10G EPON技术基础.ppt

1、2020/7/11,10G EPON技术基础,Page 2,目录,Page 3,EPON参考结构及基本指标,点到多点的光纤传输； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:32，传输距离达到10km； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16，传输距离达到20km； 符合ITU-T G.652要求的单模光纤； 上行应使用1260nm1360nm波长； 下行应使用1480nm1500nm波长； 使用1540nm1560nm波长实现CATV业务（可选）；,Page 4,EPON协议栈,OAM层：使用OAM协议数据单元，管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路；定义了EPON各种

2、告警事件和控制处理 多点MAC控制：使用MPCP（多点控制协议），实现点对多点的MAC控制；实现在不同的ONU中分配上行资源、在网络中发现和注册ONU、允许DBA调度 MAC：实现对Media的控制； RS：调和子层，为EPON扩展了字节定义，调和多种数据链路层能够使用统一的物理层接口； PCS：物理编码子层，支持在点对多点物理介质中的突发模式 支持FEC算法； FEC：使用二进制运算（例如Galois算法），附加一定的纠错码用于在接收端进行数据校验和纠错； PMA：物理媒质附加子层，支持P2MP功能，实现PMD的扩展； PMD：物理媒质相关子层（使用1000BASE-PX 接口）PMD子层定

3、义了EPON兼容器件的指标，实现PMD服务接口和MDI接口之间的数据收发功能。,在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制和控制协议,Page 5,EPON帧结构,Ethernet:,EPON: (Extension),mode: 0 - emulate a Unicast channel （LLID单播） 1 - emulate a SCB or Multicast channel （LLID广播） LLID: 15h7FFF - Broadcast value for OLT MAC or unregistered ONU MAC any others - Unicast value to/

4、for Registered ONU MAC,Page 6,目录,Page 7,Page 7,10G EPON标准,10G EPON标准小组在2006年9月成立，代码为IEEE 802.3av。 定义了两种10G EPON技术： 1、非对称： 下行传输速率为10Gbps， 上行传输的速率为 1Gbps。 下行中心波长1577nm，上行中心波长1310nm。 2、对称： 下行传输速率为10Gbps， 上行传输的速率为 10Gbps。 下行中心波长1577nm，上行中心波长1270nm。 IEEE 802.3av标准的核心点 ： 1、扩大802.3ah(EPON)标准的上下行带宽，达到10G速率；

5、 2、10G EPON的兼容性，即10G EPON的ONU可以与1G EPON的ONU共存在一个 ODN下。,Page 8,Page 8,Page 8,为什么要10G EPON？,竞争需要：为了扭转劣势或者保住优势，都需要新技术，新卖点。 运营商的竞争： 标准组织；EPON VS GPON 设备厂商的竞争： 芯片厂商的竞争,带宽需求：人类的需求是无止境的， 802.3av定义10GEPON两种主要应用场景： 10G EPON作为MDU backhaul 10G EPON作为无线基站backhaul,Page 9,Page 9,10G EPON标准进展,国际标准已经定稿 2006年9月成立小组

6、2007年底，标准组织发布IEEE802.3av draft 1.0 2008年11月定稿， 不再进行技术修改 2009年初发布draft 3.0 2009年9月正式标准化,国际标准,三重搅动加密算法已经定稿，CTC10G EPON基本完善。,Page 10,Page 10,10G EPON芯片进展,主流厂家： Teknovus、 PMC、 Cortina、普然 互通测试：中国电信已经完成两轮芯片级互通测试。非对称基本已实现芯片互通；对称仍有问题尚待解决：终端不稳定、业务互通困难、上行FEC不支持等。,对称,芯片进展路标,2009,2010,2011,厂家：TK/PMC /OP/Cortina

7、,FPGA:OLT/ONU,ASIC:OLT/ONU,厂家：TK/PMC,Page 11,Page 11,10G EPON光模块进展,厂家：海信、Zenko、飞博创、飞通。 进展： 1、电信两次互通测试，只有海信一家可提供。2011年推出对称/非对称兼容光模块。 2、Zenko ：可提供非对称样品，暂无对称计划。 3、飞博创、飞通 ： 规划中，暂无路标。 光模块现状： 光功率预算：非对称10G下行 1823dB，实测20dB；1G上行2833dB，实测29dB。对称目前尚无实测数据。 预计未来23年内，10G EPON光模块的光功率最大能力支持1：32/10km（24dB功率预算），与现在的E

8、PON PX20相当。 光模块价格*: （*2010年中期水平）,3060倍,90120倍,OLT,ONU,Page 12,Page 12,10G EPON设备厂家现状,10G EPON处于预商用阶段，光模块和MAC的商用化进程正在进行，当前支持少量试点应用,Page 13,目录,Page 14,Page 14,10G EPON与EPON的技术对比,10G EPON不是简单的EPON带宽的扩展，需要完善的标准、成熟的产业链及关键技术的突破,*Source: IEEE 802.3av,Page 15,Page 15,EPON/10G EPON对以太网报文的封装,Preamble SFD,0 x5

9、5 0 x55 0 xD5,DA,SA,Type/ Length,Data/Pad,FCS,IPG/帧间隔 (96-bit time), ,8字节,5字节,Ethernet：,1G/10G EPON：,也叫SLD，Start of LLID Delimiter，LLID起始定界符 （SFDStart of Frame Delimiter，SPDStart of Packet Delimiter）,CRC8覆盖范围,Page 16,Page 16,10G EPON五大关键技术,1G/10G共存和光功率提升是10G EPON技术的核心难点，由此引出的波长分配、双速率接收、FEC增益等问题是IEEE

10、标准的关键部分。,Page 17,Page 17,关键技术之波长分配,Page 18,Page 18,关键技术之光功率预算,标准定义：PR30光模块下行光功率预算达到30.5dB，上行32dB(考虑光通道代价)。 综合考虑光功率预算要求/波长/色散/成本等因素， OLT发送侧采用EML激光器，接收侧采用APD ；ONU发送侧采用DML激光器，接收侧采用APD。,华为提出了符合光功率预算的光器件选型提案，被标准组织采纳。,Page 19,Page 19,关键技术之FEC,10G EPON标准中FEC是必选。华为提出采用RS(255,223)算法，将纠错位从16位提升为32位，纠错能力更强。 RS

11、(255,223)能带来6.4dB的FEC光增益，在其它标准中也引用过，比较成熟且简单,已被标准组织采纳。,华为提出采用RS(255,223)算法的FEC技术，增强纠错功能，提升FEC增益。,Page 20,Page 20,关键技术之MPCP兼容,华为提出MPCP兼容适配机制，解决了1G/10G ONU在网络中共存问题。,(1)发现窗（Discovery Gate Message）增加了1G和10G的标志域，区分1G和10G ONU。 (2) ONU报告光模块要求的开关时间（Laser ON/OFF time) 。 (3) 经OLT与ONU协商后，告知ONU光模块的实际开关时间。,（1）,（2）,（3）,MPCP：多点控制协议，在EPON中已经广泛应用。 华为提出根据不同速率ONU进行不同时间的开窗授权，被标准组织直接采纳。,Page 21,Page 21,6bytes,6,4,2,40,4,2,1byte,4,2,2,29,Discovery Gate (Opcode = 0 x0002),2,2byte,1,2,1byte,1,34,1,32,Req (Opcode = 0 x0004),Reg (Op