基于GPON的全业务解决方案.ppt
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1、基于GPON技术的全业务解决方案的研究,江苏省邮电规划设计院有限责任公司,公司全业务运营,IP城域网建设,GPON介绍、网络规划,GPON技术全业务解决方案应用场景,全业务内涵,全业务的运营内涵,全业务将之前面向单一或部分客户群的运营商,开始面向个人、家庭、集团客户等所有客户类型提供服务,全方位满足客户在各种角色中的通信需求,国内各全业务的运营商运维情况比较,运营资格与策略,国内专线电路租用服务业务(简称:电路租用),业务经营资质,09年1月工信部颁发的基础电信业务经营许可证09年3月省通管局下发的关于中国移动通信集团广东有限公司经营基础电信业务的备案确认通知,国内因特网虚拟专用网业务(简称:
2、IP VPN),因特网数据传送业务(简称:互联网接入),集团数据专线/宽带业务发展的总体策略是:“先学会、再规模;先备份,再替换”,重点开展“电路租用”和“IP VPN”业务,1、电路租用:这类客户一般内部信息化应用水平高,对数据安全性要求高,具有多个分支机构。我公司可采取为客户提供系统备份电路方式进入该业务领域,“快速部署与高服务质量”是该业务的竞争关键。2、“IP VPN”业务:为集团客户构建低于“电路租用”成本的企业内部不同分支机构和办公地点的数据联接。与互联网接入业务相比,企业内部数据互联一般不涉及访问互联网站点的速度等客户感知问题,不受与固网运营商互联带宽和租金成本的影响。,有选择的
3、发展互联网接入业务,3、互联网接入业务:由于我公司CMNet需向中国电信、新联通固网运营商支付高额的互联网互联费用,并且CMNET出口互联链路拥塞比较严重,并且在短期内无扩容增加带宽,因此应避免将互联网接入当做一个单纯的业务类型,不计成本地大力开展,策略建议如下:1仔细分析业务流量、流向特点,大力开展与移动互联网捆绑紧密的业务或者提供移动特色的行业应用;2加强与铁通公司合作拓展:与我公司比较,铁通公司与中国电信、新联通互联成本相对较低,互联总带宽较高,并且资费灵活;但接入传输资源缺乏。现阶段双方应取长补短,各市公司应综合客户重要性、业务收入等因素,积极与铁通公司合作拓展业务。,GPON介绍、网
4、络规划,IP城域网建设,公司全业务运行,GPON技术全业务解决方案应用场景,GPON建设前景分析,光进铜退已经成为接入网发展的必然趋势,GPON技术在接入物理速率、带宽效率和光分离比率、全业务承载能力以及安全性方面都具有明显优势,从而成为光接入时代的优选技术。光接入网络是一个大容量、少局所、融合的全业务接入网络,这就要求OLT设备具有基本特质就是要容量非常大,覆盖更多的用户。以人口比较密集的城市为例,每平方公里大概是1000用户。即使1个OLT只覆盖到5km,那么也需要支持2.5万用户,因此在人口密度比较高的城市,OLT必须每单板支持8路PON口甚至16路PON口(通常为16个槽位),这样每路
5、GPON下行有2.3G的有效带宽。在FTTH网络建设中,ODN网络占总网络投资的5070。在人口密集的城市,规划一个OLT机房需要覆盖几万甚至10万FTTH用户,需要从机房向小区铺设大量的光纤,此时PON分光比将直接影响ODN网络的投资规模。OLT支持1:64的分光比将比1:32的分光比所需要的ODN网络投资低近30。在OLT容量不断提升的前提下,从降低网络建设成本考虑,下一代PON技术必然要提供1:128甚至1:256的更大分支能力。而GPON的分光比可以做到1:128,一个OLT光口加一根光纤可以覆盖最多128个用户,具有更好的网络规划的灵活性和带宽调度的机动性,有效降低沉淀成本。,Pas
6、sive 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 Split
7、ter 无源分光器,什么是PON?,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?,PON技术标
