EPON技术及设备介绍课件

EPON技术和设备介绍2008年5月22EPON技术背景随着人们对语音、数据和视频业务需求的快速增长，在接入层面对传输带宽的需求也越来越高，以xDSL为代表的“最后一公里”接入技术已难以满足用户对带宽的需求，而光纤接入网以其业务透明、高带宽承载能力的优势，成为接入层网络发展的必然趋势。资料显示，2007年，日本的光纤用户超过了1000万，并且预计到2010年将超过3000万，由于国家政策支持，并且针对区域、人口特点采用了科学的建网方式，日本的FTTH规模迅速扩大，成本大幅度下降。有数据显示，现在日本光纤接入每月的成本不到3000日元。在需求推动以及日本、欧美等部分国家成功经验的鼓舞下，全球各地运营商纷纷在2006年开始了无源光纤网络(PON)的测试和部署，PON网络以其无源，不受电磁雷电干扰、节省机房建设成本和降低运营维护费用等优势，而能够很好满足接入层网络建设的需求EPON技术的出现和成功应用，使得无源光接入网成为新一代光接入网建设的重要方式。随着技术的成熟和网络建设成本的降低，国内运营商已经提出了“光进铜退”的建设口号，目前国内FTTH网络建设的平均成本大约为每个用户2000元人民币左右，已经突破了成本上的应用瓶颈。EPON接入系统介绍（一）PON中文名称为无源光网络，根据信号采用的传输格式，分为APON、BPON、EPON、GPON，EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork）作为多种PON（PassiveOpticalNetwork）技术之一，由IEEE802.3EFM(EthernetfortheFirstMile)提制定和标准化。EPON协议基于以太网基本MAC协议扩展，容易与其他以太网接口或设备进行集成或互连，有利于降低接入系统和网络的成本。使用单根光纤两种波长传输双向1.25Gbit/s的数字信号，PON网络上传输的光信号波长为：上行(ONU-OLT)传输1310nm，下行(OLT-ONU）传输1490nm、1550nm，可以承载语音、数据（宽带上网）、CATV(CATV为1550nm)信号，可以实现FTTH的应用功能。EPON网络由OLT（OpticalLineTerminal）和ONU（OpticalNetworkUnit）组成，物理拓扑是点到多点的树形网络，逻辑拓扑是OLT到各个ONU的多个点对点链路。EPON接入系统介绍（二）EPON作为PON技术之一，具有高带宽，长距离覆盖，组网灵活，中间网络节点无源等公共特征，应用于宽带接入网，可以提高网络带宽和性能，降低维护成本，是主流运营商青睐的下一代光接入技术。中国电信在2005年启动了EPON互通标准的起草和制定工作，2007年最终完成了其企业标准：《中国电信EPON设备技术要求》，并主导制定了中国通信行业协会的行业标准：《接入网技术要求——EPON系统互通性要求》，二者在技术要求上基本保持一致。EPON技术在中国、日本、韩国的规模应用表明EPON是适合下一代光接入网的主流技术之一。EPON拓扑和基本原理（一）树状拓扑网络由OLT、ONU和ODN（OpticalDistributionNetwork）三部分组成，ODN又分为主干光纤、分光器、支路光纤等无源光部件，整体拓扑如所示：EPON协议为OLT到每个ONU建立一条逻辑链路，以太网数据帧的前导字节承载这个逻辑链路标识，即LLID（LogicalLinkIdentity）。从OLT到ONU的下行数据流被封装为以太网报文，附加相应的LLID，在树状PON网络中发送。ODN中的光分路器将数据流广播到各个支路，所有ONU都可接收到下行以太数据帧，根据LLID选择性接收自身数据。支持最大分光比1：32，一个EPON端口可同时支持32个ONU。

