FTTH技术及设备介绍

FTTH技术及设备介绍广东研究院引言GoogleFiberforCommunities:Thinkbigwithabig为用户提供1G带宽的超高速接入用于远程医疗、3D医疗图像、高清电视、3D电视等超高带宽应用，实验和开发基于超高带宽接入的各类应用2012年4月，Lightreading报道，Google在美国堪萨斯城的FTTH网络建设已经铺设光纤超过100英里。上个月他们已经获得堪萨斯所在的密苏里州的视频业务许可。Verizon宽带网络规划高质量VIDEOSuperHD2160i带宽需求32-60MbpsUltraHD4320i带宽需求256-480Mbps3D技术MPEG2HDTV带宽需求38MbpsSuperDTV带宽需求64-120Mbps，UltraDTV带宽需求512-960Mbps交互式3D技术3D游戏、会议、虚拟旅游、教育等等大带宽驱动力：视频目标：1G/客户需要通过速率的不断提升和网络的持续演进，来满足不断增长的用户带宽需求2012年5月，宣布推出下行300Mbps和上行65Mbps的FiOS宽带业务。Verizon表示他们非常看好视频业务，预计年内视频业务流量会占到网络总流量的一半以上，而几年内更可以增加到90%。“三网融合”新政策加速接入网带宽需求2010年1月13日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。2012年5月9日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署推进信息化发展、保障信息安全工作。会议确定实施“宽带中国”工程，推进城镇光纤到户，实现行政村宽带普遍服务。同时，加速推进三网融合。广电运营商－中国“第四运营商”将是宽带接入市场的强大竞争者。

大中城市完成>60%有线用户

End2010大中城市完成>95%有线用户

其他城市>50%End2011

城市地区完成>80%End201278.8M2-wayCableHH已覆盖24McableHH24M注1:大城市居民户91.05MHH,中小城市居民户48.71MHH,农村地区211.46MHH注2:农村地区有线用户65.5McableHH,城镇有线用户98.5McableHH.*38.24M*77.6Mnow双向网络改造NGB实验网覆盖主要城市全国范围的NGB网覆盖所有有线电视用户

Around2011Around201810MNGBHH164MNGB项目Source:SARFTplanSource:SARFTplan应对广电等运营商的竞争，中国电信宽带接入带宽需具备提供50M/100M能力用户与业务发展带来接入带宽持续提升优良体验效果的融合视讯、高清IPTV、高清视频通讯等新业务，带动每用户接入带宽20～50Mbps，预计2020年前每用户带宽需求将达到100Mbps用户量增加、宽带渗透率提高，消费习惯变化，也对接入网络带宽提出快速提升要求。未来高带宽视频业务预测Contents4FTTH及实现技术123EPON技术及进展GPON技术及进展EPON/GPON设备介绍5下一代PON技术进展FTTH是固网接入的发展方向宽带接入网的首要任务——大带宽接入大力推进光进铜退，提升接入带宽是中国电信网络转型的基础FTTH是方向宽带接入网的重点——多业务承载与QoS保障DSL具备一定的多业务和QoS能力基于PON技术的FTTH有明显的优势宽带接入网的难点——可管、可控、可运营可管可控可运营是PON设备研究一直重视并正在逐步解决的问题FTTH的根本目标不是光纤一定要到户，而是要满足大约20～30M、甚至更高带宽的业务需求——宽带提速，同时满足多业务承载、可管可控可运营等要求FTTH——光纤到用户的概念，不属于技术范畴点到点光接入方式点到多点光接入方式点到点MC方式PONPDH/SDH实现FTTH的主要技术FTTH及其实现技术FTTN（FibertotheNode光纤到节点）：现有DSL模式FTTB（FibertotheBuilding光纤到楼）：一般指光纤到商务楼或公寓楼FTTP（FibertothePremises光纤到建筑所在地）：通常包含FTTH和FTTBPON是实现FTTH的最佳组网模式无源光网络PON：点到多点的树形-分支结构局端设备和用户端设备之间为全无源结构节省局端机房节约主干光纤和局端设备的光接口可扩展性好，便于维护管理分光器位置放置灵活，便于适应端局下移点到点MC方式：点到点结构局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或者一根光纤，用户独享，保密性好局端和用户端各需要1个光收发器业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带宽都可以达到100甚至1000Mbit消耗较多的主干光纤点到多点PON在后期扩容成本、维护管理成本及业务提供能力等方面优于点到点的MC方式

是实现FTTH的最佳技术局端分光器用户终端光纤PON概述EPONIEEE802.3ah，采用以太网封装《中国电信EPON技术要求V2.1》，修订1、2传输线路速率下行/上行：1.25Gbps/1.25Gbps

