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- 从惇 施
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1 FTTx 系统测试及运营维护管理 1
2 内容提要 FTTx FTTx FTTx FTTx 2
3 PON 是宽带接入发展理想的技术选择 接入层的带宽瓶颈 接入带宽的不够 上网和 IPTV 业务不能区分 BRAS 的流量 性能瓶颈 网络的 QoS 与可靠性保障 骨干节点 Manager 问题 BRAS 城域核心 BRAS IP 网中的丢包 抖动等会严重影响 IPTV 的质量 端到端的 QoS BRAS L3 城域汇聚 L3 L3 L3 三网融合业务需求 多种业务的差分服务 从网络融合到业务融合 OLT ONU RTU 综合接入 MSAN RTU DSLAM LAN 3
4 PON 网络主体架构 骨干网 城域网 核心层 核心路由器 ( 可级连 ) 业务汇聚层 BRAS MAN SR SR 汇聚层 OLT 接入网 接入层 FTTB ONU FTTH ONU 终端 终端 4
5 PON 主要组网模式 Internet NGN/IMS CATV CO Curb Build Home OLT 光纤光纤光纤光纤光纤 Fiber To The Home Fiber To The Build Fiber To The Curb ONU Fiber To The Curb ONU Fiber To The Build ONU xdsl EoC ONU LAN 五类线双绞线同轴电缆 WLAN ONU NT NT NT NT FTTH FTTB+LAN FTTC+DSL FTTC+EoC FTTB+WLAN SNI UNI 5
6 PON( 无源光网络 ) PON 的主要技术 过去 将来 IEEE TDM PON( 时分无源光网络 ) 以太网 千兆以太网 万兆以太网 IEEE EPON(IEEE802.3ah) 10G EPON(IEEE802.3av) WDM PON( 波分无源光网络 ) FSAN/ITU-T GPON(G.984.1/2/3/4/5) NG-PON1 NG-PON2 1490nm ATM EPON 10G EPON A/BPON GPON NG-PON? ITU-T/FSAN 1310nm 6
7 PON 技术发展路线 Line Rate(GB/s) GPON 继承了 BPON 众多技术特性, 但不兼容 BPON 622Mb/s BPON 2.5Gb/s GPON 1.25Gb/s EPON NGA1: 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 2.5Gb/s EPON 发展高速率 长距 大分光比的 WDM-TDM 混合 PON 网络, 国家 863 项目 10Gb/s EPON 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 WDM PON 10Gb/s GPON WDM-TDM PON NGA2: 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 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 PON
8 PON 技术演进 1 EPON Ethernet PON 基于以太网的无源光接入技术 年 11 月成立 IEEE 研究小组, 即后来的 EFM 工作组 ; 2004 年 4 月工作组形成 IEEE 802.3ah 系列标准. 现统称为 IEEE ; 10 GEPON 以 EPON 为基础, EPON 的下一代无源光接入技术 年 802.3av 成立 ( 确定了 10GEPON 标准目标 ) 2008 年 3 月 D1.1 确定主要技术类型 / 参数 ; 2008 年 12 月 D2.2 修订 2009 年 1 月 D3.0 草案终稿 2009 年 9 月发布标准定稿 8
9 A/BPON ATM PON 基于 ATM 的无源光接入技术 年,ITU-T 以 155Mbit/s ATM 技术为基础, 发布了 G.983 系列 APON 标准 ;2001 年底, 更名为 BPON PON 技术演进 2 NGA1 PON ITU-T 在 2008 年底启动了 NG-PON1 标准, 已完成白皮书, 并从 2009 年开始标准化工作, 预计 2011 年完成对应的 ITU-T G.987 标准 ; GPON Gigabit PON 基于 ATM/GEM 的无源光接入技术. FSAN 在 2001 年初提出,ITU 和 FSAN 进行标准化,2004 年 3 月 ITU-T 颁布了 G.984 标准 ; 新增 G 规定了增强波长范围和 WBF 波长过滤器功能 重点研究方向 : 提升速率, 引入 WDM 技术 ; 增加长距 / 大分光比 ; NGA2 PON 远期研究的解决方案, 研究期预计为 年, 不再考虑与已部署的 GPON 与 ODN 网络的兼容性 ; 高速率 长距 大分光比的 WDM-PON 与 TDM-PON 相结合的混合 PON 网络 9
10 EPON 系统的关键技术 LLID EPON 的核心技术 DBA 定时与同步 MPCP 测距 LLID: ONU MPCP EPON ONU OLT ONU DBA 10
11 GPON 技术 GPON 标准 GPON 速率 G G PMD TC G TC TC OAM FEC G OMCI MIB ONT ONT G WBF Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down Gbit/s up, Gbit/s down 目前主流的设备供应商都仅支持上行 Gbps, 下行 2.488Gbps 11
12 E/GPON 业务映射 Layer 5 or more TDME1 话音 VoIP 数据 视频 TDME1 话音 VoIP 数据 视频 Layer 4 TCP+UDP etc. Layer 3 IP Ethernet AAL1/AAL2 AAL5 Layer 2 GEM Frame AES (Optional) AES (Optional) Layer 1 PON-PHY EPON Ethernet PON-PHY GPON ATM 12
13 E/GPON 业务 QoS 处理机制 GPON 业务承载层 PON QoS 处理机制 EPON 业务承载层 ETH/TDM VLAN/COS/PQ/GTS/POLICING ETH/TDM GEM port Flow control/classification LLID GTC/T-cont DBA DBA ETH/TDM TDM QoS ETH TDM VLAN COS QoS GEM port/llid DBA GEM Port/LLID DSLAM PVC QoS T CONT T CONT ONU DBA DBA GTC QoS 13