从ONU到OLT的上行方向上，各个ONU采用时分复用的机制共享上行带宽。OLT通过MPCP(Multi-pointControlProtocol)报文给各ONU分配上行时隙，并根据带宽请求和链路状况动态分配带宽，提高网络使用效率。EPON通过MPCP协议定义ONU向OLT注册发现、OLT向ONU分配时隙授权、ONU向OLT报告带宽请求等机制，实现了一种高效简洁的TDM-PON模型，成为广泛应用的光接入技术。EPON拓扑和基本原理（一）华为MA5680T设备产品定位SmartAXMA5680T光接入设备（以下简称MA5680T）是EPON/GPON一体化接入产品。满足FTTH（FiberToTheHome）光纤到户、FTTB（FiberToTheBuilding）光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。支持P2PFE光接入和以太网级联等宽带接入业务，通过与光接入终端配合，为用户提供点对点的FTTH接入。提供高带宽长距离接入，解决大规模光纤接入问题。利用单根光纤提供语音、数据、视频业务，适应电信用户个性化需求。MA5680T典型组网图MA5680T产品特点(一)(1)丰富的接口类型:网络接口,包括GE电/光接口,10GE光口,E1接口.业务接口,GPON光接口,EPON光接口(1.25Gbit/s),以太网光接口,P2PFE光接口(100Mbit/s的点对点以太网光接入)维护接口,包括维护串口,网口,环境监控串口(2)灵活的组网方式宽带多业务接入解决方案:支持以点对点光接入的宽带业务接入和处理，同时可以通过以太网口实现级联组网。Tripleplay解决方案:上网用户、VoIP用户以及Video用户通过ONT统一接入MA5680T，经过业务处理，可以接入上层设备。点对点光接入解决方案:MA5680T通过光纤连接到用户家中的P2PONT终端，向用户提供高速数据上网、VoIP和组播IPTV业务。基站E1链路传输解决方案:作为OLT设备，下行方向使用ONT接入通过E1链路传输数据的基站，上行方向使用E1端口经由TDM网络接入到BSC（BaseStationController）。MA5680T产品特点(二)(3)强大的EPON/GPON(略)一体化接入能力以以太网为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式。可支持1.25Gbit/s上下行对称速率下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用TDM（TimeDivisionMultiplex）共享带宽支持动态带宽分配DBA（DynamicBandwidthAllocation）算法，支持64kbit/s控制粒度，根据用户需求的变化动态分配ONT终端用户带宽，根据运营商需求定制实现DBA的算法，在线升级算法。无源光传输技术，光路分离采用P2MP（PointtoMultiplePoint）的方式，支持1：64的分光比采用定时测距、自动测距、初始测距方式。实现最大20km的接入能力MA5680T产品特点(三)(4)强大的组播业务支持IGMP（InternetGroupManagementProtocol）V2/V3。支持IGMPProxy和IGMPSnooping。支持1000个组播组。(5)强大的QoS能力支持端到端的全网QoS解决方案。支持OLT和ONT两级调度，通过区分不同的业务和用户来提供QoS保证。支持基于流规则的包过滤、重定向、流镜像、流量统计、流量监管、端口队列调度、端口限速和优先级策略。MA5680T产品特点(四)(6)完善的安全保证机制支持基于ACL（AccessControlList）的允许/禁止访问控制功能。防御ICMP/IP报文攻击功能;源地址路由过滤;对用户的二层隔离和受控互访;支持PITP协议（PolicyInformationTransferProtocol），实现了用户帐号与用户端口绑定;支持管理用户的RADIUS(RemoteAuthenticationDialinUserService)认证功能支持基于ONT的MAC地址数限制,静态MAC地址配置;MAC认证可以限制每个ONT用户加入的组播组数量;ONT用户接入的主机的数量MA5680T产品特点(五)(7)良好的维护管理功能支持本地维护，也支持远程维护。支持SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol）网管，可采用N2000BMS定网综合网管系统（以下简称iManagerN2000）实现对OLT和ONU/ONT设备的统一管理。安全鉴权管理;丰富的接口;环境监控;软件升级;性能统计功能机框配置最左边槽位从上到下分为3部分，上面两部分为电源接入板槽位，槽位编号为21、22，固定配置两块电源板PRTG，电源板为双路输入，互为备份。下面为通用接口板，槽位编号为0。1～8和11～18槽位为业务板槽位。9～10槽位为主控板槽位。一个机框可以配两块SCUL板，实现业务控制，主备功能。最右边槽位分为上、下两个部分，为GIU（通用接口单元）槽位，槽位编号为19、20。支持GICF/GICG/X1CA/X2CA板，提供上行口。可以双配，实现业务保护。所有单板支持热插拔。PON接入组网应用

提供EPON/GPON接入，为商业用户、企业、网吧、普通用户提供高速上网业务。级联组网应用

支持以太网级联组网，可以通过GE/FE和EPON接口级联MA5606T设备，接入xDSL业务。这样，通过设备间的级联有效延长网络覆盖距离，并可以满足用户容量比较大的场合的需求。FTTH组网应用

