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1、ITU-T 984.XWinni Wang2011.062023/5/232目录目录一一 接入网接入网二二 PON三三 ITU-T 984.X四四 Questions2023/5/233接入网接入网1 什么是接入网？什么是接入网？（1）Access Network，简称 AN （2）从使用的角度理解接入网 直接为签约用户提供接入的网络 是一种运营网络，由运营商建设和管理 （3）从位置关系理解接入网 Last mile：从网络指向用户方向，最后一公里 First mile：从用户指向网络方向，最初一公里一台设备或是一个网络接入网核心网2023/5/234接入网接入网2 接入网的两个重要标准 电信
2、网接入网标准ITU-T G.902 IP接入网标准ITU-T Y.12313 接入方式 双绞线接入:典型的是以太网接入 电话铜线接入:xDSL/话带Modem/ISDN接入 同轴电缆接入:典型的是Cable Modem接入 光纤接入技术:无源光网PON 无线局域网WLAN 固定无线接入 移动无线接入 卫星接入2023/5/235接入网接入网接入网的发展接入网的发展All IPServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWireless VoiceWireless DataHigh SpeedInterne
3、t VoiceStreamingDial-upVoIPMessageFTTH GPONDSLEth/IP/MPLSAggregation NetworkLocation&PresenceMessageOnline GamingVoiceDataVideoStorageDirectoryWireless2023/5/236PON什么是PON?PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；PON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（Optical Network Unit）和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成
4、；lPassive Optical Network 无源光网络OLTONUOptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 Passive Optical Splitter 无源分光器PSTNInternetCATVONUONUPassive Optical Splitter 无源分光器2023/5/237PONAPON:ATM Passive Optical Networks BPON:Broadband Passive Optical NetworkEPON:Ethernet Passive Optical NetworksGE-P
5、ON:Giga-bit Ethernet Passive Optical NetworksGPON:Gigabit-capable Passive Optical NetworksEPONGEPONGPONATMAPONBPONEthernetEPONGPON几种PON标准2023/5/238PONPONTPONAPON/BPONGPONEPONWDM PON 国际标准ITU-T G.983.xITU-T G.984.xIEEE 802.3ah 国际标准 国际标准 国际标准尚无标准ITU-T G.982 国家标准Q1/1998 国家标准Q3/2000 国家标准 国家标准尚无标准Q4/2004Q
6、3/2004PON技术标准化进展2023/5/239目录目录 GPON（Gigabit-capable Passive Optical Networks）三大优势：1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；2、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。GPON支持Tripleplay业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是三网合一的上佳方案。GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高全球大运营商的选择1Mbps
7、3M8M25M100MADSL/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TVVoDHDTV3km2km1km20km覆盖半径为什么选择GPON?2023/5/2310目录目录ITU:国际电信联盟（前身CCITT)ITU-T:国际电信联盟标准部ITU:International Telecommunications Union TSS:Telecommunication Standardization SectorG
8、PON技术由ITU-T提出并标准化。2003年1月31日，ITU-T批GPON标准G.984.1和G.984.2，2004年，相继批准了G.984.3和G.984.4，形成了G.984.x系列标准，至此，GPON技术标准已经完成。2023/5/2311目录目录ITU-T G.984.3GPON TC层规格要求GTC复用结构及协议栈介绍GTC帧结构介绍ONU注册激活流程DBA规格要求告警和性能ITU-T G-984.1/2/3/4产品开发简单产品兼容性强ITU-T G.984.1GPON网络参数说明保护倒换组网要求GPON标准协议ITU-T G.984.2PMD层规格要求2.488Gbps下行光
