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1、PON网络基础知识网络基础知识 2008年5月第1页，共29页。内容lPon的基本概念lEpon网络的构架lOnu的构架l光模块l测试项目介绍 内容内容第2页，共29页。1.1 PON-Passive Optical Networkl通信网络中从共享网络分配到最终用户端的网络叫做接入网接入网l接入有多种方式 点对点（以太网）、铜线、XDSL、无线（WLAN）、XPON等l无源光网络（PON）一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术，它打破了传统的点到点解决方法，在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术lPON自出现以来，已经过多年的发展，形成了APON、BPON、GPON
2、、EPON等一系列概念、规范及产品序列lPON作为一种点到多点点到多点的光网络，从源头到目的节点间都是通过无源器件完成的，包括光纤光缆、光分路器/耦合器、连接器和光放大器等等第3页，共29页。1.2 PON1.2 PON的发展历程的发展历程l1982年英国电信实验室发明PON（Passive OpticalNetwork）l1987年在英国进行了早期试验l1993年在德国电信在东德安装PONl1998年日本NTT开始安装PONl1998年国际电信联盟（ITU）公布APON标准：ITU-T G.983l1999年美国Bellsouth完成400户PON试验设备的安装测试l2003年国际电信联盟（
3、ITU）公布GPON标准：ITU-T G.984l2000年IEEE 成立EFM研究组（Ethernet in First Mile Study Group）专门研究EPON标准l2004年IEEE公布EPON标准：IEEE Std 802.3ah-2004 l国内在1998年就已开展PON模块的研发工作第4页，共29页。l在OLT到ONU下行方向采用TDM(Time Division Multiplexing) 方式，以广播方式送至每一个ONU。OLTOLT的发送部分和的发送部分和ONUONU的接收部分都是连的接收部分都是连续工作方式续工作方式lONU到OLT的上行信号的传输采用TDMA(T
4、ime Division Multiple Access)技术。OLTOLT的接收部分和的接收部分和ONUONU的发送部分都是突发模式工作的发送部分都是突发模式工作lOLT光接收机必须能够适应不同ONU 信号的不同光功率，接收机需要有一个很大的动态范围，并设定门限，以最快的速度来判决；OLT光接收机必须能够迅速恢复从不同节点传来的每个突发信号的正确时钟，在上行信元到达OLT 的前几个bits内实现快速突发比特同步lONU光发送机必须能够快速开/关；当发送机不发送时只能“泄漏”极小的光功率比接收灵敏度低10dB1.3 PON1.3 PON技术特点技术特点第5页，共29页。2.1 EPON系统参考
5、模型系统参考模型第6页，共29页。2.2 EPON关键技术l测距测距 对OLT 而言，各个不同的ONU 到O L T 的距离不相等；OLT 与各ONU 间的环路时延还会随时间和环境而变，因此会引起上行信元的碰撞。为防止碰撞，可通过实时测量每个ONU 和O L T 间的环路时延，ONU 调解发送时延，插入相应的均衡时延Td，使所有ONU 到OLT的逻辑距离相同。使得不同物理距离的onu所发的信号能在OLT上准确的复用在一起。 测距方法有扩频法、带外法和带内开窗法。按照测距时ONU 上有、无业务，又分为静态测距和动态测距。 第7页，共29页。2.2 EPON关键技术l动态带宽动态带宽 上行信道中的
6、带宽是根据ONU的需要，由OLT分配。各个ONU收集来自用户的信息并高速向OLT发送数据，不同的ONU发送的数据占用不同的时隙，提高上行带宽的利用率。根据不同用户的业务类型合理分配带宽。动态带宽分配(DBA)算法是实时地改变各ONU 上行带宽的机制。由于数据业务的带宽不确定性，如按峰值速率静态分配带宽则整个系统带宽很快就被耗尽，带宽利用率很低；而DBA根据各ONU的业务情况动态分配带宽，使带宽利用率大幅度提高，同时系统可以根据用户优先级设置不同的服务等级。 第8页，共29页。2.2 EPON关键技术l突发信号同步突发信号同步 EPON是一个网同步体系面需要实现ONU与OLT之间的快速同步。OL
7、T接收机必须迅速恢复从不同节点传来的每个突发信号的正确时钟，在上行信元到达OLT 的前几个bits内实现快速突发比特同步。否则一旦发生bit错位或则相位突变，数据接收的错位就会导致数据严重丢包，甚至不断重传导致网络拥塞或瘫痪。第9页，共29页。3.1 ONU3.1 ONU的构架的构架第10页，共29页。3.1 ONU的构架lOptical transceiver千兆光接口lEthernet PHY 10/100/1000 M的以太网接口（UNI）lPacket buffer extension 外部数据队列的存储器lEEPROM 存储系统的配置文件和boot参数lFLASH & SDRAM M
