XPON无源光网络
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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） 和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；
2.FTTB FTTB依服务对象区分有两种，一种是公寓大厦的用户服务，另一种是商业大 楼的公司行号服务，两种皆将ONU设置在大楼的地下室配线箱处，只是公寓 大厦的ONU是FTTC的延伸，而商业大楼是为了中大型企业单位，必须提高 传输的速率，以提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。
3.FTTH 至于FTTH，ITU认为从光纤端头的光电转换器（或称为媒体转换器MC）到 用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。FTTH将光纤的距离延伸到终端用 户家里，使得家庭内能提供各种不同的宽带服务，如VOD、在家购物、在家 上课等，提供更多的商机。若搭配WLAN技术，将使得宽带与移动结合，则 可以达到未来宽带数字家庭的远景。
Page 26
XPON应用场景——网吧用户FTTC
OLT
Splitter
交接箱
Splitter
ONU
交接箱
LSW
FE
零星网吧
零星网吧
XPON的组网方式对于成片网吧的接入，可以节省大量的光纤资源 在提供宽带接入的同时，可以提供语音的接入（话吧） 建议采用ONU＋LSW方式实现网吧接入，划清维护界面
8M
25M
100M
带宽
接入技 术
ADSL/ADSL2+ Copper Based
覆盖半径 <3km
<2km
VDSL / ADSL2+ Copper Based
<1km
PON Fiber Based
~5km
业务需 求
2002
互联网 视频会议 远程控制
VoD 标清电视 视频会议
Game
2003
实况TV VoD HDTV
Page 24
第1章 PON基本概念 第2章 光接入网概述 第3章 XPON关键技术 第4章 XPON承载的基本业务
Page 25
1.FTTC FTTC为目前最主要的服务形式，主要是为住宅区的用户作服务，将ONU设 备放置于路边机箱，利用ONU出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送 电话及上网服务。
CO
L km L km L km
Curb switch
N
subscribers
Passive optical splitter
N
subscribers
Page 8
问：如何解决“距离与带宽”的 矛盾？ 答：“光进铜退”，光纤接入方案
Page 9
第1章 接入网的发展趋势 第2章 PON基本概念 第3章 XPON关键技术 第4章 XPON承载的基本业务
2006
2010 时间
Page 6
如何解决“距离与带宽”的矛盾
ISDN
HDSL
ADSL ADSL2+ xDSL技术
VDSL 2 …… ???
xDSL技术很 难解决距离与 带宽的矛盾
“光进铜退”！采用光纤接入方案！
Page 7
(a) 点到点的网络
CO
(b) 路边交换网络
CO
(c) 无源光网络
即: PON
Page 10
什么是PON?
PSTN
Passive Optical Network 无源光网络
Optical Line Terminal
光线路终端
Passive Optical Splitter
无源分光器
ONU ONU
Internet
OLT
CATV
Passive Optical Splitter
Internet网络
◦ 从计算机网络发展而来的基于时分复用的包交换的交换网络，通常认为分为ATM 网络和IP网络。
广播电视网络
Page 4
接入网的发展历程
宽带接入网
wenku.baidu.com
随着Internet及信
窄带接入网
息业务迅猛发展， 其接入方式也越来
也多样化，高带宽 在交换机发展初 化。
期，窄带接入网作
为交换机的延伸补
About 0.35 dB per km for 1310,1490nm
Huawei’s OLT and ONU 28 dB (Class B+)
Class C 15 dB 30 dB
问：XPON关键技术是哪两个（ ） A.测距、DBA（动态带宽分配） B.测距、光功率计算 C.DBA 、光功率计算 答：A
充,是通信网的重
要组成部分。
综合接入网
为了满足客户对 多种业务的同时接 入的业务需要，通 信网三网融合成为 了热门话题，综合 接入网就是用于满 足客户同时接入 Internet网和电话 网络。
下一代接入网
作为下一代接入 网，用户希望其提 供更多的业务、更 高的带宽、更稳定 的网络
<1Mbps 3M
Page 13
GPON与EPON的比较
P2MP
标准
GPON ITU.T G.984.x
EPON IEEE 802.3ah
速率
2.488G/1.244G
1.25G/1.25G
分光比和距离 最大物理传输距离20km，最大差分距离20km，分离器比： 1：64/up to 1：128。
承载
ATM, Ethernet, TDM
10 dB
13 dB
Maximum loss
20 dB
25 dB
28 dB
NOTE – The requirements of a particular class may be more stringent for one system type than for another, e.g. the class C attenuation range is inherently more stringent for TCM systems due to the use of a 1:2 splitter/combiner at each side of the ODN, each having a loss of about 3 dB.
