PON技术发展趋势.pptx

地址：武汉市关东科技园东信路5号 / 邮编:430073 / 电话邮箱： PON技术发展趋势 烽火通信 行业网营销中心 电网事业部 周密 2 宽带接入技术演进 1G 100M 10M 100G 10G 200520002010201520201995 100BaseT GbE 10GbE 40/100GbE B-PON E-PON G-PON 10G-EPON ADSL WDM TDM P-P P-MP 10G-GPON 3 3 下一代PON的技术特点 下一代PON的主要技术特征包括： 1. 更高的传输速率：10G及以上的传输速率或是采用波分提高容量； 2. 更大的光分路比：突破现有1:64，进一步支持到1:128，甚至1：256， 3. 更多的用户接入：更广的覆盖范围能满足更多的高速用户同时接入。 4. 更丰富的业务： 高的带宽带来更丰富的业务类型，需要支持更完善的 业务调度机制和物理实现接口； 5. 良好的扩展兼容：考虑到目前已经大量部署的EPON和GPON系统，下一 代PON系统应该兼容EPON和GPON，以确保网络的平滑演进，保护既有 投资。 下一代PON的主要技术： 10G EPON、NGPON(XGPON12)、NGPON2 WDM-PON、WDM-TDM PON(HPON) 4 内容 10G EPON WDM PON 5 5 PON技术发展路线 10 2 1 Line Rate（GB/s） 2002 0 622Mb/s BPON 2004 1.25Gb/s EPON 2008 2.5Gb/s EPON 20102015 NGA1:借鉴10G EPON技术成果,考虑 当前GPON和ODN网 络兼容，在上行速率、 技术工艺方面根据 GPON的规划要求进行 重新定义 WDM-TDM PON NGA2:不考虑当 前GPON和ODN 网络兼容，发展 高速率、长距、 大分光比的WDM -TDM混合 PON 网络 秉承一致的协议 和管理方式，多 种速率可以完全 兼容并实现平滑 升级 发展高速率、长距、大 分光比的WDM-TDM混 合 PON网络 ，国家863 项目 2.5Gb/s GPON GPON继承 了BPON 众多技术特 性，但不兼 容BPON 基于16/32波道、单 波道1.25/2.5G速率 的WDM PON系统 ，未来兼容TDM PON 10Gb/s GPON 10Gb/s EPON WDM PON 6 6 下一代PON技术 7 10G XPON技术对比 8 10G PON相关标准制定 下一代的PON技术主要包括IEEE推动的10G-EPON和FSAN推动的NG-PON 10G EPON: 2009年9月IEEE802.3av的标准将正式发布。 10G-EPON系统规定两种模式： 10Gb/s下行、1Gb/s上行的非对称模式(10/1GBASE-PRX) 10Gb/s上下行对称模式(10GBASE-PR) NGPON: FSAN将NGPON划分为两个阶段：NGPON1、NGPON2 下行10Gbit/s上行 2.5Gbit/s的非对称XG-PON1 上下行对称10Gbit/s的XG-PON2。 目前，FSAN已经完成了XGPON1的白皮书 ，并从2009年开始了XGPON1的 标准化工作，预计2011年完成对应的ITU-T G.987标准。 NGPON2目前基本只是一个概念 9 10G EPON相关标准完善情况 IEEE802.3av标准专注于物理层技术的研究，最大限度沿用EPON的IEEE 802.3ah的MPCP协 议，具备很好的一致性、兼容性和扩展性； IEEE802.3av标准的核心有两点：一是扩大IEEE802.3ah标准的上下行带宽，达到10G速率 ； 二是10G EPON标准有很好的兼容性，通过1G/10G共存最大限度保护运营商投资。 10 10G EPON在现网中的组网融合 11 共存模式下10G EPON波长分配方案 10G EPON下行采用不同波长方式，上行采用双速率突发模式接收技术， 通过TDMA机制协调1G和10G光节点共存。光模块方面，OLT模块利用波分集 成技术，集成了1270nm/1310nm/1490nm/1577nm四个波长，其中1490nm和 1577nm用于下行，分别传输连续 1.25G 和10.3125G信号，1310nm用于1.25G 突发上行接收，1270nm用于10.3125G突发上行接收。从而实现在同一光配 线网络下的共存与平滑改造。 