培训：面向全业务运营的PON及FTTx(20100525)

1、0,面向全业务的PON及FTTx,网络部网络服务中心 陈杭 2010年5月,1,1,2,3,4,5,目录,2,Passive Optical Network 无源光网络,OLT,ONU,Optical Line Terminal 光线路终端,Optical Network Unit 光网络单元,Passive Optical Splitter 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（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Network Unit）和

2、无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成,Passive Optical Splitter 无源分光器,什么是PON?,3,ONU/ONT,OLT,Service node,分光器,T参考点,V参考点,R/S,S/R,ODN,UNI,SNI,IFpon,IFpon,ONU Optical Network Unit 光网络单元 ONT Optical Network Terminal 光网络终端 ODN Optical Distribution Network 光分配网络 OLT Optical Line Terminal 光线路终端 SNI Service No

3、de Interface 业务节点 UNI User Network Interface 用户网络接口,PON网络参考模型,4,PON的三大优势： 1、更远的传输距离，采用光纤传输，覆盖半径20KM； 2、更高的带宽，达1.25G或2.5G； 3、分光特性，节省光纤资源。,为什么选择PON?,5,APON: ATM Passive Optical Networks EPON: Ethernet Passive Optical Networks GE-PON: Giga-bit Ethernet Passive Optical Networks GPON: Gigabit-capable Pas

4、sive Optical Networks,EPON,GEPON,GPON,ATM,APON,BPON,Ethernet,EPON,GPON,几种PON标准,6,APON/ BPON,GPON,EPON,ITU-T G.983.x,ITU-T G.984.x,IEEE 802.3ah,国际标准,国际标准,国际标准,国家标准,Q3/2000,国家标准,国家标准,Q4/2004,Q3/2004,PON技术标准化进展,7,PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制） 采用不同光波分别传上、下行数据 下行数据流采用广播技术（分光器上物理层复制） 上行数据流采用TDMA技术,PON原理数据复用,8

5、,End User 1,End User 3,ONT,End User 2,3,3,1,1,2,ONT,ONT,OLT,加密,解密,解密,解密,1,由于下行数据在分光器上为广播复制，每个ONU都可以收到同样的数据。在OLT上需要采用加密处理，提高线路数据的可靠性。 GPON与EPON支持的加密算不同，GPON采用AES128加密处理，EPON采用三重搅动算法。,PON系统的数据安全,9,IFpon,IFpon,IFpon,1：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,备用光纤,Type A 光纤备份,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Type B

6、 OLT端口备份,IFpon,设备没有任何备份措施。 主干光纤故障后，由人工切换至备用光纤。 业务肯定中断，中断时间取决于线路恢复时间。 如果到用户的线路故障，业务就会中断，无法备份。,OLT设备上有两个PON接口。 此种保护方式仅限于主干光纤出现故障时，系统会自动切换到备用系统，实现了对骨干光纤的保护。 保护对象仅限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障，对其他类型的故障没有涉及，可能存在严重安全隐患，无法满足客户需求。,PON网络基本保护方式,10,GPON提供以下几种异步传输速率： 1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down（目前的主流支持速

7、率） 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,11,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GEM PORT ID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,12,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upstream bandwidth map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

8、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,13,1,2,3,4,5,目录,14,国内各运营商已具备全业务运营条件 个人、集团、家庭业务均已成为市场竞争热点 “业务捆绑”成为一种主要竞争手段,电信重组与全业务,新商业模式重构了市场格局，电信运营商在产业链的主导地位日益受到威胁 有线接入能力不足,阿里巴巴,互联网挑战,中国移动承担推动TD产业发展巨大责任 移动互联网将成为FTTx的重要推动力，分布式基站、TD-Femto、WLAN需要大量光纤接入资源,3G牌照发放与移动互联网,PON是全业务运营时期宽带接入的主流技术，建设以PON为主的光纤接入

