1、 FTTH技術(shù)原理 P2寬帶用戶迅速發(fā)展，帶寬需求持續(xù)升級(jí)寬帶用戶迅速發(fā)展，帶寬需求持續(xù)升級(jí)P33光纖與銅纜寬帶比較光纖與銅纜寬帶比較FIBER距離距離帶寬帶寬 ( (Mbps)427 m305 m1372 m914 m2010408020 kmVDSLADSL4 在在427m427m的帶寬高出的帶寬高出4040倍倍4 在超過(guò)在超過(guò)1372m1372m唯有光纖保證帶寬需求唯有光纖保證帶寬需求 40GbpsP4典型的典型的FTTH與銅線接入的與銅線接入的業(yè)務(wù)開(kāi)展能力對(duì)比業(yè)務(wù)開(kāi)展能力對(duì)比FTTH可支持目前可見(jiàn)的所有業(yè)務(wù)，性能良好；可支持目前可見(jiàn)的所有業(yè)務(wù)，性能良好；ADSL對(duì)業(yè)務(wù)的支持能力相對(duì)有限

2、。對(duì)業(yè)務(wù)的支持能力相對(duì)有限。P5FTTH成本迅速下降成本迅速下降 現(xiàn)有的寬帶技術(shù)很難滿足未來(lái)幾年的帶寬需求，光纖接入勢(shì)在必行現(xiàn)有的寬帶技術(shù)很難滿足未來(lái)幾年的帶寬需求，光纖接入勢(shì)在必行！P6國(guó)際國(guó)內(nèi)的國(guó)際國(guó)內(nèi)的FTTH發(fā)展迅速發(fā)展迅速北美北美FCC對(duì)對(duì)FTTH免除免除unbundling義務(wù)義務(wù)受新競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供話音業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)威脅受新競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供話音業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)威脅地方市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)地方市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)2004年開(kāi)始年開(kāi)始FTTH建設(shè)，主要提供新建建設(shè)，主要提供新建用戶區(qū)用戶區(qū)已覆蓋已覆蓋1M家庭，在線用戶家庭，在線用戶20萬(wàn)萬(wàn)主要采用主要采用BPON，EPON和和GPON逐漸逐漸被看好被看好日本

3、日本政府推動(dòng)：政府推動(dòng)：e-Japan計(jì)劃計(jì)劃競(jìng)爭(zhēng)激烈：競(jìng)爭(zhēng)激烈：NTT、KDDI、Yahoo BB等等主要采用主要采用BPON、MC，現(xiàn)，現(xiàn)在向在向EPON遷移，對(duì)遷移，對(duì)GPON觀望觀望中國(guó)中國(guó)各省廣泛開(kāi)展測(cè)各省廣泛開(kāi)展測(cè)試和試點(diǎn)工程，試和試點(diǎn)工程，商用工程也已經(jīng)商用工程也已經(jīng)逐步開(kāi)始逐步開(kāi)始?xì)W洲歐洲意大利已有意大利已有14.5萬(wàn)萬(wàn)FTTH用戶用戶瑞典已有瑞典已有24.5萬(wàn)萬(wàn)用戶用戶荷蘭正在實(shí)施荷蘭正在實(shí)施60萬(wàn)用戶的萬(wàn)用戶的FTTH工工程等。程等。澳大利亞澳大利亞Telstra澳洲昆士澳洲昆士蘭的商用蘭的商用FTTP試試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)將在現(xiàn)有在驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)將在現(xiàn)有在線游戲，音樂(lè)，點(diǎn)線游戲，音樂(lè)，點(diǎn)播電

4、視等寬帶業(yè)務(wù)播電視等寬帶業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加HDTV等業(yè)務(wù)。等業(yè)務(wù)。P7FTTH技術(shù)分類技術(shù)分類 FTTH是接入網(wǎng)中一類技術(shù)的總稱，具體的選項(xiàng)很多。P8 P2P vs P2MP v P2P（MC）技術(shù)的兩種使用方式：）技術(shù)的兩種使用方式：n 點(diǎn)到點(diǎn)以太接入N根光纖，2N個(gè)光收發(fā)器管理獨(dú)立n 小區(qū)交換機(jī)接入只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū)2N+2個(gè)光收發(fā)器設(shè)備占用局端機(jī)房空間小在傳輸過(guò)程中需要有源設(shè)備設(shè)備分級(jí)管理v P2MP（PON）的接入方式：）的接入方式：只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū)需N+1個(gè)光收發(fā)器設(shè)備占用局端機(jī)房空間最小傳輸中不需有源設(shè)備設(shè)備集中管理局端用戶局端用戶小區(qū)交換機(jī)以3

