PON系统应用简介 课件

PON系统应用简介

汇报人:陈伟雄湖北邮电规划设计有限公司传输网络规划咨询设计院PON技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON设备及ODN材料简介6EPON系统网元5ODN设计和典型场景4EPON关键技术2PON技术的含义PON技术是一种宽带接入网技术

PONPassiveOpticalNetwork无源光网络ODNOpticalDistributionNetwork光配线网Splitter光分路器无源光网络(PON)指光配线网(ODN)不含有任何电子器件及电子电源，全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。是一种点到多点的光纤接入技术。本质特征

光配线网(ODN)全部由无源光器件组成。相同的拓扑——无源P2MPAPONEPONGPON协议不同ITU-T标准化

标准已经成熟；

ATM技术；目前提供的接入速率

相对较低，业务提供

能力有限，没有得到

市场认可。IEEEEFM工作组

标准化，编号

802.3ah；以太网封装；标准完善；产品已在市场上广泛应用。FSAN提出，ITU-T

标准化；

ATM、GEM封装；标准较完善；带宽较EPON2倍开始推广试用。点对多点光纤接入技术—PON技术发展

PON的技术种类各种PON技术的主要差异在于采用了不同的二层技术

点对点方式：需要2N个收发模块，光纤总长度为N*(D1+D2)。点对多点方式：需要N+1个收发模块，光纤数量为(D1+N*D2)。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OAM能力和QoS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。点对多点光纤接入技术——PON的通用特性

PON的技术特性PON技术组网形式(网络拓扑结构)PON技术的组网形式树型（典型结构为树型）星型总线型PON系统网元组成网络侧接口用户侧接口典型PON系统组成局端OLT(光线路终端)用户侧的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元)ODN（光配线网）：连接前两种设备由

单模光纤(SMfiber)和无源分光器(Splitter)组成的ODN(光分配网络)其它组成部分网管系统PON技术与FTTH的关系PON技术与FTTH的关系(一)FTTH基于EPON的FTTH可为用户提供高达1000Mbit/s的双向对称带宽FiberToTheHome光纤到户FTTH是接入网发展的一种最终形式，光纤接入网（统称FTTx）以光网络单元（ONU）的位置所在,分为光纤到户(FTTH)光纤到大楼(FTTB)光纤到路边(FTTC)光纤到节点(FTTN)FTTH是实现话音、视频、数据三网合一最好的解决方案。FTTH的普及将彻底改变我们的生活和工作方式!PON技术与FTTH的关系PON技术与FTTH的关系(二)用光纤连接用户，主要有两种方式用光纤直连到每个用户1122采用无源光网络（PON）技术，用光分路器把光信号进行分支，一根光纤为多个用户提供光纤到家庭服务在多种基于PON的技术中，EPON由于其产品成熟度和价格方面的优势已逐渐成为最受欢迎的FTTH技术，特别是基于千兆端口的EPON可将单根光纤的接入速率从100Mbps提高到1000Mbps，已成为目前阶段业界公认的最适合市场需求的光纤接入技术。EPON与GPON的技术比较IEEEEPONITU—TGPON系统特性千兆比特级的PON系统千兆比特级的PON系统下行线路速率（Mbit/s）12501244.16或2488.32上行线路速率（Mbit/s）1250155.52或622.08或1244.16或2488.32线路编码8B/10BNRZ最大分路比64128数据链路层协议EthernetEthernetoverGEM/ATM支持的ODN等级ClassA和BClassA、B和C支持的最大逻辑传送距离0.5m～10km或0.5m～20km60km（最大物理距离和最大光纤距离差20km）支持TDM业务需增加硬软件容易支持上行中心波长（nm）13101310下行中心波长（nm）14901490CATV中心波长（nm）15501550EPON与GPON技术特点比较EPON、GPON、10GEPON的高分光比支持能力已部署设备大量采用PX20光模块，功率预算为26dB，在5km、7个活接头环境下满足32路分光比

