EPON技术基础(原理)61页PPT
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02EPON原理及相关协议介绍PPT课件PPT学习教案
CO
L km
Passive optical splitter
N subscribers
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Page 5
PON 及其网络结构
无源：没有室外有源设备 由有源OLT和ONT、以及无源ODN（光分配网络组成） ODN：由光纤、光分路器（Splitter）和其他无源器件组
成
非常低的生命周期费用，无室外有源设备维护费用 能够很容易承载语音（Voice）, 视频（Video）和数据
Any Any Transparent Transfer Transparent Transfer Transparent Transfer Transparent Transfer － Above 20km/32
-
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PON技术
标准化状
况
PON
TPON
APON/ BPON
GPON
EPON
02EPON原理及相关协议介绍PPT课件
会计学
1
➢ EPON技术背景 介绍
EPON协议内容 简介
EPON关键技术 介绍
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Page 2
Why EPON？
HD TV、VoD、IPTV、P2P等高带宽应用的 出现使基于铜线技术的DSL接入网成为带宽 瓶颈。
接入网从上而下的光纤化是不可避免的大趋 势。
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标准的基本内容
在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制 和控制协议
多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上 行资源、在网络中发现和注册ONU、允许 DBA调度
RS子层为EPON扩展了字节定义 PMD子层定义了EPON兼容器件的指标 OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理
L km
Passive optical splitter
N subscribers
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PON 及其网络结构
无源：没有室外有源设备 由有源OLT和ONT、以及无源ODN（光分配网络组成） ODN：由光纤、光分路器（Splitter）和其他无源器件组
成
非常低的生命周期费用，无室外有源设备维护费用 能够很容易承载语音（Voice）, 视频（Video）和数据
Any Any Transparent Transfer Transparent Transfer Transparent Transfer Transparent Transfer － Above 20km/32
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PON技术
标准化状
况
PON
TPON
APON/ BPON
GPON
EPON
02EPON原理及相关协议介绍PPT课件
会计学
1
➢ EPON技术背景 介绍
EPON协议内容 简介
EPON关键技术 介绍
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Why EPON？
HD TV、VoD、IPTV、P2P等高带宽应用的 出现使基于铜线技术的DSL接入网成为带宽 瓶颈。
接入网从上而下的光纤化是不可避免的大趋 势。
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标准的基本内容
在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制 和控制协议
多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上 行资源、在网络中发现和注册ONU、允许 DBA调度
RS子层为EPON扩展了字节定义 PMD子层定义了EPON兼容器件的指标 OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理
《EPON技术培训》课件
2
ODN
光分配器(ODN, Optical Distribution Network)，传输OLT信号到ONU，同时把 ONU信号返回OLT。
3
ONU
光网络单元(ONU, Optical Netwo rk Unit)，是用户的终端设备，链接家庭或企业 计算机网络。
光纤接入网络的优势
1 高速连接
2 稳定可靠
光衰与光功率控制
EPON中的光模块通过控制光衰 来实现信号的调节，保证传输 质量，同时通过光功率控制算 法，实现光模块和ONU之间的 能量互补。
数据帧格式
EPON的数据封装采用GEM协议， 通过PON层协议，实现OLT和 ONU之间的通讯。
ONU 的功能及其实现
1
ONU的认证方式
2
OLT通过单向消息协商，向ONU发出出示
EPON的发展历程
1980年代，由于以太网的快速发展，人们开始思考 如何将以太网技术应用于光纤接入网。