9、接口参数规格要求1.244Gbps上行光接口参数规格要求物理层开销分配ITU-T G.984.4OMCI消息结构介绍OMCI设备管理框架OMCI实现原理简述 General characteristics for Gigabit-capable Passive Optical Networks(GPON)该标准主要规范了GPON系统的总体要求，包括OAN的体系结构、业务类型、SNI和UNI、物理速率、逻辑传输距离以及系统的性能目标。G.984.1对GPON提出了总体目标，要求ONU的最大逻辑距离差可达20km，支持的最大分路比为16、32或64，不同的分路比对设备的要求不同。从分层结构上看，I
10、TU定义的GPON由PMD层和TC层构成，分别由G.984.2和G.984.3进行规范；2023/5/2312ITU-T G984.12023/5/2313ITU-T G984.2GPON物理传输媒介层规格物理传输媒介层规格(Physical Media Dependent(PMD)layer specification)G.984.2要求，系统下行速率为1.244或2.488Gbit/s，上行速率为0.155、0.622、1.244或2.488Gbit/s。标准规定了在各种速率等级下OLT和ONU光接口的物理特性，提出了1.244Gbit/s及其以下各速率等级的OLT和ONU光接口参数。但是
11、对于2.488Gbit/s速率等级，并没有定义UP光接口参数，原因在于此速率等级的物理层速率较高，对光器件的特性提出了更高的要求，有待进一步研究，从实用性角度看，在PON中实现2.488Gbit/s速率等级将会比较难。2023/5/2314ITU-T G984.3GPON传输集中层规格（Transmission convergence layer specification）这个文档介绍了很多与传输控制有关的概念，包括通道分类和管理等。重点介绍了OLT与ONT交互通信，包括：GTC 数据帧介绍、ONT的发现与注册过程处理、带宽管理、纠错处理等很多传输层的概念。阅读该文档，可以明确OLT与ONT
12、通信机制。G.984.3引入了一种新的传输汇聚子层，用于承载ATM业务流和GEM（GPONEncapsulationMethod）业务流。GEM是一种新的封装结构，主要用于封装那些长度可变的数据信号和TDM业务。G.984.3中规范了GPON的帧结构、封装方法、适配方法、测距机制、QoS机制、加密机制等要求，是GPON系统的关键技术要求；2023/5/2315ITU-T G984.4GPON中ONT的管理控制接口的规格OMCI（ONT management and control interface specification）文档介绍了很多与ONT网络管理有关的概念，同时重点介绍了OMCI传
13、输协议，OMCI管理实体。就ONT开发，不管方案供应商是否提供了OMCI功能，都需要仔细的阅读这个文档。但文档的阅读，可以考虑根据具体需要分步阅读。首先完成文档前面部分内容17chapter的阅读，这部分内容不多，但对于建立完整概念很重要。再阅读1011chapter，同样内容不多，建立与OLT交互流程处理的概念。再在这些概念的基础上，阅读89chapter，这两部分也建议先阅读9，明确实体的概念，再了解它们的关联性；同时这部分阅读是完全可以根据需要选择性的阅读，达到产品需求规格的要求即可。2023/5/2316ITU-T G984.XG984.1 5 Architecture of the
14、optical access network2023/5/2317ITU-T G984.XG984.1 5 Architecture of the optical access network2023/5/2318ITU-T G984.X2023/5/2319ITU-T G984.X2023/5/2320ITU-T G984.X GPON提供以下几种异步传输速率：0.15552 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up,1.24416 Gbit/s down0.1555
15、2 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down（目前的主流支持速率）2.48832 Gbit/s up,2.48832 Gbit/s down 支持最大逻辑距离为：60km 支持最大物理距离为：20km 支持最大距离差为：20km 分光比为1：64，可升级为1：1282023/5/2321ITU-T G984.X下行数据广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过ONUID
16、来区分不同的ONU的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。2023/5/2322ITU-T G984.X上行数据TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。每帧共有9120个时隙。2023/5/2323ITU-T G984.XIFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPort不同的
