线接入

5610

56165620/5626企业接入和移动承载GPONMxU产品全景图ONU配套机柜F01N（壁挂）E400（室外）E200（室外）E100（室外）F02A（室内一体化）OT93048LAN/256POTS8/16/24FE+8/16/24POTSH.248/MGCP/SIP高集成度：128ADSL2+/256POT/96VDSL2支持小灵通/传统业务接入（09Q2支持）高温：-25℃~+65℃；灵活供电：AC/DC，只要1/4备电电池1U盒式设备双上行（TypeC）保护8E1/4GE/4FE。支持TDMoverIP支持1588v2第34页/共48页Page35单机版MxU：MA5626G/MA5620G覆盖公寓、商住楼内的用户，性价比高:重用楼内已有的铜线，对空间要求小（只需1U高）可运维、可管理的Multi-play业务，提升用户体验:

支持可运维的组播功能和性能保证机制，包括灵活QoS、高安全性、电信级可靠性即插即用，降低OPEX:自动注册，自动配置，自动测试，自动业务激活自然散热MA5620G具体规格参数尺寸(W×D×H)442×220×43.6（mm）工作环境温度-25to+55℃(带加热单元)工作环境湿度5%to95%RH工作电压100to–240V(AC)功耗MA5626G:21.5WMA5620G:40.6W下行端口数MA5626G:24FEMA5620G:24FE+24POTSMA5626GMA5626G/MA5620G是单机版MDU设备，GPON上行IP

CoreNetworkFEPOTSOLTFESplitter第35页/共48页Page36插卡式MxU：MA5610/MA5616高集成/性能：2U空间可集成：256POTS/128ADSL2+/64VDSL2/48FE；带宽能力：10G背板总线，内部带宽无收敛高可靠性：Harden器件，-40~65度工作温度；单板防腐设计；风扇备份：任何1个风扇故障，设备正常运行易维护：即插即用，现场免软调/拨测；零接触:免现场维护，远程精确定位故障点绿色环保：高效能电源；风扇智能调速；高性能套片；精简备电系统，只要外接1/4蓄电池MA5610具体规格参数尺寸(W×D×H)19英寸*245mm*2U工作环境温度-40℃~+65℃，-25℃启动背板交换容量DSL总线是800M/Slot，GE总线是3G/Slot业务插槽数4MA5616MA5616/MA5610是插卡式MDU设备，上行EPON或GPON或GE，用户侧DSL/POTS/FE接入插卡式接入产品系列。MA5616也可用作MiniDSLAM使用IP

CoreNetworkFEPOTSOLTSplitterRTADSL2+VDSL2RT第36页/共48页Page37MA5610/6设备规格风扇框1*GPON1*EPON+GE2GEAC220V，蓄电池管理DC-48VADSL2+：32路*4VDSL2+：16路*4LAN：16路*4POTS：32/64路*4状态指示灯外观19英寸宽2U高工作温度-25℃~+65℃；-40℃~+65℃（带加热板）单板交换容量(800M+2.5G)bit/s上行接口1*GPON/1*EPON+GE/2GE业务插槽4业务板32路ADSL2+(内置SPL)；16路VDSL2（内置SPL，8a~30a)；16路LAN；32/64路POTS第37页/共48页Page38MxU适合各种应用场景核心网用户CO端局承载网交接箱大楼IPCore软交换InternetSDH/MetroAAAServerIPTV/CATVServerMiddlewareGE/10GESTM-1/E1专网分光器NMSPOTS/ADSL2+/VDSL2FE/E1/POTSMDUFTTBLANMDUFTTBDSLMDU政企接入MDUFTTV:村通MDUFTTC/FTTNLAN/POTSPOTS/ADSL2+POTS/ADSL2+/VDSL2覆盖FTTx所有的应用场景：满足FTTN/FTTBDSL/FTTBLAN/FTTO/FTTV多种应用场景1个软件版本支持所有MDU产品，功能统一，网管统一，机柜配套统一第38页/共48页Page39HG8504FE2POTSHG8634GEHG8664FE2POTS1WIFIUSBHG8134FE桥接ONT桥接&语音ONT网关ONTHG8601FE1RFHG850a4FE2POTSHG8514FE4POTSGPONONT产品全景图全系列ONT满足多样化应用场景成熟的FTTH商用经验绿色，Inhouse自研芯片HG8651GE＋3FE2POTS1RFHG8101FEHG810aFT1GEHG851a4FE4POTSHG8564GE2POTS1WIFIUSB命名规则:HG【8XX】1:Ethernet5:POTS6:RFHG850a4FE2POTSNAT、NAPT第39页/共48页Page40ONT应用场景分析－

路由模式AP和FE口互通：AP空气介质接入，在同一VLAN内和FE口互通。FE口互通：在同一VLAN内，各FE口互通AP信号覆盖：为保证信号输出，AP不可放置在弱电箱中。AP提供wifi接入，下挂PC，Notebook，wifi手机POTS接口接入普通话机，提供语音业务FE口接入STB，提供IPTV业务用户；或者接入PC，Notebook，提供数据业务在HG850a上起三层功能，多用户共享帐号接入

RMS

IPTVServerInternetVoIPLivingRoomBedRoomStudyRoomLaptopSTBPhoneAPHG850a支持三层功能，AP提供wifi接入。HG866，HG866e集成三层功能和AP接入能力高档公寓建设*:可选择的带有三层功能的终端有HG850a+AP或者HG866LivingRoomBedRoomStudyRoomLaptopSTBPhoneAP无线接入，无限精彩客户关注点组网应用第40页/共48页Page41配套室内型机柜1U盒式设备配套网络箱:支持FE/POTS出线设备最大提供1U盒式设备安装空间标配支持POTS跳线，不支持FE跳线配电采用防雷插排支持正面插拔单板或电缆2U盒式设备配套网络箱:支持2U插卡式MDU设备，也能支持全部的1U盒式设备2pcs最大提供3U盒式设备安装空间标配支持POTS跳线，FE跳线配电采用防雷插排支持正面插拔单板或电缆600160550设备斜装,可见面板700220600单板可见,可插拔设备是否要安装在机箱或机柜中？安装/维护空间小，维护困难；能够方便地安装在选择的位置上第41页/共48页Page42配套室外型机柜550330750E100室外柜：可安装1台2U高盒式设备热浸锌钢板、B类环境、IP55W*H*D=550*750*330（3U）净重：35kg

直通风散热：最大散热能力250W

噪声：45dBA

工程安装：水泥基础安装,挂墙，抱杆E200室外柜：可安装2台2U高盒式