Page 18
第1章 接入网的发展趋势 第2章 PON基本概念 第3章 XPON关键技术 第4章 XPON承载的基本业务
Page 19
XPON关键技术--测距
OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），从而指 定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay），保证每个ONU发送数据时不会 在分光器上产生冲突。
Page 11
XPON网络参考模型
UNI
R/S
ONU/ONT
T参考点
IFpon
NE
WDM
ODN 分光器
S/R
SNI
OLT
Service node
WDM
IFpon
V参考点
NE
ONU Optical Network Unit 光网络单元 ONT Optical Network Terminal 光网络终端 ODN Optical Distribution Network 光分配网络 OLT Optical Line Terminal 光线路终端 WDM Wavelength Division Multiplex Module 波分复用模块 NE Network Element 网络单元 SNI Service Node Interface 业务节点 UNI User Network Interface 用户网络接口
分光比为1：32，传输距离达到 10KM。分光比为1：16，传输距
离达到20km。
Ethernet
带宽效率
92%
72%
QOS DBA
Very good， including Ethernet, TDM, ATM
标准格式
Good, only ethernet
厂家自定义
ONT互通
OMCI
无
Page 14
光纤衰减和光功率预算
➢ 光纤衰减和长度有关 ➢ 光纤熔接点的衰减值一般小于0.2dB ➢ 其他方面，如光纤弯曲等也可能造成 ➢ 衰减
Table G.984.2 – Classes for optical path loss
Class A
Class B
Class B＋
Minimum loss
5 dB
考虑到未来许多的宽带应用，越来 越多的国家认识到必须尽早突破接 入网的带宽“瓶颈”，而光纤是今 为止最好的传输媒介。
Page 2
第1章 接入网的发展趋势 第2章 PON基本概念 第3章 GPON关键技术 第4章 GPON承载的基本业务
Page 3
PSTN/PLMN网络
◦ PSTN：公众业务固定电话网；PLMN：移动电话网。原指基于电路交换的交换网 络。通过交换矩阵建立唯一独占的连接提供语音业务。
Page 27
ONU
OLT
Splitter
ONU
E1
PBX FE
FE
Office
局端机房
ONU
IAD
针对商企客户专门设计的SBU终端设备可以为用户提供GE/FE、E1等接口，满足 用户宽带、PBX等业务的接入 分光器可以根据需求放在室外交接箱、大楼内 可以根据情况采用FTTO/FTTB建设模式
Page 12
APON（ATM PON） 1995年提出，1996年由13家大型网络运营商同它们的主要设备供应商组成了FSAN (Full Service Access Network)联盟，155Mb/s的PON系统技术规范，ATM传输协议 ，ITU-T G.983系列标准 BPON（Broadband PON） 2001年，APON标准后来得到了加强，可支持622Mb/s的传输速率，同时加上了动态 带宽分配、保护等功能，能提供以太网接入、视频发送、高速租用线路等业务，宽带 的PON GPON（Gigabit PON） FSAN联盟进行1Gb/s以上速率的PON标准研究，希望提出一种方案，除了能运行在更 高的速率外，还要在多业务、OAM&P、可扩缩性等方面较之其它的PON效率更高。这 一研究使得Gigabit PON(GPON)出现。2003年1月，ITU-T批准确立了GPON标准 G.984.1、G.984.2和G.984. EPON（Ethernet PON） 是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上 提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的 拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成 本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理 等等。
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。
OLT
20 km 12 km
ONT
ONU1 ONU2 ONU3
OLT (in CO)
3 km
Page 20
XPON关键技术－DBA
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 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
Page 16
XPON原理--上行数据
▪ TDMA方式：XPON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，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。
Page 17
1.问：XPON由哪三个部分组成？ 答：OLT、POS、ONU 2.问：XPON上、下行数据各采用 什么技术？ 答：上行TDMA、下行广播
XPON原理--数据复用
GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。
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。
Page 15
XPON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，通过ONUID来识别、 区分和过滤属于自己的数据。
Page 21
光功率衰减
➢ 分光器衰减计算 ➢ 分光器的插入损耗(<1dB):