17、ONU用ONU-ID标识不同的T-CONT用Alloc-ID标识不同的GEM-PORT用Port-ID标识OLTONTT-CONTT-CONTGEM PortGEM PortGPON复用结构lGEM Port：业务的最小承载单位。lT-CONT:Transmission Containers。是一种承载业务的Buffer。主要用来传输上行数据的单元，引入T-CONT主要是为了解决上行带宽动态分配，以提高线路利用率。lIF pon：GPON接口。l业务根据映射规则先映射到GEM Port中，然后在映射到T-CONT中进行上行传输。GEM port可以灵活的映射到T-CONT中，一个GEM Por
18、t可以映射到一个T-CONT中去，多个GEM Port也可以映射到同一个T-CONT中。l一个ONU的GPON接口中可以包含一个或多个T-CONT。2023/5/2324ITU-T G984.XGPON 协议栈ITU-T G984.X2023/5/2325C/M平面由3部分组成：嵌入式OAM，PLOAM和OMCI。嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于对物理层和GTC层进行管理。而OMCI提供了更高层次的统一的管理系统。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，动态带宽分配信令等。PLOAM通道涉及ONU注册、加密，Boot OMCI等 功能
19、。OMCI通道用于管理在GTC层上层定义的业务的管理。GTC成帧子层：1、复用/解复用，PLOAM，GEM到FTC帧的映射2、GTC帧头的产生/解码3、基于ALLOC-ID的内部交换GTC适配子层：1、ATM、GEM、OMCI的上层适配GPON参考模型ITU-T G984.X2023/5/2326Physical Control Block Downstream(PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd11002002300500T-CONT1(ONT 1)T-CONT 2(ONT 2)Slot 100Slot 200Slot 300Slot 500
20、PLOuPLOAMuPLSuDBRuPayload xDBRu YPayload yUpstream Bandwidth Map125usDownstream FramingOLTONT 64GPON帧结构ITU-T G984.X2023/5/2327PLOAMuPLSuDBRu xPayload xDBRu yPayload yPLOuDBRu zPayload zDelimiterB bytesBIP1 bytesONU-ID1 bytesInd1 bytesONU-ID1 bytesMsg ID1 bytesMessage10 bytesCRC1 bytesDBA 1,2,4bytesC
21、RC1 bytesGEMheaderFramefragmentGEMheaderFull frameGEMheaderFramefragmentPLI12bitGem Port ID12bitPTI3bitHEC13bitONT AONT BUpstream FramingDBA ReportPad if neededGPON上行帧结构ITU-T G984.X2023/5/2328PCBdnPayloadnPCBdn+1PayloadnPsync4 bytesIdent4 bytesPLOAMd13 bytesBIP1 bytesPlend4 bytesPlend4 bytesUS BW Ma
22、pN*8 bytesFEC Ind1 bitReserved1 bitSuper-frame Counter 30 bitsBlen BW MapLength 12 bitsAlen ATM PartitionLength 12 bitsCRC8 bitsAccess 18 bytesAccess 28 bytes.Access n8 bytesAlloc ID12 bitsFlags12 bitsSStart2 bytesSStop2 bytesCRC1 byteSend PLS1 bitSend PLOAMn1 bitUse FEC1 bitSend DBRu2 bitsReserved7
23、 bits125usCoverage of this BIPCoverage of next BIPDownstream FramingGPON下行帧结构ITU-T G984.X2023/5/2329GEM PayloadCRCPTIPort IDPLIGEM FrameEthernet PacketDASFDPreambleInter packet gapSALengthTypeMAC client dataFECEOF5 bytesGPON系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到GEM Payload中去进行传输。GEM帧会自动封装头信息。映射的格式清晰，设备很好实现，兼容性好。以太网
24、业务在GPON中的映射方式ITU-T G984.X2023/5/2330什么是DBA?-DBA,Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配)-DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制为什么需要DBA？-可以提高PON端口的上行线路带宽利用率 -可以在PON口上增加更多的用户 -用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带宽突变比较大的业务DBAITU-T G984.X2023/5/2331GPON系统采用SBA+DBA的方式来实现带宽的有效利用，TDM业务通过SBA指配带宽以保证其高QoS，其他一些业务可以通过DBA来动态分配带
