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2、需鋪設(shè)1,或,2,根光纖到小區(qū),2,N,+2,個光收發(fā)器,設(shè)備占用局端機房空間小,在傳輸過程中需要有源設(shè)備,設(shè)備分級管理,PON,的接入方式：,只需鋪設(shè)1,或,2,根光纖到小區(qū),需,N+1,個光收發(fā)器,設(shè)備占用局端機房空間最小,傳輸中不需有源設(shè)備,設(shè)備集中管理,局端,用戶,局端,用戶,小區(qū)交換機,以,32,個結(jié)點為例,32/64,根光纖,64,個收發(fā)器,P2P,P2P,1/2,根光纖,66,個收發(fā)器,局端,用戶,分光器,P2MP,1,根光纖,33,個收發(fā)器,4,PON,技術(shù)發(fā)展歷程,上世紀,90,年代初提出,PON,概念,1995,年成立,FSAN,（,Full Service Access

3、Networks),組織,1996,年,ITU-T,頒布,G.982(PON,標(biāo)準(zhǔn)建議）,1998,年,ITU-T,頒布,G.983,（,APON,標(biāo)準(zhǔn)建議）,2000,年,12,月成立,IEEE 802.3ah,工作組，制定,EPON,標(biāo)準(zhǔn)建議,2003,年,3,月,ITU-T,頒布,G.984,（,GPON,標(biāo)準(zhǔn)建議）,上世紀,90,年代末,APON,開始商用,2003,年,6,月 美國三大運營商開始,APON,招標(biāo),2003,年,8,月日本,NTT,開始,EPON,招標(biāo),2005,年中國電信開始測試并部署,EPON,試驗網(wǎng),5,PON,的定義和組成,PON,（,Passive Optic

4、al Network,）,無源光網(wǎng)絡(luò)的定義,PON,是一種應(yīng)用于接入網(wǎng)，局端設(shè)備（,OLT,）,與多個用戶端設(shè)備（,ONU/ONT,）,之間通過無源的光纜、光分,/,合路器等組成的光分配網(wǎng)（,ODN,）,連接的網(wǎng)絡(luò)。,在,OLT(,光線路終端,),和,ONU(,光網(wǎng)絡(luò)單元,),之間的,ODN(,光分配網(wǎng)絡(luò),),沒有任何有源電子設(shè)備的光接入網(wǎng)。,無源光網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成,OLT,（,Optical Line Terminal,）,光線路終端,ONU,（,Optical Network Unit,）,光網(wǎng)絡(luò)單元,ONT,（,Optical Network Terminal,）,光網(wǎng)絡(luò)終端（,D420,）,

5、ODN,（,Optical Distribution Network,）,光分配網(wǎng)（分光器）,6,PON,的定義和組成（續(xù)）,7,PON,單纖雙向傳輸機制,PON,系統(tǒng)采用,WDM,技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸。,為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)：,下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù),；,上行數(shù)據(jù)流采用,TDMA,技術(shù)。,1490nm,1310nm,8,PON,系統(tǒng)組網(wǎng)方式,9,PON,保護方式,全保護方式,骨干光纖保護方式,10,PON,技術(shù)的優(yōu)勢,相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。,PON,結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護，長期運營成

6、本和管理成本的節(jié)省很大,無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，極適合在自然條件惡劣的地區(qū)使用。,PON,系統(tǒng)對局端資源占用很少，系統(tǒng)初期投入低，擴展容易，投資回報率高,提供非常高的帶寬。,EPON,目前可以提供上下行對稱,的,1.25Gb/s,的帶寬，并且隨著以太技術(shù)的發(fā)展可以升級到,10Gb/s,。,GPON,則是高,達,2.5Gb/s,的帶寬。,服務(wù)范圍大。,PON,作為一種點到多點網(wǎng)絡(luò)，以一種扇出的結(jié)構(gòu)來節(jié)省,CO,的資源，服務(wù)大量用戶。用戶共享局端設(shè)備和光纖的方式更是節(jié)省了用戶投資。,帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。,G/EPON,系統(tǒng)對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系?？?/p>

7、以實現(xiàn)用戶級的,SLA,。,11,PON,技術(shù)概述,相同的拓撲,P2MP,光纖,APON,EPON,GPON,封裝協(xié)議不同,FSAN,提出，,ITU-T,標(biāo)準(zhǔn)化；,ATM,封裝；,目前標(biāo)準(zhǔn)化最完善；,沒有得到市場認可。,IEEE EFM,工作組標(biāo)準(zhǔn)化，編號,802.3ah,；,以太網(wǎng)封裝；,國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定完成；,產(chǎn)品開始在市場上迅速應(yīng)用。,FSAN,提出，,ITU-T,標(biāo)準(zhǔn)化,G.984.x,；,ATM,、,GEM,封裝；,標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成；,支持廠家極少。,12,APON,技術(shù),APON,技術(shù)的核心部分采用,ATM,技術(shù)。,利用,ATM,的集中和統(tǒng)計復(fù)用特性，提供從窄帶到寬帶等各種業(yè)務(wù)，不僅支

