無源光網(wǎng)絡PON的發(fā)展及應用

1、綜合&寬帶接入D&T團隊PON_000_C1無源光網(wǎng)絡無源光網(wǎng)絡PON的發(fā)展及應用的發(fā)展及應用V1.12提提 綱綱qPON無源光網(wǎng)絡概述無源光網(wǎng)絡概述qFTTX業(yè)務解決方案3接入網(wǎng)的發(fā)展特點接入網(wǎng)的發(fā)展特點從簡單語音需求逐漸向數(shù)據(jù)、多媒體、綜合業(yè)務需求發(fā)展綜合業(yè)務應用對帶寬的要求越來越高不同的業(yè)務應用需要相應QOS技術保證綜合業(yè)務的需求導致接入手段不斷增加4Multi play業(yè)務對帶寬提出更高要求業(yè)務對帶寬提出更高要求說明說明20072009預測預測20102012預測預測業(yè)務所需帶寬業(yè)務所需帶寬（下行）（下行）HDTV:612MHDTV:57MSDTV:23MSDTV:23M視頻通訊：40

2、0K視頻通訊：0.51M上網(wǎng)業(yè)務：24M上網(wǎng)業(yè)務：48M網(wǎng)絡游戲：300K網(wǎng)絡游戲：500K1M業(yè)務所需帶寬業(yè)務所需帶寬（上行）（上行）視頻通訊:300K視頻通訊:500K1M上網(wǎng)業(yè)務:300K上網(wǎng)業(yè)務:700K視頻監(jiān)控：1M視頻監(jiān)控：1MIPTV：50KIPTV：100K網(wǎng)絡游戲：300K網(wǎng)絡游戲：500K2M4M13M20M2050M總計接入帶寬總計接入帶寬（上行）（上行）總計接入帶寬總計接入帶寬（下行）（下行）5如何實現(xiàn)用戶需求？如何實現(xiàn)用戶需求？點到點光接入（MC）方式點到多點光接入方式 點到點以太接入APON FTTH的主要技術的主要技術EPON GPON 小區(qū)交換機接入6技術比較（

3、技術比較（PON vs MC）MC技術的兩種使用方式：l點到點以太接入nN根光纖，2N個光收發(fā)器n管理獨立l小區(qū)交換機接入n只需鋪設1或2根光纖到小區(qū)n2N+2個光收發(fā)器n設備占用局端機房空間小n在傳輸過程中需要有源設備n設備分級管理PON的接入方式：l只需鋪設1或2根光纖到小區(qū)l需N+1個光收發(fā)器l設備占用局端機房空間最小l傳輸中不需有源設備l設備集中管理局端用戶局端用戶小區(qū)交換機以32個結點為例32/64根光纖64個收發(fā)器P2PP2P1/2根光纖66個收發(fā)器局端用戶分光器P2MP1根光纖33個收發(fā)器7PON技術發(fā)展歷程技術發(fā)展歷程上世紀90年代初提出PON概念1995年成立FSAN（Ful

4、l Service Access Networks)組織1996年ITU-T頒布G.982 (PON標準建議）1998年ITU-T 頒布G.983（APON標準建議）2000年12月成立IEEE 802.3ah工作組，制定EPON標準建議2003年3月ITU-T頒布G.984（GPON標準建議）上世紀90年代末APON開始商用2003年6月 美國三大運營商開始APON招標2003年8月日本NTT開始EPON招標2005年中國電信開始測試并部署EPON試驗網(wǎng)8PON的定義和組成的定義和組成PON（Passive Optical Network）無源光網(wǎng)絡的定義l PON是一種應用于接入網(wǎng)，局端設

5、備（OLT）與多個用戶端設備（ONU/ONT）之間通過無源的光纜、光分/合路器等組成的光分配網(wǎng)（ODN）連接的網(wǎng)絡。l在OLT(光線路終端)和ONU(光網(wǎng)絡單元)之間的ODN (光分配網(wǎng)絡)沒有任何有源電子設備的光接入網(wǎng)。 無源光網(wǎng)絡的構成lOLT（Optical Line Terminal）光線路終端lONU（Optical Network Unit）光網(wǎng)絡單元lONT（ Optical Network Terminal）光網(wǎng)絡終端lODN（Optical Distribution Network）光分配網(wǎng)9PON的定義和組成（續(xù)）的定義和組成（續(xù)）10PON系統(tǒng)組網(wǎng)方式系統(tǒng)組網(wǎng)方式11PO