1995年，IEEE发布了第一个EPON标准，SC/PC连接 器成为标准接口。
2004年，IEEE进一步完善了EPON协议，性能大幅 提升，应用范围扩大。
EPON系统的基本构成
1
பைடு நூலகம்
OLT
光线路终端(OLT, Optical Line Terminal)，是EPON系统中的核心设备，负责光纤 的光电转换。
EPON技术培训
本次EPON技术培训PPT课件将介绍EPON的发展历程、系统构成、技术原理及 应用场景，让你深入了解这种高速光纤接入网络技术。
什么是EPON技术
定义
EPON，即乙太网(Passive Op tical Netwo rk)，是一种基于光纤接入的局域网技术。
EPON技术原理及应用课件
• • • • • • • • • • • • • •
主讲内容
EPON基本 EPON基本 原理介绍
EPON关键 EPON关键 技术分析
中兴通信 EPON产品 EPON产品 介绍 ODN网 络
ZXA10 xPON产品系列 xPON产品系列
完善的产品体系和丰富的设备形态
EPON/10G EPON 共平台 OLT
ZXA10 C300硬件结构 C300硬件结构
1
电 源 电 源
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19
上 联 级 联 上 联 级 联
线 线 线 线 线 线 线 线 主 主 线 线 线 线线 线 公 卡 卡 卡 卡 卡 卡 卡 卡 控 控 卡 卡 卡 卡卡 卡 共 接 交 交 口 换 换 /
下行波长：1490nm 上行波长：1310nm
•
下行采用广播方式
所有的onu都能收到相同的数据 通过llid来标识onu
•
上行采用TDMA时分复用
OLT统筹管理ONU发送上行信号的时刻 ，发出时隙分配帧 ONT根据时隙分配帧，在OLT分配给它 的时隙中发送自己的上行信号
•
速率
上下行对称为1.25Gbps
xPON技术的发展 xPON技术的发展
APON BPON EPON NGPON
10GEPON 10GGPON WDM-PON
GPON
EPON系统构成 EPON系统构成
1490nm
1310nm
• OLT （Optical Line Terminal ）
光线路终端 通常放置在中心机房（CO)
• ONU/T （Optical Network Unit/Terminal ）
EPON基本原理
EPON基本原理一、EPON系统简介以太网无源光纤网络（EPON）是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网络，其典型拓扑结构如下图所示：OLTONU1ONU2ONUn 1:n无源光分路器ODNSNIUNI IF PONIF PONSNI：业务节点接口UNI：用户网络接口IF PON：PON专用接口图1 EPON系统EPON系统由局侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成，为单纤双向系统。
在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过一个1:n的无源光分路器（或几个分路器的级联）到达各个ONU；在上行方向（ONU到OLT），一个ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。
为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用TDMA多址接入方式并对各ONU的数据发送进行仲裁。
二、EPON传输原理EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。
其中上行波长1310nm，下行波长1490nm,用于传递数据业务。
另外光纤上还可以传送1550nm的波长，这个波长主要是用来传递CATV信号。
图2 EPON上下行传输EPON 从OLT 到多个ONU 下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是十分不同的。
下行传输从OLT 到多个ONU 以广播式下行（时分复用技术TDM ）每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定ONU 的逻辑链路标识（LLID ），该标识表明本数据帧是给ONU（ONU1 、ONU2 、ONU3......ONUn ）中的唯一一个。
另外，部分数据帧可以是给所有的ONU（广播式）或者特殊的一组ONU（组播）。
如下图，ONU1 收到包1、2、3，但是它仅仅发送包1 给终端用户1 ，丢弃包2和包3。
图3 EPON下行传输上行传输从多个ONU到OLT上行数据，采用时分多址接入技术（TDMA ）分时隙给ONU 传输上行流量。
当ONU 在注册时成功后，OLT会给ONU分配特定的带宽。
EPON技术基础(原理)
localTime寄存器中的内容；
Data/Reserved/PAD：这40个八位字节用于MPCPDU的有
效载荷。当不使用这些字节时，在发送时填充为0，并在 接收时忽略；
EPON 技术基础
－FTTH市场技术组
Contents
PON系统介绍 EPON协议介绍 EPON基本接口介绍 EPON关键技术 EPON业务承载能力 EPON解决方案介绍
PON的基本概念
What is PON?
PON技术比较 技术标准化情况 PON上下行复用技术
What is PON?
