hcnp-access培訓(xùn)v2.0鴻鵠hcan110110g epon原理

徐建峰/xwx662712018.11.19李亞利/lwx430912新開發(fā)10GEPON原理近年來，隨著全球范圍內(nèi)接入市場(chǎng)的飛快發(fā)展以及全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的快速開展，已有的PON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在帶寬需求、業(yè)務(wù)支撐能力以及接入節(jié)點(diǎn)設(shè)備和配套設(shè)備的性能提升等方面都面臨新的升級(jí)需求。10GEPON技術(shù)遵循IEEE802.3av標(biāo)準(zhǔn)，支持下行10Gbit/s，上行1Gbit/s的非對(duì)稱傳輸速率，滿足高帶寬業(yè)務(wù)需求。學(xué)完本課程后，您將能夠：描述10GEPON的技術(shù)原理描述10GEPON典型應(yīng)用方案及組網(wǎng)10GEPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展10GEPON技術(shù)原理10GEPON典型應(yīng)用組網(wǎng)10GEPON標(biāo)準(zhǔn)介紹10GEPON遵循802.3av標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種10GEPON技術(shù)：非對(duì)稱：下行傳輸速率為10Gbps，上行傳輸?shù)乃俾蕿?Gbps對(duì)稱：下行傳輸速率為10Gbps，上行傳輸?shù)乃俾蕿?0GbpsIEEE802.3av標(biāo)準(zhǔn)的核心點(diǎn)：擴(kuò)大EPON(802.3ah)標(biāo)準(zhǔn)的上下行帶寬，達(dá)到10G速率10GEPON/EPON的兼容性，即10GEPON的ONU可以與1GEPON的ONU共存在同一個(gè)ODN下PON技術(shù)的光譜分配EPON和10GEPON光譜分配如下：EPON和10GEPON下行波分共存，上行時(shí)分共存。126013601480150015751580EPON/10GEPON(非對(duì)稱)上行EPON下行10GEPON下行10GEPON（對(duì)稱）上行波長(zhǎng)nm1270128013101490157710GEPON和EPON主要區(qū)別項(xiàng)目EPON(802.3ah)10GEPON(802.3av)非對(duì)稱對(duì)稱速率1G下行/

