📅  最后修改于: 2020-10-29 03:33:22             🧑  作者: Mango
光纤到户(FTTH)是最终的光纤访问解决方案,其中每个用户都连接到光纤。本教程中讨论的部署选项基于从OLT一直到用户房屋的完整光纤路径。该选择允许为每个客户提供高带宽服务和内容,并确保为新服务的未来需求提供最大带宽。因此,不包括涉及“部分”光纤和“部分”铜基础设施网络的混合选项。
差分光纤距离是距OLT最近和最远的ONU / ONT之间的距离之差。
在GPON中,最大差分光纤距离为20 kms。这会影响测距窗口的大小,并符合[ITU-T G.983.1]。
逻辑范围定义为特定传输系统可以达到的最大距离,而与光学预算无关。逻辑范围是ONU / ONT与OLT之间的最大距离,但物理层的限制除外。
在GPON中,最大逻辑范围定义为60 kms。
平均信号传输延迟是参考点之间上游和下游延迟值的平均值。该值是通过测量往返延迟然后除以2来确定的。
GPON必须适应要求最大平均信号传输延迟为1.5 ms的服务。 GPON系统在电视参考点之间的最大平均信号传输延迟时间必须小于1.5 ms。
OAN是共享相同网络侧接口并由光接入传输系统支持的一组接入链路。该OAN可以包括连接到相同OLT的多个ODN。
在PON上下文中,是接入网中的一棵光纤树,辅以功率或波长分离器,滤波器或其他无源光学设备。
终止ODN公用(根)端点的设备。然后实施PON协议,例如[ITU-T G.984]定义的协议;然后使PONPDU适应提供商服务接口上的上行链路通信。
OLT为对接的ODN和ONU提供管理和维护功能。
单个用户设备可终止ODN的任何分布式(叶)端点,实现PON协议,并使PON PDU适应用户服务接口。 ONT是ONU的特例。
通用术语,表示一种设备,该设备终止ODN的任何分布式(叶)端点,实现PON协议,并适应PON PDU。
物理距离定义为特定传输系统可以达到的最大物理距离。由于“物理范围”是ONU / ONT与OLT之间的最大物理距离。但是,在GPON中,为物理距离定义了两个选项:10公里和20公里。假定10 km是FP-LD在ONU中用于高比特率(例如1.25 Gbit / s或更高)的最大距离。
FTTH中的服务被定义为运算符所需的网络服务。服务是用每个人都可以清楚识别的名称来描述的,而不管它是框架结构名称还是通用名称。
GPON的目标是传输速率大于或等于1.2 Gbit / s。因此,GPON识别出以下两种传输速度组合:
最重要的比特率是1.2 Gbps上升,2.4 Gbps下降,几乎构成了GPON系统所有已部署和计划中的部署。
从成本的角度来看,GPON的分光比越大,越经济。但是,较大的分配比意味着较大的光功率和带宽分配,这需要增加功率预算来支持物理范围。给定当前技术,对于物理层而言,高达1:64的分光比是现实的。但是,考虑到光学模块的持续发展,TC层必须考虑最大为1:128的分光比。
光纤的好处-
PON技术中的各种模块/组件是-
PON技术中的有源模块/组件是-
在OLT中-
对于有线电视应用-
在ONU中-
GPON的完整形式是–千兆无源光网络
GPON是基于ITU-T规范G.984系列的接入网光学系统。通过使用分光比为1:32的B +类光学器件,可以以20dB的光学预算提供20 km的距离。
GPON最常见的功能如下。
下游传输-
上游传输-
GPON标准建立在以前的BPON规范的基础上。这些规范都在下面列出-
G.984.1 –本文档描述了千兆级无源光网络的一般特性。
G.984.2 –本文档描述了具有千兆比特能力的无源光网络物理介质相关层规范。
G.984.3-本文档描述了千兆级无源光网络传输汇聚层规范。
G.984.3-本文档描述了千兆级无源光网络传输汇聚层规范。
GPON系统具有与其他PON网络中相同的物理组件,这些物理组件以相同的方式进行配置。当然,为GPON系统开发的产品是专门为GPON设计的,不能与EPON或BPON装置互换。
GPON系统还具有许多其他PON系统相同的基本功能。该架构的主要区别在于GPON的数据吞吐量。千兆GPON封装方法允许承载各种服务,包括ATM,TDM语音和以太网。
光学系统的基本要求之一是为组件提供足够的容量,以将光信号扩展到预期范围。根据功率和灵敏度,组件分为三类。
组件的类别是-
EPON的完整形式是–以太网无源光网络。
以太网无源光网络(EPON)是使用以太网封装数据的PON,可提供1 Gbps至10 Gbps的容量。 EPON遵循PON的原始体系结构。在这里,DTE连接到树的主干,称为光线路终端(OLT)。
它通常位于服务提供商处,树的连接的DTE分支称为光网络单元(ONU),位于用户的房屋内。来自OLT的信号通过无源分离器以实现ONU,反之亦然。
许多PON应用要求高QoS(例如IPTV)。
EPON将QoS留给更高层-
此外,LLID和Port-ID之间存在重要区别-
下表说明了GPON和EPON之间的区别。
GPON (ITU-T G.984) | EPON (IEEE 802.3ah) | |