12 10G EPON光功率预算要求 10GEPON标准考虑到宽带业务对带宽需求的不对称性，定义了两种主要类型： 10G/1G asymmetric rate systems 和10G symmetric rate systems ； 10G EPON对称和非对称系统除定义了和EPON相当的PR10 HQOS以实现更精细化的业务负载和调度能力。 组播业务方面： 组播条目数，用户响应速度的大大提高； IGMP协议处理需要更多个状态机，其对丢包和延迟会更加敏感。 基于专门的组播VLAN配置模板 15 10G EPON产业链-PON芯片 10G EPON MAC芯片主流的厂商主要包括： OLT：PMC、Teknovus、Opulan、 Cortina ONU: PMC、Teknovus、Opulan、 Freescale、Cortina、Marvell 目前业界均采用FPGA方案实现10G EPON，ASIC芯片推出时间为2011年，量 产到2011年底 烽火10G EPON系统采用Opulan、 Teknovus两种芯片方案 16 海信、SourcePhotonics、Superxon、WTD 等光模块厂商先后发布10G EPON对称/非 对称光模块，在封装、指标基本可以满足商用，但是目前成本偏高。 10G EPON产业链-光模块/突发光器件 n突发模式收发serdes芯片： 川崎微电子突发模式SERDES芯片同时支持下行10G/上行10G对称/非对称模 式。CTXL1的锁定时间宣称小于50纳秒。 Vitesse锁定时间小于100纳秒。 海信10G EPON对称方案 海信10G EPON非对称方案 OLT LTX5302、LTX7218LTX4301 、LTX7214 ONU LTX3502、LTX7219LTX3401 、LTX7215 17 运营商对10G PON关注力度 n 中国联通： 2010年5月正式开展10G EPON/NGPON设备测试，10G EPON成熟性表现较好； n 中国电信： 中国电信2009年11月进行了芯片级互通测试； 2010年下半年开始10G EPON设备测试； n 中国移动： 2010年3月组织10G EPON设备测试； 运营商关注10G发展方向 1. 验证高速率大容量PON网络的成熟性； 2. 实现现有网络与10G网络共存； 3. 高速多业务QOS保护能力，挖掘新业务需求及服务方式； 4. 考察10G PON运维及管理方式，开发与现有模式融合； 18 烽火NGPON研发计划 2009年1月 启动10G产品研发 2010.2 NGPON项目组成立， 项目组设在烽火网络 NGPON平台确定为 AN5516-01B 2010.7 初步确定集 团试点项目 2011.6 推出V2.0版，支持动 态路由、MPLS VPN 、HQOS等功能 2009年7月 确定AN5516作为10G平台 系统采用FPGA方案 2010.5 AN5516-01参加 移动、联通集团 10G测试 2011.10 V3.0版本成熟 商用 2011.2 推出V1.0版本 ，ASIC方案完 成，功能进一步 完善 19 方案一：AN5516-01现有平台实现 1.现有5516-01平台增加10G EPON板卡即可实现10G速率；ONU采用现 有插卡型号更换10G光模块； 2.目前采用FPGA方案，每个线卡可提供1/2个10G EPON接口； 3.公共板卡全部兼容，EPON板卡和GPON板卡兼容；10G PON口下能支 持1G/10G ONU共存； 4.业界唯一能实现10G对称模式的产品，经测试上行带宽可达8.375G 5.对称模式下能实现1:128分路比； 6.10G EPON扩展技术，如二/三层功能、语音、 组播、可靠性、管理、IPV6支持能力等， 均已通过测试； 20 超大容量背板带宽、交换带宽和槽位带宽 丰富的板卡和接口类型 EPON/GPON/10GEPON/10GGPON一体化接入能力 具备汇聚交换机完整功能 全新绿色环保设计 强大的QoS能力 全面的安全保障措施 丰富灵活的组网方式 良好的管理维护功能 电信级的高可靠性设计 方案二：AN5516-01B平台实现 21 特性AN5516-01B 2.2米机柜子框数量3 主控槽位数2 专用上联卡槽位数2（可以通过业务槽扩展） 业务卡槽位数21（17），19（15） 电源槽位数2 上联端口及板卡类型1100GE接口板、1/240GE接口板、 4/8GE/10GE自适应接口板、16GE接口板 2STM-1接口板、32E1接口板 单子框可提供的最大下联端口数136个EPON/GPON口、68个10GEPON/10GGPON口 