中国联通EPON设计、施工验收规范.ppt
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1、中国联通EPON工程设计、施工及验收规范,2010年8月,2,目录,编制背景,4,相关概念介绍,施工及验收规范,1,2,设计规范,3,宽带建设系列标准,宽带建设系列标准共分6个规范,按照接入方式进行区分,分别为: 中国联通EPON工程设计规范(试行) 中国联通EPON工程施工及验收规范(试行) 中国联通LAN工程设计规范(试行) 中国联通LAN工程施工及验收规范(试行) 中国联通DSL工程设计规范(试行) 中国联通DSL工程施工及验收规范(试行),3,各规范之间的关系,EPON规范负责EPON建设的设计、施工和验收等内容,负责OLT、ONU和分光器等设备安装、光缆布放等内容。 对于采用PON+
2、LAN、PON+DSL方式进行的FTTB、FTTCab建设,EPON部分由EPON规范负责,ONU以下的线缆布放及DSL、以太网接口的测试等由LAN和DSL规范负责。,4,EPON规范使用范围,设计规范主要规定了基于EPON技术的综合接入网的系统架构、EPON设备配置要求和网管设计、ODN组网设计等内容。 施工和验收规范主要规定了EPON综合接入网建设中的工程施工、初步验收、试运行、竣工验收等环节的检查、测试等内容。 规范适用于中国联通各分公司采用EPON方式进行的宽带接入网建设,适用于EPON综合接入网新建工程的规划、设计工作,也同时适用于采用EPON方式对小区LAN接入、DSL接入进行宽带
3、升级提速改造。 规范涉及的无源光网络系统及各项参数适合于符合IEEE802.3ah 标准的EPON 系统。,5,6,目录,编制背景,4,相关概念介绍,施工及验收规范,设计规范,3,7/42,光纤接入网概述,OLT,视频服务网络,IP网络,E1,GE,ONU,( 典型距离 1 km ),ONU,FTTCab,(典型距离 500 m ),FTTB/C,ONT,FTTH,局端,xNT,xNT,GE,ONT,FTTO,8/42,光纤接入网常用技术,光 接 入 技 术,点到多点结构 PON技术,点到点结构 点到点光接入技术,环网结构 MSTP技术,LAN,相 关 技 术,xDSL,配套设施和工程技术,9
4、/42,PON技术的特点,点到多点的树形拓扑结构, 可节省大量主干光纤,全业务接入能力 带宽分配灵活,有QoS保障,高带宽 大覆盖范围,故障点少 全程网管 维护方便,EPON可提供上下行对称1.25Gbps的传输速率 GPON可提供下行2.488Gbps和上行1.244Gbps的传输速率 20km传输距离下,最大分路比可达1:32/64/128(依赖于不同光模块),可提供IP、TDM数据专线、话音、CATV等各类业务,是提供Triple Play业务的理想技术 固有的动态带宽分配(DBA)技术是保证业务QoS的基础,ODN的无源特性减少了故障点,维护方便 可实现全程网管,可远程管理ONU,10
5、,FTTx术语,交接箱,分线盒,中心 机房,家庭 用户,FP,DP,FTTCab(光纤到交接箱) 以光纤替换传统(骨干)馈线电缆,ONU部署在交接箱即FP点处,ONU下采用其他介质接入到用户。,FTTB(光纤到楼宇/分线盒) ONU部署在传统的分线盒(用户引入点)即DP点(DP distribution point分配点),ONU下采用其他介质接入用户。,FTTO是FTTH的一种特殊形式,光网络终端(ONT)设置在商企用户,FTTO由于应用模式和FTTH不同,其ONT的类型和FTTH有区别。 在本规范中,将FTTZ(光纤到小区)和FTTV(光纤到村)等与光纤到交接箱形式基本相同的建设模式统一称
6、为FTTCab。,FTTH(光纤到家庭) 仅利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式,引入段光纤由单个家庭住宅独享。,FTTO(光纤到公司/办公室) 仅利用光纤传输媒质连接局端和公司或办公室用户的接入方式,引入光纤由单个公司或办公室用户独享,ONU/ ONT之后的设备。,11,PON系统中ONU的各种形态,EPON网络组成模型,12,EPON系统由局端设备(光线路终端OLT)、无源光分配网络ODN和用户端设备(包括光网络单元ONU、光网络终端ONT)组成。 OLT提供语音、数据、视频业务网络的互联接口,并实现网络管理的主要功能。 ONU/ONT负责向终端用户提供所需的业务接口。 ODN
