华为GPON培训教程课件.ppt

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1、Page 0,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“瓶颈”，而光纤是今为止最好的传输媒介。本文主要介绍了 GPON技术的原理，组网结构，产品知识以及GPON业务的数据规划和配置。,前 言,Page 1,第1章 GPON原理第2章 GPON典型组网第3章 GPON产品介绍第4章 GPON故障处理案例和参考信息,内容介绍,Page 2,Passive Optical Network 无源光网络,OLT,ONU,Optical Line Terminal 光线路终端,Optical Network Unit 光网络单元,Passive Optical Splitter 无源

2、分光器,PSTN,Internet,CATV,ONU,ONU,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；,Passive Optical Splitter 无源分光器,什么是PON?,Page 3,GPON（Gigabit-capable Passive Optical Networks）三大优势：1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；2、更高的带宽：对每用

3、户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。GPON支持Tripleplay业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是三网合一的上佳方案。GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高全球大运营商的选择,为什么选择GPON?,Page 4,GPON与EPON的比较,Page 5,GPON提供以下几种异步传输速率：0.15552 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s do

4、wn1.24416 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down0.15552 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down1.24416 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 支持最大距离差为：20km 分光比为1：64，可升级为1：128,GPON网络基本性能参数,Page 6,GPON系统采用WDM技术，实现单纤

5、双向传输（强制）。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。,GPON原理-数据复用,Page 7,广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，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。,GPON原理-下行数据,Page 8,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，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O

6、NU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 9,ITU-T G.984.3GPON 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,ITU-T G-984.1/2/3/4,产品开发简单产品兼容性强,ITU-T G.984.1GPON网络参数说明保护倒换组网要求,ITU-T G.984.4OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述,ITU-T G.984.2PMD层规格要求2.488Gbps下行光接口参数规格要求1.244Gbps上行光接口参数规格要求物理层开销分配,GPON标准协议,Pa

7、ge 10,GEM Port：业务的最小承载单位。T-CONT:Transmission Containers。是一种承载业务的Buffer。主要用来传输上行数据的单元，引入T-CONT主要是为了解决上行带宽动态分配，以提高线路利用率。IF pon：GPON接口。业务根据映射规则先映射到GEM Port中，然后在映射到T-CONT中进行上行传输。GEM port可以灵活的映射到T-CONT中，一个GEM Port可以映射到一个T-CONT中去，多个GEM Port也可以映射到同一个T-CONT中。一个ONU的GPON接口中可以包含一个或多个T-CONT。,GPON复用结构,Page 11,GP

8、ON系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到GEM Payload中去进行传输。GEM帧会自动封装头信息。映射的格式清晰，设备很好实现，兼容性好。,以太网业务在GPON中的映射方式,Page 12,TDM,TDM data,PayloadTDM fragment,HEC,PTI,Port ID,PLI,GEM Frame,Ingress buffer,TDM Buffer,TDM业务先导入缓存中进行排队，并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。这种方式不对具体的TDM业务进行感知，只进行透传处理。,TDM业务在GPON中的映射方式,Page 13,突发发射快速开启和关断能力消光比大（

9、10dB）,突发接受快速AGC(动态范围 20dB),连续发送模块,突发发送模块,连续接收模块,突发接收模块,PON关键技术-突发光电技术,Page 14,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。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。,GPON关键技术-测距,ONT,OLT(in CO),20 km,3 km,12

10、km,Page 15,什么是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,GPON关键技术DBA,Page 16,提高最大带宽利用率无DBA,利用率40%有DBA,利用率达到80%减小平均时延无DBA:100ms有DBA:10ms,DBA在利用率和延迟指标上带来的优势,Page 17,T-CONTs(Transmiss

11、ion Containers)：动态接收OLT下发的授权，用于管理PON系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善PON系统中的上行带宽。T-CONT的带宽类型分为FB,AB,NAB,BE。T-CONT的5种类型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。,T-CONT带宽术语,Page 18,根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制。最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得

12、到更高的带宽，满足业务需求。,T-CONT类型和带宽类型之间的关系,Page 19,分光器衰减计算分光器的插入损耗(1dB):(Power_input)-(Power_output of all branch),Input,Output,1:2 分光器,2:N 分光器,10 log(0.5)=-3.011:2 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,光功率衰减,Page 20,GPON接口参数指标（Class B+）,Page 21,第1章 GPON原理第2章 GPON典型组网第3章 GPON产品介绍第4章 GPON业务配置第5章

