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1、光通信技术发展概述（上）熊伟成熊伟成2010-11-301.从宏观角度认识通信网络2.了解各种电信业务的基本实现流程3.了解当前主要光通信技术的基本原理及发展趋势课程的目的1.通信网络整体概述2.光接入网概述和主要技术3.光城域网概述和主要技术4.光骨干网概述和主要技术课程主要内容1.光通信网络发展概述2.宽带接入网主要技术3.光接入网技术现状和技术特点4.光接入网未来技术发展趋势提纲“三网融合三网融合”追溯通信网发展追溯通信网发展“三网融合”指的哪“三网”？广播电视网传统电信网计算机网Triple Play5城域网接入网至省干广播电视网广播电视网国际局国际局省局省局省局省局市局市局市局市局端
2、局端局端局端局用户用户A用户用户B省际网省际网本地网本地网省内网省内网国际网国际网光纤数字化光纤数字化铜线接入铜线接入省级长途交换中心（省会城市）省级长途交换中心（省会城市）国际长途交换中心国际长途交换中心本地网交换中心（地、市）本地网交换中心（地、市）端局（县局、市话局）端局（县局、市话局）传统电信网络传统电信网络PSTN程控程控程控程控交换机交换机交换机交换机光传输光传输光传输光传输设备设备设备设备程控程控程控程控交换机交换机交换机交换机光传输光传输光传输光传输设备设备设备设备电信机房电信机房电信机房电信机房电信机房电信机房电信机房电信机房计算机网络计算机网络第一代计算机网络第一代计算机网
3、络远程终端联机阶段远程终端联机阶段 第二代计算机网络第二代计算机网络计算机局域网网络阶段计算机局域网网络阶段 第三代计算机网络第三代计算机网络计算机网络互联阶段计算机网络互联阶段 第四代计算机网络第四代计算机网络国际互联网与信息高速公路阶段国际互联网与信息高速公路阶段BCDA三网发展共性三网发展共性数字化、光纤化数字化、光纤化广播电视网传统电信网计算机网HFC网络现代电信网络三网融合网络调制解调技术调制解调技术数字化数字化CATVDSL技术技术VoIP技术技术光纤承载光纤承载CATV光纤承载光纤承载IP数字化技术发展光纤化技术发展9IP/MPLS/DWDMIP/MPLS/DWDM骨干网骨干网骨
4、干网骨干网多业务综多业务综合接入合接入Cable Modem媒体网关媒体网关移动业务移动业务WLANIP电话电话宽宽带带上上网网视频通信视频通信带宽批发带宽批发NGN/IMS网络平台网络平台光城域网光城域网光城域网光城域网国际国际互联互联互通互通虚拟虚拟ISP业业业业务务务务平平平平台台台台VPNPSTN宽带无线接入宽带无线接入宽带无线接入宽带无线接入WLANWLANxDSLxDSLEthernetEthernet宽宽宽宽带带带带接接接接入入入入信令网关信令网关2G/3G/4G现代光通信网络现代光通信网络10PTNAccessSDHAggregationMSC ServerMGWSGSNGGS
5、N3G CNRNCSRBASCore固定网络用户固定网络用户商业网络用户商业网络用户移动网络用户移动网络用户STM-N、FE、GE、10GE、OTN、E1、PONSTM-N、E1、FE、GE、PON、DSL、POTSIP CORENGNSROTU/ODUWDM/OTN光通信网络层次结构光通信网络层次结构OTU/ODUOTU/ODUOTU/ODU1.光通信网络发展概述2.宽带接入网主要技术3.光接入网技术现状和技术特点4.光接入网未来技术发展趋势提纲12宽带数据接入网络骨干节点Manager&AAA城域核心 综合接入BRASRTUONUBRASL3城域汇聚DSLAMMSAGLANOLTL3BRA
6、SL3L3n宽带数据接入网，主要向用户提供宽带上网业务。n骨干网设备主要由核心路由器组成，覆盖省级节点。n城域网主要由路由器、交换机及传输设备组成，覆盖市内局点。n接入网的技术种类和设备型态较多，主要有DSL、LAN、PON等技术，覆盖区局到用户约1公里范围。13接入网主要设备ModemDSLAM路由器交换机OLTFTTC ONUFTTB ONUFTTH ONUBRAS14ADSL2+PONADSL2+VDSL2Centre officeHomeADSL2+/VDSL2ONTADSL2+10/100Base-T1 km2 kmIP DSLAMGECurbBuildingSplitterDSL光