---|---|---|
Downlink/Uplink | 2.5G/1.25G | 1.25G/1.25G |
Optical Link Budget | Class B+:28dB;Class C: 30dB | PX20: 24dB |
Split ratio | 1:64 –> 1:128 | 1:32 |
Actual downlink bandwidth | 2200~2300Mbps 92% | 980Mbps 72% |
Actual uplink bandwidth | 1110Mbps | 950Mbps |
OAM | Complete OMCI function + PLOAM + embed OAM | Flexible and simple OAM function |
TDM service & synchronized clock function | Native TDM, CESoP | CESoP |
Upgradeability | 10G | 2.5G/10G |
QoS | DBA schedule contains TCONT, PORT-ID; fix bandwidth/guarantee bandwidth/non guarantee bandwidth/ best-effort bandwidth | Support DBA, QoS is supported by LLID and VLAN |
Cost | 10%~20% higher cost than EPON currently, and almost same price in large volume | — |
在OLT中使用报告和门消息来构建传输程序并通过ONU的算法称为动态带宽分配(DBA)算法。
EPON操作基于以太网MAC和EPON帧(基于GbE帧),但需要扩展-
多点控制协议PDU-这是实现所需逻辑的控制协议。
点对点仿真(协调)-这使得EPON看起来像点对点链路,并且EPON MAC具有一些特殊的约束。
它们在授权时进行传输,而不是CSMA / CD。
通过MAC堆栈的时间必须恒定(±16位持续时间)。
必须保持准确的当地时间。
标准以太网以基本无内容的8B前导开头-
为了隐藏新的PON标头,EPON覆盖了一些前导字节。
DS流量会广播到所有ONU,因此对于恶意用户而言,加密实际上很容易重新编程ONU并捕获所需的帧。其他ONU看不到美国流量,因此不需要加密。不要考虑使用光纤窃听器,因为EPON不提供任何标准的加密方法,但是-
BPON使用了一种称为搅动的机制-搅动是一种低成本的硬件解决方案(24b密钥),具有多个安全缺陷-
因此,G.983.3添加了AES支持-现在已在GPON中使用。
XPON是下一代PON,可支持高达10G的数据速率。 XPON可以分为XG-PON1和XG-PON2两类。 XG-PON1向后兼容GPON,而XG-PON2则是全新的发展。
WDM-PON的完整形式是–波分复用PON。
在WDM-PON中,不同的ONT需要不同的波长。每个ONT都有专用的波长,并享受波长的带宽资源。换句话说,WDM-PON在逻辑点对多点(P2MP)拓扑上工作。
ODSM-PON的完整形式是–机会频谱和动态PON。在ODSM-PON中,从CO到用户房屋的网络保持不变,只有一个变化是活动的WDM分离器。 WDM分离器将在OLT和ONT之间代替无源分离器。在ODSM-PON中,下游采用WDM,意味着针对ONT的数据针对不同的ONT使用不同的波长,而在ODSN-PON中,ODSN-PON采用动态TDMA + WDMA技术。
下表解释了XGPON标准-
Release Time | Version | |
---|---|---|
G.987 | 2010.01 | 1.0 |
2010.10 | 2.0 | |
2012.06 | 3.0 | |
G.987.1 | 2010.01 | 1.0 |
G.987.1Amd1 | 2012.04 | 1.0amd1 |
G.987.2 | 2010.01 | 1.0 |
2010.10 | 2.0 | |
G.987.2Amd1 | 2012.02 | 2.0amd1 |
G.987.3 | 2010.10 | 1.0 |
G.987.3Amd1 | 2012.06 | 1.0amd1 |
G.988 | 2010.10 | 1.0 |
G.988Amd1 | 2011.04 | 1.0amd1 |
G.988Amd2 | 2012.04 | 1.0amd2 |
Item | Requirement | Remark |
---|---|---|
Downstream (DS) speed | Nominal 10 Gbps | |
Upstream (US) speed | Nominal 2.5 Gbps | XG-PON with 10 Gbps US speed is denoted as XG-PON2. It is for future study |
