FTTH交流-技术原理

FTTx技术交流烽火通信科技股份有限公司2008年7月FTTx技术分类FTTx是接入网中一类技术的总称，具体的选项很多。提供与现有ADSL/LAN宽带接入方式差异化的服务；延伸新建ASON/MSTP传送网的光传送能力；为下一代网络及日益增长的IP业务做好准备，如IPTV等；注重等重点区域的长期利益，率先实施光纤到户的光纤部署，抢占“路权”优势，为日后开展业务奠定基础，如直接为楼内大客户提供专线等需求；传输媒质，光纤无干扰、无辐射；通信系统，带宽不受限（>1000M）、距离不受限（>20km）；终端设备的管理维护能力等技术方面战略战术方面业务经营方面发展FTTx的必要性FTTx的技术优势——通用特性带宽更高目前可以提供上下行对称的100Mb/s～1Gb/s的带宽唯一能够轻松提供TriplePlay的平台传输距离长覆盖半径最大可达数十公里降低设备选址部署难度便于平滑扩展（PayasYouGrow）——降低引入成本便于集中管理——降低维护成本OTDR光纤熔接器。用于FTTH的光缆：主干光缆、接入线光缆、引入线光缆、室内光缆；用于FTTH的器件：光收发模块、光分路器、光连接器、光缆集中布线设备、光缆分线箱、光缆终端箱、接头盒；BPON:在欧洲取得了较好的商用效果；EPON:标准即将通过，设备已经广泛应用；GPON:ITU-TG984系列标准（2003~2004）；设备成熟程度配套设施维护仪表技术成熟程度评估技术已经成熟，具备商用试点条件FTTx的技术选择——P2P还是P2MP？P2MP成本更低光模块的节约光纤的节约P2MP服务质量更好CO设备发挥主控功能点对点方式：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)。假设有32个用户，D1的距离为5000m，D2的距离为50m，则：点对点方式需要64个光模块，点对多点方式仅需要33个光模块，节约近50％；点对点方式需要（5000＋50）×32＝176000m光纤，点对多点方式仅需要5000＋50×32＝6600m光纤，节约光纤超过96％。熔锥型光波导型PON网络的光纤分路技术两种常用的无源光分路器（ODN，Splitter）：器件功能：将一路输入光信号进行光功率分割，分成多路输出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比）典型的分路器实现1：2到1：32的分光器件特点：无源器件，不需要供电，环境适应能力较强点对多点光纤接入技术——PON的技术发展相同的拓扑——P2MP光纤APONEPONGPON封装协议不同FSAN提出，ITU-T标准化；ATM封装；目前标准化最完善；没有得到市场认可。IEEEEFM工作组标准化，编号802.3ah；以太网封装；即将形成正式标准；产品开始在市场上迅速应用。FSAN提出，ITU-T标准化；ATM、GEM封装；标准正在逐步完善；支持厂家极少。在这些PON之前，还有ITU-T窄带PON标准，有相当数量的产品在国内应用。ATMPON的众多技术被其它PON所直接继承引用。五月24GPON与EPON的比较分析GPON和EPON分别适合不同的用户群体，两者是互补的关系，而非完全替代关系GPON在大客户接入方面占据优势，EPON更加适合居民和小型商业用户使用EPON是当前最合理的FTTP选择成本低，速率高，多业务能力强；业界已经有较为丰富和成熟的产品可选择；EPON的标准化——EFMEthernetintheFirstMile——IEEE802.3ah概念辨析：EPON与GEPONEPON的原理——信号复用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技术；上行数据流采用TDMA技术。1490nm1310nm广播方式EPON的原理——下行数据在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID；在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节；OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。EPON的原理——上行数据TDMA方式EPON的原理——OLT和ONU的工作职责ONU的操作ONU通过下行控制帧的时间戳同步于OLT；ONU等待发现帧（gate）ONU进行发现处理，包括：测距，指定物理ID和带宽。ONU等待授权，ONU只能在授权时间发送数据OLT的操作产生时间戳消息，用于系统参考时间通过MPCP帧指配带宽进行测距操作控制ONU注册EPON的关键技术——多点控制技术GATE（OLT发出）允许接收到GATE帧的ONU立即或者在指定的时间段发送数据REPORT（ONU发出）向OLT报告ONU的状态，包括该ONU同步于哪一个时间戳、以及是否有数据需要发送。REGISTER_REQ（ONU发出）在注册规程处理过程中请求注册。