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1、光接入网,1,对比到现网的接入“瓶颈”，光纤是今为止最好的传输媒介。下面主要分析PON技术的产生背景、应用、基本概念和特点，并分别介绍GPON、EPON基本原理及差异。,前 言,2,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 APON 5 EPON 6 GPON 7 PON承载的基本业务 8 GPON PK EPON,内容介绍,3,接入网的发展趋势All over IP,Service,Access,Core,X.25,ADSL,Ethernet,PSTN,IP,ATM,FR,GSM/GPRS,CDMA,Cable,PDH,SDH,Wireless Voice,Wireles
2、s Data,High Speed Internet,Voice,Streaming,Dial-up,VoIP,Message,FTTH GPON,DSL,Wireless,Eth/IP/MPLS Aggregation Network,Location & Presence,Message,Online Gaming,Voice,Data,Video,Storage,Directory,4,如何解决“距离与带宽”的矛盾,ISDN,HDSL,ADSL,ADSL2+,VDSL 2,xDSL技术,xDSL技术很难解决距离与带宽的矛盾,问：怎么办？ 答：“光进铜退”！采用光纤接入网是不错的方案！,5
3、,光纤接入网的接入方案,(a) 点到点的网络,(b) 路边交换网络,(c) 无源光网络 即: PON,6,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 APON 5 EPON 6 GPON 7 PON承载的基本业务 8 GPON PK EPON,内容介绍,7,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（
4、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） 和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；,Passive Optical Splitter 无源分光器,什么是PON?,8,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?,9,光接入网的参考配置,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
5、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,11,OLT至ONU的信号流为下行信号。 OLT传至各ONU的信息首先在OLT采用光时分复用OTDMA技术组成复帧，并被送入馈线光纤，然后在无源光分路器以广播形式将复帧信号传至各ONU，最后由各ONU从所接收的复帧信号中恢复出发送给本ONU的相应帧信号。,PON原理-数据复用,各ONU至OLT的上行信号可以采用OTDMA，OWDMA，OCDMA，OSCMA等多址接入技术 (1) 光时分多址（OTDMA） (2) 光波分多址(OWDMA) (3) 光码分多址(OCDMA) (4) 光副载波
6、多址OSCMA,PON原理-数据复用,光接入网的应用类型,WDM光互联网技术的多波长光网络,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 APON 5 EPON 6 GPON 7 PON承载的基本业务 8 GPON PK EPON,内容介绍,16,什么是DBA? - DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配) - DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制 为什么需要DBA？ - 可以提高PON端口的上行线路带宽利用率 - 可以在PON口上增加更多的用户 - 用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带
7、宽突变比较大的业务,PON关键技术-DBA,DBA概念,17,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,18,19,内容介绍,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 APON 5 EPON 6 GPON 7 PON承载的基本业务 8 G
8、PON PK EPON,ATM无源光网络（APON）,APON系统是将ATM和PON技术结合起来，即在PON网络中实现基于ATM信元的传输，从而使系统具有下列特点： 多个ONU可共享光纤介质，从而大大降低系统成 在OLT与远端用户之间无需使用有源器件。 可实现有QOS质量的多业务的综合传输 可充分利用ATM统计复用的特点，促进实现PON中的动态带宽分配。,APON系统结构,22,内容介绍,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 APON 5 EPON 6 GPON 7 PON承载的基本业务 8 GPON PK EPON,以太网无源光网络EPON(Ethernet PON，
9、EPON)是指采用PON的拓扑结构实现以太网接入的网络。 主要由三部分组成：光线路终端(OLT)、光分配网(ODN)和光网络单元/光网络终端(ONU/ONT)。,以太网无源光网络,EPON接入网结构,EPON的协议分层,EPON下行信息流的分布过程,下行传输帧结构 标准以太帧,EPON上行信号流的发送过程,EPON上行帧结构,EPON关键技术,数据链路层的关键技术主要包括上行信道的多址控制协议(MPCP)、ONU的即插即用问题、OLT测距和延时补偿兼容性等等。 EPON物理层的关键技术主要集中在OLT处，其中包括突发信号的快速同步、网同步、光发送和接收模块的功率控制以及自适应接收等。,EPON
10、网络结构,光线路终端(OLT)、光管理单元（EMS）和光网络单元(ONU),32,内容介绍,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 APON 5 EPON 6 GPON 7 PON承载的基本业务 8 GPON PK EPON,GPON网络结构,光线路终端(OLT)、光管理单元（EMS）和光网络单元(ONU),34,ITU-T G.984.3 GPON TC层规格要求 GTC复用结构及协议栈介绍 GTC帧结构介绍 ONU注册激活流程 DBA规格要求 告警和性能,ITU-T G-984.1/2/3/4,产品开发简单 产品兼容性强,ITU-T G.984.1 GPON网络参数说
11、明 保护倒换组网要求,ITU-T G.984.4 OMCI消息结构介绍 OMCI设备管理框架 OMCI实现原理简述,ITU-T G.984.2 PMD层规格要求 2.488Gbps下行光接口参数规格要求 1.244Gbps上行光接口参数规格要求 物理层开销分配,GPON标准协议,35,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,广播方式：GPON的下行帧
12、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GEMPORT 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,36,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,37,Page 38,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 GPON
13、协议分析 5 EPON协议分析 6 PON承载的基本业务 7 GPON PK EPON,内容介绍,38,PON Triple-Play 端到端解决方案,39,xDSL线路改造，有利于原来的铜缆资源的利用,PON + xDSL 解决方案,Page 41,1 光接入网概述 2 PON基本概念 3 PON关键技术 4 GPON协议分析 5 EPON协议分析 6 PON承载的基本业务 7 APON、GPON PK EPON,内容介绍,41,APON、GPON和EPON,APON：由于ATM淡出，逐渐消亡 EPON：技术成熟，满足大多数要求，价格下降，已规模商用 GPON：更好质量、管理和多业务能力（支持传统TDM） 成熟度不够，没有规模商用,
