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1、PON系统简介交流材料 湖北环信通信技术有限公司 2011年5月,光网络工程师应知应会培训系列,目 录,PON技术的含义,PON技术是一种宽带接入网技术,PON,Passive Optical Network 无源光网络,Optical Distribution Network 光配线网,光分路器,无源光网络(PON) 指光配线网(ODN)不含有任何电子器件及电子电源,全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。 是一种点到多点的光纤接入技术。,本质特征 光配线网(ODN)全部由无源光器件组成。,相同的拓扑无源P2MP,APON,EPON,GPON,协议不同,I
2、TU-T标准化 标准已经成熟;ATM技术; 目前提供的接入速率 相对较低,业务提供 能力有限,没有得到 市场认可。,IEEE EFM工作组 标准化,编号 802.3ah;以太网封装;标准完善;产品开始在市场上 迅速应用。,FSAN提出,ITU-T 标准化;ATM、GEM封装;标准较完善;支持厂家较少。,点对多点光纤接入技术PON技术发展,PON的技术种类,各种PON技术的主要差异在于采用了不同的二层技术,点对点方式:需要2N个收发模块,光纤总长度为N*(D1+D2)。,点对多点方式:需要N+1个收发模块,光纤数量为(D1+N*D2)。,总体来看,PON技术的关键是在线路中引入了无源的分路器,这
3、使得系统设备的理论成本和线路成本均可以较传统的P2P技术有较大幅度的优化,还可以增强OAM能力和QoS水平;另外,由于分路器是无源器件,维护简单,环境适应能力强。,点对多点光纤接入技术PON的通用特性,PON的技术特性,PON技术组网形式 (网络拓扑结构),PON技术的组网形式,树型(典型结构为树型),星型,总线型,PON系统网元组成,网络侧接口,用户侧接口,典型PON系统组成,局端 OLT(光线路终端),用户侧的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元 ),ODN(光配线网):连接前两种设备由 单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的 ODN(光分配网络),其它组
4、成部分 网管系统,PON技术与FTTH的关系,PON技术与FTTH的关系(一),基于EPON的FTTH可为用户提供高达1000 Mbit/s的双向对称带宽,Fiber To The Home 光纤到户,FTTH是接入网发展的一种最终形式,光纤接入网(统称FTTx)以光网络单元(ONU)的位置所在,分为,光纤到户 (FTTH),光纤到大楼 (FTTB),光纤到路边 (FTTC),光纤到邻里 (FTTN ),FTTH是实现话音、视频、数据三网合一最好的解决方案。 FTTH的普及将彻底改变我们的生活和工作方式!,PON技术与FTTH的关系,PON技术与FTTH的关系(二),用光纤连接用户,主要有两种
5、方式,在多种基于PON的技术中,EPON由于其产品成熟度和价格方面的优势已逐渐成为最受欢迎的FTTH技术,特别是基于千兆端口的EPON可将单根光纤的接入速率从100Mbps提高到1000Mbps,已成为目前阶段业界公认的最适合市场需求的光纤接入技术。,EPON与GPON的技术比较,EPON与GPON技术特点比较,EPON的技术优势,采用基于EPON 的FTTH优势,EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充, 与现有以太网的良好兼容性是其最大的优势之一。,EPON相对于现有类似技术的优势主要体现在以下几个方面:,上下行信道均为千兆比特。,采用PON的结构,减少了大量的光纤和光器件 以
6、及维护的成本。,良好的兼容性,高带宽,低成本,EPON设备的技术成熟、集中采购使得设备成本迅速下降EPON技术的组网模式可节省管道与机房空间,降低能耗及综合运营成本的空间,目 录,1490nm,1310nm,EPON的原理信号复用,EPON技术原理,EPON系统采用WDM技术,实现单纤双向传输(强制),为了分离同一根光纤上多个用户的上下行方向的信号, 采用以下两种复用技术:,下行数据流:TDM技术,上行数据流:TDMA技术,广播方式,EPON的原理下行数据,EPON技术原理,在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID;在每一个以太网帧前添加一个LLID,替代以太网前导符的 最后两个字节(不改变原
7、有帧结构);ONU接收数据时,仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。,TDMA方式,EPON的原理上行数据,EPON技术原理,EPON关键技术,2 测距和时延补偿技术,3 光器件,4 突发信号的快速同步,1 上行信道复用技术,EPON关键技术,EPON 关键技术 (一),上行信道复用技术(EPON技术的核心),目前主要采用TDMA方式,即如何使用TDMA使上行信道的带宽利用率、时延和时延抖动等指标达到要求。涉及到上行带宽的分配方法、ONU发送窗口固定还是可变、最大的ONU发送窗口应为多大、ONU发送窗口的间隔、以太网帧是否切割等问题。,EPON关键技术,EPON 关键技术 (二),测距和时延
