单击此处编辑母版标题样式,第一级,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,谢谢!,PO_BT01_C1_P1,无源光网络,PON,概述,V1.3,提 纲,PON,无源光网络概述,EPON,原理,EPON,在光进铜退中的应用模式,2,点到点光接入（,MC,）方式,点到多点光接入方式,点到点以太接入,APON,FTTH,的主要技术,EPON,GPON,小区交换机接入,3,技术比较（,PON,vs,MC,）,MC,技术的两种使用方式：,点到点以太接入,N,根光纤，,2,N,个光收发器,管理独立,小区交换机,接入,只需铺设1,或,2,根光纤到小区,2,N,+2,个光收发器,设备占用局端机房空间小,在传输过程中需要有源设备,设备分级管理,PON,的接入方式：,只需铺设1,或,2,根光纤到小区,需,N+1,个光收发器,设备占用局端机房空间最小,传输中不需有源设备,设备集中管理,局端,用户,局端,用户,小区交换机,以,32,个结点为例,32/64,根光纤,64,个收发器,P2P,P2P,1/2,根光纤,66,个收发器,局端,用户,分光器,P2MP,1,根光纤,33,个收发器,4,PON,技术发展历程,上世纪,90,年代初提出,PON,概念,1995,年成立,FSAN,（,Full Service Access Networks),组织,1996,年,ITU-T,颁布,G.982(PON,标准建议）,1998,年,ITU-T,颁布,G.983,（,APON,标准建议）,2000,年,12,月成立,IEEE 802.3ah,工作组，制定,EPON,标准建议,2003,年,3,月,ITU-T,颁布,G.984,（,GPON,标准建议）,上世纪,90,年代末,APON,开始商用,2003,年,6,月 美国三大运营商开始,APON,招标,2003,年,8,月日本,NTT,开始,EPON,招标,2005,年中国电信开始测试并部署,EPON,试验网,5,PON,的定义和组成,PON,（,Passive Optical Network,）,无源光网络的定义,PON,是一种应用于接入网，局端设备（,OLT,）,与多个用户端设备（,ONU/ONT,）,之间通过无源的光缆、光分,/,合路器等组成的光分配网（,ODN,）,连接的网络。
在,OLT(,光线路终端,),和,ONU(,光网络单元,),之间的,ODN(,光分配网络,),没有任何有源电子设备的光接入网无源光网络的构成,OLT,（,Optical Line Terminal,）,光线路终端,ONU,（,Optical Network Unit,）,光网络单元,ONT,（,Optical Network Terminal,）,光网络终端（,D420,）,ODN,（,Optical Distribution Network,）,光分配网（分光器）,6,PON,的定义和组成（续）,7,PON,单纤双向传输机制,PON,系统采用,WDM,技术，实现单纤双向传输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1490nm,1310nm,8,PON,系统组网方式,9,PON,保护方式,全保护方式,骨干光纤保护方式,10,PON,技术的优势,相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级PON,结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大,无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。
PON,系统对局端资源占用很少，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高,提供非常高的带宽EPON,目前可以提供上下行对称,的,1.25Gb/s,的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到,10Gb/s,GPON,则是高,达,2.5Gb/s,的带宽服务范围大PON,作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省,CO,的资源，服务大量用户用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资带宽分配灵活，服务有保证G/EPON,系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系可以实现用户级的,SLA,11,PON,技术概述,相同的拓扑,P2MP,光纤,APON,EPON,GPON,封装协议不同,FSAN,提出，,ITU-T,标准化；,ATM,封装；,目前标准化最完善；,没有得到市场认可IEEE EFM,工作组标准化，编号,802.3ah,；,以太网封装；,国内标准已经制定完成；,产品开始在市场上迅速应用FSAN,提出，,ITU-T,标准化,G.984.x,；,ATM,、,GEM,封装；,标准已经完成；,支持厂家极少12,APON,技术,APON,技术的核心部分采用,ATM,技术利用,ATM,的集中和统计复用特性，提供从窄带到宽带等各种业务，不仅支持可变速率业务，也支持时延要求较小的业务，具有支持多业务多比特率的能力。
对称速率,(155.52Mbit/s),和非对称速率,(,下行,622.08Mbit/s,，上行,155.52Mbit/s),传输距离最大,20KM,支持的光分路比在,32-64,之间APON,技术具备综合业务接入、,QoS,服务质量保证等独有的特点；由于标准化时间较早，已有成熟商用化产品等等优点当然,APON,技术也存在利用,ATM,信元造成的传输效率较低；带宽受限；系统相对复杂、价格较贵；需要进行协议之间的转换等缺点13,EPON/GEPON,技术,EPON,和,GEPON,的基本差别就是标准化，前者往往指非标设备，后者指符合,IEEE802.3ah,规范的设备技术的核心部分采用以太网技术在,EPON/GEPON,中，根据,IEEE802.3,以太网协议，传送的是可变长度的数据包由于以太网适合携带,IP,业务，与,APON,相比，极大地减少了传输开销EPON/GEPON,能够提供高达,1Gbit/s,的上下行带宽传输距离最大,10-20KM,支持的光分路比大于,16,14,EPON/GEPON,技术,EPON/GEPON,融合了,PON,和以太网的优点，系统结构更简化，标准宽松，成本更低；,1Gbit/s,的高速宽带，且易于升级；与现有的以太网兼容，无需协议转换；具有同时传输,TDM,、,IP,数据和视频广播的能力等优点。