9、网是必然选择！,政策与竞争环境,15,SoftwareVendor,Internet Software Vendor,Advertisement,Terminal Vender,网络基础设施,应用基础设施,TD-SCDMA,终端软件平台,终端基础设施,Widget,Fetion,Music platform,Media platform,mSpaces / OMS Server,Advertisement,家庭用户,PON/PTN,IP over OTN/WDM,LTE,EDGE,移动网络,干线和城域核心,接入和汇聚,CP/SP,个人用户,移动互联网的三大基础设施,16,集团客户,IP ove

10、r WDM,基站,TDM/FE/GE,SR/BRAS,家庭客户,/,/,OLT,ONU,/,无源 光分路器,城域传送网,宽带接入网,光缆网络,城域数据网,城域核心路由器,城域核心层,城域汇聚层,城域接入层,中国移动全业务城域传送网包括城域传送网、城域数据网和以PON技术为主的宽带接入网,PON接入网在城域网中的位置,17,1,2,3,4,5,目录,18,TCP+UDP,APON/BPON,T1/E1,POTS,Data,Video,IP,Ethernet,ALL5,ATM,ALL1/ALL2,VoIP,TCP+UDP,APON/BPON,T1/E1,POTS,Data,Video,IP,ATM

11、,ALL1/ALL2,VOIP,G.983,TCP+UDP,EPON：以太网PON,T1/E1,POTS,Data,Video,IP,Ethernet,PWE3,VoIP,802.3,TCP+UDP,APON/BPON,T1/E1,POTS,Data,Video,IP,Ethernet,ALL5,ATM,ALL1/ALL2,VOIP,TCP+UDP,GPON：吉比特PON,T1/E1,POTS,Data,Video,IP,Ethernet,GEM,VOIP,G.984,PON-PHY,L1,L2,L3,L4,L7 L6 L5,GPON（ITU-T G.984系列标准）：GEM封装，125us

12、TC帧，更注重多业务承载和QoS保证 EPON（ IEEE 802.3）：以太网封装，Diffserv QOS机制，电路仿真支持TDM，更简单,PWE3,GPON和EPON技术制式,19,GPON与EPON技术比较结论 1、GPON具有更高的带宽、传输效率、传输距离和光分路比 2、EPON技术更加简单，光模块成本更低，目前互通实现更好,注：GPON GEM封装支持数据、语音、视频等多种业务的统一承载。与ATM不同，GEM采用变长格式，与EPON的以太网封装方式同属IP化技术。引入GEM封装的意义在于增强OAM和QoS。,GPON和EPON技术比较,20,EPON、GPON产业链均很健全 目前E

13、PON应用量更大，但GPON具有更好的发展前景,GPON和EPON产业链规模,21,GPON和EPON商用规模,22,硬件平台,语音部分,系统软件,EPON 光模块,GPON 芯片,EPON 芯片,硬件平台,语音部分,系统软件,GPON 光模块,硬件,语音模块,系统软件,EPON 光模块,GPON 芯片,EPON 芯片,硬件,语音模块,系统软件,GPON 光模块,硬件,语音模块,系统软件,EPON 光模块,GPON 芯片,EPON 芯片,硬件,语音模块,系统软件,GPON 光模块,OLT综合成本 GPON是EPON的1.2倍,SFU综合成本 GPON是EPON的1.1倍,MDU综合成本 GPO

14、N是EPON的1.15倍,1.5倍,1.3倍,1.1倍,2倍,1.2倍,2倍,OLT成本对比,SFU成本对比,MDU成本对比,目前成本主要差别在于光模块和芯片，随着GPON商用规模增大，成本有望与EPON持平,GPON和EPON成本比较,23,OLT,OLT,5km,10km,EPON OLT节点规划,GPON OLT节点规划,机房需求 由于GPON规划传输距离远，GPON OLT可覆盖更大面积的区域，所需OLT机房数量少于EPON，可节省机房投资，降低机房选择难度 工程差异 光纤越靠近用户，环境越复杂，多次熔接和弯曲，会影响工程损耗 GPON更高的光功率预算将大大降低对网络建设施工的难度、复