8、准化进展,GPON与EPON的比较,PON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,用户端设备),设备功能模块示意图,ONU,OLT,PON系统原理,PON系统采用WDM技术,实现单纤双向传输(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TDM技术;上行数据流采用TDMA技术。,1490nm,1310nm,广播发送机制: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,PON系统工作原理-下
9、行,PON系统工作原理-上行,TDMA的接入机制:上行数据分时发送,各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制,开发全新的帧结构,能承载IP、TDM、ATM等综合业务面向G比特应用,下行1.244G/2.488Gbps,上行155M/622M/1.244G/2.488Gbps等多种组合基于125微秒定长帧结构,承载TDM业务能力强帧结构中丰富的OAM开销,运行、维护、管理功能强逻辑分光比1:64支持A、B、C类ODN网络,GPON的特点,GEM业务的复用,GEM业务的复用/解复用功能由ONU完成基于GEM的复用由Port ID唯一标识 每个T-CONT可包含一个或多个GEM Port-ID 每个
10、T-CONT由Alloc-ID标识 GTC系统根据T-CONT管理流OLT监控每个T-CONT的流量负载,并调整带宽分配来更好的分配PON资源,功率电平调整(PLM),OLT通过检测特定时隙的上行信号接收功率,判断该时隙相应ONU的发射功率是否应做调整,如需调整,则在下行帧中发送功率电平调整消息,使得所有ONU的发送信号到达OLT后大致相同优点:保证OLT的光接收机工作在相对较小的动态范围内,降低光接收机高速工作(G比特)时的实现难度缺点:增加ONU光发射机的实现难度,开窗测距,OLT打开测距窗口的方法是发送下行控制信息,通知已激活的ONU停止发送上行数据,停止发送上行数据的时间段称为“测距窗
11、口”,测距窗口的大小选择应能保证GPON中最远的ONU从接收到测距命令到发送的上行信号到达OLT时不与其它ONU的上行数据发生碰撞冲突,GPON中建议测距窗口为250s,包含20公里光传输的时延(200s)和附加的随机时延(50s)。如果ONU距离OLT的位置是已知的,“测距窗口”的设置可以很小,使测距与激活的效率得到提高。在“测距窗口”选择最大时,理想的情况是在同一个测距窗口中,有多个未激活的ONU同时响应,并且响应信号不发生碰撞。这种情况是可能发生的,因为ONU距OLT的距离不同,传输时延有差异。但是有可能发生的一种情况是多个未激活的ONU的响应信号在OLT侧发生冲突,则测距仍无法进行。G
12、PON中规定采用设备的序列号指定特定的ONU做出响应,设备的序列号做为OLT测距命令的参数一起下发,如果设备的序列号未知(或者序列号未在OLT的管理系统中注册),则通过“二进制树遍历”的方法避免冲突,该方法使序列号参数每次减1,直到有唯一的ONU响应为止。,基于T-CONT的QoS控制,业务流分类和调度,GPON系统的上行业务流分类主要由T-CONT进行每个CoS被映射到其关联的T-CONT OLT根据CoS需求和PON上的资源对T-CONT尺寸和时序进行分配DBA确保具有较高CoS的T-CONT获得高优先权 GPON系统对于TDM业务有单独的优先级标记,由指定时隙优先传送其它的包括Inter
13、net上网业务、VoIP、IPTV、VoD业务以及未来其它新业务往往是承载在IP包上,对于IP业务流,本质上GPON还是归结为在Etheret上支持差分业务,遵循802.1p的优先级队列机制GEM支持碎片载荷的特有机制使其QoS/CoS机制更为高效,单拷贝广播(SBC),充分发挥EPON网络点到多点结构的特点,实现在PON系统中高效视频组播,使同一个组播组的用户共享一条流,从而提高下行带宽的利用率。,OLT,Splitter,ONU,集团客户FTTB/FTTO,PTN/WDM,ONU,CMNET/IP专网,FE/GE,E1,PBX,PON可支持应用场景包括:企业接入:FTTB/FTTO家庭接入