7、负责连通OLT与所属的ONU。ODN为OLT与ONU之间提供光传输手段,其主要功能是完成光信号功率的分配。,13,ODN定界,光分配网(ODN)位于PON网络中OLT侧S/R参考点和ONU侧R/S参考点之间。 ODN: 光纤/光缆; 光分路器; 光连接器,包括活动连接器和冷接子; 光配线架; 接头盒/分歧接头盒。,14/42,TDM PON工作原理,下行 广播方式发送到所有 “收听者” (通过加密确保私密性) 上行 时分多址(TDMA) 方式 ,每个ONU工作在突发模式,通过调度不同ONU的上行发射时间防止冲突 上下行信号可以通过不同波长进行区分,PON的基本特点光纤媒质共享,下行,(单纤系统
8、):,1490 nm,上行:,1310 nm,RF视频 (可选):,1555 nm,TD,M,Time Division Multiplex,TDMA,Time Division Multiple Access,CC,Cross Connect/Switch,Cir,Circuit Service Interface,Pkt,Packet Service Interface,OLT,Optical Line Termination,ONT,Optical Network Termination,TDM,ONT2,ONTn,光分路器,OLT,OLT设备,Cir,Pkt,CC /SW,CATV,数
9、据,E1,数据,E1/STM1,GE/10GE,ONT1,E1,POTS,VOIP,通常小于20km距离,15/42,ONU的发现与测距,发现消息,发现消息,注册消息i,注册消息i,OLT,ONUi,发现: ONU需要得到OLT的授权才可发光 发现窗口中可能存在不同ONU竞争 测距 由于ONU距离OLT远近不同,传播时延不同(20km约200us) 精确的测距有助于DBA进行流水线授权,提高线路利用效率,下行传播时延,处理时延+随机时延,上行传播时延,发现窗口(不安排上行数据传输),t,t,16/42,EPON分层模型(IEEE 802.3ah),ISO层模型,OLT,ONUs,物理层,链路层
10、,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,PMD,PMA,PCS(FEC),MAC,多点MAC控制,OAM,LLC,RS,光网络媒质,客户层,PMD,PMA,PCS(FEC),MAC,多点MAC控制,OAM,LLC,RS,客户层,OAM = OPERATIONS, ADMINISTRATION, AND MAINTENANCE OLT = OPTICAL LINE TERMINAL ONU = OPTICAL NETWORK UNIT PCS = PHYSICAL CODING SUBLAYER,PHY = PHYSICAL LAYER DEVICE PMA = PHYSICAL MEDIUM
11、 ATTACHMENT PMD = PHYSICAL MEDIUM DEPENDENT,17/42,GPON分层模型(ITU-T G.984.1),G.984.3,G.984.2,G.984.4,ISO层模型,物理层,链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,PMD,TC,DBA,PMD,TC,QoS,OLT,ONUs,MIB = Management Information Base OMCC = ONT Management and Control Channel QoS = OPTICAL NETWORK UNIT,DBA = Dynamic Bandwidth Assignmen
12、t TC = Transmission Convergence PMD = Physical Medium Dependent,光网络媒质,OMCC,OMCC,OLT MIB,ONU MIB,18/42,PON的波长使用,O-band,E-band,S-band,C-band,L-band,U-band,图例:,E/GPON Up E/GPON Dn,现在 今后,(FP),(DFB),(CWDM),RF,G.984.5/802.3ah,19/42,EPON/GPON的物理层参数,CATV合波采用1550nm波长,20/42,GPON ODN的分类和指标,按照光通道损耗的不同 ITU-T目前定义
