《现代通信接入网技术》课件 模块四 GPON技术

《现代通信接入网技术》模块4GPON技术24.1GPON技术概述4.2GPON技术原理4.3GPON关键技术目录4.4

GPON设备认知4.5GPON组网应用44.1.1GPON技术的产生和发展4.1.2GPON技术特点4.1.3GPON与EPON标准的比较子目录1998年10月ITU-T通过了FSAN（FullServiceAccessNetworks，全业务接入网）组织所倡导的基于ATM的PON技术标准——G.983。最高传输速率为622Mb/s4.1.1GPON技术的产生和发展IEEE在2000年12月成立了第一英里以太网－EFM（EthernetintheFirstMile）工作组，致力于开发EPON的标准。EPON在传输媒质层上采用千兆以太网作为传输协议，免去了IP数据传输的协议和格式转化，传输速率达1.25Gbit/s且有进一步升级的空间。4.1.1GPON技术的产生和发展随后，业界成立了EFMA（EthernetintheFirstMileAlliance，第一英里以太网联盟）以推动EPON标准的制定和EPON技术的应用在EFMA提出EPON的同时，FSAN组织也开始进行支持更高比特速率，全业务的、高效率的PON标准的研究。4.1.1GPON技术的产生和发展2003年3月，ITU-T在此基础上于完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化。FASN组织在2002年9月推出了具有吉比特高速率、高效率、多业务透明传输，明确的服务质量保证和服务级别，电信级的网络监测和业务管理的光接入网GPON（Gigabit-CapablePON）解决方案。4.1.2GPON技术特点GPON支持更高的速率和对称/非对称工作方式支持的业务类型包括：数据业务、PSTN业务、专用线（T1、E1、DS3、E3和ATM业务）和视频业务（数字视频）。特点如下

：①前所未有的高带宽。GPON速率高达2.5Gb/s②QoS保证的全业务接入。GPON能够同时承载ATM信元和（或）GEM帧。③很好地支持TDM业务。具有标准的8kHz(125μs)帧能够直接支持TDM业务。④简单、高效的适配封装。采用GEM对多业务流实现简单、高效的通用适配封装。⑤强大的OAM能力。具有丰富的业务管理和电信级的网络监测能力。⑥技术、设备相对复杂。4.1.3GPON与EPON标准的比较目前GPON的标准基本上也已经完备，与802.3ah中EPON标准相比，具有如下一些特点：①GPON操作性强于802.3ah。②GPON标准复杂度高于EPON。

③GPON技术实现复杂度要高于EPON。④GPON的TDM传输优于EPON。4.2GPON技术原理114.2.1GPON系统结构4.2.2GPON协议栈4.2.3GPON的工作原理子目录4.2.1GPON系统结构GPON由ONU、OLT和ODN组成OLT（OpticalLineTerminal）是放置在局端的终结PON协议的汇聚设备。PON系统的核心功能器件，OLT具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。4.2.1GPON系统结构GPON由ONU、OLT和ODN组成ONU（OpticalNetworkUnit）位于客户端的给用户提供各种接口的用户侧单元或终端OLT和ONU通过中间的ODN连接起来进行互相通信。为接入网提供用户侧的接口，提供话音、数据、视频等多业务流与ODN的接入，受OLT集中控制。4.2.1GPON系统结构GPON由ONU、OLT和ODN组成ODN（OpticalDistributionNetwork）由光纤、无源分光器等无源光器件组成在OLT和ONU间提供光通道，支持的分支比可达1：128。使用波分复用（WDM）技术实现信号的双向传输。在传统的树形拓扑的基础上采用相应的PON保护结构。4.2.2GPON协议栈GPON使用GEM（GPONEncapsulationMode，GPON封装方式）协议进行封装GPON的层次结构可分为物理媒介相关层（PhysicalMediaDependent，PMD）和GPON传输汇聚层

