09全国NOC技能竞赛学习课件-GPON技术原理

1、GPON技术2013年中国电信网络操作维护职工技能竞赛办公室目录第一章 GPON系统构成第二章 GPON帧结构第三章 GPON工作原理第四章 GPON体系结构及特性第五章 GPON的加密1.1 GPON标准体系-G.984系列G.984.1概述业务方案、参考配置、基本技术要求、保护方式G.984.2PMD层 基本要求、和TC层的相互作用G. 984.3TC层 层次模型、复用机制、TC帧结构、 激活方式、OAM功能、安全性、FECG. 984.4OMCI管理信息库MIB、ONT管理控制通道、 ONT管理控制协议1.2 GPON的拓扑结构-点对多点1.3 GPON的系统构成（1/4）OLT（Opt

2、ical Line Terminal） 光线路终端 通常放置在中心机房（CO）ONU（Optical Network Unit） 光网络终端 通常放置在用户侧POS（Passive Optical Splitter） 无源光分路器 是连接OLT和ONU的无源设备 1.3 GPON的系统构成（2/4）低成本单纤双波长传送结构下行中心波长1490nm上行中心波长1310nm1.3 GPON的系统构成（3/4）OLT系统功能框图1.3 GPON的系统构成（4/4）ONU系统框图1.4 GPON的上下行速度 0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down0.62208 G

3、bit/s up, 1.24416 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 目录第一章 GPON系统构成第二章 GPON帧结构第三章 GPON工作原理第四章 GPON体系结构及特性第五章 GPON的加密2.1 GPON的帧结构GTC帧G

4、TC帧固定帧长 125US，即8K，可为TDM业务提供帧头信息2.2 GPON的下行帧2.3 GPON的上行帧2.4 GPON的链路层帧结构GEM帧GEM帧结构：PTI codeMeaning000User data fragment, Congestion has Not occurred, Not the end of a frame001User data fragment, Congestion has Not occurred, End of a frame010User data fragment, Congestion Has occurred, Not the end of a

5、 frame011User data fragment, Congestion Has occurred, End of a frame100GEM OAM 101Reserved110Reserved111Reserved目录第一章 GPON系统构成第二章 GPON帧结构第三章 GPON工作原理第四章 GPON体系结构及特性第五章 GPON的加密3.1 GPON的工作原理（1/5）单播/广播业务 （下行） OLTpayloadHECPTIPort-id=1PLIFCSpayloadT/LSADAGEM1GEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSADAONU2Portid=2O

6、NU3Portid=3ONU2Portid=1根据PORT-ID进行过滤125us3.1 GPON的工作原理（2/5）单播业务（上行）OLTFCSpayloadT/LSADAONU2Portid=2ONU3Portid=3ONU2Portid=1125uspayloadHECPTIPort-id=1PLIFCSpayloadT/LSADAGEM1ploGEM3ploGEM2ploGEM1ploGEM2ploGEM3plo上行数据用PORTID进行隔离和复用3.1 GPON的工作原理（3/5）组播业务采用广播PORID域和L2组播过滤表配合实现125usOLTpayloadHECPTIPort-

7、id=XPLIFCSpayloadT/LSADA=YGEMXGEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSADA=YONU2Portid=2Portid=xMA=YONU3Portid=3Portid=xMAYONU2Portid=1Portid=xMA=YPortid=x 构成广播域MA=组播地址表项Y是组播地址3.1 GPON的工作原理（4/5）广播业务（下行）125usOLTpayloadHECPTIPort-id=ZPLIFCSpayloadT/LSADA=ffffffGEMZGEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSADA=ffffffONU2Portid

8、=2Portid=ZONU3Portid=3Portid=ZONU2Portid=1Portid=ZPortid=Z 构成广播域DA=ffffff 广播地址3.1 GPON 的工作原理（5/5）广播业务（上行）125usOLTpayloadHECPTIPort-id=ZPLIFCSpayloadT/LSA=mac3DA=ffffffGEMZGEM2GEM3GEM1PCBFCSpayloadT/LSA=mac3DA=ffffffONU2Portid=2Portid=Zsamac3ONU3Portid=3Portid=ZSa=mac3ONU2Portid=1Portid=Zsamac3Portid