∑(Power_input) - ∑(Power_output of all branch)
Input
1:2 分光器
2:N 分光器
Output
➢∵ 10 log(0.5) = - 3.01 ➢∴ ➢1:2 分光器衰减为3.01 dB ➢1:16分光器衰减为12.04 dB ➢1:64分光器衰减为18.06 dB
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） 和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；
2.FTTB FTTB依服务对象区分有两种，一种是公寓大厦的用户服务，另一种是商业大 楼的公司行号服务，两种皆将ONU设置在大楼的地下室配线箱处，只是公寓 大厦的ONU是FTTC的延伸，而商业大楼是为了中大型企业单位，必须提高 传输的速率，以提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。
3.FTTH 至于FTTH，ITU认为从光纤端头的光电转换器（或称为媒体转换器MC）到 用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。FTTH将光纤的距离延伸到终端用 户家里，使得家庭内能提供各种不同的宽带服务，如VOD、在家购物、在家 上课等，提供更多的商机。若搭配WLAN技术，将使得宽带与移动结合，则 可以达到未来宽带数字家庭的远景。
Page 26
XPON应用场景——网吧用户FTTC
OLT
Splitter
交接箱
Splitter
ONU
交接箱
LSW
FE
零星网吧
零星网吧
XPON的组网方式对于成片网吧的接入，可以节省大量的光纤资源 在提供宽带接入的同时，可以提供语音的接入（话吧） 建议采用ONU＋LSW方式实现网吧接入，划清维护界面
8M
25M
100M
带宽
接入技 术
ADSL/ADSL2+ Copper Based
覆盖半径 <3km
<2km
VDSL / ADSL2+ Copper Based
<1km
PON Fiber Based
~5km
业务需 求
2002
互联网 视频会议 远程控制
VoD 标清电视 视频会议
Game
2003
实况TV VoD HDTV
Page 24
第1章 PON基本概念 第2章 光接入网概述 第3章 XPON关键技术 第4章 XPON承载的基本业务
Page 25
1.FTTC FTTC为目前最主要的服务形式，主要是为住宅区的用户作服务，将ONU设 备放置于路边机箱，利用ONU出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送 电话及上网服务。
CO
L km L km L km
Curb switch
N
subscribers
Passive optical splitter
N
subscribers
Page 8
问：如何解决“距离与带宽”的 矛盾？ 答：“光进铜退”，光纤接入方案
Page 9
第1章 接入网的发展趋势 第2章 PON基本概念 第3章 XPON关键技术 第4章 XPON承载的基本业务
2006
2010 时间
Page 6
如何解决“距离与带宽”的矛盾
ISDN
HDSL
ADSL ADSL2+ xDSL技术
VDSL 2 …… ???
xDSL技术很 难解决距离与 带宽的矛盾
“光进铜退”！采用光纤接入方案！
Page 7
(a) 点到点的网络
CO
(b) 路边交换网络
CO
(c) 无源光网络
即: PON
Page 10
什么是PON?
PSTN
Passive Optical Network 无源光网络
Optical Line Terminal
光线路终端
Passive Optical Splitter
无源分光器
ONU ONU
Internet
OLT
CATV
Passive Optical Splitter
Internet网络
◦ 从计算机网络发展而来的基于时分复用的包交换的交换网络，通常认为分为ATM 网络和IP网络。
广播电视网络
Page 4
接入网的发展历程
宽带接入网
wenku.baidu.com
随着Internet及信
窄带接入网
息业务迅猛发展， 其接入方式也越来
也多样化，高带宽 在交换机发展初 化。
期，窄带接入网作
为交换机的延伸补
About 0.35 dB per km for 1310,1490nm
Huawei’s OLT and ONU 28 dB (Class B+)
Class C 15 dB 30 dB
问：XPON关键技术是哪两个（ ） A.测距、DBA（动态带宽分配） B.测距、光功率计算 C.DBA 、光功率计算 答：A
充,是通信网的重
要组成部分。
综合接入网
为了满足客户对 多种业务的同时接 入的业务需要，通 信网三网融合成为 了热门话题，综合 接入网就是用于满 足客户同时接入 Internet网和电话 网络。
下一代接入网
作为下一代接入 网，用户希望其提 供更多的业务、更 高的带宽、更稳定 的网络
<1Mbps 3M
Page 13
GPON与EPON的比较
P2MP
标准
GPON ITU.T G.984.x
EPON IEEE 802.3ah
速率
2.488G/1.244G
1.25G/1.25G
分光比和距离 最大物理传输距离20km，最大差分距离20km，分离器比： 1：64/up to 1：128。
承载
ATM, Ethernet, TDM
10 dB
13 dB
Maximum loss
20 dB
25 dB
28 dB
NOTE – The requirements of a particular class may be more stringent for one system type than for another, e.g. the class C attenuation range is inherently more stringent for TCM systems due to the use of a 1:2 splitter/combiner at each side of the ODN, each having a loss of about 3 dB.