5、2個(gè)結(jié)點(diǎn)為例32/64根光纖64個(gè)收發(fā)器P2PP2P1/2根光纖66個(gè)收發(fā)器局端用戶分光器P2MP1根光纖33個(gè)收發(fā)器P9TDM PON的主要技術(shù)分支的主要技術(shù)分支相同的拓?fù)湎嗤耐負(fù)錈o(wú)源無(wú)源P2MPBPONEPONGPON封裝協(xié)議不同封裝協(xié)議不同lFSAN提出，ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化；lATM封裝；l目前標(biāo)準(zhǔn)化最完善；l沒(méi)有得到市場(chǎng)認(rèn)可。lIEEE EFM工作組標(biāo)準(zhǔn)化，編號(hào)802.3ah；l以太網(wǎng)封裝；l標(biāo)準(zhǔn)完善；l產(chǎn)品開(kāi)始在市場(chǎng)上迅速應(yīng)用。lFSAN提出，ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化；lATM、GEM封裝；l標(biāo)準(zhǔn)較完善；l支持廠家極少。 在這些PON之前，還有ITU-T窄帶PON標(biāo)準(zhǔn)（G.982）。 BPO

6、N的眾多技術(shù)被其它PON所直接繼承引用。 GEPON是特定環(huán)境下對(duì)符合IEEE 802.3ah的PON的強(qiáng)調(diào)性質(zhì)的表述。P10提綱提綱n 綜述n EPONn BPONn GPONn 比較分析P11EPON的基本構(gòu)成的基本構(gòu)成qEPON（Passive Optical Network）無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) OLT（Optical Line Terminal）光線路終端）光線路終端 ONU（Optical Network Unit）光網(wǎng)絡(luò)單元）光網(wǎng)絡(luò)單元 ONT（ Optical Network Terminal）光網(wǎng)絡(luò)終端）光網(wǎng)絡(luò)終端 ODN（Optical Distribution Netw

7、ork）光分配網(wǎng)）光分配網(wǎng)P12EPON基本特點(diǎn)基本特點(diǎn) OLT與ONU之間信號(hào)傳輸基于IEEE 802.3以太網(wǎng)幀 傳輸線路速率下行/上行：1250 Mbit/s / 1250 Mbit/s 以MAC控制子層的MPCP（multi point control protocol）機(jī)制為基礎(chǔ)，MPCP通過(guò)消息、狀態(tài)機(jī)和定時(shí)器來(lái)控制訪問(wèn)P2MP的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) P2P仿真子層是EPON/MPCP協(xié)議中的關(guān)鍵組件 邏輯分光比1：32（1：64） 支持A、B類ODN網(wǎng)絡(luò)P13EPON的技術(shù)要點(diǎn)的技術(shù)要點(diǎn)n 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)n 雙工方式n 幀結(jié)構(gòu)n 多點(diǎn)控制規(guī)程（MPCP）n 動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA）n 突發(fā)

8、模式的光模塊n 測(cè)距n 下行數(shù)據(jù)安全性n 保護(hù)n TDM業(yè)務(wù)的承載n OAM功能P14點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖接入技術(shù)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖接入技術(shù)PON的通用特性的通用特性點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式：需要2N個(gè)收發(fā)模塊，光纖總長(zhǎng)度為N*(D1+D2)。點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式：需要N+1個(gè)收發(fā)模塊，光纖數(shù)量為(D1+N*D2)。假設(shè)有32個(gè)用戶，D1的距離為5000m，D2的距離為50m，則：p點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式需要64個(gè)光模塊，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式僅需要33個(gè)光模塊，節(jié)約近50；p點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式需要（500050）32176000m光纖，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式僅需要500050326600m光纖，節(jié)約光纖超過(guò)96?？傮w來(lái)看，總體來(lái)看，PON技術(shù)的關(guān)鍵是在線路中引入了無(wú)

9、源的分路器，這使得系統(tǒng)設(shè)備的理論成本技術(shù)的關(guān)鍵是在線路中引入了無(wú)源的分路器，這使得系統(tǒng)設(shè)備的理論成本和線路成本均可以較傳統(tǒng)的和線路成本均可以較傳統(tǒng)的P2P技術(shù)有較大幅度的優(yōu)化，還可以增強(qiáng)技術(shù)有較大幅度的優(yōu)化，還可以增強(qiáng)OAM能力和能力和QoS水平；水平；另外，由于分路器是無(wú)源器件，維護(hù)簡(jiǎn)單，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。另外，由于分路器是無(wú)源器件，維護(hù)簡(jiǎn)單，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。P15熔錐型光波導(dǎo)型點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖接入技術(shù)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖接入技術(shù)PON網(wǎng)絡(luò)的光纖分路技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的光纖分路技術(shù)兩種常用的無(wú)源光分路器（Splitter）： 器件功能：將一路輸入光信號(hào)進(jìn)行光功率分割，分成多路輸出（可以等分，也可以按照需要定制功率分

