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1、FTTH基础知识内容提纲n 一FTTH技术概述o （一）宽带接入技术简介o （二）PON系统基本原理o （三）FTTH在PON系统中的实现 FTTH 组网结构o （四）中国电信FTTH建设思路 n 二 EPON和GPON技术 n 三 PON系统多业务承载n 四主流厂商光接入设备介绍（一）宽带接入技术简介n 目前主流的宽带接入技术主要有基于铜线接入的xDSL 技术、 LAN 接入、无源光网络（主要是EPON、GPON）接入和WLAN接 入等 n xDSL接入技术：以铜芯电话线为传输介质、可同时实现语音和 宽带数据传输的宽带接入技术 ，典型如ADSL、VDSL接入。 n LAN接入：采用五类或超五
2、类非屏蔽双绞线（UTP）连接到交换 机的接入方式，速率可达10Mbit/s、100Mbit/s（FE）甚至于 1000Mbit/s（GE）。 n PON接入：无源光网络（PON）技术是目前最流行的宽带光纤接 入技术，主要包括EPON和GPON接入技术 。 n WLAN接入：WLAN采用无线方式提供宽带服务，WLAN的技术标准 是IEEE 802.11a/b/g/n等，目前802.11g最大速率可达54Mb/s。（二）PON系统基本原理n PON（无源光网络）是指OLT（光线路终端）和ONU（光网络单元 ）之间的ODN（光分配网络）全部采用无源设备的光接入网络 n PON是一种点对多点（P2MP
3、）的光接入系统，它能够节省光纤资 源、ODN无需供电、用户接入方便和支持多业务接入，是运营商目 前大力推行的宽带光纤接入技术，主要有EPON和GPON两种技术 。1. PON典型网络结构 PON系统主要由OLT、ODN和ONU三部分组成，其中 ODN不包含有源设备，OLT至ONU之间通过光分路器连接形成P2MP（点到多点）的结构 IMS/SS /2G/3GInternet城域网 /传输OLT分光器流媒体xDSL监控FTTB10GE/GEIPTVPCPhoneMDUCPEHGIPTVPCPhoneFEFTTBFEONTMDUONTEOC合成器EOC终端住户电视PC电话有线电视网CATVFTTH语
4、音数据IPTV监控FTTBFemto /微蜂窝PON系统传输方式上行方向n 上行方向为TDMA方式各ONU上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控 制PON系统传输方式下行方向n 下行方向为广播方式下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己 的数据，丢弃其他用户的数据2. PON系统组成 n PON系统的基本组成有： n 局端的光线路终端（OLT）设备 n ODN，指用于连接局端OLT设备和远端ONU设备之间的光分 配网络，ODN只包含无源器件或设施 n 光网络单元（ONU/ONT）。nPassive Optical Network 无源光网络OLTONUO
5、ptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 ONUONUPassive Optical Splitter 无源分光器ODN(光分配网络）（1）OLT设备介绍n OLT是PON的核心功能模块 ，OLT在物理上一般以机架的 形式呈现。机架式OLT（大型 ）采用插板式结构，功能复杂 、容量大，实现难度高。包括 如下板卡 接口板（或者称为线卡） 主交换板 主控板（主控和主交换板 可能合在一个板卡） 上联板（GE/10GE） n 盒式OLT（小型）：1U高一 体化小设备：24个PON口 ，12个上联GE口.功能简单 ，容量小，实现容易（2）
6、ONU设备介绍n ONU位于用户终端和ODN 之间，提供用户接口和多业 务接入，ONU上联口（ PON口）为光口，用户侧接 口有： 以太网接口（FE GE） POTS接口（RJ11） E1接口 CATV接口 n ONU设备框图如图所示，其 中PON接口模块是核心部分 ，语音处理模块以VoIP的方 式提供语音业务，CPU负责 整个ONU的控制和管理（包 括与OLT及网管的通信）。FTTH ONU设备分类n ONU设备根据用户端的应用方式不同，可分为下列几种类型： （1）SFU（单住户单元）型ONU ：主要用于单独家庭用户， 仅支持宽带接入终端功能，具有1或4个以太网接口，提供以太 网/IP业务，
7、可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主 要应用于FTTH的场合（可与家庭网关配合使用，以提供更强的 业务能力）。 （2）HGU（家庭网关单元）型ONU：主要用于单独家庭用户 ，具有家庭网关功能，相当于带EPON上联接口的家庭网关， 具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口，提供 以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务 ，支持TR-069远程管理。主要应用于FTTH的场合。 （3）SBU（单商户单元）型ONU：主要用于单独企业用户和 企业里的单个办公室，支持宽带接入终端功能，具有以太网接 口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务。主
8、要应用于 FTTO的场合。 （3）ODN简介n ODN位于ONU和OLT之间，为OLT与ONU提供光传输手段，完成光信号的传输 和功率分配任务。ODN通常呈树型分支结构，主要包含下列设备： 局端配线设施：光配线架等 光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒 等 光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等 用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板 其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等（三）FTTH在PON中的实现n 根据光纤到达用户侧的位置不同,宽带光接入网的应用方式（建设模 式）包括以下几种,这些模式统称为FTTx，主要包含： （1）FTTN ：Fibe