15、杂度，缓解未来中长期光纤老化对运维的影响,GPON和EPON的OLT覆盖区域,24,在FTTB建设中，采用GPON可以一步到位满足宽带接入带宽20M/用户的中远期目标要求。,GPON和EPON 在带宽升级能力上的差异,25,综合考虑资源现状、投资成本、组网合理性、网络升级、运维管理、备品备件、人员培训等因素进行技术选择和部署 同等价格水平下优选GPON,PON技术选择策略：EPON/GPON并重，优选GPON,26,1,2,3,4,5,目录,27,FTTB(PON+LAN/WLAN) 光纤到楼层/单元,FTTC(P2P+DSL） 光纤到交接箱,FTTV（P2P/PON+DSL） 光纤到乡村,F

16、TTH/O（PON） 光纤到户,新建的住宅和商用楼宇最主要的应用模式 ONU放置于楼宇内部，一般无需专用设备间 光PoP点（ONU）到用户的距离在100米以内 语音接入要考虑多种情况（综合接入还是重叠接入）,老区改造最主要应用模式 光POP点（ONU）到用户的距离一般在500米1000米 主要有PON+DSLAM+内置AG和P2P+AG+DSLAM两种方式,农村地区应用，根据农村的光纤光缆资源情况，分为光纤到行政村和光纤到自然村两种 根据村庄分布、业务需要选择PON+DSLAM+内置AG和P2P+AG+DSLAM 该类模式一步到位实现数据和话音综合接入,高端应用模式 高端住宅区或者网吧等可考虑

17、该种模式 投资成本较高，仅适用于投资收益比高的地区,FTTB(PON+DSL) 光纤到楼头/楼边,在不具备FTTB+LAN应用条件的新建住宅和商用楼宇的主要应用模式 老区改造的另一种模式 光PoP点（ONU）到用户的距离在100米-500米 语音接入要考虑多种情况（综合接入还是重叠接入）,FTTx接入网的典型建设模式,28,话音业务可分为VoIP业务和传统话音业务两种类型。当提供VoIP业务时，ONT相当于集成了AG的功能模块，支持SIP、MGCP或H.248等协议。,MDU（Multi-Dwelling Unit） MTU（Multi-Tenant Unit） SFU（Single Fami

18、ly Unit） SBU（Single Business Unit）,FTTx中ONU的各种形态,29,FTTB应用建筑结构,FTTH/O,FTTB MDU应用场所分析,30,30 | Presentation Title | Month 2006,PON的应用模式分析-大客户接入（1）,在ONU侧，对于写字楼中小型商业用户，可通过多以太口ONU接入，实现基于端口的限速， 配合PON的SLA功能，可满足客户端的QOS要求；对于大型客户，可通过单口千兆ONU实现用 户接入。 在OLT侧，可工作于三层模式（连接城域路由设备），也可工作于二层模式（直接连接 MPLS PE设备）。 该模式的优势在于：

19、 带宽大大提升，相对于PDH、SDH/MSTP 接入方式，GPON可提供给用户最高千兆的可用带宽 全程可管理，可按照不同客户需求提供不同的服务水平 扩展性好，一台OLT可覆盖半径20公里内的大客户，树型拓扑决定了灵活性比环形拓扑要好的多 投入产出比高，相对于PDH、SDH/MSTP设备，GPON设备当前的价格就已经具备足够的竞争力，并且随着成本的下降，竞争力会更强，而PDH、SDH/MSTP产品的价格已经趋向稳定 可通过端口11备份等保护方式为可靠性要求高的客户提供保护,31,31 | Presentation Title | Month 2006,PON的应用模式分析-网吧接入（2）,该模式

20、的优势在于： 将零散网吧收归到统一的接入网络之内，统一管理、维护； 网吧提速：相对于传统光纤收发器方式，带宽大大提升，并灵活可调； 节省大量光纤资源，同时便于扩展，灵活接入新建网吧； 在接入网屏蔽不安全流量和不稳定因素、保证城域网安全； 该应用模式在当前已经非常成熟，国内部分运营商已经开始了广泛的试用以及商用 。,32,32 | Presentation Title | Month 2006,PON的应用模式分析-无线热点覆盖（3）,WLAN和WiMAX作为无线热点覆盖的两种代表技术，关键区别在于覆盖范围的不同。对于 酒店、商场、机场等局域场合，可通过WLAN的方式实现热点接入；对于城域范围的