272个FE/GE口、84个10GE口 混插支持EPON/GPON/10GEPON/10GGPON 背板容量5.12T 交换容量1.28T 上联槽位带宽200G 业务槽位带宽80G (部分达200G) 整机MAC地址数量512K 整机组播容量64K 整机ACL条目数32K 方案二：AN5516-01B平台实现 22 AN5516-01B新特性 nHQoS（Hierarchical QoS）:指层次化QoS；传统流量管理是基于端口 带宽进行调度的，不能对端口中每个用户的带宽进行保证；而HQoS解决多 用户的多业务带宽保证： n第一级完成对用户带宽的保证，第二级完成对每个用户内部各业务的带宽 保证。 传统的QoS现状 基于端口优先级作队列调 度 无法区分业务类型和用户 无法针对业务和用户进行 带宽控制 HQoS功能 适应未来网络的发展趋势 和方向 根据用户进行带宽控制 控制每种业务的带宽，完 成带宽挤占 23 AN5516-01B新特性-HQoS 设备 功能 烽火5516-01烽火AN5516-01B（计划开发） 流量管理上行方向，利用DBA实现 上行的双速三色。 下行方向不支持流量管理 。 抽象出基于业务流、端口+cos,、端口 +VLAN支持多种粒度，同时支持这对三种 粒度的流量管理是基于双速三色，配置也 非常方便。 上下行可分别控制。 DBA对整个ONU上行数据流量管理。 限速类似ACL的限速，超过流 量的报文丢弃。 基于ACL的限速，基于业务虚端口的限速 超过的流量报文进行丢弃（或修改DSCP） 基于流规则的 优先级调整 类似ACL的限速 没有模板的概念 通过流量模板支持绑定对象的优先级调整 支持基于ACL规则的流优先级调整 队列调度算法SP，WRR，SP+WRRSP，WRR，SP+WRR、DDR，SP+DDR 24 接入设备作为整个电信网中的基本元素之一，必须支持设备的远 程操作、管理和维护等功能。随着设备的小型化、远端化，也要 求接入设备具有某些BRAS 的功能，如网络地址的分配、用户管 理等，这些都要求设备能够支持路由功能。 5516-01B支持的路由协议：RIP、OSPF、BGP MPLS业务可为运营商的 VPN 用户的各种业务类型（如语音业 务、视频业务、关键数据业务、普通上网业务）提供端到端的 QoS 保证。 5516-01B支持MPLS VPN、 MPLS LDP、LSP以及MPLS OAM AN5516-01B新特性三层路由、VPN 25 内容 10G EPON WDM PON 26 烽火WDM PON介绍 烽火通信联合中国电信集团公司、清华大学和北京邮电大学获得了“低成本的多波长以 太网综合接入系统”课题的独家承担资格(课题编号2008AA01A331)。该课题的成功获 得，进一步凸现了烽火通信在光接入领域的强大实力，使烽火通信成为唯一一家获得 所有光接入863课题（BPON、EPON和WDM-TDM PON ）的项目承担单位。目前该 项目已经完成样机开发，预计2011年可正式商用。 节约主干光纤和OSP费用 单纤3240波长,可扩展至80波 对速率、业务完全透明 无需任何封装协议，各波长相互独立工作 更具安全性 同一PON口下所有ONU物理隔离，不会产生相互影响 更易维护 避免OTDR由于高插入损耗对光纤线路测量等的限制 更长的传输距离 更简单、更易于扩展 成本更低 WDMPON和WDMTDM PON技术的研究和开发是2007年11月 发布的国家863重大项目“新一代高可信网络”中重点攻关的课题。 WDM-TDM PON 的技术优势 27 WDM-PON网络结构 28 WDM-PON的技术优势 更大的接入容量 采用波分复用方式，可实现16-64波，每个波道均可实现 1/2.5/10G 更长的传输距离 AWG低损耗（约4dB）使传输距离可增至60100km； 机制更简单 纯WDM PON采用连续工作模式，省去了突发模式下高速同步技术 ，也避开了TDM MAC协议的资源分配问题； 扩展更灵活 纯物理层的WDM，可承载任意二层协议，每个波长也可工作在不 同的速率模式下； 安全性大大提高 点对点的连接，提供更高的安全性 29 WDM-PON技术特点 u节约节约 OSP成本 l E-PON / G-PON : 每根光纤承载2 个波长长 (1490nm, 1310nm) ； lW-PON : 每根光纤双向可承载C波段16 64个波长。 