接收灵敏度（dbm）
-24（1000BASE-PX10-D）
-27（1000BASE-PX20-D）
-24（1000BASE-PX10-U）
-24（1000BASE-PX20-U）
在物理层业务接口上，误码率小于等于10-12； FEC增加光功率预算2.5db； PMD Physical Medium Dependent 物理媒质相关（子层）
EPON系统全保护光纤倒换方式
EPON标准的基本内容
在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制和控制协议
多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上行资源、在网络中发现和注册ONU、允许
DBA调度 RS子层为EPON扩展了字节定义 PMD子层定义了EPON兼容器件的指标
OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理
ONU
OLT Splitter
ONT
ONU
下行信号：OLT连续广播发送，ONU选择性接收：
GPON根据VPI/VCI(ATM)或者GEM PORTID（GEM） EPON根据LLID
《EPON技术基础原理》课件
低成本：EPON技 术采用无源光分路 器，降低了网络建 设和维护成本。
灵活性：EPON技 术支持多种业务， 如语音、数据、视 频等，满足不同用 户的需求。
稳定性：EPON技 术采用光纤传输， 具有高可靠性和稳 定性，适合长距离 传输。
挑战分析
带宽限制：EPON技术在带宽上存 在一定的限制，无法满足高带宽应 用的需求。
EPON技术关键技术
PON协议
PON协议是EPON技术的核心，定义了EPON系统的工作方式和数据传输 机制。
PON协议包括数据链路层、网络层和传输层，实现了EPON系统的数据传 输和控制。
PON协议支持多种业务，如语音、视频和数据等，可以满足不同用户的需 求。
PON协议具有高可靠性、高安全性和低成本等特点，使得EPON技术在宽 带接入领域具有广泛的应用前景。
功能：负责将光信号转换为电信号，实现数据传输 特点：具有高带宽、低延迟、高可靠性等优点 应用：广泛应用于光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）等场景 技术：采用时分复用（TDM）、波分复用（WDM）等技术实现数据传输
ODN（光分配网络）
功能：实现光信号的分配和 传输
组成：由光纤、光分路器、 光缆接头等组成
EPON技术基础原理
汇报人：
单击输入目录标题 EPON技术概述 EPON技术组成 EPON技术关键技术 EPON技术优势和挑战 EPON和特点
添加标题 添加标题
EPON（Ethernet Passive Optical Network）是一种基于以太网的无源 光网络技术
特点：具有高带宽、低损耗、 抗干扰能力强等特点
应用：广泛应用于EPON技 术中，实现光信号的分配和
传输
ONU（光网络单元）
EPON的基本原理
EPON的传输原理 EPON的传输原理
◆EPON从OLT到多个ONU下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是十分不同的。所采取的不同的 EPON从OLT到多个ONU下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是十分不同的。所采取的不同的 上行/下行技术: 上行/下行技术:
◆当OLT启动后，它会周期性的在本端口上广播允许接入的时隙等信息。ONU上电后，根据OLT广播的允许接入 OLT启动后，它会周期性的在本端口上广播允许接入的时隙等信息。ONU上电后，根据OLT广播的允许接入 信息主动发起注册请求，OLT通过对ONU的认证（本过程可选），允许ONU接入，并给请求注册的ONU分配一个本 信息主动发起注册请求，OLT通过对ONU的认证（本过程可选），允许ONU接入，并给请求注册的ONU分配一个本 OLT端口唯一的一个逻辑链路标识（LLID）。 OLT端口唯一的一个逻辑链路标识（LLID）。
EPON的基本原理 EPON的基本原理
■ 一个典型的Ethernet over PON系统由OLT、ONU、POS组成。 一个典型的Ethernet PON系统由OLT、ONU、POS组成。 OLT（ OLT（Optical Line Terminal）放在中心机房，ONU（Optical Network Unit）放在用户设备端附近或与其合为一 Terminal）放在中心机房，ONU（ Unit）放在用户设备端附近或与其合为一 体。POS（ 体。POS（Passive Optical Splitter）是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发 Splitter）是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发 下行数据，并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤，在一根芯上转送上下行两个波（上行波长：1310nm，下 下行数据，并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤，在一根芯上转送上下行两个波（上行波长：1310nm，下 行波长：1490nm，另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长，来传递模拟电视信号）。 行波长：1490nm，另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长，来传递模拟
