全业务接入系统PON的关键技术与测试.ppt

1 全业务接入系统pon的关键 技术与测试 中国移动福建公司发展计划部 二零零八年九月 2 汇报提纲 pon系统的关键技术介绍 pon系统的测试 epon和gpon比较 3 pon系统参考结构 4 pon关键技术双工方式 pon系统实现单纤双向传输（强制）。 波长分配方案普遍遵循itu-t g.983.3标准：三个工作波长 1310nm/1490nm/1550nm 1490nm 1310nm 1550nm data data catv 5 广播方式 pon的下行数据 n 在onu注册成动后分配一个唯一的识别码； n onu接收数据时，仅接收符合自己的识别码的帧或者广播帧。 6 pon的上行数据 tdma方式 n 原则：任一时刻只能有一个onu发送上行信号，使用一种简单可行的基于轮询带宽分配 算法不同的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 n 由于onu与olt之间光链路长度各不相同，使得信号时延也各不相同，可能会造成onu 的上行数据帧发生碰撞，因此必须采用测距技术加以补偿，保证各onu到olt的逻辑距 离是相同的。这个逻辑距离时间就是均衡环路时延，它是一个常数。 7 汇报提纲 pon系统的关键技术介绍 pon系统的测试 epon和gpon比较 8 主流pon技术 epon 基于吉比特以太网的无源光网络技术，继承了以太网的低成本和易用性以及 光网络的高带宽，它是当前实现光接入网众多技术中性价比相对较高的一种 国际标准：ieee802.3ah，该标准规定了epon的物理层、mpcp(多点控制协 议)、oam(运行管理维护)等相关内容。 国家标准：yd/t 1475-2006接入网技术要求基于以太网方式的无源光网 络（epon） yd/t 1531-2006接入网设备测试方法基于以太网方式的无源光网络（ epon） gpon 考虑到对传统tdm业务的承载问题，沿用了125ms固定帧结构，以保持8k定 时基准；而为了支持atm等业务，gpon定义了一种全新的封装结构gem，可 以把atm和其它协议的数据混合封装成帧 itu-t g.984系列标准中规定了gpon的物理层、tc层和oam相关功能 9 epon和gpon比较 带宽和效率 epongpon 上行1250mbps1244mbps或2488mbps 下行1250mbps 155mbps、622mbps、1244mbps 或2488mbps 上行开销 *用于突发接收的物理层 开销:约3.5%; *以太网帧的封装开销: 约7.4%; *mpcp(多点控制协议) 和oam(运行管理维护) 协议开销:约2.9%; *dba算法造成的剩余 时隙(即不足以传输一 个完整以太网帧的时隙 )浪费:约0.6%; *用于突发接收的物理层开销: 约2.0%; *gem(gpon封装方法)帧和 以太网帧的封装开销:约 5.8%; *ploam(物理层运行管理维 护)协议开销:约2.1%; *dba算法剩余时隙引入额 外的封装开销:约0.8%; 上行带宽 利用率 开销约为144mbit/s，可用 带宽约为856mbit/s， 利用率68.5 开销约为133mbit/s，可用带宽 约为1111mbit/s，利用率 89.3% 10 epon 在1:32分光比下理论最大传输距离20km 主流厂商可做到1:64分光，但未商用。 gpon 在1:64分光比下理论最大传输距离20km 主流厂商可做到1:128分光，但未商用。 epon和gpon比较 传输距离和最大分光比 11 epon cesop（分组网络电路仿真业务）。在分组交换网 上建立一个通道，实现端到端的tdm业务传送，两端的 tdm设备不必关心其间的网络。 epon和gpon比较 tdm业务支持 12 gpon g.984中定义的gpon封装方法(gem)对tdm业 务提供支持，沿用了125ms固定帧结构，以保持8k定 时基准，也称为本原tdm支持（native tdm） 也可以使用cesop 方式提供tdm承载 epon和gpon比较 tdm业务支持 13 gpon提供的nativetdm承载只是局限在olt到onu这 一段，如果存在一个全程的tdm网络，olt上行通过tdm 接口与tdm网络相连，这种情况下，显然gpon这种高质 量的tdm业务承载能力具有优势。 为顺应业务ip化、高带宽化的趋势，城域网络正向ip/mpls方 向迁移。包括接入层、汇聚和骨干网络在内的网络融合是网络发 展的趋势，许多主流运营商正在尝试在ip网络上承载tdm业务 ，不再保留一个独立的、全程的tdm网络。 