14 E/GPON 主要技术指标分析 EPON(IEEE 802.3) GPON (ITU-T G.984) 实用上下行速率 1250 Mbps/1250 Mbps 1244 Mbps/ 2488 Mbps 线路编码 8B/10B NRZ 分光比 1:32/64 1:32/64 距离 / 差分距离 20KM/20KM 20KM/20KM 业务封装 Anything over Ethernet Anything Over GEM 加密算法三重搅动 ( 行标 ) AES-128( 美标 ) AES-128( 美标 ) DBA fixed assured best effort fixed assured Non_assured best effort TDM 承载方式 CES 国际标准 :PWE3/MEF8 G.984.3(Native) 或 CES TDM 性能 运营 维护 (OAM&P) 组网保护 光纤线路检测 支持高性能时钟传递, 完全满足专线与基站承载 CCSA 行标 + 以太网 OAM Type A/B/C/D 支持 G.984.4(OMCI) 14
15 下一代 EPON 技术 :10G EPON IP Ethernet 10G EPON(802.3av) 1Gbps/10Gbps 10Gbps/10Gbps 20km 1:128(PR30) ONU/OLT ASIC EPON/10G EPON 10G EPON 97% EPON/10GEPON CAPEX OPEX 15
16 10G EPON 多速率共存 WDM, TDMA 1G 10G ONU OLT 16
17 PON 产业链 PMC Sierra Broadcom Cortina GPON/EPON BroadLight FreeScale GPON EPON Teknovus Opulan PMC Sierra Teknovus Opulan 10GEPON Source WTD GPON/EPON EPON Finisar GPON 10GEPON GPON UT GPON/EPON 10GEPON EPON GPON EPON GPON 17
18 WDM-TDM PON 主要特点 五点特色 : ONU 无色 单纤 ODN 网络无源 未来扩展时保持基础网络不变 波长符合 ITU 规划 主要指标 : 32 波长, 每波长 1.25Gb/s OLT ONU 光模块双 无色 兼容现有 EPON 网络 18
19 xpon 网络结构 TDMA-PON (EPON, GPON,10G EPON,XG-PON) CO OLT Time Division 光分路器 WDM-PON CO OLT RN 无热 AWG ONU/ONT ONU/ONT WDM-TDM PON CO 光分路器 OLT 无热 AWG ONU/ONT 19
20 节约光纤和 OSP 成本 WDM-PON 技术特点 (1) GE-PON / G-PON : 每根光纤承载 2 个波长 (1490nm, 1310nm) ; W-PON : 每根光纤双向可承载 C 波段 16 ~ 64 个波长, 节约光纤资源 16 到 64 倍 Loss 1310 nm < 0.35 db 1490 nm < 0.25 db 1550 nm < 0.2 db Original Band Extended Band Short Band Conventional Long Band O-band E-band S-band C-band L-band nm 20
21 WDM-PON 技术特点 (2) 传输距离更长 Terrestrial, Satellite Optical Cable E-PON G-PON Optical Splitter 20km 衰耗 = 17dB (splitter) + 10dB (fiber 0.35dB/km /km) = 27dB CO WDM-PON WDM MUX 65km 衰耗 = 4dB (WDM MUX) + 23dB (fiber 0.2dB/km /km) = 27dB 21
22 WDM-PON 技术特点 (3) 网络更简单 更具有扩展性 E-PON G-PON 下行采用广播方式 ( 点到多点连接 ) 复杂的协议 ( 测距, MPCP, DBA) 复杂的 MAC 控制 高 OPEX 发送端采用突发模式 ONT 突发发生 OLT 突发接收 速率受限于 10Gb/s 以内 L2 Switching Ranging MPCP DBA BM OTRx W-PON 高可靠性点到点的连接 ( 高安全性 ) 协议透明传送 简单的以太网 MAC 低的 OPEX 简单的连续发射机 高可扩展性 : 16G (1G x 16 λ s) ~ 160G (2.5G x 64λ s) L2 Switching CW OTRx 22
23 WDM-PON 技术特点 低成本 CO RN1 RN2 User BW, Cost G-PON OLT 3072 用户 G 1 分 8 ONU 24 FE HUB 10 Mbps/user 1.2$/user E-PON OLT G ONU 24 FE HUB 10 Mbps/user 1$/user 3072 用户 1 分 4 W-PON OLT 3072 用户 G 1 分 16 ONU ONU 48 FE HUB 20 Mbps/user 1.2$/user OLT 4068 用户 G 1 分 16 ONU ONU ONU 72 FE HUB 14 Mbps/user 1.0$/user 23
24 WDM PON 技术特点小结 24
25 WDM-PON 关键技术 无色光源技术 : 注入锁定 (FP LD) 波长重用 (RSOA) 波长可调 (ECL-LD) 无源光器件 : 无热 AWG 25
26 26 WDM-PON 无色 光源技术 AWG AWG Tunable Laser Tunable Laser 可调激光器 AWG AWG FP injection locking FP injection locking AWG AWG BLS BLS BLS BLS Circulator 注入锁定 AWG AWG RSOA injection locking RSOA injection locking AWG AWG RSOA injection locking RSOA injection locking BLS BLS Circulator 波长重用 AWG AWG Tunable Laser Tunable Laser FP injection locking FP injection locking