REGISTER（OLT发出）在注册规程处理过程中通知ONU已经识别了注册请求。REGISTER_ACK（ONU发出）在注册规程处理过程中表示注册确认。MPCP帧格式五种类型的MPCP帧MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制来协调数据的发送和接收EPON的关键技术——自动注册和测距RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2ONU上电之后立即开始向OLT注册，注册之后才能使用数据链路进行通信ONU自动注册流程示意测距是为了补偿因ONU距离不同而产生的时延差异而测量RTT（RoundTripTime）的过程如果OLT在T时刻接收数据，OLT发送包括时隙开始的GATE＝T-RTTEPON的关键技术——测距原理使用时间标签：为了实现系统同步，EPON系统的时钟同步采用时间标签方式在OLT侧有一个全局的计数器，OLT根据本地计数器在下行方向插入时钟标签，ONU根据收到的时钟标签修正本地计数器，完成系统同步；ONU根据本地的计数器在上行方向插入时钟标签，OLT根据收到的时钟标签完成测距。EPON的技术优势（相对于P2P以太网）服务质量有保障OLT发挥对整个系统的主控作用，彻底改变了以太网设备各自为政的局面EPON系统可以对每个用户进行带宽的静态/动态分配，并保证每个用户的QoSOAM&P能力强EPON系统具有先进的测距、环回测试、断电告警以及端口状态监视等维护功能，克服了以太网缺乏OAM手段的缺陷系统成本低EPON在一根光纤上实现双向传输，节省了光纤资源ODN放置在靠近用户的地方，节约了光纤资源节约了近50％的光收发模块议程部署光纤接入的必要性分析光纤接入的技术发展烽火FTTP解决方案介绍烽火FTTH试点工程介绍烽火在PON领域的探索——自有知识产权1998推出窄带PON系统，并陆续获得规模商用1996开始PON系统的开发2002推出国内首套APON系统，并且通过权威机构鉴定2004.1推出GEPON系统，通过国家验收2004.8增强型的EPON系统AN5116系列，将EPON功能融于强大的IAS系统内烽火通信FTTP发展思路烽火通信FTTP总体解决方案IPPSTNDDNCATVGEV5/PRIE1RFAN5116e-Fim-ANM2000ODN(1:32)AN5006光纤接入家庭用户企业/商业用户AN50060~20公里烽火通信FTTB解决方案光纤到达大楼或者楼道，多个用户分摊EPON成本；ONU到用户端采用LAN或者100MVDSL的方式来解决，在保障带宽的基础上尽量降低建设成本。AN5006AN5006烽火通信FTTO+WLAN解决方案ONU置于办公室，办公室采用WLAN进行互连；电话业务可以采用AN5006内置的IAD解决，也可以使用VoWLAN的方式解决；AN5006烽火EPON系列产品局端（OLT）用户端（ONU）AN5116-01AN5116-03AN5006-02电信级EPON产品盒式EPON产品纯数据业务ONU综合业务家庭ONU综合业务办公ONU产品类型丰富，适应不同场合的用户需求AN5006-05AN5006-06AN5116-01——大容量的EPONOLT设备17U子框，全千兆背板（48G）中板结构，双面插卡设备正面共有18个槽位，2个核心交换盘位（主备）＋16个线卡槽位单板具有2个PON接口，可接入64个ONU/用户；单框可接入1024个ONU/用户融合的多业务平台，除EPON外，还支持各种DSL板卡以及窄带业务板卡的任意混插AN5116-03——小型EPON局端设备19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；上下行带宽0～1000M，以512K为步长连续可调～220V和－48V供电方式可选AN5116-03AN5006系列ONU（已经推出）2×FE1×CATV(可选）家庭后备电池2×FE2×POTS1×CATV接口EPON光口主备保护2～3个FE电接口（其中1个用户可配GE光电接口）E1接口：每框1块E1卡，每卡提供2至4路E1接口，可选POTS接口：8路电话接口，可选AN5006-02—纯数据型ONUAN5006-05—多业务型ONU（FTTH适用）AN5006-06—综合型ONU（FTTO适用）AN5006系列ONU（即将推出）8×FE8×POTS(可选）8×VDSL（100M）内置IAD2×FE内置AP8×POTS（可选）AN5006-07—楼道型ONU（FTTB+LAN）AN5006-08—楼道型ONUFTTB+VDSLAN5006-09—热点型ONU（FTTO＋WLAN）AN5006高级特性——多端口ONU支持多业务多端口设计，网络结构简单，管理维护便捷单端口设计，网络结构复杂，不便于维护管理可以按照LLID来进行SLA配置4个可配置参数：低时延/普通时延最小保障带宽（256kb/s步进）最大允许带宽（256kb/s步进）最大突发尺寸（Kbytes）AN5006高级特性——多LLID支持多业务AN5006系列ONUAN5116的DBA功能提高带宽利用效率用户上/下行0～1000M，以512K为粒度连续可调用户可以享受更高的峰值带宽，提高带宽利用效率AN5116AN5116彻底解决IPTV的带宽瓶颈IPTV对接入层设备的要求：足够的线路速率——10Mbps以上足够的背板带宽——全GE互连足够的上联带宽——GE以上完善的组播控制能力和复制能力AN5116的系统设计线路速率背板速率上联带宽1000Mbps每板卡独享双GE连接N×GE捆绑AN5116的IPTV解决之道无瓶颈的系统结构设计和完善的组播协议支持，使得AN5116可以轻松满足视频业务的组网需求可支持同时支持CATV和IPTV业务1G带宽保证100%用户多业务视频流分级复制，充分利用带宽用户接入管理/频道管理功能，按照运营模式灵活控制AN5116AN5116AN5116AN5006AN5116为CATV业务提供透明通道IPTV将与CATV业务长期共存，分别满足用户的不同类型需求；AN5116系列EPON可以提供透明的CATV通道，在部署FTTH的同时不需要额外敷设同轴电缆即可提供CATV业务；由于通道的透明性，可以实行模拟电视向数字电视的演进，AN5116系统本身无需做任何改变AN5116的波长分配方案AN5116AN5006系列ONUCATV业务通过EDFA放大并分合波CATV业务通过EDFA放大并分合波双纤方案CATV网络拓扑图

AN5116的语音业务——电路模式采用开放式V5或者PRI接口与现有PSTN网络对接，充分利用现有网络资源。AN5006AN5116AN5006AN5116的语音业务——软交换模式呼叫控制模块同时支持H.323、H.248协议。可以灵活适应现在的VOIP网络和未来的软交换网络。AN5006AN5006AN5116AN5116高级特性——提供TDM业务承载AN5006AN5006AN5006AN5116AN5116的TDM业务——大容量收敛符合IETFPWE3工作组和ITU-T有关TDM电路仿真的相关标准草案STM-1接口（非成帧)，可接入63个2M专线。STM-1接口（成帧)，可接入63个2M专线。内置交叉连接功能AN5116保障数据可靠性不受侵犯AES-128加密和解密保证用户数据安全可以针对每个LLID进行加密，使用更加灵活AN5116AN5006系列ONUAN5116实现光纤接入的高度可靠性方案一方案二针对线路较长的OLT倒ODN段的1＋1线路保护成本较低，适合高端居民用户、小型商业用户等的高可靠性接入冗余的线路和ODN保护方式，可靠性非常高成本较高，适合高端企业用户的接入符合G.983.5的生存性要求AN5006AN5006AN5006AN5006AN5006AN5006AN5006AN5006AN5116AN5116AN5116的OAM特性自环测试AN5116系统提供对光纤设备和用户接口的测试功能，能够很容易、快速地进行故障隔离和识别。断电监测电源故障告警使故障定位更加容易，并且容易区分是光纤还是本地电源故障。在用户侧单元持续进行电源监视，网管系统可以立即发现断电情况。AN5116实现一站式宽带全接入AN5116不仅仅提供EPON接口，而且可以任意混插各种宽带窄带业务接口板，有效帮助运营商降低网络建设成本，实现平滑演进AN5116ANM2000对EPON的管理功能ANM2000是烽火通信的综合接入网网管平台，可以管理各种宽窄带的设备。ANM2000网络管理系统具有强大的管理功能，可控制和在线监视256个网元（NE）。可通过拓扑图选择查看任何感兴趣的对象：可测试线路的服务质量，可读取系统信息、可对设备下命令和设置系统参数、对各种业务卡进行预配置、定位有问题的业务卡、对有问题的网元进行监控、生成报表等。烽火通信FTTH光缆网络解决方案住宅区商业区中心局干线光缆系列气吹光缆系列连接器系列光缆配线架光缆交接箱分歧接头盒烽火通信FTTH光缆网络解决方案光缆分线箱光缆终端箱架空接头盒地埋接头盒光纤配线架光缆插座烽火通信FTTH光缆网络配套设施议程部署光纤接入的必要性分析光纤接入的技术发展烽火FTTP解决方案介绍烽火FTTH试点工程介绍国内早期最具影响力的FTTH工程！长飞FTTH试点简介158户全部采用光纤入户三网合一与湖北网通的软交换平台实现连接，开通IP电话广电提供1550nm的CATV光信号，通过机顶盒实现了数字化电视的接入长飞FTTH试点简介成都泰龙FTTH试点简介32户用户开通了光纤入户三网合一；与成都联通、网通、铁通等运营商实现了多运营商的平等接入；开通了IP电话、IPTV、CATV等业务；开通效果理想，用户反映良好。武汉电信紫菘FTTH工程——一揽子解决方案采用烽火通信的FTTH全面解决方案；设备：AN5116-01、AN5006-05、EDFA、小8M；器件：WDM、ODN；光缆：主干、引入、接入光缆/光纤；配套：ODF