EPON技術與組網應用-運維版

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廣東電信 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 3 寬帶接入網發展趨勢與 東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 4 寬帶接入網現狀 全球 寬帶接入用戶超過 體為 2007年將達到 括約 2000萬 太 日、韓是寬帶接入發展最快的國家。韓國寬帶普及率最高，占家庭的 70；日本 2005年寬帶用戶總數將達 3000萬，其中 000 萬 美國 全球最大的寬帶接入市場， 2004年總用戶超過 3200萬，寬帶接入正 在成為美國普遍服務的下一目標，各大運營商也開始重視 2009年將達 1180萬 我國 發展迅速； 2004年已達 2500萬，全球第二； 0 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 5 寬帶接入網現狀 寬帶接入用戶已超過 3000萬； 上的用戶使用 余的是 信息查詢仍是最常使用的網絡服務，高達 網上游戲有 用戶對寬帶服務的建議中，“提高速度”占 中國互聯網絡熱點調查報告 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 6 寬帶接入網 接入網的位置 入網技術體制 接入網 (由 諸 如線路設施和傳輸設施 )所組成的為傳送電信業務提供 所需傳送承載能力的實施系統，可經由 置和管理。 接入網的任務 提供對用戶的接入 提供必要的傳送承載能力，對用戶信令是透明的，不 作解釋。 提供與業務無關的透明承載 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 7 寬帶接入業務新特點 寬帶市場面臨多元化競爭 通信邊緣化、 寬帶不再是固網的專利，也不再是運營商的專利 寬帶市場的競爭是用戶的競爭、業務的競爭 業務應用成為寬帶規?；蟮臒狳c問題 接入帶寬的進一步增加 綜合業務模式 - 融合的固定、移動電信業務（ 個性化可定制的解決方案 客戶群進一步細分 企業 /家庭逐步走向信息化 寬帶數字生活體驗步入家庭 寬帶終端突破 加多樣化 業務分布式管理、終端與業務互動 內容和 速度成為寬帶接入發展的兩大主題！ 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 8 寬帶接入網發展趨勢 寬帶化 從業務發展現狀來看，高帶寬的消耗業務逐步涌現，帶寬提速成為迫切需 求，每用戶至少需要 10s 帶寬。但是，帶寬永遠沒有夠的時候。 業務綜合化 基于各種傳統網絡技術的業務接入逐步走向融合，要求在一個接入網內實現 專線 /速互聯網接 入）等； 這不僅要求接入網絡能夠實現各種接入技術，更需要一個有機的平臺能夠很 好地承載各類業務，并保證業務質量。 無線化及移動化 無線及移動提供了接入方便性。根據場合的不同，對無線 / 移動的技術要求也 不同，相應技術對業務的支持能力也不同。 為最新的熱門話題。 光纖化 引入 隨著光纖在長途網、城域網乃至接入網主干段的大量應用，合理的發展是： 將光纖繼續線接入網的配線段和引入線部分延伸，最終實現光纖到用戶！ 從 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 9 引入 成本降低 光纖接入成本降低 光纖接入運維成本較低 技術逐漸成熟 點到點的光以太網技術、設備成熟 備不斷成熟 市場需求 高質量的 競爭需求 (各大電信運營商以及廣電運營商都在作相關研究與建設 ) 高性能接入網絡、差異化服務的需求 業務捆綁帶來潛在的利潤 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 10 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 11 點到點光接入方式 點到點 廣東省電信有限公司研究院 點到多點光接入方式 網絡技術與市場研究部 2P 12 C 點到點以太接入 2 管理獨立 以 32個結點為例 小區交換機接入 只需鋪設 1或 2根光纖到小區 局端 32/64根光纖 64個收發器 用戶 2N+2個光收發器 設備占用局端機房空間小 在傳輸過程中需要有源設備 設備分級管理 1/2根光纖 局端 66個收發器 小區交換機 用戶 只需鋪設 1或 2根光纖到小區 需 N+1個光收發器 備占用局端機房空間最小 傳輸中不需有源設備 設備集中管理 局端 1根光纖 33個收發器 分光器 用戶 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 13 點到點的媒體轉換器（ 式 媒體轉換器方式是將電信號轉換成光信號進行長距離傳輸的技術實現方式， 是對于已有的電的 C。 其中 電光轉換器，它并不對信號包做加工，因此成本 低廉。這樣用戶可以減少升級的成本，是點對點 決方案。 由于其技術架構相當簡單、便宜并直接結合以太網絡而一度成為日本 主流。 優點：點到點系統避免了復雜的上行同步技術和終端自動識別技術。