针对相对分散的新建高档公寓或别墅，通过光纤到户的方式，采用一根光纤同时提供语音、数据和视频接入业务。FTTH组网应用

组网说明对于语音业务VoIP终端经由ONT和MA5680T最终接入NGN网络或通过TG接入PSTN网络。对于数据业务PC由ONT接入MA5680T，上行经BRAS设备接入IP网络。对于视频业务可采用IPTV或者CATV方式，为终端用户提供视频业务。对于IPTV和CATV方式的视频业务，分别介绍如下：IPTV方式基于IP组播流提供视频业务，并给用户提供可选择的节目源。MA5680T基于IGMPProxy和可控组播实现对组播用户的权限管理和节目管理，组播用户通过MA5680T的鉴权后其IGMP协议报文由MA5680T发送给汇聚网络设备。视频业务流从组播服务器下发，经由骨干网、汇聚网到达A5680T并由MA5680T根据鉴权结果转发给用户终端。在用户终端，通过STB（SetTopBox）设备进行视频信号的终结和媒体转换，并控制节目的切换。CATV方式CATV方式通过Cable传送传统的模拟信号电视节目。视频节目流经过电光转换为下行光波传送，和光纤设备的下行光波进行WDM叠加，一起通过单根光纤下行，到达ONT后，将视频信号分离出来直接接入TV，实现视频接入业。FTTB组网应用MA5680T可以应用在FTTB（FiberToTheBuilding）的环境中，针对布放了五类线或者双绞线的现有公寓，通过光纤到楼，下行接LANSwitch/DSLAM为区内用户提供语音、数据、视频业务等高带宽接入业务。基站传输组网应用通过GPON系统，充分利用单芯光纤长距离传输的特点，将基站与传输网络进行连接，解决传输延伸的问题。QinQ组网应用特点是：可以为携带有Tag标签的用户报文统一分配公网VLANID，并以公网VLANID在骨干网中传送报文，除了大大节省了公网VLANID资源以外，还满足了私网VLAN中用户点到点的专线跨城域网互连的能力。点对点FE以太网光接入组网应用设备管理(一)(一)命令行方式:用户可以采用串口、Telnet（网口）方式登录MA5680T系统，对系统进行管理与维护

通过命令行方式和网管方式对设备进行管理、维护和监控操作：设备管理(二)(二)网管方式通过N2000BMS固定网络综合网管系统管理运行环境:(1)服务器配置:硬件采用PC服务器或UNIX工作站.软件Windows平台：Windows2000Server＋SQLServer2000。UNIX平台：Solaris8/10＋Sybase12.0/12.5。N2000BMS系统软件：N2000服务器软件。(2)客户端配置:硬件采用PC微机或UNIX工作站软件Windows平台：Windows2000Professional/WindowsXPProfessional。N2000BMS系统软件：N2000BMS户端软件。设备管理(三)管理功能:包括(1)拓扑管理(2)性能管理(3)故障管理(4)安全管理(5)业务批量处理(6)网元数据备份和加载:手工备份和定时备份(7)数据库数据管理:对网管数据库数据的手工（或定时）备份、恢复功能，远程监控终端，异地双机备份方案(8)环境电源监控设备管理（四）典型组网方式：带内组网，带外组网图1带内组网示意图优点：组网灵活，不用附加的设备，节约用户成本。缺点：业务通道发生故障时，无法开展维护工作。

设备管理（五）图2带外组网示意图优点：比带内方式提供更可靠的设备管理通路。在MA5680T故障时，能及时定位网上设备信息，并实时监控。缺点：带外方式要求另外提供设备组网，提供同业务通道无关的维护通道。技术指标和规范－设备参数MA5680T机柜功耗：单框满配置最大功耗1420W，整机最大功耗2840WMA5680T单板功耗：SCUL42W，GPBC78W，EPBA33W，OPFA31W，ETHA27W，TOPA25W，PRTG0.2W，GICG9W，GICF5W，X1CA11W，X2CA21W技术指标和规范－性能和容量（一）（1）MA5680T管理接口：接口类型接口名称提供接口的单板单板接口数量带外管理网口10Base-Tx/100Base-TxSCUL1本地配置串口ConsoleSCUL1（2）MA5680T上行接口

接口类型接口名称提供接口的单板单板接口数量E1接口E1TOPA16GE光口1000Base-Sx/LxGICF2GE电口1000Base-TxGICG210GE光口10Gbit/sX1CA1X2CA2技术指标和规范－性能和容量（二）（3）MA5680T业务接口：接口类型提供接口的单板单板接口数量P2PFE光接口OPFA16EPON光接口EPBA4GPON光接口GPBC4以太网光接口ETHA8技术指标和规范－接口指标（一）（1）1000Base-Sx接口技术指标参数指标传输速率1.25Gbit/s接口类型LC选用线缆及最大传输距离50μm/125μm多模光纤时，传输距离500m符合标准IEEE802.3z中心波长850nm发送光功率-9.5dBm～0dBm消光比9dB接收灵敏度最大值-17dBm（2）1000Base-Lx接口技术指标参数指标传输速率1.25Gbit/s接口类型LC选用线缆及最大传输距离9μm/125μm单模光纤，传输距离10km符合标准IEEE802.3z中心波长1310nm发送光功率-9.0dBm～-3.0dBm消光比9.0dB接收灵敏度最大值-20dBm技术指标和规范－接口指标（二）（3）1000Base-Tx接口技术指标（4）10GE单模光接口技术指标参数指标传输速率全双工1000Mbit/s接口类型RJ-45最大传输距离100m符合标准IEEE802.3ab参数指标传输速率10Gbit/s～10.5Gbit/s接口类型LC最大传输距离10km符合标准IEEE802.3ae中心波长1310nm发送光功率-6dBm～-1dBm消光比6.0dB接收灵敏度最大值-11dBm技术指标和规范－接口指标（三）（5）P2PFE光接口技术指标参数指标传输速率100Mbit/s接口类型SFP最大传输距离15km光纤类型LC中心波长发送：1550nm接受：1310nm发送光功率-15dBm～-8dBm消