华为-GPON原理介绍.doc
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1、资料编码产品名称使用对象华为工程师产品版本编写部门接入网产品技术服务部资料版本V1.0GPON原理介绍拟 制:薛瑛日 期:2007-03-21审 核:日 期:审 核:日 期:批 准:日 期:华 为 技 术 有 限 公 司版权所有 侵权必究华为机密,未经许可不得扩散GPON原理介绍文档密级:内部公开修订记录日期修订版本描述作者2007-03-21V1.0初稿完成薛瑛目 录第1章 导读1第2章 What22.2 引经据典22.3 GPON相关标准22.4 GPON封装方式:ATM和GPON封装方式(GEM)42.5 传输速率42.6 缩略语4第3章 How63.1 GPON协议分析63.1.1 G
2、PON协议栈63.1.2 GPON标识123.1.3 业务映射方式143.2 GPON关键技术153.2.1 GPON帧结构153.2.2 业务承载能力183.2.3 管理和业务发放193.2.4 QoS &. DBA203.2.5 其他213.3 GPON解决方案24第4章 Why264.1 FTTN/FTTB/FTTH,“光进铜退”的多种建设模式264.2 GPON与EPON,FTTB/H的技术选择274.3 商业模式和产业链制约着FTTH的发展274.4 成本和互通性是EPON、GPON技术选择的决定因素284.5 GPON发展展望29第5章 总结30第6章 What more326.1
3、 关于FSAN和GPON的提出326.2 APON、EPON(GEPON)与GPON326.3 xPON系统测试内容336.3.1 光接口指标测试336.3.2 PON的基本功能336.3.3 多点控制协议功能346.3.4 动态带宽分配功能346.3.5 传输能力346.3.6 TDM业务支持能力346.3.7 组播功能346.3.8 2、3层功能356.3.9 OAM功能356.3.10 互通性测试356.4 GPON应用于基站传输的分析35华为机密,未经许可不得扩散关键词:GPON GTC OMCI DBA TCONT摘 要:本文介绍了GPON的实现原理,希望能够帮助工程师进行GPON技
4、术的学习,对相关产品学习起辅导作用。缩略语清单:FTTH:Fiber To The Home 光纤到户PON:Passive Optical Networks 无源光网络OMCI:ONT Management and Control Interface ONT管理控制接口参考资料清单:ITU-T G.984.1:General characteristics for Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON)ITU-T G.984.2:Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physi
5、cal Media Dependent (PMD) layer specificationITU-T G.984.3:Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Transmission convergence layer specification G.984.3ITU-T G.984.4:Gigabit-capable Passive Optical Networks(GPON): ONT management and control interface specification第1章 导读本专题可以视作对GPON标准学习的笔记,内容
6、尽可能的详尽并忠实反映ITUT G.984.x标准的内容,学习完本专题的全部内容,您应该可以达到对GPON特性的全面了解。由于本文定位是原理专题,对于大多数技术支持工程师而言,因为涉及到协议栈、帧结构等内容,可能会略显深涩,阅读时可以择要进行了解,建议您先参考配套胶片,并对感兴趣的模块进行选择并深入学习。 概要性的了解,请直接参考本文第5章的总结部分,这部分尽量用最简练的语言总结出GPON原理特性 需要对GPON解决方案有所了解,可以参考3.2和3.3章节 花边新闻,可以参考第6章内容 可以参考的胶片和文档n 华为技术(200610 固网专刊)n FTTx网络配置方案访问路径:support知
7、识中心 接入网 光接入 光接入公共n GPON QoS专题介绍访问路径:support知识中心 接入网 光接入 光接入公共2021-10-21华为机密,未经许可不得扩散第38页, 共43页第2章 WhatPON(Passive Optical Network 无源光网络)是指ODN(Optical Distribution Network 光配线网)中不含有任何电子器件及电子电源,ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT),以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONUs)。在OLT与ONU之
8、间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。图2-1 GPON参考结构 Reference configuration for GPON2.2 引经据典ITUT G.984.1:GPON systems are characterized in general by an Optical Line Termination (OLT) system and an Optical Network Unit (ONU) or Optical Network Termination (ONT) with a passive Optical Distribution Network (OD
9、N) interconnecting them. There is in general a one-to-many relationship between the OLT and the ONU/ONTs respectively.IT Wiki:GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽,高效率,大覆盖范围,用户接口丰富等众多优点,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术。2.3 GPON相关标准 G.984.1 GPON总体特性说明 (2003/03)n GPON网络参数说明n 保护倒换组网要求n 建议的接口类型和业务
10、类型 G.984.2 GPON PMD(Physical Media Dependent)层规格要求 (2003/03)n ODN参数规格要求n 2.488Gbps下行光接口参数规格要求n 1.244Gbps上行光接口参数规格要求n 物理层开销分配 G.984.3 GPON TC(Transmission Convergence)层规格要求 (2004/02初稿,2005/07修订案)n GTC复用结构及协议栈介绍n GTC帧结构介绍n GTC消息(PLOAM)n ONU注册激活流程n DBA规格要求n 加密和FECn 告警和性能 G.984.4 OMCI(ONT Management and
11、 Control)接口规格要求 (2004/06初稿,2005/06修订案)参考G.983.2 BPON OMCI接口规格要求n OMCI消息结构介绍n OMCI设备管理框架n OMCI ANI(上行接口)相关实体说明n OMCI UNI(用户接口)相关实体说明n OMCI 连接管理和流量管理相关实体说明n OMCI实现原理简述2.4 GPON封装方式:ATM和GPON封装方式(GEM)ATM方式是已有APON/BPON标准的一种演进,所有业务流在用户端被封装并被传回中心局。GEM方式是为GPON量身定做的一种封装格式,来源于SONET/SDH通用成帧协议GFP,它能对全业务进行映射并穿越GP