EPON原理
GWD
ONUO发现___测距过程
OLT在T1时刻发送 GATE； ONU在T2时刻接收到GATE ,此时复位本地计数器，时间戳置为T1；
ONU在T3时刻发送REPORT, 此时填入的时间戳为T4； OLT在T5时刻接收到REPORT。
最后RTT由下面的公式得出：
RTT = T2-T1+T5-T3 = T5-T4 其中：T3-T2 = T4-T1
• DBA介绍 • DBA原理 • DBA过程
GWD
DBA带宽分配___介绍
DBA：
相对于静态带宽分配，动态带宽分配（Dynamic Bandwidth Allocation）是指 一种能在实时地（毫秒级）改变PON中各ONU上行带宽动态分配的机制。 优点：实现高效的带宽利用率和服务质量保证 特点：-- 业务透明 -- 健壮性好 -- 公平带宽分配 -- 实时性强 -- 低延时和低延时抖动 EPON系统中DBA依赖于授权和请求消息，在IEEE 802.3ah中描述为： GATE消息 REPORT消息
GWD
DBA带宽分配___原理
GATE消息
GATE消息是从OLT发送到一个单独ONU的，用于给ONU分配传输时隙。一 个时隙用一对数值来（starTime和length）指示，该数值是由DBA代理（或 称调度器）来决定（DBA代理位于MAC控制层的客户端）。starTime和length 的数值被传送到OLT的授权进程，授权进程生成GATE消息，并把它发给相应 的ONU。 ONU侧对收到的GATE消息进行解析并复用传给ONU的授权进程，授权进程 负责在该消息指定的时隙内进行传输。另外，收到的GATE消息中的指示信息 将被交给ONU的DBA代理，用以执行某些必要的DBA特定功能（如选择发送帧 的顺序）。
EPON基础课件
2.MPCP帧格式
3.五种帧类型 授权帧，OLT发起 报告帧，ONU发起 注册请求帧，ONU发起 注册帧，OLT发起 注册确认帧，ONU发起
4.MPCP注册过程
OLT
ONU
Gate1 {DA=MAC Control,SA=OLT MAC address,content=Grant+Sync Time}
主要作用：光纤连接、电/光转换 4.RS：Reconciliation Sublayer，协调子层 主要作用：将MAC层的业务定义映射成GMII
接口的信号 ，LLID填充
六 、MPCP协议
1.慢协议 目的地址：01-80-C2-00-00-01 2.MPCP帧格式 3.五种帧类型 4.MPCP注册过程
Gate2 {DA=MAC Control,SA=OLT MAC address,content=Grant}
Gate2 {DA=MAC Control,SA=OLT MAC address, force report}
Report2{DA=MAC Control,SA=ONU MAC address}
TDMA方式
1.2 数据传输下行, 广播, 1490nm波长
广播方式
2.LLID与前导码
2.1 前导码格式 2.2 前导码作用 2.3 LLID的作用
2.1 前导码格式
4.测距，RTT测量 4.1 为什么要测距？ 4.2 测距原理：见参考资料
五 、EPON协议分层 协议文件：802.3ah
三 、PON支撑技术
1.光纤：全反射 2.分路器: 1:64（E）, 1/128（G） 3.光模块: 灵敏度 -3/-24
四 、EPON原理及关键技术
1.数据传输，单纤双向，传输范围 2.LLID与前导码 3.突发发送、突发接收 4.测距，RTT测量
epon原理
3.分光器布放原则 • 分光器放置于中心机房，便于管理和维护，但由于光纤量比较大，网络弹 性不足，实施费用比较高，没有充分发挥PON网络的优势。 • 分光器放置于远端中心机房，集中分光，便于安装；网络结构比较简单； 用户密度比较高时，总的建设费用较低。 • 分光器放置于地下室，节省光缆，充分发挥了EPON的优势，建设费用 很低，但管理与维护工作量较大。 4.光网络单元布放原则 根据ONU布放的位置，可将EPON分为以下几种场景：光纤到户(FTTH)、 光纤到大楼(FTTB)、光纤到节点(FTTN)等。 (1)FTTH方式 FTTH即光纤到户方式适用于用户居住比较分散且用户对带宽的要求较高的 区域，如别墅区，而且开发商有积极性参与网络建设。此时组网方式一般 采用从局端的OLT引出光缆到别墅区，在别墅区内一个相对中心位置放置 分光器，然后通过小芯数管道光缆或新型的小芯数直埋光缆连至用户家中 的ONU，可以根据用户需求在用户家中连接交换机或集线器(HUB)供多个 设备连接。
工作原理
