GPON技术(OMCI HGU SFU)简介-20130815

ONU ONU ONU ONU
机房
GbE 1 Gbps 1
1:128 Splitter 1 Gbps 2 1 Gbps Ｎ
ONU
ONU ONU
语音接 入平台
PON-OLT
科技创新，融合应用
目录
效果示意图 GPON基本概念篇 GPON ----- SFU篇 GPON ----- HGU篇 GPON ------ OLT篇
科技创新，融合应用
GPON 上下行数据
Ø 下行：时分复用(TDM)广播广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据， 通过Gemport ID, ONU来识别、区分和过滤属于自己的数据。
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GPON 上下行数据
Ø 上行：通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的 时隙，根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上 行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不 会产生为了争夺时隙而冲突。
SFU：Single Family Unit（单住户单元）型ONU Ø 主要用于单独家庭用户，具备宽带接入终端功能，提供以太网/IP业务， 可选支持CATV业务。具有1或4个以太网接口，可选1个或者2个POTS口，可 选支持CATV RF口。主要应用于FTTH的场景（可与家庭网关配合使用，以 提供更强的业务能力）。 GPON ONU支持两种认证方式: 1. 基于物理标识的认证：采用ONU的物理标识（在GPON系统中，物理标识为 ONU的SN）作为认证标识的认证方法。 备注：Serial number（8 bytes） 2. 基于逻辑标识的认证：采用ONU的逻辑标识作为认证标识的认证方法，逻 辑标识采用LOID + Password。
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二、GPON基本概念篇
Ø GPON：Gigabit-capable Passive Optical Networks(千兆比特无源光网 络)的缩写 Ø GPON标准G.984.1～ G.984.4由是国际电信联盟远程通信标准化组织(ITUT)制定，它是国际电信联盟管理下的专门制定远程通信相关国际标准的组 织。 2003年颁布G.984.1、G.984.2，2005年颁布G.984.3、G.984.4。并 于2010年颁布了G.987.1 总体需求、 G.987.2 物理层规范、 G.987.3 TC 层规范及G.988 OMCI层规范等10G GPON标准。
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光纤连接器
SC
Ø Subscriber Connector/Standard Connector Ø 推压型，可以很容易地装卸 。 Ø 是最普通的连接器。重量轻，体积小，便于 操作 。 Ø 用于OLT和ONU的PON口。
FC
Ø Ferrule Connector Ø 螺丝紧固型。 Ø 用于公共通信线路，局域网，CATV，测量 仪器等（如光功率计、可调衰减器）。
Ø 物理层OAM（PLOAM：Physical Layer OAM）
ü 进行ONU物理层的管理维护操作，如测距、ONU激活、OMCC建立和告警传送等 ü 由ONU ID标识，位于上下行帧的头字节中 ü 使用管理T-CONT分配的带宽
Ø OMCI（ ONT管理和控制接口：ONT Management and Control Interface）
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GPON基本概念 --- GEM Port与业务流的映射
Ø GEM port和业务之间的不同映射方式。
映射方式 VLAN 映射 映射方法 将一个特定VLAN ID 映射到一 个唯一的 Port-ID. 将一个特定802.1p映射到一个 唯一的 Port-ID. 将一个特定的VLAN ID + 802.1p映射到一个唯一的 Port -ID. 具体应用 ONU/ONT 使用VLAN ID 来区 分业务流 ONU/ONT 使用 802.1优先级 别来区分业务流. 用户优先 级策略必须是 Pri-tagged ONU/ONT 使用优先级 +VLAN ID 来区分不同用户的业务流
1
2006年6月8日
2
YD/T 1949.1-2009 YD/T 1949.2 -2009 YD/T 1949.3 -2010 YD/T 1949.4 -2011
2009年6月24 日 2009年6月24 日 2009年6月24 日 2009年6月24 日
3
4
5
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二、GPON基本概念篇
发送功率 Class B Class B+ Class C+ -2~3 dBm 0.5~5 dBm 0.5~5 dBm 灵敏度 -21dBm -27dBm -30dBm 过载 -1dBm -8dBm -8dBm
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分光器光衰减
Ø 每经过一个1：2的分光器，衰减约为3dB。所以1：4的分光器引起的衰减约为6dB ， 1：8的分光器引起的衰减约为9dB，以此类推。 Ø 光纤长度引起的衰减：每10km的光纤，衰减约为3dB 波长 光纤衰减系数 下行 Splitter 插损（1：n） 法兰引入的插损 熔接头引入的插损 波长 光纤衰减系数 上行 Splitter 插损（1：n） 法兰引入的插损 熔接头引入的插损 1490nm 0.36db/km 10lg(1/n) 0.5db/个 0.1db/个 1310nm 0.42db/km 10lg(1/n) 0.5db/个 0.1db/个
V E I P
Port
Bridge
VlanFlt
Port
802.1p Mppr VlanFlt
Port
GEM MIWTP
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效果示意图 GPON基本概念篇 GPON ----- SFU篇 GPON ----- HGU篇 GPON ------ OLT篇
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三、GPON SFU介绍
GPON技术（OMCI HGU SFU）简介
2013年8月
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目录
效果示意图 GPON基本概念篇 GPON ----- SFU篇 GPON ----- HGU篇 GPON ------ OLT篇
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一、效果示意图
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FTTH整体网络构成
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二、GPON国家标准
