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GPON原理介绍,ISSUE1.0,Page2,考虑到未来许多的宽带应用，越来越多的国家认识到必须尽早突破接入“瓶颈”，而光纤是今为止最好的传输媒介。本文主要分析GPON技术的产生背景、应用、基本概念和特点，以及GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式。,前言,Page3,参考资料,Page4,学习完此课程，您将会：掌握GPON的概念及发展背景理解光网络架构掌握GPON的主要协议掌握GPON的关键技术了解GPON提供的基本业务了解GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式,目标,Page5,第1章PON基本概念第2章光接入网概述第3章GPON协议分析第4章GPON关键技术第5章GPON承载的基本业务第6章GPON系统的管理和业务发放模式,内容介绍,Page6,PassiveOpticalNetwork无源光网络,OLT,ONU,OpticalLineTerminal光线路终端,OpticalNetworkUnit光网络单元,PassiveOpticalSplitter无源分光器,PSTN,Internet,CATV,ONU,ONU,PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；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；,PassiveOpticalSplitter无源分光器,什么是PON?,Page7,GPON（Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks）三大优势：1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。GPON支持Tripleplay业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是三网合一的上佳方案。GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高全球大运营商的选择,为什么选择GPON?,Page8,接入网的光纤化,光纤接入网中P2PvsP2MP比较,Page9,APON:ATMPassiveOpticalNetworksEPON:EthernetPassiveOpticalNetworksGE-PON:Giga-bitEthernetPassiveOpticalNetworksGPON:Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks,EPON,GEPON,GPON,ATM,APON,BPON,Ethernet,EPON,GPON,几种PON标准,Page10,TPON,APON/BPON,GPON,EPON,WDMPON,国际标准,ITU-TG.983.x,ITU-TG.984.x,IEEE802.3ah,国际标准,国际标准,国际标准,尚无标准,ITU-TG.982,国家标准,Q1/1998,国家标准,Q3/2000,国家标准,国家标准,尚无标准,Q4/2004,Q3/2004,PON技术标准化进展,Page11,第1章PON基本概念第2章光接入网概述第3章GPON协议分析第4章GPON关键技术第5章GPON承载的基本业务第6章GPON系统的管理和业务发放模式,内容介绍,Page12,ADSL2+,PON,ADSL2+VDSL2,Centreoffice,Home,VDSL2,ONT,ADSL2+,10/100Base-T,1km,2km,IPDSLAM,GE,Curb,Building,GE,FTTC,FTTB,FTTB,FTTH,ADSL2+VDSL2,GE,FTTB,DSL,BestSuitableistheBestChoice,FTTX场景分析,Page13,FTTH光缆网络基本结构各段模拟图,Page14,GPON提供以下几种异步传输速率：0.15552Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,1.24416Gbit/sdown0.15552Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown0.62208Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率）2.48832Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown支持最大逻辑距离为：60km支持最大距离差为：20km分光比为1：64，可升级为1：128,GPON网络基本性能参数,Page15,GPON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：下行数据流采用广播技术；上行数据流采用TDMA技术。,GPON原理-数据复用,Page16,第1章PON基本概念第2章光接入网概述第3章GPON协议分析第4章GPON关键技术第5章GPON承载的基本业务第6章GPON系统的管理和业务发放模式,内容介绍,Page17,ITU-TG.984.3GPONTC层规格要求GTC复用结构及协议栈介绍GTC帧结构介绍ONU注册激活流程DBA规格要求告警和性能,ITU-TG-984.1/2/3/4,产品开发简单产品兼容性强,ITU-TG.984.1GPON网络参数说明保护倒换组网要求,ITU-TG.984.4OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述,ITU-TG.984.2PMD层规格要求2.488Gbps下行光接口参数规格要求1.244Gbps上行光接口参数规格要求物理层开销分配,GPON标准协议,Page18,GPON协议内容介绍（一）,G.984.1GPON总体特性说明GPON网络参数说明保护倒换组网要求建议的接口类型和业务类型G.984.2GPONPMD层规格要求ODN参数规格要求2.488Gbps下行光接口参数规格要求1.244Gbps上行光接口参数规格要求物理层开销分配,Page19,GPON协议内容介绍（二）,G.984.3GPONTC层规格要求GTC复用结构及协议栈介绍GTC帧结构介绍GTC消息（PLOAM）ONU注册激活流程DBA规格要求加密和FEC告警和性能,Page20,GPON协议内容介绍（三）,G.984.4GPONOMCI接口规格要求G.983.2BPONOMCI接口规格要求OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCIANI（上行接口）相关实体说明OMCIUNI（用户接口）相关实体说明OMCI连接管理和流量管理相关实体说明OMCI实现原理简述,Page21,广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过ONUID来区分不同的ONU的数据，ONU通过过滤来接收属于自己的数据。