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1、Page 1,考虑到未来许多的宽带应用，越来越多的国家认识到必须尽早突破接入“瓶颈”，而光纤是今为止最好的传输媒介。本文主要分析 GPON技术的产生背景、应用、基本概念和特点，以及GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式 。,前 言,Page 2,学习完此课程，您将会： 掌握GPON的概念及发展背景 理解光网络架构 掌握GPON的主要协议 掌握GPON的关键技术 了解GPON提供的基本业务,目 标,Page 3,接入需求与接入技术 PON的基本概念 GPON的关键技术 华为GPON设备介绍 GPON的组网应用,Page 4,接入网的现状,全球电信运营商处在转型过程中： 1、业务竞争力的提升：
2、提供更多业务。 2、增加ARPU值：多种业务捆绑，降维护成本。 3、提升用户忠诚度：提高用户对网络感受满意度，降低用户离网率。 要实现转型目标，宽带提速是前提。,Page 5,Service,Access,Core,X.25,ADSL,Ethernet,PSTN,IP,ATM,FR,GSM/GPRS,CDMA,Cable,PDH,SDH,Wireless Voice,Wireless Data,High Speed Internet,Voice,Streaming,Dial-up,VoIP,Message,FTTH GPON,DSL,Wireless,Eth/IP/MPLS Aggregati
3、on Network,Location & Presence,Message,Online Gaming,Voice,Data,Video,Storage,Directory,接入网的发展趋势All over IP,Page 6,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！,Page 7,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,Page 8,ADSL2+,PON,ADSL2+
4、VDSL2,Centre office,Home,VDSL2,ONT,ADSL2+,10/100Base-T,1 km,2 km,IP DSLAM,GE,Curb,Building,GE,FTTC,FTTB,FTTB,FTTH,ADSL2+ VDSL2,GE,FTTB,DSL,Best Suitable is the Best Choice,FTTX场景分析,Page 9,接入需求与接入技术 PON的基本概念 GPON的关键技术 华为GPON设备介绍 GPON的组网应用,Page 10,Passive Optical Network 无源光网络,OLT,ONU,Optical Line Ter
5、minal 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（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） 和光分配网络ODN（Optical Distribution Network）组成；,Passive Optical Splitter 无源分光器,什么是PON?,Page 11,两大PON技术：GPON和EPON,
6、EPON,GPON,TCP+UDP etc.,IP,Ethernet,Layer 2,Layer 3,Layer 4,Layer 5 or more,Layer 1,PON-PHY,TDME1,话音,视频,数据,VoIP,AES (Optional),AAL1/AAL2,AAL5,GEM Frame,PON-PHY,TDME1,话音,视频,数据,VoIP,AES (Optional),窄带PON,A/BPON,GPON,NG-PON,EPON,10G EPON,ITU-T/FSAN,IEEE 802.3,过去,将来,GPON与EPON都是在A/BPON的基础上发展起来, 有着共同的技术起源。
7、ITU和IEEE两标准组织定位的不同导致GPON和EPON在技术理念存在较大差异： ITU-T/FSAN是以会员（运营商为主）身份参与的具有官方性质的通信行业标准化组织，制定的标准更关注运营商的业务与可运营需求。 IEEE是以工程师个人身份参与的电子/电器行业化标准组织，更关注技术的创新和实现，缺乏对运营商长远需求的理解与分析。,Page 12,GPON与EPON的比较,Page 13,GPON（Gigabit-capable Passive Optical Networks） 三大优势： 1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM； 2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行
8、1.25G（物理层）； 3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。 GPON支持Tripleplay业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是三网合一的上佳方案。 GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高 全球大运营商的选择,为什么选择GPON?,Page 14,GPON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来去方向的信号，采用以下两种复用技术： 下行数据流采用广播技术； 上行数据流采用TDMA技术。,GPON原理-数据复用,Page 15,上下行
9、传输方式解释,广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us（每秒8000帧，每帧占用125 us，每帧38880字节，即每秒38880*8000*8= 2.48832 Gbit/s），下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过ONUID来区分不同的ONU的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。 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
10、个时隙,Page 16,GPON提供以下几种异步传输速率： 0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down（目前的主流支持速率） 2.48832 Gbit/s up, 2.4883
11、2 Gbit/s down 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,Page 17,第1章光接入网概述 第2章 PON基本概念 第3章 GPON协议分析 第4章 GPON关键技术 第5章 GPON承载的基本业务 第6章 GPON系统的管理和业务发放模式 第7章 GPON PK EPON,内容介绍,Page 18,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
12、/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,Page 19,广播方式：GPON的下行帧长为固定的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,Pa
13、ge 20,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。,GPON原理-上行数据,Page 21,GPON 协议栈,Page 22,GPON复用示意图 (ATM&GEM),(ATM业务),(GEM业务),Page 23,GPON的基本协议概念- T-CONT,T-CONT (Transmission Containers) T-CONT的全称是Transmission Con
14、tainer，传输容器，是的，对于上行数据来说它就是一个“容器”，上行数据就放在这个“容器”中。但是一定要注意的是，T-CONT并没有物理上对应的概念，也就是说并没有什么物理的容器，它仅仅是个逻辑的概念。 一个T-CONT对应一种带宽业务流，这种业务流有自己的Qos特征，Qos特征主要体现在带宽保证上，分为固定带宽，保证带宽，保证/不保证带宽，尽力转发，混合方式五种。T-CONT的主要是从带宽的保证角度而不是从业务的种类（如CBR，UBR等，这里包含了带宽、延时、抖动等等的考虑），来划分的。 每个T-CONT用Alloc-ID来标识。每个T-CONT的流量由多个VP或Port组成。而每个T-C
15、ONT中的VP或Port可以是来自任意ONU的。T-CONT是业务流量的集合体，通过Alloc-ID标识，一种T-CONT只能承载一种数据类型。,Page 24,GPON的基本协议概念-T-CONT,T-CONT 的由来 OLT如何区分不同ONT的上行数据？ 下行数据是OLT广播下来的，ONT只需要从这堆信息中间拨出属于自己的那部分信息就行了。但是上行流就不一样了，因为上行流涉及到一个信息冲突的问题，目前PON技术采用的是上行TDMA，我们要将每个ONT发送数据的时间区分开来，这样OLT才不会混淆上传的数据。 ONT怎么知道自己在哪个时间开始发数据呢？ONT怎么知道自己有多长的时间来发送数据呢
16、？这就需要OLT与ONT之间达成某种协议来完成上述功能。 如果OLT分配给某ONT的发送时间比较长，那么会发生什么呢？ 如果ONT发送的数据量比较大，也就是说这个ONT的带宽比较大。那问题来了，就是OLT以什么为分配带宽的标志呢？最明显的一个答案就是ONT了，是的根据ONT是可以分配带宽，就是说OLT只要安排在哪个时间段内，某个ONT发送数据就行了。但是这样带来的问题是带宽的浪费。为什么呢？因为在某个时间段内如果ONT并没有数据要发送，它还是会占用这段时间的，以至于别的有大量数据要发送的ONT不能利用这段时间类发送数据。这样势必会造成成本的上升。有什么好办法么？GPON采用的是根据T-CONT来分配带宽,Page 25,什么是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