序号 标准号 YD/T 1419.3 -2006 中文名称 接入网用单纤双向三端口光组件技术条件 第三部分：用于吉比特无源光网络（GPON） 光网络单元（ONU）的单纤双向三端口光组件 接入网技术要求—吉比特的无源光网络（ GPON）第1部分：总体要求 接入网技术要求—吉比特的无源光网络（ GPON）第2部分“物理媒质相关（PMD）层要 求 接入网技术要求 ——吉比特的无源光网络（GPON） 第3部分：传输汇聚(TC)层要求 接入网技术要求 ——吉比特的无源光网络（GPON） 第 4 部分：ONT 管理控制接口(OMCI)要求 发布时间
由ONUID标识
识的流量分类机制。
由Alloc-ID 标识 由 Port-ID 标识
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GPON基本概念 --- T-CONT
Ø T-CONT（传输容器：Transmission Container） Ø 在上行中，T-container (T-CONT)被用来承载业务流。 Ø 在 GPON系统中，T-CONT被用作上行业务流量的缓冲器。 Ø Alloc-ID （分配标识符:Allocation Identifier ） Ø 每个T-CONT由Alloc-ID唯一标识。 Ø Alloc-ID取值范围 0 ～ 4095，由 OLT分配，也就是说，一个Alloc-ID只 能被一个PON口下的一个ONU/ONT使用。
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GPON 系统协议栈
GPON系统的协议栈包括： Ø 物理媒质相关层(GPM) Ø GPON传输汇聚层(GTC) GTC层主要实现GEM客户接口和ONT管理和控制接口（OMCI）的适配和封装 ，包括两个子层： Ø GTC成帧子层 Ø TC适配子层 从控制和业务的角度来看，GTC包括C/M平面（控制和管理平面：管理用 户业务流、完成安全加密等OAM功能）和U平面（用户平面：承载用户业务 流的传输）。
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二、GPON标准协议
ITU-T G.984.1
•PMD层规格要求 •GPON网络结构 •GPON网络参数说明 •2.488Gbps下行光接口参数规格要求 •保护倒换组网要求 •1.244Gbps上行光接口参数规格要求 •物理层开销分配
ITU-T G.984.4
ITU-T G.984.2
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GPON TC（GTC）层系统
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GPON C/M平面
Ø GTC系统的C/M平面包括3个部分：嵌入式OAM、PLOAM和OMCI。 Ø 嵌入OAM（embedded OAM）
ü 提供对时间敏感的OAM功能，包括带宽授权、安全密钥交互和DBA相关功能等 ü 位于上下行帧的特定头字节中
802.1p 映射
VLAN 802.1p 映射
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SFU 业务模型
Eth 802.1p mapper MAC bridged Bridged + 802.1p
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SFU 业务模型
Bridged + 802.1p
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HGU 业务模型
RG
ExtVlan
OMCI
VlanFlt 802.1p Mppr GEM IWTP GEM IWTP GEM IWTP GEM IWTP
Port
eth0
br0 br1 br2 br3
WAN0 (VID100) WAN1 (Untag) WAN2 (VID300/P2) WAN3 (VID400/P2)
eth1
eth2
eth3
ISP SS PSTN交换机
Internet
VOD SERVER
100Base-Tx Video
室内配线网络 (HDF)
ONU
ONU
VoIP
IPTV SERVER
IPTV
ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU ONU
VOICE
ü 进行ONU业务层的管理维护操作，如配置ONU的业务、进行ONU侧流量统计等 ü 管理GEM Port Id标识，需要封装到GEM帧中，位于载荷字节中 ü 使用管理T-CONT分配的带宽
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GPON C/M平面
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GPON U平面
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GPON标识
Ø 一个 ONU 可以包含多个TCONT。 Ø 上行带宽基于T-CONT来划分 ,不同业务使用不同的TCONT。 Ø GEM 端口用做业务通道,一 个 GEM 端口可以承载一种 或者多种业务流。 Ø 基于 VLAN,802.1p,L3/L4标
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GPON基本概念 --- GEM Port
Ø GEM（GPON封装模式:GPON Encapsulation Mode ） Ø GEM Port Ø GPON Encapsulation Method (GEM) 帧在OLT和 ONU/ONT之间传送。 Ø 每个T-CONT包含一个或多个GEM Port，每个GEM端口承载一种业务流。 Ø GEM Port-ID Ø 每个GEM Port由一个Port-ID唯一标识，Port-ID取值范围0～4095。由OLT 分配，所以，一个GEM port只能被一个 PON口下的一个ONU/ONT使用。
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光纤连接器
APC
Ø Angled Physical Contact。 Ø 呈8度角并做微球面研磨抛光。 Ø 回波损耗≥60dB，常用于有线电视网络， 传输CATV信号。 Ø 绿色接头。

Ø Lucent Connector / Local Connector Ø 为推压型，可以很容易地装卸 。 Ø 是超小型光连接器，可以进行高密度装配 。 Ø 用于OLT上连接口
ITU-T G.984.3
•OMCI消息结构介绍 • •OMCI设备管理框架 • •OMCI实现原理简述
ITU G.984.5 增强波长范围 WBF波长过滤器功能
•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
Ø 注： G984.3介绍了与传输控制有关的概念，重点介绍了OLT和ONU的交互通信， G984.4介绍了与ONT网络管理相关的概念，重点介绍了OMCI传输协议及OMCI管理 实体。这两个文档建议重点阅读。
Ø 传输距离：目前OLT到ONT(ONU)的最大传输距离可达20Km； Ø 传输速率：1.24416 Gbit/s 上行, 2.48832 Gbit/s 下行； Ø G.652标准单模光纤，波长： 1310nm 上行，1490nm 下行； Ø 分光比：1:64，可扩展为1:128； Ø ONU光参数指标：