14、:FTTB/FTTHWLAN接入:FTTB/FTTHTDM和IP同时支持,ONU,WLAN接入,FE,家庭FTTB/FTTH,FE,PON网络组网整体示意图,POTS,PON网络规划-系统规划,PON接入模式主要分为FTTB和FTTH/O两种:,系统规划-PON接入模式选择,系统规划-PON模式选择,实际PON部署时,主要采用FTTB方式,通过LAN、WLAN、E1等接口接入用户;当用户分散、单用户带宽需求较大时,可选择FTTH/O方式。,OLT,光分路器,ONU,FTTH/O,光纤,ONU,光纤,终端,大楼,用户侧,LAN,FTTB+LAN/WLAN,OLT,光分路器,终端,LAN/WLAN
15、,大楼,局端部署OLT,集成IAD/AG功能的ONU部署在家庭/集团客户室内,通过POTS、LAN、WiFi、E1等接口为用户提供数据、语音等业务。,局端部署OLT,集成IAD/AG功能的ONU部署在楼内,通过POTS、LAN、E1等接口为多个用户提供数据、语音和视频等业务。ONU到用户的5类线距离在100米以内,在用户侧提供LAN/WLAN接入。,OLT机房的选择覆盖范围 OLT的覆盖范围主要受带宽容量和传输距离的限制:带宽容量 根据前期测试情况,GPON的有效带宽约2300Mb/s,用户并发率按0.33取定时,单PON可支持的用户数如下:传输距离 PON系统的传输距离受功率限制,在实际网络
16、建设时应严格遵照下述光功率预算进行规划:光功率预算=光纤衰耗活接头衰耗分光器插损系统余量其中:ODN光链路衰耗:GPON的最大光链路衰耗28db 光纤衰耗:按每公里0.4db计算;活接头衰耗:按每接头0.5db计算 系统余量:按2db计算 分光器插损:1:32分光按17.5db计算,系统规划-OLT的规划,OLT机房的选择业务特点 与基站业务相比,宽带接入业务对中断时间十分敏感,尤其是当OLT容量越来越大、接入的客户越来越多时,OLT故障将会使大片的客户直接退服,尤其是对集团客户来说签订了服务协议,退服的影响将会更大。因此安装OLT的机房必须是自有产权或长期租用的。基础资源需求 OLT的设置,
17、对于基础资源有如下需求:向下接入用户,向上疏导业务至SR/BRAS,需要大量的上下行光缆;用户的逐步发展,需不断对OLT进行操作,机房要能够方便人员进出;新装OLT设备,要求机房能够提供基本的设备安装空间、电源等配套设施。,系统规划-OLT的规划,应基于无源ODN区域、用户发展、PON技术条件和现网限制的综合考虑,相比电信、联通,中国移动在各城域网中的基础网络资源、网络维护能力均处于劣势,应采用“大容量、少局所”的原则设置OLT。,系统规划-OLT的规划,中国移动需要为宽带客户提供长期持续服务的要求,作为PON网络集中收敛的OLT设备必须设置在长期归属稳定、机房条件好、光缆相对集中的机房内,避
18、免设置在搬迁频繁的基站机房内。PON系统的OLT应该按照实际情况,部署于综合业务汇聚点,综合业务汇聚点应尽量选择在核心节点机房或汇聚节点机房,也可部署在条件较好的基站机房。,网管规划集中建设厂家网管(厂家OMC),要求厂家开放北向接口,便于接入传输网综合网管;网管应分层次设置,建议各城域网需配置相应的网元管理系统,具备通路配置、故障管理等运维能力;省公司可接入省级综合网管系统,对省内部署的系统具备查询、监控等管理能力。网管的管理通道可采用带内或带外方式。,系统规划-网管的规划,系统规划-PON系统的保护(1),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
19、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。,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,可能存在严重安全隐患,无法满足客户需求。无法定位故障。,系统规划-PON系统的保护(2),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