8、持可變速率業(yè)務(wù)，也支持時延要求較小的業(yè)務(wù)，具有支持多業(yè)務(wù)多比特率的能力。,對稱速率,(155.52Mbit/s),和非對稱速率,(,下行,622.08Mbit/s,，上行,155.52Mbit/s),。,傳輸距離最大,20KM,。支持的光分路比在,32-64,之間。,APON,技術(shù)具備綜合業(yè)務(wù)接入、,QoS,服務(wù)質(zhì)量保證等獨有的特點；由于標(biāo)準(zhǔn)化時間較早，已有成熟商用化產(chǎn)品等等優(yōu)點。,當(dāng)然,APON,技術(shù)也存在利用,ATM,信元造成的傳輸效率較低；帶寬受限；系統(tǒng)相對復(fù)雜、價格較貴；需要進行協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換等缺點。,13,EPON/GEPON,技術(shù),EPON,和,GEPON,的基本差別就是標(biāo)準(zhǔn)化，前

9、者往往指非標(biāo)設(shè)備，后者指符合,IEEE802.3ah,規(guī)范的設(shè)備技術(shù)的核心部分采用以太網(wǎng)技術(shù)。,在,EPON/GEPON,中，根據(jù),IEEE802.3,以太網(wǎng)協(xié)議，傳送的是可變長度的數(shù)據(jù)包。由于以太網(wǎng)適合攜帶,IP,業(yè)務(wù)，與,APON,相比，極大地減少了傳輸開銷。,EPON/GEPON,能夠提供高達,1Gbit/s,的上下行帶寬。,傳輸距離最大,10-20KM,。支持的光分路比大于,16,。,14,EPON/GEPON,技術(shù),EPON/GEPON,融合了,PON,和以太網(wǎng)的優(yōu)點，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡化，標(biāo)準(zhǔn)寬松，成本更低；,1Gbit/s,的高速寬帶，且易于升級；與現(xiàn)有的以太網(wǎng)兼容，無需協(xié)議轉(zhuǎn)換；具有

10、同時傳輸,TDM,、,IP,數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力等優(yōu)點。隨著多協(xié)議標(biāo)簽交換（,MPLS,）等新的,IP,服務(wù)質(zhì)量,(,QoS,),技術(shù)的采用，也可提供一定的,QoS,保證。,EPON/GEPON,技術(shù)目前仍難以支持實時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量；在安全性、可靠性等方面與電信級的服務(wù)相比仍有差距。,15,GPON,技術(shù),GPON,技術(shù)針對,1Gbit/s,以上的,PON,標(biāo)準(zhǔn)，除了對更高速率的支持外，還是一種更佳、支持全業(yè)務(wù)、效率更高的解決方案。,引入通用成幀協(xié)議,(GFP),，能將任何類型和任何速率的業(yè)務(wù)進行原有格式封裝后經(jīng)由,PON,傳輸，而且,GFP,幀頭包含幀長度指示字節(jié)，可用于可變長度數(shù)據(jù)包的傳遞

11、，大大提高了傳輸效率。因此能更簡單、通用、高效地支持全業(yè)務(wù)。,GPON,提供,1.244,和,2.488Gbit/s,的下行速率和所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率。,傳輸距離可達,20KM(,邏輯,60KM),。支持的光分路比在,64-128,之間。,16,GPON,技術(shù),與,EPON,力求簡單的原則相比，,GPON,更注重多業(yè)務(wù)和,QoS,保證；能夠簡單、通用、高效的透明傳送各種業(yè)務(wù)；具有前所未有的高比特率、高帶寬；非對稱特性更能適應(yīng)未來的,FTTH,寬帶市場；傳輸距離更遠、覆蓋范圍更廣。,但是,GPON,標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜且開發(fā)較晚，技術(shù)尚不成熟，其成本相對,EPON,仍顯較高，目前未到達商品化階段。,17,PO

12、N,技術(shù)基本比較,18,PON,應(yīng)用環(huán)境,APON,適用于對帶寬要求不高、對業(yè)務(wù)質(zhì)量要求高或者需要運行混合業(yè)務(wù)的企事業(yè)單位的接入。,EPON/GEPON,主要面向?qū)捯蟾?、對業(yè)務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)安全要求不是太高、對成本敏感的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主的中小型企事業(yè)單位的接入；如果成本進一步下降，也將作為,FTTH,的主要手段直接面向高端個人用戶。,GPON,適合于少數(shù)對帶寬要求高、需要提供電信級服務(wù)質(zhì)量，且對成本不敏感的多業(yè)務(wù)需求的企事業(yè)單位的接入。,19,PON,發(fā)展趨勢,APON,最成熟，但業(yè)務(wù)提供能力有限、性價比低，無法滿足長遠的發(fā)展，不建議大力發(fā)展，僅滿足某些特定區(qū)域的接入需求。,EPON/GEPO