（GPONTransmissionConvergence，GTC）。其中GTC层又进一步细分为成帧子层和适配子层。4.2.2GPON协议栈PMD层对应OLT和ONU之间的GPON接口，其功能主要有电/光适配、波分复用和光纤连接。具体参数值决定了GPON系统的最大传输距离和最大分光比。4.2.2GPON协议栈以太帧净荷或其他内容封装在GEM帧中，物理层转换为01码传输，在接收端按照相反的过程进行解封装，接收GTC帧，取出GEM帧，最终把以太净荷或者其他封装的内容取出以达到传输数据的目的。GTC层按结构可分为GTC成帧子层和GTC适配子层。GTC层封装了ATM信元和GEM帧两种格式的净荷。GEM帧可以承载以太、POTS、E1、T1多种格式的信元。GTC层是GPON的核心层，主要完成上行业务流的媒介接入控制和ONU注册。4.2.2GPON协议栈OMCI适配器可以和ATM适配器、GEMTC适配器交换OMCI通道数据并传送到OMCI实体上。此外，DBA控制模块为通用功能模块，负责完成ONU报告和所有的DBA控制功能。在GTC适配子层，包括ATM适配器、GEMTC适配器和OMCI适配器。ATM适配器、GEMTC适配器通过VPI和VCI或者GEMPortID识别OMCI通道。4.2.2GPON协议栈②帧头生成和解码：下行帧的GTC帧头按照格式要求生成，上行帧的帧头会被解码。同时直接封装在GTC帧头的嵌入式OAM信息被终结，并用于直接控制该子层。在GTC成帧子层，GTC帧可分为GEM块、PLOAM块和嵌入式OAM。GPON成帧子层包括三个功能：①复用和解复用：PLOAM和GEM部分根据帧头指示的边界信息复用到下行GTC帧中，并可以根据帧头指示从上行GTC帧中提取出PLOAM和GEM部分。③基于Alloc-ID的内部路由功能：根据Alloc-ID的内部表示为来自或者送往GEMTC适配器的数据进行路由。4.2.3GPON工作原理GPON网络采用单根光纤将OLT、分光器和ONU连接起来，上下行采用不同的波长进行数据承载。上行采用1260nm~1360nm范围的波长，下行采用1480nm~1500nm范围的波长。GPON系统采用波分复用的原理通过上下行不同波长在同一个ODN网络上进行数据传输，下行通过广播的方式发送数据，而上行通过TDMA的方式，按照时隙进行数据上传。4.2.3GPON工作原理1.GPON重要技术概念GPON的复用结构（1）PON接口PON接口分为OLT光接口或ONU光接口，光纤与PON设备采用物理实连接。OLT的光口根据上联光模块所在槽位确定；ONU的设备接口用ONU-ID标识。4.2.3GPON工作原理（2）GEMPortGEM端口，是OLT与ONU之间数据传输的通道，是业务的最小承载单位。GPONEncapsulationMethod（GPON封装方式）帧在OLT和ONU/ONT之间传送，每个T-CONT包含一个或多个GEMPort。不同的GEMPort用Port-ID来标识。Port-ID取值范围为0-4095，由OLT分配。一个GEMPort只能被一个ONU/ONT使用。一个GEMPort可以承载一种业务，也可以承载多种业务。4.2.3GPON工作原理23（3）T-CONTT-CONT（TransmissionContainer）是GPON上行方向承载业务的载体，所有的GEMPort都要映射到T-CONT中，由OLT通过DBA调度的方式上行。T-CONT是DBA实现的基础，通过ONU对T-CONT的带宽申请、OLT对T-CONT的授权，实现整个GPON系统上行业务流的DBA。T-CONT是GPON系统中上行带宽最基本的控制单元。由Alloc-ID来唯一标识。Alloc-ID由OLT每个GPON端口分配。4.2.3GPON工作原理24（4）DBA带宽类型GPON标准G.984.3中明确提出了四种优先级别的带宽。它们分别是固定类型（Fixed）、确保类型（Assured）、非确保类型（Not-assured）和尽力而为类型（Best-effort也称max）四种类型的带宽。T-CONT包括五种不同的类型，可根据不同类型的业务选择不同类型的T-CONT。每种T-CONT带宽类型有特定的QoS特征，QoS特征主要体现在带宽保证上，分为固定带宽，保证带宽，保证/最大带宽，最大带宽，混合方式4.2.3GPON工作原理25GEMPort和T-CONT将PON网络分为虚拟的连接，实现业务复用。一个GEMPort可以承载一种业务，也可以承载多种业务。GEMPort承载业务后先要映射到T-CONT单元进行上行业务调度。每个ONU支持多个T-CONT，并可以根据不同的业务类型选择不同类型的T-CONT。一个T-CONT可以承载多个GEMPort，也可以承载一个GEMPort，根据用户的具体的规划而定。2.业务复用原理4.2.3GPON工作原理26上行方向根据配置的Serviceport和GEMport映射规则，以太帧被发送到对应的GEMport，GEMport将以太帧封装进GEMPDU，并根据GEMport和T-CONT队列映射规则将GEMPDU放入对应的T-CONT队列中。T-CONT队列在其上传时隙中将GEMPDU发送至OLT。OLT接收GEMPDU后提取出以太帧，并根据配置的Serviceport映射规则将以太帧从指定的上行端口发送出去。2.业务复用原理4.2.3GPON工作原理27下行方向根据配置的Serviceport映射规则，以太帧被发送到GPON业务处理模块，GPON业务处理模块将以太帧封装进GEMPDU后通过GPON端口下行。包含GEMPDU的GTC帧广播给该GPON端口下所有的ONU设备。ONU根据GEMPDU头部的GEMportID进行数据过滤，只保留属于该ONU的GEMport并解封装后将以太帧从ONU的业务接口送入用户设备中。4.2.3GPON工作原理283.GPON的帧结构GPON帧分为：