13、 GPON维护操作第6章 GPON故障处理案例和参考信息,内容介绍,Page 22,FTTB组网,ONT：光网络终端,TG：中继网关,Page 23,ASP/ISP,CPE,MSE,Ethernet,MA5680T,Softswitch,Internet,IPTV Server,Middleware,NMS,TL1/CORBA/API,BB service platform,Carriers OSS,Notification,IPTV,Phone,PC,SFU(HG8xx),CPE,MDU(MA5606T),VDSL2,NSP,CBU/MTU,E1,FE,ODN,Splitter,Basest

14、ation,PBX,Phone,PC,SBU(OT925),E1,2G/3G,Triple-Play-Multi-Play业务承载方式：多Gemport多业务 单Gemport多业务业务流映射：user-vlan、user-priority或 混合的业务流到Gemport映射规则,GPON FTTB业务应用场景,FTTH,OLT,FTTB/FTTC,Page 24,第1章 GPON原理第2章 GPON典型组网第3章 GPON产品介绍第4章 GPON故障处理案例和参考信息,内容介绍,Page 25,OLT设备 ONU设备,第3章 GPON产品介绍,Page 26,GPON系统组成,OLT,GPO

15、N系统OLT 光线路终端ODN 光分发网络ONU（ONT）光网络单元,Page 27,OLT基本功能,OLT（光线路终端 Optical Line Terminal）一方面将承载各种业务的信号在局端进行汇聚，按照一定的信号格式送入接入网络以便向终端用户传输，另一方面将来自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、接口保护等，以及在需要时具有特定业务的信令处理和媒质传输制式的转换功能公共部分：包括供电与OAM功能,Page 28,华为OLT产品概述,SmartAX MA5680T系列光接入

16、设备是华为技术有限公司推出的GPON/P2P/xDSL一体化接入产品，提供大容量、高速率和高带宽的数据、语音和视频业务接入。支持GPON/P2P/xDSL一体化接入业务。可以作为GPON系统中OLT（Optical Line Terminal）设备，和终端ONU（Optical Network Unit）/ONT(Optical Network Terminal)设备配合使用。满足FTTH（Fiber To The Home）光纤到户、FTTB（Fiber To The Building）光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。支持P2P FE光接入和以太网级联等宽带接入业务，通过与

17、光接入终端配合，为用户提供点对点的FTTH接入。设备市场定位：提供高带宽长距离接入，解决大规模光纤接入问题。利用单根光纤提供语音、数据、视频业务，适应电信用户个性化需求。,Page 29,主要亮点,业务方面的主要特性：1）丰富的三层功能和特性。譬如VLAN接口、Super VLAN、路由功能、ARP/ARP Proxy、DHCP Relay、灵活的ACL功能、完善的QoS功能；2）丰富的线路安全特性。包括DHCP Option 60/82,PPPOE+,VBAS等，满足用户帐号和线路绑定的需求；3）强大的组播特性支持IPTV应用。支持IGMP V2/V3双栈，组播用户鉴权，组播日志和CDR等组

18、播业务运营管理特性；平台方面的主要特性：1）大容量、高密度。MA5680T背板容量达到1Tbps，系统交换容量达到400Gbps，系统最大支持64个GPON端口；2）GPON/FE P2P两种光接入方式归一化共平台；3）高可靠性：支持主控板冗余备份、上行端口冗余备份、上行接口板冗余备份；,Page 30,OLT产品在网络中位置,处于网络接入层支持P2P和P2MP支持FTTH和FTTB/FTTCOLTONTOLTMDUOLTMini DLSAM,OLT,Page 31,MA5680T 局端系列产品,MA5603T5U中规格OLT19IEC机框,MA5680T机框 20 个业务插槽21”ETSI

19、机框,完善的产品系列，搭建合理的FTTX平台,灵活的组网选择,Page 32,MA5680T关键特性,GPON接入和GPON终端管理xDSL接入P2P接入组播TripleplayQoS和ACLMSTP,本文主要介绍GPON相关特性，其它特性请参考指导书,Page 33,MA5680T 主要系统规格和关键性能指标,整机性能,GPON接口性能指标,Page 34,MA5680T 主要系统规格和关键性能指标,系统业务特性（GPON 接入）,Page 35,MA5680T 主要系统规格和关键性能指标,系统业务特性（GPON 接入）,Page 36,机框配置,主控板SCULSCUB业务板GPBCOPFA

