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1、EPON产品技术培训,ISSUE 1.2,2,学习目标,了解EPON关键技术熟悉EPON相关产品熟悉EPON典型应用掌握EPON基本配置掌握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用来解决什么问题,随着视频点播、网络游戏和IPTV等高带宽业务的出现，用户对增加接入带宽的需求十分迫切，现有的以ADSL为主的宽带接入方式越来越难以满足用户对高带宽、双向传输能力以及安全性等方面的要求。由
2、于光纤的传输距离远、抗干扰能力强、容量大，在骨干网中早已得到广泛应用，近年来随着光器件成本的降低，光纤逐渐成为接入网传输介质的首选。 无源光网络（PON，Passive Optical Network）在光纤接入方式中相对成本低，能平滑升级，越来越受到电信运营商的青睐，被认为是解决“最后一公里”问题的理想方案。,6,PON的组成结构,Passive Optical Network 无源光网络,PON由三部分组成：包括光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和无源分光器（POS）。,PSTN,Internet,CATV,Optical Line Terminal 光线路终端,Passive O
3、ptical Splitter 无源分光器,Optical Network Unit 光网络单元,7,PON结构的特点,PON是一种非对称，点到多点（P2MP）结构，OLT和ONU所扮演的角色不同，OLT相当于Master的角色，ONU相当于Slave的角色。,OLT,ONU,POS,8,PON的优点节约,P2P N条光纤2N光收发器P2P Curb1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光收发器,9,PON的优点可靠,Switch,LanSwitch,LanSwitch,OLT,Splitter,Splitter,网络可靠性
4、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。使用无源设备简化了网络层次结构，扁平化的网络结构更易于维护和管理。,10,PON的优点长距离,PON传输距离1020km，完全克服了以太网和xDSL接入方式在距离上的局限性，大大增强了运营商的端局部署的灵活性。,15 KM,0.1 KM,1020 KM,Ethernet,xDSL,PON,11,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 M
5、PEG-2,500 to 800 Kbps MPEG-4,100-400 Kbps Real Player, Quick Time,14-19 Mbps MPEG,6 Mbps MPEG-2,Download(Best Effort),VOD(Near Real Time),Direct Viewing(Real Time),PON与xDSL相比带宽更高，完全满足未来HDTV在线播放业务需要。,12,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组网模型不受限制，可
6、以灵活组建树型、星型拓扑结构的网络。PON尤其适用于用户接入信息点很分散的场合，实现一根主干光纤可以满足所有用户接入信息点的接入。,OLT,13,PON的优点多用途,PON是天然的广播网络，采用单纤波分复用技术，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,14,PON技术优势小结,节省大量光纤和光收发器，较传统
7、光纤接入方案成本低大量使用无源设备，可靠性高，显著降低维护费用网络扁平化，结构简单更利于运营商对网络的管理最高20km的接入距离，使运营商端局部署更加灵活组网模型不受限制，可以灵活组建树型、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网络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,15,PON的主要标准,APONATM over PON，ITU G.983协议标准，即在PON网络上传输ATM信元，最高速率为622Mbps。GPONGigabit PON，ITU G.984协议标准，对APON的升级和扩
8、展，采用通用帧格式提供多种业务的支持。最高速率为2.5Gbps。EPONEthernet over PON，IEEE 802.3ah协议标准，即在PON网络上传输以太网格式的报文，可以支持1.25Gbps对称速率。,16,PON主要标准的比较,APON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，产品的成熟度不高。EPON基于以太网技术，协议简单而高效。成本方面相比APON，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
9、走在GPON的前面。,17,第一章 EPON技术原理,第一节 PON技术简介第二节 EPON关键技术,18,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,19,EPON下行传输方式,下行业务为广播方式,思考：ONU如何分辨出收到的数据是OLT发给自己的？,20,EPON上行传输方式,上行业务为TDMA方式,思考：OLT如何分配信道资源，以避免ONU的上行数据冲突,1,1,3,2,3,1,2,3,Splitter,OLT,ONU1,ONU2,ONU3,2,特定ONU发来的分组,特定ONU发来的分组,21,多点控制协议MPCP,
10、与以太网P2P结构不同，PON是P2MP的结构。ONU对于上行信道资源存在竞争，需要一种仲裁机制来避免上行数据冲突并且合理地分配信道资源。802.3ah协议规定了相应的控制协议多点控制协议（MPCP，Multi-point MAC Control Protocol）。MPCP主要定义了多点MAC控制子层（Multi-point MAC Control sublayer）来扩展并代替了802.3协议所定义的MAC控制子层（MAC Control sublayer）。MPCP协议的控制帧的优先级要高于MAC Client数据帧的优先级。,22,802.3ah定义的数据链路层,23,MPCP PDU
11、格式,Mode(1bit)+LLID(15bit),CRC,目的MAC,源MAC,长度/类型,操作码,时间戳,数据/保留/填充,FCS,2,1,6,6,2,2,4,40,4,模式（Mode）：Broadcast或Unicast逻辑链路标记（LLID）：max num32767操作码（Opcode）：GATE 0002Report0003Register_Req0004Register 0005Register_Ack 0006,时间戳（Timestamp）：在发送MPCP PDU时，利用时间戳传递当前的时间信息，即本地时间寄存器值。,preamble,5,24,MPCP的五种控制帧,GATE（
12、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定义的三个处理过程,Discovery ProcessingOLT可以在网络中发现新的ONU，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 ProcessingOLT根据来自ONU的REPORT帧，了解ONU的带宽请求和实时状态，实
13、现对各个ONU 的带宽动态分配和实时状态的监控。Gate ProcessingOLT控制ONU在某一时隙发送数据帧或控制帧，是对ONU使用上行信道传输的授权过程。,26,Discovery Processing,OLT周期性地广播GATE帧，GATE帧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帧，就等待这个周期向OLT发送REGISTER_REQ帧。为了避免多个ONU同时接入带来的冲突，每个ONU在传输REGISTER_REQ帧时，等待一个随机的时间。OLT会向注册成功的ONU发送一个REGISTER帧，其中包括了OLT分配给ONU的LLID，以及OLT要求的同步时间等。
14、ONU收到REGISTER帧之后，等待OLT再次发送来GATE帧，在GATE消息指示的周期内向OLT返回REGISTER_ACK帧，表示确认注册成功，ONU整个注册过程就完成了。,27,Discovery Processing,28,Report Processing,Report Processing的任务是处理网络中REPORT帧的产生和终结。REPORT帧是由更高层产生的，由MAC Client交付给多点MAC控制子层。REPORT帧用来通告带宽需求，也用来重置OLT的看门狗定时器。REPORT帧必须周期性产生，即使没有带宽请求也会产生。相当于ONU的Keep-alive消息。一旦OLT
15、的看门狗定时器超时，OLT会认为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分配使用信道资源的授权，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帧包含的开始时间与时间长度决定的。ONU在本地定时器与GATE帧包含的开始时间相同时开始传输，在GATE帧包含的时间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帧，但保证不能大于ONU注册时OLT提供的最大值。,30,EPON测距与时延补偿,EPON上行传输采用TDMA方式，由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测距和时延补偿是上行信道复用的关键技术在Discovery Processing过程中，OLT对新注册的ONU测距，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。,