另外上 行的全部帶寬可被一個終端所用，這非常有利于帶寬的擴展，便于在線監 測。 缺點：隨著 端設備和光纖的數量也將會增加。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 4 C 單一業 務 全業 務 電收發器 00M 帶寬 收發器運維 盲點、故障 率高 寬 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 A 123456 1x 2x 3x A 4x 5x 6x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x 無源分光器 無源網 絡，無需 維護 x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x C 789101112 C 789101112 C 789101112 A 123456 1x 2x 3x A 4x 5x 6x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x A 123456 1x 2x 3x A 4x 5x 6x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x A 123456 1x 2x 3x A 4x 5x 6x 1x 2x 3x B 4x 5x 6x 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 15 C 以下幾點優勢： 節省了大量的光纖資源； 由于一個局端設備可以支持大量的用戶，中心機房設備數量少，網 絡一旦建立起來，服務的提供和管理都可以在中心機房進行，從而 降低了管理和維護的費用； 由于光纖帶寬容量巨大，未來提高網絡速率時，不用對已經鋪設的 光纖網絡進行改造，可以很好保護現有投資，也可以滿足未來業務 的需求； 在 備故障少，基本免維護，也不需建設室外 機房，節省供電成本。 由此可知，點到多點 護管理 的成本以及業務提供能力等方面優于點到點的 實現 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 16 相同的拓撲 準化； 目前標準化最完善； 10 準化； 以太網封裝； 2004年 6月形成標 準； 品開始在市場上迅 速應用。 準化； 2004年 6月形成標 準； 4 尚無商用芯片，支持 廠家極少。 封裝協議不同 務提供能力有限，傳送速率和效率都不高； 但 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 P o 17 7 6 5 1 1/1/4 2 1 廣東省電信有限公司研究院 絡技術與市場研究部 18 準機構 標準化 標準時間 標準系列 線路編碼 成楨長度 x/碼型 25B/10B 可變長 x 擾碼型 25能 上行速率 下行速率 155/622M 155/622M 55/622M、 輸距離 光分路比 基礎協議 業務類型 業務 語音業務 數據業務 最大 20:16,1:32 適配，好 率低 大 20:16,1:32 以太網 直接適配，簡單 最大 60:16,1:32,1:64,1:128 接適配，較好 率高 東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 19 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 20 無源光網絡的定義 端設備（ 多個用戶端 設備（ 間通過無源的光纜、光分 /合路器等組成 的光分配網（ 接的網絡。 光線路終端 光網絡單元 光網絡終端 光分配網 下行數據廣播發送，每個 數據，丟棄其他用戶的數據 上行數據分時發送，各 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 21 信號復用 現單纖雙向傳輸（強 制）。 1490310為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號， 采用以下兩種復用技術： 下行數據流采用 上行數據流采用 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 22 行傳輸 下行數據的安全？ 下行數據廣播發送，每個 自己的數據，丟棄其他用戶的數據 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 23 行傳輸 上行數據的同步？ 