EPON由光纤线路终端、光分配网络(ODN)和光网络单元组成，采用 的是树形拓扑结构。使用上行1 310 nm和下行1 490 nm波长传送数据 和语音，CATV业务则使用1 550 nm波长承载。OLT放置在中心局端， 分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置 在用户侧，OLT与ONU间通过无源的光分配网络按照1:16/1:32/1:64 方式连接. EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，取代点到点结构，大大节 省了光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的 ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中 心局端所需的激光器数目，并且OLT由许多ONU用户分担。此外 EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，无须任何转换就可以承载 目前的主流业务——IP业务。因此EPON十分简单、高效、建设费用 低、维护费用低，最适合宽带接入网需求。
EPON技术及其应用ppt
EPON技术及场景应用 技术及场景应用
EPON技术简介 技术简介
FTTX网络简介 网络简介
多场景应用解决方案
设计中需要注意的问题
宽带光纤接入技术分类
xPON的特点 的特点
◆ 光纤带宽容量大、纯介质网络，适应不断增长的带宽需求 光纤带宽容量大、纯介质网络， ◆ 光纤/光缆低成本特征，低于铜缆的成本 光纤/光缆低成本特征， ◆ xPON符合接入网拓扑特征，无源ODN环境适应性好，无电磁 xPON符合接入网拓扑特征 无源ODN环境适应性好， 符合接入网拓扑特征， ODN环境适应性好 干扰和雷电干扰，降低了故障率。 干扰和雷电干扰，降低了故障率。 ◆ 长距离，避免有源节点级联，降低了供电、维护、机房费 长距离，避免有源节点级联，降低了供电、维护、 用。 ◆ 共享大带宽介质与局端光器件，节省干线光纤，具备高密 共享大带宽介质与局端光器件，节省干线光纤， 度的接入能力。 度的接入能力。 ◆ 局端低功耗特征
利用EPON节省资 节省资 利用 源优势， 源优势，更好地利 用现有网络为用户 提供优质服务。 提供优质服务。
利用EPON技术的高 技术的高 利用 带宽接入能力解决 新建住宅小区的综 合接入。 合接入。
政企大客户接入
新建小区接入
光进铜退
农村用户接入
利用EPON长距离 长距离 利用 传输特性， 传输特性，解决农 村宽带接入建设。 村宽带接入建设。
老城区改造
在现有网络环境 的基础上提高用 户的多业务综合 接入能力。 接入能力。
场景一： 场景一：政企客户接入
主要定位于城市内具有业务多样化、服务差异化，一站式综合信息通信需求的政企 大客户；有光纤接入需求，资费较高、区域分散的网吧及全球眼用户的接入
建设目标： 建设目标：
EPON技术简介 技术简介
FTTX网络简介 网络简介
多场景应用解决方案
设计中需要注意的问题
宽带光纤接入技术分类
xPON的特点 的特点
◆ 光纤带宽容量大、纯介质网络，适应不断增长的带宽需求 光纤带宽容量大、纯介质网络， ◆ 光纤/光缆低成本特征，低于铜缆的成本 光纤/光缆低成本特征， ◆ xPON符合接入网拓扑特征，无源ODN环境适应性好，无电磁 xPON符合接入网拓扑特征 无源ODN环境适应性好， 符合接入网拓扑特征， ODN环境适应性好 干扰和雷电干扰，降低了故障率。 干扰和雷电干扰，降低了故障率。 ◆ 长距离，避免有源节点级联，降低了供电、维护、机房费 长距离，避免有源节点级联，降低了供电、维护、 用。 ◆ 共享大带宽介质与局端光器件，节省干线光纤，具备高密 共享大带宽介质与局端光器件，节省干线光纤， 度的接入能力。 度的接入能力。 ◆ 局端低功耗特征
利用EPON节省资 节省资 利用 源优势， 源优势，更好地利 用现有网络为用户 提供优质服务。 提供优质服务。
利用EPON技术的高 技术的高 利用 带宽接入能力解决 新建住宅小区的综 合接入。 合接入。
政企大客户接入
新建小区接入
光进铜退
农村用户接入
利用EPON长距离 长距离 利用 传输特性， 传输特性，解决农 村宽带接入建设。 村宽带接入建设。
老城区改造
在现有网络环境 的基础上提高用 户的多业务综合 接入能力。 接入能力。
场景一： 场景一：政企客户接入
主要定位于城市内具有业务多样化、服务差异化，一站式综合信息通信需求的政企 大客户；有光纤接入需求，资费较高、区域分散的网吧及全球眼用户的接入
建设目标： 建设目标：
EPON技术原理
核心 网络
ONU功能模块示意图
业务部分
用户端 口功能
用户核心部分交换来自能复用/ 解复用功能
ODN 接口 功能
用户端 口功能
供电
公共部分
OAM
ODN
EPON的关键技术
▪ 突发模式光收发器技术 ▪ 帧结构 ▪ 测距 ▪ 动态带宽分配（DBA）机制 ▪ 下行数据安全性技术 ▪ 业务QoS处理 ▪ TDM业务的承载 ▪ 运行维护管理（OAM）功能的实现
EPON关键技术
EPON
▪ 基本特点
