02 PO_BT01_C1_P1 无源光网络PON概述-48.ppt

1、pon _ BT01 _ C1 _ P1，PON概述，1.3，2，概述，PON无源光网络概述，EPON原理，在光输入和铜输出中的应用模式，3，点到点光接入(MC)，点到多点光接入(PON)，点到点以太网接入，APON，FTTH主要技术，EPON，技术比较(pon与MC)，使用MC技术的两种方式：点对点以太网接入n根光纤，2N光收发器仅通过向小区铺设1或2根光纤来管理独立的小区交换机接入。2n光收发器在本地办公室占用较少的空间。在传输过程中，需要有源设备来分级管理无源光网络接入模式：需要N 1个光收发器来占用本地办公室的空间。在传输期间，不需要对活动设备进行集中管理。5.无源光网络技术的演进：2

2、0世纪90年代初，无源光网络的概念被提出，1995年FSAN(全业务接入网)成立，1996年ITU-T发布G.982(无源光网络标准推荐)，1998年ITU-T发布G.983(APON标准推荐)，2000年12月IEEE 802.3ah工作组成立。以太网无源光网络标准提案：国际电信联盟于2003年3月发布了g984(GPON标准提案)；APON于20世纪90年代末开始商业应用；美国三大运营商于2003年6月开始竞标APON日本NTT于2003年8月开始了EPON竞标；中国电信于2005年开始测试和部署以太网无源光网络试验网；6.无源光网络的定义和组成。无源光网络无源光网络是一种应用于接入网的网

3、络，其中OLT和ONU/ONT由ODN连接，由无源光缆和光分路器/合路器组成。OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN(光分配网络)是一个没有任何有源电子设备的光接入网络。无源光网络组成OLT(光线路终端)，ONU(光网络单元)，ONT(光网络终端)，ODN(光分配网)，7。无源光网络的定义和组成(续)，8。pon单纤双向传输机制。pon系统采用WDM技术实现单光纤双向传输。为了在同一根光纤上分离多个用户的输入和输出信号，采用了以下两种复用技术：(1)下行数据流采用广播技术；上行数据流采用时分多址技术。1490纳米、1310纳米、9、无源光网络系统组网模式、10、无源光网络保护模

4、式、全保护模式、骨干光纤保护模式、11、无源光网络技术的优势、相对成本低、维护简单、易于扩展和升级。无源光网络结构在传输过程中不需要电源，也不需要电子元件，因此易于铺设，基本上不需要维护。大大节约了长期运行成本和管理成本。无源光网络是一种纯介质网络，完全避免了电磁干扰和雷电的影响，非常适合在自然条件恶劣的地区使用。无源光网络系统占用本地资源少，初始投资低，易于扩展，投资回报率高，提供很高的带宽。以太网无源光网络可以提供1.25千兆位/秒的带宽，上下行对称，随着以太网技术的发展可以升级到10Gb/秒。GPON高达2.5Gb/s.广泛的服务。作为一个点对多点网络，无源光网络使用扇出结构来节省一氧化

5、碳资源，服务于大量用户。用户共享本地设备和光纤的方式节省了用户的投资。灵活的带宽分配和有保证的服务。千兆以太网无源光网络系统具有完整的带宽分配和保证系统。可以实现用户级服务水平协议。12，无源光网络技术概述，同拓扑P2MP光纤，APON，EPON，GPON，不同封装协议，FSAN提出，ITU-T标准化；自动柜员机封装；目前，标准化是最完善的；还没有被市场认可。由IEEE EFM工作组标准化，编号802.3 ah；以太网封装；制定了国内标准；产品开始在市场上迅速应用。FSAN提出，国际电联电信标准化组984 . x；自动取款机，宝石包装；标准已经完成；很少有支持制造商。13、自动柜员机技术，自动

6、柜员机技术的核心部分采用自动柜员机技术。它利用自动柜员机的集中和统计复用特性，提供从窄带到宽带的各种业务，不仅支持可变速率业务，还支持延迟要求较低的业务，并具有支持多业务和多比特率的能力。对称速率(155.52兆位/秒)和非对称速率(622.08兆位/秒下行和155.52兆位/秒上行)。最大传输距离为20公里。支持的分光比在32和64之间。APON技术具有集成服务接入和服务质量保证等独特特性。由于早期的标准化时间，有成熟的商业产品等等。当然，自动柜员机技术也存在传输效率低的问题。带宽有限；该系统相对复杂和昂贵；需要在协议和其他缺点之间进行转换。14、EPON/GEPON技术，EPON和GEPO