,GPON原理-下行数据,Page22,TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstreambandwidthmap字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。每帧共有9120个时隙。,GPON原理-上行数据,Page23,GEMPort：业务的最小承载单位。T-CONT:TransmissionContainers。是一种承载业务的Buffer。主要用来传输上行数据的单元，引入T-CONT主要是为了解决上行带宽动态分配，以提高线路利用率。IFpon：GPON接口。业务根据映射规则先映射到GEMPort中，然后在映射到T-CONT中进行上行传输。GEMport可以灵活的映射到T-CONT中，一个GEMPort可以映射到一个T-CONT中去，多个GEMPort也可以映射到同一个T-CONT中。一个ONU的GPON接口中可以包含一个或多个T-CONT。,GPON复用结构,Page24,配置数据时结构的体现,增加ONT,绑定ONT能力集模版,增加TCONT,绑定DBA（Tcont)模版,增加GemPort,对应ONT实际硬件软件能力,承载DBA类型,绑定对应的TCont,Page25,第1章PON基本概念第2章光接入网概述第3章GPON协议分析第4章GPON关键技术第5章GPON承载的基本业务第6章GPON系统的管理和业务发放模式,内容介绍,Page26,突发发射快速开启和关断能力消光比大（10dB）,突发接受快速AGC(动态范围20dB),连续发送模块,突发发送模块,连续接收模块,突发接收模块,PON关键技术-突发光电技术,Page27,什么是DBA?-DBA,DynamicallyBandwidthAssignment(动态带宽分配)-DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制为什么需要DBA？-可以提高PON端口的上行线路带宽利用率-可以在PON口上增加更多的用户-用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带宽突变比较大的业务,DBA概念,Page28,GPON系统采用SBA+DBA的方式来实现带宽的有效利用，TDM业务通过SBA指配带宽以保证其高QoS，其他一些业务可以通过DBA来动态分配带宽。DBA的实现与QoS的保障机制有密切关系。GPON系统通过状态的上报以及OLT业务监视（非状态上报）支持动态带宽分配。DBA功能的实现机制主要包括以下几个部分：OLT或ONU进行拥塞检测;向OLT报告拥塞状态;按照指定参数更新OLT分配带宽;OLT按照新分配的带宽和T-CONT类型发送授权;DBA操作的管理。,DBA,Page29,提高最大带宽利用率无DBA,利用率40%有DBA,利用率达到80%减小平均时延无DBA:100ms有DBA:10ms,DBA在利用率和延迟指标上带来的优势,Page30,T-CONTs(TransmissionContainers)：动态接收OLT下发的授权，用于管理PON系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善PON系统中的上行带宽。T-CONT的带宽类型分为FB,AB,NAB,BE。T-CONT的5种类型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。,T-CONT带宽术语,Page31,GTCPON系统架构是下行方向为广播方式，上行方向为TDMA方式，所以只对上行方向的业务流提供QoS处理。QoS处理的最小单元是T-CONT，T-CONT可以看作是ONU业务流的承载容器，调度机制是DBA（动态带宽分配）。DBA的算法是GTC的QoS处理性能的关键。GEM在GEM层主要是针对每个GEMPort进行业务流分类，类似于DSLAM的单PVC多业务的处理方式。针对流分类后的业务分别进行优先级修改、流量监管和转发处理。ETH/TDMTDM业务（非电路仿真方式）为面向连接，系统可以通过静态配置带宽严格保证面向连接的QoS。ETH业务（包括电路仿真方式的TDM业务）主要是基于二层VLAN、COS等标识进行业务的QoS处理，QoS主要处理机制分为流分类、监管、队列调度、拥塞处理、整形，它们的实现复杂度是影响QoS处理性能的关键,GPON中的QoS处理,Page32,分光器衰减计算分光器的插入损耗(Multi-Play业务承载方式：多Gemport多业务单Gemport多业务业务流映射：user-vlan、802.1P、EthPHY单一或混合的业务流到Gemport映射规则,GPONTriple-Play端到端解决方案,Page38,CESoP方式TDMB扣板GEM-TDMGPBA,Native方式GPBC无扣板，普通以太方式走背板路由到另一块上行板,OLT支持Native和CESoP两种TDM处理方式。GPON强大的QoS能力，可确保TDM业务的端到端延时、Jitter和误码率指标。针对GPON的定长帧传输特点，TDM在GPON线路上承载具有天然优势。TDMoGEM的实现是将TDM帧直接封装到GEM帧中进行传输。在GPON线路上给封装有TDM帧的GEM给与最高的优先级，保证TDM的传输质量。在同步方面，系统采用统一的8K时钟进行全网同步。,ONT,OLT,CO,LE,Splitter,ONT,BUSINESS,PBX,PBX,E1/T1,ODN,E1/T1,E1/T1,FE,PSTN,ONT,应用场景：解决移动基站和商业用户PBX语音接入的TDM业务传输,GPONTDM业务解决方案,