27 WDM-PON 无色 光源技术 注入锁定 FP LD OLT ONU 系统特点 : 1. 需要两个种子光源 ; 2.L band 下行,C band 上行 ; 3. 需要特殊的 LD 作为发送端的激光器 27
28 WDM-PON 无色 光源技术 波长重用 (RSOA) OLT ONU 系统特点 : 1. 需要 1 个种子光源 ; 2. 上 下行同一波段 C band ; 3. RSOA 作为发送端的激光器 ( 擦除 放大 调制 ) 28
29 WDM-PON 无色 光源技术 波长可调 (ECL-LD) OLT ONU 系统特点 : 1. 不需要种子光源 ; 2. 需要低成本的 ECL-LD 作为发送端激光器 29
30 各种 无色 光源技术的特点 注入锁定 FP-LD 波长重用 RSOA 可调激光器 无色特性 无色 无色 无色 种子光源 通常需要 2 个 通常需要 1 个 不需要 波长通道数 或更多 距离 ~20km ~ 20 km >40 km 速率 <2.5Gbps <2.5Gbps >2.5Gbps 温度特性 较差 较差 较好 波长锁定不需要不需要需要 后向反射严重严重弱 30
31 无源光器件无热 AWG(Arrayed waveguide grating) 特点 具有周期性 无源 无热的补偿方式有两种类型 机械补偿 材料补偿 三种类型 1dB 0.4nm 0.3nm 0.2nm 3dB 0.6nm 0.5nm 0.4nm 6dB 5dB 4dB 31
32 波长规划 通道号 C 波段 L 波段 中心波长 (nm) 中心频率 (THz) 中心波长 (nm) 中心频率 (THz) 通道间隔 (GHz)
33 网络架构 Tx/Rx Tx/Rx AWG AAWG SPLLITER ONU Tx/Rx 基于 TDM 与 WDM 的混合模式 PON(Hybrid-PON) 33
34 电信应用环境 PSTN NGN SPLLITER ONU INTERNET OLT AAWG SPLLITER ONU IPTV 全无源 ODN 网络 ONU ONU 34
35 与现有 EPON 系统的混用与过渡 保护现有网络投资的同时具有良好扩展性 现有 EPON 系统 λ-emd 系统 35
36 FTTx 系统结构 FTTX 系统的基本组成 : 光线路终端 (OLT) 光分配网 (ODN) 光网络单元 (ONU/ONT) 网元管理系统 (EMS) 36
37 OLT 功能模块示意图 37
38 ONU 功能模块示意图 38
39 FTTx 典型应用场景 移动基站 (BTS) 移动大客户 (Biz VIP) 城区 / 农村用户 (District/Village) 基站接入 (Cell Backhaul) ONU 旧区改造 / 农村信息化 (Rehabilitated Area Deployment & Rural Digitization ) Soft Switch PSTN Internet FE / GE H.248/MGCP/SIP V5 局端机房 (CO) 分路器 (Splitter) IPTV Server FE / GE OLT E1/STM nm SDH CATV 光纤到户 (FTTH( FTTH) 分路器 (Splitter) 居民楼 (Residential Building ) ONU CATV /IPTV Phone PC 小区用户 (Community) WiFi PC Phone ONU+xDSL+POTS 分路器 (Splitter) ONU 光纤到楼 (FTTB( FTTB) 平安城市 (Safety City ) ONU WiMAX 电子警察 (E-Police) 安防监控 (Video Surveillance) 网吧 (Cybercafé) ONU 网吧接入 (Cybercafe Access) ONU 分路器 ONU (Splitter) ONU 商业楼宇 /CBD 广场 (Biz Building) Phone PC Intranet E1 Router 企业用户 (FTTO) 39
40 设备的以太网基本功能 二层交换功能 动态学习 MAC 地址,MAC 地址老化时间可配置 帧过滤功能 可过滤基于物理端口 DA/SA 物理端口等的以太网数据; 二层隔离功能 支持对各 ONU 以及 ONU 的端口之间的二层隔离 生成树功能 STP/RSTP/MSTP 流量控制和链路汇聚功能 OLT/ONU:IEEE 802.3x, OLT:IEEE 802.3ad 40
41 设备的 VLAN 功能 VLAN 基本功能 支持 IEEE 802.1Q 协议 可对用户物理端口 /LLID 划分 VLAN VLAN 标记 / 去标记,VLAN 透传,VLAN 转换,VLAN 优先级标记,VLAN 过滤 VLAN Trunk VLAN Stacking 功能 符合 IEEE 802.1ad 标准 外层 TPID 参数可配 CVLAN 优先级标签能映射到 SVLAN 中 CVLAN 和 SVLAN 的数值为 可配置 SVLAN TRUNK 和 VLAN TRUNK 两种模式 41
42 设备的 DBA 功能 DBA 要求 参数 :FIR/CIR/PIR 带宽类型 : 固定带宽 保证带宽 尽力而为带宽 公平性机制 : 优先级 ONU 类型 SLA 设备的 DBA 功能 带宽分配依据 :LLID 对应的队列信息 业务优先级 解析 REPORT 帧中至少 2 个 Queue Set 的全部 8 个队列的状态信息 通过 OAM 方式配置 Queue Set 数量和阈值 静态带宽分配 : 固定的轮询周期, 发送固定大小的授权 42
43 设备的多业务 QoS 机制 业务流分类 参数 :LLID,MAC DA MAC SA User Priority Ethernet 类型 目的 IP 地址 源 IP 地址 IP 协议类型 IP TOS/DSCP L4 协议端口 优先级标记 标记可采用 IEEE 802.1D User Priority, 可选支持 IP TOS 和 DSCP 优先级标记 优先级队列机制 上下行业务应根据 IEEE 802.1D User Priority 标记映射到不同的优先级队列, 并进行调度 流限速和优先级调度 上下行业务流 / 端口限速, 优先级调度算法 :SP WRR SP+WRR 缓存管理和拥塞避免 拥塞避免算法 :Tail-Drop RED WRED 43
44 设备的安全性 PON 接口数据安全 三重搅动或者 AES-128 MAC 地址数量限制 基于 LLID/ 端口, 限制的 MAC 地址数量应可灵活配置 过滤和抑制 根据 DA/SA VLAN ID 等域, 过滤和抑制广播帧 组播帧 单播帧 ONU 认证 基于 ONU 的 MAC 地址对 ONU 合法性进行认证的能力, 应拒绝非法 ONU 的接入 44
