ITU-T984X协议简介介绍(ppt 41页).ppt

ITU T984 X WinniWang 2011 06 2020 3 6 2 目录 一接入网二PON三ITU T984 X四Questions 2020 3 6 3 接入网 1什么是接入网 1 AccessNetwork 简称AN 2 从使用的角度理解接入网直接为签约用户提供接入的网络是一种运营网络 由运营商建设和管理 3 从位置关系理解接入网Lastmile 从网络指向用户方向 最后一公里Firstmile 从用户指向网络方向 最初一公里 一台设备或是一个网络 接入网 核心网 2020 3 6 4 接入网 2接入网的两个重要标准 电信网接入网标准ITU TG 902 IP接入网标准ITU TY 1231 3接入方式 双绞线接入 典型的是以太网接入 电话铜线接入 xDSL 话带Modem ISDN接入 同轴电缆接入 典型的是CableModem接入 光纤接入技术 无源光网PON 无线局域网WLAN 固定无线接入 移动无线接入 卫星接入 2020 3 6 5 接入网 接入网的发展 AllIP Service Access Core X 25 ADSL Ethernet PSTN IP ATM FR GSM GPRS CDMA Cable PDH SDH WirelessVoice WirelessData HighSpeedInternet Voice Streaming Dial up VoIP Message FTTHGPON DSL Eth IP MPLSAggregationNetwork Location Presence Message OnlineGaming Voice Data Video Storage Directory Wireless 2020 3 6 6 PON 什么是PON 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 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 PassiveOpticalSplitter无源分光器 2020 3 6 7 PON APON ATMPassiveOpticalNetworksBPON BroadbandPassiveOpticalNetworkEPON EthernetPassiveOpticalNetworksGE PON Giga bitEthernetPassiveOpticalNetworksGPON Gigabit capablePassiveOpticalNetworks EPON GEPON GPON ATM APON BPON Ethernet EPON GPON 几种PON标准 2020 3 6 8 PON 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 2020 3 6 9 目录 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Triple play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 2020 3 6 10 目录 ITU 国际电信联盟 前身CCITT ITU T 国际电信联盟标准部ITU InternationalTelecommunicationsUnionTSS TelecommunicationStandardizationSectorGPON技术由ITU T提出并标准化 2003年1月31日 ITU T批GPON标准G 984 1和G 984 2 2004年 相继批准了G 984 3和G 984 4 形成了G 984 x系列标准 至此 GPON技术标准已经完成 2020 3 6 11 目录 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 GPON标准协议 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 ITU TG 984 4OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述 GeneralcharacteristicsforGigabit capablePassiveOpticalNetworks GPON 该标准主要规范了GPON系统的总体要求 包括OAN的体系结构 业务类型 SNI和UNI 物理速率 逻辑传输距离以及系统的性能目标 G 984 1对GPON提出了总体目标 要求ONU的最大逻辑距离差可达20km 支持的最大分路比为16 32或64 不同的分路比对设备的要求不同 从分层结构上看 ITU定义的GPON由PMD层和TC层构成 分别由G 984 2和G 984 3进行规范 2020 3 6 12 ITU TG984 1 2020 3 6 13 ITU TG984 2 GPON物理传输媒介层规格 PhysicalMediaDependent PMD layerspecification G 984 2要求 系统下行速率为1 244或2 488Gbit s 上行速率为0 155 0 622 1 244或2 488Gbit s 标准规定了在各种速率等级下OLT和ONU光接口的物理特性 提出了1 244Gbit s及其以下各速率等级的OLT和ONU光接口参数 但是对于2 488Gbit s速率等级 并没有定义UP光接口参数 原因在于此速率等级的物理层速率较高 对光器件的特性提出了更高的要求 有待进一步研究 从实用性角度看 在PON中实现2 488Gbit s速率等级将会比较难 2020 3 6 14 ITU TG984 3 GPON传输集中层规格 Transmissionconvergencelayerspecification 这个文档介绍了很多与传输控制有关的概念 包括通道分类和管理等 重点介绍了OLT与ONT交互通信 包括 GTC数据帧介绍 ONT的发现与注册过程处理 带宽管理 纠错处理等很多传输层的概念 阅读该文档 可以明确OLT与ONT通信机制 G 984 3引入了一种新的传输汇聚子层 用于承载ATM业务流和GEM GPONEncapsulationMethod 业务流 GEM是一种新的封装结构 主要用于封装那些长度可变的数据信号和TDM业务 G 984 3中规范了GPON的帧结构 封装方法 适配方法 测距机制 QoS机制 加密机制等要求 是GPON系统的关键技术要求 2020 3 6 15 ITU TG984 4 GPON中ONT的管理控制接口的规格OMCI ONTmanagementandcontrolinterfacespecification 文档介绍了很多与ONT网络管理有关的概念 同时重点介绍了OMCI传输协议 OMCI管理实体 就ONT开发 不管方案供应商是否提供了OMCI功能 都需要仔细的阅读这个文档 但文档的阅读 可以考虑根据具体需要分步阅读 首先完成文档前面部分内容1 7chapter的阅读 这部分内容不多 但对于建立完整概念很重要 再阅读10 11chapter 同样内容不多 建立与OLT交互流程处理的概念 再在这些概念的基础上 阅读8 9chapter 这两部分也建议先阅读9 明确实体的概念 再了解它们的关联性 同时这部分阅读是完全可以根据需要选择性的阅读 达到产品需求规格的要求即可 2020 3 6 16 ITU TG984 X G984 15Architectureoftheopticalaccessnetwork 2020 3 