20、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。,系统规划-PON系统的保护(3),OLT上有两个GPON接口。OLT的GPON接口要工作在11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。,中远期市场形成规模后,单用户带宽需求会有较大提高,单PON
21、口可接入的用户变小,对于需求较大的PON系统可进行扩容,增加单用户接入带宽,如下图所示:,初期市场发展,单用户带宽需求较小,单PON口可接入更多的用户,如下图所示:,系统规划-网络扩容,网络资源决定了规划不同:根据城域网现状、ODN资源分布、机房资源等情况,合理规划网络建设业务属性决定了规划不同:根据目标客户需求和竞争情况,详细规划业务带宽、SLA、客户优先级等,网络部署,业务承载,VLAN规划,PON口的部署ODN的部署光分路器的部署ONU的部署,网络规划-网络部署,系统规划,PON接入模式选择OLT的规划网管的规划PON系统的保护网络演进,PON口分配方式PON端口的规划分配应兼顾有序性、
22、合理性和前瞻性PON口分配以综合业务接入区为单位进行,每个综合业务接入区按照用户性质和终期用户数确定规划所需的PON口数,PON口不能跨越多个综合业务接入区PON口覆盖用户数建议FTTB方式:PON口覆盖用户数应综合带宽规划和系统容量确定,同时考虑并发率因素,初期在每用户规划10M带宽、并发率按0.33取定时,建议GPON每PON口覆盖用户不超过700个。FTTH/O方式:当传输距离在5km以内时,1个GPON PON口最大可接入64用户OLT上联方式 根据现网资源情况,OLT可通过PTN、OTN/WDM、光纤直驱、汇聚交换机等方式与SR/BRAS等网元连接。,网络部署-PON口的部署,光分路
23、器的规划 PON网络宜采用一级分光,尽量不超过两级分光。用户规模较小时,光分路器应集中设置;用户规模较大时,光分路器可适当分散设置,以便尽量靠近用户:当单小区/大楼的用户密度较高时,可将光分路器放置在小区内。当单小区/大楼的用户密度中等时,可将光分路器放置在几个小区/大楼的中间区域,通过末端光缆将PON网络延伸至附近小区/大楼的用户,每个小区/大楼可根据用户数配置相应数量的ONU。当单小区/大楼的用户密度较低时,可根据实际网络情况将光分路器放置在基站附近,覆盖较大区域的用户,每个小区/大楼可根据用户数配置相应数量的ONU 光分路器分光比的选择应考虑PON系统的制式、覆盖距离、接入模式等因素,一
24、般来说,传输距离(从OLT到ONU)在5km以内、链路活接头为7个,GPON可采用1:64分光比的光分路器。当传输距离增加、光功率预算无法满足系统要求时,可降低光分路器的分光比以提高传输距离。,网络部署-光分路器的部署,ONU的分类SFU(单家庭用户终端)主要用于FTTH模式,支持宽带接入终端及语音等功能,具有多个以太网接口及POTS接口。HGU主要用于FTTH模式,具有家庭网关功能,具有多个以太网接口、1个WLAN接口、POTS、有线电视接口。MDU-D(多用户终端)主要用于家庭FTTB/FTTC/FTTCab模式,具有宽带接入终端功能,具有多个用户侧接口(包括以太网接口或ADSL2+/VD
25、SL2 接口)。MDU-L主要用于集团客户FTTB模式,具有宽带接入终端功能,具有多个以太网接口、E1及POTS接口等。SBU(单商用用户终端)主要用于FTTO模式,支持宽带接入终端功能,具有以太网接口、E1及POTS接口。ONU的规划主要采用FTTB方式部署PON系统,通过LAN、WLAN、E1等接口接入用户;当用户分散、单用户带宽需求较大时,可选择FTTH/O方式;一般放在楼宇设备间、弱电井、楼道、小区机房或室外墙壁挂;安装的具体位置应选择光缆进出方便、供电稳定、安全有保障、面积满足设备和光纤分配架/盒安装需要等条件的区域如提供固定语音业务,可适当配置后备电源;,网络部署-ONU的部署,网
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