10、配比） 典型的分路器實(shí)現(xiàn)1：2到1：32的分光 器件特點(diǎn)：無(wú)源器件，不需要供電，環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)P16兩種常見(jiàn)的分路器兩種常見(jiàn)的分路器n 熔錐型分路器n 優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，成本低。分光比可以根據(jù)需要制作，可制作不等分分路器。 n 缺點(diǎn)：損耗對(duì)光波長(zhǎng)敏感。 均勻性較差，不能確保均勻分光，可能影響整體傳輸距離。插入損耗隨溫度變化變化量大（TDL）多路分路器（如116、132）體積比較大，可靠性也會(huì)降低，安裝空間受到限制。n 平面光波導(dǎo)功率分路器（PLC）n 優(yōu)點(diǎn)：損耗對(duì)傳輸光波長(zhǎng)不敏感。分光均勻。結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。 單只器件分路通道很多，可以達(dá)到32路以上。多路成本低，分路數(shù)越多，成本優(yōu)勢(shì)越明顯。

11、n 缺點(diǎn)：器件制作工藝復(fù)雜，技術(shù)門檻較高。相對(duì)于熔融拉錐式分路器成本較高，特別在低通道分路器方面更處于劣勢(shì)。 P17兩種分路器的比較兩種分路器的比較P18EPON的雙工方式的雙工方式n EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。ITU-T定義的TDM PON允許采用雙纖，但現(xiàn)實(shí)中很少采用。n 波長(zhǎng)分配方案普遍遵循ITU-T G.983.3標(biāo)準(zhǔn)。1490nm1310nm1550nmDataDataCATV思考：為什么將思考：為什么將CATV信號(hào)安排在信號(hào)安排在1550nm？P19 廣播方式EPON的下行數(shù)據(jù)的下行數(shù)據(jù) 在ONU注冊(cè)成動(dòng)后分配一個(gè)唯一的識(shí)別碼； ONU接收數(shù)據(jù)時(shí)，僅接收

12、符合自己的識(shí)別碼的幀或者廣播幀。P20EPON的上行數(shù)據(jù)的上行數(shù)據(jù) TDMA方式 原則：任一時(shí)刻只能有一個(gè)ONU發(fā)送上行信號(hào)，系統(tǒng)才能正常工作 不同的ONU分配不同的時(shí)間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個(gè)ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時(shí)間片可以是動(dòng)態(tài)的，時(shí)間片的大小和多少在宏觀上表現(xiàn)為帶寬的大小 由于數(shù)據(jù)速率非常高，因此細(xì)微的由ONU的距離不同而產(chǎn)生的時(shí)延應(yīng)該在發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時(shí)候予以考慮需要測(cè)距P21EPON的局遠(yuǎn)端設(shè)備分工的局遠(yuǎn)端設(shè)備分工 OLT和ONU共同組成一個(gè)協(xié)調(diào)工作的系統(tǒng) OLT在PON系統(tǒng)中居于控制地位，ONU在PON系統(tǒng)中居于從屬地位 OLT主導(dǎo)完成下列工作：注冊(cè)，測(cè)距，同步，帶寬分配，管理維護(hù)等

13、P22EPON協(xié)議棧協(xié)議棧物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層RSMACMACMAC多點(diǎn)MAC控制OAMOAMOAMMACClientMACClientMACClient PCSPMAPMDRSMAC多點(diǎn)MAC控制OAMMAC Client無(wú)源光介質(zhì)FEC=前向糾錯(cuò)GMII千兆比媒質(zhì)獨(dú)立接口MDI媒質(zhì)相關(guān)接口OAM運(yùn)行、管理和維護(hù)OLT光線路終端ONU光網(wǎng)絡(luò)單元PCS物理編碼子層PHY物理層PMA物理媒質(zhì)附加PMD物理媒質(zhì)相關(guān)RS調(diào)和子層OSI參考模型分層上層LAN分層LAN分層GMIIMDIPHYMDIGMIIOLTONU上層FEC(可選） PCSPMAPMDPHYFEC(可選）P

14、23EPON下行數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)下行數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼7Bytes幀定界符幀定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes長(zhǎng)度長(zhǎng)度/類型類型2Bytes數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)461500Bytes填充填充不定不定FCS4Bytes前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼8BytesDA6BytesSA6Bytes長(zhǎng)度長(zhǎng)度/類型類型2Bytes數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)461500Bytes填充填充不定不定FCS4Bytes5555SPD5555LLIDLLID CRC8以太網(wǎng)以太網(wǎng)MAC幀幀EPON MAC幀幀SPD:SPD指示LLID和CRC位置P24EPON的多的多LLID技術(shù)技術(shù)n 什么是多LLID技術(shù)每個(gè)ONU分配一個(gè)以上的LLID，將一個(gè)物

