江苏广电Epon建设方案(1).ppt
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1、EPON&EoC技术培训江苏广电,理解EPON关键技术原理了解H3C EPON相关产品了解H3C EPON产品典型应用掌握H3C EPON产品典型配置掌握H3C EPON开局与维护知识,课程目标,学习完本课程,您应该能够:,第一章 EPON技术原理第二章 EPON产品与应用第三章 EPON典型配置第四章 EPON开局与维护,目录,PON的组成结构,Passive Optical Network 无源光网络,Optical Line Terminal 光线路终端,Optical Network Unit 光网络单元,Passive Optical Splitter 无源分光器,Passive O
2、ptical Splitter 无源分光器,PON是一种点到多点(P2MP)的结构。PON由光线路终端、光网络单元和无源分光器。,PSTN,Internet,IPTV,PON的优点节约,P2P N条主干光纤2N个光收发器P2P Curb1条主干光纤2N+2个光收发器Curb需要本地电源大量节约光纤P2MP(PON)1条主干光纤N+1个光收发器大量节约光纤大量节约光收发器,PON的优点可靠,Switch,LanSwitch,LanSwitch,OLT,Splitter,Splitter,网络可靠性高,无有源设备,PON组网,交换机组网,PON传输信号过程中不经过有源电子器件,网络可靠性高。PON
3、系统组件数量少,故障点相应减少,运营成本显著降低。,PON的优点长距离,Ethernet传输距离100m,通常只能通过级联交换机延长传输距离,有源设备的增加会导致网络中增加故障点,大大降低网络可靠性;xDSL传输距离15km,运营商需要兼顾距离较远的用户,统一计费标准,通常不会开通xDSL所能达到的最高速率,实际接入速率较低;PON传输距离1020km,完全克服了Ethernet和xDSL技术在距离和带宽上的局限性,使接入方案的部署更为灵活。,15 KM,0.1 KM,1020 KM,Ethernet,xDSL,PON,PON的优点高带宽,PON,VDSL,ADSL,接入速率,PC Clip,
4、3,10,15,20,Mbps,HDTV,DVD Video,VCR Video,6,1,PC Video,3 Mbps MPEG-2,500 to 800 Kbps MPEG-4,100-400 Kbps Real Player,Quick Time,14-19 Mbps MPEG,6 Mbps MPEG-2,Download(Best Effort),VOD(Near Real Time),Direct Viewing(Real Time),PON与其他接入方案相比带宽更高,可满足未来HDTV实时点播业务需要。,PON的优点灵活,分光器 1X2 分光比 5:95,分光器 1X2 分光比 5
5、:95,交接箱,主干,用户侧,A,B,ONU,分光器 1X8 分光比 50:50,PON支持多级分光器连接,级联分光器通过合理设计与搭配,使组网方式更加简便灵活。尤其适用于用户接入信息点分散,且各用户接入信息点间光纤资源比较短缺的场合。,OLT,PON的优点多用途,PON是天然的广播网络,采用单纤波分复用技术,可以在OLT侧将有线电视信号叠加进PON网络中传输,在ONU侧通过分离器分离出来,输出至用户分配网络,从而使用PON既可以传送数据也可以传送有线电视信号。,WDM,WDM,合波器,1550nm CATV信号,CATV信号,分离器,传统电视,1490nm,1310nm,局端,用户端,Spl
6、itter,.,PSTN,Internet,CATV,PON技术优势小结,节省大量光纤和光收发器,较传统方案建网成本更低网络中无有源设备,可靠性高,显著降低后期维护费用可提供最高20km的远距离高带宽接入,支持动态带宽调整大容量、广覆盖、少局所的建网模型,更符合运营商网络发展的思路组网模型不受限制,可灵活搭建树型、星型拓扑网络应用广泛,运营商宽带用户接入系统、广播电视传输系统、视频监控图像传输系统现阶段十分适合我国FTTB网络建设,运营商大客户宽带专线接入,PON的主要标准,APON/BPONATM over PON,即在PON这种物理网络上传输ATM信元,APON的最高速率为622Mbps,
