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GPON组网介绍(苏云鹏)解读.pdf
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GPON组网介绍
苏云鹏
接入网作为连接电信网和用户网络的部分,是提供将电信网络的多种业务传送到用户的接入手段。
接入网是整个电信网的重要组成部分,作为电信网的“最后一公里”,是整个电信网中技术种类最多、
最为复杂的部分。电信业务发展的目标是实现各种业务的综合接入能力,接入网也必须向着宽带化、数
字化、智能化和综合化的方向发展。
由于传统语音业务逐渐被无线、 VOIP等业务蚕食,宽带业务成为给运营商在固网领域带来收入的主
攻方向,运营商希望通过提供丰富多彩的业务体验来吸引用户。业务的发展尤其是视频类业务的逐渐推
广,使用户对网络带宽和稳定性要求越来越高。随着光纤成本的下降,网络的光纤化成为发展趋势,原
来主要用于长途网和城域网的光纤也开始逐步引入到接入网馈线段、配线段和引入线,向最终用户不断
推进。
本指导将目前业界广泛认可的 GPON接入技术与我省的现网情况相结合,对我省后期建设给出了指
导性意见,请管内各单位组织建设、运维、市场等部门人员认真学习,希望能对各单位后期的 GPON建
设有所帮助。
1 绪论
1.1 序
随着宽带接入业务日渐普及,如何在宽带网络上开展丰富的增值业务来提高 ARPU值,在建设高速
宽带网络的同时能够有效地降低网络运营维护成本,成为电信运营商最为关注的问题。谁将主导未来的
宽带接入技术?随着视频点播、网络游戏和 IPTV等高带宽业务的出现,光纤接入(FTTx)脱颖而出,成
为固定接入网的发展方向,被视为下一代宽带接入技术的代表,完美定义未来“最后一公里”的最终形
式。PON技术,已凭借它高带宽、高速率,高性价比的魅力,成为当前实现FTTx的首选方案。
1.2 GPON建设背景
从09年辽宁省电信业市场看,辽宁联通和辽宁电信对新接入小区全面使用 PON技术,对既有小区正
在逐步改造,改造后将全面实现 PON技术的接入能力。并且辽宁联通已经开始大张旗鼓地在全省推广
EPON宽带,提速不提价。对此,辽宁铁通也在部分地区开始进入 PON技术时代,否则,在2010年AD
用户将很难同PON技术进行竞争。
为了提高市场竞争能力,培育新技术, 09年上半年我们确定沈阳、大连、鞍山、营口 4家经济环境
相对较好的单位做为 GPON技术首批试点单位,希望通过借 GPON技术投入市场,来提高我省宽带市场
竞争能力。
从技术角度考虑,选择GPON的主要原因有以下三点:
1、与移动公司网络融合:由于移动集团集采选择GPON,辽宁移动公司也选择了GPON进行布网,因此
考虑今后与移动公司网络融合,保持设备一致性,因此也选择了GPON。
2、差异化经营:辽宁联通、电信两大运营商均选择 EPON建网,为了与其中竞争中体现出优势,则必须
在技术的选择上有所差异。
3、GPON技术优势: GPON和EPON由于产生标准组织不同,在物理层设计,帧结构设计,帧封装技
术,QoS管理和分配,终端管理等方面存在诸多差异。这些差异比较之下, GPON主要表现出下面一些
特点:
➢ 带宽效率高,分光比高,光功率预算高;
➢ QoS保障机制完善
➢ TDM传送机制灵活,而且ONT和OLT之间可以同步时钟
➢ OAM管理机制定义完善,OMCI目前已经定义几乎所有的业务包括VoIP,CES,MoCA等业务。
通过先期的试点工作,我们在实践中体验到了 GPON技术的优势所在,它比传统的 AD接入优势在
于,传输效率高,可达93%。接入网络结构灵活, 便于扩展,可支持环型、树型等多种网络拓扑结构. 主
干仅需光纤, 通过光纤分配网络接入各类业务 ,分支扩容对现有业务无影响。同时 GPON还给分局安装人
员带来很大的方便,ONU直接架设在楼道里,直接通过局线箱跳线,省去了机房跳线部分,节省了安装
时间。光纤直接到小区,也省去了线路维护,节省了很大的维护空间。由原有电缆方式改为 GPON方式
接入的宽带用户也反馈,网络质量较前期有了很大的改善。并且 GPON高带宽、高速率、高稳定性的三
大特点对用户来讲有着很大的吸引力。
2
2 GPON技术介绍
2.1 PON技术原理
PON(Passive Optic Network) 是一种采用点到多点(P2MP)结构的单纤、双向光接入网络,主要
由OLT光线路终端、POS无源分光器、ONU光网络单元三部分组成。
为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号, PON采用WDM技术,下行采用 1490nm波
长,上行采用1310nm波长实现单纤双向数据传输。CATV信号采用1550nm波长。
PON下行数据流采用广播技术,每个 ONU都会接收到所有数据,ONU有选择的进行接收;上行数
据流采用TDMA技术,OLT给每个ONU分配一定的授权时间窗口,ONU在OLT分配的时间窗口内发送数
据,占用上行带宽,实现上行带宽的动态分配。
DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配)是PON技术中的一项基本技术,通过
DBA可以实现PON上行带宽的动态分配,提高带宽利用率。 DBA的基本原理:每个 ONU将需要发送的
数据长度、优先级等信息上报 OLT,OLT根据 DBA算法计算出每个 ONU的授权时间窗口并授权给
ONU,ONU根据OLT的授权时间窗口发送数据占用上行带宽。
测距技术同样是 PON技术中的一项基本技术,由于 ONU距离OLT的实际距离是不一样的,所以
ONU在OLT授权的时间窗口内发送的数据到达分光器时可能会产生冲突 , 测距的主要作用就是为了避免
这种冲突的产生。测距的基本原理是OLT发送一个特定数据包给ONU,ONU收到后回传数据包,OLT通
3
过收到回传数据包的时间和传输速率计算出到 ONU的距离,然后给予一定的时延补偿,OLT通过调整每
个ONU时延补偿的大小将不同距离的ONU拉到相同的逻辑距离,从而避免冲突的产生。
2.2 GPON的概念
GPON(Gigabit-capable Passive Optical Networks),G比特无源光网络,标准在ITU-T G.984.X
中定义,GPON采用专门的GEM(通用封装模式)帧格式,实现语音、数据、视频业务的传输。GPON
支持2.5Gb/s的下行速率和1.25Gb/s的上行速率,支持的最大物理距离为20KM,分光比最多可以达到
1:128。
2.3 GPON与EPON的技术比较
1)、GPON带宽效率高,分光比高。 GPON下行支持 2G的带宽,是 EPON的2倍。GPON采用NRZ
(不归零编码)编码格式,带宽利用率可以达到 93%,较EPON高20%左右。 GPON典型的分光比为
1:64,最大可以做到1:128,是EPON的2倍;
2)、QoS保障机制完善,GPON定义了固定带宽、保证型带宽、非保证型带宽、尽力而为的带宽等带宽
类型,针对不同的业务分配不同的带宽类型,保证各种业务的 QOS。比如语音业务,带宽需求固定,则
可以分配固定带宽,视频业务对于带宽需求较高,优先级也较高可以分配保证型带宽。
3)、GPON支持好。GPON采用125us定长帧结构,在支持TDM业务上有天然优势;
4)、OAM管理机制定义完善, ITU-T专门定义了OMCI消息,用于ONU的管理维护,定义非常完善,
给GPON的规模应用奠定了良好基础。
3 GPON建设指导原则
4
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