河南网通工程硕士班技术讲座教学内容

1、河南网通工程硕士班技术讲座 NGN网络智能化实现重点需求：网络智能化实现重点需求：a)全面提供了本地、汇接、长途和新全面提供了本地、汇接、长途和新 业务等业务功能业务等业务功能 ; b)通过通过NGN技术最大限度地适应网络技术最大限度地适应网络 智能化的要求智能化的要求; c) 利用软交换技术覆盖范围广的特性，利用软交换技术覆盖范围广的特性， 将各中小本地网整合为偏平结构的虚将各中小本地网整合为偏平结构的虚拟拟 大本地网，大大提高了网络的运营大本地网，大大提高了网络的运营能力能力; 改造后建立的改造后建立的NGNNGN网络可以提供的智能业网络可以提供的智能业务有：务有： 悦铃、一号通同振和顺振

2、、一机多号、综悦铃、一号通同振和顺振、一机多号、综合预付费、号码携带、混合放号、返向计合预付费、号码携带、混合放号、返向计费和遇忙回叫、语音和视频等多媒体业务。费和遇忙回叫、语音和视频等多媒体业务。 (IMS (IMS 、 SIPSIP） NGNNGN技术把技术把PSTNPSTN式的交换网络变换成式的交换网络变换成分分 布式架构：布式架构： a) 业务层业务层 b) 控制层控制层 C) 承载层承载层 d) 接入层接入层 IP是基础，宽带是方向；是基础，宽带是方向； 业务要融合，网络要开放；业务要融合，网络要开放； 需求测不准，弹性是上策；需求测不准，弹性是上策；基于PON技术的光纤接入网 PO

3、NPON（无源光网络）（无源光网络） 技术：技术： 具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富及综合业务接入能力等优点。丰富及综合业务接入能力等优点。 一根光纤可以提供语音、数据和视频业一根光纤可以提供语音、数据和视频业务。光纤本身的高稳定性，有效地降低运务。光纤本身的高稳定性，有效地降低运维成本，可以实现接入网建设的维成本，可以实现接入网建设的”一劳永一劳永逸逸“ PONPON的两个技术标准：的两个技术标准： a) IEEE802.3aha) IEEE802.3ah工作组制定的工作组制定的 Ethernet PON (EPON)Ethernet PON (EPO

4、N)的标准；的标准； b) ITU/FSANb) ITU/FSAN制定的制定的Gigabit/s PON Gigabit/s PON (GPON)(GPON)的标准；的标准； GPONGPON是是FSANFSAN组织于组织于0202年年9 9月提出，月提出，ITU-TITU-T在础上于在础上于0303年年3 3月完成了月完成了ITU-TG.984.1ITU-TG.984.1。和。和G.984.2 G.984.2 的制定。的制定。0404年年2 2月月66月完成了月完成了ITU-ITU-TG.984.3TG.984.3的标准，形成了的标准，形成了GPONGPON协议族。协议族。 ONUONUON

5、UONUOLTOLTODNODN AF AF接入网系统管理功能接入网系统管理功能业务接点业务接点 功能功能业务接点业务接点 功能功能Q3网络侧网络侧用户侧用户侧接入网链路接入网链路(PON)(AON)S/RR/Sa SNIUNIV5V5 EPONEPON与与 GPONGPON共同的特点：共同的特点： a) a) 高宽带接入。高宽带接入。EPON EPON 上下行各上下行各 1.24Gbit/s1.24Gbit/s。 GPON GPON 下行速度高达下行速度高达 2.488Gbit/s2.488Gbit/s，上行速度高，上行速度高1.24Gbit/s1.24Gbit/s。 是非对称特性，可以满足