上行帧和下行帧4.2.3GPON工作原理29GPON上行帧上行帧长固定为125us，每个上行帧包含了一个或者多个T-CONT传送的内容。每个GPON端口下对于所有ONU都是共享上行带宽。按照BWmap的要求，ONU必须在属于自己的时隙范围内进行上行数据发送。ONU会报告自身需要发送的数据状态通过上行帧发送到OLT，OLT通过DBA方式分配好上行时隙定期每帧发送更新。字段名称字段描述含义PLOu：PhysicalLayerOverheadupstream上行物理层开销帧定位、同步和标明此帧是哪个ONU的数据。PLOAMu：PLOAMupstream上行数据的PLOAM消息上报ONU的维护、管理状态等管理消息（不是每帧都有，可以不发，但是需要协商）。PLSu功率级别序列用于ONU调整光口光功率（不是每帧都有，可以不发，但是需要协商）。字段名称字段描述含义DBRu：DynamicBandwidthReportupstream上行动态带宽报告上报T-CONT的状态，为了给下一次申请带宽，完成ONU的动态带宽分配（不是每帧都有，可以不发，但是需要协商）。Payload数据净荷可以是DBA状态报告也可以是数据帧。如果是数据帧的话，可以分为GEMheader和Frame。4.2.3GPON工作原理30GPON下行帧下行帧长固定为125us，由物理控制块和Payload组成，OLT以广播的方式向ONU发送，每个ONU都会收到整个PCBd，然后会根据相关的信息执行动作。PCBd主要包括物理帧头控制字和上行带宽许可BWmap。帧头控制字主要是用来做帧定界、时钟同步和FEC等信息。BWmap字段主要是通知每个ONU的上行带宽分配情况。确定每个ONU的所属T-CONT的上行开始时隙和结束时隙，确保所有ONU能按照OLT统一规定的时隙发送数据，避免数据冲突。4.2.3GPON工作原理31PCBd里包含：帧同步信息，物理层OAM，BIP校验字段等。其中USBWMap（上行带宽映射）是OLT发送给每个T-CONT的各自的上行传输带宽映射。PCBd帧由PSync、Ident、PLOAMd、BIP、PLend和USBWMap字段构成字段名称字段描述含义PSync物理同步域即帧同步信息ONU可以通过它找到每一帧的开始。Ident识别域用于指示帧结构的大小顺序。PLOAMd(PLOAMdownstream)下行数据的PLOAM消息上报ONU的维护、管理状态等管理消息（不是每帧都有，可以不发，但是需要协商）。BIP比特间插奇偶校验对前后两帧BIP字段之间的所有字节（不包括前导和定界）做奇偶校验，用于误码监测。PLend下行净荷长度指定BWmap字段的长度。USBWMap(UpstreamBandwidthMap)上行带宽映射是OLT发送给每个T-CONT的各自的上行传输带宽映射。BWmap标识了各个T-CONT传送的起止时刻。4.2.3GPON工作原理324.GEM的帧结构GEM帧是GPON技术中最小的业务承载单元，是最基本的数据结构。所有的业务都要封装在GEM帧中在GPON线路上传输，通过GEMPort标识。每个GEMPort由一个唯一的PortID来标识，由OLT进行全局分配，即每个GPON端口下的每个ONU不能使用PortID重复的GEMPort。GEMPort标识的是OLT和ONU之间的业务虚通道，即承载业务流的通道，类似于ATM虚连接中的VPI（VirtualPathIdentifier）/VCI（VirtualChannelIdentifier）标识4.2.3GPON工作原理33PLI、PortID、PTI和HEC（HeaderErrorCheck）构成GEMheader，即GEM帧头，主要用于区别不同的GEMPort中的数据。PLI：表示数据净荷的长度。PortID：唯一标明不同的GEMPort。PTI：净荷类型标识，主要是为了标识目前所传送的数据的状态和类型，如是否是OAM（Operation,AdministrationandMaintenance）消息，是否已经将数据传送完毕等信息。HEC：提供前向纠错编码功能，保证传输质量。FragmentPayload：表示用户数据帧片段。4.2.3GPON工作原理344.GEM的帧结构以以太网业务在GPON中的映射方式为例：GPON系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到GEMPayload中去进行传输。GEM帧会自动封装头信息。364.3.1测距技术4.3.2自动带宽分配技术4.3.3前向纠错技术目录4.3.4线路加密技术4.3.5组网保护技术4.3.1测距技术37对OLT而言，各个不同的ONU到OLT的逻辑距离不相等，光信号在光纤上的传输时间不同，到达各ONU的时刻不同。同时，OLT与ONU的环路时延（RTD：RoundTripDelay）也会随着时间和环境的变化而变化。因此在ONU以TDMA方式（也就是在同一时刻，OLT一个PON口下的所有ONU中只有一个ONU在发送数据）发送上行信元时可能会出现碰撞冲突4.3.1测距技术38为保证每一个ONU的上行数据在光纤汇合后，插入指定的时隙，彼此间不发生碰撞，且不要间隙太大，OLT必须对每一个ONU与OLT之间的距离进行精确测定，以便控制每个ONU发送上行数据的时刻。OLT在ONU第一次注册时就会启动测距功能，获取ONU的往返延迟RTD（RoundTripDelay），计算出每个ONU的物理距离。根据ONU的物理距离指定合适的均衡延时参数（EqD：EqualizationDelay）。通过RTD和EqD，使得各个ONU发送的数据帧同步，保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。相当所有ONU都在同一逻辑距离上，在对应的时隙发送数据即可，从而避免上行信元发生碰撞冲突。4.3.2自动带宽分配技术39在GPON系统中，OLT通过向ONU发送授权信号来控制上行数据流。PON结构需要一个有效的TDMA机制控制上行流量，这样来自多个ONU的数据包在上行过程中不会发生碰撞。然而，使用基于碰撞的机制需要在PON的无源ODN里管理QoS，这在物理上是不可能实现的，或者需要承受效率的严重损失。鉴于这些问题，管理上行GPON流量的机制一直是GPON流量管理标准化过程中的首要关注焦点。这便促使ITU-TG.984.3标准的发展，该标准定义了用于管理上行PON流量的动态带宽分配（DynamicallyBandwidthAssignment，DBA）协议。DBA对PON的拥塞进行实时监控，OLT根据拥塞和当前带宽利用情况，以及配置情况进行动态的带宽调整。DBA可以实现以下功能：①可以提高PON端口的上行线路带宽利用率。②可以在PON口上增加更多的用户。③用户可以享受到更高带宽的服务，特别适用于对带宽突变比较大的业务。4.3.2自动带宽分配技术40OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行计算，并将计算结果以BWMap的形式下发给各ONU。各ONU根据BWMap信息在各自的时隙内发送上行突发数据，占用上行带宽。这样就能保证每个ONU可以根据实际的发送数据流量动态调整上行带宽，提升了上行带宽的利用率。还有一种带宽分配方式，即静态带宽分配，也可以称为固定带宽分配，指每个ONU占用的带宽是固定的，OLT会根据每个ONU的SLA（包括带宽、时延的指标）周期性的为每个ONU分配固定长度的授权。4.3.2自动带宽分配技术41一般来说OLT采取轮询的机制，在每个轮询周期里面，各ONU的固定带宽可能不相同，但同一个ONU在不同的周期里面固定带宽的大小应该是相同的，授权大小只和ONU的SLA有关，和ONU的上行业务流量情况无关，即使ONU上行没有流量，这部分带宽也会固定分配给ONU。这种静态带宽分配的方法简单、易实现，比较适合承载TDM等业务流量固定的业务，但不能根据ONU上的流量情况实时调整上行带宽，承载突发性比较强的IP业务时的带宽利用率比较低。4.3.3前向纠错技术42不存在理想的数字信道，在各种媒质的传输过程中就会产生误码和抖动，从而导致线路的传输质量下降。需要引入纠错机制。纠错码是靠牺牲带宽效率来换取可靠性，同时也增加了通信设备的复杂度。纠错技术是一种差错控制技术，可以分为两类:1）检错码：重在发现误码，比如奇偶监督编码。2）纠错码：要能自动纠正差错，比如BCH码、RS码、汉明码。FEC前向纠错，数据的接收方可以根据编码检查传输过程中的误码。前向是指纠错过程是单方向的，不存在差错的信息反馈。通过在发射端对信号进行一定的冗余编码，并在接收端根据纠错码对数据进行差错检测，如发现差错，由接收方进行纠正。常见的FEC技术有汉明码、RS编码以及卷积码等。4.3.3前向纠错技术43GPON采用的FEC算法，遵从ITU-TG.984.3的要求。FEC码字长255字节，由239字节的正常数据和16字节的冗余开销构成。使用FEC算法，大约可以将线路传输的10-3误码降低到10-12。FEC的特点及应用如下：①无需重传，实时性高。②FEC启动后，能够容忍线路上更大的噪声，但是有额外的带宽开销。③适合于数据到达对端后通过自身来查验并纠正的业务，不适合于查验有重传机制的业务。④可用于网络状况较差时的数据传输，如：在工程使用中，ONT距离远，线路质量差，导致光功率预算裕量不足或线路误码率高，推荐开启FEC。⑤可用于要求时延较小的业务（因为此时如果采用重传，则时延会增大）。4.3.4线路加密技术44GPON系统中下行数据采用广播的方式发送到所有的ONU上，这样非法接入的ONU可以接收到其他ONU的下行数据，存在安全隐患。GPON系统采用线路加密技术解决这一安全问题。GPON系统采用AES-128加密算法将明文传输的数据报文进行加密，以密文的方式进行传输，提高安全性。在安全性能要求高的场景，建议打开加密功能。GPON系统中使用的加密算法，不会增加额外开销，而且对带宽效率无影响。GPON系统中使用的加密功能开启，不会导致传输时延加大。4.3.5组网保护技术45G.984.1中规定了面向PON结构的保护倒换技术，设计两套互为备用的系统结构，构成两个相互保护的数据通道，以提高接入网的可靠性。GPON系统的保护有两种方式：1）自动倒换：在检测到系统故障和缺陷（如信号丢失、帧丢失，信号恶化等）时进行保护；2）强制倒换：有人工进行的有目的的保护倒换（如光纤的预选路、光纤的更换等等）。支持POTS的业务节点（交换）要求信元丢失周期﹤120ms。如果信元丢失周期比120ms长，则业务节点将呼叫去连接并且在保护倒换后再次要求建立呼叫。4.3.5组网保护技术464种类型结构的保护倒换

