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)
2:一根光纤上存在多个用户信号
下行数据流:广播技术(125us)
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。
二:GPON协议
1:ITU G.984相关标准
2:网络模型对照图
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
下行复用:广播+GEM PORT ID过滤
4:GPON的上下行帧结构
5:以太网帧在GPON中的映射
6:TDM业务在GPON中的映射(透传)
ChatGPT两者区别
三:GPON关键技术
1:ONU测距原理
RTD:往返延迟 EqD:均衡延时参数
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)
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
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
3:下行AES加密
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
SN认证:
SN+Password认证:
2:GPON终端管理模型
OLT管理ONU:OMCI 网管管理OLT:SNMP
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
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
常见GPON终端管理方式3
常见GPON终端管理方式4
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)
2:Type B双归属保护(两台OLT的不同PON口)
3:Type C单归属保护(OLT、ONU、分光器均实现类似的环网保护)
4:Type C双归属(分布在两台OLT的不同PON口下)
六:XG(S)-PON技术原理
下行波长:1577nm,上行波长:1270nm
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
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。
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
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。
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。
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
WDM模块的主要功能就是分波和合波
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
2:下行方向
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。
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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