1G上行10G下行

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1G上行10G下行

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10G上行上行線路編碼8B/10B8B/10B64B/66B分光比1:641:1281:128波長(zhǎng)/nm下行1490(1480-1500)1577(1575-1580)1577(1575-1580)上行1310(1260-1360)1310(1260-1360)1270(1260-1280)最大傳輸距離20km20km20km光功率預(yù)算PX10/20(20+)PRX10/20/30/40/50PR10/20/30/40/50EPON標(biāo)準(zhǔn)定義的演進(jìn)方式EPON的演進(jìn)是將OLT的EPON端口更換為對(duì)稱/非對(duì)稱的10GEPON端口，ONT可以根據(jù)需求靈活選擇。EPONOLT分光器EPONONTODF10GEPONOLT非對(duì)稱10GEPONONT下行：1490nm上行：1270/1310nm下行：1577nm上行：1270/1310nm1577nm1490nm1270nm1310nm對(duì)稱10GEPONONT下行：1577nm上行：1270nmODF×系統(tǒng)概述10GEPON技術(shù)原理基本概念關(guān)鍵技術(shù)10GEPON組網(wǎng)及帶寬說明10GEPON數(shù)據(jù)復(fù)用方式10GEPON實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，系統(tǒng)采用WDM技術(shù)。為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶的信號(hào)，采用以下兩種技術(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)。1270nm分光器ONUONUONUOLT1577nm10GEPON下行數(shù)據(jù)下行方向，OLT采用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)給ONU，所有的ONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，ONU根據(jù)LLID信息判斷是否接收分光器ONU1ONU3ONU2123OLT12312312312310GEPON上行數(shù)據(jù)TDMA:OLT統(tǒng)籌管理ONU發(fā)送上行信號(hào)的時(shí)刻，發(fā)出時(shí)隙分配幀。ONT根據(jù)時(shí)隙分配幀，在OLT分配給它的時(shí)隙中發(fā)送自己的上行信號(hào)。分光器ONU1ONU3ONU2123OLT12312312312310GEPON幀10GEPON數(shù)據(jù)幀和EPON數(shù)據(jù)幀一樣，基于802.3體系的以太網(wǎng)幀進(jìn)行擴(kuò)展。前導(dǎo)碼7Bytes定界符1BytesDA6BytesSA6Bytes長(zhǎng)度/類型2Bytes數(shù)據(jù)46-1500BytesFCS4BytesEthernet前導(dǎo)碼8BytesDA6BytesSA6Bytes長(zhǎng)度/類型2Bytes數(shù)據(jù)46-1500BytesFCS4Bytes10GEPON0x550x55SLD0x550x55LLIDCRC8LLID系統(tǒng)概述10GEPON技術(shù)原理基本概念關(guān)鍵技術(shù)10GEPON組網(wǎng)及帶寬說明關(guān)鍵技術(shù)之MPCP測(cè)距對(duì)OLT而言，各個(gè)不同的ONU到OLT的邏輯距離不相等，OLT與ONU的環(huán)路時(shí)延也會(huì)隨著時(shí)間和環(huán)境的變化而變化，因此在ONU以TDMA方式（也就是在同一時(shí)刻，OLT一個(gè)PON口下的所有ONU中只有一個(gè)ONU在發(fā)送數(shù)據(jù)）發(fā)送上行信元時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)碰撞沖突。ONU1ONU2ONU3OLT分光器沖突測(cè)距原理補(bǔ)償因ONU距離不同而產(chǎn)生的時(shí)延差異：RTT（RoundTripTime）在注冊(cè)過程中，OLT對(duì)新加入的ONU啟動(dòng)測(cè)距過程OLT使用RTT來調(diào)整每個(gè)ONU的授權(quán)時(shí)間OLT也可以在任何收到MPCPPDU的時(shí)候啟動(dòng)測(cè)距功能。使用注冊(cè)沖突避讓：在10GEPON系統(tǒng)中，解決ONU的注冊(cè)沖突的方案：隨機(jī)延遲時(shí)間法。T1T2T3T1OLTONUgategatereportT3-T1T2-T1RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2關(guān)鍵技術(shù)之突發(fā)光電技術(shù)10GEPON上行方向采用時(shí)分復(fù)用的方式工作，每個(gè)ONU必須在許可的時(shí)隙才能發(fā)送數(shù)據(jù)，不屬于自己的時(shí)隙必須關(guān)閉光模塊的發(fā)送信號(hào)，才不會(huì)影響其他ONU的正常工作。