20、以太网业务级联板ETHA上行接口板GICF/GGICD/EX1CAX2CATOPA电源接口板PRTG通用接口板CITA,Page 37,单板介绍主控板,SCUx通过带宽GE/10GE的总线接口与业务板通信，以此完成对设备的配置、管理和控制，同时实现简单路由协议等功能，同时通过带内网管通道实现告警信息的处理，SCUx与业务板之间存在高层协议，SCUx单板软件通过此协议从业务板上报的信息中分离出告警等管理信息进行相关的识别处理。SCUL为全10GE交换矩阵，交换能力双向400GSCUB为全GE交换矩阵，交换能力双向48G,Page 38,SCUB和SCUL的区别,SCUB支持4GE的上行扣板，通过

21、电子开关控制选用上行板槽位上行还是扣板上行SCUL只支持2口或1口的上行板SCUB支持4口上行板在有GPON应用情况下，由于SCUB交换能力不足，容易形成带宽瓶颈，在少量配置的时候可以使用，一般而言，在有GPON应用的情况下，推荐使用SCUL,除了交换能力的不同，还有,Page 39,单板介绍GPON业务板,GPBC 单板支持4 个GPON 端口 支持最大20km 的传输距离，最大逻辑距离60km 支持最大分光比1：64，一个GPON 端口可同时支持64 个ONT GPON接口支持下行2.5Gbit/s，上行1.25Gbit/s,Page 40,单板介绍TOPA上行接口板,功能：TOPA 是T

22、DM 上行接口板，提供16 路E1 上行接口。规格：支持Native E1模式；E1业务统一按照非结构化数据流进行处理，不支持结构化通道模式；工作原理：在上行方向，来自背板的GE 信号，通过接口模块，转换成TDM 帧格式的信号，通过TDM 信号上行。在下行方向，接口模块接收来自TDM 线路上的信号，将其转换封装GE 报文，通过业务处理模块，转发到背板总线，送至主控板转发到相应业务板。,Page 41,单板介绍上行板,SCUL,GICFGICGX1CAX2CA,SCUB,GICDGICE,Page 42,MA5680T V800R005C02 主要配置模型,框间不级联，独立上行；电源板、主控板和

23、上行接口板单配；典型配置为4块GPBC单板；GPBC从左向右配置，TOPA单板从右向左配置；,Page 43,设备参数,型号尺寸（宽深高）（以21”ETSI业务框为例）机柜600mm300mm2200mm业务框尺寸（带挂耳）530mm275.8mm447.2mm业务框尺寸（不带挂耳）490mm275.8mm447.2mm业务板 22.86mm208mm395.4mm电源板 25.4mm208mm105.1mm上行板 25.4mm208mm197.2mm工作环境长期工作温度：-5+45短期工作温度：-25+55长期工作湿度：5%RH95%RH短期工作湿度：10%RH100%RH气压环境70kPa

24、106kPa海拔高度4000m以内,Page 44,设备参数,供电供电方式：直流供电工作电压范围：-38.4V-57.6V功耗单框满配置最大功耗1425W整机最大功耗2850WSCUL 42WGPBC 78WEPBA 33WPRTG 0.2WGICG 9WGICF 5WX1CA 11WX2CA 21W,Page 45,MA5603T中规格OLT设备,19”插框 双路直流电源输入、冗余备份 主控板冗余备份 6 个业务插槽GPON、P2P、xDSL单板混插 4*GE上行 2*10GE上行支持环境监控 支持远程维护和本地维护方式,中规格OLT设备满足不同容量的组网需求大容量交换矩阵，无阻塞交换满足业

25、务需求,GPBC,SCUL,SCUL,GPBC,GPBC,GPBC,GPBC,GPBC,GIU,10GE,2*10GE,Page 46,OLT设备 ONU设备,第3章 GPON产品介绍,Page 47,ONU基本功能,ONU光网络单元依托GPON上行，提供中小规格的多业务接入网方式。如：ADSL2+、VDSL2、POTS、LAN等方便灵活的组网应用简便快捷的安装高可靠性和可维护性,Page 48,ONU产品在网络中位置,处于网络接入层的尾端主要用于FTTH/FTTB/FTTC应用，即OLTSFU(Single Family Unit)OLTMDU/SBU(Multi Dwelling Unit