15、理ONU劃分為多個(gè)邏輯ONU使用，可以實(shí)現(xiàn)按端口甚至按業(yè)務(wù)區(qū)分服務(wù)質(zhì)量的能力n 為什么采用多LLID在EPON的工作范圍內(nèi)，所有業(yè)務(wù)調(diào)度和管理都是以LLID為依據(jù)的，其它的標(biāo)記（如802.1p tag）并不能被識(shí)別和處理n 標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)多LLID技術(shù)的規(guī)定國(guó)標(biāo)送審稿（2005.5.26） B.1.2“每個(gè)ONU至少支持一個(gè)LLID”n 多LLID在什么場(chǎng)合有用在單純提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的FTTH應(yīng)用場(chǎng)合，多LLID確實(shí)沒(méi)有明顯的作用大多數(shù)場(chǎng)合的FTTH需要提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務(wù)，此時(shí)，多LLID將顯示出極大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在FTTB的應(yīng)用場(chǎng)合，多LLID將對(duì)不同用戶的管理和控制提供直接的技術(shù)保障n

16、多LLID技術(shù)的兼容性可以實(shí)現(xiàn)兼容單LLID，不會(huì)對(duì)互通性造成影響P25EPON上行幀結(jié)構(gòu)上行幀結(jié)構(gòu) 上行幀由突發(fā)的以太網(wǎng)幀MPCP上行控制幀物理層的突發(fā)開(kāi)銷組成M PCP cont rolM PCP cont rolM AC cont rolBurst O HBurst O HD ow nst reamU pst reamB Bu ur rs st t O O N N U U 2 2B Bu ur rs st t O O N N U U 3 3B Bu ur rs st t O O N N U U 1 1I PG / i dl e code 10b sym bol sEt hernet Fr

17、am e ( w i t h Et h. pream bl e)EPO N cont rol Fram eBurst O H P26EPON的控制的控制MPCPn OLT和ONU之間的一種控制機(jī)制，用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收。n MPCP的兩種操作模式： 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)模式用來(lái)檢測(cè)新連接的ONU，測(cè)量環(huán)路延時(shí)和ONU的MAC地址 普通模式給所有已經(jīng)初始化的ONU分配傳輸帶寬nGATE（OLT發(fā)出）nREPORT（ONU發(fā)出）nREGISTER_REQ （ONU發(fā)出）nREGISTER （OLT發(fā)出）nREGISTER_ACK （ONU發(fā)出）五種類型的MPCP幀P27MPCP的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)模式的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)

18、模式n 自動(dòng)發(fā)現(xiàn) 完成自動(dòng)發(fā)現(xiàn)過(guò)程后才使能數(shù)據(jù)通路 周期性進(jìn)行自動(dòng)發(fā)現(xiàn)P28MPCP的正常工作模式的正常工作模式DBAn DBA動(dòng)態(tài)帶寬分配，DBA的實(shí)現(xiàn)算法不在EPON規(guī)范內(nèi)要求n DBA的兩種實(shí)現(xiàn)機(jī)制 Report方式：廣泛采用，精確控制（SR-DBA） Idle幀檢測(cè)方式：很少采用（NSR-DBA）n DBA是由OLT全局控制的，不同于以太網(wǎng)的帶寬爭(zhēng)用機(jī)制P29突發(fā)模式的光模塊概念突發(fā)模式的光模塊概念n OLT光接收機(jī)的快速功率恢復(fù) 要求OLT在每個(gè)接收時(shí)隙的開(kāi)始處迅速調(diào)整0-1判決門限n ONU光發(fā)射機(jī)的突發(fā)發(fā)射和關(guān)斷 為抑制自發(fā)散射噪聲，要求ONU的激光器能夠快速的冷卻和回暖n OL

19、T光接收機(jī)的突發(fā)同步技術(shù) 上行接收數(shù)據(jù)相位的突變要求OLT的接收機(jī)工作在突發(fā)模式接收狀態(tài)突發(fā)模式光模塊的設(shè)計(jì)示意突發(fā)模式光模塊的設(shè)計(jì)示意P30測(cè)距測(cè)距n 補(bǔ)償因ONU距離不同而產(chǎn)生的時(shí)延差異：RTT（Round Trip Time） 在注冊(cè)過(guò)程中，ONU對(duì)新加入的ONU啟動(dòng)測(cè)距過(guò)程 OLT使用RTT來(lái)調(diào)整每個(gè)ONU的授權(quán)時(shí)間 靜態(tài)測(cè)距和動(dòng)態(tài)測(cè)距P31下行數(shù)據(jù)安全性下行數(shù)據(jù)安全性n 因?yàn)镻ON的多點(diǎn)廣播特性，所有的下行數(shù)據(jù)都會(huì)被廣播到PON系統(tǒng)中所有的ONU上。如果有一個(gè)匿名用戶將它的ONU接收限制功能去掉，那么它就可以監(jiān)聽(tīng)到所有用戶的下行數(shù)據(jù)，這在PON系統(tǒng)中稱為“監(jiān)聽(tīng)威脅”n PON網(wǎng)絡(luò)的另