21、无线覆盖， 可以通过WiMAX完成。PON与WLAN和WiMAX相结合，可以低成本、高灵活性地实现宽带无 线接入的热点覆盖。,33,33 | Presentation Title | Month 2006,PON的应用模式分析-农村信息化（4）,区域覆盖：在这种应用模式下，OLT产品设置在镇中心机房，上行接入城域IP网络县级节 点，下行通过ONU到各行政村，然后通过下挂MSAG产品实现数据、语音业务的综合承载。在 OLT上行侧，可通过不同的上行连接IP城域网。 该应用模式的优势在于： 单光纤到村、节省大量光纤资源以及施工成本； PONMSAG（多服务接入网关）模式，提供农村通信一站式解决方案；

22、 运营、维护成本低。,34,34 | Presentation Title | Month 2006,PON的应用模式分析-视频监控（5）,GPON应用于城域视频监控，可以在城域IP网PoP点下设置OLT设备，基于GPON传输的 长距离，可以对较大区域进行覆盖。 该应用模式的优点如下： 节约光纤资源； 覆盖距离远，实现低成本的大范围覆盖； 中间设备（接入网中心设备到监控点之间）无需维护，无需额外电源供应； 带宽足够大，扩容简单； 不受环境噪音（电磁波）的干扰；安全，不易窃听和侵入。,35,室内布线简述 入户光缆采用室内外通用FRP的皮线光缆： 室内外通用的皮线光缆入户引入到室内弱电箱。 剥去外

23、皮后成为普通室内FRP皮线缆，在室内弱电箱盘留适当长度。 现场制作FA光插座并安装在终端盒面板上。入户端接和保护完成。 业务开通时，通过光跳线，连至ONU。ONU之后的布线由客户自行完成。,1,2,3,4,模型一、别墅住宅（室内布线）,36,1楼,2楼,3楼,6楼,ONU,86面板 FA光纤插座,FRP皮线光缆,光跳线,ONU,每层6户,4芯光缆,接头盒,楼内方案简述 在每个单元内，从小区引入的4芯光纤与1X8分光器连接，分光器出口端接在楼道分线箱法兰面内。光缆接续可使用机械接线子; 皮线光缆通过现场端接插头连接在法兰的另一面。 分光器在楼道内尽量集中放置在一处，以简化楼内配线施工和维护工作；

24、 FRP皮线光缆通过楼层管（槽）道，穿至用户室内弱电箱后用户指定地点，并盘留适当长度； 现场制作FA光插座并安装在86面板上。入户端接和保护完成。 业务开通时，通过光跳线，连至ONU。ONU之后的局域网布线由客户自行完成； 如暂不开通业务，用防尘盖保护插座即可。,弱电井,户内,每个单元一个,分光器 1x8,冷接子,楼道配线箱,1,2,4,3,4,5,6,7,现场端接插头,模型二、中/低层楼宇（楼内布线）,37,1-7楼,8-13楼,14-19楼,20-25楼,ONU,86面板 FA光纤插座,冷接子,光分箱,FRP皮线光缆,光跳线,ONU,36芯光分箱,48芯光分箱,每层6户,192芯光缆,6芯

25、光缆,接头盒,ODF托盘,ODF,弱电井,户内,地下室,分光器 1x32,方案简述 接入网机房来的6芯光缆引入大楼地下室，在ODF架上成端。 5个1:32分光器安装在ODF托盘中，分光器输入口跳接至6芯室外光缆端接法兰盘。 垂直配线采用192芯带状光缆，在地下室ODF上成端后与分光器跳接。另一端通过弱电井至相应楼层。 每六或七层安装一个楼层分线箱，覆盖各层用户； 在楼层光分箱采用掏缆方式拿出相应芯数和FRP皮线缆连接。光缆连接采用机械接线子接续。 FRP皮线缆从楼层分线箱引出，通过管道入户。在室内弱电箱或用户指定的地点盘留适当长度。 现场制作FA光插座并安装在86面板上。入户端接和保护完成。