12、ON网络。GEM支持以固有格式传输数据,无需附加ATM或IP封装。GEM从帧结构而言和其他的数据封装方式类似,但是GEM是内嵌在PON中的,它独立于OLT端的SNI和ONU端的UNI,只被识别于GPON系统内。2.5 传输速率 0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down 0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbi
13、t/s down 1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down 2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down2.6 缩略语表2-1 缩略语清单AFAdaptation FunctionBRIBasic Rate InterfaceDSLDigital Subscriber LineFTTBFiber to the BuildingFTTCab/CFiber to the Cabinet/CurbFTTHFiber to the HomeISDNIntegrated Services Digital NetworkLTLine Te
14、rminalMDUMulti-dwelling UnitMTUMulti Tenant UnitNENetwork Element which uses the different wave length from the OLT and the ONUNTNetwork TerminationOAMOperation, Administration and MaintenanceOANOptical Access NetworkODNOptical Distribution NetworkOLTOptical Line TerminationONTOptical Network Termin
15、ationONUOptical Network UnitOpSOperations SystemPDHPlesiochronous Digital HierarchyPONPassive Optical NetworkPOTSPlain Old Telephone ServicePRIPrimary Rate InterfacePSTNPublic Switched Telephone NetworkSBUSingle Business UnitSDHSynchronous Digital HierarchySFUSingle Family UnitSNSerial NumberSNIServ
16、ice Node InterfaceTCTransmission ConvergenceUNIUser Network InterfaceVODVideo-On-DemandWDMWavelength Division Multiplexing第3章 How3.1 GPON协议分析3.1.1 GPON协议栈图3-1 GPON协议栈从控制和业务的角度,GPON由控制/管理平面和用户平面组成。其中C/M平面完成的工作包括,管理用户数据流、完成安全加密等OAM功能;U平面完成用户数据流的传输。1. GTC协议栈 GTC成帧子层(GTC Layer)n 复用解复用功能n 帧头的产生和解码n 基于All
17、oc-ID的内部交换功能 适配子层(TC Adaptation sublayer)由ATM TC适配器,GEM TC适配器和OMCI适配器组成。ATM和GEM TC适配器处理从各种GTC成帧子层来的PDU,以及将这些PDU分到各自的分区。此外还可以通过VPI/VCI或Port-ID识别OMCI通道,OMCI适配器可以和ATM和GEM TC 适配器交换OMCI通道数据并把它传送到OMCI实体。图3-2 GTC协议栈2. C/M平面G.984.3定义:The control and management planes in the GTC system consist of three parts
18、: embedded OAM, PLOAM and OMCI. The embedded OAM and PLOAM channels manage the functions of the PMD and the GTC layers. The OMCI provides a uniform system of managing higher (service defining) layers.其中EOAM和PLOAM供物理层和传输汇聚层使用,而OMCI供高层应用使用。后面内容可以和本文3.2.1章节的GPON帧结构结合来学习。 Embedded OAM(Operations, Admini
19、stration and Maintenance)OAM信息直接映射到帧中的相应域,保证了控制信息的传送与处理实时性。嵌入式OAM通道通过GTC帧头中域格式信息来提供(BDMap,DBRu等)。功能包括:带宽授权,密匙轮换和动态带宽分配信令(DBA的功能属于EOAM的一部分)。DBA帧还可以作为上行帧的净荷传输。n 下行帧帧头PCBd(下行物理层控制块):其中US BWMap用来控制上行帧中的在各Alloc ID的时隙分配;n 上行帧帧头:DBRu(Dynamic Bandwidth Report upstream)。n 上行帧净荷:DBA帧。 PLOAM(Physical Layer OAM
20、)PLOAM用于物理层的OAM,传送物理层和TC层中不通过OAM信道传送的所有信息。G.984.3定义了19种下行PLOAM信息,9种上行PLOAM信息,可实现ONU的注册及ID分配、测距、Port ID分配、VPI/VCI分配、数据加密、状态检测、误码率监视等功能。通过信息交互方式实现,实时性低于嵌入式OAM通道的低时延通道。n 下行帧帧头PCBd:其中PLOAMd;n 上行帧帧头:PLOAMu; 这两个域都是13Byte。作为PLOAM的通道用于传递PLOAM的Message。其中ONTID指明了需要处理该Message的ONT。当为FF时,所有的ONT都处理。PLOAM消息各个字段定义:
21、OctetsONU ID1Octets within frame transmitted top-to-bottomMessage ID1Data10CRC1MSBLSBB7B0Bits within frame transmitted left-to-right表3-1 PLOAM消息格式n ONU ID: It addresses a particular ONU. During the ranging protocol, the ONU is assigned a number, ONU-ID. This ONU-ID can be from 0 to 253. For broadcas
22、t to all ONUs, this field is set to 0xFFn Message ID: Indicates the type of the messagen Data: These octets are used for the payload of the GTC messagesn CRC: 生成多项式为x8 + x2 + x + 1 OMCI(ONU Management and Control Interface)对ONT的管理和控制接口(OMCI),由G.984.4定义。提供了另一种OAM服务,用于实现对高层的管理。OMCI类似于SNMP,是OLT和ONT之间运行
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