20、一個(gè)特點(diǎn)是，網(wǎng)絡(luò)中ONU不可能監(jiān)測(cè)到其它ONU的上行數(shù)據(jù)n 在PON上解決安全性的措施是ONU通過(guò)上行信道傳送一些保密信息（如數(shù)據(jù)加密密鑰），OLT使用該密鑰對(duì)下行信息加密，因?yàn)槠渌麿NU無(wú)法獲知該密鑰，接收到下行廣播數(shù)據(jù)后，仍然無(wú)法解密獲得原始數(shù)據(jù)n 一般公認(rèn)可以采用AES-128加密n 中國(guó)電信采用Triple churning加密P32PON的保護(hù)（的保護(hù)（1） 針對(duì)線路較長(zhǎng)的OLT到分路器段的11線路保護(hù) ONU采用常規(guī)單光口設(shè)備，分路器采用2：n分路器；OLT側(cè)配置冗余光口 成本較低，適合高端居民用戶、小型商業(yè)用戶等的高可靠性接入 G.983.5中最早定義了對(duì)BPON的保護(hù)方案，其它

21、的TDM PON均可直接采用。P33PON的保護(hù)（的保護(hù)（2） 冗余的線路和ODN全保護(hù)方式，可靠性非常高 需要ONU和OLT同時(shí)具備冗余光口，采用兩套1：n分路器 成本較高，適合高端企業(yè)用戶的接入 PON的環(huán)網(wǎng)保護(hù) 實(shí)質(zhì)和左邊是一樣的，而且這種組網(wǎng)方案會(huì)引入較多的分路器，成本上升；大量的活接頭會(huì)嚴(yán)重影響光功率預(yù)算 不推薦采用 常見(jiàn)的一個(gè)變種：P34TDM業(yè)務(wù)的承載業(yè)務(wù)的承載n EPON： 從IEEE802.3工作組制定EPON標(biāo)準(zhǔn)的原則來(lái)看，具體的業(yè)務(wù)封裝由高層協(xié)議支持，因此，對(duì)于TDM業(yè)務(wù)在EPON中的傳送，目前由私有協(xié)議解決（如PWE3、源模式、TDMoETH等） 需重點(diǎn)解決如下問(wèn)題：

22、TDM信號(hào)與以太網(wǎng)之間高效合理的適配封裝； TDM信號(hào)的嚴(yán)格同步定時(shí)；電路業(yè)務(wù)的QoS的保證：時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)P35CESoP的基本概念的基本概念n CESoP的基本思想就是在分組交換網(wǎng)絡(luò)上搭建一個(gè)“通道”，在其中實(shí)現(xiàn)TDM電路(如E1或T1)，從而使網(wǎng)絡(luò)任一端的TDM設(shè)備不必關(guān)心其所連接的網(wǎng)絡(luò)是否是一個(gè)TDM網(wǎng)絡(luò)。分組交換網(wǎng)絡(luò)被用來(lái)仿真TDM電路的行為，故而稱為“電路仿真”。P36CESoP的標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)化n ITU-T ITU-T建議Y.1413（原Y.tdmpls)定義了通過(guò)MPLS網(wǎng)絡(luò)承載電路業(yè)務(wù)的格式。n IETF IETF下屬的邊緣到邊緣的偽線仿真（PWE3）工作組負(fù)責(zé)制定分組交換網(wǎng)

23、（PSN）上仿真網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的機(jī)制。 PSN可以包括IPv4、IPv6和MPLS網(wǎng)絡(luò)。被仿真的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)包括數(shù)字TDM專線、FR、AAL、Ethernet、HDLC、PPP等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。n Metro Ethernet Forum MEF 8 規(guī)范規(guī)定了基于城域以太網(wǎng) 的PDH（準(zhǔn)同步數(shù)據(jù)系列）電路仿真的實(shí)現(xiàn)方法。n MFA(MPLS and Frame Relay Alliance) TDM仿真的實(shí)現(xiàn)協(xié)議 MFA 8.0.0，規(guī)定了通過(guò) MPLS 網(wǎng)絡(luò)承載 TDM 電路仿真的封裝格式、連接的建立與拆除等。P37PWE3簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介n PWE3 （ Pseudo Wire Emulation Edge-t

24、o-Edge ）是一種在分組交換網(wǎng)絡(luò)（PSN）上模擬各種點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)的機(jī)制，被模擬的業(yè)務(wù)可以是TDM專線、ATM、FR或以太網(wǎng)等。n PW3的功能主要包括：將業(yè)務(wù)封裝成分組包、將這些分組包通過(guò)路徑或隧道傳送到網(wǎng)絡(luò)對(duì)端、管理分組包的次序和同步，等等其它功能。隧道的實(shí)現(xiàn)可以采用其它常用的一些隧道技術(shù)，例如，MPLS。從用戶的角度來(lái)看，可以認(rèn)為PWE3模擬的虛擬線是一種專用的鏈路或電路。PWE3網(wǎng)絡(luò)參考模型P38PWE3中對(duì)中對(duì)TDM over IP技術(shù)難點(diǎn)的解決技術(shù)難點(diǎn)的解決n 抖動(dòng) TDM over IP網(wǎng)關(guān)配置緩沖器，緩沖器中一邊接納分組網(wǎng)中傳來(lái)的分組，一邊以恒定速率讀出到TDM接口。n 丟包