TypeATypeBTypeCTypeD冗余设备双光纤、单ONU、单OLT、单分光器双光纤、单ONU、双OLT、单分光器双光纤、双ONU、双OLT、双分光器双光纤、双ONU、部分双OLT两组双分光器备用状态冷备份冷备份热备份冷备份倒换时是否有帧和信号丢失有有无有4.3.5组网保护技术471)骨干光纤保护倒换方式：

OLT采用单个PON端口，PON口处内置1×2光开关，采用2:N光分路器，在分路器和OLT之间建立2条独立的、互相备份的光纤链路，由OLT检测线路状态，一旦主用光纤链路发生故障，切换至备用光纤链路。主要的光纤保护倒换方式包括骨干光纤保护倒换、OLT保护倒换和全光纤保护倒换三种方式。4.3.5组网保护技术482)OLTPON口保护倒换方式：

OLT采用两个PON端口，备用的PON端口处于冷备用状态，采用2:N光分路器，在分路器和OLT之间建立2条独立的、互相备份的光纤链路，由OLT检测线路状态、OLTPON端口状态，一旦主用光纤链路发生故障，由OLT完成倒换。4.3.5组网保护技术493)全光纤保护方式：全光纤保护有两种方式：一种是OLT采用两个PON端口，均处于工作状态；ONU的PON端口前内置1×2光开关；采用2个1:N光分路器，在ONU和OLT之间建立2条独立的、互相备份的光纤链路；由ONU检测线路状态，一旦主用光纤链路发生故障，由ONU完成倒换。4.3.5组网保护技术50一种OLT侧和分光器均与第一种相同，在ONU侧采用2个PON口，系统采用热备份保护方式，保护倒换时间小于50ms。524.4.24.4.1中兴GPON设备目录华为GPON设备4.4.1中兴GPON设备531.典型OLT设备－ZXA10C300简介中兴ZXA10系列OLT主要有C200、C220、C300等。C300设备功能区分为1U风扇区、9U单板功能区和3U专用走线区。其设备尺寸深度为300mm，机框高度为10U，机框宽度支持两种宽机框(19英寸,21英寸)4.4.1中兴GPON设备541.典型OLT设备－ZXA10C300简介ZXA10C300系统共有19个槽位数量，其中1号槽位为2块电源板；10和11号槽位为主控板；2~9和12~17号槽位为14块业务卡槽位；18号槽位为公共接口板，对外提供2MHZ/BITS、环境变量监测以及其它接口；19号槽位为2块上联板。4.4.1中兴GPON设备551.典型OLT设备－ZXA10C300简介主控板主控板功能主要用于业务管理和数据交换。业务管理主要包括线卡上下线的处理、配置数据的保存、版本的保存和管理和主备同步和自动切换。数据交换可用于L2/L3层交换功能。主控板根据交换容量的大小可分为A型大容量交换控制板SCXL、A型中容量交换控制板SCXM和B型中容量交换控制板SCXMB等。4.4.1中兴GPON设备561.典型OLT设备－ZXA10C300简介上联板上联板用于数据格式的变换，提供各种类型的上联接口。上联板种类主要有：XUTQ为4路10GE光接口以太网上联板;GUFQ为4路GE光接口以太网上联板;GUSQ为光电混合千兆以太网接口板，2个GE以太网光接口、2个10M/100M/1000M以太网电接口，RJ-45接口;FTGHA为A型16路千兆PTP以太网接口卡，提供FT/GE点对点光接入功能，16个100M/1000MPTP光接口；FTGH板提供16路FE/GE光接口，4.4.1中兴GPON设备571.典型OLT设备－ZXA10C300简介用户板C300业务板主要有ETGO和ETGQ。ETGO为8路A型GPON局端线路板，最大可连接128个ONU,光接口类型为SFP；ETGQ为4路A型GPON局端线路板，最大可连接128个ONU,光接口类型为SFP。4.4.1中兴GPON设备581.典型OLT设备－ZXA10C300简介背板

