1.FTTX基础原理和典型设备介绍

25
GPON的复用结构
26
GPON的协议栈
27
GPON参考模型
由管理平面（管理用户数据流）和用户控制平面（用户数据流传输）组成。
28
TDM业务在GPON中的映射方式
29
以太网业务在GPON中的映射方式
30
GPON网络保护方式
ONU#1 OLT
1：N分光器 IFpon

设备没有任何备份措施. 主干光纤故障后，由人工切换 至备用光纤. 业务肯定中断，中断时间取决 于线路恢复时间. 如果到用户的线路故障，业务 就会中断，无法备份。
1：2分光器
2：N分光器
OLT
IFpon IFpon

1：2分光器
2：N分光器
ONU#N
IFpon
Type D 混和备份方式

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GPON 对比 EPON
34
GPONEPON技术制式比较
35
GPON/EPON技术指标比较
EPON
上下行速率 线路编码 分光比 距离/差分距离 业务封装 加密算法 运营、维护 (OAM&P) 网络保护 光纤线路检测 1250 Mbps/1250 Mbps 8B/10B 1：32/64 20KM/20KM 以太网 三重搅劢、AES-128 标准CCSA规范 ，支持异种厂家互通 TypeA、TypeB、TypeC 支持 Laser ON/OFF时间约 16bit(13ns 1.244G)。 AGC 44bit(36ns 1.244G) 对光 模块有很高的要求，DFB激光 器
GPON
2488 Mbps/1244 Mbps NRZ 1:64/128 20KM/20KM（逻辑距离 60KM-未考虑功率预算) Anything Over GEM AES-128 OMCI，定义全面
关键参数
Laser ON/OFF时间512ns， AGC调整时间 <400ns （可协商）FP 激光器
36
GPON/EPON技术指标比较
EPON 业务区分 VLAN 映射 调度单 位 QoS/OA M 调度类 型 N:1, 1:1, TLS GPON 说明 EPON/GPON都支持基 于端口、MAC/IP等特征 的VLAN映射 T-CONT 5种 EPON-定义固定/保证/尽 力而为带宽 GPON-固定/非保证/保证 /尽力而为/混合带宽 Ethernet 层解决方案 EPON：广播LLID GPON：组播GEM PORT

IFpon IFpon

2：N分光器
ONU#N

IFpon IFpon Type C 全备份方式

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GPON网络保护方式

ONU#1
IFpon IFpon

OLT上有两个GPON 接口。OLT的GPON 接口要工作在1＋1模 式下。
此种保护方式一种全 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，包括无源 分光器故障，链路都 可以自动恢复 。 此种网络中支持ONU 混合方式，可以是带 一个PON口的，也可 以是带两个PON口的， 根据用户的实际需要 选择。 实现难度较大，成本 较高。
10
PON技术原理\协议\保护方式
11
PON网络的组成
12
PON原理简介
下行：单点发送，多点接收 上行：多点发送，单点接收
13
EPON的原理
14
EPON的原理
15
EPON的物理层
16
多点控制协议（MPCP）
17
MPCP 5种控制帧
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动态带宽分配 DBA
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逻辑链路标识
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光链路保护
21
光链路保护
22
GPON原理
23
GPON原理
24
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 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 分光比为1：64，可升级为1：128
FTTX基础原理及典型设备介绍
2011年4月
1
主要内容
PON相关国际国内标准
PON技术原理\协议\保护方式
EPON对比GPON
PON设备介绍
2
PON相关国际国内标准
3
宽带光纤接入技术分类

APON
基于ATM的无源光接入技术，遵循ITU-T G.983系列标准

EPON
基于以太网的无源光接入技术，遵循IEEE 802.3ah系列标准
… …. … ….
OLT
城域网
同步系统
ONT
时钟源
ONT
OLT
线路时钟同步
EPON
EPON OLT
上行口
GPON是同步系统，采用定长帧结构，具备天然的线路时钟传 送能力，能够提供和SDH一样精度的线路时钟，可作为微基站 的接入手段。 EPON本质是以太网，是异步系统，承载线路时钟能力有限。
异步系统
LLID 3种
OAM 通道
802.3ah /802.1ag 广播LLID
802.1ag 组播GEM PORT
组播
数据面 控制面 • • •
多级复制 IGMP Snooping IGMP Snooping with Proxy reporting IGMP PROXY
37
GPON/EPON技术指标比较
10 5 0
采用GPON技术进行光接入网络建设，可节省线路成本和局端设备投资50％。
39
GPON具备SDH的线路时钟传送能力
GPON
GPON OLT
SDH 上行口
Femto Cell ONT Splitter Femto Cell ONT ONT
… …. … …. … …. … …. … …. … ….
时钟同步
利用PON层技术实现频率同步
38
GPON具有更高带宽和更大分光比
2500
有效带宽 开销
•建设100万宽带用户，EPON与GPON的投资对比
2000
1500
2300
1000
500
900
1100 800
0
E P O N 下行
G P O N 下行 E P O N 上行
G P O N 上行
•GPON业务承载更高效，下行的有效带宽是