支持1:32/64分光比，覆盖20km无源光网络PON：点到多点的树形-分支结构局端设备和用户端设备之间（ODN）为全无源结构PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输支持多业务承载与QoS保障GPONITU-TG.984.1～7，采用GEM封装《中国电信GPON技术要求V1.2》传输线路速率下行/上行：1.244Gbps/2.488Gbps支持1:64分光比，覆盖20km。1490nm1310nmPON工作原理下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他用户的数据上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制－－TDMA的接入机制Contents4FTTH及实现技术123EPON技术及进展GPON技术及进展EPON/GPON设备介绍5下一代PON技术进展EPON基本特点OLT与ONU之间信号传输基于IEEE802.3以太网帧采用8B/10B的线路编码，数据速率为上下行对称1Gbps,线路比特率为上下行对称1.25Gbps以MAC控制子层的MPCP（multipointcontrolprotocol）机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构P2P仿真子层是EPON/MPCP协议中的关键组件分光比1：32、1：64支持A、B类ODN网络EPON的关键技术突发模式光收发器技术帧结构测距动态带宽分配（DBA）机制下行数据安全性技术业务QoS处理TDM业务的承载运行维护管理（OAM）功能的实现EPON协议栈RS子层对点到点仿真的扩展对IEEE802.3规范的RS子层的扩展，以便多种数据链路层能够使用统一的物理层接口。RS子层实现将具体的MAC实体与其MAC帧的一对一的对应关系。实现原理：注册过程完成后，MAC层的MODE和LLID变量被赋值，该MAC可以是OLT多个MAC中的一个或ONU的唯一MAC。LLID和MODE用来标识一个数据包是由哪个MAC发送和接收。OLT的PCS工作模式为单向模式。扩展后的RS子层数据的前导码由以下部分构成：SLD（LLID定界符）、LLID和CRC8。SLD用来定界LLID和CRC8，LLID域识别源MAC或目的MAC。CRC8用于校验。EPON技术研究－MAC帧结构前导码7Bytes帧定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据46—1500Bytes填充不定FCS4Bytes前导码8BytesDA6BytesSA6Bytes长度/类型2Bytes数据46—1500Bytes填充不定FCS4Bytes5555SLD5555LLIDLLIDCRC8传统以太网MAC帧EPONMAC帧SLD:SLD指示LLID和CRC位置EPON技术研究－上行帧结构行帧由突发的以太网帧＋MPCP上行控制帧＋物理层的突发开销组成MPCP协议的主要特点支持规范定义的点到点仿真（P2PE）；OLT支持多个LLID和MAC客户端；每个ONU至少支持一个LLID；支持单拷贝广播机制；支持动态带宽分配的灵活体系结构；使用32比特时间戳来发布定时信息；基于MAC控制的体系结构；对已发现设备进行测距来提高网络性能；进行连续测距以补偿往返时间的变化。测距技术TxTxRxRxOLTONUT1...GATET1...T1GATET2T4...REPORTT3T4...REPORTT5RTT（往返时延）=T2-T1+T5-T3OLT在时隙T1发送GATEONU在时隙T2收到GATE，把本地计数器设为T1ONU在时隙T3发送REPORT，带时间标签T4OLT在时隙T5收到REPORTEPON系统测距：EPON中以OLT时钟为参考时钟，各个ONU时钟和OLT时钟同步OLT周期性的广播发送同步信息（sync）给各个ONU，使其调整自己的时钟。OLT和ONU都有每16ns增1的32比特计数器。这些计数器提供一个本地时间戳。当OLT或ONU任一设备发送MPCPDU时，它将把计数器的值映射入时间戳域。从MAC控制发送给MAC的MPCPDU的第一个八位字节的发送时间被作为设定时间戳的参考时间。DBA的原理DBA的工作流程是Gate－Report－Gate－Report，如此循环OLT给ONU发布的grant在Gate消息中承载ONU通过Report消息使OLT了解其本地的队列状态和业务流量Grant的分配是基于特定算法的DBA要按照SLA进行grant分配（包括保证带宽、最大带宽等参数下行数据的安全性因为PON的多点广播特性，所有的下行数据都会被广播到PON系统中所有的ONU上。如果有一个匿名用户将它的ONU接收限制功能去掉，那么它就可以监听到所有用户的下行数据，这在PON系统中称为“监听威胁”PON网络的另一个特点是，网络中ONU不可能监测到其它ONU的上行数据在PON上解决安全性的措施是OLT对下行信息加密（包括所有的数据帧和OAM帧）系统应针对每个LLID进行搅动，每个LLID有独立的密钥。加密的核心问题包括：加密算法密钥的产生和传递密钥的更新与同步EPON产业链成熟，EPON技术发展完善“光进铜退”的接入网建设与EPON技术发展形成良性互动EPON技术取得新进展，新的《中国电信EPON设备技术要求》V2.1提升了EPON的业务支持能力和运行维护能力1000BASE-PX20+光模块完善的光链路保护功能基于逻辑标识的ONU认证功能ONU的PoE功能IPv6感知功能SFU/SBU的软件升级的要求SFU/SBU的语音业务的远程管理ONU的事件通告的要求EPON大规模应用，产业链进一步成熟、壮大EPON在亚太和欧美的MSO得到广泛应用，总商用规模超过6000万端口，占全球光接入的60％以上EPON产业链进一步成熟，元器件与设备价格大幅下降芯片供应链进一步壮大（Broadcom、marvell进入）光模块成本低，非常成熟设备厂商多，类型丰富，全面满足“光进铜退”需求在“光进铜退”过程中,EPON技术进一步完善，图1：09年三季度各区域各种PON设备市场规模资料来源：InfoneticsResearchQ309Report结合“光进铜退”中ODN对EPON光模块的要求，制定了PX20+光模块规范1000BASE-PX20+可以提供更高的分光比和更远的传输距离在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:64，传输距离达到10km；在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:32，传输距离达到20km；提高了光功率预算，相当于GPON的ClassB+规格上行：30dB，下行29.5dB新的1000BASE-PX20+的光接口已经成熟根据光进铜退中各省的组网需求，细化了MDU的VLAN转换、N：1VLANaggregation和VLANTrunk的功能要求MDU以太网接口和VDSL2接口应支持，N：1VLAN聚合功能（N应不小于8），且支持至少4个N：1VLAN聚合组，且不小于8（其中M为端口配置的聚合组数量）MDU的每个以太网UNI端口应支持至少8个VLAN转换条目，整机应支持至少“8×以太网端口数”个VLAN转换条目。MDU应支持α到α的VLAN转换；MDU应支持多个UNI端口的VLAN转换后网络侧VLANID的相同，并能保证上下行业务正常转发；MDU还应支持部分VLAN进行从α到α的VLAN转换操作，部分VLAN进行从β到γ的转换操作（α、β、γ为VLANID）。细化了MDU的VLAN功能要求EPON技术的新进展（一）结合政企客户和重要业务的保护需求，详细定义了4种光链路保护的类型，全面满足各种场景的需求EPON技术的新进展（二）类型a：业务中断时间应小于150ms