ZXA10C300背板包括21英寸背板MWEA和19英寸背板MWIA两种类型。背板提供接口主要有：主控板、用户板、上联板接口；电源板接口：-48V，-48VGND，3.3V，GND；风扇插座：-48V，-48VGND，风扇检测/控制。4.4.1中兴GPON设备591.典型ONU设备－ZXA10F660简介中兴ZXA10系列ONU终端设备型号主要有F600、F601、F620、F660、F625等。ZXHNF660是一款提供数据、语音、无线全业务接入能力的GPONSFU终端，为用户提供高速的数据服务、优质的语音和视频服务、可靠的无线接入服务、便捷的存储服务，支持OMCI管理，可实现业务自动发放、故障诊断、性能统计，有效降低运维成本。4.4.1中兴GPON设备601.典型ONU设备－ZXA10F660简介ZXA10F660网络侧接口主要有：光接口：1个GPON口（SC/PC）传输速率：1.244Gb/s(上)，2.488Gb/s(下)用户侧接口主要有：以太网接口：4个10/100BASE-TPOTS接口：2个RJ-11WLAN接口：1个WLAN(2X2)USB接口：1个USB2.0Host4.4.2华为GPON设备61MA5683T1．典型OLT设备－MA5683T简介华为MA5683T光接入设备作为GPON/EPON系统中OLT设备，其功能和作用跟华为MA5680T相似，属于中小容量OLT设备。华为MA5683T提供13个槽位，包括：6个业务板槽位；2个主控板槽位；2个GIU上行板槽位；2个电源板槽位；1个通用接口板槽位。4.4.2华为GPON设备621．典型OLT设备－MA5683T简介MA5683T的前面板13个槽位分别编号为0～12。其中，0～5号槽位可放置GPON业务板，6、7号槽位放主控板，8、9号槽位放上联板。MA5683T的各种单板采用机框编号/槽位编号/端口编号的格式，设备默认机框号为0，端口编号也是从0开始。如0框9槽位第一个端口应写为0/9/0，0框0槽位的第一个端口应写为0/0/0。MA5683T系统板位图如图4.4.2华为GPON设备631．典型OLT设备－MA5683T简介GPON主控板负责系统的控制和业务管理，并提供维护串口与网口，以方便维护终端和网管客户端登录系统。上联板上行接口上行至上层网络设备，它提供的接口类型包括：GE光/电接口、10GE光接口、E1接口和STM-1接口。业务板实现PON业务接入和汇聚，与主控板配合，实现对ONU/ONT的管理。4.4.2华为GPON设备641．典型OLT设备－MA5683T简介GPBD是8端口GPONOLT接口板，和ONU（OpticalNetworkUnit）设备配合，实现GPON业务GPBD的功能如下：-控制模块完成对单板的软件加载、运行控制、管理等功能。-交换模块实现8个GPON端口信号的汇聚。-接口模块实现GPON光信号和以太网报文的相互转换。-电源模块为单板内各功能模块提供工作电源。-时钟模块为单板内各功能模块提供工作时钟。4.4.2华为GPON设备65GPBD告警指示灯指示灯丝印指示灯名称指示灯状态状态描述RUNALM运行状态指示灯红色闪烁单板启动过程中APP启动阶段绿色闪烁(周期0.25秒)单板启动过程中与主控板通信阶段绿色闪烁(周期1秒)单板运行正常橙色闪烁高温告警红灯常亮单板故障BSY业务在线指示灯绿色闪烁单板有业务运行绿灯灭单板无业务运行0、1、2、3……PON端口指示灯绿灯亮对应的PON端口有ONT在线绿色闪烁光模块不生效绿灯灭对应的PON端口无ONT在线4.4.2华为GPON设备662．典型ONU设备－HG8247简介ONU设备主要有两类，一类是用于FTTB接入的多用户单元MDU(Multi-DwellingUnit),另一类为用于FTTH的用户终端设备ONT(OpticNetworkTerminal)。华为GPON的终端设备设备主要有HG8240、HG8245、HG8247、HG8247e等，通过单根光纤提供高速数据、优质的语音和视频服务。另外，HG8247还提供安全可靠的无线接入业务和方便的家庭网络存储和文件共享服务。4.4.2华为GPON设备672．典型ONU设备－HG8247简介HG8247有1个CATV接口，可连接电视机，提供优质的CATV业务传输服务。4个10/100/1000MBase-T以太网接口，可连接PC、STB、可视电话等，提供高速的数据及视频业务。2个TEL接口，可连接电话或传真机，提供基于IP网络的完善、经济实用的VoIP（VoiceoverIP）电话服务，FoIP（FaxoverIP）传真服务和MoIP（ModemoverIP）服务。4.4.2华为GPON设备68HG8247的背面板接口HG8247的侧面板接口4.5GPON组网应用704.5.24.5.1宽带业务配置子目录语音业务基础原理及数据配置4.5.1宽带业务配置711．A类ONU配置用户PC采用PPPoE拨号方式，通过LAN口接入到ONT，ONT以GPON方式接入OLT至上层网络，实现高速上网业务。上网业务采用单层VLAN来标识。DBA采用保证带宽+最大带宽方式，上下行流量控制不限速。A类ONU数据规划如表所示，试完成宽带上网业务的配置。4.5.1宽带业务配置721．A类ONU配置根据GPON业务转发原理，从OLT的PON口的下行数据需要对速率进行限制和报文优先级进行处理，可通过建立流量模板完成。GPON要完成通信，需要将ONT添加到OLT的管理范围内。为规范ONT的上行带宽等属性，需要对ONT配置DBA模板，线路模板、业务模板。在FTTH应用场景中，ONU/ONT可使用VLANID来区分业务流。4.5.1宽带业务配置73A类ONT详细上网业务配置如下：数据配置全部在OLT侧配置完成。配置流量模板（CAR）在OLT侧，首先建立流量模板，可配置流量的速率限制，报文优先级的处理等。配置命令如下：huawei（config）#traffictableipindex10配置ONT告警模板（可选）

