GPON华为培训PPT课件

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,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,LocationDBRu-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,Page37,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,Page38,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,Page39,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,Page40,T-CONT1类型的分配为静态分配，保证带宽直接等于配置最大带宽，优先分配T-CONT2类型的分配只需要保证用户的保证带宽，如果超过最大带宽则按照最大带宽分配T-CONT3类型为混合保证和非保证带宽，如果可以保证申请带宽，则直接分配，否则将不能分配的部分带宽打上标记和T-CONT5类型的TAG部分带宽采用RR（轮巡）方式分配T-CONT4类型为不保证类型，只有保证带宽分配后剩余带宽和T-CONT5部分剩余带宽申请一起RR调度；T-CONT5类型为混合型，首先判断保证带宽是否能够满足要求，如果可以，则直接分配，如果不满足，则将剩余部分带宽申请打上标记和T-CONT3的TAG部分带宽RR调度分配，如果分配后还不能满足，则剩余带宽与T-CONT4竞争,DBA调度算法的实现,Page41,OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行相关计算，并将计算结果以BWMap的形式下发给各ONU。各ONU根据BWMap信息在各自的时隙内发送上行突发数据，占用上行带宽。,DBA的实现过程,Page42,SR(StatusReporting)-DBA,OLT根据上次计算的结果在下行帧头中下发BWMap。ONU根据带宽分配信息在规定的时隙上发送目前T-CONT中等待发送的数据状态报告。OLT收到ONU的状态报告后，经过DBA计算并更新BWMap，在下一帧进行下发。ONU收到OLT下发的BWMap消息后，在指定的时隙上发送数据。,DBA的两种实现模式,Page43,在OLT处监视从NSR-ONU/ONT来的信元数据流的算法,过程(Procedure)：Step1：在确定的间隔(interval)内监视OLT接收到的信元数目。Step2：通过使用在Step1中的实时监控(realtimemonitoring)结果来计算利用速率(utilizationrate)。Step3：通过比较利用速率和极限值，来认识(recognize)拥塞程度。,NSR(NonStatusReporting)-DBA,NSR-DBA实现,Page44,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,Page45,EndUser1,EndUser3,ONT,EndUser2,3,3,1,1,2,ONT,ONT,OLT,加密,解密,解密,解密,1,GPON支持下行广播数据进行AES128加密处理。只对GEM帧中的Payload进行加密处理。GPON系统定期的进行AES密钥交换和更新，提高了线路数据的可靠性。密钥更换由OLT发起密钥更换请求，ONU响应并将生成的新的密钥，并分两部分发给OLT，且重复发送三次，OLT收到了新的密钥后，就要开始进行密钥切换，将使用新的密钥的帧号通过相关的命令通知ONU（也是三次），ONU在相应的数据帧上切换校验密钥。,AES:AdvancedEncryptSystem一种国际通用的加密算法,GPON系统的AES加密处理,Page46,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,Page47,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,Page55,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,Page56,xDSL线路改造，有利于原来的铜缆资源的利用,GPON+xDSL解决方案,Page57,GPONRF业务解决方案,EDFA（ErbiumDopedFiberAmplifier）,OpticalCouplers（WDM）,OLT(OpticalLineTerminal),ONU(OpticalNetworkTerminal),CentralOffice,Video1550nm,Voice/Data&Video1490/1310nm，1550nm,Voice/DataDownstream1490nm,Upstream1490nm,CustomerPremises,OpticalSplitter,Video（RF）,IP,VoiceandData1250Mbps,VoiceandData2500Mbps,Video,AnalogTV,DigitalTV,HD/VOD,42Mhz,550Mhz,860Mhz,Upstream,Downstream,1310nm,1490nm,1550nm,Page58,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,Page59,物理层OAM消息有三种类型：嵌入式OAM，PLOAM消息，OMCI消息。,嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于对物理层和GTC层进行管理。嵌入式OAM通道通过GTC帧头中域格式信息来提供(BWMap，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提供了更高层次的统一的管理系统通道，用于管理在GTC层上层定义的业务,GPON管理中的基本消息类型,Page60,OLT,BRAS,ONT,iManagerN2000BMS,OMCI,SNMP,ONT即插即用零配置ONT集中管理ONT远程诊断通过OMCI对ONT进行远程维护和管理ONT自动业务发放,Client,GPON系统管理模型,Page61,运营商的噩梦,应用场景,业务发放系统,NMS2000,AccessNetwork,Billing,1,开户,2,下发数据配置,3,订单管理系统,启动终端，利用序列号进行注册,ONT,ONT,ONT,ONT,CRM,用户,给用户发放终端,1,2,自动完成OLT的数据配置的的,终端需要完成初始配置（如业务系统信息、数据配置等）才能投入正常使用，运营商完成这些配置得投入大量人力；,支持终端零配置和终端即插即用，节省运营商投入终端业务开通与初始配置的人力。,灵活的GPON配置方案,STB,3,利用OMCI完成ONT的数据配置,GPON业务发放与终端零配置,Page62,SoftX3000,ServiceProvisioning,IADMS,AccessNetwork,CRM,Billing,UMS,1,开户,2,配置SoftX,3,配置IADMS,终端激活码生成器,4,生成激活码,用户,5,把激活码和终端