13、了A、B、B+、C、C+五类ODN,A:5-20dB,B:10-25dB,C:15-30dB,B+:13-28dB,C+:17-32dB,(dB),允许衰减范围,21/42,PON中的标识,主要用于业务数据的分发 是由OLT动态分配的,ONU在上线过程中获得 EPON 为每个ONU分配一个LLID(Logical Link ID)(15位) GPON 采用的是多层次的标识 ONU_ID (8位) ,用于标识ONU Alloc_ID,用于标识T-CONT (Transmission-CONTainer ) (12位) Port_ID (12位),PON的结构:在一个ODN中,有一个OLT,多个O
14、NU,多个用户和业务 PON中存在两类主要的标识:,主要用于ONU的认证和设备管理 基本上是静态的,一般设备出厂时即确定 EPON ONU的设备标识为EPON接口的MAC地址(6字节) GPON ONU的设备标识为ONU序列号(8字节) 4字节的厂商代码 和4字节的SN,设备标识,管道标识,22/42,ONU的认证,基于设备物理标识认证 物理标识是ONU设备所固有的 例如:EPON可以基于MAC地址,GPON可以基于设备序列号 工作过程: OLT数据库中加入合法ONU的MAC/SN表 工作人员领取特定序号的设备上门安装 设备上电后上报自己的MAC/SN进行认证 特点:各单位要跟踪设备序号,库存
15、管理要求高 基于设备逻辑标识的认证 逻辑标识是在ONU业务开通前设置在ONU中 一般称为password 工作过程: OLT数据库中加入合法password表 工作人员领取设备上门安装,上电配置password(也可用户自配) 设备上电后上报自己的MAC/SN和password,利用passowrd进行认证 特点:设备发放方便,FTTH条件下便于用户自行开通,23/42,GPON下行帧格式,GPON TC层(GTC)采用 125 usec的定长帧 19440 bytes / frame for 1244.16 rate 38880 bytes / frame for 2488.32 rate
16、每个GTC 帧包括(PCBd+静荷) PCBd: Physical Control Block downstream PCBd 包括帧定界, OAM, 上行带宽分配(BWmap)等信息. 静荷可以同时支持ATM和GEM部分 (目前标准中已把ATM移除),24/42,GPON上行帧格式,上行GTC 帧也是 125 usec定长的,但是由多个ONU所共享 每个ONU在其中占据一段时间(突发) 上行开销类型: Physical Layer Overhead upstream 包括前导码、定界符 、校验位、ONU-ID等信息 PLOAM upstream (13B) 物理层OAM消息 Power Le
17、velling Sequence upstream (120B) 功率调整序列(标准中该字段目前已废弃) Dynamic Bandwidth Report upstream 将ONU的队列情况报告给OLT的DBA算法,用于DBA的带宽分配计算,GEM,GEM,GEM,25/42,不同业务在GEM中的封装,Ethernet over GEM: 仅以太网MAC帧被封装 (不包括preamble, SFD, EFD等物理层信号) 以太网帧有可能被分片在不同GEM帧中,TDM over GEM: TDM 输入缓存可以每 125sec获得一次发送机会 每帧静荷中封装PLI字节的TDM 信号 为适应TDM
18、信号的频率变动,静荷中的TDM信号长度可以做1字节的长度调整,DA,SA,T,data,FCS,PLI,Ethernet over GEM,ID,PTI,HEC,PLI Bytes of TDM,PLI,TDM over GEM,ID,PTI,HEC,26/42,EPON封装,EPON帧格式是基于以太网帧的格式改变而来 以及增加了下列要求(相对以太网): 定义了MPCP的PDU,用于PON层控制 增加了帧间的保护时间 对帧在MAC中的处理时间进行了要求(16 bit) ONU需要恢复OLT的时钟 EPON对以太网前导码的改动,10101010,10101010,10101010,1010101
