GPON工作原理及應(yīng)用PPT課件

1、中國電信維護(hù)崗位認(rèn)證教材編寫小組編制2021/3/91中國電信維護(hù)崗位認(rèn)證教材（IP專業(yè)）GPON技術(shù)技術(shù)2021/3/92目錄目錄 第一章第一章 GPONGPON系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成 第二章第二章 GPONGPON幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 第三章第三章 GPONGPON工作原理工作原理 第四章第四章 GPONGPON體系結(jié)構(gòu)及特性體系結(jié)構(gòu)及特性 第五章第五章 GPONGPON的加密的加密2021/3/931.1 GPON標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)體系-G.984系列系列G.984.1概述業(yè)務(wù)方案、參考配置、基本技術(shù)要求、保護(hù)方式G.984.2PMD層 基本要求、和TC層的相互作用G. 984.3TC層 層次模型、復(fù)用機(jī)制

2、、TC幀結(jié)構(gòu)、 激活方式、OAM功能、安全性、FECG. 984.4OMCI 管理信息庫MIB、ONT管理控制通道、 ONT管理控制協(xié)議2021/3/941.2 GPON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-點(diǎn)對多點(diǎn)點(diǎn)對多點(diǎn)2021/3/951.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（的系統(tǒng)構(gòu)成（1/4）OLT（Optical Line Terminal） 光線路終端 通常放置在中心機(jī)房（CO）ONU（Optical Network Unit） 光網(wǎng)絡(luò)終端 通常放置在用戶側(cè)POS（Passive Optical Splitter） 無源光分路器 是連接OLT和ONU的無源設(shè)備 2021/3/961.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（的

3、系統(tǒng)構(gòu)成（2/4）低成本單纖雙波長傳送結(jié)構(gòu)下行中心波長1490nm上行中心波長1310nm2021/3/971.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（的系統(tǒng)構(gòu)成（3/4）OLT系統(tǒng)功能框圖 ODN interfacefunction ODN interfacefunction PON TCfunction PON TCfunction Cross-connectfunction Serviceadaptation Serviceadaptation PON core shell Cross-connect shell Service shell 2021/3/981.3 GPON的系統(tǒng)構(gòu)成（的系統(tǒng)構(gòu)成（4/

4、4）ONU系統(tǒng)框圖2021/3/991.4 GPON的上下行速度的上下行速度 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 down0.15552 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 down2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s

5、 down 2021/3/910目錄目錄 第一章第一章 GPONGPON系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成 第二章第二章 GPONGPON幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 第三章第三章 GPONGPON工作原理工作原理 第四章第四章 GPONGPON體系結(jié)構(gòu)及特性體系結(jié)構(gòu)及特性 第五章第五章 GPONGPON的加密的加密2021/3/9112.1 GPON的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)GTC幀GTC幀固定幀長 125US，即8K，可為TDM業(yè)務(wù)提供幀頭信息PCBdnSlot0Slot1SlotRDownstreamUpstreamPCBdn+1SlotRSlot0US Virtual Frame TX Interval2n byteTP-Fra

6、me = 125 uSPayload nSlot1Payloadn+12021/3/9122.2 GPON的下行幀的下行幀Payload n T = 125 sP-Fram e PC B d1n + PC B d2n + Payload 1n + PC B dn T D M & data fragm entsover G E M section N * 53 bytes Pure AT M cellssection 2021/3/9132.3 GPON的上行幀的上行幀Payload DBRu M sgID1 byte CRC1 byte M essage10 bytes ONUID1

7、byte Preamblebytesa Delimiterbytesb DBA 1, 2, 4bytes O N U -ID1 byte CRC1 byte BIP1 byte PLOu PLSu StartTime indicatesthis byte boundary Ind1 byte PLOAM u 2021/3/9142.4 GPON的鏈路層幀結(jié)構(gòu)的鏈路層幀結(jié)構(gòu)GEM幀幀GEM幀結(jié)構(gòu)：幀結(jié)構(gòu)： PayloadLengthIndicator PLI12 bits Port ID12 bits PTI3 bits HEC13 bits Fragment payload BytesL Pa

8、yloadTypeIndicator PTI codeMeaning000User data fragment, Congestion has Not occurred, Not the end of a frame001User data fragment, Congestion has Not occurred, End of a frame010User data fragment, Congestion Has occurred, Not the end of a frame011User data fragment, Congestion Has occurred, End of a

9、 frame100GEM OAM 101Reserved110Reserved111Reserved2021/3/915目錄目錄 第一章第一章 GPONGPON系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成 第二章第二章 GPONGPON幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 第三章第三章 GPONGPON工作原理工作原理 第四章第四章 GPONGPON體系結(jié)構(gòu)及特性體系結(jié)構(gòu)及特性 第五章第五章 GPONGPON的加密的加密2021/3/9163.1 GPON的工作原理（的工作原理（1/5）單播/廣播業(yè)務(wù) （下行） OLTpayload HECPTIPort-id=1PLIFCSpayload T/LSADAGEM1 GEM2 GEM3 GEM1