8、补偿技术,由于光纤信道时延较大,ONU与OLT之间的距离将会影响到上行信道的复用,如果准确测量各个ONU到OLT的距离并能精确的调整ONU的发送时延,则可以减小ONU发送窗口间的间隔,从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外,测距过程应充分考虑到整个EPON的配置情况。例如,系统在工作中加入新的ONU,此时对它的测距不应对其它ONU有太大的影响。,EPON关键技术,EPON 关键技术 (三),光器件,由于EPON上行信道是所有ONU分时复用的,每个ONU只能在指定的时间窗口内发送数据。因此,EPON上行信道中使用的是突发信号,这就要求在ONU和OLT中使用支持突发信号的光器件。,目前该部分光器
9、件价格还比较贵。可以说,这是EPON技术面临的一大问题。,EPON关键技术,EPON 关键技术 (四),突发信号的快速同步,由于OLT接收到的信号为突发信号,OLT必须能在很短的时间(几个bits)内实现相位的同步,进而接收数据。,目 录,OLT设置方式,OLT设置方式,OLT的设置可以分为集中设置和分散设置两种,集中设置 覆盖多个用户片区 (一般小区或商业区),分散设置 覆盖单个用户片区,ODN设置方式,ODN设置方式(一),ODN的分光方式一般分为一级分光和二级分光两种,一级分光,二级分光,ODN设置方式,ODN设置方式(二),ODN的设置可以分为集中设置和分散设置两种,集中设置,分散设置
10、,EPON系统网元功能,1,2,3,向ONU以广播方式发送以太网数据。 发起并控制测距过程,并记录测距信息。 发起并控制ONU功率控制。 为ONU分配带宽,即控制ONU发送数据的 起始时间和发送窗口大小。,由无源光分路器和光纤构成。 在OLT和ONU之间提供光传输通道。 分发下行数据并集中上行数据, 选择接收OLT发送的 广播数据。 响应OLT发出的测距及功率控制命令,并作相应的调整。 对用户的以太网数据进行缓存,并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。,EPON 系统设备 主要性能,OLT,ODN,ONU/ONT,EPON系统网元电气安全要求,正常情况下,设备的绝缘 电阻不应小于50M欧姆
11、。,绝缘电阻,设备接地电阻应小于5欧姆。,设备接地要求,设备应安装过压、过流保护器,以便在外接电源异常时保护设备的核心部分。,过压、过流保护,电磁兼容,电磁兼容性指标应符合相应的国标要求。,1,2,3,4,EPON系统主要技术参数,1000BASE-PX10 R-S点允许衰耗 上行(ONU-OLT,1310nm):022dB 下行(OLT-ONU,1490nm):020dB 1000BASE-PX20 R-S点允许衰耗 上行(ONU-OLT,1310nm):025dB 下行(OLT-ONU,1490nm):025dB,目 录,烽火EPON OLT设备,14U子框,全千兆背板;中板结构,双面插卡
12、 设备正面共有20个槽位,2个核心交换盘位(主备)2个语音处理卡槽位16个线卡槽位 单板具有2个PON接口,最大可接入64个ONU;单框可接入1024个ONU,AN5116-03,AN5116-02,19英寸1U小型结构; 满配置可以连接232=64个ONU(用户); 接口:2个GE上联接口(光/电可选);2个FE/GE自适应级联接口(电口);2个PON接口;,4.5U子框,全千兆背板;中板结构,双面插卡 设备正面共有8个槽位,2个核心交换盘位(主备)2个语音处理卡槽位4个线卡槽位 单板具有2/4个PON接口,最大可接入64/128个ONU;单框可接入256/512个ONU,AN5116-06
13、,烽火EPON ONU设备,大型OLT:AN5116-02,中型OLT:AN5116-06,小型OLT:AN5116-03,FTTH型ONU,FTTN型ONU,FTTO型ONU,AN5006-02,AN5006-03,AN5006-04,AN5006-05,AN5006-06,适用于家庭用户、视频监控接入、办公室用户等,适用于FTTN的用户端设备,解决普通用户、村通等接入需求,适用于商业楼宇接入,满足多业务接口需求,AN5006-07,AN5006-08,AN5006-09,AN5006-10,AN5006-12,AN5006-15,室外型ONU,AN5006-11,适用于室外环境,中兴 EP
14、ON OLT设备,中兴 EPON ONU设备,华为EPON OLT产品,室内型机柜 N63-2,MA5680T机框,MA5606T机框,32路 ADSL/ADSL2+ 16路G.SHDSL/24路VDSL2 4路EPON 16路P2P FE光接口板 上行GE或EPON,EPON/兼容 IEEE 802.3ahPX10/PX20/1:32 分光比 10GE 光口/GE 光、电口 支持 64 个EPON 接口/ 2048 个EPON ONU,华为EPON ONU设备,HG850E 4*10/100BT 2*POTS 1*EPON 802.3ah CTC扩展OAM管理,MA5606T EPON上行 xDSL接口下行 64ADSL2+/48VDSL2/32G.SHDSL,HG813E 4*10/100BT 1*EPON 802.3ah CTC扩展OAM管理,HG810E 1*EPON 1*1000Base-T 802.3ah CTC扩展OAM管理,MA5626E EPON上行 24*FE+24*POTS,携手合作共赢发展,谢谢大家!,