类型b：业务中断时间应小于150ms

类型c：业务中断时间应小于200ms

类型d：业务中断时间应小于50ms

新的光链路保护功能和统一的实现协议针对离线配置和降低设备装维复杂度的需求，完善了ONU认证功能，新增了基于逻辑标识的ONU认证功能以及物理标识/逻辑标识的混合认证基于逻辑标识的ONU认证逻辑标识包括LOID（LogicalONUID）和Password两部分，可灵活配置便于业务开通过程中的离线配置；维修时在ONU上输入LOID和Password即可，无需后台操作各省可根据业务发放和运营的方式灵活定义LOID和Password。物理标识/逻辑标识的混合认证OLT设备同时支持基于MAC地址的ONU认证方式和基于逻辑标识的ONU认证方式该模式实现了对基于物理标识（MAC地址）的ONU认证方式和基于逻辑标识的ONU认证方式的兼容，有利于本地网从基于物理标识的ONU认证方式向基于逻辑标识的ONU认证方式的平滑转变新增基于逻辑标识的ONU认证功能，适合FTTH装维的需求定义了支持PoE的ONU设备的功能要求通过RJ45以太网电口的数据线（1、2、3、6）同时传递数据和电流，为其他支持PoE的设备提供电力支持PoE的ONU设备应支持内置PoE电源。供电最长距离不应小于100m。每个以太网电口向下挂设备提供的最大输出功率不应低于15瓦，且供电功率可配置，配置范围为1-15瓦。具备PoE功能的ONU可为不便于取电的设备（如AP）供电。EPON技术的新进展（三）一些ONU开始支持PoE功能，满足AP灵活组网要求根据集团下一代互联网工作的总体安排，EPON设备开始支持IPv6Aware功能，主要涉及：业务流分类、用户认证及用户接入线路（端口）标识、防ND协议报文攻击、地址欺骗等与IPv6相关的安全内容、MLD组播功能、OLT的NDProxy功能以实现同一个PON口内语音业务的互通性等功能、EMS支持对IPv6相关属性的管理及基于IPv6地址的网元管理功能等现网EPON设备均支持IPv6透传模式,主流厂商的部分设备支持IPv6Aware功能，大多数厂商2010年Q3、Q4可商用EPON技术的新进展（四）增加了IPv6功能，部分厂商的EPON设备开始支持IPv6Aware基于扩展OAM的ONU的软件远程升级功能，可以实现异厂商OLT设备对SFU/SBU设备的远程软件升级功能增加了SFU/SBU的软件升级功能基于扩展OAM实现ONU的时间通告，可以实现异厂商OLT设备对ONU的告警管理增加了ONU的事件通告功能要求基于扩展OAM机制，实现针对SIP协议和H.248协议的远程配置功能可以实现异厂商OLT设备对SFU的语音模块的配置和管理。增加了ONU事件通告功能增加了SFU/SBU的语音业务的远程管理功能Contents4FTTH及实现技术123EPON技术及进展GPON技术及进展EPON/GPON设备介绍5下一代PON技术进展GPON简介吉比特无源光网络Gigabit-capablePassiveOpticalNetworksFSAN(FullServiceAccessNetworkAlliance)2001年发起制定的PON标准2004年，ITU-T颁布G.984.1/2/3/4（GPON标准建议）,标准化基本完成GPON主要是由欧美运营商发起制定的标准GPON标准化进程

G.984.1（G.gpon.gsr）2003G.984.2（G.gpon.pmd）2003G.984.3（G.gpon.gtc）2004G.984.4（GPONOMCI）2004CCSA：《接入网技术要求——吉比特的无源光网络（GPON）》

BPONG.983GPONG.984EPON19952003APON/BPON=ATMPON支持IP及TDM622M带宽1999年被国际电联(ITU)采纳为标准EPON=EthernetPON支持IP及模拟的TDM1G带宽2004年由IEEE的标准化GPON=GigabitPONFSAN将其演变为语音、数据的源模式传输2.5G带宽2003年被国际电联(ITU)采纳为标准GPON的目标更高的带宽和更大的分路比：下行2.5Gbps,上行1.25Gbps支持多业务能力强(标准本身就提出了多业务适配和QoS保证的要求)，包括TDM业务高封装效率链路层安全性(AES-128)完善的ONU远程管理（OMCI）InteroperabilityGPON基本特点开发全新的帧结构，能承载IP、TDM、ATM等综合业务面向G比特应用，下行1.244G/2.488Gbps，上行155M/622M/1.244G/2.488Gbps等多种组合基于125微秒定长帧结构，承载TDM业务能力强帧结构中丰富的OAM开销，运行、维护、管理功能强逻辑分光比1：64支持A、B、C类ODN网络GPON技术研究（1）GPON系统的关键技术复用技术GEM（GPON封装方法）技术帧结构基于T-CONT的服务质量控制OAM&OMCIDBA

复用技术基于ATM封装的复用,由VPI/VCI唯一标识基于GEM封装的复用,由PortID唯一标识基于ATM+GEM封装的混合复用GEM业务的复用GEM业务的复用/解复用功能由ONU完成基于GEM的复用由PortID唯一标识

每个T-CONT可包含一个或多个GEMPort-ID每个T-CONT由Alloc-ID标识GTC系统根据T-CONT管理流OLT监控每个T-CONT的流量负载，并调整带宽分配来更好的分配PON资源GTC系统协议栈GPON物理媒质相关（GPM）子层GTC成帧子层PLOAMOMCIGEMClientGPON传输汇聚(TC)层GEMTC适配OMCI适配DBA控制TC适配子层ITU-TG.984.3引入了一种新的传输汇聚子层GTC，用于承载ATM业务流和GEM业务流。C/M平面管理用户业务流、安全、OAM等

U平面负责承载业务流GTC系统协议栈嵌入式OAMTC帧结构下行帧由下行物理控制块（PCBd）和GEM块组成上行帧由复用的突发传输时隙组成下行帧提供了PON公共时间参考和上行公共控制信号UpstreamSlotRSlot0Slot1SlotRSlot0Slot11byte上行虚拟帧Tx时长DownstreamTP-frame=125usPCBdnPayloadnPCBdn+1Payloadn+1下行帧结构PCBdnPCBdn+1PCBdn+2TP-frame=125usPayloadnPayloadn+1“Pure”ATMcellssectionTDM&datafragmentsOverGEMsectionN*53bytesPCBdnPCBdn+1Psync4bytesIdent4bytesPLOAMd13bytesBIP1bytePLend4bytesPLend4bytesUSBWMapN*8bytesCoverageofthisBIPCoverageofnextBIP

