PON技术的发展和应用

PON技术的开展和应用1.提纲接入网的开展趋势PON系统简介PON系统的应用光纤接入网建设原那么2.光纤接入网是开展宽带业务的必然趋势光纤接入网是开展宽带接入业务的主要解决方法。采用光纤接入网是光纤通信开展的必然趋势，光纤到户是公认的接入网的开展目标。DWDM等新技术的应用使得主干网络在几年之内已经有了突破性的开展。由于以太网技术的进步，局域网带宽也从10M,100M到1G甚至10G。而目前大家关注，最需要突破的地方就在于城域网到家庭用户之间的一段，这就是常说的“最后一公里〞，这是个瓶颈。必须打破这个瓶颈，才可能迎来网络世界的新天地。这就好象在一个国家的公路系统，干线和各地区干道都已经建成高等级的宽阔的公路，但通向家庭和商家的门口却还是羊肠小道，这个公路网络的效率无法有效地发挥。3.接入层是运营商开展宽带(固定)业务的建设重点多种模式FTTN/C/B/H多种形态DSLAM/AG/XPON多种接入DSL/LAN/光接入多种技术P2P/P2MP/有无源

接入层建设运营商需跟据自身运营情况来灵活组合,选择最正确的接入层网络规划1、ADSL〔接入由于其距离和选线率的限制使其速率有限〕2、CableModem〔改造费用不菲、政策因素〕3、FTTx+LAN〔接入灵活，本钱低，支持业务类型丰富〕4、PON〔相比LAN有更高的带宽，更好的效劳质量〕4.PON是当前接入层建设的一种热门选择ApplyServerPhoneGameHSIIPTVADSL2+/

VDSL2CentrexHome/SMBHSIEnterpriseVPNDSLAMPSTNSS

业务管理层核心承载层网络控制层边缘接入层xPON在网络中属于边缘接入层；xPON定位于可同时提供语音、高带宽接入的设备；贯穿PSTN、NGN、IMS不同网络的重要设备类型。iManagerN2000MediaXIOSSInternetPCSTBIPTVCATVONTPhoneVariedBTSxPONOLTVODADSL/ADSL2+POTSLANUASHLRNGN5.移动城域网现状及目标网络〔1〕移动城域网为两张物理网络：一张SDH传送网，承载移动无线主业务和大客户及专线业务；一张数据网，承载Internet、IPTV、NGN、多媒体信息终端、大客户专线等固定数据业务。

家庭用户…地市SGSNMGW乡县村BSCIP骨干专网CMNET移动用户SDHSDH商业用户BTS6.移动城域网现状及目标网络〔2〕目标网络建构是ALLIP网络架构。分组网综合统一承载业务流，配合软交换＋网关模式实现现有网络的综合接入。家庭用户…2G/3G移动基站承载VOIP商业用户EthernetEthernet2G/3GRAN专线、遗留TDM业务Multi-Play业务承载BTSNodeBTDM/ATMEthernet城域核心城域传送接入E2E网络运营PacketTransportNetwork〔PTN〕IP/MPLS/OTN网络7.基于PON技术的全新光接入网络架构OLTSplitterSBU企业FTTOE1/STM-1E1CBUBTSPSTN/3GSDHONT10GEROUTERInternet/3GNodeBFEFE/GEE1/POTSPBXTDMIP多种市场应用同时支持企业接入：FTTO/FTTB无线回传家庭接入TDM和IP同时支持SBUAP接入FE基站回传家庭FTTH大客户P2PFE8.PON网络在城域网中的定位9.PON网络的优势本钱优势带宽优势维护优势带宽拓展优势10.本钱优势PON网络有效减少机房数量，节省主干光纤资源，大大减低对供电的需求。相对于FTTx+LAN接入，本钱低。由于PON是单纤双向系统，采用P2MP方式相对于以往的光纤收发器P2P方式节省大量的接入层光缆投资。11.带宽优势带宽优势：GPON采用1：64分光时，每ONT分配的带宽可以到达36M。EPON采用1：32分光时，每ONT分配的带宽可以到达28M。PONOLTN*E1STM-1GEONTONTN*E1BSCRNCRNCGESTM-1N*E1STM-1ExtenderboxONTP2PPSNSDH12.带宽优势13.维护优势维护优势：1、传输过程无源，降低运维难度2、集中远程网管，直接管理至每个用户，大大减轻了运营/维护的投入和本钱14.网络扩展优势网络扩展能力强15.提纲接入网的开展趋势PON系统简介PON系统的应用光纤接入网建设原那么16.PON系统简介PassiveOpticalNetwork

无源光网络OLTONUOpticalLineTerminal光线路终端OpticalNetworkUnit光网络单元PSTNInternetONUONUPassiveOpticalSplitter

