PON基础知识培训1

UNI：用户网络接口 SNI：业务网络接口
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FTTX场景分析
1 km
2 km
Centre office
ADSL2+
Curb
GE GE
GE PON
Splitter
Building
Home
IP DSLAM
ADSL2+
DSL
ADSL2+ VDSL2
FTTC
ADSL2+ VDSL2
10/100Base-T
0# ONU 1# ONU 0# ONT
0# ONU 1# ONU 0# ONT
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光模块突发控制技术－突发接受
OLT恢复出来的数据 到达OLT的信号及 ONT/ONU发出的信号 阈值建立
连续接收模块
无快速AGC
0# ONU
突发接收模块 有快速AGC
阈值线
1# ONU 0# ONU
– 快速AGC－ Automatic Gain Control (动态范围 >20dB) – 快速时钟恢复
– 在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN (光分配网络) 没有任何有源电子设备的光接入网。
• 无源光网络的构成
– OLT（Optical Line Terminal）－光线路终端 – ONU（Optical Network Unit）－光网络单元 – ONT（ Optical Network Terminal）－光网络终端 – ODN（Optical Distribution Network）－光分配网
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GPON原理----上行数据
TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路 被分成不同的时隙，ONU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。
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GPON关键技术
GPON保护
测距
光模块 突发控制
GPON技术
上行 动态带 宽分配
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如何测物理距离？
• OLT通过Ranging获取ONU的往返延迟RTD（ Round Trip Delay），计算出每个ONU的物理距离
ONU1
RTD1=10us，计算距离＝1km RTD2=20us，计算距离＝2km RTD3=30us，计算距离＝3km
ONU2 ONU3
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测距的结果
ONU设备类型
• ONU设备类型
– MDU:多住户单元型，分为两大类，一类是提供DSL用户接口的ONU ，另一类是同时提供五类线接口和电话业务接口（POTS接口）的 ONU，二者都主要面向个人用户提供数据/语音业务
– MTU:多商户单元型，主要面向租用线客户提供数据专线或电路专 线业务，MTU与MDU的主要区别在于是否支持E1业务
• 通过RTD和EqD，使得各个ONU发送的数据帧同步，保证每个ONU 发送数据时不会在分光器上产生冲突
• 相当所有ONU都在同一逻辑距离上，在对应的时隙发送数据即可。
1
RTD1＋EqD1
1
ONU1
RTD2 ＋EqD2
2 2
ONU2
冲突
3
RTD3 ＋EqD3
3
ONU3
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ONU的激活进程
OLT
，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。
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GPON网络保护Type D
Telephone
PBX
Telephone
Video Service
ONU
ONU ONU
分支比最大可为 1：128
splitter
OLT
可采用PON的保护结构 对ODN和需要保护的
OLT、ONU实现冗余保护
IP骨干网 PSTN
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PON单纤双向传输机制
• PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。
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OLT基本功能特点
• OLT（光线路终端 Optical Line Terminal） • 将承载各种业务的信号进行汇聚以便向终端用户传输。 • 将终端用户的信号按照业务类型分别送入各种业务网中。 • 可分为三部分 • 核心部分：包括汇聚分发、业务处理和ODN适配功能 • 业务部分：提供业务接口功能，包括接口适配、接口保护
T-CONT T-CONT
• OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行相关计 算，并将计算结果以BW Map的形式下发给各ONU。
• 各ONU根据BW Map信息在各自的时隙内发送上行突发 数据，占用上行带宽。
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GPON关键技术
GPON保护
测距
光模块 突发控制
GPON技术
上行 动态带 宽分配
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GPON网络保护Type C
OLT
IFpon IFpon
2：N分光器

ONU#1
IFpon IFpon
2：N分光器 Type C 全备份方式
ONU#N
IFIpFpoonn
• 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
分配EqD 配置GEM port 创建OMCI通道 请求密码 上报密码
ONU
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GPON关键技术
GPON保护
测距
光模块 突发控制
GPON技术
上行 动态带 宽分配
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光模块突发控制技术－突发发射
上行复用后的数据 发送方式 ONU在指定时隙发送数据
连续发送 模块
突发发送 模块
– 快速开启和关断能力 – 消光比大（>10dபைடு நூலகம்）
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ODN基本组成
• ODN主要由光纤/光缆和无源光器件组成，包括但不限于 以下几类： – 光纤/光缆 – 分光器 – 光连接器 – 光缆交接箱 – 光缆分纤盒/光缆接头盒 – 楼道综合信息箱/用户综合信息箱/光纤信息面板
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PON的定义和组成（续）
用户驻地网
接入网
核心网
LAN
Telephone
– SFU：单住户单元型，主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终 端功能，具有1或4个以太网接口，支持数据、VoIP语音业务
– SBU：单商户单元型，主要用于单独企业用户和企业里的单个办公 室 ，SBU与SFU的主要区别在于是否支持E1业务
– HGU：家庭网关单元型，一般具有4个以太网接口、1个WLAN接口和 至少1个USB接口，支持数据、VOIP语音、CATV业务。
OLT
IFpon IFpon
2：N分光器
Type B OLT端口备份
ONU# IFp1on
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
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GPON关键技术
GPON保护
测距
光模块 突发控制
GPON技术
上行 动态带 宽分配
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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
FTTB FTTB
VDSL2
FTTB
ONT
FTTH
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目录
宽带接入技术概述 无源光网络PON概述 PON设备故障处理 ONU设备介绍 ODN相关介绍
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提纲
• PON的定义 • PON技术分类 • PON的应用和发展趋势
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什么是PON?