l OLT与ONU之间信号传输基于IEEE 802.3以太网帧 l 传输线路速率下行/上行：1250 Mbit/s / 1250 Mbit/s l 以MAC控制子层的MPCP（multi point control protocol）机制为基础，MPCP通
过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构 l P2P仿真子层是EPON/MPCP协议中的关键组件 l 逻辑分光比1：32（1：64） l 支持A、B类ODN网络
突发模式光收发器技术
▪ OLT光接收机的快速功率恢复
l 要求OLT在每个接收时隙的开始处迅速调整0-1判决门限
▪ ONU光发射机的突发发射和关断
l 为抑制自发散射噪声，要求ONU的激光器能够快速的冷却和回暖
▪ OLT光接收机的突发同步技术
l 上行接收数据相位的突变要求OLT的接收机工作在突发模式接收状态
▪ 下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其 他用户的数据
▪ 上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制－－TDMA的接入机制
PON的原理——信号复用
▪ PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。
EPON基础课件
TDMA方式
1.2 數據傳輸下行, 廣播, 1490nm波長
广播方式
2.LLID與前導碼
2.1 前導碼格式 2.2 前導碼作用 2.3 LLID的作用
2.1 前導碼格式
4.測距，RTT測量 4.1 為什麼要測距？ 4.2 測距原理：見參考資料
五 、EPON協議分層 協議檔：802.3ah
1.PCS：Physical Coding Sublayer，物理編碼子層 主要作用：編碼轉換，數據檢測，前向糾錯 2.PMA：Physical Medium Attachment,物理媒介接
EPON基礎
培訓目的 1.瞭解EPON基本原理 2.擴展一些二層、物理層知識
培訓對象 研發系統、客服部門、光通事業部新入職員工
一、背景 1.Tripplay（三重播放） 2.光進銅退
3.接入網經典架構 4.FTTH/FTTB/FTTC 5.PONの前景
二 、名詞解釋
1.PON:Passive Optical Network，無源光網絡 2.OLT:optical line terminal，光線路終端 3.ONU:Optical Network Unit，光網絡單元 4.ODN:optical distribution network，光配線網路 5. EPON\GPON\GEPON 問題：何謂“無源”？
入子層 主要作用：串並轉換，時鐘恢復，環回測試
3.PMD：Physical Medium Dependent,物理 媒介相關子層
主要作用：光纖連接、電/光轉換 4.RS：Reconciliation Sublayer，協調子層 主要作用：將MAC層的業務定義映射成GMII
介面的信號 ，LLID填充
六 、MPCP協議
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ONU ONU
OLT
ONU
. . . IPG SLD LLID CRC DA SA
FCS IPG
IPG
Preamble
. . . DA SA
FCS IPG
1000Base－x
EPON Ethernet
PMD层
在物理层业务接口上，误码率小于等于10-12； FEC增加光功率预算2.5db； PMD Physical Medium Dependent 物理媒质相关（子层）
Optical Line Terminal
Passive Optical Splitter
ONU
ONU
PSTN
Internet CATV
OLT
Passive Optical Splitter
ONU Optical Network Unit
PON是以点到多点为特征的单纤双向无源光网络； PON包括三个组件：Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit (ONU) and
PMA层
增加了一个PMA子层的接口； 要求ONU的发送时钟必须跟踪ONU接收时钟； 对PMA的同步时间，做了更严格的要求（相
对于Ethernet而言）； 要求信号通过RS/PCS/PMA层的延迟时间不能
EPON协议栈
OAM层：使用OAM协议数据单元，管理、测 试和诊断已激活OAM功能的链路；
多点MAC控制：使用MPCP（多点控制协议） ，实现点对多点的MAC控制；
MAC：实现对Media的控制； RS：调和多种数据链路层能够使用统一的
物理层接口； PCS：支持在点对多点物理介质中的突发模
实现难度较大，成本较高。
其中一个端口试种处于空闲状态，
造成系统带宽利用率低。
EPON标准的基本内容
在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制和控制协议 多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上行资源、在网络中发现和注册ONU、允许