6 17 ITU TG984 X G984 15Architectureoftheopticalaccessnetwork 2020 3 6 18 ITU TG984 X 2020 3 6 19 ITU TG984 X 2020 3 6 20 ITU TG984 X 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支持最大物理距离为 20km支持最大距离差为 20km分光比为1 64 可升级为1 128 2020 3 6 21 ITU TG984 X 下行数据 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 2020 3 6 22 ITU TG984 X 上行数据 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 2020 3 6 23 ITU TG984 X GPON复用结构 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 2020 3 6 24 ITU TG984 X GPON协议栈 ITU TG984 X 2020 3 6 25 C M平面由3部分组成 嵌入式OAM PLOAM和OMCI 嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于对物理层和GTC层进行管理 而OMCI提供了更高层次的统一的管理系统 嵌入式OAM通道通过GTC帧头中域格式信息来提供 BDMap DBRu等 功能包括 带宽授权 动态带宽分配信令等 PLOAM通道涉及ONU注册 加密 BootOMCI等功能 OMCI通道用于管理在GTC层上层定义的业务的管理 GTC成帧子层 1 复用 解复用 PLOAM GEM到FTC帧的映射2 GTC帧头的产生 解码3 基于ALLOC ID的内部交换GTC适配子层 1 ATM GEM OMCI的上层适配 GPON参考模型 ITU TG984 X 2020 3 6 26 PhysicalControlBlockDownstream PCBd Payload AllocID Start End AllocID Start End 1 100 200 2 300 500 T CONT1 ONT1 T CONT2 ONT2 Slot100 Slot200 Slot300 Slot500 PLOu PLOAMu PLSu DBRu Payloadx DBRuY Payloady UpstreamBandwidthMap 125us DownstreamFraming GPON帧结构 ITU TG984 X 2020 3 6 27 PLOAMu PLSu DBRux Payloadx DBRuy Payloady PLOu DBRuz Payloadz DelimiterBbytes BIP1bytes ONU ID1bytes Ind1bytes ONU ID1bytes MsgID1bytes Message10bytes CRC1bytes DBA1 2 4bytes CRC1bytes GEMheader Framefragment GEMheader Fullframe GEMheader Framefragment PLI12bit GemPortID12bit PTI3bit HEC13bit ONTA ONTB UpstreamFraming DBAReport Padifneeded GPON上行帧结构 ITU TG984 X 2020 3 6 28 PCBdn Payloadn PCBdn 1 Payloadn Psync4bytes Ident4bytes PLOAMd13bytes BIP1bytes Plend4bytes Plend4bytes USBWMapN 8bytes FECInd1bit Reserved1bit Super frameCounter30bits BlenBWMapLength12bits AlenATMPartitionLength12bits CRC8bits Access18bytes Access28bytes Accessn8bytes AllocID12bits Flags12bits SStart2bytes SStop2bytes CRC1byte SendPLS1bit SendPLOAMn1bit UseFEC1bit SendDBRu2bits Reserved7bits 125us CoverageofthisBIP CoverageofnextBIP DownstreamFraming GPON下行帧结构 ITU TG984 X 2020 3 6 29 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 映射的格式清晰 设备很好实现 兼容性好 以太网业务在GPON中的映射方式 ITU TG984 X 2020 3 6 30 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 ITU TG984 X 2020 3 6 31 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 GPON的状态上报DBA存在3种机制 PLOu StateIndDBA DBRu Piggy backDBA PayloadDBA 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 ITU TG984 X 2020 3 6 32 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 ITU TG984 X 2020 3 6 33 根据业务的优先级 系统对每个ONU设置SLA 对业务的带宽进行限制 最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制 保证带宽根据业务的优先级不同而不同 一般语音业务的优先级最高 视频业务优先级次之 数据业务的优先级最低 OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可 优先级高的可以得到更高的带宽 满足业务需求 T CONT类型和带宽类型之间的关系 2020 3 6 34 ForwardErrorCorrection FEC 一种基于Reed Solomon的块编码算法 FEC码字由定长数据块和冗余位构成 GPON在传输层使用FEC算法可以将线路传输的误码率降低到10E 15 可以避免数据重传 GPON系统上 下行均支持FEC处理 对PCBd和Payload一起进行FEC处理 提高了数据传输质量 FEC处理 ITU TG984 X 2020 3 6 35 激活过程 ITU TG984 X 2020 3 6 36 OMCIONTmanagementandcontrolinterface的缩写 OMCI协议指OLT与ONT之间OMCI数据传输的交互过程 OLT通过这种OMCI数据交互完成对ONT的管理控制 OMCC ONTmanagementandcontrolchannel OLT分配给GTC特定的Port ID Alloc ID就决定了OMCC 根据G984 3 ONT的控制 管理层面有三部分 嵌入OAM PLOAM OMCI OMCI只是其中的一种 它为高层的控制 管理提供统一接口 嵌入OAM通道 PLOAM通道都处在GTC一层 而OMCC处在GT