7、N的基本区别是标准化，前者往往指非标准设备，后者指符合IEEE802.3ah规范的核心部分设备技术采用以太网技术。在以太网无源光网络中，根据IEEE802.3以太网协议，传输可变长度的数据包。由于以太网适合承载IP业务，与APON相比，它大大降低了传输开销。以太网无源光网络可以提供高达1千兆比特/秒的上行和下行带宽。最大传输距离为10-20公里。支持的分光比大于16。15、EPON/GEPON技术，EPON/GEPON结合了PON和以太网的优点，系统结构更加简化，标准更加宽松，成本更低；1Gbit高速宽带，易于升级；与现有以太网兼容，无需协议转换；它具有同时传输时分复用、IP数据和视频广播的优

8、点。随着诸如多协议标签交换等新的服务质量技术的采用，也可以提供某些服务质量保证。EPON/GEPON技术仍然难以支持实时服务的服务质量。与电信服务相比，在安全性、可靠性等方面仍有差距。16、GPON技术、GPON技术对于1千兆比特/秒以上的无源光网络标准来说，除了支持更高的速度之外，它还是一个更好、更全面、更高效的解决方案。通用成帧协议(GFP)的引入可以将任何类型和任何速率的服务封装成原始格式，然后通过无源光网络传输。此外，GFP帧头包含帧长指示字节，可用于可变长度数据包的传输，从而大大提高了传输效率。因此，它可以更简单、普遍和有效地支持整个服务。GPON提供1.244和2.488比特/秒的

9、下行链路速率和所有标准的上行链路速率。传输距离可达20公里(逻辑60公里)。支持的分光比在64和128之间。17、GPON技术，与EPON力求简单的原则相比，GPON更注重多业务和服务质量保证；能够简单、通用、高效、透明地传输各种服务；具有前所未有的高比特率和高带宽；不对称特征能更好地适应未来FTTH宽带市场；传输距离更长，覆盖范围更广。但是，GPON标准复杂，发展较晚，技术不成熟，与以太网无源光网络相比，成本仍然相对较高，还没有达到商业化阶段。18、无源光网络技术基本比较，19、无源光网络应用环境，APON适用于对带宽要求低、服务质量要求高或需要运行混合业务的企事业单位。EPON/GEPON

10、主要面向对带宽要求高、对服务质量和网络安全要求低、对成本敏感的中小企事业单位。如果成本进一步降低，它将成为FTTH直接面对高端个人用户的主要手段。GPON适合少数对带宽要求高、电信服务质量和成本不敏感的企事业单位。20、APON是最成熟的，但其服务提供能力有限，性价比低，不能满足长期发展。不建议大力发展，但只能满足某些特定区域的接入需求。EPON/GEPON简单、高速、低成本，拥有广泛的用户。与GPON相比，EPON/gepon是一种无源技术，在不久的将来会得到大力发展。GPON是透明传输、高速高效、电信级服务的发展趋势。然而，由于其成本相对较高和商业化程度较低，它是一项在中长期内蓬勃发展的被

11、动技术。GPON的市场定位不同于EPON，两者相辅相成。，21，无源光网络概述EPON原理EPON应用模式在光传入和传出铜缆中，22，EPON工作原理-帧结构，添加基于802.3帧格式的LLID，23，LLID定义，广播和单播实现定义a .广播：模式=1或LLID=0x7FFF B .单播：模式=0=0x7ffff，24，EPON的工作原理向下，和一个独特的LLID；在ONU注册并激活后分配；在每个数据包开始前添加一个LLID，以替换以太网前导码的最后两个字节；当OLT接收数据时，它会比较LLID的注册列表，而ONU在接收数据时，只会接收符合其LLID标准的帧或广播帧。广播模式，25，EPON