6、现在和未是非对称特性，可以满足现在和未来各来各种带宽业务需求。种带宽业务需求。 b) b) 节省光纤资源。点到多点的树状广播网节省光纤资源。点到多点的树状广播网 络拓扑结构，从局端出一根光纤经分络拓扑结构，从局端出一根光纤经分 路器可分枝到路器可分枝到32/6432/64个终端的个终端的ONUONU设备设备 c) c) 设备运维管理成本低。设备运维管理成本低。PONPON接入技接入技 术只术只 有局端光线路终端（有局端光线路终端（OLTOLT）和）和用户侧光网络单元设备（用户侧光网络单元设备（ONUONU）为有）为有源设备。其中源设备。其中PONPON光分布网部分是光分布网部分是稳稳 定性高、

7、体积小、成本低的无源光定性高、体积小、成本低的无源光分路器等，无须提供电源、空调等。分路器等，无须提供电源、空调等。 ODN：光分配网络。它是OLT和 ONU之间的无源光传输媒质网络，由无源 光器件构成（Optical Distribution Network) OLT： 光网络终端。它是提供OAN网络侧的接口，并且连接一个或多个ODN。(Optical Line Termination) ONU： 光网络单元。它提供OAN用 侧接口，并且连接一个ODN。 (Optical Network Unit) AON：有源光接入网 PON：无源光接入网用户用户用户端口用户端口 功能功能业务部分业务部分

8、用户和用户和业务复业务复用功能用功能传输复传输复用功能用功能ODN接接口功能口功能供电功能供电功能OAM 功能功能公共部分公共部分 ODN核心功能核心功能图图 ONU功能块功能块 ODN ODN接口功能接口功能 ODN接口功能接口功能传输复传输复用功能用功能核心功能核心功能数字交叉数字交叉连接功能连接功能业务端业务端口功能口功能公共部分公共部分OAM 功能功能供电供电功能功能去协调设备去协调设备网网络络业务部分业务部分图图 OLT功能块功能块 OLT OLT 作为作为PONPON系统的核心功能器件和中系统的核心功能器件和中 心节点，心节点，OLTOLT具有集中带宽分配、控制各种具有集中带宽分配

9、、控制各种ONUONU、实时监控、运行维护管理整个、实时监控、运行维护管理整个GPONGPON系统的功能。系统的功能。 ONU ONU 为接入网提供用户侧的接口，提供为接入网提供用户侧的接口，提供语音、数据、视频等多业务与语音、数据、视频等多业务与ODNODN的接入，的接入，受受OLTOLT的集中控制。的集中控制。ONUONUOLTODNONUUNISNI图图GPON参考结构参考结构QODN的构成：光纤光缆、光连接器（光接头）、光分路器（OBD）、光衰减器、光隔离器、WDM等。法拉第器件法拉第器件图图 光隔离器的工作原理光隔离器的工作原理偏振器偏振器反反射射9045450（不通过）（不通过）E

10、PONEPON和和GPONGPON技术比较技术比较 a)a)相对相对EPONEPON技术，技术，GPONGPON下行速率可达下行速率可达2,488G/S2,488G/S满足未来带宽数据业务需求。提满足未来带宽数据业务需求。提供供QoSQoS全业务保障，同时承载全业务保障，同时承载ATMATM信元和信元和GFPGFP帧有很好的服务等级，采用帧有很好的服务等级，采用GFPGFP封装技封装技术综合传输效率在术综合传输效率在93%93%以上。以上。 接入距离更远（大于接入距离更远（大于20KM20KM），针对），针对FTTBFTTB开发的开发的GPONGPON系统，系统，OLTOLT和和ONUONU的

11、距离可的距离可达达60KM60KM。 而且，而且，GPONGPON更注重对多业务更注重对多业务的支持能力（的支持能力（TDMTDM、IPIP、CATV) CATV) 上连业务接口及下连业务接口更为丰富，上连业务接口及下连业务接口更为丰富，包括数据业务（包括数据业务（EtnernetEtnernet、IPIP、MPEGMPEG视频视频流）。流）。PSTNPSTN业务包括，（业务包括，（POTSPOTS、ISDNISDN、 SMT-1 SMT-1 ）。专用线，（）。专用线，（T1T1、E1E1、E3E3、ATMATM、10G10G、GEGE、FEFE等）可以提供等）可以提供FTTHFTTH、FTT