25、TDM over IP網(wǎng)關(guān)會(huì)在輸出的TDM流中插入與丟失數(shù)據(jù)長(zhǎng)度相等的數(shù)據(jù)。這種插入數(shù)據(jù)的內(nèi)容是隨機(jī)的，且為適應(yīng)不同應(yīng)用而有所不同。n 亂序 為了能正確地將TDM數(shù)據(jù)恢復(fù)，必須要求TDM over IP網(wǎng)關(guān)能夠在重新生成TDM數(shù)據(jù)流之前將分組按正確順序進(jìn)行排序。 n 時(shí)鐘恢復(fù) 外時(shí)鐘法 時(shí)間標(biāo)簽法（如RTP） 自適應(yīng)時(shí)鐘提取法（采用特定算法，根據(jù)到達(dá)分組的統(tǒng)計(jì)特性推導(dǎo)計(jì)算時(shí)鐘信息）P39OAM功能功能n 不需要人工干預(yù)，PON系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)新ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊(cè)（包括初始測(cè)距）n 在系統(tǒng)開(kāi)通運(yùn)行后，隨業(yè)務(wù)發(fā)展需要增加新ONU，或故障修復(fù)后的ONU要重新加入到系統(tǒng)，都要求這些ONU能夠自動(dòng)地加入而

26、不影響正常工作的ONUn 在線的性能監(jiān)測(cè)、各種故障告警和遠(yuǎn)端故障指示、遠(yuǎn)端近端環(huán)回等n OLT對(duì)ONU進(jìn)行遠(yuǎn)程管理的交互通道及通信協(xié)議，要求有一定的開(kāi)放性和擴(kuò)展性P40EPON小結(jié)小結(jié)n 與以太網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)兼容與以太網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)兼容n 適合承載基于以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)適合承載基于以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)n 以太網(wǎng)技術(shù)成熟且已大規(guī)模應(yīng)用，設(shè)備成本較低以太網(wǎng)技術(shù)成熟且已大規(guī)模應(yīng)用，設(shè)備成本較低n 實(shí)現(xiàn)電信級(jí)可運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用，需解決實(shí)現(xiàn)電信級(jí)可運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用，需解決ONUONU的互通和可管理的互通和可管理問(wèn)題，包括如下技術(shù)細(xì)節(jié)：?jiǎn)栴}，包括如下技術(shù)細(xì)節(jié)： 對(duì)對(duì)TDMTDM業(yè)務(wù)承載方式的標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)承載方式的標(biāo)準(zhǔn)化 動(dòng)態(tài)帶寬分配（動(dòng)態(tài)帶

27、寬分配（DBADBA）機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)化）機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)化 下行帶寬分配和控制機(jī)制的完善下行帶寬分配和控制機(jī)制的完善 下行數(shù)據(jù)加密算法與密鑰交換機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)化下行數(shù)據(jù)加密算法與密鑰交換機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)化 OAMOAM功能的進(jìn)一步擴(kuò)充以滿足運(yùn)營(yíng)商需求功能的進(jìn)一步擴(kuò)充以滿足運(yùn)營(yíng)商需求n EPONEPON是目前是目前FTTHFTTH的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)P41提綱提綱n 綜述n EPONn BPONn GPONn 比較分析P42BPON的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)n G.983.1建議1998年10月，主要規(guī)定了標(biāo)稱線路速率、光網(wǎng)絡(luò)要求、網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)、物理媒質(zhì)層要求、匯聚層要求、測(cè)距方法和傳輸性能要求等。n G.983.2建議

28、1999年，即“APON的ONT管理和控制接口規(guī)范”，主要從網(wǎng)絡(luò)管理和信息模型上對(duì)APON系統(tǒng)進(jìn)行了定義，以確保不同廠商的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)互操作。n G.983.3建議對(duì)BPON系統(tǒng)物理層光波段進(jìn)行了重新分配。 n G.983.4建議BPON的DBA算法通信機(jī)制n G.983.5建議BPON的保護(hù)方式n G.983.6建議BPON的ONT管理和控制接口（OMCI）n G.983.7建議帶有DBA功能的ONT的OMCIn G.983.8建議BPON的OMCI增強(qiáng)功能P43BPON概況概況右圖：對(duì)稱155M速率BPON的幀結(jié)構(gòu)示意 BPON以ATM作為承載協(xié)議。 兩種速率模式對(duì)稱155M下行622M，上