Psync物理层同步：用作ONU与OLT同步

Ident：用作指示更大的帧结构

PLOAMd：下行PLOAM信息

BIP：误码监测

Plend：用于说明US

BW

Map域的长度

US

BWMap：带宽映射信息上行帧结构每帧包括一个或多个ONU的上行数据在每个被分配的时隙内，ONU能够传送用户数据（ATM信元或者GEM帧）和1到4种类型的PON开销物理层上行开销（PLOu，thePhysicallayeroverheadupstream）；物理层上行OAM（PLOAM）；上行功率电平序列（PLSu，thepowerlevellingsequenceupstream）；上行动态带宽报告(DBRu)。GEM帧结构

GEM帧由5字节的帧头和不定长的净荷组成

PLI，净荷长度指示，用来查找下一个帧头以提供定界。

PortID，用来提供PON中4096个不同的业务流标识，实现业务流复用。

PTI，净荷类型指示，用于指示段净荷的内容类型和相应的处理方式。最高位指示GEM帧是用户数据段还是OAM信息次高位指示用户数据是否发生拥塞最低位指示在分片机制中是否为帧的末尾

HEC有13bit，它提供GEM帧头的检错和纠错功能。GEM分片机制在每个净荷碎片前面插入GEM帧头，支持帧长随机的用户数据帧。提供了时延敏感业务先于非时延敏感业务传输的可能，紧急数据的GEM碎片总是在每个数据区或净荷的起始位置进行传送。媒质接入控制下行帧指示上行流在上行帧中的允许位置，上行帧和下行帧同步OLT在PCBd中发送指针指示每个ONU上行发送的开始和结束时间指针以字节为单位，允许OLT以带宽粒度为64kbit/s或以上对媒质进行有效的静态控制

在任意时刻只有一个ONU可以访问媒质以避免发生碰撞T-CONT1(ONU1)T-CONT3(ONT3)T-CONT2(ONT2)Slot100Slot300Slot400Slot500Slot520Slot600上行PCBd下行净荷AllocIDStartEndAllocIDStartEndAllocIDStartEnd110030024005003520600下行SyncUSBWMapPLOAMBIP媒质接入控制媒质接入控制在每个T-CONT完成，每个ONU可以用多个T-CONT承载多个业务流，由带宽映射域BWmap中的多个Access完成。Alloc-ID指示上行授权时间对应的T-CONTSStart指示分配时隙开始时间SStop指示分配时隙结束时间GPON技术研究－功率电平调整（PLM)OLT通过检测特定时隙的上行信号接收功率，判断该时隙相应ONU的发射功率是否应做调整，如需调整，则在下行帧中发送功率电平调整消息，使得所有ONU的发送信号到达OLT后大致相同优点：保证OLT的光接收机工作在相对较小的动态范围内，降低光接收机高速工作（G比特）时的实现难度缺点：增加ONU光发射机的实现难度GPON－“开窗测距法”OLT打开测距窗口的方法是发送下行控制信息，通知已激活的ONU停止发送上行数据，停止发送上行数据的时间段称为“测距窗口”，测距窗口的大小选择应能保证GPON中最远的ONU从接收到测距命令到发送的上行信号到达OLT时不与其它ONU的上行数据发生碰撞冲突，GPON中建议测距窗口为250μs，包含20公里光传输的时延（200μs）和附加的随机时延（50μs）。如果ONU距离OLT的位置是已知的，“测距窗口”的设置可以很小，使测距与激活的效率得到提高。在“测距窗口”选择最大时，理想的情况是在同一个测距窗口中，有多个未激活的ONU同时响应，并且响应信号不发生碰撞。这种情况是可能发生的，因为ONU距OLT的距离不同，传输时延有差异。但是有可能发生的一种情况是多个未激活的ONU的响应信号在OLT侧发生冲突，则测距仍无法进行。GPON中规定采用设备的序列号指定特定的ONU做出响应，设备的序列号做为OLT测距命令的参数一起下发，如果设备的序列号未知（或者序列号未在OLT的管理系统中注册），则通过“二进制树遍历”的方法避免冲突，该方法使序列号参数每次减1，直到有唯一的ONU响应为止。基于T-CONT的QoS控制带宽优先级时延敏感T-CONT类型类型1类型2类型3类型4类型5固定带宽是支持