26、业务开通时，通过光跳线，连至ONU。ONU之后的布线由客户自行完成。,1,2,3,4,4,5,6,8,7,模型三、高层楼宇（楼内布线）,38,入户段室内布局布放应由一个或者多个光纤端接插座、面板和连接到 终端设备(ONU)的超强抗挠、抗压的光纤跳线组成。光纤缆线的基础布 线部分和活动部分须设置明确的活动连接端接界面，最大可能地避免 对基础布线线缆的损坏和光纤对人身的伤害。,用户工作区布放,39,1,2,3,4,5,目录,40,存在的问题,41,解决思路,42,解决思路,43,ONU站点分散、数量大，布放成本高,1,2,FTTx 运维遇到的问题,业界解决方案,免软调离线批量部署,ONU作为拉远设

27、备，维护成本高,远程升级、维护，即插即用,3,OSS集成服务,新技术、多业务，业务发放难,4,远程、集中维护&故障诊断,大量网络节点+无源光网络，排障难度大,PON网络对运维提出的新要求,44,业务发放阶段,B,业务保障阶段,C,网络监视、故障处理、升级、数据备份,客户业务申请、登记,通过EMS网管离线部署ONU,现场施工，ONU 上电注册,部署局端OLT及ODN网络,BOSS业务开通,远程验收,部署中心： 批量离线部署，提升部署效率 设备即插即用，减少进站次数 现场免软调、远程验收ONU，降低现场安装技能要求、减少现场工作量,北向接口： 自动业务发放，免人工投入 高吞吐量（自动回滚),专业线

28、路保障系统，快速确定线路问题，避免无效外出单 MDU远程仿真测试，远程重启动，减少MDu故障处理外出单 MDU组播升级，提升效率数倍，降低工时,外线跳线施工,PON运维流程概述（FTTB为例）,45,各种技术都具备完善的保护机制、组网灵活、网管能力强 现网96%的设备支持MSTP功能，满足接口IP化，但内核仍为TDM 为适应分组业务承载，MSTP正向传送IP化技术演进,SDH/MSTP和PTN设备的交换方式,46,引入PTN的必要性 业务IP化，网络设备以太网接口越来越普及 EoS的代价总是存在 业务量增加，统计复用提高带宽效率,核心差别是交换方式和统计复用能力,SDH/MSTP和PTN设备的

29、架构,MSTP与PTN有明确的定位 MSTP定位以TDM业务为主、分组业务为辅 PTN在分组业务占主导时（约70）才体现优势,47,关键技术,实现方式,PTN的两种实现方式差异不大，技术选择主要由产业链情况决定。目前，MPLS-TP更占优势， PBT仅北电主推。中国移动建议选择基于MPLS-TP的实现方式。,PTN的两种实现方式的共性和差异,48,高阶通道层 (HO-VC),低阶通道层 (LO-VC),再生段层 (RS),复用段层 (MS),TMP通路层(LSP/Tunnel),TMC通道层 (PW),物理媒介层 (Fiber /Copper),TMS段层 (以太网/SDH),为一个或多个客户

30、业务提供更大的传送网通路 提供传送网隧道的连接建立和监控 提供对TMS段层的适配 等效于MPLS的隧道层（Tunnel），而TunnelLSP唯一标识相同源宿的标签交换路径,为客户提供端到端的传送网业务 将业务净荷适配封装，实现最贴近业务层的监控 封装后映射到TMP通路层承载 等效于MPLS的PWE3协议的伪线层（PW）,在物理媒介上，实现对比特流的传送，并具备对网络物理故障的监测和定位能力 可以是光媒介或电媒介，例如光纤、铜缆甚至无线等,保证传送网通路上相邻节点间信息完整性传递的物理连接 完成对固定传送网通路的承载和支撑连接的建立，并对链路的质量好坏进行监控 例如以太网、SDH、OTH、波长通道等数据链路层,业务净荷 TDM,业务净荷 以太网、TDM、ATM,SDH,PTN,类似SDH的PTN（MPLS-TP）分层模型,49,传送平面：实现各种业务的传送处理功能，如封装、转发、流控、交换等，并实现保护和OAM开销处理 管理平面：完成设备拓扑管理、配置管理、告警性能管理、安全管理 控制平面：通过信令和路由协议实现业务的建立、保护恢