无源分光器ONUOpticalNetworkUnit光网络单元ONTOpticalNetworkTerminal光网络终端ODNOpticalDistributionNetwork光分配网络OLTOpticalLineTerminal光线路终端WDMWavelengthDivisionMultiplexModule波分复用模块接口PON是一种点到多点〔P2MP〕结构的无源光网络；PON是无源光网络的简称〔PassiveOpticalNetwork〕；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；17.PON的根本原理用户1用户3ONU用户2133211331332111112ONUONU133211133211112233311Slot122Slot2333Slot31122333OLTOpticalLineTerminal光线路终端OpticalNetworkUnit光网络单元OpticalDistributionNetwork光分配网络PON：Passive

Optical

Network无源光网络为了别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TDM播送技术，波长为1490nm；上行数据流采用TDMA技术，波长为1310nm下行1490nm上行1310nm18.PON技术标准一览PONTPONAPON/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国际标准ITU-TG.982国家标准YD/T1077-2000国家标准YD/T1090-2000国家标准国家标准国家标准FSAN主导的GPON标准是由通信运营商推动建立的标准，对带宽、业务承载、管理、维护以及网络升级等考虑的更加完善，IEEE主导的EPON标准，更注重以低本钱实现大带宽的宽带业务接入；FSAN联盟和IEEE分别主导了GPON和EPON标准。19.两大主流的PON技术：GPON和EPONEPONGPONTCP+UDPetc.IPEthernetLayer2Layer3Layer4Layer5ormoreLayer1PON-PHYTDME1话音视频数据VoIPAES(Optional)AAL1/AAL2AAL5GEM