9、=Z 构成广播域DA=ffffff 广播地址GEM3 SA=mac3ploGEM3 SA=mac3plo目录第一章 GPON系统构成第二章 GPON帧结构第三章 GPON工作原理第四章 GPON体系结构及特性第五章 GPON的加密4.1 GPON的体系结构4.2 GPON系统的多业务性（1/3）GPON的多业务性4.2 GPON系统的多业务性（2/3）支持ATM 和GEM 两种模式GEM是通用封装格式，支持数据包的封装和NATIVE TDM的封装GPON 支持精准的8K定时，OLT给ONU送8K定时GPON系统在内时钟时是4级钟，锁外时钟时可达一级钟；GPON支持对上层数据包的拆包和包的重组；

10、可以做到无帧定界开销，效率高 4.2 GPON系统的多业务性（3/3） GPON支持高优先级业务中断低优先级业务，获得优先服务，保证TDM业务良好性能4.3 GPON系统的管理GPON系统的管理体系结构4.4 GPON系统的三级管理GPON 管理帧：（1）嵌入OAM（2） PLOAM帧（3）OMCI帧GEMheader(5 bytes)Transactioncorrelationidentifier(2 bytes)Messagetype(1 byte)Deviceidentifier(1 byte)Messageidentifier(4 bytes)Messagecontents(32 by

11、tes)OMCItrailer(8 bytes)4.5 GPON系统ONU的发现和测距新ONU发现有两种模式：（1） 随机竞争，不需要事先在OLT上配置ONU的SN号，采用SN自动学习方式（2）序列号MASK模式，需要事先在OLT上配置ONU的SN号ONU的发现和测距分两步：（1）获取SN号，要把所有ONU的SN号获得 或直到超时才结束该步 （2）测量新发现ONU的距离，给ONU配置EqD 时间 4.5.1GPON系统ONU的发现过程SN获取流程4.5.2 GPON系统ONU的测距流程RTD测量流程4.6 GPON系统的DBA（1/10）GPON系统的复用原理：4.6 GPON系统的DBA（2

12、/10）T-CONTT-CONT 传送ATM VP/VCC或GEM PORT并报告自己的buffer状态给OLT用于DBA；T-CONT能动态接收来自OLT的带宽受权；T-CONT用ALLOC-ID来标识别；单个T-CONT能承载各种类型业务ATM或GEM业务；单个T-CONT包含1个或多个物理队列，这些物理队列聚合成一个逻辑buffer,并想OLT报告逻辑BUFFER的状态，用于OLT的DBA ；T-CONT是透明传送实体，对传送的信号不做任何更改；来自OLT的带宽受权只给一个T-CONT进行带宽受权。4.6 GPON系统的DBA（3/10）T-CONT的类型和业务关系4.6 GPON系统的

13、DBA（4/10）T-CONT和队列的关系Port-id=xUNIUNI业务分类Q1Qn调度器1T-CONT1调度器NT-CONT2T-CONTN业务分类QmPPTPPort-id=y4.6 GPON系统的DBA（5/10）带宽需求报告（report)Plou状态指示4.6 GPON系统的DBA（6/10）Bit positionFunction7 (MSB)Urgent PLOAMu waiting (1 = PLOAM waiting, 0 = no PLOAMs waiting)6FEC status (1 = FEC ON, 0 = FEC OFF)5RDI status (1 = D

14、efect, 0 = OK)4Traffic waiting in type 2 T-CONTs3Traffic waiting in type 3 T-CONTs2Traffic waiting in type 4 T-CONTs1Traffic waiting in type 5 T-CONTs0 (LSB)Reserved4.6 GPON系统的DBA（7/10）DBRu4.6 GPON系统的DBA（8/10）Mode 0: A single field reports the total amount of data in the T-CONT buffer. Mode 1: Two f

15、ields, the first reports the amount of data with PCR tokens (1 byte), the second reporting the amount of data with SCR tokens (1 byte) in the T-CONT buffer. This type of reporting is suitable for T-CONTs type 3 and 5. Mode 2: Four fields, the first contains the non-linear coding of total number of T

16、-CONT#2 (PCR) The second field contains the non-linear coding of the total number of T-CONT#3 (SCR assured BW ) The third field contains the non-linear coding of the total number of TCONT#3(PCR) The fourth field contains the non-linear coding of the total number of T-CONT#4 (PCR) (best effort BW) . This is suitable for T-CONT type 5 reporting, or for ONUs to provide summarized reporting 4.6 GPON系统的DBA（9/10）Report in payload