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1、EPON产品技术培训,ISSUE 1.1,2,学习目标,理解EPON关键技术原理 了解EPON相关产品 了解EPON产品典型应用 掌握EPON产品典型配置 掌握EPON开局与维护知识,学习完本课程，您应该能够：,3,课程内容,第一章 EPON技术原理 第二章 EPON产品与应用 第三章 EPON典型配置 第四章 EPON开局与维护,4,第一章 EPON技术原理,第一节 PON技术简介 第二节 EPON关键技术,5,PON的组成结构,Passive Optical Network 无源光网络,PON是无源光网络（Passive Optical Network ）的简称。 PON由光线路终端OLT
2、（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（Optical Network Unit）和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）三部分组成。,PSTN,Internet,CATV,Optical Line Terminal 光线路终端,Passive Optical Splitter 无源分光器,Optical Network Unit 光网络单元,6,PON的优点节约,P2P N条光纤 2N光收发器 P2P Curb 1条光纤 2N+2光收发器 需要本地电源 大量节约光纤 P2MP（PON） 1条光纤 N+1光收发器 大量节约光纤 大量节约
3、光收发器,7,PON的优点可靠,Switch,LanSwitch,LanSwitch,OLT,Splitter,Splitter,网络可靠性高,无有源设备,PON组网,交换机组网,信号在PON传输过程中不经过有源电子器件，大大减少了潜在的故障点。 使用无源设备提高了网络可靠性，大大降低了维护成本，符合运营商的需求。,8,PON的优点长距离,Ethernet传输距离约100m，通常只能通过级联交换机延长传输距离，有源设备的增加会导致网络中增加故障点，大大降低网络的可靠性； xDSL传输距离15km，运营商需要兼顾距离较远的用户，统一计费标准，通常不会开通xDSL所能达到的最高速率，实际接入速率比
4、较低； PON传输距离1020km，完全克服了以太网和xDSL技术在距离和带宽上的局限性，使接入方案的部署更为灵活；,15 KM,0.1 KM,1020 KM,Ethernet,xDSL,PON,9,PON的优点高带宽,PON,VDSL,ADSL,接入速率,PC Clip,3,10,15,20,Mbps,HDTV,DVD Video,VCR Video,6,1,PC Video,3 Mbps MPEG-2,500 to 800 Kbps MPEG-4,100-400 Kbps Real Player, Quick Time,14-19 Mbps MPEG,6 Mbps MPEG-2,Downl
5、oad (Best Effort),VOD (Near Real Time),Direct Viewing (Real Time),PON与其他接入方式相比带宽更高，可以满足未来HDTV实时点播业务需要。,10,PON的优点灵活,分光器 1X2 分光比 5 : 95,分光器 1X2 分光比 5 :95,交接箱,主干,用户侧,A,B,ONU,分光器 1X8 分光比 50 : 50,PON支持分光器多级连接，级联分光器合理搭配、组网方式更加灵活。 尤其适用于当用户接入信息点很分散，而且各用户接入信息点间光纤资源比较短缺的场合。,OLT,11,PON的优点多用途,PON是天然的广播网络，采用单纤波分
6、复用技术，可以在OLT端将有线电视信号叠加进PON网络中传输，在用户端再通过分离器分离出来，PON既可以传送数据也可以传送有线电视信号。,WDM,WDM,合波器,1550nm CATV信号 ,CATV信号,分离器,传统电视,1490nm ,1310nm ,局端,用户端,Splitter,. . . .,PSTN,Internet,CATV,12,PON技术优势小结,节省大量光纤和光收发器，较传统方案建网成本更低 网络中无有源设备，可靠性高，显著降低维护费用 可提供最高20km的远距离高带宽接入，且带宽可动态调整 大容量、广覆盖、少局所的建网模型，更符合运营商网络发展的思路 组网模型不受限制，可
7、以灵活组建树型、星型拓扑网络 应用广泛，不仅仅是运营商宽带接入，也可作为广电视频的传输网络，视频监控的图像传输系统 现阶段十分适合我国FTTB网络的建设以及广电的HFC双向改造，以及运营商的大客户宽带接入,13,PON的主要标准,APON/BPON ATM over PON，即在PON这种物理网络上传输ATM信元，APON的最高速率为622Mbps，2001年底更名为BPON。 GPON Gigabit PON，BPON的升级和扩展。能提供1.25Gbps和2.5Gbps下行速率和155Mbps、622Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps几种上行速率。 EPON Ethernet ove
8、r PON，即在PON这种物理网络上传输以太网报文。可以支持1.25Gbps对称速率，随着光器件的进一步成熟，将来速率还能升级到10Gbps。,14,PON的标准化进程,15,PON主要标准的比较,APON/BPON存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。 GPON在高速率和支持多业务方面有优势，但技术复杂、成本较高，产品的成熟度远逊于EPON。 EPON基于以太网技术，由于以太网产品的普及程度很高，价格方面相比A/BPON，GPON具有明显的优势。 目前从技术上对比GPON、EPON各有优缺点，两者在FTTH 领域各有市场；可见的未来，EPON将会走在