PX20+光模块功率预算为29.5dB，产品已成熟，集采价格与PX20光模块基本相同，支持64路分光比EPONGPON有成熟产品的光模块为CLASSB+，功率预算为28.5dB，在5km、7个活接头环境下满足64路分光比CLASSC+光模块光功率预算为33dB，支持128路分光比，GPON技术和设备取得了进步，基本形成了良性产业链格局，达到规模商用水平。当前应用FTTH/O10GEPON光接口标准PRX30规定至少支持29dB光功率预算，加上FEC提供的3-5dB增益，能够支持128路分光比，2010年下半年，10G-EPON非对称设备已基本成熟，集团公司已安排在有需求的地方进行试商用，优先用于FTTN/FTTB场景，中远期用于FTTH结论：EPON/GPON支持64路分光均已成熟，在FTTH场景下，应最低以64路分光部署网络，支持128路分光的光模块成熟后，可及早进行试验推广EPON、GPON、10GEPON的高带宽支持能力假设：视频点播业务并发率为30%；上网业务带宽4M、并发率90%EPON:1GbpsGPON：2.5Gbps10GEPON：10Gbps1:32/1:64/1:128EPONGPON10GEPON分光比1：321：641：641：1281:128绝对带宽28M14M35M17M70M考虑并发比后的业务带宽≥36M（3路高清直播＋1路高清点播＋4M上网＋VoIP）≥20M（1路高清直播＋1路高清点播＋4M上网＋VoIP）≥36M（3路高清直播＋1路高清点播＋4M上网＋VoIP）≥20M（1路高清直播＋1路高清点播＋4M上网＋VoIP）≥76M（8路高清直播＋1路高清点播＋4M上网＋VoIP）不同技术、不同分光比对应的带宽能力：结论：三种组网技术都能够满足20M以上的接入带宽需求，相比之下，EPON32路分光、GPON64路分光、10GEPON128路分光时能够给用户提供更高的带宽EPON的技术优势

采用基于EPON

的FTTH优势EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充，与现有以太网的良好兼容性是其最大的优势之一。EPON相对于现有类似技术的优势主要体现在以下几个方面：上下行信道均为千兆比特。采用PON的结构，减少了大量的光纤和光器件

以及维护的成本。良好的兼容性高带宽低成本EPON设备的技术成熟、集中采购使得设备成本迅速下降

EPON技术的组网模式可节省管道与机房空间，降低能耗及综合运营成本的空间PON技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON设备及ODN材料简介6EPON系统网元5ODN设计和典型场景4EPON关键技术21490nm1310nmEPON的原理——信号复用

EPON技术原理

EPON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上下行方向的信号，采用以下两种复用技术：

下行数据流：TDM技术上行数据流：TDMA技术广播方式EPON的原理——下行数据

EPON技术原理

在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID；在每一个以太网帧前添加一个LLID，替代以太网前导符的

最后两个字节（不改变原有帧结构）；

ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。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EPON的原理——上行数据

EPON技术原理EPON关键技术2．

测距和时延补偿技术3．

光器件4．

突发信号的快速同步1．

上行信道复用技术EPON关键技术

EPON

关键技术（一）上行信道复用技术(EPON技术的核心)目前主要采用TDMA方式，即如何使用TDMA使上行信道的带宽利用率、时延和时延抖动等指标达到要求。涉及到上行带宽的分配方法、ONU发送窗口固定还是可变、最大的ONU发送窗口应为多大、ONU发送窗口的间隔、以太网帧是否切割等问题。EPON关键技术EPON

关键技术（二）

测距和时延补偿技术由于光纤信道时延较大，ONU与OLT之间的距离将会影响到上行信道的复用，如果准确测量各个ONU到OLT的距离并能精确的调整ONU的发送时延，则可以减小ONU发送窗口间的间隔，从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外，测距过程应充分考虑到整个EPON的配置情况。例如，系统在工作中加入新的ONU，此时对它的测距不应对其它ONU有太大的影响。EPON关键技术EPON

关键技术（三）

光器件由于EPON上行信道是所有ONU分时复用的，每个ONU只能在指定的时间窗口内发送数据。因此，EPON上行信道中使用的是突发信号，这就要求在ONU和OLT中使用支持突发信号的光器件。EPON关键技术EPON