8、emories 供CPU使用的存储器第11页，共29页。3.2 CPU3.2 CPU的构架的构架第12页，共29页。3.2 CPU3.2 CPU的构架的构架lEPON Interface and MAC - EPON Interface and MAC - 提供基于提供基于EPONEPON连接收发数据所需的功能连接收发数据所需的功能实现实现lPacket Processing Engine Packet Processing Engine 作为作为EPON MACEPON MAC和和UNI MACUNI MAC间的桥间的桥接，可以细分为上行流控制和下行流控制接，可以细分为上行流控制和下行流控制
9、lUNI UNI 产生到用户终端设备的产生到用户终端设备的10/100/1000 Mbps以太网接口接口lCPU Subsystem CPU Subsystem 完成对该设备所有模块的配置；监控所有的对外完成对该设备所有模块的配置；监控所有的对外接口；监控并执行实时的进程，比如读写计数器。接口；监控并执行实时的进程，比如读写计数器。第13页，共29页。l完成光电转换和电光转换，信号通过光模块实现传输媒介的转换。（光纤 铜线）4.1 4.1 光模块作用光模块作用第14页，共29页。4.24.2光模块封装光模块封装l光模块的封装形式有：19，SFF，SFP，GBIC，XENPAK，XFPl目前的P
10、ON模块几乎都采用单纤双向收发一体小型化（SFF，SFP）结构，其外形尺寸及引脚均符合多源协议MSA8472lSFF封装-焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多采用LC接口lSFP封装-热插拔小封装模块，用于高速率的传输环境，多采用LC接头第15页，共29页。4.34.3光收发一体化模块构成光收发一体化模块构成第16页，共29页。4.44.4单纤双向光组件单纤双向光组件-BOSA-BOSAlBOSA是将光源（FP-LD或DFB-LD），PIN-TIA，分光片，光纤等零部件用同轴耦合工艺全部集成于一体第17页，共29页。4.44.4光发射组件光发射组件-TOSA-TOSA第18页，共29页。l
11、消光比消光比(ER)的定义:ER=P1/P0 其中: P1是1码的光功率值 P0是0码的光功率值用对数表示:ER=10lg(P1/P2)l消光比是光发射机的一个非常重要的指标,因为它反映了光信号的相对幅度4.44.4光发射组件光发射组件-TOSA-TOSA第19页，共29页。l将光发射模块输出的(NRZ码)光信号送入取样示波器,就可以观察到光信号波形的“眼图眼图”l光脉冲信号的质量都可以在光眼图上观察到l光脉冲波形的上升时间、下降时间、过冲和下冲应加以控制,以免降低接收灵敏度l光脉冲形状特性由眼图模板给出,眼图模板在光通信系统的标准中都已做了具体的规定4.44.4光发射组件光发射组件-TOSA
12、-TOSA右图是ITU-T G.983.1 G.984.2 规定的上行光信号的眼图模板第20页，共29页。4.44.4光接收组件光接收组件-ROSA-ROSAl接收灵敏度：接收灵敏度：指光接收机满足指定比特误码率(如10-10或10-12)时可接收的最小平均光功率(dBm)这是光接收机的重要指标之一l噪声是限制接收灵敏度的最主要因素l右图就是误码率和信噪比的关系曲线l只要知道了TIA的等效输入噪声电流,应用此曲线就可推算出接收灵敏度第21页，共29页。4.44.4光接收组件光接收组件-ROSA-ROSAl最小过载光功率最小过载光功率定义为:接收机满足指定比特误码率(如10-10或10-12)时
13、可接收的最大平均光功率(dBm)l最小过载和灵敏度之间的差值(dB)就是接收机的动态范围l接收机的过载能力主要取决于TIA的AGC性能第22页，共29页。5.15.1测试测试- -环境可靠性测试环境可靠性测试l低温工作 l高温工作l高低温循环工作l恒温恒湿工作l温升测试第23页，共29页。5.1 5.1 测试测试- -硬件信号测试硬件信号测试l电源信号l时钟信号l复位信号l系统总线l板级接口信号第24页，共29页。 lThroughputThroughput（吞吐量）（吞吐量） 吞吐量是指在没有帧丢失的情况下，设备能够接受的最大速率l LatencyLatency（时延）（时延） 从发送端接收
14、到第一个字节数据到接收端串口输出数据的第一个字节所需要的时间l Package lossPackage loss（丢包率）（丢包率） 测试中所丢失数据包数量占所发送数据包的比率l Back-to-BackBack-to-Back（背靠背）（背靠背） 背靠背是考察连续不丢包所具备的缓冲能力，当网络流量突增而设备一时无法处理时，它可以把数据包先缓存起来发送。5.1 5.1 测试测试- -转发性能测试转发性能测试第25页，共29页。l发射部分发射部分：l平均光功率（AOP）l眼图l消光比（ER） l抖动（Tj） l中心波长（CW） l谱宽（RMS）l接收部分接收部分：l灵敏度（SEN）l最小过载光功
15、率5.15.1测试测试- -光参数测试光参数测试第26页，共29页。lOAM lWEB l L2 功能lQoS l组播 l压力测试5.15.1测试测试- -系统软件测试系统软件测试第27页，共29页。5.25.2生产测试生产测试lFlash/EEPROM烧录 lPCBA电源测试l焊接光模块lMAC地址烧录l光功率测试l性能测试（流量、 VOIP 、 CATV）l整机装配l45老化l老化后测试第28页，共29页。1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉
16、你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!25、你不能拼爹的时候，你就只能去拼命！26、如果人生的旅程上没有障碍，人还有什么可做的呢。27、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。励志名言：比别人多一点执着，你就会创造奇迹28、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，
17、他却下决心实现自己的目标。29、人生就像一道漫长的阶梯，任何人也无法逆向而行，只能在急促而繁忙的进程中，偶尔转过头来，回望自己留下的蹒跚脚印。30、时间，带不走真正的朋友；岁月，留不住虚幻的拥有。时光转换，体会到缘分善变；平淡无语，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在与不在，都会惦念；无心的情，无论你好与不好，只是漠然。走过一段路，总能有一次领悟；经历一些事，才能看清一些人。31、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。32、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。33、比别人多一点执着，你就会创造奇迹。50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。51、
18、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。57、理想的路总是为有信心的人预备着。58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。61、在清醒中孤独，总
19、好过于在喧嚣人群中寂寞。62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。63、彩虹风雨后，成功细节中。64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。65、只要有信心，就能在信念中行走。66、每天告诉自己一次，我真的很不错。67、心中有理想 再累也快乐68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。72、只要路是对的，就不怕路远。73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。74、先知三
20、日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。75、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是有人在呼天抢地，有人在默默努力。2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处容身。缺乏热诚的人也没有明确的目标。热诚使想象的轮子转动。一个人缺乏热诚就象汽车没有汽油。善于安排玩乐和工作，两者保持热诚，就是最快乐的人。热诚使平凡的话题变得生动。3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一场马拉松比赛，拼的不是起点，而是坚持的耐力和成长的速度。只要努力不止，进步也会不止。4、如果你不相信努力和时光，那么时光第一个就会辜负你。不要去否定你的过去，也不要用你的过去
21、牵扯你的未来。不是因为有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达
22、，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压
23、力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。21、每个人都有潜在的能
24、量，只是很容易：被习惯所掩盖，被时间所迷离，被惰性所消磨。22、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要轻言放弃。23、恨别人，痛苦的却是自己。24、每天醒来，敲醒自己的不是钟声，而是梦想。25、你不能拼爹的时候，你就只能去拼命！26、如果人生的旅程上没有障碍，人还有什么可做的呢。27、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。励志名言：比别人多一点执着，你就会创造奇迹28、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。29、人生就像一道漫长的阶梯，任何人也无法逆向而行，只能在急促而繁忙的进程中，偶尔转过头来，回望自己留下的蹒跚脚印。30、时间，带不走真正的朋友；岁月，留不住虚幻的拥有。时光转换，体会到缘分善变；平淡无语，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在与不在，都会惦念；无心的情，无论你好与不好，只是漠然。走过一段路，总能有一次领悟；经历一些事，才能看清一些人。31、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。32、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。33、比别人多一点执着，你就会创造奇迹。第29页，共29页。