26、/Single Business Unit)OLTMini DLSAM,Page 49,华为GPON ONU 系列化产品,MA5606TGPON上行xDSL/POTS/LAN接口下行,MA5620G1*GPON上行24*FE+24*POTS,MA5626G1*GPON上行24*FE,MDU,MDU,MDU,Page 50,华为GPON ONU 系列化产品,OT928-G1*GPON上行1*GE4*FE8*E1/T18*POTS,SBU,OT925-G1*GPON上行1*GE4*FE4*E1Native TDM,HG810 1*GPON1*100Base-TG.984.1/2/3/4OMCI,H

27、G850 1*GPON4*FE+2POTSG.984.1/2/3/4OMCI,SFU,Page 51,MCUA,小规模控制单元板，提供对业务板的管理，并通过扣板实现业务上行。插在MA5606T 机箱的1 槽位，不支持双配。作为MDU使用，其支持的扣板类型为GP1A,Page 52,5620G基本特性,支持24FE电口接入支持设置端口速率、双工、MDI、自协商、Pause流控以太网线路性能统计功能支持二层线速转发支持IGMP Snooping、IGMP Proxy支持STP/RSTP/MSTP用户侧FE端口保护支持DHCP Option82上报端口的物理位置信息支持PPPoE+用于用户精确识别支

28、持用于管理维护的三层接口配置支持静态路由配置和查询支持ARP协议,Page 53,MA5620G/MA5626G产品概述,上行GPON，下行FE+POTS（可选）接入用户的盒式接入产品系列产品应用于楼内，通过以太网接入普通住宅用户前面板维护：光纤、电源、用户电缆前出线设计,FE+POTS,FE,MA5620G,MA5626G,Page 54,MA5620G/MA5626G设备环境、电源参数,Page 55,MA562xG 主要系统规格和关键性能指标,整机性能,系统业务特性,Page 56,MA562xG 主要系统规格和关键性能指标,系统业务特性,Page 57,常见故障分类和原因分析,典型案例

29、-ONT不能正常注册ONT光口不正常。连接ONT的光纤故障。ONT侧的光功率不在正常范围内。没有添加ONT。OLT端口配置的逻辑最远距离与实际不一致。OLT端口没有使能自动发现开关。添加ONT时配置的MAC与ONT实际的MAC不一致。添加ONT时配置的Password与ONT实际的Password不一致。OLT上已经存在相同MAC的ONT。,Page 58,第1章 GPON原理第2章 GPON典型组网第3章 GPON产品介绍第4章 GPON故障处理案例和参考信息,内容介绍,Page 59,常见故障分类和原因分析,典型案例-打不通电话 ONT相关的service-port数据配置不正确。ONT没

30、有正常注册到MGC设备。ONT语音业务配置不正确。用户线缆线连接不正常。ONT终端语音文件未加载。软交换未放号或配置错误。,Page 60,典型案例-新开通ONT拨号678错误,故障现象组网：汇聚交换机MA5680TONT(810E等)问题现象：新开通gpon ont设备，数据配置完成，拨号提示错误678。操作步骤1、光路问题：请使用光功率计测试光路衰减，正常范围：2、检查OLT设备上的ont数据配置是否正确。安装配置步骤一步步检查。3、OLT的上行交换机是否透传外层vlan（需要市局工程师配合处理）。4、检查ont设备的指示灯是否正常。,Page 61,典型案例-ONT长发光导致系统瘫痪,故

31、障现象发现某个PON口下面只有一个ONT在线。故障分析1.从局端看，某个PON口下只有一个ONT终端。2.断开该终端ONT（要断开线路或切断该终端ONT电源），如果此时该PON口下其他用户都能正常工作，一般可以断定是该终端ONT长发光或者该线路有一个长发光的1310nm的光源（属于恶意入侵系统）。操作步骤1.更换为正常的ONT或切断该终端线路。2.验证发现其他ONT在线，问题解决。总结 如果某个ONT的光模块故障，处于常发光状态，则会占用全部上行时隙，导致和此ONT位于同一OLT端口下的其他ONT全部瘫痪。这类现象只有在ONT光模块出现异常或者个别用户恶意入侵系统才会发生。,Page 62,典