7、纤以太网FTTHGEDSLIP DSLAMSwitchSwitch宽带接入主要组网15接入技术带宽与距离1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+Copper BasedVDSL/ADSL2+Copper BasedPONFiber Based2002200320062010时间带宽互联网视频会议远程控制接入技术业务需求VoD标清电视视频会议Game实况TVVoDHDTV3km2km940M下行下行980MGPON上行上行1.25G下行下行2.5GNRZ92上行上行1210M下行下行2480M44GPON与EPON比较（2）29 dB24dB20 dBMaximum loss15
8、dB10 dB5 dBMinimum lossPX30PX20PX10Table 802.3ah for optical path loss30 dB15 dBClass C28 dB25 dB20 dBMaximum loss13 dB10 dB5 dBMinimum lossClass BClass BClass ATable G.984.2 Classes for optical path loss33 dB18 dBClass C+EPONFP+PIN激光器激光器常常规规ODN：1：32分路比下分路比下传传20kmGPONDFB+APD激光器激光器常常规规ODN：1：64分路比下分路比
9、下传传20km45ETH/TDMGEMGTC/T-contFlow control/ClassificationGPON 业务承载层PON QoS处理机制DBAVLAN/COS/PQ/GTS/POLICINGGPON与与EPON比比较（3）ETH/TDMTDM业务（非电路仿真方式）为面向连接，系统可以通过静态配置带宽严格保证面向连接的QoS。ETH业务（包括电路仿真方式的TDM业务）主要是基于二层VLAN、COS等标识进行业务的QoS处理GEM在GEM层主要是针对每个GEM Port进行业务流分类，类似于DSLAM的单PVC多业务的处理方式。针对流分类后的业务分别进行优先级修改、流量监管和转发
10、处理。GTCQoS处理的最小单元是T-CONT，T-CONT可以看作是ONU业务流的承载容器，调度机制是DBA。DBA的算法是GTC的QoS处理性能的关键。ETH/TDMDBAEPON 业务承载层46EPON 业务处理流程EPON提供提供SLA、接纳控制、带宽资源分配等功能，保障各类业务的服务质量、接纳控制、带宽资源分配等功能，保障各类业务的服务质量 结合流分类、结合流分类、VLAN分配模式、分配模式、COS业务等级特性，合理安排业务流处理模式业务等级特性，合理安排业务流处理模式 合理高效的合理高效的DBA机制，支持固定带宽、保证带宽和尽力而为的带宽分配机制，支持固定带宽、保证带宽和尽力而为的
11、带宽分配 承载承载TDM业务的业务的QoS保障手段：保障手段：l设置专属设置专属VLAN，按，按VLAN进行业务流分类，实现与其他业务的隔离进行业务流分类，实现与其他业务的隔离 l为为TDM业务设置最高优先级，业务设置最高优先级，802.1p 的的COS值建议设置为值建议设置为7，采用，采用SP调度策略调度策略l预留较高的带宽通道预留较高的带宽通道47GPON 业务处理流程ONU侧：对UNI接口接收到的业务流进行流分类，流分类的结果定义为Virtual UNI（一般就是VLAN或者802.1p TAG）Virtual UNI映射到指定的GEM port，多个Virtual UNI可以映射到同一
12、个GEM port。ONU再将GEM port分配到指定的T-CONT。OLT侧：OLT从T-CONT中拆出GEM帧，然后对每个GEM port接收到的业务流分别进行流分类，CVLAN切换为SVLAN，以及上行网络侧VLAN的802.1p优先级，再基于802.1p调度后发送到SNI接口48GPON与EPON比较（4）PON CESNative TDMNative模式是模式是GPON 标标准附准附录录中中规规定的一种定的一种TDM承承载载方式，它借助方式，它借助GPON的的8K帧头进帧头进行行边边界定位，把界定位，把TDM业务业务直接承直接承载载在在GEM帧帧内。内。TDM业务业务先先导导入入缓
13、缓存中存中进进行排行排队队，并且按照固定，并且按照固定的字的字节节数复用到数复用到GEM帧帧中中进进行行传输传输。这这种方式种方式不不对对具体的具体的TDM业务进业务进行感知，只行感知，只进进行透行透传处传处理。理。GEM帧帧具有定具有定长长的特点，的特点，对对TDM业务传输业务传输非常非常有利。有利。EPON/GPON均可以采用均可以采用CES方式方式CES技技术实现术实现分分为为PWE3和和MEF8两种两种协议协议MEF8通通过过以太网（以太网（MAC地址）地址）进进行行电电路仿真，路仿真，PWE3通通过过IP网（网（IP地址）地址）进进行行电电路仿真路仿真1.光通信网络发展概述2.宽带接