DBA调度 RS子层为EPON扩展了字节定义 PMD子层定义了EPON兼容器件的指标 OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理
EPON参考结构及基本指标
点到多点的光纤传输； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:32，传输距离达到10km； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16，传输距离达到20km； 符合ITU-T G.652要求的单模光纤； 上行应使用1260nm～1360nm波长； 下行应使用1480nm～1500nm波长；
EPON：OLT时钟恢复时间400ns，ONU开关时间512ns GPON：OLT时钟恢复时间60.8ns，ONU开关时间12.8ns
EPON协议的主要内容
EPON参考结构 EPON系统的保护方式 EPON协议栈 PMD层 PMA层 PCS层 RS层 多点MAC控制层 OAM层
保护对象仅限于OLT与ODN之间 的光纤故障和OLT单板硬件故障， 对其他类型的故障没有涉及， 可能存在严重完全隐患，无法 满足客户需求。
无法定位故障。
EPON保护方式(二)
OLT
IFpon IFpon
1：N分光器
全网保护
ONU#1
IFpon IFpon
1：N分光器 EPON系统全保护光纤倒换方式
ONU#N
IFpon IFpon
OLT和ONT上均有两个EPON接口。 OLT的GPON接口要工作在1:1模式 下。
此种保护方式是一种全网保护光 纤倒换方式，OLT与ONU之间有 完全不同的两条通路，可以保证
各种故障都得到恢复 。
当ONU的主用PON口或用户线路 故障时，ONU会自动将业务倒换 到备用PON口上，业务通过备用 线路和OLT的备份端口上行。业 务基本不会中断。
PON基本技术－下行
ONU
OLT
ONT
Splitter
下行信号：OLT连续广播发送，ONU选择性接收： GPON根据VPI/VCI(ATM)或者GEM PORTID（GEM） EPON根据LLID
ONU
PON基本技术－上行
ONU
OLT
ONT
Splitter
ONU
上行信号：分时突发发送，采用测距技术保证上行数据不发生冲突
使用1540nm～1560nm波长实现CATV业务（可选）；
华为指标 1:32 / 20km
EPON保护方式(一)
OLT
IFpon 保护范围
IFpon
2：N分光器
EPON系统骨干光纤保护倒换方式
ONU#1
IFpon
ONU#N
IFpon
OLT设备上有两个EPON接口。
此种保护方式仅限于主干光纤 出现故障时，系统会自动切换 到备用系统，实现了对骨干光 纤的保护。
Contents
PON系统介绍 EPON协议介绍 EPON基本接口介绍 EPON关键技术 EPON业务承载能力 EPON解决方案介绍
PON的基本概念
What is PON? PON技术比较 技术标准化情况 PON上下行复用技术
What is PON?
Passive Optical Network
国家标准
YD/T 1090-2000
国际标准 ITU-T G.984.x 国家标准
国际标准 IEEE 802.3ah
国家标准
国际标准 国家标准
EPON产业链状况
EPON芯片厂家
中国电信CTC 1.3标准情况
1) MPCP补充 2) Trip－churning加密算法 3) Eth OAM扩展 4) 产品的部分特性规格要求
式 ＋ 支持FEC算法； FEC：使用二进制运算（例如Galois算法）
，附加一定的纠错码用于在接收端进行数 据校验和纠错； PMA：支持P2MP功能，实现PMD的扩展； PMD：PMD（使用1000BASE-PX 接口）实现 PMD服务接口和MDI接口之间的数据收发功 能。
EPON与Ethernet帧比较
Optical Distribution Network（ODN）； ODN中的无源光分路器可以是一个或多个光分路器的级联。
PON技术比较
BPON
GPON
EPON
WDM PON
国际标准 ITU-T G.982
国家标准
YD/T 1077-2000
国际标准 ITU-T G.983.x
OLT
ONU
. . . IPG SLD LLID CRC DA SA
FCS IPG
IPG
Preamble
. . . DA SA
FCS IPG
1000Base－x
EPON Ethernet
PMD层
在物理层业务接口上，误码率小于等于10-12； FEC增加光功率预算2.5db； PMD Physical Medium Dependent 物理媒质相关（子层）
Optical Line Terminal
Passive Optical Splitter
ONU
ONU
PSTN
Internet CATV
OLT
Passive Optical Splitter
ONU Optical Network Unit
PON是以点到多点为特征的单纤双向无源光网络； PON包括三个组件：Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit (ONU) and
PMA层