支持保证带宽否

支持支持

支持非保证带宽否

支持

支持尽力而为带宽否

支持支持DBA操作SR-DBA服务质量保障最低带宽保证最高流量限制可以实现流量队列的最低带宽保证，所有队列最低带宽之和不大于总带宽，保证在最低带宽保证速率范围内，报文优先无阻塞转发。超过最低带宽保证速率的流量，通过加权公平队列机制分享空闲带宽。超过最高流量限制的报文被送入等待队列或丢弃业务流分类和调度GPON系统的上行业务流分类主要由T-CONT进行每个CoS被映射到其关联的T-CONTOLT根据CoS需求和PON上的资源对T-CONT尺寸和时序进行分配DBA确保具有较高CoS的T-CONT获得高优先权GPON系统对于TDM业务有单独的优先级标记，由指定时隙优先传送其它的包括Internet上网业务、VoIP、IPTV、VoD业务以及未来其它新业务往往是承载在IP包上，对于IP业务流，本质上GPON还是归结为在Etheret上支持差分业务，遵循802.1p的优先级队列机制GEM支持碎片载荷的特有机制使其QoS/CoS机制更为高效GPON技术标准持续完善2011年5月发布《中国电信GPON设备技术要求V2.0》增强GPON的系统能力要求，重点解决FTTH场景下异厂商互通性系统能力要求GPON互通性聚焦FTTH场景HGU中与PON口无关特性由TR-069管理明确列出必选/可选的ME采用N:MP二层业务模型明确了对于SFU/HGU的单播、组播业务的OMCI配置模型澄清了一些互通测试中发现的厂商理解不一致的细节问题（如MIBupload，PPTP/VEIP的使用）以ITU-TG.984.1/2/3为基础，OMCI标准采用G.988对IPv4和IPv6的功能要求ONU环路检测功能异常发光ONU的检测和诊断组播实现机制性能统计告警功能GPON技术标准持续完善（一）OMCI配置模型为了实现异厂商设备的互通，详细定义了OMCI的配置模型OLT和ONU应能支持N：MPbridge-map-filtering的GEM连接方式，单端口的SFU和HGU应支持1：MPbridge-map-filtering的GEM连接方式，1FE+1POTSSFU应支持2：MPbridge-map-filtering的GEM连接方式。详细规范了配置模型受管实体的连接关系，比如N:MP方式下802.1pmapperserviceprofile的关联方式，UNI-G中属性的配置参数等等。单以太网口SFU或者HGU的OMCI配置模型图多以太网口SFU的OMCI配置模型图GPON技术标准持续完善（二）受管实体（ME）详细列举了GPON系统中不同形态设备对不同ME的支持程度为了满足现网运营需求，实现异厂商互通性，定义了中国电信私有的ME：ONUcapability，LOIDauthentication，extendedMulticastoperationsprofile，ONULoopbackdetection，ONUPowersupplycontrol规范了ME创建/删除/配置原则提出了将受管实体：VEIP应用在HGU/MDU/MTU设备，并规范了VEIP及相关ME的使用方法规定了不同类型的ONU应在MIBupload时如何上报VEIP和PPTP：单以太网口SFU仅使用和上报PPTP，不应使用VEIP；HGU只能使用和上报VEIP，不应使用PPTP；1FE+1POTSSFU应同时上报PPTP和VEIP，EMS根据需求进行配置相应的受管实体。要求OMCI消息采用command-response-command的处理机制GPON技术标准持续完善（三）ONU的逻辑标识认证要求PON系统支持G984.3定义的物理标识认证和中国电信定义的逻辑标识认证(LOID+Password)方式定义了中国电信的ME：LOIDAuthentication，来实现逻辑标识认证详细规范了ONU逻辑标识认证的流程认证成功认证失败GPON技术标准持续完善（六）规范了GPON系统告警的检测和上报的功能。OLT应能支持通过GetAllAlarms获知所有受管实体的告警状态。ONU应能通过Alarm消息上报告警通知（Alarm）以及越限告警（TCAs）。告警功能要求性能统计功能要求规范了GPON系统性能统计的功能要求。OLT应支持在OLTPON口和上联口分别进行性能统计。ONU应支持在ONUPON接口和以太网口分别进行统计。规范了ONU的性能统计功能中应支持的受管实体：Ethernetperformancemonitoringhistorydata3和EthernetFrameExtendedPM,可选支持Ethernetperformancemonitoringhistorydata、、MACbridgeportperformancemonitoringhistorydata、MACbridgeperformancemonitoringhistorydata通过Getcurrentdata动作查询当前统计值。GPON技术标准持续完善（七）ONU环路检测机制新定义ME：ONULoopbackdetection，可以远程配置ONU环路检测功能的相关参数，包括：打开/关闭ONU环路检测功能，发送环路报文的频率，环路回复的时间间隔，以及环路报文的VLAN等。为满足针对不同终端的环路检测功能，环路检测报文目的地址应为广播地址，建议环路检测报文的以太网类型为0xfffa。详细定义了ONU环路检测功能的实现机制

ONU设备收到环路检测报文即判定存在环路故障，ONU设备应关闭相应故障端口，并上报故障告警。ONU设备应支持开启端口主动发送检测报文以确定环路问题是否恢复。当检测到环路故障恢复正常后，ONU设备应支持自动恢复故障端口的工作状态，并清除故障告警。当检测到端口还存在环路故障，应立即关闭故障端口，但不重复上报故障告警。应支持通过EMS人工配置强制打开和关闭故障端口的工作状态。GPON技术标准持续完善（八）新定义ME：ONUPowersupplycontrol，可以远程配置ONU发送机电源的关闭时间，ONU是否自己检测发送机电源故障，以及选择对主用或者备用光模块的发送机进行操作等。当OLT检测到ONU异常发光或光链路诊断需要时，明确要求采用Disable_Serial_Number消息来通知指定ONU打开/关闭发送机电源，或者关断所有ONU的光发送机电源通过受管实体ONUPowersupplycontrol中ONUPowersupplyshutdownduration属性值来设置ONU保持在O7状态的时间（即发送机电源关断时间）。当超时后，ONU自动开启光发送机电源，并跳转到O2状态。考虑到现网以逻辑标识认证方式为主，因此要求OLT应保存ONU-ID，SerialNO，LOID/password的对应关系，并且ONu重启后，OLT应该也维护此对应关系。异常发光ONU的检测功能组播机制详细定义了GPON系统的组播有两种实现方式：分布式IGMP/MLD方式和可控组播方式。要求OLT应通过组播GEMport将组播内容和下行IGMP/MLD消息发送给所有ONU，ONU应支持接收组播GEMport或单播GEMport承载的下行IGMP/MLD消息。新定义ME：extendedMulticastoperationsprofile