上行數據分時發送，各 中控制 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 24 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 5 基本特點 傳輸線路速率下行 /上行： 1250 s / 1250 s 以 制 為基礎， 態機和定時器來控制訪問 的拓撲結構 邏輯分光比 1： 32（ 1： 64） 支持 A、 廣東省電信有限公司研究院 : 5: 10: 15網絡技術與市場研究部 26 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 27 業務部分 核心部分 用戶端 口功能 交換功能 復用 / 解復用 功能 口 功能 戶 用戶端 口功能 供電 公共部分 東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 28 突發模式光收發器技術 幀結構 測距 動態帶寬分配（ 制 下行數據安全性技術 業務 運行維護管理（ 能的實現 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 29 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 30 突發模式光收發器技術 要求 門限 為抑制自發散射噪聲，要求 的冷卻和回暖 上行接收數據相位的突變要求 發模式接收狀態 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 31 物理媒質相關（ 層 描述 1000000000000位 光纖類型 光纖數目 1 標稱發射波長 發射方向 1310 上行 1490 下行 1310 上行 1490 下行 小范圍（注 1） 1020大通道插入損耗（注 2） 最小通道插入損耗（注 3） 20 5 4 10 23.5 1：如果在鏈路上啟用前向糾錯，可獲得較大的最小傳輸范圍；也可以允許鏈路上有較高的通道 插入損耗。 注 2：在標稱發射波長處。 注 3：鏈路的差分插入損耗是通道最大插入損耗和最小插入損耗之差。 1000000 點到多點的光纖傳輸； 在單模光纖上，以 1000路比為 1:32，傳輸距離達到 10 在單模光纖上，以 1000路比為 1:16，傳輸距離達到 20 在物理層業務接口上，誤碼率小于等于 10 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 32 對 支持在點對多點物理介質 中的突發模式操作。 突發模式操作：為了避免近端 號衰減， 了控制 激光器， 號，在正確的時刻開 /關激光器。 標準定義了可選擇的前向糾錯機制（ 用于提高光連接可 靠性和傳輸距離。 1000接，但在 10002止使用自協商協議。 保證幀格式符合 1000 支持功能可選； 向后兼容 1000 支持 0 支持 0 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 33 對 便多種數據鏈路層能夠 使用統一的物理層接口。系統具體支持的 段限制，但在某一時刻只能有唯一的 實現原理：注冊過程完成后， 值，該 擴展后的 界符）、 別源 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 34 采用光介質的點到多點以太網絡特征 支持規范定義的點到點仿真（ 每個 支持單拷貝廣播機制； 支持動態帶寬分配的靈活體系結構； 使用 32比特時間戳來發布定時信息； 基于 對已發現設備進行測距來提高網絡性能； 進行連續測距以補償往返時間的變化。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 35 五種類型的 間規定了一種控制 機制來協調數據的發 送和接收 允許接收到 向 括該 及是否有數據需要發送。 在注冊規程處理過程中請求注冊。 在注冊規程處理過程中通知 在注冊規程處理過程中 表示注冊確認。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 6 2 2 4 36 通用 88 從上到下發 送幀中字節 目的地址 ( 制組播地址，或者是 口關聯的單獨 源地址 ( 址。對于源于 地址 可以是任意一個單獨 碼，并且承載 CS b0 0 4 作碼指示所封裝的特定 間 戳域傳遞 域 長度為 32比特，對 16比特發送進行計數。 時間戳計時步進值為 16比特。 從左到右發送幀中比特 廣東省電信有限公司研究院 40個八位字節用 于 不使用這些字 節時，在發送時填充為 0，并在接收時忽 略。 域為幀校驗序列，一般由下層 網絡技術與市場研究部 6 6 2 2 4 1 0/4 0/2 0/4 0/2 0/4 0/2 0/4 0/2 37 選通（ 于給 口，使得 行發現消息的發送以 及正常的數據發送。 88 00 - 02 of 個 括 4個授權。 為了將 為 狀態，授權的個數可 以被設置為 0。 1 1 2 2 3 3 4 4 CS b0 (息有 幾個功能。 每個報告消息中的時間 戳用于計算 88 00 - 03 of 中指明針對每個 需的上行帶寬。 報告消息用于保持 態。為了保持 鏈路， 地發布報告消息。 個報告消息。 根據隊列數 重復 0 1 2 3 4 5 6 7 CS b0 0/2 從上到下發 送幀中字節 0/2 0/2 0/2 0/2 0/2 0/2 0/2 0 左到右發送幀中比特 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 0 1 2 3 39 值 4示 保留 保留 保留 描述 接收時忽略 接收時忽略 應的 ，解除分配的 用 接收時忽略 某個未發現 體產生。