在注册ONT之前，需要对相关属性进行配置。ONT告警模板可设置一系列告警门限参数，用于对激活的ONT线路进行性能统计监控。增加一个ONT告警模板，编号为20的命令如下：huawei（config）#gponalarm-profileaddprofile-id20…可使用如下命令查询系统内存在的ONT告警模板信息：huawei（config）#displaygponalarm-profileallhuawei50个告警门限模板。4.5.1宽带业务配置74③配置DBA模板DBA模板描述GPON的流量参数，通过绑定DBA模板可进行动态分配带宽，提高上行带宽利用率。增加一个DBA模板，编号为30的命令如下：huawei（config）#dBa-profileaddprofile-id30type2assure4096使用dBa-profileadd命令增加DBA模板。系统默认有0～9号DBA模板，给出了典型的流量参数值。默认模板不能被增加或删除。注意T-CONT默认不绑定任何DBA模板，必须进行配置。在增加DBA模板时，带宽值必须为64的整数倍。如果输入的带宽值不是64的整数倍时，会向下整形为64的倍数。4.5.1宽带业务配置75④ 配置ONT线路模板ONT线路模板配置与ONT线路相关的属性，绑定DBA模板到T-CONT，配置GEM与TCONT、GEM与业务流的映射关系优先级等。GPONONT线路模板编号为40的配置命令如下：huawei（config）#ONT-lineprofilegponprofile-id40huawei（config-gpon-lineprofile-40）#tcont2dba-profile-id30huawei（config-gpon-lineprofile-40）#gemadd0ethtcont2huawei（config-gpon-lineprofile-40）#mapping-modevlanhuawei（config-gpon-lineprofile-40）#gemmapping00vlan35huawei（config-gpon-lineprofile-40）#commit如果已存在编号为40的EPONONT线路模板，则GPON的ONT线路模板无法添加。4.5.1宽带业务配置76⑤ 配置ONT业务模板业务模板用来指定ONT支持的各种类型的端口数、类型，必须与ONT实际的端口保持一致。配置Serviceport业务虚端口需指定业务流的物理端口、虚拟端口的封装关系和方式。配置GPONONT业务模板，编号为50的配置命令如下：huawei（config）#ONT-srvprofilegponprofile-id50huawei（config-gpon-srvprofile-50）#ONT-porteth4pots2huawei（config-gpon-srvprofile-50）#portvlaneth135huawei（config-gpon-srvprofile-50）#commit如果已经存在编号为50的EPONONT业务模板，则GPON的ONT业务模板无法添加。也可以配置ETH端口和POTS端口能力集为adaptive，系统将根据上线的ONT的实际能力进行自适应，命令为ONT-portethadaptivepotsadaptive。4.5.1宽带业务配置77⑥ 注册ONT当需要做预先配置时使用离线增加ONT的方式。离线预增加ONT的配置命令如下：huawei（config）#interfacegpon0/8huawei（config-if-gpon-0/8）#ONTadd00sn-auth32303131D659FD40omciONT-lineprofile-id40ONT-srvprofile-id50当ONT上线后可以使用手动确认的方式添加ONT。手动确认ONT的命令如下：huawei（config-if-gpon-0/8）#port0ONT-auto-findenablehuawei（config-if-gpon-0/8）#ONTconfirm0ONTid0sn-auth32303131D659FD40omciONTl-ineprofile-id40ONT-srvprofile-id50如需要查询ONT终端是否在线，可进行在线状态查询。查询OLT自动发现的ONT终端列表命令如下：huawei（config）#interfacegpon0/8huawei（config-if-gpon-0/8）#displayONTautofind0查询OLT系统存在的ONT终端列表命令如下：huawei（config）#interfacegpon0/8huawei（config-if-gpon-0/8）#displayONTinfo0all4.5.1宽带业务配置78⑦ ONT绑定告警模板（可选）绑定20号ONT告警模板到0/8/0端口的0号ONT：huawei（config）#interfacegpon0/8huawei（config-if-gpon-0/8）#ONTalarm-profile00profile-id20⑧ 配置ONT端口默认VLAN指定ONT端口VLAN：huawei（config）interfacegpon0/8huawei（config-if-gpon-0/8）#ONTportnative-vlan00eth1vlan35⑨ 配置VLAN及加入端口——QinQ场景增加业务VLAN，设置其类型为Smart，属性为QinQ：huawei（config）#vlan2012smarthuawei（config）#vlanattrib2012q-in-q允许上行口通过该业务VLAN：huawei（config）#portvlan20120/190添加该VLAN的GPON业务虚端口：huawei（config）#service-portvlan2012gpon0/8/0ONT0gemport0multi-serviceuser-vlan35rx-cttr10tx-cttr104.5.1宽带业务配置79⑩配置VLAN及加入端口——单层VLAN场景a.增加业务VLAN，设置其类型为Smart，属性为Common：huawei（config）#vlan35smarthuawei（config）#vlanattrib35commonb.允许上行口通过该业务VLAN：huawei（config）#portvlan350/190c.添加该VLAN的GPON业务虚端口：huawei（config）#service-portvlan35gpon0/8/0ONT0gemport0multi-serviceuser-vlan35rx-cttr10tx-cttr104.5.1宽带业务配置802．B/C类ONU配置：参数类型参数值参数类型参数值OLTPON口0/8/0CAR模板编号10ONT_ID0DBA模板编号30ONT序列号3230313192E95441ONT线路模板编号40外层VLANID2012T-CONT（网管）0内层VLANID35T-CONT（业务）2用户FE端口ONU0/1/1GEM（网管）0用户VLAN35GEM（业务）1DBA带宽类型Type2带宽值4096

kbit/sCAR模板带宽大于4096kbit/s，小于8192kbit/s

B/C类ONU数据规划表4.5.1宽带业务配置812．B/C类ONU配置：B/C类ONU宽带上网业务配置流程4.5.1宽带业务配置822．B/C类ONU配置：OLT侧配置配置流量模板（CAR)进入GPONONT线路模板配置模式，编号为40，配置模板参数：huawei（config）#ONT-lineprofilegponprofile-id40huawei（config-gpon-lineprofile-40）#tcont0dBa-profile-id30//带内网管huawei（config-gpon-lineprofile-40）#tcont2dBa-profile-id30//业务huawei（config-gpon-lineprofile-40）#gemadd0ethtcONT0//带内网管huawei（config-gpon-lineprofile-40）#gemadd1ethtcONT2//业务huawei（config-gpon-lineprofile-40）#mapping-modevlanhuawei（config-gpon-lineprofile-40）#gemmapping00vlan4000//带内网管huawei（config-gpon-lineprofile-40）#gemmapping11vlan35//业务