45 搅动区和前导码中用于密钥同步 Enc 字节定义 Flag 位 : 搅动标记,0: 明文 ;1: 密文 Key_Index 位 : 密钥索引, 指示 ONU 在解搅动过程中要采用的密钥编号 45
46 光链路保护倒换功能 倒换方式 自动倒换 ( 由故障发现触发 ), 强制倒换 ( 由管理事件触发 ) 倒换类型 主干光纤冗余 OLT PON 口冗余 全保护 倒换准则 输入光信号丢失 (LOS); 输入通道信道劣化 : 设备硬件故障等 倒换时间 ms 级别 ; 返回机制 人工返回 Type A: Down time<150ms Type B: Down time<150ms Type C: Down time<200ms Type D: Down time<50ms 46
47 组播实现方式 SCB+IGMP 在 PON 接口上,OLT 通过广播 LLID 信道以单拷贝广播 (SCB) 方式将组播内容分发给所有 ONU 2 种组播控制方式 IGMP snooping; 动态可控组播 IGMP snooping 方式 OLT:IGMP Proxy;ONU:IGMP Snooping; IGMP Report/Leave 和 query 实现组成员的动态加入 / 退出和维持 动态可控组播方式 OLT 基于 IGMP 控制报文携带的用户标识信息进行用户鉴权, 并通过扩展 OAM 消息控制 ONU 对组播数据报文的转发控制 47
48 TDM 业务的承载 EPON 系统承载数据专线业务 (E1 或 n 64kbit/s 数据业务 ) 时, 应采用 IETF 的 PWE3 方式或 MEF 的 CES over Ethernet 方式 封装方式应采用 CESOP 方式或 SATOP 方式, 具体方式应分别通过 OLT 和 ONU 的本地网管进行配置 EPON 系统承载 TDM 业务应支持自适应时钟恢复方式, 可选支持差分时钟恢复方式 为了保证基于 TDM 业务的互通要求,OLT 和 ONU 设备应可分别设置采用的标准 封装的 E1 个数 CESoP 相应的 IP 地址 MAC 地址 VLAN 等参数 48
49 TDM over EPON/GPON 网络架构示意图 ONU U V IWF (TDM / ) E1 PBX/ E1/STM-1 OLT IWF (TDM / ) ODN ONU IWF (TDM / ) U E1/N*64kbps DDN ONU U IWF (TDM / ) E1 49
50 语音业务 EPON 提供语音业务时应支持 VoIP 方式, 采用 SIP/H.248 协议 ONU 内置 IAD 可选支持 VoIP Centrex 功能 EPON 系统中的 VoIP 业务由 ONU 实现语音的分组化 语音业务帧应标记为高优先级业务, 以确保上行 VoIP 业务的传输质量, 对语音业务建议采用严格优先级调度 50
51 VoIP 在 FTTx 中的应用 51
52 CATV 业务在 FTTx 中的应用 IPTV 业务与 CATV/DTV 业务共存, 分别满足用户的不同类型需求 EPON GPON 可以提供透明的 CATV 通道, 在部署 FTTH 的同时, 不需要额外敷设同轴电缆, 即可提供 CATV/DTV 业务 52
53 内容提要 FTTx FTTx FTTx FTTx 53
54 EMS 通用要求 管理协议和设备管理接口 SNMP V2c;TELNET 或 WEB 方式 ; 带外和带内两种方式 ; EMS 与 OLT 支持以太网接入方式 ; 支持 IPv4 和 IPv6 操作用户的接入方式和能力 本地和远程接入 ; 多用户同时操作 ; 管理容量 1000 个 OLT, 不小于 个 ONU 用户界面 中文界面, 可选支持英文界面 ; 北向接口 CORBA XML 或 TL1; 54
55 EMS 管理要求 配置管理 拓扑管理 ; 网元管理 ; 用户和业务管理 ; 资源管理 ; 配置数据管理 ; 定期的配置检查 故障管理 故障检测 ; 故障同步 ; 故障定位和分析 ; 告警显示 ; 告警归类 ; 告警处理 ; 告警查询与统计 性能管理 实时性能采集 ; 环境监控 ; 性能数据门限 ; 性能监测数据的上报 ; 性能数据的查询和统计 ; 性能数据存储 安全管理 用户访问权限管理 ; 用户等级管理 ; 操作日志 日志管理 对操作日志 安全日志和系统日志的管理 策略管理 定时执行的策略 ; 事件触发执行的策略 55
56 ONU 的远程管理 SFU 和 SBU 型 ONU 的远程管理实现方式 OAM/TR-069 HGU 型的 ONU 远程管理实现方式 OAM/TR-069; OAM 负责 HGU 的 L2 及 L2 以下层功能的远程管理 ; ACS 通过 TR-069 的方式实现对 ONU 的 L3 及更高层功能的远程管理 MDU 和 MTU 型的 ONU 远程管理实现方式 OAM/SNMP 与 PON 接口相关的远程管理功能 ( 如三重搅动 DBA 参数配置 ONU 基本信息上报 FEC 功能管理 可控组播等 ) 由 OAM 方式实现 其他与业务相关的远程管理功能 ( 如 VLAN 组播 端口管理 QoS VoIP TDM 告警 性能 软件下载等 ) 由 SNMP 方式实现 56
57 EPON 终端管理模式 模式 1:OAM 管理架构模式 2: TR069/OAM 混合管理架构模式 3:SNMP/OAM 混合管理架构 57
58 OAM+SNMP 方案 管理模式分析 可充分继承现有运维模式, 纳入现有网管系统管理, 避免建立新的 MDU 网管系统 目前 TR-069 支持故障检测 / 故障修复等网络维护功能有限, 而这是 SNMP 方式的强项 在 MDU 发展初期, 可继承 SNMP 网管成熟的业务, 并能够继承 SNMP 北向接口, 实行与上层系统快速集成业务快速推出 OAM+TR-069 方案 TR069 协议会继续发展, 应用更成熟, 增强故障检测 / 故障修复等网络维护功能 一些 SNMP 网管成熟特性, 也可基于 TR069 在 MDU 网管系统上支持起来 58
59 内容提要 FTTx FTTx FTTx FTTx 59
60 CCSA FTTx 相关技术标准 (1) 接入网技术要求 基于以太网方式的无源光网络 (EPON) 编号 YD/T 接入网设备测试方法 基于以太网方式的无源光网络 (EPON). 编号 YD/T 接入网技术要求 EPON 系统互通性 编号 YD/T 接入网设备测试方法 EPON 系统互通性 编号 YD/T 以太网交换机测试方法 编号 YD/T