29、行155M下圖：BPON的協(xié)議結(jié)構(gòu)P44BPON的不足的不足n 數(shù)據(jù)傳送效率低n 在ATM層上適配和提供業(yè)務(wù)復(fù)雜n 帶寬不足，擴(kuò)展性較差n 效率低、技術(shù)復(fù)雜、成本高，不適合向所有用戶推廣應(yīng)用 P45提綱提綱n 綜述n EPONn BPONn GPONn 比較分析P46ITU-T 的的GPON標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)系列n G.984.1概述（2003.3） 業(yè)務(wù)方案、參考配置、基本技術(shù)要求、保護(hù)方式n G.984.2PMD層 （2003.3） 基本要求、和TC層的相互作用n G.984.3TC層規(guī)范（2004.2） 層次模型、復(fù)用機(jī)制、TC幀結(jié)構(gòu)、激活方式、OAM功能、安全性、FECn G.984.4OM

30、CI（2004.6） 管理信息庫(kù)MIB、ONT管理控制通道、ONT管理控制協(xié)議P47GPON技術(shù)分析技術(shù)分析n GPON采用125s定長(zhǎng)的幀結(jié)構(gòu)，每秒8千幀（承載TDM業(yè)務(wù)是強(qiáng)項(xiàng)）n GEM（GPON Encapsulation Method）是GPON技術(shù)優(yōu)勢(shì)的集中體現(xiàn)，它直接采用了GFP的技術(shù)（ITU-T G.7041）。n GPON的技術(shù)基本成熟，但是目前缺乏商用的芯片和符合要求的器件來(lái)開(kāi)發(fā)商用系統(tǒng)。n 國(guó)內(nèi)行標(biāo)的調(diào)整： 僅要求GEM工作模式 僅要求對(duì)稱1.25G和下行2.5G/上行1.25G兩種模式 加密算法未強(qiáng)制要求AES-128后續(xù)的介紹都以國(guó)內(nèi)行標(biāo)為準(zhǔn)！后續(xù)的介紹都以國(guó)內(nèi)行標(biāo)為準(zhǔn)

31、！P48GPON物理層性能概況物理層性能概況n 傳輸媒質(zhì)：G.652光纖。n 傳輸方法：推薦單纖n 線路速率 下行：1244.16Mbit/s或2488.32Mbit/s 上行：1244.16Mbit/sn 線路碼型：NRZn 工作波長(zhǎng) 下行：?jiǎn)胃饫w14801500nm，雙根光纖12601360nm 上行：1260-1360 nmn 當(dāng)光分路比為1:16時(shí)，GPON應(yīng)支持20km的最大物理距離；當(dāng)光分路比為1:32時(shí)，GPON應(yīng)支持10km的最大物理距離。n 在不考慮光功率預(yù)算的條件下，GPON TC層可支持的最大分路比應(yīng)為1:128。P49GPON的的ONT功率控制功率控制n OLT接收機(jī)

32、要求在1244.16Mbit/s或更高速率情況下采用APD，這樣接收機(jī)必須在高速率下為突發(fā)模式接收提供高靈敏度和大動(dòng)態(tài)范圍。n GPON的ONU輸出功率有三種模式。PMD可以在任何一種模式下直接操作。PMD能執(zhí)行任何一種需要進(jìn)行的操作，以達(dá)到以下規(guī)定的范圍內(nèi)的輸出功率。模式0：正常值（表 3表 6規(guī)定的最小/最大平均發(fā)射功率)；模式1：Low 1 = 正常值 3dB；模式2：Low 2 = 正常值 6dB。n OLT測(cè)量每一個(gè)ONU突發(fā)的平均光功率P，并將測(cè)量結(jié)果和閾值（TL和TH）進(jìn)行比較，并發(fā)送以下三種指示之一：PTH：功率高指示PTL：功率低指示TLPTH：功率正常指示注：TL為必選（單

33、閾值操作），TH為可選（雙閾值操作)。n 功率調(diào)節(jié)機(jī)制具有以下優(yōu)點(diǎn)：降低了OLT接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍要求當(dāng)ONU工作在低功率模式下，激光器壽命增加且功率消耗降低。P50GTC的概況的概況 垂直角度來(lái)看，GTC層包括兩個(gè)子層：GTC成幀子層和TC適配子層。 從另一個(gè)角度來(lái)看，GTC包括管理用戶業(yè)務(wù)流、安全和OAM特性的C/M平面和承載用戶業(yè)務(wù)流的U平面。 在GTC成幀子層中，根據(jù)在GTC幀中的位置可分為GEM塊、嵌入式OAM和PLOAM塊。嵌入式OAM、PLOAM和OMCI屬于C/M平面，除OMCI外的GEM SDU屬于U平面。 DBA控制模塊被定義為一個(gè)通用功能模塊，該模塊負(fù)責(zé)完成整個(gè)ONU報(bào)告D