实现组播VLAN，IGMP协议的VLAN以及用户权限的管理。Contents4FTTH及实现技术123EPON技术及进展GPON技术及进展EPON/GPON设备介绍5下一代PON技术进展60EPON和GPON设备的架构相同，区别仅在于PON接口部分OLTOLT：EPONOLT和GPONOLT的系统架构基本相同，主要区别在于PON接口的芯片和光模块不同，其他部分均完全相同ONU：EPONONU和GPONONU包括语音模块、交换芯片、PON芯片和光模块以及辅助器件，其区别也仅在于PON芯片和光模块不同。主流厂商的OLT设备持续完善OLT成为大容量、高性能的多业务接入与汇聚平台，全面满足FTTX各种场景的功能和性能要求更高的端口密度和更大的接口容量（单框128PON口）更大的MAC地址表容量（可达512K）和以太网交换能力（500Gbps~960Gbps）更优化的总线架构和总线带宽分布式的业务处理功能和灵活的业务交换能力，提供更强大的VLAN处理能力（每个PON口支持的数量2K~4K），增强了OLT的组网能力，能够汇聚以太网交换机和DSLAM设备的业务丰富的接口能力（提供EPON、GPON、P2P、10GEPON等线卡的灵活混插，提供GE、10GE、SDH等多种上联接口）目前从接口容量、交换能力和组网能力来看，主流厂商的OLT已经达到了A类汇聚交换机的能力，是低成本的多业务接入与汇聚平台华为MA5680T中兴C300烽火AN5516-01贝尔7342ISAMFTTU62GPON技术具备商用条件GPON产业链进一步成熟，元器件与设备价格有较大幅度下降ClassB+的光模块已经成熟PON芯片供应链进一步壮大ONU的ASIC芯片供应商较多（Broadlight、PMC、Cortina、Broadcom、Marvell），产品丰富OLT侧的ASIC也已基本成熟（Broadlight、PMC）市场上设备供应商也较多，形成了充分竞争的格局GPON设备形态比较丰富：主流厂商均能提供多款适应于不同应用场景的ONU设备，基本满足需求(GPON上行的e8-c网关还比较少)多数GPON设备的架构、功能、性能、维护管理能力、业务支持能力有所增强，能够满足包括高速上网、IPTV、VoIP等多种业务的需求FTTH环境下接入终端形式接入形式一：PON上行e8-C（4FE+1WIFI+1USB+POTS）接入形式二：多口SFU（4FE+2POTS）接入形式三：多口SFU（4FE+2POTS）+LAN上行e8-B（4FE+1WIFI+1USB）接入形式四：单口SFU（1FE/GE）+LAN上行e8-C（4FE+1WIFI+1USB+1POTS）丰富的GPON终端爱立信：多商业环境下的GPON终端阿朗：ISAM系列化GPON终端中兴：ZXA系列GPON终端烽火：AN5506系列GPON终端HG810HG813HG850aHG865HG866MA5620MA5626MA5610MA5616OT925GOT928GMA5606TMDUONT华为：系列化GPON终端全球GPON设备厂家已有27家，其中台湾ODM/OEM厂家超过10家；在全球GPON厂家的共同努力下，GPON设备成本已与EPON相当；

EPON、GPON在设备层面无差异应用终端延伸--天翼宽带猫天翼宽带猫是指包含VoIP功能的家庭宽带接入设备，其基本功能包括以下几点网络接入调制解调功能（可以有DSL、LAN和PON三种）VoIP功能（硬终端方式）用户侧LAN接入功能远程管理功能主要接口形态产品形态灵活，POTS口为1－2个，且在放号的同时配置资源，因此实装率高，投资效率高在成本上接近普通ADSL猫降低成本是天翼宽带猫的首要目标，应在满足以上功能的前提下，尽可能的与现有普通猫成本靠近终端解决方案存在几个问题供电，包括停电时业务提供问题(与网络解决方案的FTTx场景一样),以及家庭内的终端功耗问题（与网络解决方案的FTTH场景一样），没有增加新问题采用SIP语音时，用户感知问题与使用普通SIP终端一样，存在掉电、拍叉问题，没有增加新问题天翼宽带猫的网络应用DSLAMUSBFXSFXSLan1Lan2Lan3Lan4WANWiFiUSBUSBFXSFXSLan1Lan2Lan3Lan4WANWiFiUSBFilterFilterFilterAnalogPhoneSignalDSLSignalcallcall×call

室内及楼内布线不需改变Re-injection使用Re-injection功能,有效利用原有的电话线,不改变用户的使用习惯,方便用户布线PSTNIPnetwork有利于主干铜缆退网天翼宽带猫应用场景建议新建FTTx地区改造FTTx地区已有覆盖区域（网络资源已经具备，或可以通过调配解决）建设模式只为用户提供宽带端口建设模式为用户配置足够宽带端口资源，同时，根据已有窄带用户数量在局端配置话音端口建设模式按照传统模型，分别新增宽带端口和窄带端口业务提供模式新增话音天翼猫解决业务提供模式已有的宽窄带用户维持现状业务提供模式已有的宽窄带用户维持现状新增宽带天翼猫解决已有的宽带用户，新增话音业务天翼猫解决已有的宽带用户，新增话音业务AG或传统PSTN端口解决新增话音和宽带天翼猫解决已有的话音用户，新增宽带用户天翼猫解决已有的话音用户，新增宽带用户天翼猫解决

新增纯话音天翼猫解决新增纯话音AG或传统PSTN端口解决

新增纯宽带天翼猫解决新增纯宽带天翼猫解决

新增话音和宽带天翼猫解决新增话音和宽带天翼猫解决Contents4FTTH及实现技术123EPON技术及进展GPON技术及进展EPON/GPON设备介绍5下一代PON技术进展PON走向何方？WDM_CDMAHybrid?PureWDM?OCDMA?Hi_speedTDMA?NOWTDMAPONWDM_TDMAHybrid?????1．10Gbit/s及以上的传输速率2．更高的分路比，至少1:64的分光比3．更强的组网能力4．对EPON/GPON的兼容性EPON/GPON下一代PON技术方向Bandwidth200520102015GPONYear下一代PON演进路线EPON10GEPON09Y092011？NG-PON1XG-PON2XG-PON1大带宽，高分光比，长距，更多用户接入

