GPON、XG(S)-PON基础

前言

本文主要介绍了GPON、XG(S)-PON中数据复用技术、协议、关键技术、组网保护等内容,希望对你有帮助。

一:GPON数据复用技术

下行波长:1490nm,上行波长:1310nm

1:单线双向传输(WDM技术)

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2:一根光纤上存在多个用户信号

下行数据流:广播技术(125us)

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上行数据流:TDMA技术

TDMA将时间分成若干时隙(slots),每个时隙分配给不同的用户或设备。每个用户或设备只能在其分配的时隙内进行数据传输。这样,多个用户可以在同一频率上共享传输介质,而不会相互干扰。 

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二:GPON协议

1:ITU G.984相关标准

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2:网络模型对照图

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3:GPON上下行复用关系

上行复用:Tcont ID = Alloc ID、Port ID = GEM PORT ID,不同的Tcont最终的目的是为了绑定不同的DBA模板,获得不同速度的业务

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下行复用:广播+GEM PORT ID过滤

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4:GPON的上下行帧结构

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5:以太网帧在GPON中的映射

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6:TDM业务在GPON中的映射(透传)

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ChatGPT两者区别

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三:GPON关键技术

1:ONU测距原理

RTD:往返延迟            EqD:均衡延时参数

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上行方向技术避免链路冲突:TDMA+测距 (可以选用距离OLT最远的ONU作为参考)

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2:上行动态带宽分配DBA

(1)提高PON端口的上行线路带宽利用率

(2)可以在PON口上增加更多的用户

(3)用户可以享受到更高带宽的服务

DBA工作机制:

SR-DBA:status report-DBA 状态报告

NSR-DBA:none status report-DBA 非状态报告

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DBA实现的基础--Tcont,不同的业务一般绑在不同的Tcont上

带宽类型:FB、AB、NAB、BE

FB:固定带宽(分10M,不管你用不用得完)

AB:保证带宽(保证你想用的时候最多可以有10M,如果这段时间不用这么多,可以将多余的部分分给其他用户)

NAB:非保证带宽

BE:最大努力带宽

Tcont类型和DBA模板的对应关系

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 3:下行AES加密

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四:GPON系统的管理和业务发放模式

1:GPON终端认证

GPON终端认证是指OLT基于ONU的SN或者Password对ONU的合法性进行认证,拒绝非法ONU的接入

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SN认证:

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 SN+Password认证:

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2:GPON终端管理模型

OLT管理ONU:OMCI        网管管理OLT:SNMP

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常见终端管理方式1

全OMCI模式,上网业务、组播业务、语音业务都通过OMCI进行下发

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 常见终端管理方式2

上网业务、组播业务通过OMCI进行下发;语音业务通过FTP从网管下载XML文件然后通过OMCI通道下发给 ONU

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常见GPON终端管理方式3

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常见GPON终端管理方式4

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 五:GPON组网保护

1:Type B单归属保护(同一OLT下的不同PON口、双主干)

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2:Type B双归属保护(两台OLT的不同PON口)

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3:Type C单归属保护(OLT、ONU、分光器均实现类似的环网保护)

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4:Type C双归属(分布在两台OLT的不同PON口下) 

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 六:XG(S)-PON技术原理

下行波长:1577nm,上行波长:1270nm

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下行数据采用广播方式,通过GEM-Port ID来区分不同的ONU数据,通过下行帧的upstream bandwidth map字段来给ONU分配上行时隙

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当ONU不接在OLT的PON口时直接将光功率计接到ONU的PON口下是不能检测ONU的光强,ONU只能被动发光。如果此时ONU的PON口还能检测到光,证明该ONU在长发光,是流氓ONU。

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XGEM帧结构:

PLI:标志payload的大小

Key Index:加密字段

XGEM Port ID:标识不同用户的数据

Options:保留

LF:标识是不是XGME帧的最后一个分片单元

HEC:头部的差错控制

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 七:XG(S)-PON中的关键技术

1:测距原理(和gpon类似)

2:突发发送(ONU)和突发接收(OLT)

ONU侧突发发送:测距保证不同ONU发送的信元在OLT端互不冲突,但测距精度有限,一般为正负1bit,不同ONU发送的信元会有几bits的防护时间,如果ONU侧的光模块不具备突发发送功能,则会导致发送的信号出现叠加,信号则会失真。

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OLT侧突发接收:由于每个ONU到OLT的距离不同,所以光信号衰减对于每个ONU来讲都是不同的,即就可能导致OLT在不同时隙接收到的报文的功率电平是不同的。动态调整阈值功能可以在OLT按照收光信号的强弱去动态调整收光功率的阈值,以保证所有ONU的信号可以完整恢复。

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OLT

ONU

发送

连续

突发

接收

突发

连续

3:ODN复用

ODN 在光纤通信网络中起到了连接、分发和维护光信号的重要作用

XG(S)-PON和GPON可以通过WDM技术复用ODN

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WDM模块的主要功能就是分波和合波

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八: PON数据封装简介(以太网帧封装过程)

1:上行方向

用户发出以太网帧到达ONU,ONU会将以太网帧中的前导码和帧间隙等内容剥离。留下DA到FCS这段有用的数据加上GEM帧的头部、Tcont头部、GTC头部,组合成一个GTC帧之后再传给OLT。OLT接收到之后取出DA到FCS内容,剥离GTC头部、Tcont头部、GEM头部,添加前导码和帧间隙等内容组成真正的以太网帧后传到交换机。

GEM帧头部(5bytes)

PLI:GEM帧的净荷大小

Port ID:用来标识不同用户的数据

PTI:净荷类型、表示所传送的数据的状态和类型

CRC:循环冗余校验

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2:下行方向

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举例PC3要和PC1和PC2进行通信,下行方向没有Tcont的概念。将每个MAC帧加上相应的GEM头部后,最后全部整合成一个帧,最外是PCBd字段。封装成GTC帧之后就直接在PON口下进行广播,所有的都可以收到相同的内容,然后进行解封装,识别GEM Port ID,是不是自己的数据,如果不是就丢弃,是就接收。最后ONU将GEM帧还原出MAC帧发送给对应的PC。

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总结

以上就是本文的全部内容了,希望可以帮助到你。

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