GPON技术基础

xPON 技术标准化状况
xPON
TPON
APON/ BPON
EPON
GPON
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 国家标准
YD/T 1090-2000
国际标准 IEEE 802.3ah 国家标准
国际标准 ITU-T G.984.x 国家标准
荷兰
德国 意大利 新加坡
KPN
DT TI 新电
P2P/GPON
GPON GPON GPON 06年Q2测试，发了GPON的标
西班牙 泛拉美
Telefonica TLATAM
GPON GPON
书 06年Q2测试
墨西哥
Telmex
GPON
GPON HUAWEI Confidential
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阿根廷 Telecom HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.
PON-PHY GPON
TDM
TDM Over IP ClkoP Ethernet
TDMoGEM 8KHz同步
• •
EPON
GPON标准是运营商定义的，在效率、TDM业 务、QoS、互通及ONT管理上有优势 EPON标准是部分设备商定义的，主要关注物 理层规范
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时钟
分光比 带宽效率 72% 1：32 1：64
Optical Line Terminal 光线路终端
波分复用模块接口
PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络； PON是无源光网络的简称（Passive Optical Network ）； PON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Network Unit）和无 源分光器POS（Passive Optical Splitter）成；
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什么是PON?
Passive Optical Network 无源光网
Passive Optical Splitter 络
Optical Line Terminal
无源分光器
ONU
光线路终端
ONU
PSTN
Passive Optical Splitter
GPON的几个概念
O N U
Port T-CONT Port Port T-CONT Port Port
OLT
GEM Port
ONT
GEM Port
T-CONT
IFpon
O N U O N U
Port T-CONT Port

T-CONT
GEM Port：业务的最小承载单位。 T-CONT: Transmission Containers。是一种承 载业务的Buffer。主要用来传输上行数据的单 元，引入T-CONT主要是为了解决上行带宽动 态分配，以提高线路利用率 。 IF pon：GPON接口。
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93% HUAWEI Confidential
GPON vs EPON：产业链更完整
主流芯片厂家投入到GPON：Conexant、Freescale、AMCC、HiSi等
主流宽带接入设备厂家重点投入GPON：华为、Tellabs、摩托罗拉、Alcatel、 Siemens、爱立信等 FSAN全力支持和组织GPON的互通测试和认证 2006年5月，物理层互通性测试 2006年9月，业务互通性测试 2006年12月，香港ITU-T展进行业务展示
GPON 目标 运作方式 全业务支持FSAN 电信运营商驱动和批准 EPON EFM最后一公里以太网 大众的，以太网设备商
的设备的技术规范
波长 覆盖范围 QoS 网络时延 已定义 已定义 已定义 已定义 已定义 已定义 设备提供商自定义 设备提供商自定义
管理维护
已定义
设备提供商自定义
• GPON标准是运营商定义的，标准非常完善规范 安全 已定义 设备提供商自定义 • EPON标准是部分设备商定义的，主要关注物理层规范，需要设备提供商后续自行定义，对接 互通困难 • EPON力求简单的原则相比，GPON更注重多业务和QoS保证，因此更受运营商的青睐
Internet
OLT
无源分光器
ONU Optical Network Unit
光网络单元
ONU ODN WDM Optical Network Unit 光网络单元 ONT OLT Optical Network Terminal 光网络终端
Optical Distribution Network 光分配网络 Wavelength Division Multiplex Module
T-CONT Port


不同的ONU用 ONU-ID标识
不同的T-CONT用 Alloc-ID标识不同的ຫໍສະໝຸດ EMPORT用PortID标识
业务根据映射规则先映射到GEM Port中，然后 再映射到T-CONT中进行上行传输。GEM port 可以灵活的映射到T-CONT中，一个GEM Port 可以映射到一个T-CONT中去，多个GEM Port 也可以映射到同一个T-CONT中。
• ODN参数规格要求 • 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
产品开发简单 产品兼容性强
ITU-T G-984.1/2/3/4 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
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PON原理
下行：广播方式
上行：TDMA方式（时 分复用）
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几个概念
APON: ATM Passive Optical Networks EPON: Ethernet Passive Optical Networks
GE-PON: Giga-bit Ethernet Passive Optical Networks
GPON: Gigabit-capable Passive Optical Networks
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Page 5
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, 2.48832 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
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GPON vs EPON：综合业务支持好、分光比高
EPON
US 带宽/ 波长 DS 1.25Gbps/1310 nm 1.25Gbps/1490 nm Line 协议 Link Video Ethernet IPTV ATM/GEM
18.May 2007
Security Level:
GPON 技术基础
－FTTH市场技术组

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Agenda
xPON技术介绍 华为光接入解决方案和产品介绍
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huaweiconfidentialpage10gponepon目标全业务支持fsanefm最后一公里以太网运作方式电信运营商驱动和批准的设备的技术规范大众的以太网设备商波长已定义已定义覆盖范围已定义已定义最后一公里以太网运作方式电信运营商驱动和批准的设备的技术规范大众的以太网设备商波长已定义已定义覆盖范围已定义已定义qos已定义设备提供商自定义网络时延已定义设备提供商自定义管理维护已定义设备提供商自定义安全已定义设备提供商自定义已定义设备提供商自定义网络时延已定义设备提供商自定义管理维护已定义设备提供商自定义安全已定义设备提供商自定义gponvsepon
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全球主流运营商的选择
地区 运营商 技术选择 进展情况 联合发GPON的标书，2011年 前共建设约1000万线 06年Q3测试 发了GPON的标书，07年20万 法国 FT GPON 线 Verizon、 South Bell 、 美国 英国 SBC BT GPON GPON
Payload
ONT1
AllocID
Start
End
AllocID
Start
End
1
100
200
2
300
500
OLT
T-CONT1 (ONT 1) Slot 100 PLOu Slot 200 Slot 300 T-CONT 2 (ONT 2) Slot 500
ONT64
PLOAMu PLSu DBRu Payload x DBRu Y Payload y
AES (Optional) AES (Optional)
GPON
2.488G/131 0 2.488G/149 0 NRZ/FSS
话音 TDME1
数据 视频
话音 TDME1
数据 视频
VoIP
TCP+UDP etc. IP
VoIP
Ethernet
8B/10B
GEM Frame
GEM -IPTV
PON-PHY
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
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GPON网络基本性能参数
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
GPON网络传输时延要求小于1.5ms
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GPON协议栈
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GPON vs EPON：标准更加完善
一个ONU的GPON接口中可以包含一个或多个 T-CONT。
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GPON帧结构
Downstream Framing 125us Physical Control Block Downstream (PCBd) Upstream Bandwidth Map
为什么需要DBA？
--- 可以提高PON端口的上行线路带宽利用率 --- 可以在PON口上增加更多的用户
--- 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
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DBA的工作原理
国际标准
国家标准
基于WDM PON目前没有标准，应用较少 GPON是最有希望的技术
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GPON标准协议
ITU-T G.984.1
• GPON网络参数说明 • 保护倒换组网要求
ITU-T G.984.2
SLA: Service－Level Agreement
BW: Bandwidth
Maximum：最大带宽 Guaranteed：保证带宽 Minimum：最小带宽

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。 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。 OLT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。 HUAWEI Confidential
Upstream Framing
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DBA概念
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间隔内完成对上行带宽的动态分配的机 制