12、工作原理上行，OLT接收数据前比较LLID注册列表；每个ONU在本地设备统一分配的时隙内发送数据帧；分配的时隙补偿了ONU之间的距离差，避免了ONU之间的冲突。时分多址模式，26，系统工作过程，ONU操作ONU与OLT同步；通过下行控制帧的时间戳；ONU等待发现帧(门)ONU执行发现处理，包括测距、指定物理标识和带宽。ONU等待授权，ONU只能在授权时间发送数据。OLT操作生成时间戳消息，该消息用于通过在系统参考时间通过MPCP帧分配带宽来控制ONU注册。27，系统运行的关键技术，LLID和仿真子层的自动注册和测距，MPCP，28，LLID和仿真子层，仿真子层的目的：使下层P2MP网络的处理模

13、式看起来像多个P2P链路的集合。LLID的定义改变了以太网的固有特性，而以太网是传输质量可控的基础。实现方法：在每个包的开头添加一个LLID来替换前同步码的最后两个字节。实施机制：一个独特的LLID；在ONU注册为活动后分配；当OLT收到数据时，比较LLID的注册列表；当ONU接收数据时，它只接收LLID或广播数据包。29，MPCP MPCP协议规定了OLT和ONU之间的控制机制MPCP，以协调数据的有效发送和接收：在系统运行期间，在上行方向上一次只允许一个ONU发送不同ONU的拥塞报告，从而优化PON系统内的带宽分配。MPCP有两种栅极操作模式：初始化模式和正常模式。初始化模式用于检测新连接

14、的ONU，测量环路延迟和ONU的媒体访问控制地址。普通模式将传输带宽分配给所有初始化的ONU。30.MPCP帧格式，五种类型的MPCP帧(由OLT发送)允许ONU在接收到GATE帧后立即或在指定的时间段内将数据报告发送给REPORT(ONU状态报告给OLT，包括ONU与哪个时间戳同步以及是否有数据要发送。REGISTER_REQ (ONU由ONU发送)在注册过程中请求注册。登记册(OLT由OLT发送)通知ONU，登记申请已在登记程序过程中确定。注册确认(ONU由ONU发送)指示注册过程中的注册确认。MPCP帧格式，31，自动注册过程，指的是OLT在系统中注册onus，主要用于ONU加入系统或O

15、NU重启时。ONU在发现过程中的执行动作：ONU在开机或复位时进入发现状态。等待来自OLT的“探索之门”消息。如果收到的消息类型为发现，并且消息中的逻辑PHY标识与其自身相同或默认值为，它将回复此消息。OLT在发现过程中的执行动作：OLT必须定期发送发现检测帧。所有“发现门”帧都是通过广播发送的。32，自动测距，补偿不同ONU距离造成的延迟差异：RTT(往返时间)在注册过程中，ONU为新加入的ONU启动测距过程。OLT利用RTT来调整每个ONU的授权时间。每当接收到MPCP分组数据单元时，OLT也可以启动测距功能。使用注册冲突避免：在EPON系统中，有两种方案可以解决ONU注册冲突：随机延迟时

16、间法和随机跳窗法。，RTT=T2 T1 T5-T3=T5-T4，33，概述，无源光网络无源光网络，EPON原理，EPON应用模式，34，xPON几种典型的应用模式，FTTB光纤到建筑物，FTTN/C光纤到机柜，FTTV光纤到村庄，FTTH光纤到家庭，最重要的应用模式，新的住宅建筑和商业建筑都推荐ONU放置在建筑物内，一般不设专用机房。在没有FTTB申请条件的情况下，可以选择这种申请模式；一般来说，它用于宽带加速场合，在这种场合，光进入铜而不后退。在农村地区的应用分为两种类型：光纤到行政村和光纤到自然村根据农村地区的光纤和电缆资源；这种模式一步实现了数据和语音的集成访问。这种模式可以考虑在高端住宅区；投资成本高，仅适用于投资收益率高的地区。35，业务带宽规划，单个EPON接口覆盖用户测量以上只是一个参考模型，PON端口可以覆盖的实际用户数量应该根据本地带宽要求和宽带普及率来确定。假设一个无源光网络接口覆盖的宽带用户数为N，组播点播宽带互联网语音1G 1002.5108N(83)30%(N450 %)N0.21000计算结果：N=121，一个无源光网络接口可以覆盖约120个宽带用户；如果按城市地区50%的