61 CCSA FTTx 相关技术标准 (2) 宽带光接入网总貌 编号 YD/T 光纤到户(FTTH) 体系结构和总体要求 编号 YD/T 接入网技术要求 - 吉比特的无源光网络 (GPON) 编号 YD/T 接入网设备测试方法 - 吉比特的无源光网络 (GPON) 编号 YD/T xxxx-xxxx 接入网技术要求 GPON 系统互通性 编号 YD/T xxxx-xxxx 接入网技术要求 - 点对点 (P2P) 光以太网接入系统 编号 YD/T
62 xpon 系统测试参考配置 4 个测试点 a) 网络侧接口 (SNI):OLT 与业务节点间的参考点 ; b) 测试点 S: 紧靠在发射机 (OLT 或 ONU) 光连接器后的光纤点 ; c) 测试点 R: 紧靠在接收机 (OLT 或 ONU) 光连接器前的光纤点 ; d) 用户侧接口 (UNI):ONU 与用户终端或其他用户侧设备间的参考点 62
63 评估 / 互通 / 工程测试 评估测试 OLT/ONU 线路传输光接口的特性测试 网络侧和用户侧接口测试 传送性能测试 功能验证 操作维护管理功能验证 互通测试 EPON 基本功能的互通性测试 业务承载相关功能互通性测试 操作管理和维护功能互通性测试 EPON 系统互通性能测试 工程测试 PON 特性测试 业务测试 网管功能测试 63
64 评估测试 - 光接口 光接口测试 平均发射功率 ; 消光比 ; 接收机灵敏度 ; 接收机过载功率 ; 接收机反射系数 发送光功率测试图 OLT 的消光比测试图 下行接收灵敏度和过载功率测试图 64
65 EPON 光接口指标 (1) 平均发送光功率指标 1000BASE-PX10-D OLT S 点 dbm 1000BASE-PX10-U ONU S 点 BASE-PX20-D OLT S 点 BASE-PX20-U ONU S 点 BASE-PX20+-D OLT S 点 BASE-PX20+-U ONU S 点 消光比指标 1000BASE-PX10/PX20-D OLT S 点 6 db 1000BASE-PX10/PX20-U ONU S 点 BASE-PX20+-D OLT S 点 BASE-PX20+-U ONU S 点 9 65
66 EPON 光接口指标 (2) 接收机灵敏度指标 (BER<10-12 ) 1000BASE-PX10-D OLT R 点 -24 dbm 1000BASE-PX10-U ONU R 点 BASE-PX20-D OLT R 点 BASE-PX20-U ONU R 点 BASE-PX20+-D OLT R 点 BASE-PX20+-U ONU R 点 -27 接收机过载光功率指标 (BER<10-12 ) 1000BASE-PX10-D OLT R 点 -1 dbm 1000BASE-PX10-U ONU R 点 BASE-PX20/PX20+-D OLT R 点 BASE-PX20/PX20+-U ONU R 点 -3 66
67 GPON OLT 侧光接口指标 项目速率单纤系统单位 B 类 B+ 类 C 类 平均发射光功 2.488Gb/s dbm 率 ( 最小 ) 平均发射光功率 ( 最大 ) 2.488Gb/s dbm 消光比 ( 最小 ) 2.488Gb/s db 接收灵敏度 ( 最大 ) 过载光功率 ( 最小 ) 1.244Gb/s dbm 1.244Gb/s dbm 67
68 GPON ONU 侧光接口指标 项目速率单纤系统单位 B 类 B+ 类 C 类 平均发射光功 1.244Gb/s dbm 率 ( 最小 ) 平均发射光功率 ( 最大 ) 1.244Gb/s dbm 消光比 ( 最小 ) 1.244Gb/s db 接收灵敏度 ( 最大 ) 过载光功率 ( 最小 ) 2.488Gb/s dbm 2.488Gb/s dbm 68
69 评估测试 - 网络侧和用户侧接口 网路侧和用户侧接口测试 10/100/1000M/10GE 接口 ;E1/Z/Za 接口 ; 协议测试 (SIP/H.248/MGCP) 网路侧和用户侧接口测试图 69
70 评估测试 - 传送功能 传送功能测试 最大分路比和传输距离 ; 测距 ; N 64kbit/s 数字连接及 2048kbit/s 通道性能 ;IP 性能 S/R OLT R/S 分路器 S/R ONU 1 ONU n 网络分析仪 传送功能测试图 70
71 传送功能主要指标 最大分路比和传输距离指标 EPON 系统支持的最大传输距离和最大分路比应符合以下规定 : OLT 和 ONU 之间的最大传输距离不小于 10km, 支持的最大分路比至少为 1:32; OLT 和 ONU 之间的最大传输距离不小于 20km, 支持的最大分路比至少为 1:16; OLT 和 ONU 之间的最大传输距离不小于 10km, 支持的最大分路比至少为 1:64( 可选 ) GPON 系统支持的最大传输距离和最大分路比应符合以下规定 : OLT 和 ONU 之间的最大传输距离不小于 20km, 支持的最大分路比至少为 1:32; OLT 和 ONU 之间的最大传输距离不小于 20km, 支持的最大分路比至少为 1:64( 可选 ) 测距指标 测距范围是指在 OLT 侧对 ONU 进行测距所能达到的最小距离和最大距离, 最小距离 <1m, 最大 10km /20km N 64kbit/s 数字连接及 2048kbit/s 通道性能指标 在正常工作条件下, 测试时间 24 小时, 网络侧接口到用户侧接口间 N 64kbit/s 数字连接及 2048kbit/s 通道的误比特率为 0 71
72 评估测试 - 验证功能 验证功能测试 DBA;QoS; 加密 ;ONU 认证 ; 过滤和抑制 ;VLAN 功能 ;VLAN Stacking; 组播 ;SCB;trunk; ONU 掉电通知 ; 光纤保护倒换 验证功能测试图 72
73 验证功能指标 (1) DBA OLT 应采用动态带宽分配机制 (DBA) 来提高系统带宽利用率以及保证业务公平性和 QoS, 至少应能根据 LLID/T-Cont 分配带宽授权, 最小带宽分配粒度不应大于 256kbit/s QoS xpon 系统应能区分不同类型业务的优先级, 上行和下行方向应能根据 SLA 协议保证高优先级业务的 QoS 加密 xpon 系统应对用户信息进行加密, 其中下行方向应支持加密功能, 上行方向可选支持 ONU 认证 OLT 应具有对 ONU 进行认证的能力, 应拒绝非法 ONU 的接入 过滤和抑制 OLT 或 ONU 应支持基于端口或 MAC 地址的 Ethernet 数据帧过滤 OLT 或 ONU 应支持对广播帧和组播帧的抑制功能 73