10、PCBFCSpayload T/LSADAONU2Portid=2ONU3Portid=3ONU2Portid=1根據(jù)PORT-ID進(jìn)行過濾125us2021/3/9173.1 GPON的工作原理（的工作原理（2/5）單播業(yè)務(wù)（上行）OLTFCSpayload T/LSADAONU2Portid=2ONU3Portid=3ONU2Portid=1125uspayload HECPTIPort-id=1PLIFCSpayload T/LSADAGEM1ploGEM3ploGEM2ploGEM1ploGEM2ploGEM3plo上行數(shù)據(jù)用PORTID進(jìn)行隔離和復(fù)用2021/3/9183.1 GPO

11、N的工作原理（的工作原理（3/5）組播業(yè)務(wù)采用廣播PORID域和L2組播過濾表配合實(shí)現(xiàn)125usOLTpayload HECPTIPort-id=XPLIFCSpayload T/LSADA=YGEMX GEM2 GEM3 GEM1 PCBFCSpayload T/LSADA=YONU2Portid=2Portid=xMA=YONU3Portid=3Portid=xMAYONU2Portid=1Portid=xMA=YPortid=x 構(gòu)成廣播域MA=組播地址表項(xiàng)Y是組播地址2021/3/9193.1 GPON的工作原理（的工作原理（4/5）廣播業(yè)務(wù)（下行）125usOLTpayload HE

12、CPTIPort-id=ZPLIFCSpayload T/LSADA=ffffffGEMZ GEM2 GEM3 GEM1 PCBFCSpayload T/LSADA=ffffffONU2Portid=2Portid=ZONU3Portid=3Portid=ZONU2Portid=1Portid=ZPortid=Z 構(gòu)成廣播域DA=ffffff 廣播地址2021/3/9203.1 GPON 的工作原理（的工作原理（5/5）廣播業(yè)務(wù)（上行）125usOLTpayload HECPTIPort-id=ZPLIFCSpayload T/LSA=mac3 DA=ffffffGEMZ GEM2 GEM3

13、GEM1 PCBFCSpayload T/LSA=mac3 DA=ffffffONU2Portid=2Portid=Zsamac3ONU3Portid=3Portid=ZSa=mac3ONU2Portid=1Portid=Zsamac3Portid=Z 構(gòu)成廣播域DA=ffffff 廣播地址GEM3 SA=mac3ploGEM3 SA=mac3plo2021/3/921目錄目錄 第一章第一章 GPONGPON系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成 第二章第二章 GPONGPON幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) 第三章第三章 GPONGPON工作原理工作原理 第四章第四章 GPONGPON體系結(jié)構(gòu)及特性體系結(jié)構(gòu)及特性 第五章第五章 GP

14、ONGPON的加密的加密2021/3/9224.1 GPON的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu) G-PON Physical Media Dependent (GPM) layer GTC framing sub-layer ATM TC adapter GEM TC adapter OMCI adapter PLOAM GEM client OMCI ATM client TC adaptationsub-layer G-PON Transmission Convergence (GTC) layer DBA control 2021/3/9234.2 GPON系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（1/3）GP

15、ON的多業(yè)務(wù)性2021/3/9244.2 GPON系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（2/3）支持ATM 和GEM 兩種模式GEM是通用封裝格式，支持?jǐn)?shù)據(jù)包的封裝和NATIVE TDM的封裝GPON 支持精準(zhǔn)的8K定時(shí)，OLT給ONU送8K定時(shí)GPON系統(tǒng)在內(nèi)時(shí)鐘時(shí)是4級鐘，鎖外時(shí)鐘時(shí)可達(dá)一級鐘；GPON支持對上層數(shù)據(jù)包的拆包和包的重組；可以做到無幀定界開銷，效率高 2021/3/9254.2 GPON系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)性（3/3） GPON支持高優(yōu)先級業(yè)務(wù)中斷低優(yōu)先級業(yè)務(wù)，獲得優(yōu)先服務(wù)，保證TDM業(yè)務(wù)良好性能 PLOu PayloadPLOuPayloadGEMheaderUrgent

16、frameGEMheader Data frame(1 of 2)Frame frag(2 of 2)GEM header Frame i Frame i + 1GEM header Urgent frame PTI000 StartPTI001 FullPTI001 FullPTI001 end2021/3/9264.3 GPON系統(tǒng)的管理系統(tǒng)的管理GPON系統(tǒng)的管理體系結(jié)構(gòu) B W g r a n t i n g K e y s w i t c h i n g D B A M u l t i p l e x i n g b a s e d o n f r a m e l o c a t i

17、 o n P L O A Mp a r t i t i o n A T M p a r t i t i o n G E M p a r t i t i o n F r a m eh e a d e r A l l o c - I Df i l t e r E m b e d d e dO A M A T M T C a d a p t e r G E M T C a d a p t e r V P I / V C If i l t e r P o r t - I Df i l t e r O M C I a d a p t e r O M C I P L O A M G T C f r a m

