PON基础及目前主流方案对比

提纲



引言 光纤接入基本概念及方式 EPON介绍 GPON介绍 目前主流方案及对比（EPON） Cortina EPON 解决方案
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光纤接入及FTTx的概念
两个常用术语： FTTP（Fiber To The Premise），光纤到私人住宅或独有商务楼的应用方式 FTTBiz（Fiber To The Business），光纤到商业用户。 注：FTTP和FTTBiz概念更多的体现的是用户的概念，而FTTH/C/B/N更多体现地理位臵的概念
GPONNGPON1/2 FSAN提出，ITU-T标准化；
GEM封装；
技术复杂，成本略高 标准仍在完善； 已开始试商用和小规模部署
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光纤接入技术的发展历程
上世纪70、80年代，光纤通信技术的成熟催生了FTTH的概念； 上世纪90年代中后期，BPON成为一个热点，但由于需求不足、ATM技术本 身的衰落，BPON成为了昨日黄花； 2000年开始，EPON和GPON的概念提出并开始了标准化，FTTH技术迎来了 第三次浪潮，发展迅速，已成为电信领域的热点技术， 2004年，点到点光纤以太网标准IEEE802.3ah和G.985也已完成标准化 2005年，EPON开始规模部署，GPON开始试验和试商用：
合计
16M
20M
32M


近期接入网络的发展目标为大多数用户提供16Mbps的下行接入能力，中期发 展目标是为大多数用户提供20Mbps下行带宽的能力。近期上行带宽也需要达 到2－4Mbps（特别是视讯会议、视频监控等业务） 宽带接入网的接入能力要求很快就将从目前1Mbps级发展到10Mbps，并在5 －10年内达到100Mbps
－速率高：500m的下行速率<50Mb/s，800m的距离下可达20Mb/s －以太网架构、功能特性丰富 －与ADSL/ADSL2+前向兼容 －成本有待降低、互通性有待完善、缺乏大规模商用实践
宽带无线接入（WLAM和WiMAX）适合用于个人用户的便 捷接入，是未来发展的重要方向；但受载频宽度、传输 距离等方面的限制，每用户接入带宽有限，难以作为家 庭普遍接入的手段，是有线接入的重要补充
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G/EPON已进入规模商用阶段
光纤接入有以太网无源光网络（EPON）、吉比特无源光网络（GPON）和点到 点光纤以太网（P2P）等 PON技术特点和发展现状如下：
技术：技术简单、成熟、易实现 标准化：已完成，进一步完善中 电信级运营要求：已经基本满足 产业链基本成型：商用芯片和设备供应商较多 互操作：已经实现芯片级和系统级的互操作 成本：芯片和设备成本不断下降 实际应用情况：
发射谱
0.026 0.138
1.1
2.2 3.75 5.2 8.5 12
Βιβλιοθήκη Baidu
30 2400 5000
66000
频率（MHz）
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目前的主要宽带接入技术比较
技术 ADSL/ADSL2 /ADSL2+ VDSL/VDSL2 LAN FTTH WLAN WiMax ITU-T G.993.1 标准 ITU-T G.992.1-5 ITU-T G.993.2 承载 双绞铜线 媒质 双绞铜线 IEEE802.3ah IEEE802. IEEE802.11 ITU-T IEEE802.16系列 3 系列 G.983/4 微波 5类线 光纤 微波