huawei（config-gpon-lineprofile-40）#commit4.5.1宽带业务配置832．B/C类ONU配置：②OLT添加ONU在OLT上手动增加或者确认ONU：a.手动增加ONU：huawei（config）#interfacegpon0/8huawei（config-if-gpon-0/8）#ONTadd00sn-auth3230313192E95441snmpONT-lineprofile-id40b.自动发现后确认ONU：huawei（config-if-gpon-0/8）#port0ONT-auto-findenablehuawei（config-if-gpon-0/8）#ONTconfirm0ONTid0sn-auth3230313192E95441snmpONT-lineprofile-id404.5.1宽带业务配置842．B/C类ONU配置：③配置业务VLAN及属性增加业务VLAN，设置其类型为Smart，属性为QinQ：huawei（config）#vlan2012smarthuawei（config）#vlanattrib2012q-in-q允许上行口通过该业务VLAN：huawei（config）#portvlan20120/190添加该VLAN的GPON业务虚端口huawei（config）#service-portvlan2012gpon0/8/0ONT0gemport1multi-serviceuser-vlan35rx-cttr10tx-cttr10④配置VLAN上行口增加业务VLAN，设置其类型为Smart，属性默认为Common：huawei（config）#vlan4000smart允许上行口通过该业务VLANhuawei（config）#portvlan40000/190配置OLT的网管地址huawei（config）#interfacevlanif4000huawei（config-if-vlanif4000）#ipaddress172.16.200.1164.5.1宽带业务配置852．B/C类ONU配置：⑤配置业务虚端口添加该VLAN的GPON业务虚端口（带内网管通道）：huawei（config）#service-portvlan4000gpon0/8/0ONT0gemport0multi-serviceuser-vlan4000rx-cttr10tx-cttr10⑥配置ONT的带内管理配置ONU的管理地址：huawei（config-if-gpon-0/8）#ONTipconfig01staticip-address172.16.200.2mask255.255.0.0gateway172.16.0.1vlan4000⑦Telnet登录ONUhuawei（config）#telnet172.16.200.2>>Username：root>>Userpassword：mduadmin4.5.1宽带业务配置862．B/C类ONU配置：ONU侧配置通过Telnet登录ONU，对ONU侧进行操作，对每一台ONU配置业务及属性，具体包括创建业务VLAN、配置业务VLAN上行口、ONU速率模板、ONU业务虚端口等。创建用户VLANMA5620G（config）#vlan35配置用户VLAN上行口MA5620G（config）#portvlan350/01配置ONU的流量模板MA5620G（config）#traffictableipindex10cir4096pir8192cbs2048pbs4096priorityuser-cos5priority-policyTag-In-Package

配置业务虚端口MA5620G（config）#service-portvlan35{eth<K>}：eth//C类ONU该处为xDSL{frameid/slotid/portid<S><1，15>}：0/1/1{other-all<K>|user-encap<K>|user-vlan<K>}：user-vlan{untagged<K>|user-vlanid<U><1，4094>}：untagged{rx-cttr<K>}：rx-cttr{rx-index<U><0，63>}：10{tx-cttr<K>}：tx-cttr{tx-index<U><0，63>}：104.5.2语音业务基础原理及数据配置87基于GPON的语音业务技术依赖于NGN的网络体系。NGN可以承载语音、数据、传真和视频等多种业务。技术原理简介NGN网络结构分为边缘接入层、核心交换层、网络控制层和业务管理层。如图5-29所示。各层功能如下:边缘接入层：通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。GPON网络就在边缘接入层，承担宽带接入功能。核心交换层：采用分组技术，提供一个高可靠性的、提供QoS保证和大容量的统一的综合传送平台。网络控制层：实现呼叫控制，其核心技术采用软交换技术，完成基本的实时呼叫控制和连接控制功能。业务管理层：在呼叫建立的基础上提供额外的增值服务，以及运营支撑。4.5.2语音业务基础原理及数据配置88NGN网络工作时全网要基于统一的通信协议。承载语音业务时，使用软交换进行工作，使用的典型通信协议主要有SIP（SessionInitiationProtocol，会话启动协议）、H.248、MGCP（MediaGatewayControlProtocol，媒体网关控制协议）等。不同的协议其网络用户标识是不同的：SIP协议以电话号码或IP地址或用户名密码来标识用户；H.248以MGIP和MGUDP端口号注册，以终端ID标识用户；MGCP以域名注册以终端ID标识用户。4.5.2语音业务基础原理及数据配置89SIP是一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改、和终结一个或多个参加者参加的会话进程。它采用事务机制，每一个请求触发Server的操作方法，请求和响应构成一个事务，事务间彼此独立。SIP协议承载在IP网，网络层协议为IP，传输层协议可用TCP或UDP，推荐首选UDP。基本网络模型包括SIP话机、重定向服务器（Redirectserver）、注册服务器（Registerserver）、代理服务器（Proxy、Proxyserver）和用户助理（UserAgent）等网络组件。4.5.2语音业务基础原理及数据配置902.FTTHVoIP语音业务配置（1）业务组网和数据规划配置项数据OLT业务VLAN172、SmartOLT上行口0/19/0OLT下行端口0/3/0ONTIDSN1，SN323031312E396A41TCONT，DBA1，DBA模板号2

GEMPort1ONT用户VLAN172ONT电话口TEL1SIP服务器200.200.200.200SIP服务器端口号5060SIP本地终端IP17.1.1.73/8SIP本地端口号5060语音网关17.0.0.1/8电话号码7727073用户名/密码7727073/77270004.5.2语音业务基础原理及数据配置91（2）配置流程