增加了一个PMA子层的接口； 要求ONU的发送时钟必须跟踪ONU接收时钟； 对PMA的同步时间，做了更严格的要求（相
对于Ethernet而言）； 要求信号通过RS/PCS/PMA层的延迟时间不能
EPON协议栈
OAM层：使用OAM协议数据单元，管理、测 试和诊断已激活OAM功能的链路；
多点MAC控制：使用MPCP（多点控制协议） ，实现点对多点的MAC控制；
MAC：实现对Media的控制； RS：调和多种数据链路层能够使用统一的
物理层接口； PCS：支持在点对多点物理介质中的突发模
实现难度较大，成本较高。
其中一个端口试种处于空闲状态，
造成系统带宽利用率低。
EPON标准的基本内容
在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制和控制协议 多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上行资源、在网络中发现和注册ONU、允许
DBA调度 RS子层为EPON扩展了字节定义 PMD子层定义了EPON兼容器件的指标 OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理
EPON参考结构及基本指标
点到多点的光纤传输； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:32，传输距离达到10km； 在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16，传输距离达到20km； 符合ITU-T G.652要求的单模光纤； 上行应使用1260nm～1360nm波长； 下行应使用1480nm～1500nm波长；
EPON：OLT时钟恢复时间400ns，ONU开关时间512ns GPON：OLT时钟恢复时间60.8ns，ONU开关时间12.8ns
EPON协议的主要内容
EPON参考结构 EPON系统的保护方式 EPON协议栈 PMD层 PMA层 PCS层 RS层 多点MAC控制层 OAM层
保护对象仅限于OLT与ODN之间 的光纤故障和OLT单板硬件故障， 对其他类型的故障没有涉及， 可能存在严重完全隐患，无法 满足客户需求。
无法定位故障。
EPON保护方式(二)
OLT
IFpon IFpon
1：N分光器
全网保护
ONU#1
IFpon IFpon
1：N分光器 EPON系统全保护光纤倒换方式
ONU#N
IFpon IFpon
OLT和ONT上均有两个EPON接口。 OLT的GPON接口要工作在1:1模式 下。
此种保护方式是一种全网保护光 纤倒换方式，OLT与ONU之间有 完全不同的两条通路，可以保证
各种故障都得到恢复 。
当ONU的主用PON口或用户线路 故障时，ONU会自动将业务倒换 到备用PON口上，业务通过备用 线路和OLT的备份端口上行。业 务基本不会中断。
PON基本技术－下行
ONU
OLT
ONT
Splitter
下行信号：OLT连续广播发送，ONU选择性接收： GPON根据VPI/VCI(ATM)或者GEM PORTID（GEM） EPON根据LLID
ONU
PON基本技术－上行
ONU
OLT
ONT
Splitter
ONU
上行信号：分时突发发送，采用测距技术保证上行数据不发生冲突
使用1540nm～1560nm波长实现CATV业务（可选）；
华为指标 1:32 / 20km
EPON保护方式(一)
OLT
IFpon 保护范围
IFpon
2：N分光器
EPON系统骨干光纤保护倒换方式
ONU#1
IFpon
ONU#N
IFpon
OLT设备上有两个EPON接口。
此种保护方式仅限于主干光纤 出现故障时，系统会自动切换 到备用系统，实现了对骨干光 纤的保护。
Contents
PON系统介绍 EPON协议介绍 EPON基本接口介绍 EPON关键技术 EPON业务承载能力 EPON解决方案介绍
PON的基本概念
What is PON? PON技术比较 技术标准化情况 PON上下行复用技术
What is PON?
Passive Optical Network
国家标准
YD/T 1090-2000
国际标准 ITU-T G.984.x 国家标准
国际标准 IEEE 802.3ah
国家标准
国际标准 国家标准
EPON产业链状况
EPON芯片厂家
中国电信CTC 1.3标准情况
1) MPCP补充 2) Trip－churning加密算法 3) Eth OAM扩展 4) 产品的部分特性规格要求
式 ＋ 支持FEC算法； FEC：使用二进制运算（例如Galois算法）
，附加一定的纠错码用于在接收端进行数 据校验和纠错； PMA：支持P2MP功能，实现PMD的扩展； PMD：PMD（使用1000BASE-PX 接口）实现 PMD服务接口和MDI接口之间的数据收发功 能。
EPON与Ethernet帧比较
Optical Distribution Network（ODN）； ODN中的无源光分路器可以是一个或多个光分路器的级联。
PON技术比较
BPON
GPON
EPON
WDM PON
国际标准 ITU-T G.982
国家标准
YD/T 1077-2000
国际标准 ITU-T G.983.x