• Passive Optical Network 无源光网络
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GPON网络保护Type A/B
OLT
1：N分光器
IFpon
备用光纤
Type A 光纤备份
ONU#
IFp1on
• 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.
ONU#N • 如果到用户的线路故障，业务
IFpon
就会中断，无法备份。
• 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的实现过程
OLT
DBA算法逻辑
DBA报告 BW Map
ONU
控制平面
数据平面
T-CONT
Time slot
ONU的调度器
• 激活进程在OLT控制下工作，ONU应答
请求SN
OLT启动的消息。 • 激活进程的大致步骤为：
– OLT开窗广播给所有ONU
上报SN 分配 ONU_ID
– ONU上报序列码给OLT
测距请求
– OLT分配ONU ID给ONU
测距确认
– OLT和ONU进行测距（计算出TRD 和EqD）
– OLT创建OMCI管理通道 – OLT请求密码（可选) – ONU上报密码（可选) – 注册成功
Optical Line Terminal
光线路终端
PSTN
PassSivpelitOteprtical
无源分光器
ONU ONU
Internet CATV
OLT
PassSivpelitOteprtical
无源分光器
ONU
Optical Network Unit
光网络单元
PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络； PON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Network Unit）
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PON组网方式
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星型组网
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总线型组网
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树形组网
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FTTH
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FTTB
和光分配网络ODN（Optical Distribution Network）组成；
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PON的定义和组成
• PON（Passive Optical Network）无源光网络的定义
– PON是一种应用于接入网，局端设备（OLT）与多个用户端设备 （ONU/ONT）之间通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分 配网（ODN）连接的网络。
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测距原理
• 测距的过程：
– OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延 迟RTD（Round Trip Delay），计算出每个 ONU的物理距离
– 然后指定合适的均衡延时参数EqD（ Equalization Delay）
– Ranging的过程需要开窗，即Quiet Zone，暂 停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将 BWmap设置为空，不授权任何时隙来实现。
XPON基础知识培训
2011年9月
目录
宽带接入技术概述 无源光网络PON概述 PON设备故障处理 ONU设备介绍 ODN相关介绍
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电信网组成
按照服务范围、网络拓扑和接入逻辑，把现代通信网划 分为：核心网（骨干网）、接入网、用户驻地网。
驻地网
UNI
SNI
接入网
核心网
CPN：驻地网
1490nm
1310nm
• 为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以 下两种复用技术： – 下行数据流采用广播技术； – 上行数据流采用TDMA技术。
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GPON原理----下行数据
广播方式：下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，ONU 通过过滤 来接收属于自己的数据。
等 • 公共部分：包括供电与OAM等功能
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ONU基本功能特点
• ONU（光网络单元 Optical Network Unit） • 处于网络接入层的尾端,放在用户侧，接入用户终端。 • 方便灵活的组网应用,主要用于FTTH/FTTB/FTTC应用 • 简便快捷的安装 • 高可靠性和可维护性
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OLT
IFpon IFpon
1：2分光器
2：N分光器
1：2分光器
2：N分光器
Type D 混和备份方式
ONU#1
IFpon IFpon
ONU#N
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。
为什么要测距？
20 12 km km
OLT
3km
ONU1
ONU2
ONU3
ONT
ONU4
OLT
• 各个ONU和OLT的距离都不一样，光信号在光纤上的传 输时间不一样，到达各ONU的时刻不一样。
• OLT给每个ONU分配不同的时隙来发送上行的数据，如 何保证各ONU能够精确定位时隙？
• 多个ONU的上行数据如何不冲突，实现帧同步？