74 验证功能指标 (2) VLAN 功能 OLT 或 ONU 应支持 IEEE 802.1Q 协议, 应支持按照 PON 端口或以太端口划分 VLAN, 可选支持按照 MAC 地址划分 VLAN 生成树 当 OLT 的网络侧具有多个 GE 10GE 或 10/100Base-T 接口时, 如果可能出现环路则应支持符合 IEEE802.1D 规定的生成树协议 二层隔离功能 OLT 应实现各 ONU 之间的二层隔离,ONU 应实现各以太网端口之间的二层隔离 组播 在 FTTH 网络结构中,OLT 应支持 IGMP Snooping 或 IGMP Proxy 功能 74
75 SCB 验证功能指标 (3) 在下行方向,PON 是一种广播介质 为利用 PON 的这一能力, 使 OLT 向 ONU 发送广播帧时不对每个 ONU 都拷贝该帧, 因此引入单拷贝广播 (SCB) 支持 VLAN Stacking OLT 应支持 VLAN Stacking 功能 Trunk 在系统网络侧具有多个 GE 或 10/100BASE-T 接口时,OLT 应支持 IEEE Std 802.3ad 规定的链路聚集功能 ONU 掉电通知 ONU 可具有将自身掉电事件通知 OLT 的能力 ONU 激光器远程关断 75
76 xpon 系统支持时钟同步能力测试 76
77 xpon 系统支持时间同步能力测试 1 PPS 10 MHz TOD Time transport 1 PPS 10 MHz TOD GPS EPON ONU 1588 V2 EPON OLT EPON ONU 1588 V2 77
78 网管功能测试 评估测试 - 网管功能 管理方式验证 ; 配置管理 ; 性能管理 ; 故障和告警管理 ; 安全管理 EMS 测试图 78
79 评估测试 - 环境测试 防雷测试 温度测试 低温测试 ; 高温测试 ; 噪声测试 EMC 测试 79
80 EPON 互联互通的三个层次 EPON 基本功能的互通 MPCP,ONU 认证, 加密,DBA 业务承载的互通 业务 QoS,VLAN, 组播管理 操作 管理和维护功能的互通 OAM 发现, 扩展 OAM 发现, 扩展 OAMPDU,ONU 远程管理 80
81 EPON 互通标准主要范围 81
82 Agilent N2X EPON 数据和协议测试仪 互通测试 - 主要测试仪表 N2X 仪表外观 EPON 基本功能的互通测试典型组网示意 82
83 EPON 基本功能的互通性测试 互通测试 -EPON 基本功能 MPCP 帧格式的验证 ;ONU 注册 ; 以太网业务 ;FEC;DBA EPON 基本功能的互通测试图 83
84 EPON 基本功能指标 (1) MPCP 帧格式的验证 各种 MPCP 帧的格式应符合 IEEE 和 YD/T 接入网技术要求 EPON 系统互通性 的规定 ; 用于开窗的 Discovery GATE 消息采用广播的 LLID, 其余的 GATE 都是单播 LLID; 比较 GATE 帧的 Timestamp 字段与其 Grant StartTime 字段, 应当满足 :0x03B9ACA0>(Grant StartTime-Timestamp)>0x400 以太网业务 在随机包长情况下,EPON 系统上下行均支持 IEEE802.3 和以太网 II 型两种以太网帧格式, OLT 和 ONU 之间的以太网业务能够互通, 且上下行均不丢包 ; 系统支持的上下行最大包长度应不小于 1518 字节 ; 系统支持的上下行最小包长度应不大于 64 字节 ; 系统支持对各种异常帧 ( 如 CRC 错帧 定界 (Alignment) 错帧 超长帧 超短帧等 ) 的检测 84
85 EPON 基本功能指标 (2) FEC OLT 和 ONU 收到的以太网帧格式与发送的以太网帧格式相同 系统的 FEC 功能正常,FEC 功能的打开不影响系统以太网业务的互通 ; FEC 功能为下行链路产生 2~3dB 的功率增益, 上行链路产生 1dB 左右的功率增益 DBA 当网管配置 2 个队列的阈值 (thereshold) 时,REPORT 帧中应有 2 个 queue set, 每个 queue set 内有 2 个队列, 分别是 Queue1 和 Queue2; 当数据网络分析仪发送的以太网流量小于该 ONU 的上行保证带宽 (CIR) 时, 同一个队列在两个 queue set 内上报的队列长度值相同, 且该值均应小于网管配置的阈值 ; 在不同的 SLA 下,OLT 分配的带宽授权应与 REPORT 帧上报的队列长度和 SLA 的配置相符 ; ONU 获得的上行带宽应符合 SLA 的配置 85
86 业务承载相关功能互通性测试 互通测试 - 业务承载相关功能 QoS;VLAN; 组播 ; 加密 ;ONU 认证 ;TDM 业务 上图为 TDM 业务的互通测试图 其他业务承载相关功能互通测试, 参见 EPON 基本功能互通测试图 86
87 业务承载相关功能指标 (1) QoS ONU 应能按照网管配置的分类规则进行分类,OLT 收到的业务流应带有相应的优先级 ; ONU 应支持的分类规则包括源 MAC 地址 : 物理端口 目的 MAC 地址 源 MAC 地址 VLAN User Priority(IEEE802.1D) Ethernet 类型 ( 例如 PPPoE PWE3 MAC Control 等 ) 目的 IP 地址 源 IP 地址 IP 类型 (IP ICMP IGMP 等 ) IP TOS/DSCP L4 协议端口等 VLAN ONU 按照 OLT 发出的指令设置其以太网端口的 VLAN 状态 (VLAN 透传 VLAN 标签 VLAN 转换等 ) 组播 OLT 和 ONU 均支持 SCB 功能, 组播数据报文的前导码中 LLID 字段的值为 0xFFFF ; OLT 支持 IGMP Proxy 功能, 申请组播频道的用户都能收到组播业务, 且 OLT 的上联口只会收到一份 IGMP REPORT/IGMP LEAVE 消息 ONU 应支持 IGMP snooping 功能 ; 用户端口加入 / 离开组播组时, 不影响组播组内其他用户接收该组播业务 87
88 业务承载相关功能指标 (2) 加密 在三重搅动功能关闭情况下的 IFPON-R 接口的 R 点处的以太网帧前导码的第五个字节搅动信息标识字段 (Enc) 的值应为 0x55 ; 三重搅动的范围为 DA MAC 到 FCS, 并搅动的报文类型包括数据帧 OAM 帧 ; 密钥更新过程中包括新密钥请求帧 (new_key_request) 新密钥通知帧(new_churning_key) 两种扩展的 OAM 报文 ; ONU 认证 OLT 应解注册未通过认证的 ONU, 并将该事件上报网元管理系统 ONU 在解注册后应保持在静默状态, 经过若干秒后 ( 缺省值为 60s),ONU 重新进入发现和注册状态, 等待当下一个发现窗口打开时,ONU 将重新发送 REGISTER_REQ 消息以实现注册 ; TDM 业务 ( 轻载和重载 ) 情况下,E1 业务能够互通, 且系统没有误码, 时延和抖动满足 GB/T 的要求 88