6、N技術的優(yōu)勢技術的優(yōu)勢相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。PON結構在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設，基本不用維護，長期運營成本和管理成本的節(jié)省很大無源光網(wǎng)絡是純介質(zhì)網(wǎng)絡，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，極適合在自然條件惡劣的地區(qū)使用。 PON系統(tǒng)對局端資源占用很少，系統(tǒng)初期投入低，擴展容易，投資回報率高提供非常高的帶寬。EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術的發(fā)展可以升級到10Gb/s。GPON則是高達2.5Gb/s的帶寬。服務范圍大。PON作為一種點到多點網(wǎng)絡，以一種扇出的結構來節(jié)省CO的資源，服務大量用戶。用戶共享局端設備和光纖的方式更

7、是節(jié)省了用戶投資。帶寬分配靈活，服務有保證。G/EPON系統(tǒng)對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系?？梢詫崿F(xiàn)用戶級的SLA。12PON技術概述技術概述相同的拓撲相同的拓撲P2MP光纖光纖APONEPONGPON封裝協(xié)議不同封裝協(xié)議不同lFSAN提出，ITU-T標準化；lATM封裝；l目前標準化最完善；l沒有得到市場認可。lIEEE EFM工作組標準化，編號802.3ah；l以太網(wǎng)封裝；l國內(nèi)標準正在制定中；l產(chǎn)品開始在市場上迅速應用。lFSAN提出，ITU-T標準化 G.984.x；lATM、GEM封裝；l標準已經(jīng)完成；l支持廠家極少。13APON技術技術APON技術的核心部分采用ATM技術。利

8、用ATM的集中和統(tǒng)計復用特性，提供從窄帶到寬帶等各種業(yè)務，不僅支持可變速率業(yè)務，也支持時延要求較小的業(yè)務，具有支持多業(yè)務多比特率的能力。對稱速率(155.52Mbit/s)和非對稱速率(下行622.08Mbit/s，上行155.52Mbit/s)。傳輸距離最大20KM。支持的光分路比在32-64之間。14APON技術技術APON技術具備綜合業(yè)務接入、QoS服務質(zhì)量保證等獨有的特點；與有源光接入網(wǎng)和銅纜接入網(wǎng)相比，結構簡單、可靠和易維護，能提供相對高速的接入速率；由于標準化時間較早，已有成熟商用化產(chǎn)品等等優(yōu)點。當然APON技術也存在利用ATM信元造成的傳輸效率較低；帶寬受限；系統(tǒng)相對復雜、價格較

9、貴；需要進行協(xié)議之間的轉換等缺點。 15EPON/GEPON技術技術EPON和GEPON的基本差別就是標準化，前者往往指非標設備，后者指符合IEEE802.3ah規(guī)范的設備技術的核心部分采用以太網(wǎng)技術。在EPON/GEPON中，根據(jù)IEEE802.3以太網(wǎng)協(xié)議，傳送的是可變長度的數(shù)據(jù)包。由于以太網(wǎng)適合攜帶IP業(yè)務，與APON相比，極大地減少了傳輸開銷。EPON/GEPON能夠提供高達1Gbit/s的上下行帶寬。傳輸距離最大10-20KM。支持的光分路比大于16。16EPON/GEPON技術技術EPON/GEPON融合了PON和以太網(wǎng)的優(yōu)點，系統(tǒng)結構更簡化，標準寬松，成本更低；1Gbit/s的高

10、速寬帶，且易于升級；與現(xiàn)有的以太網(wǎng)兼容，無需協(xié)議轉換；具有同時傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力等優(yōu)點。隨著多協(xié)議標簽交換（MPLS）等新的IP服務質(zhì)量(QoS)技術的采用，也可提供一定的QoS保證。EPON/GEPON技術目前仍難以支持實時業(yè)務的服務質(zhì)量；在安全性、可靠性等方面與電信級的服務相比仍有差距。17GPON技術技術GPON技術針對1Gbit/s以上的PON標準，除了對更高速率的支持外，還是一種更佳、支持全業(yè)務、效率更高的解決方案。引入通用成幀協(xié)議(GFP) ，能將任何類型和任何速率的業(yè)務進行原有格式封裝后經(jīng)由PON傳輸，而且GFP幀頭包含幀長度指示字節(jié)，可用于可變長度數(shù)據(jù)包的傳遞

11、，大大提高了傳輸效率。因此能更簡單、通用、高效地支持全業(yè)務。GPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有標準的上行速率。傳輸距離可達20KM(邏輯60KM)。支持的光分路比在64-128之間。18GPON技術技術與EPON力求簡單的原則相比，GPON更注重多業(yè)務和QoS保證；能夠簡單、通用、高效的透明傳送各種業(yè)務；具有前所未有的高比特率、高帶寬；非對稱特性更能適應未來的FTTH寬帶市場；傳輸距離更遠、覆蓋范圍更廣。但是GPON標準復雜且開發(fā)較晚，技術尚不成熟，其成本相對EPON仍顯較高，目前未到達商品化階段。 19PON技術基本比較技術基本比較20當前最有前途的兩種當前最有前