FramePON-PHYTDME1话音视频数据VoIPAES(Optional)窄带PONA/BPONGPONNG-PONEPON10GEPONITU-T/FSANIEEE802.3过去将来GPON与EPON都是在A/BPON的根底上开展起来,有着共同的技术起源。ITU和IEEE两标准组织定位的不同导致GPON和EPON在技术理念存在较大差异：ITU-T/FSAN是以运营商参与的具有官方性质的通信行业标准化组织，制定的标准更关注运营商的业务需求如何得到实现与满足。IEEE是以工程师和设备商参与的电子/电器行业化标准组织，更关注技术的创新和实现，但缺乏对运营商实际需求的理解与分析。20.GPON和EPON的主要技术指标比照GPON（ITU-TG.984）EPON（IEEE802.3ah）下行速率2500Mbps1250Mbps上行速率1250Mbps1250Mbps分光比1:64,可扩展为1:1281:32下行效率~92%，采用：NRZ扰码，开销(8%)~72%，采用：8B/10B编码(20%)，开销及前同步码(8%)上行效率~89%，采用：NRZ扰码，开销(11%)~68%，采用：8B/10B编码(20%)，开销(12%)实际下行带宽2300Mbps900Mbps实际上行带宽1110Mbps850Mbps每用户实际下行带宽72Mbps(1:32)，36Mbps(1:64)28Mbps(1:32)运营、维护(OAM&P)OMCI必选。对ONT进行全套FCAPS（故障、配置、计费、性能、安全性）管理OAM可选且最低限度地支持：ONT的故障指示、环回和链路监测网络保护50ms主干光纤保护倒换未规定TDM传输和时钟同步内置，支持NativeTDM模式，保障TDM业务质量，电路仿真可选电路仿真（ITU-TY.1413或MEF或IETF）光纤线路检测OLSG.984.2无21.GPON具有更高带宽和更大分光比有效带宽开销GPON业务承载更高效，下行的有效带宽是EPON的2.55倍，上行是1.37倍。OLTONU机楼小区路边大楼住户馈线段配线段引入线段…光分光器OLT和主干光纤数量下降50%EPON1:32GPON1:64GPON的分光能力是EPON的2倍，覆盖相同用户时可节省一半的主干光纤。建设100万宽带用户，EPON与GPON的投资粗略比照采用GPON技术进行光接入网络建设，可节省线路本钱和局端设备投资50％。22.GPON支持更精细的业务模型EPON只定义了两种业务模型：固定带宽〔带宽独享〕、尽力而为〔带宽共享，不保证效劳质量〕，只能开展只有两种业务优先级的综合业务。GPON增加“保障带宽〞〔不用时共享，用时优先保证〕业务模型的定义，可组合开展多种优先级的综合业务。业务类型应用场景GPONEPON中国电信EPONfixed固定带宽，适合TDM承载√√assured保证的CIR和PIR，适合IPTV类业务和企业接入√Non-assured保证的CIR和不保证的PIR，适合FTP类业务和企业接入√BestEffort尽力传送，适合家庭Internet接入√√√DBA算法逻辑Timeslot调度器ONUOLT控制平面数据平面xPON的带宽分配机制23.GPON具备SDH的线路时钟传送能力…….…….…….GPONOLT…….ONT同步系统GPON…….…….…….EPONOLT…….ONT异步系统EPONOLTSplitterSDHONTONTONT城域网ONTOLT线路时钟同步FemtoCellFemtoCellGPON是同步系统，采用定长帧结构，具备天然的线路时钟传送能力，能够提供和SDH一样精度的线路时钟，可作为微基站的接入手段。EPON本质是以太网，是异步系统，承载线路时钟能力有限。时钟源上行口上行口24.GPON和EPON的产业链分布情况EPON（IEEE）GPON（ITU-T）运营商KDDI、NTT2个运营商参与国际标准Verizon、AT&T、BT、FT、Telefonica、KPN、TI、DT、CTC、NTT、KT等24个运营商参与国际标准芯片商PMC、Teknovos、Cortina海思、Broadcom、TI、BroadLight、Conexant、Iamba、Freescale、PMC设备商华为、中兴、烽火、格林维尔、长飞、UT、傲信－－独立的ONT－－同维、大亚华为、阿朗、诺西、爱立信、中兴、摩托、烽火－－独立的ONT－－剑桥、TXP、IAMBA、COMTREND、大亚目前GPON产业链上的芯片厂家和设备厂商数量已超过EPON，且大部份都是全球主流的宽带芯片厂家和主流的设备厂家。由于GPON产业链标准具有全球化优势，而EPON由于标准问题局限在少数局部市场，因此长远来看GPON产业链开展后劲更强因产业规模、技术突破、标准进展等多方因素，GPON部署本钱下降更快，预计2021年底GPON价格开始低于EPON。25.提纲接入网的开展趋势PON系统简介PON系统的应用光纤接入网建设原那么26.主流应用场景1—集团客户接入IMS/SS/2G/3GInternet城域网/传输OLTMTUServer：会议/视频/流媒体等E1/FEPBX语音FE数据LSW会议/视频/流媒体FEONT/SBUNativeE1Branchoffice2：FTTO无线室内覆盖Branchoffice1：FTTB企业VPNFemto/微蜂窝FEFEPOTS实现无线/有线全业务接入，提供语音/数据/视频等根本业务的同时，还能够提供VPN/微蜂窝承载/专线等补充业务。满足FTTB/FTTO灵活的接入模式。10GE/GE/155M/E127.IMS/SS/2G/3GInternet城域网/传输OLT分光器流媒体xDSL监控FTTB10GE/GEIPTVPCPhoneMDUCPEHGIPTVPCPhoneFEFTTBFEONTMDUONTEOC合成器EOC终端住户电视PC电话有线电视网CATVFTTH语音数据IPTV监控Femto/微蜂窝主流应用场景2—小区及家庭宽带接入满足FTTB/FTTH灵活的接入模式。可与广电网络合作提供同轴网络宽带接入。28.主流应用场景3—移动营业厅接入方案OLT分光器〔1：2〕SBUGE营业厅业务Internet接入视频监控计费效劳器BOSS系统Internet视频监控效劳器SBUFEFEFESBUFEFEFE分光器〔1：2〕营业厅1营业厅2营业厅3GEGEBOSSInternet视频监控BOSSInternet视频监控NodeBN*E1BSCSDHN*E1FEFEBOSSInternet视频监控FEN*E129.主流应用场景4－视频监控1、视频监控类工程对上行带宽需求高，终端数量大，分布广泛，PON覆盖距离广，节约光纤，带宽高，是实现视频监控的适宜技术。2、采用PON作为全球眼的承载网络，还具有高可靠、抗干扰、维护方便的优点。3、需要ONU具备一定的环境适应能力，满足室外应用要求局端机房ONUPON交接箱30.OLT上行电路接入方案一31.OLT上行电路接入方案二32.OLT上行电路接入方案三33.公众客户FTTH应用模式34.公众客户FTTN/B/C/Cab应用模式35.PON视频监控全数字方式中的应用36.OLT－ONU传输距离OLT-ONU传输距离受限于ODN光通道衰减。ODN光通道衰减〔S/R和R/S参考点之间〕全程为25dB。采用最坏值法进行ODN光通道衰减核算。37.OLT－ONU传输距离ODN光通道损耗＝光纤衰耗系数×传输距离+分光器插损+活动连接头损耗+光缆线路充裕度光纤衰耗系数(含熔接损耗)：0.4dB/km(上行)，0.3dB/km(下行)分光器插损：3.5×N〔分光器分光比＝2N〕活动连接头损耗：0.5dB/个光缆线路充裕度：传输距离<=5km，取1dB传输距离<=10km，取2dB传输距离>10km，取3dB38.OLT布放位置原那么和建议根据理论模型计算说明，中国城市人口密度高，光纤接入最优半径2-3倍于铜缆接入，每台OLT设备大约覆盖1－2万用户；

遵循“大容量、少局所〞建网原那么，OLT布放在机楼投资本钱低，且可大大削减运维本钱，是最正确选择〔移动交换机房〕在FTTH用户容量较大的情况下，可以考虑将OLT适当下移，放在已有的接入机房或者小区机房，以节省主干光纤的投资。但不建议为布放OLT而新建接入机房典型接头数量分光比1：321：161：8城市7个5公里11公里20公里农村5个6公里13