Page 18
第1章 接入网的发展趋势 第2章 PON基本概念 第3章 XPON关键技术 第4章 XPON承载的基本业务
Page 19
XPON关键技术--测距
OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），从而指 定合适的均衡延时参数EqD（Equalization Delay），保证每个ONU发送数据时不会 在分光器上产生冲突。
Page 11
XPON网络参考模型
UNI
R/S
ONU/ONT
T参考点
IFpon
NE
WDM
ODN 分光器
S/R
SNI
OLT
Service node
WDM
IFpon
V参考点
NE
ONU Optical Network Unit 光网络单元 ONT Optical Network Terminal 光网络终端 ODN Optical Distribution Network 光分配网络 OLT Optical Line Terminal 光线路终端 WDM Wavelength Division Multiplex Module 波分复用模块 NE Network Element 网络单元 SNI Service Node Interface 业务节点 UNI User Network Interface 用户网络接口
分光比为1：32，传输距离达到 10KM。分光比为1：16，传输距
离达到20km。
Ethernet
带宽效率
92%
72%
QOS DBA
Very good， including Ethernet, TDM, ATM
标准格式
Good, only ethernet
厂家自定义
ONT互通
OMCI
无
Page 14
光纤衰减和光功率预算
➢ 光纤衰减和长度有关 ➢ 光纤熔接点的衰减值一般小于0.2dB ➢ 其他方面，如光纤弯曲等也可能造成 ➢ 衰减
Table G.984.2 – Classes for optical path loss
Class A
Class B
Class B＋
Minimum loss
5 dB
考虑到未来许多的宽带应用，越来 越多的国家认识到必须尽早突破接 入网的带宽“瓶颈”，而光纤是今 为止最好的传输媒介。
Page 2
第1章 接入网的发展趋势 第2章 PON基本概念 第3章 GPON关键技术 第4章 GPON承载的基本业务
Page 3
PSTN/PLMN网络
◦ PSTN：公众业务固定电话网；PLMN：移动电话网。原指基于电路交换的交换网 络。通过交换矩阵建立唯一独占的连接提供语音业务。
Page 27
ONU
OLT
Splitter
ONU
E1
PBX FE
FE
Office
局端机房
ONU
IAD
针对商企客户专门设计的SBU终端设备可以为用户提供GE/FE、E1等接口，满足 用户宽带、PBX等业务的接入 分光器可以根据需求放在室外交接箱、大楼内 可以根据情况采用FTTO/FTTB建设模式
Page 12
APON（ATM PON） 1995年提出，1996年由13家大型网络运营商同它们的主要设备供应商组成了FSAN (Full Service Access Network)联盟，155Mb/s的PON系统技术规范，ATM传输协议 ，ITU-T G.983系列标准 BPON（Broadband PON） 2001年，APON标准后来得到了加强，可支持622Mb/s的传输速率，同时加上了动态 带宽分配、保护等功能，能提供以太网接入、视频发送、高速租用线路等业务，宽带 的PON GPON（Gigabit PON） FSAN联盟进行1Gb/s以上速率的PON标准研究，希望提出一种方案，除了能运行在更 高的速率外，还要在多业务、OAM&P、可扩缩性等方面较之其它的PON效率更高。这 一研究使得Gigabit PON(GPON)出现。2003年1月，ITU-T批准确立了GPON标准 G.984.1、G.984.2和G.984. EPON（Ethernet PON） 是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上 提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的 拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成 本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理 等等。
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。
OLT
20 km 12 km
ONT
ONU1 ONU2 ONU3
OLT (in CO)
3 km
Page 20
XPON关键技术－DBA
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 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
Page 16
XPON原理--上行数据
▪ TDMA方式：XPON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，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。
Page 17
1.问：XPON由哪三个部分组成？ 答：OLT、POS、ONU 2.问：XPON上、下行数据各采用 什么技术？ 答：上行TDMA、下行广播
XPON原理--数据复用
GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。
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。
Page 15
XPON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，通过ONUID来识别、 区分和过滤属于自己的数据。
Page 21
光功率衰减
➢ 分光器衰减计算 ➢ 分光器的插入损耗(<1dB):
∑(Power_input) - ∑(Power_output of all branch)
Input
1:2 分光器
2:N 分光器
Output
➢∵ 10 log(0.5) = - 3.01 ➢∴ ➢1:2 分光器衰减为3.01 dB ➢1:16分光器衰减为12.04 dB ➢1:64分光器衰减为18.06 dB