該 廣播類型的 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 1 2 4 40 值 0 3 5示 保留 留 描述 接收時忽略 要求 請求解除端口分配并釋放 應的也要解除 請求重注冊成功 高層實體否定重注冊請求 接收時忽略 應于所有 實體產生，并被標記為廣 播 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 0 41 值 1 2示 保留 描述 上層實體否定請求的重 注冊嘗試 重注冊進程成功確認 接收時應忽略 于某個激活的 產生，該 型的 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 42 行幀結構 以太網 前導碼 7定界符 1A 6A 6度 /類型 2據 46 1500充 不定 前導碼 8A 6A 6度 /類型 2據 46 1500充 不定 55 55 5 55 東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 43 行幀結構 H M AC H N U 1 N U 2 N U 3 0b e e ( H 行幀由突發的以太網幀 理層的突發開銷組成 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 機 延時 44 A=AC 進程由 周期 性地產生合法的發現時間 權開始 A=AC AC A=AC of A=AC A=AC 窗口 (使 會檢測到非在線的 發現進程的下一步是 新發現的 (息，該消息 包含 行發現進程并重新注冊。 同樣， 后通過 發現進程進行重注冊。 發現握手完成 注 1：廣播信道上傳送的消息 注 2：單播信道上傳送的消息 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 45 測距 各 各 環境溫度的變化和器件老化，環路延時也會發生不斷的變化 測距包括靜態測距和動態測距： 靜態測距：用在新的 機的 入運行時，通過開窗測距技術獲得往返時延，并對時延差異進 行補償 動態測距：應用于系統運行過程中，通過檢測往返時延的變化 對溫度、光電器件老化等因素的影響進行補償 測距要求 測距精度高，一般要求在全 1 2 測距過程對運行中的其它 證運行業務的 測距范圍大，即能提供的均衡延時大 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 的 P 間 戳 域 間 戳 域 M D 時 為 6 距 t0 LT 間 置 t0 間 -（ = 東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 47 動態帶寬分配（ 制 相對于靜態帶寬分配（ ）改變 優點：實現高效的上行帶寬利用率和服務質量保證 重點： 具體要求： 業務透明 低時延和低時延抖動 公平帶寬分配 健壯性好 實時性強 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 48 下行數據的安全性 因為 有的下行數據都會被廣 播到 果有一個匿名用戶 將它的 么它就可以監聽到 所有用戶的下行數據，這在 聽威 脅” 絡中 其它 在 一些保密信息（如數據加密密鑰）， 對下行信息加密，因為其它 收到下行廣播數據后，仍然無法解密獲得原始數據 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 49 下行數據安全性 加密算法： 加密機制：每 1秒更新一次密鑰 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 50 為提高用戶數據的保密性，下行方向應支持三重攪動 （ 能。 系統針對每個 個 攪動由 字節攪動密 鑰， 在啟用攪動功能后，對所有的數據幀和 攪動密鑰是 字節數據與 3字 節隨機數 R (或相加的結果。這 24位 碼，分別定義為 （ 8,16(。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 51 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 52 三重攪動采用 3個級聯的攪動器，每個攪動器均執行上述規定的單重攪動 操作，每次攪動使用的密鑰不同。 第一級攪動功能采用原始的 24比特密鑰（ 16,） 第二級攪動所采用的密鑰由原始 24比特密鑰右循環移位一字節后獲得 （ 第三級攪動所采用的密鑰由將原始 24比特密鑰右循環移位二字節時移獲 得 ( 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 53 三重解攪動的實現為三重攪動功能的簡單鏡像 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 54 業務 支持 支持 隊列調度算法： 支持端口限速 優先級順序依次為： 定帶寬）、 證帶 寬）、 保證帶寬）和 力而為帶寬）。 定義了 5中 通過 種類和數量，并為其分配 態帶寬分 配）機制的控制下，實現不同 送。