Original BandExtended BandShort BandConventionalLong Band O-bandE-bandS-bandC-bandL-band 126013601460 153015651625 nm Loss 1310 nm40 km 速率2.5Gbps 温度特性较差较差较好 波长锁定不需要不需要需要 后向反射严重严重弱 40 无源光器件 无热AWG（Arrayed waveguide grating） 特点 具有周期性 无源 无热的补偿方式有两种类型 机械补偿 类型平顶型半平顶型半高斯型 1dB带宽0.4nm0.3nm0.2nm 3dB带宽0.6nm0.5nm0.4nm 插入损耗6dB5dB4dB 材料补偿 三种类型 41 WDMTDM PON系统光接口指标 项目指标备注 波段范围上行：C-band （1530nm1565nm） 下行：L-band （1570nm1610nm） 波长间隔100GHz约0.8nm 波长数目32 发送光功率上行：+3+4dBm 下行：+3+4dBm 接收灵敏度上行：-30dBm 下行：-30dBm 传输速率1.25Gbps 42 波长规划 通道号C波段L波段 中心波长（nm）中心频率（THz）中心波长（nm）中心频率（THz） 11533.465195.5001574.199190.441 21534.250195.4001575.004190.344 31535.036195.3001575.810190.247 41535.822195.2001576.617190.149 51536.609195.1001577.424190.052 61537.397195.0001578.233189.955 71538.186194.9001579.042189.857 81538.976194.8001579.852189.760 91539.766194.7001580.663189.663 101540.557194.6001581.475189.565 111541.349194.5001582.287189.468 121542.142194.4001583.101189.370 131542.936194.3001583.915189.273 141543.730194.2001584.730189.176 151544.526194.1001585.546189.078 161545.322194.0001586.363188.981 171546.119193.9001587.180188.884 181546.917193.8001587.999188.786 191547.715193.7001588.818188.689 201548.515193.6001589.638188.592 211549.315193.5001590.459188.494 221550.116193.4001591.281188.397 231550.918193.3001592.104188.300 241551.721193.2001592.927188.202 251552.524193.1001593.752188.105 261553.329193.0001594.577188.008 271554.134192.9001595.403187.910 281554.940192.8001596.230187.813 291555.747192.7001597.058187.716 301556.555192.6001597.886187.618 311557.363192.5001598.716187.521 321558.173192.4001599.546187.423 通道间隔（GHz）10097.35 43 电信应用环境 AAWG SPLLITERSPLLITER PSTN NGN INTERNET IPTV 全无源ODN网络 ONU ONU ONU 宽带上网、电话、IPTV、E1专线、2G/3G/4G基站等业务 可承载现有网络所有业务： ONU OLT 44 与现有EPON系统的混用与过渡 现有EPON系统 -EMD系统 保护现有网络投资的 同时具有良好扩展性 45 AN6016平台简介 背板容量：1.2T 交换容量：976G 槽位带宽: 22G 2个主控交换盘槽位，12/14个业务槽位 WPON/10G PON/EPON/GPON/P2P混 插 支持数据、语音、视频等多种业务 支持电信时钟输入/输出、告警输入/输 出 支持N+1风扇和N+1电源 绿色节能：高达200W/槽位的散热能力 符合NEBS标准 46 AN6016平台主要公共板卡 板卡类型功能概述目前状态 交