19、0,10101010,10101010,10101010,10101011,10101010,10101010,10101011,10101010,10101010,LLID,LLID,CRC,DA,SA,T,data,FCS,Preamble,27/42,PON链路层的比较,28/42,EPON技术特点,结合了千兆以太网技术和PON技术特点。 采用单纤双向传输,上行波长为1310nm,下行波长为1490nm。 按照最大传输距离的不同,标准中将光收发模块分为10km(PX10)和20km(PX20)两大类,实际使用中多采用PX20类型。 物理层上下行速率为对称1.25Gbps(物理层),线路采
20、用8B10B编码,实际有效带宽在800950Mbps。 PX20光器件可实现20km传输距离和1:32分路比。 多采用CESoP(TDM over Packet)技术承载E1专线业务。,29/42,GPON技术特点,具有灵活的多业务接入能力和运营商级的OAM能力,管理开销丰富,QoS管理能力较强。 采用GEM封装方式进行多种业务适配。 采用125us固定帧长,利于8kHz时钟恢复质量。 采用NRZ编码,下行速率为2.488Gbps,上行速率为1.244Gbps,实际有效带宽约为下行2.45G,上行11.1G。 B+类光器件可实现20km传输距离下的1:64分路比,可支持60km的最大逻辑距离。
21、 可采用Native(TDM over GEM)或CESoP(TDM over Packet)技术承载E1业务。,30/42,OLT设备的构成,31/42,ONU设备的构成,32/42,PON设备基本功能,ONU认证,数据加密,前向纠错,光链路监测,ONU断电通知,动态带宽分配,EPON GPON,33/42,PON设备VLAN功能,双边缘上联FTTB组网三重播放业务VLAN划分举例,34/42,PON设备的QoS处理,EPON的主要QoS调度留给高层去做 例如:VLAN标记、P-bit或DSCP标记 ONU间的调度可以借助LLID,GPON通过在ONU将业务映射到T-CONTs类型的方式显式
22、的处理上行流的调度,QoS保证的主要机制: 业务流分类、流量整形、流限速、优先级标记、优先级调度等,PON层的QoS处理,高层QoS处理,35/42,PON设备中的组播,PON中的组播复制点,OLT设备,ONU设备,组播流,OLT 可控的组播复制点,ODN 在PON中采用单拷贝广播方式传输组播流,ONU 可控的组播复制点,IGMP snooping或proxy,36/42,EPON/GPON设备现状,GPON带宽和光功率预算较大,37/42,GPON/EPON的速率演进,NG-PON1:与现存PON兼容 NG-PON2:与现存PON不兼容,38,目录,编制背景,4,相关概念介绍,施工及验收规范
23、,设计规范,OLT上联,在FTTH系统中,OLT设备应通过二层汇聚交换机上联BRAS/SR,在FTTB和FTTCab系统中,OLT设备应根据承载业务情况,采用直接上联BRAS/SR或通过二层汇聚交换机上联BRAS/SR。 OLT应采用双上联,在光缆条件许可的情况下,采用不同的光缆路由。 OLT承载宽带上网业务时,上联BRAS应采用GE或10GE接口。在承载VoIP业务时,应采用不低于FE接口的速率上联。 OLT应能提供E1、STM-1等接口与SDH网络互联。 如提供CATV业务,可在OLT侧外置WDM模块及CATV接口。,39,BRAS/SR,二层汇聚,OLT,业务参考模型,40,单PON口用
24、户数,380Mn30%(70%2M30%10M)n50%2Mn25%(70%96Kbps+30%512Kbps)1000M,直播 带宽 (150路标清和10路高清),并发率,点播 带宽 (高清+标清),并发率,上网 带宽,话音 带宽,PON 带宽,n282,+,+,+,由于各地业务开展情况和开展方式不尽相同,应根据业务开展情况来计算单PON承载用户数,而不是简单的套用结论。,SNI接口,SNI是业务节点接口,即OLT的业务网络接口。 OLT 设备的SNI 接口一般为GE 接口,或10/100BASE-T、10GBASE-X 接口。 当EPON 提供TDM 数据专线业务时,SNI 应采用E1 接
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