13、N,簡單、高速、成本低、用戶面廣，技術(shù)、產(chǎn)品相對,GPON,成熟，是中近期可以大力發(fā)展的無源技術(shù)。,GPON,透明傳輸、高速高效、電信級服務(wù)，是發(fā)展的趨勢，但成本相對高，商業(yè)化程度低，是中遠期大力發(fā)展的無源技術(shù)。,GPON,的市場定位與,EPON,不同，兩者相互補充的。,20,提 綱,PON,無源光網(wǎng)絡(luò)概述,EPON,原理,EPON,在光進銅退中的應(yīng)用模式,21,EPON,工作原理,-,幀結(jié)構(gòu),基于,802.3,幀格式,新增,LLID(,邏輯鏈路標(biāo)示,),：用于在,OLT,上標(biāo)識,ONU,22,LLID,定義,定義廣播與單播實現(xiàn),a.,廣播：,MODE=1,或者,LLID=0 x7FFF,b.

14、,單播：,MODE=0,且,LLID!=0 x7FFFF,23,EPON,工作原理下行,在,ONU,注冊成動后分配一個唯一的,LLID,；,在每一個分組開始之前添加一個,LLID,，替代以太網(wǎng)前導(dǎo)符的最后兩個字節(jié)；,OLT,接收數(shù)據(jù)時比較,LLID,注冊列表，,ONU,接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的,LLID,的幀或者廣播幀。,廣播方式,24,EPON,工作原理上行,OLT,接收數(shù)據(jù)前比較,LLID,注冊列表；,每個,ONU,在由局方設(shè)備統(tǒng)一分配的時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀；,分配的時隙補償了各個,ONU,距離的差距，避免了各個,ONU,之間的碰撞。,TDMA,方式,25,系統(tǒng)工作過程,ONU,的操作,O

15、NU,通過下行控制幀的時間戳同步于,OLT,；,ONU,等待發(fā)現(xiàn)幀（,gate,）,ONU,進行發(fā)現(xiàn)處理，包括：測距，指定物理,ID,和帶寬。,ONU,等待授權(quán)，,ONU,只能在授權(quán)時間發(fā)送數(shù)據(jù),OLT,的操作,產(chǎn)生時間戳消息，用于系統(tǒng) 參考時間,通過,MPCP(,多點控制協(xié)議）幀指配帶寬,進行測距操作,控制,ONU,注冊,26,系統(tǒng)工作之關(guān)鍵技術(shù),LLID,與仿真子層,MPCP,自動化注冊和測距,27,LLID,與仿真子層,仿真子層的目的：,使下層的,P2MP,網(wǎng)絡(luò)的處理方式看起來類似于多個,P2P,鏈路的集合。,LLID,的定義改變了以太網(wǎng)固有的特性，是傳輸質(zhì)量獲得可以控制的基礎(chǔ)。,實現(xiàn)的

16、方法：,在每一個分組開始之前添加一個,LLID,，替代前導(dǎo)符的最后兩個字節(jié)。,實現(xiàn)機制：,在,ONU,注冊成動后分配一個唯一的,LLID,；,OLT,接收數(shù)據(jù)時比較,LLID,注冊列表；,ONU,接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的,LLID,的或者廣播包。,28,MPCP,協(xié)議,MPCP,在,OLT,和,ONU,之間規(guī)定了一種控制機制,MPCP,來協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收：,系統(tǒng)運行過程中上行方向在一個時刻只允許一個,ONU,發(fā)送,位于,OLT,的高層負責(zé)處理發(fā)送的定時、不同,ONU,的擁塞報告，從而優(yōu)化,PON,系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬分配,MPCP,有兩種,GATE,操作模式：初始化模式和普通模式。,初始化模式用來檢測新連接的,ONU,，,測量環(huán)路延時和,ONU,的,MAC,地址,普通模式給所有已經(jīng)初始化的,ONU,分配傳輸帶寬,29,MPCP,幀格式,五種類型的,MPCP,幀,GATE,（,OLT,發(fā)出）,允許接收到,GATE,幀的,ONU,立即或者在指定的時間段發(fā)送數(shù)據(jù),REPORT,（,ONU,發(fā)出）,向,OLT,報告,ONU,的狀態(tài)，包括該,ONU,同步于哪一個時間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)