点对点方式： •需要2N个收发模块 •光纤总长度为N*(D1+D2)
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点对多点方式： •需要N+1个收发模块
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•光纤数量为(D1+N*D2)
无源光网络（PON）系统
PON是采用无源光分支器的光接入网，一般采用树形-分支拓扑结构。 与点到点方式相比，采用PON技术可以节省OLT光接口和光纤，而且 PON系统可扩展性好，便于维护管理，是FTTH的主要实现方式。 宽带PON技术主要包括基于ATM的宽带无源光网络（BPON/APON）、 以太网无源光网络（EPON）、具有Gb/s传送能力的无源光网络 （GPON）三类。
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光纤接入（FTTX）发展趋势
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光纤接入系统功能模型
FTTH系统的基本组成： 光线路终端（OLT， 局端设备） 光分配网（ODN，光 纤环路系统，包含光 分路器、光纤光缆及 光缆分线盒、光缆交 接箱等一系列无源器 件） 光网络单元（ONU， 用户端测试）
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传统的接入网技术难以满足Multi-Play业务的需求
只有基于光纤接入 技术的综合业务接 入网能够满足未来 宽带互联网业务发 展的需求！ 光纤接入采用光纤 作为传输媒质，具 有传输容量大、传 输质量高、高可靠 性、传输距离长、 抗电磁干扰等优点， 是未来宽带固定接 入的发展方向。
广播方式
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无源光网络（PON）系统原理－2
广播方式
(b)PON系统中的下行方向工作原理
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
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PON vs. 点到点光纤以太网
无源光网络PON： 点到多点的树形-分支结构 局端设备和用户端设备之间为全 无源结构 可以节约主干光纤和局端设备的 光接口 可扩展性好，便于维护管理 P2P光纤以太网： 点到点结构 局端设备和用户端设备之间采用独立的一对或 者一根光纤，用户独享，保密性好， 局端和用户端各需要1个光收发器 业务透明性好，带宽高，每个用户的上下行带 宽都可以达到100Mbit/s甚至1000Mbit/s。 消耗较多的主干光纤
PON基础及目前主流方案对比 课件材料
苏礼坚 stephensu@dragonhk.com 2012-8-25
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引言 光纤接入基本概念及方式 EPON介绍 GPON介绍 目前主流方案及对比（EPON） Cortina EPON 解决方案
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引言
Internet业务高速发展（>100％的年增长率），已经很 大程度上改变了人类的生活方式 出现了大量基于互联网的新业务、新应用（YouTube、 全球眼、BT、即时通信等） 新业务和新应用对通信网络提出了更高的要求，互联网 业务已经从“窄带时代”进入“宽带时代” 宽带互联网业务是电信产业未来的战略性业务 光传输技术的突飞猛进使得骨干网技术发展迅速，骨干 网传输能力不再是瓶颈 宽带接入成为关系到电信运营商非话音业务发展的关键 环节
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宽带业务发展趋势
居民用户业务
固定电话 高速因特网接入 IPTV（高清/标清） 可频电话 互动视频应用 远程教育/医疗 网络游戏 SOHO
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移动业务
•3G无线业务
商业用户业务（ICT）
商业电话 数据专线（E1、DDN、
•Wi-Fi局域接入
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NMI 接入网系统管理功能
ONT 业务节 点功能 O LT ODN ONT
SNI S /R R /S UNI
P2P光纤以太网系统
媒体转换器方式是将电信号转换成光信号进行长距离传输的技术实现方式， 是对于已有的电的Ethernet设备要加上MC。 其中MC是一个单纯的光电/电光转换器，它并不对信号包做加工，因此成本 低廉。由于其技术架构相当简单、便宜而普遍应用的传输技术。 优点：点到点系统避免了复杂的上行同步技术和终端自动识别技术。另外上 行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩展，便于在线监测。 缺点：随着FTTH用户数量的增加，局端设备和光纤的数量也将会增加，在用 户密度较大的场合综合建设成本相对较高 。
•WiMAX接入 •高速移动数据传输
ATM、以太网）
高速因特网接入 视频会议&
广播
•高品质图片
•无线视频 •联机游戏
数据中心
千兆比级高速租用线 存储网络和容灾
•手机电视
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典型宽带业务的带宽需求
业务类型 所需带宽
近期（2008－2009） 标清电视 2.5M 高清电视 8M 高速上网 － IP话音 200k 2.5M×1＝2.5M 8M×1＝8M 4M 200k×2＝0.4M 用户所需下行带宽 中期（2010～2012） 远期（2013及以后） 2.5M×2＝5M 8M×1＝8M 8M 200k×2＝0.4M 2.5M×2＝5M 8M×2＝16M 10M 200k×2＝0.4M
Splitter CO Business/ Residence Fiber
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主流PON技术
相同的拓扑——P2MP光纤
A/BPON FSAN提出，ITU-T标 准化； ATM封装，技术复杂； 目前标准化最完善； 没有得到市场认可。
EPON-10G EPON IEEE 802.3标准 以太网封装； 技术简单、成本低 标准较完善； 技术成熟，已经规模 应用。 封装协议不同
EPON: 802.11a:54 VDSL非对称: 1G/1G M 52M /6.4M ADSL： GPON: 802.11b:11 8M/864K VDSL对称： 10M/100 传输 2.5Gbps M 13~26M M 速率 ADSL2+： 802.11g:54 24M/1.2M VDSL2:50M@500 /155M~2. M/11M 米 5G 对称/非对称 对称 对称 非对称 对称 / 非对称 对称 性 传输距离与速率 覆盖 成反比： 距离 ADSL：3km 中国电信上海研究院 ADSL2/2+:3km 传输距离与速 率成反比： 不使用U0: ≤ 100m 1.5km 使用U0： ≤4km 传输距离与速 100m 率无关： EPON: 10/20km GPON: 20km
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宽带业务对接入网传输质量的要求
业务系统
流媒体点 TCP 播 UDP
带宽
丢包率 （单向）
时延 （单向） <140ms <500ms
抖动（单向） <50ms <500ms
最好为流媒体播放 <2% 速率的二倍或以 <1% 上
IPTV组播 UDP
1M以上
<0.1%
<500ms
<200ms <200ms
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无源光网络（PON）系统原理
TDMA方式
上行方向为TDMA 方式－－各ONU 上行数据分时发送， 各ONU的发送时 间与长度由OLT集 中控制
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
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<500ms
<50ms <50ms
视讯
新视通
WEB会议
为会议速率的1.5倍 <1% 350kbps 100kbps N/A <1%
即时通信(有视频) 300kbps
VoIP IP VPN 高速上网
<3%
<1% <1% <0.5%
<200ms
<150ms <150ms <100ms
<100ms
<20ms <12ms <50ms
总结
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<0.1%
<90ms
<12ms
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目前的主要宽带接入技术比较
ADSL/ADSL2/ VDSL2 2+上行 ADSL/ ADSL2下行 802.11b ADSL2+下行 VDSL下行2 802.11a VDSL下行1 VDSL下行2 WiMAX VDSL上行1
光纤接入 光 波
在国外已有数千万线（覆盖用户超6000万）的规模商用 在国内部署也已经覆盖接近1亿用户

高清IPTV等业务和激烈的市场竞争也使得PON进入规模部署阶段，是目前“光 进铜退”的主流实现技术 在这样一个阶段，对EPON标准与技术以及网络规划与设计进行讨论具有重要的 现实意义。
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固定:75M (20MHzbw) 移动:15M (5MHz bw)
对称 固定: 7~10km 移动: 8 3~15km
关于铜缆和无线技术
ADSL2+技术成熟并得到大规模商用
－下行速率能够可达16Mb/s －互通性好 －应用广泛（中国约占20%）、成本低（每用户成本<$45）
VDSL2结合了ADSL2+和VDSL的特点，是DSL技术发展的高 级阶段