7、2001年底更名为BPON(Broadband PON)。GPONGigabit-Capable PON,BPON的升级和扩展。能提供1.25Gbps、2.5Gbps下行速率,155Mbps、622Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps上行速率。EPONEthernet over PON,即在PON这种物理网络上传输以太网报文。可以支持1.25Gbps对称速率,随着光器件的进一步成熟,未来速率将提升至10Gbps。,PON的标准化进程,PON主要标准的比较,APON/BPON存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题,未能取得市场上的成功。GPON面向严格定时同步帧结构,协议
8、规定过于严格。在高速率和支持多业务方面有优势,但技术复杂、成本较高,产品的成熟度远逊于EPON。EPON基于以太网技术,物理层要求相对宽松,变长帧结构保证无需重组拆分数据包。以太网普及程度很高,价格方面相比A/BPON,GPON具有明显的优势。虽然从技术上对比GPON、EPON各有优缺点,但两者在FTTH 领域当前市场以及可见的未来,EPON都将会走在GPON的前面。,EPON的信道复用技术,EPON系统采用WDM技术,实现单纤双向传输。,EPON下行传输方式,下行业务为广播方式,思考:OLT向ONU发送数据时,会在数据的头部加上什么标识,使得ONU分辨出这个数据包是发给自己的?又是怎么给ON
9、U分配标识的?,EPON上行传输方式,上行业务为TDMA方式,思考:ONU之间怎么进行时间的同步,以保证在发送数据时不会与别的ONU发生冲突?实现的方法?,1,1,3,2,3,1,2,3,Splitter,OLT,ONU1,ONU2,ONU3,2,特定ONU发来的分组,特定ONU发来的分组,多点MAC控制协议MPCP,传统以太网MAC层实体之间是点到点的结构,PON的MAC层实体间是点到多点结构,为了使PON能够融合到Ethernet架构中,802.3ah协议规定了相应的控制协议多点MAC控制协议,MPCP(Multi-point MAC Control Protocol)。MPCP定义了多点
10、MAC控制子层(Multi-point MAC Control sublayer)来代替802.3协议所定义的MAC控制子层(MAC Control sublayer),该子层使得上层实体好像是在专有信道上传输一样,在P2MP拓扑的无源光网络上不受影响地发送和接收数据。,IEEE 802.3定义的MAC层,IEEE 802.3ah定义的MAC层,MPCP PDU格式,模式(Mode):Broadcast或Unicast逻辑链路标记(LLID):max num32767操作码(Opcode):GATE 0002Report0003Register_Req0004Register 0005Regi
11、ster_Ack 0006,时间戳(Timestamp):携带MPCP时钟对应发送DA第一个字节时的时钟值,用于OLT与ONU的MPCP时钟同步。,MPCP的控制消息,GATE(OLT发出)OLT控制ONU何时发送数据。REPORT(ONU发出)ONU定期向OLT报告自己的状态。REGISTER_REQ(ONU发出)ONU向OLT请求注册。REGISTER(OLT发出)OLT向ONU确认ONU请求注册成功。REGISTER_ACK(ONU发出)ONU向OLT确认ONU注册成功。,MPCP定义的处理过程,Discovery ProcessingOLT可以在网络中发现新的ONU设备,为成功注册的O
12、NU分配LLID,并且将该ONU的MAC地址与相应的LLID绑定。Report ProcessingOLT根据ONU的Report消息,了解ONU设备的带宽请求和实时状态,实现对各个ONU 的带宽动态分配和实时状态的监控。Gate ProcessingOLT控制ONU在某一时隙发送数据帧或控制帧,避免ONU因为共享上行信道发生数据传输冲突,保证了用TDMA方式实现ONU对上行信道的复用。,Discovery Processing,OLT周期性地广播GATE消息,GATE消息包括了传输的开始时间及时间窗口的长度。未注册的ONU收到GATE消息,就等待这个周期向OLT发送REGISTER_REQ消
13、息。为了避免多个ONU同时接入带来的冲突,每个ONU在传输自己的REGISTER_REQ消息时,会等待一个随机的时间。OLT会向注册成功的ONU发送一个REGISTER消息,其中包括了ONU的LLID,以及OLT要求的同步时间等。ONU收到REGISTER消息之后,等待OLT发送来的GATE消息,在GATE消息指示的周期内向OLT返回REGISTER_ACK消息,表示确认注册成功,注册过程就完成了。,Discovery Processing,Report Processing,Report Processing的任务是处理网络中REPORT消息的产生和终结。REPORT消息是由更高层产生的,由