GPON
基于GEM的无源光接入技术，遵循ITU-T G.984系列标准

WDM-PON
基于波分复用的无源光接入技术，尚无统一标准
4
PON相关国际国内标准概述
5
PON相关国际国内标准概述
EFM技术有关的以太网协议
6
PON相关国际国内标准概述
7
PON相关国际国内标准概述
8
PON相关国际国内标准概述
类型 标准 标准名称 主要内容 标准规定了传输速率为千兆比的基于以太网方式的无源 光网络(EPON)系统的参考模型、业务承载能力和性能指 标、业务接口类型、系统功能与协议、操作维护管理、 以及设备电气安全等方面的要求，并对EPON系统的PMD 子层、RS子层以及MPCP、OAM协议进行了详细规范。 规定了EPON设备的系统配置、测试参考点以及设备 OLT/ONU线路传输光接口、网络侧接口和用户侧接口、 传送性能、功能、网管、设备安全等的测试方法。 EPON系统的物理煤质相关(PMD)子层、协调子层（RS） 以及多点控制协议(MPCP)、动态带宽分配(DBA)和服务 质量(QoS)、组播控制、安全性、操作管理和维护(OAM) 以及业务层的协议互通性要求。 基于以太网无源光网络系统互通性测试方法，包括EPON 基本功能互通性、业务承载相关功能互通性、操作管理 和维护功能互通性以及系统互通的性能的测试方法。 本标准适用于公用电信网环境下的EPON系统，专用电信 网也可参照使用。
IFpon

备用光纤 Type A 光纤备份
ONU#N
IFpon


OLT设备上有两个GPON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。 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。 无法定位故障。
EPON的2.55倍，上行是1.37倍。
EPON 1:32 GPON
机楼
路边
小区
大楼
住户
OLT
馈线段 配线段
ONU
引入线段
OLT和主干光纤数量
50 45 40
1:64
下降50% 光分光器
EPON GPON
ห้องสมุดไป่ตู้
35 30 25 20 15
…
•GPON的分光能力是EPON的2倍，覆盖相同
用户时可节省一半的主干光纤。
ONT
40
GPON比EPON的优势总结
更高的QoS和时钟同步能力
• GPON是全同步系统，传输窄带业务时延小，时 钟精度非常高 • GPON的QoS带宽分配机制更灵活
更高带宽，更大分光比，更高发射功率
• GPON下行有效带宽是EPON的2.5倍，上行有效带宽是 EPON的1.3倍，业务体验更好 • EPON最大1：32；GPON 1：64大大节省线路成本
YD/T 19492006
接入网技术要求 －基于以太网的无源光网络（EPON）
YD/T 15312006 EPON
接入网设备测试方法 -基于以太网的无源光网络（EPON）
YD/T 17712008
接入网技术要求 -EPON系统互通性
YD/T 18092008
接入网设备测试方法 -以太网无源光网络(EPON)系统互通 性
ONU#1 OLT
2：N分光器 IFpon

IFpon IFpon

ONU#N
IFpon
Type B OLT端口备份


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GPON网络保护方式
ONU#1
IFpon IFpon

2：N分光器
OLT

OLT和ONT上均有两个GPON接 口。OLT的GPON接口要工作在 1:1模式下。 此种保护方式一种全保护光纤倒 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。 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。
ITU-T G.984.X
第3部分：传输会聚层规范 第4部分：ONT管理和控制接口规范
GPON
第5部分：吉比特能力光纤接入网络 的增强带 第6部分：距离范围扩展
第1部分：总体要求 YD/T 19492009
第2部分：物理媒质相关（PMD）层 要求
物理媒质相关（PMD）层要求，包括系统上下行速率、 各种速率下等级下OLT、ONU光接的物理特性、光接口 参数
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PON相关国际国内标准概述
类型 标准 标准名称 第1部分：总体要求 第2部分：物理媒质相关（PMD）层 要求 主要内容 GPON系统的总体要求，包括OAN的体系结构、业务类型、 SNI和UNI、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能 目标。 物理媒质相关（PMD）层要求，包括系统上下行速率、 各种速率下等级下OLT、ONU光接的物理特性、光接口 参数 规定了GTC层、帧格式、测距、安全、动态分配、操作 维护功能等，规范了帧结构、封装方法、适配方法、 测距机制、QoS机制、加密机制等要求。 规范提出了对光网络终端管理与控制接口的要求。 建议规定了增强波长范围和带阻滤波器功能，定义了 为今后增加的业务信号所预留的波长范围。 给出了范围扩展后GPON系统的体系接口和接口参数。 GPON系统的总体要求，包括OAN的体系结构、业务类型、 SNI和UNI、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能 目标。
• 保护倒换和维护管理等标准定义清晰完善
• GPON覆盖范围在同等比分光下高于EPON
先进完善的技术标准，是 保障产品商用成功的关键
支持更好的光纤线路管理能力
• 支持OLS光纤线路检测功能，及时排障和事前 预警
支持更精细的多业务模型
• 支持“保障带宽”模型，带宽利用效率更高 • 可组合开展多种优先级的综合业务
EPON 运维 安全 MAC防 攻击等 TDM 传 输 PON层 频率同 步 电路仿真 均支持 GPON 说明 挑战在于对新网络 拓扑的理解，不 PON技术关系丌大
均支持 电路仿真、 Native TDM模 式 电路仿真：ITU-T Y.1413 或 MEF 或 IETF Native TDM模式
TDM 传输