GPON原理介绍ppt课件

.,GPON原理介绍,2012年10月网络维护中心重要客户响应中心,.,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,第1章光接入网概述第2章PON基本概念第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,.,Page4,接入网的现状,全球电信运营商处在转型过程中：1、业务竞争力的提升：提供更多业务。2、增加ARPU值：多种业务捆绑，降维护成本。3、提升用户忠诚度：提高用户对网络感受满意度，降低用户离网率。要实现转型目标，宽带提速是前提。,.,Page5,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,Wireless,Eth/IP/MPLSAggregationNetwork,Location&Presence,Message,OnlineGaming,Voice,Data,Video,Storage,Directory,2.接入网的发展趋势AlloverIP,.,Page6,如何解决“距离与带宽”的矛盾,ISDN,HDSL,ADSL,ADSL2+,VDSL2,xDSL技术,?,xDSL技术很难解决距离与带宽的矛盾,问：怎么办？答：“光进铜退”！采用光纤接入网是不错的方案！,.,Page7,3.光纤接入网的接入方案,(a)点到点的网络,(b)路边交换网络,(c)无源光网络即:PON,.,Page8,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,.,Page9,第1章光接入网概述第2章PON基本概念第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,.,Page10,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）和光分配网络ODN（OpticalDistributionNetwork）组成；,PassiveOpticalSplitter无源分光器,什么是PON?,.,Page11,WDM,ONU/ONT,NE,WDM,OLT,NE,Servicenode,分光器,T参考点,V参考点,R/S,S/R,ODN,UNI,SNI,IFpon,IFpon,ONUOpticalNetworkUnit光网络单元ONTOpticalNetworkTerminal光网络终端ODNOpticalDistributionNetwork光分配网络OLTOpticalLineTerminal光线路终端WDMWavelengthDivisionMultiplexModule波分复用模块NENetworkElement网络单元SNIServiceNodeInterface业务节点UNIUserNetworkInterface用户网络接口,GPON网络参考模型,.,Page12,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?,.,Page13,上行,下行,Mbps,150,100,25,20,10,5,0,5,10,20,25,100,150,15,Dial-up,ADSL2+,CableModem,VDSL2,GPON/P2P,NextHostedApplications&Storage,HDTVVOD,LargeFileSharing,Telemedicine,PremisesWebHosting,Multi-PlayerGaming,InteractiveDistanceLearning,RealTimeSDTV,NetworkPVR,FileSharing,HomeVideoSharing/Streaming,SDTVVOD,Telecommuting,VideoConferencing,PremisesSurveillance,WebSurfing,4.带宽的需求增长,.,Page14,5.GPON与EPON的比较,.,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,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,GPON网络基本性能参数,.,Page17,第1章光接入网概述第2章PON基本概念第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,.,Page18,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GEMPORTID来区分不同的业务的数据，ONU通过过滤来接收属于自己的数据。,GPON原理-下行数据,.,Page19,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,.,Page20,GPON复用示意图(ATM&GEM),(ATM业务),(GEM业务),.,Page21,一个OLT与多个ONT,ONU,ONU,ONU,T-CONT,GEMPort,T-CONT,GEMPort,GEMPort,T-CONT,T-CONT,GEMPort,GEMPort,GEMPort,GEMPort,GEMPort,不同的ONU用ONU-ID标识,不同的T-CONT用Alloc-ID标识,不同的GEM-PORT用Port-ID标识,PON光口,每个GPON端口，支持1：64分光比，即可提供64路ONT接入。每个ONU上可以有多个T-CONT,每个TCONT可以绑多个GEMPORT.T-CONT就相当于一个物理的缓存，只有绑定了DBA模板才能限速。,DBA,1,2,3,OLT,.,Page22,PhysicalControlBlockDownstream(PCBd),Payload,AllocID,Start,End,AllocID,Start,End,1,100,200,x,300,500,T-CONT1(ONT1),T-CONTx(ONT2),Slot100,Slot200,Slot300,Slot500,PLOu,PLOAMu,PLSu,DBRux,Payloadx,DBRuY,Payloady,UpstreamBandwidthMap,125us,DownstreamFraming,UpstreamFraming,GPON帧结构,AllocID,Start,End,y,501,650,1,x,y,T-CONTy(ONT2),Slot650,Slot501,T-CONTx,T-CONTy,.,Page23,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,.,Page24,TDM,TDMdata,PayloadTDMfragment,HEC,PTI,PortID,PLI,GEMFrame,Ingressbuffer,TDMBuffer,TDM业务先导入缓存中进行排队，并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。这种方式不对具体的TDM业务进行感知，只进行透传处理。,TDM业务在GPON中的映射方式,.,Page25,第1章光接入网概述第2章PON基本概念第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,快速开启和关断能力,2#ONT,0#ONU,1#ONU,2#ONT,连续模块,0#ONU,1#ONU,突发模块,PON关键技术-突发光电技术,.,Page27,快速AGC（光模块）(动态范围20dB)快速时钟恢复,0#ONU,1#ONU,0#ONT,有快速AGC,无快速AGC,阈值线,PON关键技术-突发光电技术,2#,.,Page28,OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（RoundTripDelay），从而指定合适的均衡延时参数EqD（EqualizationDelay），保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。Ranging的过程需要开窗，即QuietZone，暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将BWmap设置为空，不授权任何时隙来实现。,GPON关键技术-测距,ONT,OLT(inCO),20km,3km,12km,.,Page29,ONU的注册,ONU有三种启动激活进程的触发机制：1）当知道有新的ONU连接时，网络操作者启动激活进程；2）当一个或多个先前工作的ONUs失去联系时，OLT自动启动激活进程，看这些ONUs是否能够返回到业务中。该轮询周期由OpS系统设置。3）OLT周期性的启动激活进程，测试是否有新的ONUs被连接进来。该轮询周期由OpS系统设置。,.,Page30,什么是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,6.DBA概念,.,Page31,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,.,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,7.GPONTriple-Play端到端解决方案,.,Page39,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,基站,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,.,Page40,xDSL线路改造，有利于原来的铜缆资源的利用,GPON+xDSL解决方案,.,Page41,第1章光接入网概述第2章PON基本概念第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