9、GPON的前面。,16,第一章 EPON技术原理,第一节 PON技术简介 第二节 EPON关键技术,17,EPON的信道复用技术,EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。,1490nm,1310nm,OLT,ONU,18,EPON下行传输方式,下行业务为广播方式,思考： OLT向ONU发送数据时，会在数据的头部加上什么标识，使得ONU分辨出这个数据包是发给自己的？又是怎么给ONU分配标识的？,19,EPON上行传输方式,上行业务为TDMA方式,思考：ONU之间怎么进行时间的同步，以保证在发送数据时不会与别的ONU发生冲突？实现的方法？,1,1,3,2,3,1,2,3,Splitter,O
10、LT,ONU1,ONU2,ONU3,2,特定ONU发来的分组,特定ONU发来的分组,20,多点MAC控制协议MPCP,传统以太网MAC层实体之间是点到点（Point-to-Point）的结构，PON的MAC层实体间是P2MP（Point-to-Multipoint）结构，为了使PON能够融合到Ethernet架构中，802.3ah协议规定了相应的控制协议多点MAC控制协议，MPCP（Multi-point MAC Control Protocol）。 MPCP定义了多点MAC控制子层（Multi-point MAC Control sublayer）来代替802.3协议所定义的MAC控制子层（
11、 MAC Control sublayer），该子层使得上层实体好像是在专有信道上传输一样，在P2MP拓扑的无源光网络上不受干扰地发送和接收数据。,21,802.3定义的MAC层,22,802.3ah定义的MAC层,23,MPCP PDU格式,模式（Mode）： Broadcast或Unicast 逻辑链路标记（LLID）： max num32767 操作码（Opcode）： GATE 0002 Report0003 Register_Req0004 Register 0005 Register_Ack 0006,时间戳（Timestamp）：在发送MPCP PDU时，利用时间戳传递当前的时间
12、信息，即本地时间寄存器值。,24,MPCP的控制消息,GATE（OLT发出） OLT控制ONU何时发送数据。 REPORT（ONU发出） ONU定期向OLT报告自己的状态。 REGISTER_REQ（ONU发出） ONU向OLT请求注册。 REGISTER（OLT发出） OLT向ONU确认ONU请求注册成功。 REGISTER_ACK（ONU发出） ONU向OLT确认ONU注册成功。,25,MPCP定义的处理过程,Discovery Processing OLT可以在网络中发现新的ONU设备，为成功注册的ONU分配LLID，并且将该ONU的MAC地址与相应的LLID绑定。 Report Pro
13、cessing OLT根据ONU的Report消息，了解ONU设备的带宽请求和实时状态，实现对各个ONU 的带宽动态分配和实时状态的监控。 Gate Processing OLT控制ONU在某一时隙发送数据帧或控制帧，避免ONU因为共享上行信道发生数据传输冲突，保证了用TDMA方式实现ONU对上行信道的复用。,26,Discovery Processing,OLT周期性地广播GATE消息，GATE消息包括了传输的开始时间及时间窗口的长度。 未注册的ONU收到GATE消息，就等待这个周期向OLT发送REGISTER_REQ消息。为了避免多个ONU同时接入带来的冲突，每个ONU在传输自己的REGI
14、STER_REQ消息时，会等待一个随机的时间。 OLT会向注册成功的ONU发送一个REGISTER消息，其中包括了ONU的LLID，以及OLT要求的同步时间等。 ONU收到REGISTER消息之后，等待OLT发送来的GATE消息，在GATE消息指示的周期内向OLT返回REGISTER_ACK消息，表示确认注册成功，注册过程就完成了。,27,Discovery Processing,28,Report Processing,Report Processing的任务是处理网络中REPORT消息的产生和终结。 REPORT消息是由更高层产生的，由MAC Client传送给MAC控制子层。 REPOR
15、T消息报告用来通告带宽需求，也用来重置OLT的看门狗定时器。 REPORT消息必须周期性产生，即使没有带宽请求也会产生。这是保证OLT的看门狗定时器不会超时，而认为ONU已经离线而注销该ONU。正确的机制是应该使OLT周期性地确认ONU的存在。,29,Gate Processing,MPCP的一个主要的思想就是通过OLT分配授权，能够在多个ONU中决定单个ONU传输。 ONU的传输时间窗口是由GATE消息的开始时间与长度决定的。ONU在本地定时器与GATE的开始时间相同时开始传输，在GATE的长度到达前一段时间结束传输，以留有充分的空隙关掉激光器。 OLT一次可以向一个ONU发送多个GATE消息，但保证不能大于ONU注册时提供的最大数。,30,EPON测距与时延补偿,EPON上行传输采用TDMA方式，有OLT来决定ONU发送数据的时间，由于每个ONU距离OLT远近不同会产生时延差异，如果没有有效的时延补偿机制仍然会造成上行数据传输冲突。 EPON测距和时延补偿技术是上行信道复用的关键。 在Discovery Processing，OLT对新注册的ONU启动测距过程，计算出每个ONU的RTT（Round Trip Time）值。 OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间。 OLT也可以在收到MPCP PDU的时候启动测距功能。,31,EPON测距与时延补偿,RTT=(