對(duì)于OLT側(cè)上行接收來講，必須要根據(jù)時(shí)隙進(jìn)行突發(fā)接收每個(gè)ONU的上行數(shù)據(jù)。因此，為了保證系統(tǒng)的正常工作：ONU側(cè)的光模塊必須支持突發(fā)發(fā)送功能OLT側(cè)的光模塊必須支持突發(fā)接收功能ONU側(cè)突發(fā)發(fā)送測(cè)距保證不同ONU發(fā)送的信元在OLT端互不沖突，但測(cè)距精度有限，一般為正負(fù)1bit，不同ONU發(fā)送的信元之間會(huì)有幾bits的防護(hù)時(shí)間（但不是比特的整數(shù)倍），如果ONU側(cè)的光模塊不具備突發(fā)發(fā)送功能，則會(huì)導(dǎo)致發(fā)送信號(hào)出現(xiàn)疊加，信號(hào)則會(huì)失真。ONU1ONU2ONU3OLT分光器突發(fā)光模塊連續(xù)光模塊OLT側(cè)突發(fā)接收由于每個(gè)ONU到OLT的距離不同，所以光信號(hào)衰減對(duì)于每個(gè)ONU來講都是不同的，所以就可能導(dǎo)致OLT在不同時(shí)隙接收到的報(bào)文的功率電平是不同的，如果OLT側(cè)的光模塊不具備光功率突變的快速處理，則會(huì)恢復(fù)出錯(cuò)誤的信號(hào)（高于閾值電平才認(rèn)為有效，低于閾值電平則無法正確恢復(fù)）。閾值閾值連續(xù)光模塊突發(fā)光模塊信號(hào)恢復(fù)信號(hào)恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)之DBADBA：DynamicBandwidthAssignment動(dòng)態(tài)帶寬分配協(xié)議。OLT根據(jù)ONU的上行突發(fā)業(yè)務(wù)量需求，動(dòng)態(tài)地調(diào)整分配上行帶寬給ONU，既滿足了ONU上行帶寬需求，也提高了PON系統(tǒng)帶寬的利用率。DBA算法邏輯REPORT報(bào)告GRANT消息TimeslotONU的調(diào)度器ONUOLT控制平面數(shù)據(jù)平面關(guān)鍵技術(shù)之線路加密10GEPON系統(tǒng)下行方向采用廣播方式，惡意用戶很容易截獲系統(tǒng)中其它用戶的信息。ONU為了使自己的信息不被其他ONU讀懂，要求OLT在發(fā)送它的數(shù)據(jù)信息前按每個(gè)ONU自己提供的密碼(攪動(dòng)鍵)在TC層進(jìn)行攪動(dòng)加密。為防止竊聽者逐個(gè)試探解密，需要對(duì)攪動(dòng)鍵定時(shí)更新，每個(gè)ONU更新的頻率至少每秒更新一次。線路加密過程為了防止加密密鑰被破解帶來的風(fēng)險(xiǎn)，使用密鑰更換技術(shù)，不斷更新加密密鑰，提高安全性。33112加密解密解密解密133211用戶1用戶2用戶3133211133211133211OLTONUONUONU關(guān)鍵技術(shù)之MPCP兼容華為提出MPCP兼容適配機(jī)制，解決了1G/10GONU在網(wǎng)絡(luò)中共存問題。(1)發(fā)現(xiàn)窗（DiscoveryGateMessage）增加了1G和10G的標(biāo)志域，區(qū)分1G和10GONU。(2)ONU報(bào)告光模塊要求的開關(guān)時(shí)間（LaserON/OFFtime)。(3)經(jīng)OLT與ONU協(xié)商后，告知ONU光模塊的實(shí)際開關(guān)時(shí)間。（1）（2）（3）系統(tǒng)概述10GEPON技術(shù)原理10GEPON組網(wǎng)及帶寬說明10GEPON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)10GEPON網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)遵循標(biāo)準(zhǔn)PON網(wǎng)絡(luò)P2MP拓?fù)浼軜?gòu)，和EPON網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟粯覱NUOLT分光器分光器10GEPON企業(yè)組網(wǎng)路由器業(yè)務(wù)存儲(chǔ)OLT分光器ONUONT軟交換無線接入點(diǎn)樓宇監(jiān)控系統(tǒng)安防監(jiān)控PC瘦終端語音TV單纖單模BackboneLAN非對(duì)稱10GEPON上行帶寬說明

非對(duì)稱型10GEPONONU和EPONONU共存時(shí)，所有ONU共享1.25G的上行帶寬，每個(gè)時(shí)隙傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相同。主干光纜10GEPONONUEPONONU10GEPONONU分光器OLT對(duì)稱10GEPON上行帶寬說明

對(duì)稱型10GEPONONU和EPONONU共存時(shí)，EPON的上行帶寬是1.25G，由于其所占用的時(shí)隙和10GEPON是相同的，所以這種情況下PON口的上行總帶寬實(shí)際上是達(dá)不到10G的。主干光纜10GEPONONUEPONONU10GEPONONU分光器OLT10GEPON下行帶寬說明

10GEPON

PON口具備1490nm/1577nm兩個(gè)中心波長(zhǎng)的發(fā)送能力，可滿足EPON和10GEPON下行，傳輸方式均為廣播方式，PON口的總帶寬為EPON下行帶寬與10GEPON下行帶寬之和。10GEPONONUEPONONU10GEPONONU主干光纜分光器波長(zhǎng)15