随着多协议标签交换（,MPLS,）等新的,IP,服务质量,(,QoS,),技术的采用，也可提供一定的,QoS,保证EPON/GEPON,技术目前仍难以支持实时业务的服务质量；在安全性、可靠性等方面与电信级的服务相比仍有差距15,GPON,技术,GPON,技术针对,1Gbit/s,以上的,PON,标准，除了对更高速率的支持外，还是一种更佳、支持全业务、效率更高的解决方案引入通用成帧协议,(GFP),，能将任何类型和任何速率的业务进行原有格式封装后经由,PON,传输，而且,GFP,帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递，大大提高了传输效率因此能更简单、通用、高效地支持全业务GPON,提供,1.244,和,2.488Gbit/s,的下行速率和所有标准的上行速率传输距离可达,20KM(,逻辑,60KM),支持的光分路比在,64-128,之间16,GPON,技术,与,EPON,力求简单的原则相比，,GPON,更注重多业务和,QoS,保证；能够简单、通用、高效的透明传送各种业务；具有前所未有的高比特率、高带宽；非对称特性更能适应未来的,FTTH,宽带市场；传输距离更远、覆盖范围更广但是,GPON,标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，其成本相对,EPON,仍显较高，目前未到达商品化阶段。
17,PON,技术基本比较,18,PON,应用环境,APON,适用于对带宽要求不高、对业务质量要求高或者需要运行混合业务的企事业单位的接入EPON/GEPON,主要面向对带宽要求高、对业务质量和网络安全要求不是太高、对成本敏感的以太网业务为主的中小型企事业单位的接入；如果成本进一步下降，也将作为,FTTH,的主要手段直接面向高端个人用户GPON,适合于少数对带宽要求高、需要提供电信级服务质量，且对成本不敏感的多业务需求的企事业单位的接入19,PON,发展趋势,APON,最成熟，但业务提供能力有限、性价比低，无法满足长远的发展，不建议大力发展，仅满足某些特定区域的接入需求EPON/GEPON,简单、高速、成本低、用户面广，技术、产品相对,GPON,成熟，是中近期可以大力发展的无源技术GPON,透明传输、高速高效、电信级服务，是发展的趋势，但成本相对高，商业化程度低，是中远期大力发展的无源技术GPON,的市场定位与,EPON,不同，两者相互补充的20,提 纲,PON,无源光网络概述,EPON,原理,EPON,在光进铜退中的应用模式,21,EPON,工作原理,-,帧结构,基于,802.3,帧格式,新增,LLID(,逻辑链路标示,),：用于在,OLT,上标识,ONU,22,LLID,定义,定义广播与单播实现,a.,广播：,MODE=1,或者,LLID=0 x7FFF,b.,单播：,MODE=0,且,LLID!=0 x7FFFF,23,EPON,工作原理下行,在,ONU,注册成动后分配一个唯一的,LLID,；,在每一个分组开始之前添加一个,LLID,，替代以太网前导符的最后两个字节；,OLT,接收数据时比较,LLID,注册列表，,ONU,接收数据时，仅接收符合自己的,LLID,的帧或者广播帧。
广播方式,24,EPON,工作原理上行,OLT,接收数据前比较,LLID,注册列表；,每个,ONU,在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧；,分配的时隙补偿了各个,ONU,距离的差距，避免了各个,ONU,之间的碰撞TDMA,方式,25,系统工作过程,ONU,的操作,ONU,通过下行控制帧的时间戳同步于,OLT,；,ONU,等待发现帧（,gate,）,ONU,进行发现处理，包括：测距，指定物理,ID,和带宽ONU,等待授权，,ONU,只能在授权时间发送数据,OLT,的操作,产生时间戳消息，用于系统 参考时间,通过,MPCP(,多点控制协议）帧指配带宽,进行测距操作,控制,ONU,注册,26,系统工作之关键技术,LLID,与仿真子层,MPCP,自动化注册和测距,27,LLID,与仿真子层,仿真子层的目的：,使下层的,P2MP,网络的处理方式看起来类似于多个,P2P,链路的集合LLID,的定义改变了以太网固有的特性，是传输质量获得可以控制的基础实现的方法：,在每一个分组开始之前添加一个,LLID,，替代前导符的最后两个字节实现机制：,在,ONU,注册成动后分配一个唯一的,LLID,；,OLT,接收数据时比较,LLID,注册列表；,ONU,接收数据时，仅接收符合自己的,LLID,的或者广播包。
28,MPCP,协议,MPCP,在,OLT,和,ONU,之间规定了一种控制机制,MPCP,来协调数据的有效发送和接收：,系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个,ONU,发送,位于,OLT,的高层负责处理发送的定时、不同,ONU,的拥塞报告，从而优化,PON,系统内部的带宽分配,MPCP,有两种,GATE,操作模式：初始化模式和普通模式初始化模式用来检测新连接的,ONU,，,测量环路延时和,ONU,的,MAC,地址,普通模式给所有已经初始化的,ONU,分配传输带宽,29,MPCP,帧格式,五种类型的,MPCP,帧,GATE,（,OLT,发出）,允许接收到,GATE,帧的,ONU,立即或者在指定的时间段发送数据,REPORT,（,ONU,发出）,向,OLT,报告,ONU,的状态，包括该,ONU,同步于哪一个时间戳、以及是否有数据需要发。