14、MAC Client传送给MAC控制子层。REPORT消息报告用来通告带宽需求,也用来重置OLT的看门狗定时器。REPORT消息必须周期性产生,即使没有带宽请求也会产生。这是保证OLT的看门狗定时器不会超时,而认为ONU已经离线而注销该ONU。正确的机制是应该使OLT周期性地确认ONU的存在。,Gate Processing,MPCP的一个主要的思想就是通过OLT分配授权,能够在多个ONU中决定单个ONU传输。ONU的传输时间窗口是由GATE消息的开始时间与长度决定的。ONU在本地定时器与GATE的开始时间相同时开始传输,在GATE的长度到达前一段时间结束传输,以留有充分的空隙关掉激光器。OL
15、T一次可以向一个ONU发送多个GATE消息,但保证不能大于ONU注册时提供的最大数。,EPON测距与时延补偿,EPON上行传输采用TDMA方式,由OLT来决定ONU发送数据的时间,由于每个ONU距离OLT远近不同会产生时延差异,如果没有有效的时延补偿机制仍然会造成上行数据传输冲突。EPON测距和时延补偿技术是上行信道复用的关键。在Discovery Processing,OLT对新注册的ONU启动测距过程,计算出每个ONU的RTT(Round Trip Time)值。OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间。OLT也可以在收到MPCP PDU的时候启动测距功能。,EPON测距与时延补偿,RT
16、T=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2,GATE消息中含有“时间戳”,ONU用接收的时间戳刷新本地时间寄存器。OLT可以通过收到的REPORT消息计算出RTT,通过Gate Processing就可以控制ONU的数据帧发送。,RTT的计算:,ONU,Tx,Rx,Rx,Tx,T1,T1,T1,T2,T1,T3,(T3-T1),(T2-T1),T2,T2,GATE,GATE,REPORT,REPORT,OLT,EPON动态带宽分配(DBA),固定时隙分配的上行帧,动态时隙分配的上行帧,固定时隙和动态时隙比较:,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,
17、7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,固定时隙,动态时隙,EPON动态带宽分配(DBA),动态带宽分配的过程:,ONU1,R,2,3,R,R,ONU1,R,2,3,R,R,Processing,G,G,G,Cycle n-1,Cycle n,Cycle n+1,Collection Stage,Calculation Stage,Activation Stage,在周期n-1中,ONU发送REPORT消息给OLT,REPORT消息中包含ONU每个队列的数据流量情况。在周期n中,DBA算法产生GATE消息,给每个ONU分配授权时隙。在周期n+1中
18、,ONU根据OLT分配的指定时隙进行数据传送。,EPON动态带宽分配(DBA),在周期n中,DBA对前一个周期中收集的信息进行处理,先对用户配置的最小带宽进行预留,最小带宽之和不能超过1G,如果最大带宽之和大于1G,则按最大带宽的加权比例进行平均分配,在n+1周期中正确执行。,ONU1,R,2,3,R,R,ONU1,R,2,3,R,R,Processing,G,G,G,Cycle n-1,Cycle n,Cycle n+1,ONU1,R,2,3,R,R,本章小结,本章介绍了PON技术相比传统接入方式在节约光纤、高带宽、长距离等多方面的优势,比较了目前主流的几种PON技术标准。本章还介绍了EPO
19、N的关键技术:信道复用技术、测距与时延补偿技术、动态带宽分配(DBA)技术。通过这些关键技术,EPON将PON和Ethernet两种技术标准的很好的结合在一起;EPON既天然继承了PON技术的诸多优点,又融合了Ethernet技术兼容性和成本上的优势,可以预见EPON在未来宽带接入市场会有很广阔的发展空间。,第一章 EPON技术原理第二章 EPON产品与应用第三章 EPON典型配置第四章 EPON开局与维护,目录,OLT设备指标概述,S7502E,S7503E,S7506E,S7506E-V,S7510E,注:1、S7500E交换机功能指标从S7500E相关资料引用,如有变更以S75E材料为准