14、入网主要技术3.光接入网技术现状和技术特点4.光接入网未来技术发展趋势提纲50PON的主要技术PON（无源光网络）（无源光网络）TDM PON（时分无源光网络）（时分无源光网络）FSAN/ITU-TGPON（G.984.1/2/3/4/5）XGPON1XGPON2IEEEEPON（IEEE802.3ah）10G EPON（IEEE802.3av）WDM PON（波分无源光网络）（波分无源光网络）1490nm1310nm过去将来EPON10G EPONIEEE 802.3以太网万兆以太网A/BPONGPONNG-PONITU-T/FSANATM?千兆以太网51PON技术发展路线1021Line
15、Rate（GB/s）20020622Mb/sBPON20041.25Gb/sEPON20082.5Gb/sEPON20102015NGA1:借鉴10G EPON技术成果,考虑当前GPON和ODN网络兼容，在上行速率、技术工艺方面根据GPON的规划要求进行重新定义 WDM-TDMPONNGA2:不考虑当前GPON和ODN网络兼容，发展高速率、长距、大分光比的WDM-TDM混合 PON网络 秉承一致的协议和管理方式，多种速率可以完全兼容并实现平滑升级发展高速率、长距、大分光比的WDM-TDM混合 PON网络，国家863项目2.5Gb/sGPONGPON继承了BPON 众多技术特性，但不兼容BPON
16、？基于16/32波道、单波道1.25/2.5G速率的WDM PON系统，未来兼容TDM PON10Gb/sGPON10Gb/sEPONWDM PON5210 GEPONEthernet PON,基于以太网的无源光基于以太网的无源光接入技术接入技术.l2000年11月成立IEEE研究小组，即后来的EFM工作组；l2004年4月工作组形成IEEE 802.3ah系列标准.现统称为IEEE 802.3-2005；以以EPON为基础为基础,EPON的下一代无源的下一代无源光接入技术光接入技术.l2006年802.3av成立（确定了10GEPON标准目标）l2008年3月D1.1 确定主要技术类型/参数
17、；l2008年12月D2.2修订l2009年1月D3.0草案终稿l2009年9月发布标准定稿EPONNG-EPON演进方向10Gbps10Gbps下行、下行、1Gbps1Gbps上行上行10Gbps10Gbps下行、下行、10Gbps10Gbps上行上行5310G EPON多速率共存下行 WDM 上行 双速率,突发模式TDMA机制协调1G和10G ONU共存OLT根据预期接收到的速率将输入信号导引至合适的接收路径5410G EPON标准进程2006年03月 802.3av成立（确定10GEPON标准目标）2009年01月 D3.0终稿2009年09月 标准发布10GEPON5510G EPON
18、协议变化5610G EPON技术特色技术特色较现有的EPON与GPON技术，具有先进带宽提供能力与EPON及ODN具有良好兼容性，可继承EPON标准产业链标准方向清晰明确、进展迅速，产业供应链各环节响应迅速至少还有4家芯片制造商开始了10GEPON相关芯片的开发沿续10G以太网的成熟产业链，现有光器件成熟57NG-GPON演进方向重点考虑兼容重点考虑兼容GPON 重点研究方向：提升速率，引入重点研究方向：提升速率，引入WDM技术；增加长距技术；增加长距/大分光比；大分光比；问题：问题：lNG-PON1的波段分配lTC层的改动NGA1NGA2不受现有不受现有XPON限制，研究新的限制，研究新的P
19、ON技术技术,标准化尚早标准化尚早lWDM PONlOCDMA PONlOTDM PONGigabit PON，基于，基于ATM/GEM的的无无 源光接入技术源光接入技术.lFSAN在2001年初提出,ITU和FSAN进行标准化，遵循ITU-T G.984系列标准；GPON58NG-GPON标准进展10G GPON59WDM-TDM PON的研究（国家863项目）开始进行低成本的多波长以太网综合接入系统（WDM-TDM PON）的研制，包括局端OLT设备、系列化ONU设备及EMS网管；并研制出相应的关键光模块和器件，包括局端、用户端光模块、无热AWG、10G MAC 和TDMoP 芯片等；谢 谢！下次课程主要讲解光传输网技术地址:武汉市关东科技园东信路6号/邮编:430073/电话:027-59100408邮箱: