《GPON原理介绍ISSUE2.0》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GPON原理介绍ISSUE2.0（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、GPON-GPON-原理介绍原理介绍ISSUE2.0ISSUE2.0Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2前 言l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”，而光纤是迄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。Page 2Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3参考资料lIT
2、U-T984.1lITU-T984.2lITU-T984.3lITU-T984.4Page 3Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4培训目标l学完本课程后，您应该能：p掌握GPON的概念及发展背景p理解光接入网架构p了解GPON的主要协议p掌握GPON的关键技术p了解GPON系统的管理模式和终端的业务发放模式Page 4Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5目 录1.PON基本概念2.
3、GPON基本架构和参数3.GPON协议分析4.GPON关键技术5.GPON系统管理和业务发放模式Page 5Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 6目 录1.PON基本概念基本概念2.光接入网概述3.GPON协议分析4.GPON关键技术5.GPON系统的管理和业务发放模式Page 6Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7现实：xDSL技技术很很难解决距离与解决距离与带宽的矛盾的矛盾问：带
4、宽小，小，传输距离有限怎么距离有限怎么办？答：答：“光光进铜退退”！采用采用光光纤接入接入技技术！HDSL ISDNADSLADSL2+VDSL2?如何解决“距离与带宽”的矛盾?Page 7Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8(a)(a)点到点的网点到点的网络P2P(b) 路路边交交换网网络(c) 无源光网无源光网络 PONCurb switchCOCOCON Twisted pairL kmL kmL kmPassiveopticalsplitterN fibreFibreFibreF
5、ibre光纤接入网的接入方案Page 8Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 91Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+Copper BasedVDSL / ADSL2+Copper BasedPONFiber Based2002200320062010时间时间带宽需求带宽需求互联网视频会议远程控制接入技术业务需求VoD标清电视视频会议Game实况TVVoDHDTV3km2km10dB）Page 30Copyright 2008 Huawei Technologies Co.,
6、 Ltd. All rights reserved. Page 31突发控制技术恢复出来的数据到达OLT的信号及阈值建立ONT/ONU发出的信号阈值线0# ONU1# ONU0# ONT有快速有快速AGC无快速无快速AGC连续接收模块突发接收模块l突突发接受接受p快速快速AGC Automatic Gain Control (动态范范围 20dB)p 快速快速时钟恢复恢复Page 31Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32测距lOLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（
7、Round Trip Delay），从而指定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay），保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。lRanging的过程需要开窗，即Quiet Zone，暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将BWmap设置为空，不授权任何时隙来实现。ONU3ONU2ONU1OLTONTOLT(in CO)20 km3 km12 kmPage 32Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 33无EqD测距OLT TXOLTRXRTD无EqD机制则
8、容易引起冲突RXTXONT下行传输时延处理时延上行传输时延Page 33Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 34EqD测距OLT TXOLTRXRTD冲突消失，数据被送到下一帧的恰当时隙。RXTXONT下行传输时延处理时延上行传输时延EqDEqD= NxFrameRTDNxFramePage 34Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 35l什么是DBA?p- DBA, Dynamical
9、ly Bandwidth Assignment(动态带宽分配)p- DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制l为什么需要DBA？p- 可以提高PON端口的上行线路带宽利用率p- 可以在PON口上增加更多的用户p- 用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带宽突变比较大的业务DBA概念Page 35Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36lGPON系统采用SBA+DBA的方式来实现带宽的有效利用，lGPON系统通过状态的上报以及OLT业务监视（非状态上报）支持
10、动态带宽分配。lGPON的状态上报DBA存在3种机制：pPLOu-State Ind DBA;pDBRu-Piggy-back DBA;pPayload DBA;DBAPage 36Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 37SR-DBA的实现过程lOLT的MPCP会下发Gate消息给ONU，允许ONU可以进行发现消息的发送和正常数据的发送。l在正常发送窗口内，ONU可以报告针对每个802.1Q优先级队列所需的上行带宽。DBA 运算逻辑控制平台消息平台为ONU承诺分配的时隙ONU内部队列调度O
11、LT缓存用户数据REPORT 消息GRANT 消息Page 37Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 38PayloadUS BWMapDataReportPCBd下行方向下行方向上行方向上行方向OLTONTSR-DBA流程lOLT根据上次计算的结果在下行帧头中下发BW Map。lONU根据带宽分配信息在规定的时隙上发送目前T-CONT中等待发送的数据状态报告。lOLT收到ONU的状态报告后，经过DBA计算并更新BW Map，在下一帧进行下发。lONU收到OLT下发的BW Map消息后，在指
12、定的时隙上发送数据。Page 38Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 39DtijDiDjNSR-DBA实现lNSR (Non Status Reporting)-DBA l在OLT处监视从NSR-ONU/ONT来的信元数据流的算法l过程(Procedure)：pStep1：在确定的间隔(interval)内监视OLT接收到的信元数目。pStep2：通过使用在Step1中的实时监控(real time monitoring)结果来计算利用速率(utilization rate)。pStep
13、3：通过比较利用速率和极限值，来认识(recognize)拥塞程度。Page 39Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 40T-CONT带宽术语lT-CONTs (Transmission Containers)：动态接收OLT下发的授权，用于管理PON系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善PON系统中的上行带宽。lT-CONT的带宽类型分为FB,AB,NAB,BE。lT-CONT的5种类型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。Page 40Copyright 2008
14、Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 41T-CONT类型和带宽类型之间的关系l根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制。l最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。lOLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。Page 41Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All righ
15、ts reserved. Page 42End UserEnd User1 1End UserEnd User3 3End UserEnd User2 23 33 31 13 33 32 21 11 11 11 12 21 1 3 33 32 21 11 11 1 3 33 32 21 11 1加密加密解密解密解密解密解密解密1 11 1 3 33 32 21 11 1AES: Advanced Encrypt System一种国际通用的加密算法GPON系统的AES加密处理lGPON支持下行广播数据进行AES128加密处理。l只对GEM帧中的Payload进行加密处理。lGPON系统定期的进行
16、AES密钥交换和更新，提高了线路数据的可靠性。l密钥更换由OLT发起密钥更换请求，ONU响应并将生成的新的密钥，并分两部分发给OLT，且重复发送三次，OLT收到了新的密钥后，就要开始进行密钥切换，将使用新的密钥的帧号通过相关的命令通知ONU（也是三次），ONU在相应的数据帧上切换校验密钥。Page 42Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 43光纤衰减和光功率预算1310nm,1490nm光纤光纤波长每公里衰减波长每公里衰减0.35dBl光纤衰减和长度有关l光纤熔接点的衰减值一般小于0.2d
17、Bl其他方面，如光纤弯曲等也可能造成衰减Table G.984.2 Classes for optical path lossClass AClass BClass BClass CMinimum loss5 dB10 dB13 dB15 dBMaximum loss20 dB25 dB28 dB30 dBNOTE 1：2分离器理论衰减为3dBHuaweis OLT and ONU28 dB (Class B+)Page 43Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 44项目单位规格OLT: O
18、LTl最小平均发送功率 dBm+1.5l最大平均发送功率dBm5l接收灵敏度dBm-28l过载光功率dBm-8l下行光功率代价dB0.5ONU: ONUl最小平均发送功率dBm0.5l最大平均发送功率dBm5l接收灵敏度dBm-27l过载光功率dBm-8l上行光功率代价dB0.5GPON接口参数指标（Class B+）Page 44Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 45目 录1.PON基本概念2.光接入网概述3.GPON协议分析4.GPON关键技术5.GPON系系统的管理和的管理和业务发
19、放模式放模式Page 45Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 46GPON管理中的基本消息类型l物理层OAM消息有三种类型：嵌入式OAM，PLOAM消息，OMCI消息。p嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于对物理层和GTC层进行管理。n嵌入式OAM通道通过GTC帧头中域格式信息来提供(BW Map，DBRu等)。n功能包括：带宽授权，动态带宽分配信令等）pPLOAM通道涉及ONU注册、加密，Boot OMCI等功能pOMCI提供了更高层次的统一的管理系统通道，用于管理在GTC层上层定义的业
20、务Page 46Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 47GPON业务发放与终端零配置lONT 即插即用lONT 集中管理lONT 自动业务发放业务发放系放系统NMSAccess Network计费系系统1开户2下发数据配置3订单管理系管理系统启动终端，利用序列号进行注册ONTONTONTONTCRM用用户给用户发放终端12自动完成OLT的数据配置的的STB3利用OAM完成ONT的数据配置Page 47Copyright 2008 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 48总 结lGPON技术数据传输原理lGPON复用结构lGPON关键技术Page 谢谢结束结束