在这种情况下，gpon的tdm业务需要在olt侧适配到ip 上来承载，这与epon直接在onu上将tdm转换到 ip/ethernet上比较，从端到端的qos上看，没有本质区别。 epon和gpon比较 tdm业务支持 14 epon和gpon比较 qos和oam qos epon 带宽调度参数llid，调度是以onu为单位 gpon 带宽调度参数t-cont，一个onu可包含多个t-cont，调度更为灵 活、精细 oam 标准方面，gpon定义的oam信息比epon标准定义的更丰富。 实际中，ieee 802.3ah中提供了organization specific（组织特定 ）功能以便于相关机构进行oam功能扩展；经过厂家扩展功能后的设备， e/gpon的oam功能是相当的 15 epon 技术复杂度低，进入门槛低 芯片、器件的供应商多，产品成熟度高 成本较低 gpon 技术复杂度高 芯片、器件供应商少 目前成本相对epon高。随着产量规模的扩大，远期成本将和 epon 相当，甚至当用户需求带宽达到一定程度，gpon成本优势 突出 epon和gpon比较 成本 16 epon和gpon都适用于目前常见的各类接入场景：家庭用 户、个体商户等个人用户，企业、政府、学校等集团用户；宽 带上网业务、窄带语音业务等 gpon在对于传送tdm业务（提供给基站、pbx等e1接入 ）和1588v2时钟信号更具优势 说明： ieee1588v2是一种精确时间同步协议，简称ptp协议。通过主从设备间消息传递 ，计算时间和频率偏移，达到主从频率和时间同步 epon和gpon比较 应用场景 17 epon和gpon技术比较表 epongpon 线线路速率 下行 1250mbps1244mbps或2488mbps 上行 1250mbps 155mbps、622mbps、 1244mbps或2488mbps 最大分路比 1:32/1:641:64/1:128 最大物理传输传输 距离 20km20km 数据链链路层协议层协议 以太网gem和/或atm 带宽带宽 利用率68.589.3% tdm业务业务 支持方式 tdm over packet直接tdm承载 芯片器件成熟度 高低 成本 低较低 18 汇报提纲 pon系统的关键技术介绍 pon系统的测试 epon和gpon比较 19 pon技术的试验网测试 光接口指标测试 pon的基本功能测试 多点控制协议功能测试 动态带宽分配功能测试 传输能力测试 tdm业务支持能力测试 组播功能测试 2层、3层功能测试 网管功能测试 互通性测试 20 pon技术的试验网测试 多极分光测试 分光器oltonu 测试变量：分光比（1:2/4/864） 传输距离(5km,10km20km) 分光级数(1,2,3) onu能否成功注册？olt、onu pon口收光功率是否达标？ 分光器分光器 21 n安装施工阶段测试： 测量光纤、接头、连接器、光分路器等损耗大小 确认施工工艺是否合格，线路是否可通过验收检验 由施工人员测试 n开通阶段测试： 确认已安装的线路损耗是否在合格范围内 确认onu的输出光功率是否正常 由业务开通人员测试 n运营维护阶段测试： 线路故障判断和故障定位 由维护人员测试 fttx工程、维护测试 22 n验收测试内容： 端到端链路损耗大小 端到端光回损(含catv业务时需要) 链路长度和链路otdr曲线 n常用测试仪表或工具： 光源和光功率计 pon otdr 回损测试仪 可视化故障定位仪 安装施工阶段测试 23 n测试内容： olt到 onu 下行信号大小 onu的上行信号大小 n常用测试仪表： pon光功率计 23 业务开通阶段测试 24 n测试内容： 要求判断和定位故障 n常用测试仪表： 带外pon otdr 光纤信号识别器 光纤端面检测器 维护阶段测试 25 pon系统测试新的要求 新的传输波长(itu-t g.983.3) 三个工作波长：1310nm/1490nm/1550nm； 要求测试设备能同时支持上述波长的测试 单纤双向系统 一些链路特性如回损(orl)、损耗双向测试也是必须的，同时对回 损的要求也显得尤为重要 26 pon系统测试新的要求 突发工作方式 在大部分时间里 onu是不发光的（在大约100ms时间内，onu 只有约2s时间是放光的）。另外，onu只有探测到来自olt的光信号 才能激活，正常工作，所以使用常规的测试方法和普通功率计将无法测 量onu的上行突发光功率 为保证测试的准确性和可靠性，首先要保证onu与olt之间的光 链路是连通的，即测量仪表应具有“通过（或透传）”模式 。其次要考 虑到onu发送信号的突发性，测量仪表应具有脉冲记录功能 27 pon系统测试新的要求 点对多点的系统 给一