ODN共存沿用，新技术平滑演进ITU-TFSAN10GEPONDS10G/US1GDS10G/US10GXG-PON1DS10G/US2.5GXG-PON2DS10G/US10GNG-PON2:尚未定义OMCIIMP2008?10GPON的标准10G-EPONIEEE802.3av，2009.9发布定义了对称、非对称两种模式对称10G-EPON（下行10Gb/s、上行10Gb/s）非对称10G-EPON（下行10Gb/s、上行1Gb/s）CCSA行标已完成（中国电信牵头起草）企业标准10G-EPON的相关技术要求已经纳入到《中国电信EPON设备技术要求》V3.0XG-PON1ITU-T标准G.987.1/2/3、G.988，2010.10发布目前只规定了非对称模式（下行10Gb/s、上行2.5Gb/s），对称模式（下行10Gb/s、上行10Gb/s）的尚未标准化尚未启动CCSA行标正在制定中10GEPON大分光比及高带宽支持能力10G-EPON的PMD层IEEE802.3av规定了10Gb/s下行、1Gb/s上行的非对称模式（10/1GBASE-PRX）和10Gb/s上下行对称模式（10GBASE-PR）两种速率模式的10G-EPON系统对于非对称和对称各支持三类光功率预算非对称（10G/1G）：PRX10、PRX20、PRX30对称（10G/10G）：PR10、PR20、PR3010G-EPON的FEC采用RS（255，223）编码，可增加光功率预算5～6dB(相对于1G-EPON的RS（255，239），增益提高2～3dB)10G-EPON的FEC是强制的，不是可选的。以电层的开销和复杂性降低对光模块的要求，以降低成本（当然会产生一定的开销）10G-EPON线路编码与10GE相同，采用64B/66B编码，效率为97%相对于1G-EPON的8B/10B（效率80%），效率有明显提升传输距离分光比光模块规格功率预算（dB）等效EPON/GPON光模块规格10km1:16PRX10/PR1020EPONPX10/GPONClassA1:32PRX20/PR2024EPONPX20/GPONClassB20km1:161:32PRX30/PR3029EPONPX20＋/GPONClassB+光功率预算可达32~34dB，可以支持1:64/128/256分光比编码效率高，二层吞吐量接近10GE三类ONU的共存10G-EPON的工作波长10Gb/s下行：1575～1580nm（1577nm）10Gb/s上行：1260～1280nm（1270nm）1Gb/s上行：1260～1360nm（1310nm）10G-EPON支持10G/10GONU、10G/1GONU和1G/1GONU的共存物理层要求：下行方向10G与1G信号以WDM方式共存，上行方向10G与1G信号以TDM方式共存数据链路层要求：OLT为不同类型的ONU打开不同的发现窗口，10G、1G注册采用不同的广播LLID731260-1360nm1260-1360nm1260-1280nm1G和10GEPON可按需平滑演进10GEPON和1GEPON将在一定时期内共存10GEPON提供面向下一代的带宽竞争能力步骤3（按需升级）FTTB：更换ONU上联为10GEPON子卡FTTH：更换ONT为10GEPONONT1G和10GEPON管理运维体系统完全兼容步骤1保持原有ODN网络不改变步骤2OLT混插10GEPON单板1G10G10G10G1G1G数据视频语音10G10G10GEPONOLT1G1G1G1G1G1G数据视频语音1G1G10GEPONEPONEPON/10GEPONOLT123XG-PON1波长规划XG-PON1的工作波段为“基础波段”下行信号波段为1575-1580nm（室外应用时为1575-1581nm）上行信号波段为1260-1280nmGPON信号和CATV信号为“增强波段”信号干扰的解决基础波段与增强波段之间通过保护频带隔离XGPON1系统使用WBF（wavelengthblockingfilter，波长阻塞滤波器），可获得较好的信号间隔离度

GPON和XG-PON1的共存（一）使用WDM堆叠来实现GPON到XG-PON1的共存，已经布放了GPON系统，受到新业务驱动压力而进行的现网升级最大程度重利用已有的光纤布放，在同一个网络中需要将部分有带宽提升需求的用户升级到XGPON1系统，同时将另一部分用户继续保留在原GPON系统中保持原GPON系统的光纤基础设施不变，将原有GPON系统直接升级到XGPON1系统共存方式一：通过在局端放置WDM1r器件，结合终端前置或嵌入的WBF器件，在上/下行方向分别对多个工作信号进行合波/分波GPON和XG-PON1的共存（二）共存方式二：利用分光器组合，结合终端前置或嵌入的WBF器件，最终达到对多个工作信号分离的目的。10G-EPONASICXG-PON1ASICOLT侧ONU侧OLT侧ONU侧PMC2011Q2（1口）2012Q4（4口）2011Q32013Q22012Q4Broadcom2011Q32011Q1（SFU@MDU）2013Q1（HGU）暂无计划暂无计划Cortina2010Q2（1口）2012Q2（4口）2012Q22013Q2开发计划推迟暂无计划Qualcomm2011Q12011Q1无无Marvell暂无计划暂无计划2012Q4暂无计划暂无计划broadlight无无2012Q2暂无计划2012Q2暂无计划主要10G-EPON芯片厂商可于2011年Q3前推出10G-EPONASIC芯片，XG-PON1芯片厂商可与2013Q2前推出2款OLT芯片和1款ONU芯片与上半年调研结果相比，10G-EPON芯片开发如期进行，XG-PON1芯片研发计划略有滞后。主流厂商的10G-EPON非对称光模块（PRX30，29dB）和XG-PON光模块（N1等级，29dB）已基本实现规模量产，对称光模块预计可于2012年实现规模量产注：蓝色是2011年12月更新的信息10GPON产业链10GPON互通性XG-PON110G-EPON4月底前完成异厂商EPON互通性测试，并从7月份开始支撑现网的互通部署，并及时解决互通部署中存在的问题2009年中国电信组织了两轮10G-EPON芯片级互通测试，实现芯片级互通已经完全实现经过2011年4月-5月进行的10GPON测试，10G-EPON的芯片级和系统级互通基本实现10G、1GEPON的OAM相同，实现互通相对容易XG-PON设备的OMCI消息遵从G.988，但与GPON的G.984.4有一定差异。