12、OFTTO、FTTBFTTB、FTTC+LANFTTC+LAN（DSLAMDSLAM）的多种接入）的多种接入方式。同时能提供时钟同步以及电信级方式。同时能提供时钟同步以及电信级QoSoS保证。保证。 EPONEPON的的TDMTDM支持采用电路仿真实现，支持采用电路仿真实现， QoSoS以及时间同步方面不如以及时间同步方面不如GPONGPON，对传统，对传统业务的支持有一定困难可靠性也不是很好。业务的支持有一定困难可靠性也不是很好。 EPONEPON除了难以支持以太网以外业务的同时，除了难以支持以太网以外业务的同时，传输效率也低。传输效率也低。 EPONEPON采用的采用的8B/10B的线的线

13、路编码，引入路编码，引入20%的带宽损失，在加上其的带宽损失，在加上其他开销可用负荷仅他开销可用负荷仅50%左右。而左右。而GPON (APON)采用的是采用的是NRZ 扰码为线路码没有带扰码为线路码没有带宽损失。在加上承载层效率，传输汇聚层宽损失。在加上承载层效率，传输汇聚层效率，业务适配等原因，效率，业务适配等原因，EPON总的传输效总的传输效率大约仅为率大约仅为GPONGPON的一半。的一半。 GPONGPON继承了继承了BPONBPON的很多基本特征，两者的很多基本特征，两者使用同样的使用同样的OLTOLT核心技术，使用同样的物理核心技术，使用同样的物理光纤和功率预算。同时光纤和功率预

14、算。同时GPONGPON采用了一些最采用了一些最新的技术成果如：最重要的新的技术成果如：最重要的GFPGFP（通用成帧（通用成帧协议）和协议）和FECFEC（前向纠错）等技术。（前向纠错）等技术。）相对于）相对于EPON EPON ，GPONGPON的标准更加完的标准更加完善。管理层的互通定义，使得善。管理层的互通定义，使得OLTOLT厂厂商的网络管理系统具有对其他厂商的商的网络管理系统具有对其他厂商的ONUONU进行正常认证、配置管理、故进行正常认证、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等完善障管理、性能管理、安全管理等完善的的 OAMOAM功能。功能。）除传统语音、数据业务外，）除传统语

15、音、数据业务外， GPONGPON标标准中还定义了第个波长，在准中还定义了第个波长，在OLTOLT上接入数字电视、上接入数字电视、IPTVIPTV电视信号，电视信号， 在在不影响电信业务的情况下，可以传送不影响电信业务的情况下，可以传送到到末端的末端的ONUONU设备，并支持设备，并支持RFRF电接电接 口到用户口到用户有线电视分配网，提供三网合一业务。有线电视分配网，提供三网合一业务。）EPONEPON技术比较成熟，芯片设技术比较成熟，芯片设计难度较计难度较低，产业链比低，产业链比GPONGPON成熟。成熟。EPONEPON 可以用以可以用以太网协议支持所有的太网协议支持所有的IPIP网络，

16、和现有的设备网络，和现有的设备有很好的兼容性，在数据业务里有很好的兼容性，在数据业务里EPONEPON有独有独特的优点。特的优点。GPONGPON相对于相对于EPONEPON出现的比较晚，他出现的比较晚，他的芯片成本较高，但随着的芯片成本较高，但随着GPONGPON量产后成本量产后成本会降到与会降到与EPONEPON相当的水平，甚至用户需求相当的水平，甚至用户需求带宽超出带宽超出30MM后，后，GPON成本优势突出。成本优势突出。从应用看，从应用看，EPONEPON比较适合部署中小规模比较适合部署中小规模FTTxFTTx，如个人用户。，如个人用户。GPONGPON适合部署大适合部署大规模规模F