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 55 業務擁塞 發生在交 換芯片上 采用 現業 務優先級區分 10/100M/換板 無連接、只能簡單的控制帶寬 （根據 個 一個 個邏輯端口 務處理 （網關） 不會擁塞，但須進行 更精確的帶寬控制和 管理 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 56 對 從 體的 業務封裝由高層協議支持，因此，對于 的傳送，目前由私有協議解決（如 需重點解決如下問題： 電路業務的 延、時延抖動 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 57 單拷貝廣播 充分發揮 現在 ，使同一個組播組的用戶共享一條流，從而提高下行帶寬的利用率。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 58 光纖保護倒換：骨干光纖冗余 2: 用單個 1 2光開關，由 光分路器：使用 1: 特殊要求。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 59 光纖保護倒換： 用的 換應由 光分路器：使用 2: 特殊要求。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 60 光纖保護倒換：全保護 、備用的 光分路器：使用 2個 1: 線路狀態，并決定決定主用線路，倒換應由 成。 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 61 運行維護管理（ 能 不需要人工干預， 和注冊（包括初始測距） 在系統開通運行后，隨業務發展需要增加新 故障修復后的 要求這些 在線的性能監測、各種故障告警和遠端故障指示、遠 端近端環回等 求有一定的開放性和擴展性 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 62 支持功能： 端故障指示） 端環回） 路監視） 不支持功能 和單條鏈路不相關的管理功能，比如保護倒換和設備管理 業務提供和協商功能，比如帶寬分配，速率適配和速度 /雙工 協商等功能 疇 不支持設置 /寫遠端 特點 提供一種實現 提供一種擴展機制使高層管理功能的應用成為 可能 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 63 與以太網系列標準兼容 適合承載基于以太網的業務 以太網技術成熟且已大規模應用，設備成本低 實現電信級可運營的應用，需解決 理問題，包括如下技術細節： 對 動態帶寬分配（ 制的標準化 下行帶寬分配和控制機制的完善 下行數據加密算法與密鑰交換機制的標準化 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 64 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 65 基本特點 開發全新的幀結構，能承載 面向 行 行 155M/622M/ 基于 125微秒定長幀結構，承載 幀結構中豐富的 行、維護、管理功能強 邏輯分光比 1： 32（ 1： 64） 支持 A、 B、 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 66 率電平調整（ 斷該 時隙相應 需調整， 則在下行幀中發送功率電平調整消息，使得所有 發送信號到達 優點：保證 圍內，降低光接收機高速工作（ 的實現難 度 缺點：增加 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 67 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 68 結構 125 S n n 1 n+1 n+1 X 東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 W 69 行幀結構 n n n+1 n+1 n+2 125 S 3 1 4 N*8 * 53 of of 0行物理層 10W 22東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 70 址接入控制 D/S S D 1 100 300 D 2 400 500 D 3 504 600 U/S 00 00 00 00 04 00 廣東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 1 1 行幀結構 X Y 功率電平調整 2/8 D 1 1 1 0 東省電信有限公司研究院 網絡技術與市場研究部 72 開窗測距法” 知已激活的 發送上行數據，停止發送上行數據的時間段稱為“測距窗口”，測距窗口 的大小選擇應能保證 行信號到達 議測距窗口為 250s，包含 20公里光傳輸的時延（ 200s）和附加的 隨機時延（ 50s）。如果 測距窗口” 的設置可以很小，使測距與激活的效率得到提高。 在“測距窗口”選擇最大時，理想的情況是在同一個測距窗口中，有多個 未激活的 且響應信號不發生碰撞。這種情況是可能發 生的，因為 輸時延有差異。 但是有可能發生的一種情況是多個未激活的 生沖突，則測距仍無法進行。