ITU-T还在不断修订XG-PON1的标准，厂商需要新的开发，互通性待验证FSAN刚开始启动XG-PON互通测试工作。第一次互通测试在2011年10月由FT和ETSI承办，测试内容为PMD-TC层互通测试第二次互通测试由在2011年2月由中国电信和传输所承办，测试内容为TC层的互通测试。8010G-EPON与XG-PON1比较小结10G-EPONXG-PON1标准情况IEEE802.3av标准2009.9发布中国电信是相关国际标准的主导之一ITU-T标准2010.10发布主要由欧美运营商主导ASIC芯片主要芯片厂商预计于2011年Q3完成10G-EPONASIC芯片芯片厂商预计于2013年Q2完成XG-PON的ASIC芯片光模块主流厂商的非对称光模块已基本实现规模量产，对称光模块预计可于2012年实现规模量产主流厂商的光模块已基本实现规模量产互通性芯片级和系统级互通已基本实现尚未验证运营商日本、韩国及美国的MSO等采用EPON的运营商主要考虑10G-EPON欧美绝多数运营商选择XG-PON基于现网应用的升级演进FTTB场景FTTH场景与EPON/GPON共存方式10G/10G-EPONONU、10G/1G-EPONONU和1G-EPONONU可共存于一个OLT10G-EPON口GPONONU连接到GPONOLTPON口，XG-PONONU连接到XG-PONOLTPON口业务需求近期FTTH场景无迫切需求，FTTB场景有需求WangBo8110GPON设备评估测试情况2011年4-5月参加厂商10G-EPON：华为、中兴、烽火、新邮通XG-PON：华为、中兴主要内容功能：注册/激活、DBA、搅动/加密、ONU认证、光链路测试、光链路保护、VLAN、QoS、组播、线路/端口标识性能：传输距离、分光比、吞吐量、时延、丢包率共存：10G与1G-EPON；XG-PON与GPON互通性8210GPON设备评估测试结果10G-EPON设备，特别是非对称模式，已基本成熟，达到试商用水平非对称模式的光模块（PRX30）已经成熟设备形态能够满足现网部署需求OLT设备为已在中国电信现网部署的型号新插10G-EPON板的形式，支持10G/10G-EPON、10G/1G-EPON及1G-EPON板的灵活混插MDU包括以太网接口和DSL接口两种形态，主要采用已在中国电信现网部署的型号更换上联模块的形式SFU包括非对称和对称模式相关芯片和设备的功能性能已比较完善支持10G-EPON与1G-EPON的共存10G-EPON的互通性良好中国电信率先实现了10G-EPON芯片级和系统级的互通性，标志着10G-EPON技术成熟，具备商用条件。8310GPON设备评估测试情况XG-PON1设备开发上取得了进展光模块基本成熟芯片基于FPGA仅华为设备功能性能较为成熟互通尚未实现，标准和设备有待进一步完善因参测设备较少，无法进行全面评估8410GPON技术选择建议总体来看，10G-EPON和XG-PON1的芯片、光模块和设备厂商实力相当，而在标准和设备成熟度、互通性等方面，二者的发展进度相差一年半左右技术选择建议：近期对于FTTB场景，在有高带宽（20M以上，至100M）需求的情况下，考虑到目前此场景部署的只有EPON设备，而且10G-EPON设备已比较成熟且成本与1G-EPON相比增加不多，可采用10G-EPON作为过渡方式。在科技委汇报后，相关建议被采纳，并纳入到会议纪要“由于近期10GEPON技术已逐步成熟，产业链基本形成，成本下降明显，可以在部分用户密度极高的新建FTTB场景（如高校、城中村）可视情况稳妥开展10GEPON技术商用”“对于FTTB+LAN的用户，未来无需任何线路改动即可通过设备升级，通过10GEPON+LAN为每用户提供50M-100M的带宽能力；对于FTTB+DSL的用户，如用户有更高的带宽需求，但工程上不具备实施FTTH改造的条件，在VDSL2价格明显下降的前提下，可采用PON+VDSL2技术为用户提供20M-50M的带宽能力。”NG-PON2标准化路径技术方案确定阶段2012.3~2013白皮书制定阶段2011~2012.3技术荟萃阶段~2010NG-PON2FSAN/ITU-TSG15标准化阶段2013~2015NG-PON2

现阶段仅指在10GPON（包括10GGPON和10GEPON）技术之后的下一代PON技术总称，具体的指标，架构，技术类型尚未有明确的结论。

将来标准化方向确定并完成后，将可以指具体某一种技术类型中国电信在FSAN的工作（一）现在NG-PON2的技术处于百家争鸣的阶段，每种技术都各有优缺点，无法满足运营商的所有需求，因此FSAN组织了制定了NG-PON2的白皮书，并且征询运营商的需求。力求通过运营商的反馈来选择NG-PON2的技术实现。2011年Q4的FSAN会议上反馈了NG-PON2需求调研表，结合中国电信的PON网络的现状和业务发展，反馈了中国电信对下一代PON技术的想法和需求。2011年Q3的FSAN会议上提交了提案《NG-PON2RequirementsRankingProcess》，提出中国电信对NG-PON2技术的需求排名。中国电信在FSAN上的工作（二）NG-PON2应与传统PON技术在ODN网络的共存中国电信已铺设了大量的ODN网络ODN网络的人工成本占比很高用户接入线缆应尽可能重用中国电信在FSAN上的工作（三）NG-PON2应支持传统PON技术的灵活演进和全演进网络演进：作为重要的技术和业务需求MigrationfromG-PONtoNG-PON2,noRFvideoMigrationfromXG-PON1toNG-PON2,noRFvideo网络健壮性NG-PON2系统容量的提升，网络的弹性和冗余保护功能十分重要支持距离扩展通过RE实现距离扩展，与现有ONU兼容，现有OLT的硬件不变，软件上只进行少量修改低成本高容量降低功耗NG-PON2在做技术选择时，应分析功耗，继承传统的PON的节能机制NG-PON2主流技术（一）XLGPON40GTDMPON，沿用XG-PON1时分复用机制，速率提升4倍，下行40Gbps

TDM广播，上行10Gbps

TDMA时分多址服用。TWDMPON利用波分复用时分复用的混合PON，使用不同波长将4个XG-PON堆叠，下行总带宽40Gbps，上行总带宽10Gbps。ONU发射是采用4波可调发射技术，ONU接收则采用4波可调接收技术。工作距离取决于功率预算。OFDMPONOFDM+TDMAOFDM+OFDMANG-PON2主流技术（二）WDMPON每用户使用一对上下行波长。物理上是点到多点的网络结构，逻辑上是点到点的拓扑。不同波长通道所采用的协议、速率、码型、业务可以不同。根据波长选择所处的位置分为两种类型波长路由型分支节点实现波长选择，如AWG、波分复用解复用器，不同端口传输不同的波长。ONU通过所连接的端口决定其的工作波长，一般使用RSOA、IL

FP光源。实现方案：WavelengthreuseWDM-PONSolution，ExternallySeeded

WDM-PONSolution波长选择型ONU实现波长选择，一般使用可调激光器和可调滤波器（或可调接收机）实现。实现方案：TunableWDM-PONSolution，Ultra-denseWDM-PONSolution，Self

Seeded

WDM-PONSolution华为的WDM-PON和40GGPON设备为基于