34、BA功能。P51C/M平面協(xié)議棧平面協(xié)議棧nGTC系統(tǒng)的控制和管理平面包括3個(gè)部分：嵌入式OAM、PLOAM和OMCI。嵌入式OAM和PLOAM通道管理PMD和GTC層功能，而OMCI提供了一個(gè)統(tǒng)一的管理上層（業(yè)務(wù)定義）的系統(tǒng)。n嵌入式OAM通道由GTC幀頭中格式化的域信息提供。因?yàn)槊總€(gè)信息片被直接映射到GTC幀頭中的特定區(qū)域，所以O(shè)AM通道為時(shí)間敏感的控制信息提供了一個(gè)低延時(shí)通道。使用這個(gè)通道的功能包括：帶寬授權(quán)、密鑰交換和動(dòng)態(tài)帶寬分配指示。nPLOAM通道是由GTC幀內(nèi)指定位置承載的一個(gè)格式化的信息系統(tǒng)，它用于傳送其他所有未通過(guò)嵌入式OAM通道發(fā)送的PMD和GTC管理信息。nOMCI通道用

35、于管理GTC上層的業(yè)務(wù)定義。GTC必須為OMCI流提供傳送接口。GTC功能提供了根據(jù)設(shè)備能力配置可選通道的途徑，包括定義傳送協(xié)議流標(biāo)識(shí)（Port-ID）。P52U平面協(xié)議棧平面協(xié)議棧n U平面的業(yè)務(wù)流由業(yè)務(wù)類型（GEM模式）和Port-ID標(biāo)識(shí)。n 下行塊或上行分配ID（Alloc-ID）承載數(shù)據(jù)指示了流類型。n 12bit的Port-ID用于標(biāo)識(shí)GEM業(yè)務(wù)流。T-CONT由Alloc-ID標(biāo)識(shí)，是一組業(yè)務(wù)流。n 帶寬分配和QoS控制通過(guò)分配BW在每個(gè)T-CONT中完成，BW分配根據(jù)控制不同數(shù)目的時(shí)隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。n 不同的業(yè)務(wù)類型必須被映射到不同的T-CONT，并由不同的Alloc_ID標(biāo)識(shí)。P5

36、3GTC中的中的GEM流操作流操作n 下行方向 GEM幀由GEM塊承載并送至所有ONU。ONU成幀子層提取幀，GEM TC適配器根據(jù)12bit的Port-ID過(guò)濾信元。只有攜帶正確Port-ID的幀才允許到達(dá)GEM客戶端塊。n 上行方向 GEM流由一個(gè)或多個(gè)T-CONT承載。OLT接收到與T-CONT關(guān)聯(lián)的流后，會(huì)將幀轉(zhuǎn)發(fā)到GEM TC適配器，然后送至GEM客戶端。P54GTC關(guān)鍵功能關(guān)鍵功能n 媒質(zhì)接入控制流 GTC系統(tǒng)為上行業(yè)務(wù)流提供媒質(zhì)接入控制，其基本思路是：下行幀指示上行流在上行幀中的允許位置，上行幀和下行幀同步。 OLT在PCBd中發(fā)送指針，這些指針指示了每個(gè)ONU上行發(fā)送的開(kāi)始和結(jié)

37、束時(shí)間。這樣在任意時(shí)刻只有一個(gè)ONU可以訪問(wèn)媒質(zhì)，在正常工作狀態(tài)下不會(huì)發(fā)生碰撞。 指針以字節(jié)為單位，允許OLT以帶寬粒度為64kbit/s對(duì)媒質(zhì)進(jìn)行有效的靜態(tài)控制。n ONU注冊(cè) ONU注冊(cè)由自動(dòng)發(fā)現(xiàn)流程完成 “配置S/N”方式是通過(guò)管理系統(tǒng)（如NMS和/或EMS）在OLT注冊(cè)O(shè)NU序列號(hào) “發(fā)現(xiàn)S/N”方式是不通過(guò)管理系統(tǒng)（如NMS和/或EMS）在OLT注冊(cè)O(shè)NU序列號(hào)P55業(yè)務(wù)流與業(yè)務(wù)流與QoSn GTC和受控用戶數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 GTC系統(tǒng)根據(jù)T-CONT管理流，每個(gè)T-CONT由Alloc-ID標(biāo)識(shí)。每個(gè)T-CONT可包含一個(gè)或多個(gè)GEM Port-ID。OLT監(jiān)控每個(gè)T-CONT的流量負(fù)載，并調(diào)整帶寬分配來(lái)更好地分配PON資源。GTC系統(tǒng)不觀察或維持Port-ID之間的QoS關(guān)系，該功能由PON終端的GEM客戶端來(lái)完成。n QoS保證 DBA功能可提供各種不同的QoS。GPON TC層規(guī)定了5種T-CONT（與G.983.4相同）。 GEM模式中，GEM連接由端口標(biāo)識(shí)，并根據(jù)QoS要求由一種T-CONT類型承載。P56GPON下行幀下行幀n 下行幀由下行物理控制塊（PCBd）和GEM塊組成。下行幀提供了PON公共時(shí)間參考和上行公共控制信號(hào)。n 1.24416Gbit/s系統(tǒng)的幀長(zhǎng)為19440字節(jié)，而2.48832Gbit/s系統(tǒng)的幀長(zhǎng)為3888