25、宽。DBA的实现与QoS的保障机制有密切关系。GPON系统通过状态的上报以及OLT业务监视（非状态上报）支持动态带宽分配。GPON的状态上报DBA存在3种机制：PLOu-State Ind DBA;DBRu-Piggy-back DBA;Payload DBA;DBA功能的实现机制主要包括以下几个部分：OLT或ONU进行拥塞检测;向OLT报告拥塞状态;按照指定参数更新OLT分配带宽;OLT按照新分配的带宽和T-CONT类型发送授权;DBA操作的管理。DBAITU-T G984.X2023/5/2332T-CONTs(Transmission Containers)：动态接收OLT下发的授权，用
26、于管理PON系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善PON系统中的上行带宽。T-CONT的带宽类型分为FB,AB,NAB,BE。T-CONT的5种类型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。T-CONT带宽术语ITU-T G984.X2023/5/2333l根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制。l最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。lOLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。
27、T-CONT类型和带宽类型之间的关系2023/5/2334lForward Error Correction,FEC。l一种基于Reed-Solomon的块编码算法，FEC码字由定长数据块和冗余位构成。lGPON在传输层使用FEC算法可以将线路传输的误码率降低到10E-15,可以避免数据重传。lGPON系统上、下行均支持FEC处理。l对PCBd和Payload一起进行FEC处理，提高了数据传输质量。FEC处理ITU-T G984.X2023/5/2335激活过程ITU-T G984.X2023/5/2336 OMCI ONT management and control interface的缩
28、写。OMCI协议 指OLT与ONT之间OMCI数据传输的交互过程，OLT通过这种OMCI数据交互完成对ONT的管理控制。OMCC(ONT management and control channel)OLT分配给GTC特定的Port-ID，Alloc-ID 就决定了OMCC。根据G984.3，ONT的控制、管理层面有三部分：嵌入OAM、PLOAM、OMCI。OMCI只是其中的一种，它为高层的控制、管理提供统一接口。嵌入OAM通道、PLOAM通道都处在GTC一层，而OMCC处在GTC之上。OMCIITU-T G984.X管理实体（managed entities）在G984.4中，为了介绍与OM
29、CI协议无关的MIB，引入了“管理实体”这个概念，实体是资源和服务结合的抽象概念。根据OMCI的规范从实现的必要性分类 Requirement(R):为了保证兼容，必须实现的实体。Conditional Requirements(CR):当确定某些功能规格后，为了保证兼容，必须实现的实体。这些实体是与具体功能相关联的，而这些功能是由不同客户的需求决定的。Option(O):针对客户可能提出某些要求，需要实现的实体，该实体与兼容性无关。实体特征 实体包括属性（Attributes）和方法（Action）实体的创建有以下几种方式：ONT启动时自动创建、OLT要求创建、实体创建引发新类型实体创建。实
30、体删除方式有几种：应OLT的要求删除、完成自己任务自动删除。有的实体长期居留，直到重新启动。属性有几种可操作类型:(R)、(W)、(R,W)、(R,Set-by-create)、(W,Set-by-create)、(R,W,Set-by-create)。2023/5/2337管理实体ITU-T G984.X2023/5/2338G984.4中为了便于介绍，又把所有实体归为13类（目前147个）1Equipment management2ANI management3Layer 2 data services4Layer 3 data services5Ethernet services6802
31、.11 services7xDSL services8TDM services9Voice services10MoCA11Traffic management12General purpose MEs13Miscellaneous services管理实体2023/5/2339目录目录GPON与EPON的比较GPONEPON标准ITU.TIEEE速率2.488G/1.244G1.25G/1.25G分光比1:641:1281:161:32承载ATM,Ethernet,TDMEthernet编码方式NRZ8B/10B带宽效率92%72%QOSVery good，Good,including Ethernet,TDM,ATMonly ethernet光预算Class A/B/CPx10/Px20测距EqD 逻辑等距RTTDBA标准格式厂家自定义TDM支持TDM over EthernetTDM over Ethernet(PWE3,CESoEthernet)or native TDM)(PWE3,CESoEthernet)ONT互通OMCI无Pr-End2023/5/2340Questions&Thanks!演讲完毕，谢谢观看！