典型FTTHVoIP配置流程包括OLT的基本配置、ONT的SIP协议配置，但配置前提要求ONT已经添加成功，且ONT业务模板已经配置业务使用的GEMport和对应的VLAN。工程实践中OLT的配置采用命令行模式，ONT配置为网页配置模式。4.5.2语音业务基础原理及数据配置92OLT命令行配置模式详细配置步骤如下：创建索引号为91的GPONONT线路模板。huawei（config）#ONT-lineprofilegponprofile-id91profile-namehg850将ID为1的T-CONT和ID为2的DBA模板绑定。huawei（config-gpon-lineprofile-91）#tcont1dba-profile-id2增加索引为1的GEMPort用于承载ETH类型的业务流，GEMPort1绑定到T-CONT1。huawei（config-gpon-lineprofile-91）#gemadd1ethtcont1将用户侧VLAN172的业务流映射到索引为2的GEMPort。huawei（config-gpon-lineprofile-91）#gemmapping11vlan172huawei（config-gpon-lineprofile-91）#commithuawei（config-gpon-lineprofile-91）#quit4.5.2语音业务基础原理及数据配置93OLT命令行配置模式详细配置步骤如下：②业务模板需要与实际ONT类型保持一致，本例以HG850为例，4个ETH端口，2个POTS端口。huawei（config）#ONT-srvprofilegponprofile-id91profile-namehg850huawei（config-gpon-srvprofile-91）#ONT-porteth4pots2将VLAN172的业务流映射到iphost端口。Iphost是ONT上处理语音业务的端口。huawei（config-gpon-srvprofile-91）#portvlaniphost172huawei（config-gpon-srvprofile-91）#commithuawei（config-gpon-srvprofile-91）#quit4.5.2语音业务基础原理及数据配置94OLT命令行配置模式详细配置步骤如下：③GPON端口0/3/0下接入ONT，ONTID为1，序列号为323031312E396A41，管理模式为OMCI，绑定ONT线路模板ID为91，ONT业务模板ID为91。huawei（config）#interfacegpon0/3huawei（config-if-gpon-0/3）#ONTconfirm0ONTid1sn-auth323031312E396A41omciONT-lineprofile-id91ONT-srvprofile-id91配置iphost端口的nativeVLANhuawei（config-if-gpon-0/3）#ONTportnative-vlan01iphostvlan1724.5.2语音业务基础原理及数据配置95设置ONT的iphost口的NativeVLAN为172。当IPHOST端口收到数据包以后会去除172标签并转发给用户。步骤1创建VLANhuawei（config）#vlan172smart步骤2增加上行端口到VLANhuawei（config）#portvlan1720/190步骤3增加业务虚端口huawei（config）#service-portvlan172gpon0/3/0ONT1gemport1multi-serviceuser-vlan172步骤4配置VLAN三层接口huawei（config）#interfacevlanif172huawei（config-if-vlanif172）#ipaddress17.1.1.78步骤5开启arpproxyhuawei（config）#arpproxyenable三层接口下开启arpproxyhuawei（config-if-vlanif172）#arpproxyenable步骤6配置路由huawei（config）#iproute-static200.200.200.02417.0.0.14.5.2语音业务基础原理及数据配置96ONU侧配置可用网页模式和命令行两种方式。网页配置方式中的配置参数和命令行模式基本相同。通过网线连接ONT任意的ETH口，设置PC的IP地址在192.168.100.x网段。网页ONU侧VoIP详细配置如下：①系统登录。系统默认管理IP192.168.100.1，系统默认登录帐号为：Username：telecomadminPassword：admintelecom4.5.2语音业务基础原理及数据配置97ONU侧配置可用网页模式和命令行两种方式。网页配置方式中的配置参数和命令行模式基本相同。通过网线连接ONT任意的ETH口，设置PC的IP地址在192.168.100.x网段。网页ONU侧VoIP详细配置如下：②ONTWAN配置。WAN口参数要与高层设备参数一致，使能配置连接的网络及其参数。4.5.2语音业务基础原理及数据配置98ONU侧配置可用网页模式和命令行两种方式。网页配置方式中的配置参数和命令行模式基本相同。通过网线连接ONT任意的ETH口，设置PC的IP地址在192.168.100.x网段。网页ONU侧VoIP详细配置如下：③路由配置。4.5.2语音业务基础原理及数据配置99④ONT语音接口配置。4.5.2语音业务基础原理及数据配置100⑤VOIP用户配置4.5.2语音业务基础原理及数据配置101配置完成以后，可查看语音接口注册情况。提示注册成功，用户可进行电话的接听和拨打。4.5.2语音业务基础原理及数据配置1023．FTTBVoIP业务配置4.5.2语音业务基础原理及数据配置103（1）OLT侧配置①配置前提：添加ONU成功并建立带内通道ONT线路模板并添加ONU。增加索引为0的GEMPort用于承载管理业务流，索引为2的GEMPort用于承载语音业务流。将管理业务流（用户侧VLANID为4000）映射到索引为0的GEMPort，将语音业务流（用户侧VLAN为172）映射到索引为2的GEMPort。huawei（config）#ont-lineprofilegponprofile-id92profile-namema5620huawei（config-gpon-lineprofile-92）#gemadd0ethtcont0huawei（config-gpon-lineprofile-92）#gemmapping00vlan4000huawei（config-gpon-lineprofile-92）#tcont1dba-profile-id2huawei（config-gpon-lineprofile-92）#gemadd2ethtcont1huawei（config-gpon-lineprofile-92）#gemmapping22vlan172huawei（config-gpon-lineprofile-92）#commithuawei（config-gpon-lineprofile-92）#quithuawei（config）#interfacegpon0/3huawei（config-if-gpon-0/3）#ONTconfirm0ONTid2sn-auth323031319C46B841snmpONT-lineprofile-id924.5.2语音业务基础原理及数据配置104② 创建VLAN创建管理VLAN4000，将上行端口加入到VLAN4000：huawei（config）#vlan4000smarthuawei（config）#portvlan40000/190③ 配置VLAN上行口配置带内管理IP地址为172.16.246.140/16：huawei（config）#interfacevlanif4000huawei（config-if-vlanif4000）#ipaddress172.16.246.14016④ 配置业务虚端口huawei（config）#service-portvlan4000gpon0/3/0ONT2gemport0multi-serviceuser-vlan4000⑤ 配置VLAN三层接口IPhuawei（config-if-gpon-0/8）#ONTipconfig02staticip-address172.16.246.2mask255.255.0.0gateway172.16.246.140vlan40004.5.2语音业务基础原理及数据配置105⑥ 配置ARP代理创建业务VLAN、增加业务VLAN上行口及配置业务虚端口：huawei（config）#vlan172smarthuawei（config）#portvlan1720/190huawei（config）#service-