12、途的兩種PONEPONl特點：nIEEE 802.3ah，啟動較早，由制造商主導推進。n由以太網(wǎng)技術發(fā)展而來，最適宜承載的是基于以太網(wǎng)的業(yè)務，例如寬帶上網(wǎng)、VoIP、IPTV等。n芯片解決方案較為成熟；n簡單是其主要特征，完全可以滿足FTTH的應用需求；nDBA、加密算法、管理維護等進一步嚴格定義，光鏈路指標的改進，對改善互通性與實用性較為關鍵。（進展中）GPONl特點nITU-T G.984.14，MIB、保護等部分內(nèi)容需參考G.983.2/5n運營商主導制訂，全業(yè)務與完備性是其主要特征；n雖然現(xiàn)有廠家較少，但發(fā)展較快；n目前均為FPGA，預計年末出現(xiàn)ASIC；n互通性的基礎較好21PON應

13、用環(huán)境應用環(huán)境APON適用于對帶寬要求不高、對業(yè)務質(zhì)量要求高或者需要運行混合業(yè)務的企事業(yè)單位的接入。EPON/GEPON主要面向?qū)捯蟾?、對業(yè)務質(zhì)量和網(wǎng)絡安全要求不是太高、對成本敏感的以太網(wǎng)業(yè)務為主的中小型企事業(yè)單位的接入；如果成本進一步下降，也將作為FTTH的主要手段直接面向高端個人用戶。GPON適合于少數(shù)對帶寬要求高、需要提供電信級服務質(zhì)量，且對成本不敏感的多業(yè)務需求的企事業(yè)單位的接入。22PON發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢APON最成熟，但業(yè)務提供能力有限、性價比低，無法滿足長遠的發(fā)展，不建議大力發(fā)展，僅滿足某些特定區(qū)域的接入需求。EPON/GEPON簡單、高速、成本低、用戶面廣，技術、產(chǎn)品相對

14、GPON成熟，是中近期可以大力發(fā)展的無源技術。GPON透明傳輸、高速高效、電信級服務，是發(fā)展的趨勢，但成本相對高，商業(yè)化程度低，是中遠期大力發(fā)展的無源技術。GPON的市場定位與EPON不同，兩者相互補充的。 23提提 綱綱qPON無源光網(wǎng)絡概述qFTTX業(yè)務解決方案業(yè)務解決方案24基于基于xPON的的FTTx光接入應用形態(tài)光接入應用形態(tài)xPON應用場合應用場合FTTCabFTTB 數(shù)百線數(shù)百線 5Km100Km 13Km 225Mbps POTS ADSL/ADSL2+ VDSL2 ONU 數(shù)十線數(shù)十線 20Km 300米以下米以下 50/100Mbps ADSL2+ VDSL2 FE POT

15、S MDU/MTUFTTHFTTO 單住戶單住戶 20Km 020米米 100M或以上或以上 FE POTS WLAN RF OVERLAY SFU 單企業(yè)單企業(yè)/辦公室辦公室 20Km 050米米 100MGE FE/GE TDM WLAN POTS SBUONU容量容量OLT-ONU距離距離ONU距用戶的典型距離距用戶的典型距離每用戶帶寬能力每用戶帶寬能力ONU側用戶側接口側用戶側接口ONU設備類型設備類型FTTx25業(yè)務分析業(yè)務分析三類業(yè)務l語音業(yè)務：l視頻業(yè)務：l數(shù)據(jù)業(yè)務：目前帶寬需求： l語音業(yè)務：l數(shù)據(jù)業(yè)務：l視頻業(yè)務：IPTV /VOD/RF26語音業(yè)務語音業(yè)務與傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡

16、互連lV5.2接口lTDM方式lVoIP方式與軟交換平臺對接lVoIP方式27數(shù)據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)業(yè)務單播業(yè)務lWEB上網(wǎng)瀏覽業(yè)務lVOD點播業(yè)務lFTPl在線游戲等組播業(yè)務lIPTVl多點會議電視等廣播業(yè)務28視頻業(yè)務視頻業(yè)務IPTVl組播n IGMP PROXYn IGMP SNOOPINGn 可控組播lQOSCATVl第三波長方式29ZXPON的安全機制的安全機制PON網(wǎng)絡安全的基本要求：l數(shù)據(jù)的機密性：每一個下行數(shù)據(jù)幀只能對指定的ONU有效，其他ONU無法得到數(shù)據(jù)信息；l用戶隔離： 每一個ONU上傳的信息，其他ONU無法看到；l用戶接入控制： 無授權的非法用戶，無法使用網(wǎng)絡；l設備接入控制：

