GPON网络基本原理及应用情况介绍.ppt
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1、GPON网络基本原理及应用情况介绍,华为技术有限公司 上海代表处,Page 2,第1章 GPON协议及关键技术第2章 华为OLT、ONU产品第3章 GPON基础业务数据配置第四章 GPON基本故障处理,内容介绍,Page 3,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OL
2、T(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 4,APON:ATM Passive Optical Networks EPON:Ethernet Passive Optical NetworksGE-PON:Giga-bit Ethernet Passive Optical NetworksGPON:Gigabit-capable Passive Optical N
3、etworks,EPON,GEPON,GPON,ATM,APON,BPON,Ethernet,EPON,GPON,几种PON标准,Page 5,GPON与EPON的比较,Page 6,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
4、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 7,GPON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:下行数据流采用广播技术;上行数据流采用TDMA技术。,GPON原理-数据复用,Page 8,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 down1.24416 Gbit/s up,1.24416 G
5、bit/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 9,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,但是通过ONU ID来区分不同
6、的ONU的数据,ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。,GPON原理-下行数据,Page 10,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。,GPON原理-上行数据,Page 11,不同的GEM-PORT用Port-ID标识,GPON复用示意图(ATM&GEM),(ATM业务),(GEM业务),Page 12,GPON系统对以太网帧进行解析,将数据部分直接映射到GEM Pay
7、load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 13,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 14,什么是DBA?-DBA,Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽
8、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 15,T-CONTs(Transmission 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,P
9、age 16,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 17,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)
10、=-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 18,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,About 0.35 dB per kmfor 1310,1490nm,Huaweis OLT and ONU28 dB(Class B+),光纤衰减和光功率预算,Page 19,IFpon,IFpon,IFpon,1:N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,备用光纤,Type A 光纤备份,IFpon,IFpon,IFpon,2:N分光器,OLT,O
11、NU#1,ONU#N,Type B OLT端口备份,IFpon,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.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。,GPON网络保护方式,Page 20,IFpon,IFpon,IFpon,2:N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,
12、Type C 全备份方式,IFpon,IFpon,IFpon,2:N分光器,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。,GPON网络保护方式,Page 21,IFpon,IFpon,IFpon,2:N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Ty
13、pe D 混和备份方式,IFpon,IFpon,2:N分光器,1:2分光器,1:2分光器,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。,GPON网络保护方式,Page 22,第1章 GPON协议及关键技术第2章 华为OLT、ONU产品第3章 GPON关键技术第4章 GPON基本故障处理,内容介绍,Pag
14、e 23,华为OLT产品概述,SmartAX MA5680T系列光接入设备是华为技术有限公司推出的EPON/GPON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EPON/GPON一体化接入业务。可以作为EPON/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
15、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 24,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,Page 25,MA5680T 局端系列产品,MA5683T5U中规格OLT19IEC机框,MA5680T机框 20 个业务插槽21”ETSI 机框,完善的产品系列,帮助运营商搭建合理的FTTX平台,灵活的