32、型案例-MA5680T下挂的ONT距OLT的距离超过20KM时还能否注册,故障现象MA5680T下挂的ONT距OLT的距离超过20KM时还能否注册操作步骤 在光功率允许的情况下是可以的。MA5680T设备默认距离是20KM，如下：(config-if-gpon-0/7)#displayportinfo2F/S/P0/7/2Maxdistance(km)20这个Maxdistance就是表示ONT距OLT如果超过20KM，就算光功率在允许范围之内，也不能自动发现。可以通过修改这个参数来让超过20KM的ONT可以注册，命令：(config-if-gpon-0/7)#port2rangemax-di

33、stance:max-distancemax-distance:30(config-if-gpon-0/7)#修改距离为30KM之后，如果在ONT超过20KM，在30KM之内，并且满足下面两个条件时，ONT就能正常注册：1、光功率在允许范围之内2、最远的ONT跟最近的ONT距离之差不能超过20KM。,Page 63,典型案例-MAC相同导致ONT无法注册,故障现象单个ONT可以正常注册，而多个ONT时不可以注册，例如会导致前面已经注册的某些ONT掉线。故障分析1.单个ONT可以正常注册，表明单个ONT都是正常的。2.当有多个ONT时，发现都不可以注册。3.在OLT上查看产生ONU MAC冲突告

34、警。由以上分析推断故障的原因是ONT的MAC有冲突。操作步骤1.检查发现实际的MAC是否与标签所标识的不一致。2.如果不一致，说明ONT的MAC地址配置错误，请更换ONT。,Page 64,ODN器件损耗典型值,数据来源于华为公司ODN解决方案白皮书,Page 65,ODN相关信息,分光比概念1.目前gpon最大支持1：64分光，ODN组网不能超过两级分光2.根据协议规定，OLT的接收机范围是在15db以内，及最大光衰和最小光衰的差值应该在15db以内，否则一旦超出OLT接收机的动态范围，会导致误码率上升，甚至某些ONU掉线3.正常情况下，对于PON网络，在ONT没有接到网络上来之前，ONT是

35、不发光的。所以如果检测出来从ONT侧上来的尾纤有光信号，说明存在流氓ONT或者有其他光源4.因为gpon设备使用的光纤是符合ITU-TG.652要求的单模光纤；在一根光纤上通过支持不同的波长来实现单根光纤上下行：上行应使用1260nm1360nm波长；（1310nm）下行应使用1480nm1500nm波长；（1490nm）,Page 66,ODN光接头产品概述,经常看到尾纤和跳纤标记为SC/PC,SC/APC,FC/PC等等，这些都代表什么意思呢？,典型连接器类型(形状)：,SC,连接器精度(精度)：,FC,LC,PC,APC,UPC,大方头,圆头,小方头,蓝色(ORL45db),绿色(ORL

36、55db),适配器(法兰盘)的命名与连接器相同,你能写出这个跳纤的接头型号吗？,Page 67,业务开通测试,ONT处接受到的光功率需要满足光模块的要求。比如，gpon PX20中规定，ONT光模块的发光灵敏度为24dbm,过载光功率为3dbm那么ONT处接受到的光功率必须大于27dbm,小于3dbm（负值越大，光强度越弱）建议ODN网络规划时，链路具有一定的衰减冗余。,Page 68,FAQ-ONT是否支持Web页面方式配置,问题ONT是否支持Web页面方式配置？答复不同类型的ONT对Web页面方式配置的支持情况不同：1.OT550、HG810、HG850系列ONT只支持Telnet方式配置

37、，不支持Web页面方式配置，默认管理IP地址为192.168.100.1。2.OT-925G、OT-928G系列ONT既支持Telnet方式配置，又支持Web页面方式，默认管理IP地址为192.168.1.1。,Page 69,FAQ-GPON系统中PON光接口发送光功率和接收光灵敏度是多少？,问题GPON系统中的PON光接口发送光功率和接收光灵敏度是多少？答复MA5606T满足CLASS B+标准，具体如下：OLT：最小平均发送功率：1.5dBm 最大平均发送功率：5dBm 接收灵敏度：-28dBm 过载光功率：-8dBm 下行光功率代价：0.5dB ONU：最小平均发送功率：0.5dBm 最大平均发送功率：5dBm 接收灵敏度：-27dBm 过载光功率：-8dBm 上行光功率代价：0.5dB,