9、r To The Node，光纤到节点 （2）FTTZ ：Fiber To The Zone，光纤到小区 （3）FTTCab：Fiber To The Cabinet，光纤到交接箱 （4）FTTC ：Fiber To The Curb，光纤到路边 （5）FTTB： Fiber To The Building，光纤到楼 （6）FTTP： Fiber To The Premise，光纤到用户驻地 （7）FTTH： Fiber To The Home，光纤到户 （8）FTTO： Fiber To The Office，光纤到办公室 n 其中最主要的应用方式有FTTH、FTTB/C、FTTCab，FT
10、TH、 FTTO、FTTP 以全程光纤的方式实现最终用户的接入，是最为理想 的宽带光纤接入方式。FTTH典型组网结构n FTTH的典型组网结构如图所示，根据用户的不同业务需求及家庭布线 情况，家庭网络可采用不同的家庭组网方式，既可采用有线也可采用 有线+无线AP的接入方式，可方便灵活地接入语音、宽带数据、IPTV 、WLAN等业务。n 一FTTH技术概述n 二 EPON和GPON技术 n （一）EPON标准和规范简介n （二）EPON技术指标及关键技术n （三）GPON标准和规范简介n （四）GPON技术指标及关键技术n （五） ONU远程维护和管理n （六） EPON和GPON技术比较n （
11、七）新一代PON技术介绍n 三 PON系统多业务承载n 四主流厂商光接入设备介绍（一）EPON标准和规范简介n 目前FTTH常用的PON技术为EPON和GPON相同的拓扑P2MP光纤BPONEPONGPON封装协议不同lFSAN提出，ITU-T标准化lATM封装l 技术成熟l在北美有一定规模商用lIEEE 802.3标准l以太网封装l技术简单、成本低l标准较完善l技术成熟，已经规模应用lFSAN提出，ITU-T标准化lGEM封装l技术复杂，成本略高l标准仍在完善l已试商用和小规模部署EPON技术简介n 为了提高以太网在“最后一公里”的应用，IEEE EFM工作组2000年开 始制定了802.3
12、ah标准，其中包括EPON和P2P光纤以太网两种技术： 点到点光以太网：定义了速率100Mb/s、传输距离10km和速率 1000Mb/s、传输距离10km两种点到点单纤双向光以太网系统。采用 WDM方式实现单纤双向传输，上、下行分别使用1310nm波长和 1490nm波长进行传输 EPON：在保留传统以太网体系结构基础上定义了一种新的应用于 PON系统的物理层（主要是光接口）规范、一种新的MAC多点控制层 协议（MPCP），以实现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多 址接入、一种运行维护和管理（OAM）机制。 n 中国电信EPON标准 MPCP补充 Triplechurning加密算法
13、Ethernet OAM扩展 产品的部分特性规格要求（二） EPON标准和关键技术n OLT与ONU之间信号传输基于IEEE 802.3以太网帧 n 采用8B/10B的线路编码（8个数据比特编成10个线路比特），数据速 率为上下行对称1Gbps,线路比特率为上下行对称1.25Gbps n 支持1：64的分光比和10或20公里的传输距离 n 采用WDM方式实现单纤双向传输，上、下行分别使用1310nm波长 和1490nm波长进行传输 n 以MAC控制子层的MPCP（multi point control protocol）机制为基 础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构
14、 n P2P仿真子层是EPON/MPCP协议中的关键组件 n 提供了一种专门的运行管理和维护（OAM）机制，实现对链路监控 、远端环回，并可以进行扩展以实现业务层管理功能EPON系统WDM方式n EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。1490nm1310nmEPON关键技术1：突发模式光收发器技 术n 突发模式光收发器技术 OLT的接收机和ONU的发射器工 作在突发模式 OLT光接收机的快速功率恢复要求OLT在每个接收时隙的开始处迅速调整0-1判决门限 ONU光发射机的突发发射和关断为抑制自发散射噪声，要求ONU的激光器能够快速的冷却和回暖 OLT光接收机的突发同步技术上行接收数据相位
15、的突变要求 OLT的接收机工作在突发模式接收状态 OLT还要进行大范围的自动增益调 整（AGC）EPON关键技术2：EPON帧结构前导码 7Bytes帧定界符 1BytesDA 6BytesSA 6Bytes长度/类型 2Bytes数据 461500Bytes填充 不定FCS 4Bytes前导码 8BytesDA 6BytesSA 6Bytes长度/类型 2Bytes数据 461500Bytes填充 不定FCS 4Bytes5555SLD5555LLIDLLID CRC8传统以太网MAC帧EPON MAC帧第5字节的第6、第7比特被中国电信和国 内用于搅动信息标识字段（Enc）SLD:SLD指
16、示LLID和CRC位置EPON关键技术3：动态带宽分配（DBA）n 动态带宽分配 相对于静态带宽分配（SBA） ，DBA是指OLT基于用户的业 务等级协议（SLA），结合 ONU的本地队列状态的汇报或 者业务预测,动态的给ONU分 配上行带宽的技术 优点：实现高效的上行带宽利 用率和保证业务的公平性和 QoS DBA是采用轮询ONU的方式 ，图示为一种DBA的机制（三）EPON系统保护和数据安全 n EPON系统中，OLT是关键性的设备，OLT至光分路器之间的光链 路也至关重要，因此在实际中需要采取保护措施，系统保护主要有 两种 OLT的设备级保护 OLT至ONU之间的光链路保护。 OLT的设备级保护功能 主控板的11冗余保护，保护时间应为秒级甚至亚秒级 OLT设备应配2个电源模块，形成11冗余保护，并做到业 务无中断的电源切换（业界普遍采用分布式供电，电源倒换 一般对业务无影响