16、组网选择,MA5606T2U小规格OLT/MDU19IEC机框,Page 26,机柜配置-MA5680T,N63-22机柜的尺寸为600mm(宽)300mm(深)2200mm(高)可以容纳的最大用户数4K(纯GPON,1:32分光比,两框满配情况),Page 27,设备参数-MA5680T,型号尺寸(宽深高)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
17、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70kPa106kPa海拔高度4000m以内,Page 28,机框配置-MA5680T,主控板SCULSCUB业务板EPBAGPBCOPFA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 29,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,
18、FE+POTS,FE,MA5620G,MA5626G,Page 30,MA5620G/MA5626G硬件配置,1)MA5626G/MA5620G的外观尺寸为19英寸220mm1U(宽深高)2)电源只有交流配置,没有直流配置。电源有两种规格:54W和135W,前者用于MA5626G系列,后者用于MA5620G系列;3)低温地区(环境温度低于10)需要配置加热板;,Page 31,MA5620G/MA5626G系统模块框图,LSW,CPU,Local BUS,GPONMAC,电源系统,时钟模块,汇聚接入子系统,SC/PC光接口,XGMII,Optic Module,VoIP子系统,FE 24,PO
19、TS 24,Page 32,MA5620G/MA5626G设备尺寸和重量,Page 33,MA5620G/MA5626G设备环境、电源和功耗参数,Page 34,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 35,MA562xG 主要系统规格和关键性能指标,系统业务特性,Page 36,EchoLife HG850结构(4FE+2POTS),EchoLife HG850 是一款符合ITU-T G.984系列标准的GPON SFU(Single Family Unit)家庭用户产品。用户侧提供4路FE电口接口、2路POTS接口。,Page 37,EchoLife
20、HG850硬件结构,内部硬件如图所示,各个模板功能如下:光模块:完成光电转换,对外提供GPON上行光口;GPON MAC:完成符合ITU-T G.984系列标准的GPON ONU的各种协议处理;ETH:以太网模块,提供以太网协议处理,对外提供4个FE口;CPU:对各个模块提供控制处理。DSP:提供VoIP语音处理.,电源适配器,PON口,FE口,AC100240输入,光模块,GPONMAC,ETH,CPU,DSP,POTS口,Page 38,第1章 GPON协议及关键技术第2章 华为OLT、ONU产品第3章 GPON基础业务数据配置第4章 GPON基本故障处理,内容介绍,Page 39,GPO
21、N配置举例-宽带上网业务(数据),业务说明:用户PC 连接到ONT 的FE 端口,用户数据帧在ONT 的FE 端口被打上VLAN Tag(用户侧VLAN),并根据用户侧VLAN 将用户数据分发到各自的业务通道,MA5680T 完成VLAN Tag 的切换(即用户侧VLAN 到上行VLAN 的切换),并将数据经上行端口发送出去。,Page 40,GPON配置举例-宽带上网业务(数据),数据规划,Page 41,GPON配置举例-宽带上网业务(数据),配置流程图,Page 42,GPON配置举例-宽带上网业务(数据),配置步骤步骤1:创建VLAN、加入上行端口MA5680T(config)#vla
22、n 100 smart/用于管理MA5620G,MA5680T(config)#vlan 101 smart/用于承载宽带业务MA5680T(config)#port vlan 100 0/19 0MA5680T(config)#port vlan 101 0/19 0MA5680T(config)#interface giu 0/19MA5680T(config-if-giu-0/19)#MA5680T(config-if-giu-0/19)#quitMA5680T(config)#interface vlanif 100MA5680T(config-if-vlanif100)#ip add
23、ress 1.1.1.3 24/MA5680T的管理IP,MA5620G的管理IP:。MA5680T(config-if-vlanif100)#quit步骤2:配置DBA 模板MA5680T(config)#dba-profile add profile-id 10 type1 fix 10240/若使用系统缺省模板,则不用创建,Page 43,GPON配置举例-宽带上网业务(数据),步骤3:配置线路模板MA5680T(config)#ont-lineprofile gpon profile-id 10/以下三行用于创建管理通道:MA5680T(config-gpon-lineprofile-
24、10)#tcont 1 dba-profile-id 10MA5680T(config-gpon-lineprofile-10)#gem add 0 eth tcont 1 cascade on/添加GEM portMA5680T(config-gpon-lineprofile-10)#gem mapping 0 0 vlan 100/设置映射关系/以下三行用于创建业务通道:MA5680T(config-gpon-lineprofile-10)#tcont 2 dba-profile-id 10MA5680T(config-gpon-lineprofile-10)#gem add 1 eth
25、tcont 2 cascade on/添加GEM portMA5680T(config-gpon-lineprofile-10)#gem mapping 1 1 vlan 101/设置映射关系MA5680T(config-gpon-lineprofile-10)#commitMA5680T(config-gpon-lineprofile-10)#quit/映射模式、QoS模式均没有设置,表示使用的是缺省设置。映射模式缺省为vlan映射,QoS模式缺省为PQ。步骤4:配置业务模板使用snmp模式注册,不需配置业务模板。,Page 44,GPON配置举例-宽带上网业务(数据),步骤5:增加ONT,
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