关键技术（四）突发信号的快速同步由于OLT接收到的信号为突发信号，OLT必须能在很短的时间（几个bits）内实现相位的同步，进而接收数据。PON技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON设备及ODN材料简介6EPON系统网元5ODN设计和典型场景4EPON关键技术2接入网的演进趋势接入网的演进趋势FTTH带宽优势明显，是有线接入网的终极目标FTTH建设成本大幅下降FTTH建设成本太高规范性文件FTTH组网关键点接入光缆网络规划----接入光缆网目标架构形成主干、配线、引入三层结构主干层呈混合树状，逻辑上始终保持树型结构，物理上原有根据城市道路条件形成的环型结构继续保持，为大客户及其他重要等级业务提供第二路由或应急通道，提高网络抗风险能力；按需为服务区内FTTH/O大芯数光缆需求补充主干FTTH住宅小区若上行配线光缆占一级光交主干纤芯容量的50％以上，该点直接设置为一级光节点配线层采用星型，道路条件允许可采用环型结构接入光缆网需经过持续建设和优化逐步演进至目标架构端局一级光节点主干层配线层引入层光环/光主干光服务区1光交服务区2光交服务区3光交服务区4传统接入点共用型二级光节点专用型二级节点专用型二级节点共用型二级节点FTTB/H驻地网FTTN改造点分散政企客户热点商务大楼配线光缆引入光缆接入光缆网络规划-----接入光缆网层次说明接入光缆网是指从本地端局到用户终端设备之间的光缆网络，坚持“分区、分层建设，适度超前”的原则分区：端局范围内按其城市功能定位相对独立的接入光缆网服务区域分层：主干层、配线层、引入层主干光缆：指从本地端局出局的光缆配线光缆：指从主干层交接节点至二级光节点间的光缆引入光缆：指从二级光节点至用户端之间的光缆光服务区：单个一级光节点服务的区域主干光缆端局（OLT）一级光节点二级光节点配线光缆引入光缆楼道分纤点入户光缆端局主干电缆电缆交接箱配线电缆楼道分线盒户线主干层长度典型参数：<4公里配线层长度典型参数：800米引入层长度典型参数：100－300米主干层长度典型参数：<2公里（按宽带提供能力计）配线层长度典型参数：300－500米引入层长度典型参数：100米以内光缆网铜缆网接入光缆网络规划-----接入光缆网与铜缆网层次比较每个光服务区平均约包含4－5个电缆交接服务区，约8－10个二级光节点为便于快速收敛上行光纤，二级光节点需靠近最终用户，其服务区小于现电缆交接服务区PON技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON设备及ODN材料简介6EPON系统网元5ODN设计和典型场景4EPON关键技术2ODN组成光分配网（ODN）将一个光线路终端（OLT）和多个光网络单元（ONU）连接起来，提供光信号的双向传输光分配网（ODN）元器件包含：单模光纤：普通室外光缆、骨架式带状光缆、皮线光缆（G.657）光分路器：分路比（2/4/8/16/32/64),封装形式（机架式、托盘式、盒式、微型）光纤连接器:活动连接器和冷接子光配线产品：光交接箱、光分纤盒ODN光功率计算采用最坏值计算方法保障线路衰耗满足要求ODN光链路衰减+光缆线路富余度（2dB）<=系统允许的衰减光分路比允许最大损耗(dB)光分路插入损耗值(dB)光纤衰减系数(dB/km)光活动连接器数量(个)光活动连接器插入损耗值(dB/个)光缆线路富余度(dB)光缆覆盖距离(km)1:32261000BASE-PX2017.10.490.5261:6429.51000BASE-PX20+20.40.490.526FTTH、FTTB和FTTN/C网络结构比较馈线光缆配线光缆入户铜缆馈线光缆配线光缆入户光缆FTTH接入FTTB接入一级光节点二级光节点楼道分线箱用户家中ONU一级光节点二级光节点楼道ONU馈线光缆配线光缆配线铜缆FTTN/C接入一级光节点二级光节点路边ONUOBDOLT配线光交置于用户家里ONUONUONUONU置于用户家里皮线光缆FTTH网络模式(基于EPON)主干光交光分纤盒OBD置于用户家里ONUONUONUONU置于用户家里皮线光缆光分纤盒OBD置于用户家里ONUONUONUONU置于用户家里皮线光缆光分纤盒OBD置于用户家里ONUONUONUONU置于用户家里皮线光缆光分纤盒OBD主干光缆配线光缆引入光缆五类线ONU楼道综合配线箱信息点信息点ONUFTTB网络模式(基于EPON)光纤OBDOLT配线光交主干光交主干光缆配线光缆引入光缆配线电缆ONU室外机柜用户用户ONUFTTN/C网络模式(基于EPON)光纤OBDOLT配线光交主干光交主干光缆配线光缆FTTC(FTTN)网络-实图一(城区交接箱扩容)ONU交接箱附近放室外机柜，机柜中设有ONU设备综合配线箱FTTC(FTTN)网络-实图二(农村交接箱)FTTC(FTTN)网络实图三(农村落地机柜)室外机柜正面室外机柜反面FTTH模式下集中和分散分光方式比较OLT节点用户分散分光光分配点楼宇OLT集中分光1:321:32机楼/现有接入网小区机房/配线间竖井/楼梯间1:321:32OLT分光器满配PON板满配PON板按需配分光器按需配分纤盒ODFOLT数据配置需要调整OLT和分光器要多次扩容新增用户需要进行ODF跳纤资源管理要改变原以设备进行管理的模式，按照电缆模式，对FTTH的光缆进行管理。根据不同的楼盘特点、不同时期的ODN产品和PON产品性价比，选择合适的分光器设置方式分光方式优势劣势集中PON口和分光器按需配置光缆剧增，光交接配线产品容量大。后期多次扩容。分散节省光缆和成端接续费用PON口和分光器满配置。工程后期简单FTTHODN分光模式FTTH分光模式依据户型而定，对户型密集的楼宇尽量将分路器设置在靠近ONU的节点上！