17、無授權的非法設備，無法接入網(wǎng)絡；ZXPON 采用的安全控制手段：l 數(shù)據(jù)幀加密l 用戶認證l 設備認證30中興通訊中興通訊xPON光接入總體解決方案光接入總體解決方案住宅住宅ResidentialIP CoreNetworkIPTV/CATV統(tǒng)一網(wǎng)管統(tǒng)一網(wǎng)管UMSSplitterFE/GE/E1/WLAN商業(yè)用戶商業(yè)用戶Commercial Customer大樓大樓 BuildingONTSBUModemModemModemPOTSVDSL2FEModemL2SwitchSplitterSplitterSoftSwitchVOICEVIDEO/CATVFE/WLANIPTVGE/10GEOLT

18、PSTN/TDMTGSGONT合波器合波器CouplerRFP2MP xPONE1GESFUMTU/SBUPOTSxDSLFEE1FTTCabFTTOFTTHFTTBMSTP/GE direct connect銅線銅線CopperxPONMSAN/DSLAMRing/P2P小區(qū)或交接箱處小區(qū)或交接箱處Residential region or connection box銅線銅線copperONTONTSFUSplitterONTONTE131家庭用戶接入武漢電信家庭用戶接入武漢電信FTTH和和FTTB應用應用 u適應于新建小區(qū)、別墅小區(qū)、小區(qū)網(wǎng)絡改造等u結合“我的E家”業(yè)務，家庭網(wǎng)關和家庭網(wǎng)

19、絡接入一體化，兼顧室內(nèi)無線覆蓋，數(shù)據(jù)和語音業(yè)務集中管理武漢電信應用簡介：武漢電信應用簡介：一、FTTHFTTB模式：德潤大廈處于武漢最繁華的鬧市區(qū)，為商用、住宅綜合性樓宇，共528戶，高速上網(wǎng)、IPTV和VoIP業(yè)務。二、FTTH模式：武昌的行呤水榭、橋口的新世界中心、江岸的萬科香港路8號、總計1717戶，提供語音、數(shù)據(jù)、CATV三網(wǎng)業(yè)務。32別墅接入應用上海電信別墅接入應用上海電信FTTH應用應用上海電信上海電信FTTHFTTH應用簡介：應用簡介：松江別墅度假區(qū)，全部為別墅建筑，采用中興EPON設備。每棟別墅內(nèi)放置一個SFU綜合終端，提供高速上網(wǎng)、VOIP、IPTV業(yè)務。目前已覆蓋已經(jīng)完工的

20、60多棟別墅，尚有數(shù)百套別墅在建，完工后統(tǒng)一實現(xiàn)FTTH接入。u別墅小區(qū)光纖化，是高檔信息化社區(qū)的重要組成部分u既能提升別墅的銷售，同時也能體現(xiàn)運營商的品牌形象，實屬雙贏工程OLTODFIP NetworkSSCDNSFUSFUSFUHUB33商業(yè)用戶接入杭州電信商業(yè)用戶接入杭州電信FTTB應用應用ONUONUONUONUONUONUONUONUOLTFE/GEIP NetworkSS/PSTNFE/GE/E1SplitterSplitterSplitterPCIAD/HGMTUPCADSL2+ ModemMDUCATVRFADSL2+ ModemuFTTB成本低于FTTH，帶寬能力滿足未來35年的應用需求uEPON+LAN：商務樓宇、已敷設五類線的園區(qū)、住宅區(qū)網(wǎng)絡優(yōu)化uEPON+DSL：簡化末端布線，充分利用現(xiàn)有銅纜資源，滿足寬帶提速要求。杭州電信杭州電信FTTB/OFTTB/O應用簡介：應用簡介：u面向商務樓的通訊網(wǎng)絡改造，城區(qū)的商務樓通訊網(wǎng)絡采用EPON網(wǎng)絡替換原雙絞線或者光纖直拉的通信網(wǎng)。34監(jiān)控系統(tǒng)接入重慶電信監(jiān)控系統(tǒng)接入重慶電信EPON監(jiān)控應用監(jiān)控應用u應用于交通、公安、銀行、保險、煤礦、商務樓宇、家庭監(jiān)控等場合u監(jiān)控業(yè)務的需要300K10M上行帶寬（夜間監(jiān)控需要10M帶寬）u足夠大的上行帶寬、長距離高帶寬接入、全程無源、維護方便、節(jié)省主干光纖u可以和商務樓的