20、;2、只使用OLT业务板即可达到最大PON口数,同时提供上下行流量收敛比1:2;,OLT业务板特性概述,EPON OLT单板结构,OLT单板内PON MAC控制器PMC5201上行连接以太网交换芯片BCM56514,BCM56514通过内部HiGig总线经过背板与主控板及其它业务板相连,PMC5201负责建立报文传输的PON物理层通道,二、三层交换依靠交换芯片完成。OLT单板属于分布式的转发结构,对外提供4/8/16个GE PON光口和8个GE 以太网光口。,背板,PMC5201,CPU,光模块,光模块,光模块,GE,GE,GE,PON Port1,PON Port2,PON Portn,FE
21、,内部控制总线,PMC5201,BCM56514,HiG,HiG,光模块,光模块,光模块,GE Port1,GE Port2,GE Port8,PMC5201,HiG,HiG,EPON设备组成(POS设备),分光器支持多种分光比1*2(多种功率比):1*4、1*8、1*16、1*321U盒式分光器室外型分光器,分光器特性信息,分光器特性信息,EPON设备亮点,数通交换机平台和EPON结合,S75E OLT内置一台高端三层以太网交换机,增加功能的同时减少设备互联接口、降低故障率及维护成本;容量大,S7510E最大可容纳160 OLT PON口,最大支持10240个ONU;产品系列化,OLT/ON
22、U均有多款设备供选择,总有一款满足客户需求;高可靠性、电信级通信设备;OLT设备支持主控板、电源 1+1 备份;支持链路聚合、负载分担;上行支持RRPP、SMART LINK环网保护方案;ODN侧支持干路、分支光路和全光路保护倒换。全线产品支持中国电信EPON互通标准;iMC网管软件管理所有H3C数通设备,专业化EPON管理组件,满足用户所需;OLT具备很强的以太网二层交换功能,如灵活QinQ、VLAN mapping、双向ACL、端口隔离、大MAC地址(每单板32K)、支持MPLS、IPV6 VPN等可以很好的支持EPON承载多种业务;OLT具备强大的三层功能,支持三层转发,各种路由协议,等
23、价路由;OLT线卡都具备8个GE上行口,因此用户不用再配其它上行接口板,只需根据需要再配上行SFP光模块即可;ONU设备,有宽温度范围室外型、隐藏光口家用型、DHCP option82、可控组播、配合OLT进行多业务运营、统一网管功能防攻击,OLT、ONU全系列产品支持系列防攻击特性,可以有效防止DDOS等攻击,EPON运营商组网应用,NETWOK Management,BRAS,Voice Gateway,Splitter,Splitter,IP TV,PC,IP-Phone,Router,PC,IP TV,L2 Switch,Video-Phone,ONU,ROUTER,OLT(S7500
24、E),OLT(S7500E),家庭,中小企业,楼宇,31系列ONU,IP TV,IP-Phone,PC,Server,31系列ONU,31系列ONU,EPON行业组网应用,分光器,10GE,S7500E(OLT),S7500E(OLT),S7500E(OLT),GE,GE,GE,ONU,10GE,10GE,FTTH光纤到户,IP 城域网,社区中心机房,OLTS7500E,EPON构建的宽带接入社区,分光器,分光器,每个用户一个ONU,交接箱,网管,认证计费,ONU直接到户,按需分配带宽。无源分光器替代楼道交换机。对用户家庭ONU集中管理。,10Km覆盖,1408户/S7506E。利用原有光缆。
25、,FTTB小区接入,社区中心机房,分光器,ONU通过二层交换机连接最终用户,保护已有LAN投资,EPON构建的宽带接入社区,就近接入,分光器,对于LAN已经入户的小区可以采用FTTB的方式,IP 城域网,OLTS7500E,交接箱,网管,认证计费,使用31系列ONU接入多个用户,适合新建网络,FTTB商务楼宇,IP 城域网,分光器(1:n),适用于写字楼中有多家小公司的情况每个公司一个ONU,按需分配带宽ONU通过交换机或路由器与公司内部网络相连接,商务写字楼,OLTS7500E,ONUET704-L,网管,认证计费,31系列ONU,IP 城域骨干网,IPTV(组播)解决方案,Router,O
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