1×8和1×8

1×4和1×16

1×2和1×32LCP点1×64

1~41~321~21~81~8

1~641~161~64DP点1×64

接入光缆网主干层多层常用高层常用新建小区ODN建设期“全覆盖”和“薄覆盖”当光分路器下沉到楼道，可以按照“全覆盖”和“薄覆盖”两种方式配置。当光分路器集中到小区光交接箱，可以按需配置光分路器数量和上行PON端口数量。FTTH重点小区改造模型FTTH改造：1、不成片进行，仅针对高端有需求的住宅用户。“叠加”网络2、工程界面为楼道光分路器或分纤盒，入户皮线光缆为装机阶段3、分光器按照用户数设置，基本上按用户数的30%。至接入光缆网主干层小区内新增光缆交接箱老城区三种改造模型农村区域改造模型PON技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON设备及ODN材料简介6EPON系统网元5ODN设计和典型场景4EPON关键技术2OLT建设部署原则OLT设置原则：集中设置、适度下沉接入网建设总投资最低。数据网、交换网的现状结构。

在以PON技术为主的光纤接入网模式下，话音及数据业务统一通过ONU内置的宽窄带端口接入，OLT设备实际上起到了数据汇聚节点和交换端局的作用，OLT节点的布局需要具备广泛覆盖的能力，是宽窄带业务汇聚节点的远期目标。我们有必要结合现有机楼布局和机房资源进行OLT节点部署。根据现有机楼的覆盖范围、管道资源、接入光缆网络结构、用户分布等因素，确定中远期的OLT节点目标局。OLT局点选择考虑因素OLT应大容量、少局所的方式布局，尽量集中在端局，覆盖半径（OLT到最远用户的直线距离）不应超过5km。除新开发的成片区域外，原则上不应为OLT新建机房，对于以FTTH为目标的接入网络，OLT可根据用户分布情况适当下移至具备较好机房条件、出局管孔资源丰富、已在主干光缆环上的接入局点，以节省主干光缆投资，减少线路衰耗，经充分经济比较后，可谨慎将OLT节点下移至大型住宅小区或商务楼宇。

OLT部署原则OLT和城域网扁平化从接口容量、交换能力和组网能力来看，主流厂商的OLT已经达到了A类汇聚交换机的能力在城区宽带接入交换机和BRAS部署较密集时，初期由于OLT上行流量不大，可接入宽带接入交换机，通过宽带接入交换机进行收敛后进入BRAS或SR；当随着用户数的增加和业务的丰富，流量增大到1个GE，可直接接入BRAS或SR；在郊区农村地带，宽带接入交换机和BRAS部署很少，在农村的乡镇中心部署OLT可起到二层交换机的汇聚作用，基本可替代IP城域网接入层交换机在农村地带的延伸。规模部署FTTH发展ITV客户，需考虑：带宽、组播下移到OLT城区农村FTTB/FTTN可信任设备语音组网FTTH不可信设备语音组网（穿越BAC）OLT语音差异性组网FTTB场景下的楼内话音设备/模块由中国电信统一建设、运营，是电信可信任的设备，因此可参考可信任的AG等局端设备的建设，不使用BAC设备，结合各地软交换网络的现状采用IP城域网或者专网进行承载；每一个内置IAD的ONU必须分配软交换私网IP地址。FTTB/H场景下的终端话音业务，考虑到核心网的安全性，家庭设备应视为非可信设备，使用BAC设备接入。IP地址为有一定规则的私网地址。规模发展FTTH，需考虑：BAC扩容、SS扩容（VOIP处理能力、支持网关数量）、扩展IP地址EPON系统网元功能123◆向ONU以广播方式发送以太网数据。