Multiplexing Method | TDM (DS)/ TDMA (US) | |
Loss Budget | 29 dB and 31 dB (Nominal Classes) | Extended class is for future study |
Split Ratio | At least 1:64 (1:256 or more in the logical layer) | |
Fiber Distance | 20Km (60 Km or more logical distance) | |
Coexistence | With GPON (1310/1490 nm) With RF-Video (1550 nm) |
下表描述了XG-PON光功率等级。
‘Nominal1’ class (N1 class) | ‘Nominal2’ class (N2 class) | ‘Extended1’ class (E1 class) | ‘Extended2’ class (E2 class) | |
---|---|---|---|---|
Minimum loss | 14 dB | 16 dB | 18 dB | 20 dB |
Maximum loss | 29 dB | 31dB | 33 dB | 35 dB |
下表描述了根据ITU的A,B和C类的衰减范围。
Parameter | Unit | Class A | Class B | Class C |
---|---|---|---|---|
Attenuation range (ITU-T Rec. G.982) | dB | 5 – 20 | 10 – 25 | 15 – 30 |
下表说明了根据ITU的A,B和C类的OLT传输范围。
OLT Transmitter | Unit | Class A | Class B | Class C |
---|---|---|---|---|
Mean launched power MIN | dBm | 0 | +5 | +3 |
Mean launched power MAX | dBm | +4 | +9 | +7 |
下表说明了根据ITU的A,B和C类的ONU接收器范围。
ONU Receiver | Unit | Class A | Class B | Class C |
---|---|---|---|---|
Minimum sensitivity | dBm | -21 | -21 | -28 |
Minimum overload | dBm | -1 | -1 | -8 |
下表说明了根据ITU的A,B和C类的ONU发射机范围。
ONU Transmitter | Unit | Class A | Class B | Class C |
---|---|---|---|---|
Mean launched power MIN | dBm | -3 | -2 | +2 |
Mean launched power MAX | dBm | +2 | +3 | +7 |
下表描述了根据ITU的A,B和C类的OLT接收器范围。
OLT Receiver | Unit | Class A | Class B | Class C |
---|---|---|---|---|
Minimum sensitivity | dBm | -24 | -28 | -29 |
Minimum overload | dBm | -3 | -7 | -8 |
从OLT开始的单根光纤通过无源光分路器分路,以服务于64个客户本地ONT。同一根光纤同时承载下行(OLT朝向ONT)和上游(ONT朝向OLT)位流,即2.488 Mbps / 1490 nm(1480-1500nm窗口)和1.244 Mbps / 1310 nm(1260-1360nm窗口)通过WDM(波分复用)进行双工(双向)操作。
从OLT到ONT的同一单光纤下行传输是通过ONT广播的,ONT仅接受发给它的流量。上行传输是时分多址(TDMA),每个ONT依次传输。
TV信号(来自卫星头端)可以选择通过1550 nm的第三光学波长在通过RF Overlay子系统引入FTTx系统的同一根(或附加)光纤上广播。通过EDFA放大后,CATV信号可以与GPON信号耦合。
RF CATV信号调制到1550 nm波长上。它通过内置在ONT中的Demux函数提取,并路由到STB / TV的背板服务连接。
利用所谓的B类光网络元件,OLT光端口与ONT输入之间的最大允许光功率衰减为28 dB。 ODN A,B和C类主要区别在于“光发射机功率输出”和“比特率光接收机灵敏度”。 A类给出的光学预算最少,C类给出的预算最高,而明智的成本则按相同的顺序排列。为了实现最大1:64的分光比,B类光学器件通常在商业基础上部署。
以下几点解释了NGPON1-
以下几点解释了NGPON2-
不考虑与现有ODN网络(PON技术的更开放标准)兼容。
专注于WDM PON和40G PON。