17、TTxFTTx，如对技术要求高的企业用户。，如对技术要求高的企业用户。从长远的发展趋势看可能从宽带点到点从长远的发展趋势看可能从宽带点到点以太网光纤系统和以太网光纤系统和EPONEPON开始，最终过渡到开始，最终过渡到GPONGPON阶段。阶段。 GPON GPON 的应用模式的应用模式 a) PON+DSLa) PON+DSL的方案的方案( Flexlight)( Flexlight)； b) b) 移动网络基站互联；移动网络基站互联； c) FTTB/C+LAN&PBXc) FTTB/C+LAN&PBX； d) FTTH d) FTTH 低成本，丰富的家庭业务接口如低成本，

18、丰富的家庭业务接口如 GE/FEGE/FE、POTSPOTS、CATVCATV。以及园区网、工。以及园区网、工业网、开发区、大学城等一步到位；业网、开发区、大学城等一步到位； 从从GPONGPON的应用地区看，首先大规模部的应用地区看，首先大规模部署将是北美地区，署将是北美地区，0707年下半年欧洲和亚太年下半年欧洲和亚太地区也将进入大规模部署阶段。，日本地区也将进入大规模部署阶段。，日本0606年一季度始到目前年一季度始到目前FTTHFTTH用户已达用户已达546546万户。万户。据预测，据预测，0808年后年后GPONGPON在亚太部署规模主在亚太部署规模主要取决于中国和印度。要取决于中国

19、和印度。EPONEPON的应用模式的应用模式 a) a) 多用于网吧接入多用于网吧接入 b) b) 数字监控系统的信号接入数字监控系统的信号接入 c) c) 农村信息化提供接入平台农村信息化提供接入平台 d) d) 运营商在运营商在FTTHFTTH中的应用中的应用PSTNSTM-N视频源视频源EMSONUONUONUONUONUONU管理系统管理系统 ATM交换机交换机OLT1N图图 EPON接入网组成接入网组成PONPON关键技术关键技术1 1） 测距测距 由于由于ODNODN可以下接可以下接832832个个ONUONU，最大可以，最大可以下接下接6464个个ONUONU所以，不同所以，不同

20、ONUONU到达到达OLTOLT的逻的逻辑距离各不相同。这样信元在辑距离各不相同。这样信元在ONUONU和和OLTOLT之间之间的往返时间就不一样，若不进行控制各的往返时间就不一样，若不进行控制各ONUONU上上发的信元在发的信元在OLTOLT处就可能发生碰撞（测距精度处就可能发生碰撞（测距精度为为1 bit1 bit）。）。测距过程的启动有两种方法：测距过程的启动有两种方法：# # 网运启动测距网运启动测距# OLT# OLT周期自动周期自动2 2） 上行突发同步上行突发同步OLTOLT在接收上行突发数据流时，必须用突发块在接收上行突发数据流时，必须用突发块中的开头几个比特中的开头几个比特(

21、 (必须在必须在8bit8bit内内) )迅速建立起迅速建立起比特同步，这就是突发同步。比特同步，这就是突发同步。建立突发同步比较可行的方法有两种：建立突发同步比较可行的方法有两种：# # 门控振荡法门控振荡法# # 相关同步法相关同步法3 3） 上行突发光接收上行突发光接收 由于各由于各ONUONU到到OLTOLT的距离不同，各的距离不同，各ONUONU上上发的信息到达发的信息到达OLTOLT时的衰减也不同，因而时的衰减也不同，因而OLTOLT采用的判决门限也应不一样。既需要使用突发采用的判决门限也应不一样。既需要使用突发模式的光接收机对每个上行突发块快速建立判模式的光接收机对每个上行突发块快速建立判决阈值。决阈值。 为了实现这种高速光信号的突发块接收，为了实现