◆

发起并控制测距过程，并记录测距信息。

◆

发起并控制ONU功率控制。

◆

为ONU分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。由无源光分路器和光纤构成。在OLT和ONU之间提供光传输通道。分发下行数据并集中上行数据◆

选择接收OLT发送的广播数据。

◆

响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整。

◆

对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。EPON

系统设备主要性能OLTODNONU/ONTEPON系统网元电气安全要求正常情况下，设备的绝缘电阻不应小于50M欧姆。

绝缘电阻设备接地电阻应小于5欧姆。设备接地要求

设备应安装过压、过流保护器，以便在外接电源异常时保护设备的核心部分。

过压、过流保护

电磁兼容EPON

系统设备电气安全要求EPON

系统设备电气安全要求电磁兼容性指标应符合相应的国标要求。1234PON技术原理1宽带接入网总体架构3目录商用EPON设备及ODN材料简介6EPON系统网元5ODN设计和典型场景4EPON关键技术2

主流厂商的EPONOLT设备持续完善OLT成为大容量、高性能的多业务接入与汇聚平台，全面满足FTTX各种场景的功能和性能要求更高的端口密度和更大的接口容量（单框128PON口）更大的MAC地址表容量（可达512K）和以太网交换能力（500Gbps~960Gbps）更优化的总线架构和总线带宽分布式的业务处理功能和灵活的业务交换能力，提供更强大的VLAN处理能力（每个PON口支持的数量2K~4K），增强了OLT的组网能力，能够汇聚以太网交换机和DSLAM设备的业务丰富的接口能力（提供EPON、GPON、P2P、10GEPON等线卡的灵活混插，提供GE、10GE、SDH等多种上联接口）达到了A类汇聚交换机能力，是低成本的多业务接入与汇聚平台华为MA5680T中兴C300烽火AN5516-01贝尔7342ISAMFTTU烽火EPONOLT设备14U子框，全千兆背板；中板结构，双面插卡设备正面共有20个槽位，2个核心交换盘位（主备）＋2个语音处理卡槽位＋16个线卡槽位单板具有2个PON接口，最大可接入64个ONU；单框可接入1024个ONUAN5116-03AN5116-0219英寸1U小型结构；满配置可以连接2×32=64个ONU（用户）；接口：2个GE上联接口（光/电可选）；2个FE/GE自适应级联接口（电口）；2个PON接口；4.5U子框，全千兆背板；中板结构，双面插卡设备正面共有8个槽位，2个核心交换盘位（主备）＋2个语音处理卡槽位＋4个线卡槽位单板具有2/4个PON接口，最大可接入64/128个ONU；单框可接入256/512个ONUAN5116-06烽火EPONONU设备大型OLT:AN5116-02中型OLT:AN5116-06小型OLT:AN5116-03FTTH型ONUFTTN型ONUFTTO型ONUAN5006-02AN5006-03AN5006-04AN5006-05AN5006-06适用于家庭用户、视频监控接入、办公室用户等适用于FTTN的用户端设备，解决普通用户、村通等接入需求适用于商业楼宇接入，满足多业务接口需求AN5006-07AN5006-08AN5006-09AN5006-10AN5006-12AN5006-15室外型ONUAN5006-11适用于室外环境大型OLT:AN5116-01中兴EPONOLT设备设备C200C220交换容量68G136G背板容量275G800G单框容量1280×EPON终端640or1280×GPON终端2560×EPON终端1280or2560×GPON终端上联最大8GE上联最大2×10G上联/8GE/4GE+4FETDM业务支持支持体积3U高，19英寸宽6U高，19英寸宽特色高密度、无阻交换高密度、无阻交换主控和电源主备支持支持华为EPONOLT产品室内型机柜N63-2MA5680T机框MA5606T机框32路ADSL/ADSL2+16路G.SHDSL/24路VDSL24路EPON16路P2PFE光接口板上行GE或EPON

EPON/兼容IEEE802.3ahPX10/PX20/1:32分光比10GE光口/GE光、电口支持64个EPON接口/2048个EPONONU华为EPONONU设备HG850E4*10/100BT2*POTS1*EPON802.3ahCTC扩展OAM管理MA5606T

EPON上行xDSL接口下行64ADSL2+/48VDSL2/32G.SHDSLHG813E

4*10/100BT1*EPON802.3ahCTC扩展OAM管理HG810E1*EPON1*1000Base-T802.3ahCTC扩展OAM管理MA5626E

EPON上