89 EPON 系统互通性能测试 互通测试 -EPON 系统性能 吞吐量 / 过载丢包率 / 转发延时 / 长期丢包率 EPON 系统的互通测试图 89
90 工程测试 -PON 接口 PON 接口测试 OLT 下行平均发送光功率 ; ONU 上行平均发送光功率 ; 动态测距 ; 上 / 下行总带宽限制 ; 断电及断纤告警 ; ONU 认证功能 ; OLT 板卡热插拔 OLT/ONU 发送光功率测试图 动态测距 ; 上 / 下行总带宽限制 ; 断电及断纤告警 ; ONU 认证功能 ; OLT 板卡热插拔测试图 90
91 工程测试 -PON 接口 OLT 下行平均发送光功率 当采用 1000BASE-PX10 时为 :-3~+2dBm; 当采用 1000BASE-PX20 时为 :+2~+7dBm ONU 上行平均发送光功率 当采用 1000BASE-PX10 时为 :-1~+4dBm; 当采用 1000BASE-PX20 时为 :-1~+4dBm 上 / 下行带宽限制 上 / 下行实际业务带宽不超过设定带宽的 ±5% 断电及断纤告警 系统支持两种情况下的告警并且能对两种情况进行区分 ONU 认证功能 网管获取 ONU 授权状态正确 ;ONU 授权后能在 PON 拓扑结构中正确显示状态, 可以通过网管进行各项管理 ; 未授权 ONU 能正常收发数据, 但不能在网管界面中进行配置 OLT 板卡热插拔 板卡热插拔后业务能迅速恢复 91
92 工程测试 - 业务测试 业务测试 验证 EPON 设备基本数据业务功能 ; 验证 EPON 设备的基本通话功能 ; 验证对 IPTV( 含组播 和点播 ) 业务的支持能力等 NMS PC OLT O D N ONU 1 PORT 1 PC 1 数据业务功能测试图 ONU 32 语音业务功能测试图 92
93 验证 EPON 设备的基本通话功能 能实现正常通话 验证 PSTN 业务呼叫转移功能测试 呼叫转移工作正常 二次拨号测试 能听到二次拨号按键音 振铃音 回铃音 忙音测试 各信号音正确 铃音和通知音检测 通知音正确 PSTN 业务来电显示功能测试 能正确显示来电号码 传真功能 (T.30 和 T.38) 工程测试 - 语音业务测试 93
94 GPON 系统互通测试 数据网络分析仪 VOD 服务器 ONU1 OLT Splitter Internet 交换机 GE 光纤 ONU n E1 E1 软交换 电视 电话 PC SDH 测试仪 测试内容 OLT 和 ONU 设备在 PMD TC 层 OMCI 以及业务应用方面的测试和互通 ; 互通进展较缓慢 94
95 内容提要 FTTx FTTx FTTx FTTx 95
96 C I S C O S Y S T E M S C I S C O S Y S T E M S 业务与设备管理模式 ITU-T GPON DSL System Software DSL Chip Software VoIP Chip PSTN Core Network Soft Switch VoiP Traffic In-Band VoIP Management PON System PON Chip Software VoIP Chip Software GPON Voice Management IEEE EPON DSL System Software DSL Chip Software VoIP Chip PSTN Core Network Soft Switch VoiP Traffic In-Band VoIP Management PON System PON Chip Software VoIP Chip Software 96
97 业务与设备管理模式发展历程 TR-142:Framework for TR-069 enabled PON devices 97
98 典型的 FTTx 业务与设备统一管理平台架构 98
99 集中式网络管理方案示例 监控 ANM2000 DB TCP/IP 数据采集 网管中心机房 Web Service/TL1 RMS 端局机房 网管客户端 IP 城域网 Switch 网管客户端 端局机房 Switch OLT OLT OLT Switch TCP/IP Switch 端局机房 OLT OLT OLT OLT OLT OLT OLT OL T OLT OLT OLT 集中服务器 / 客户端模式 : 建设一个集中式网管服务器, 管理整个市级 网络, 区局通过客户端登陆服务器进行操作, 各区局之间分权分域 集中式管理规模大, 可实现多种业务网络的统一管理, 便于 xpon 网络与资源管理系统 软交换网管等其他系统对接, 扩容升级方便 99
100 典型业务流程 1. 宽带业务定单受理 客户资源管理系统 2. 网络资源可用性查询 宽带网管资源 PON-EMS 按客户 按业务 3. 网络资源信息返回 管理系统 HGW-EMS 4. 业务定单生成 8. 业务定单报竣 5. 生成网管侧工单业务工单流转系统按业务流程 按机构 7. 网管侧完工 5. 生成端局侧工单 6. 更新资源信息宽带业务开通平台 6. 网管侧执行 IP TV 业务平台认证平台预付费认证平台后付费 6. 端局侧执行 7. 端局侧完工 其他网管 北京网通各区局北京网通各区局各区局 各网管系统 100
101 系统管理架构简介 业务发放 RMS/BOSS/IBSS Web Service/TL1 xpon EMS 新装 : 单装语音, 语音数据捆绑 加装 : 加装语音, 加装数据 移机 撤机 : 撤语音, 撤数据 提供统一业务发放接口 屏蔽复杂的业务配置过程 SNMP OLT 101
102 系统架构的主要特点 由统一业务支撑系统进行业务发放, 屏蔽各厂家设备差异 减轻业务开通人员工作负担, 不需要熟悉各厂家的网管系统 利用已有 IT 支持系统, 借鉴 ADSL 等业务开通模式, 便于快速推进 EPON 业务的开展 将业务发放环节从复杂的业务配置过程中抽离出来, 便于开通人员操作 提高工程施工 业务配置 业务发放环节自动化程度, 提高工作效率, 减少人为失误 102
103 xx 网管改造项目方案实例 RMS 接口服务器 web service 提供服务 TCP/IP 数据处理服务器 数据处理服务 ANServere.exe TCP/IP 数据库服务器 DB TCP/IP TCP/IP TCP/IP TCP/IP 数据库服务器 客户端 PC 采集服务器 采集服务器 DB 管理者服务 admaems.exe 管理者服务 admaems.exe SNMP OLT OLT OLT OLT 103