18、 i n g s u b - l a y e r T C a d a p t a t i o n s u b - l a y e rA l l o c - I Df i l t e r2021/3/9274.4 GPON系統(tǒng)的三級管理系統(tǒng)的三級管理GPON 管理幀：（1）嵌入OAM（2） PLOAM幀（3）OMCI幀 OctetsONU ID 1 Message ID1 Data 10CRC 1 Octets withinframe transmittedtop-to-bottom MSB LSB B7 B0 Bits within frame transmitted left-to-righ

19、t GEMheader(5 bytes)Transactioncorrelationidentifier(2 bytes)Messagetype(1 byte)Deviceidentifier(1 byte)Messageidentifier(4 bytes)Messagecontents(32 bytes)OMCItrailer(8 bytes)2021/3/9284.5 GPON系統(tǒng)系統(tǒng)ONU的發(fā)現(xiàn)和測距的發(fā)現(xiàn)和測距新ONU發(fā)現(xiàn)有兩種模式： （1） 隨機(jī)競爭，不需要事先在OLT上配置ONU的SN號，采用SN自動學(xué)習(xí)方式 （2）序列號MASK模式，需要事先在OLT上配置ONU的SN號ONU的

20、發(fā)現(xiàn)和測距分兩步： （1）獲取SN號，要把所有ONU的SN號獲得 或直到超時(shí)才結(jié)束該步 （2）測量新發(fā)現(xiàn)ONU的距離，給ONU配置EqD 時(shí)間 2021/3/9294.5.1GPON系統(tǒng)系統(tǒng)ONU的發(fā)現(xiàn)過程的發(fā)現(xiàn)過程SN獲取流程2021/3/9304.5.2 GPON系統(tǒng)系統(tǒng)ONU的測距流程的測距流程RTD測量流程2021/3/9314.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（1/10）GPON系統(tǒng)的復(fù)用原理：I d e n t i f i e d b yO N U - I DI d e n t i f i e d b yA l l o c - I DI d e n t i f i e d b yP

21、o r t - I DP O N T - C O N T P o r t P o r t P o r t P o r t P o r t P o r t P o r t P o r t P o r t O N U O N UO N UT - C O N TT - C O N TT - C O N T2021/3/9324.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（2/10）T-CONTT-CONT 傳送ATM VP/VCC或GEM PORT并報(bào)告自己的buffer狀態(tài)給OLT用于DBA；T-CONT能動態(tài)接收來自O(shè)LT的帶寬受權(quán)；T-CONT用ALLOC-ID來標(biāo)識別；單個T-CONT能承載各種類型業(yè)務(wù)

22、ATM或GEM業(yè)務(wù)；單個T-CONT包含1個或多個物理隊(duì)列，這些物理隊(duì)列聚合成一個邏輯buffer,并想OLT報(bào)告邏輯BUFFER的狀態(tài)，用于OLT的DBA ；T-CONT是透明傳送實(shí)體，對傳送的信號不做任何更改；來自O(shè)LT的帶寬受權(quán)只給一個T-CONT進(jìn)行帶寬受權(quán)。2021/3/9334.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（3/10）T-CONT的類型和業(yè)務(wù)關(guān)系2021/3/9344.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（4/10）T-CONT和隊(duì)列的關(guān)系Port-id=xUNIUNI業(yè)務(wù)分類Q1Qn調(diào)度器1T-CONT1調(diào)度器NT-CONT2T-CONTN業(yè)務(wù)分類QmPPTPPort-id=y202

23、1/3/9354.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（5/10）帶寬需求報(bào)告（report)Plou狀態(tài)指示2021/3/9364.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（6/10）Bit positionFunction7 (MSB)Urgent PLOAMu waiting (1 = PLOAM waiting, 0 = no PLOAMs waiting)6FEC status (1 = FEC ON, 0 = FEC OFF)5RDI status (1 = Defect, 0 = OK)4Traffic waiting in type 2 T-CONTs3Traffic waiting in t

24、ype 3 T-CONTs2Traffic waiting in type 4 T-CONTs1Traffic waiting in type 5 T-CONTs0 (LSB)Reserved2021/3/9374.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（7/10）DBRu2021/3/9384.6 GPON系統(tǒng)的系統(tǒng)的DBA（8/10）Mode 0: A single field reports the total amount of data in the T-CONT buffer. Mode 1: Two fields, the first reports the amount of data

25、 with PCR tokens (1 byte), the second reporting the amount of data with SCR tokens (1 byte) in the T-CONT buffer. This type of reporting is suitable for T-CONTs type 3 and 5. Mode 2: Four fields, the first contains the non-linear coding of total number of T-CONT#2 (PCR) The second field contains the non-linear coding of the total number of T-CONT#3 (SCR assured BW ) The third field co