104 xpon EMS 与 RMS 的通信流程示例 OLT 入网 (IP 地址 ) xpon 网管系统 OLT 上联扩容 OLT 的 PON 口扩容 ONU 入网 ONU 注册工程录入资源录入绑定帐户 / 业务开通 资源系统 104
105 xpon 网络监测与诊断系统架构 OSS 系统 服务及网络管理 测试管理系统 POTS 测试系统 DSL 测试系统 PON 网络监测与诊断系统 105
106 xpon 网络监测与诊断系统典型实现 106
107 内容提要 FTTx FTTx FTTx FTTx 107
108 小结 FTTx DSL FTTx PON EMS BSS OSS PON PON PON FTTx 108
109 谢谢! 109
CCSA FTTH培训
FTTH 系统测试及维护管理 张傲中国通信标准化协会 (CCSA) 光纤接入 (FTTx) 产业联盟 2008 年 6 月 2 内容提要 FTTH 典型组网应用 FTTH 局端和远端设备的功能和性能 FTTH 系统的测试 FTTH 系统的操作 维护 管理 近期的研究热点和发展趋势 3 FTTx 全景应用 移动基站 (BTS) 移动大客户 (Biz VIP) 城区 / 农村用户 (District/Village)
2013年10月上19期内文.FIT)
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% GDP (GCP) (GDP) % GDP GCP
1995 13700 5.9% 7880 57.5% 7% GDP 1998 23% 1 2 3 2000 10 4 2000 10 5 2000 9 6 2000 2 1 2.1 2.1.1 28.56% GDP (GCP) (GDP) % 1995 1996 1997 1998 1999 2000 GDP 14.9 10.7 10.6 10.2 9.5 10.8 GCP 43.5 29.6 24.4
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EPON 关键技术和原理 内容概要 ( 一 ) 现代电信网络发展趋势 ( 二 )EPON 技术与 FTTX ( 三 ) 接入网中的二层交换技术 ( 四 ) 烽火 EPON 设备介绍 国内宽带接入网发展现状 (1) 我国宽带发展概况 中国已成为全球最大的 DSL 市场 截止 2007.5, 中国宽带用户为 5824 万, 其中 DSL 用户 4330 万 我国宽带用户发展情况 (M) 宽带接入技术以
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2016 年 06 月 06 日 行 业 研 究 证 券 研 究 报 告 通 信 行 业 月 度 报 告 通 信 行 业 5 月 月 报 (H2): 工 信 部 将 大 力 推 进 网 络 强 国 战 略 和 互 联 网 + 行 动 投 资 要 点 工 信 部 将 大 力 推 进 网 络 强 国 战 略 和 互 联 网 + 行 动 :5 月 17 日, 在 2016 年 丐 界 电 信 和 信 息
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e 17901 4008 2002 2002 1000 2001 87% 2002 2002 2002 2002 2002 754.96 2001 10.1% 168.64 22.3% 838 5,6862001 17.3% 98 1382001 247.4% 9 3 2002 2000 2001 2002 2001 39,822 48,478 56,859 17.3% % 18.3% 22.1%
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HFC 010-85802998-6707 13910392901 Liuy@startimes.com.cn 13911604571 2 + AB 4 5 TV CM ubr924 HFC CableModem ATM DPT 1Gbps E1 PBX Cat6509 GE PSTN HFC+IP+DVB+++GIS+ 6 7 2 HLN3844 RPT3245 / 10M/100M CM TV
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Chapter #
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2013 年 11 月 第 11 期 英 国 电 信 和 中 兴 通 讯 首 先 在 真 实 用 户 环 境 中 部 署 XG-PON VoLTE 带 来 更 好 的 用 户 体 验 26 32 在 康 沃 尔 实 现 超 高 速 光 纤 网 络 覆 盖 大 数 据 使 精 准 营 销 成 为 可
2013 年 11 月 第 11 期 英 国 电 信 和 中 兴 通 讯 首 先 在 真 实 用 户 环 境 中 部 署 XG-PON VoLTE 带 来 更 好 的 用 户 体 验 26 32 在 康 沃 尔 实 现 超 高 速 光 纤 网 络 覆 盖 大 数 据 使 精 准 营 销 成 为 可 能 大 数 据 要 发 挥 价 值, 必 须 与 业 务 融 合 34 高 清 编 解 码 电 信 级
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FPGA 100G WP-01115-1.1 100G 100G 100G FPGA Altera Stratix IV GT FPGA 40-nm1.3-Gbps 100G 100G Altera Stratix IV GX Arria II GX Arria II GZ FPGAHardCopy ASIC OTN FPGA 100G OTN 2007 2012 IP 6 2012 522 (10
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http://www.tenda.com.cn 1... 1 1.1... 1 1.2... 1 2... 3 2.1... 3 2.2... 3 2.3... 5 2.4... 6 2.5... 7 2.6... 9 2.6.1 无线基本设置... 9 2.6.2 无线加密设置... 9 2.7... 10 3... 18 3.1... 18 3.2... 19 3.2.1 ADSL 拨号上网设置...
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