H3CEPON技术原理及配置(V2.1)

1、日期：2007-07 杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播 issue 2.0issue 2.0 h hvs-004 eponvs-004 epon技术原理及配置技术原理及配置 n eponepon是一个什么技术？是一个什么技术？ n eponepon解决了什么问题？解决了什么问题？ 引入引入 n 掌握掌握eponepon的基本概念的基本概念 n 掌握掌握eponepon的基本原理的基本原理 n 掌握掌握eponepon的基本配置的基本配置 n 掌握掌握eponepon的故障定位的故障定位 课程目标课程目标 学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够： n pon

2、pon技术简介技术简介 n eponepon技术原理技术原理 n eponepon产品介绍产品介绍 n eponepon工程基础工程基础 n eponepon基本配置基本配置 n eponepon故障定位故障定位 目录目录 4 pon技术的发展历程技术的发展历程 apon g.983 名称变更 bpon g.983 gpon g.984 升级扩展 2002.9推出； 2003年初通过 epon 802.3ah 2001年底 改名 1998.10 通过 apon g.983g.983 名称变更 bpon g.983g.983 gpon g.984g.984 升级扩展 epon 802.3ah80

3、2.3ah 2000.11开始制定， 2004.6发布 基于基于atmatm itu/fsanitu/fsan联盟联盟 基于以太网基于以太网 efmefm工作组工作组 5 ponpon的组成结构的组成结构 passive optical network 无源光网络 lpon由三部分组成：包括光线路终端（olt）、光网络单元（onu） 和无源分光器（pos）。 pstn internet catv optical line terminal 光线路终端光线路终端 passive optical splitter 无源分光器无源分光器 optical network unit 光网络单元光网络单元

4、 6 ponpon结构的特点结构的特点 lpon是一种非对称，点到多点（p2mp）结构，olt和onu所扮演的角色 不同，olt相当于master的角色，onu相当于slave的角色。 olt onu pos 7 ponpon的优点的优点节约节约 l p2p n条光纤 2n光收发器 l p2p curb 1条光纤 2n+2光收发器 需要本地电源 大量节约光纤 l p2mp（pon） 1条光纤 n+1光收发器 大量节约光纤 大量节约光收发器 8 ponpon的优点的优点可靠可靠 有源设备都是有源设备都是 潜在的故障点潜在的故障点 switch switch switch switch（含（含ol

5、t） pos pos 网络可靠性高网络可靠性高 无源设备无源设备 l信号在pon传输过程中不经过有源电子器件，大大减少了潜在的故障点。 l使用无源设备简化了网络层次结构，扁平化的网络结构更易于维护和管理。 9 ponpon的优点的优点长距离长距离 l pon传输距离1020km，完全克服了以太网和xdsl接入方式在距 离和带宽上的局限性，大大增强了用户接入方案部署的灵活性。 15 km 0.1 km 1020 km ethernet xdsl pon 10 ponpon的优点的优点高带宽高带宽 接入速率接入速率 (best effort) (near real time) (real time

6、) l pon与xdsl相比带宽更高，可在相当长时间内满足用户对带宽的需求。 11 ponpon的优点的优点灵活灵活 分光器分光器 1x2 分光比分光比 5 : 95 分光器分光器 1x2 分光比分光比 5 :95 交接箱 主干 用户侧 a b onu 分光器分光器 1x8 分光比分光比 均分均分 lpon组网模型不受限制，可以灵活组建树型、星型拓扑结构的网络。 lpon尤其适用于用户接入信息点很分散的场合，实现一根主干光纤可 以满足所有用户接入信息点的接入。 olt 12 ponpon的优点的优点多用途多用途 lpon是天然的广播网络，采用单纤波分复用技术，可以在olt端将有线电视信号 叠加

7、进pon网络中传输，在用户端再通过分离器分离出来，pon既可以传送数 据也可以传送有线电视信号。 wdmwdm 合波器 1550nm catv信号 catv信号 分离器 传统电视 1490nm 1310nm 局端局端用户端用户端 splitter . . . . pstn internet catv 13 ponpon技术优势小结技术优势小结 l 节省大量光纤和光收发器，较传统光纤接入方案成本低 l 大量使用无源设备，可靠性高，显著降低维护费用 l 网络扁平化，结构简单更利于运营商对网络的管理 l 最高20km的接入距离，使运营商局端部署更加灵活 l 组网模型不受限制，可以灵活组建树型、星型拓

8、扑网络 l 应用广泛，不仅仅是运营商宽带接入，也可作为广电视频的传输网 络，视频监控的图像传输网络 l 现阶段十分适合我国fttb网络的建设以及广电的hfc双向改造，以 及运营商的大客户宽带接入 n ponpon的技术简介的技术简介 n eponepon的技术原理的技术原理 n eponepon的产品介绍的产品介绍 n eponepon的工程基础的工程基础 n eponepon的基本配置的基本配置 n eponepon故障定位故障定位 目录目录 15 eponepon的信道复用技术的信道复用技术 l eponepon系统采用系统采用wdmwdm技术，实现单纤双向传输。技术，实现单纤双向传输。

9、1490nm 1310nm olt onu 16 eponepon下行传输方式下行传输方式 l 下行业务为广播方式下行业务为广播方式 思考：onu如何分辨出收到的数据是olt发给自己的？ 1 1 2 21 13 3 2 2 1 1 3 3 2 23 3 1 1 2 2 3 3 pos pos oltolt onu1onu1 onu2onu2 onu3onu3 1 12 23 3 送往特定送往特定 onuonu的分组的分组 送往特定送往特定 onuonu的分组的分组 17 eponepon上行传输方式上行传输方式 思考：olt如何分配信道资源，以避免onu的上行数据冲突 1 1 1 1 3 3

10、2 23 3 1 1 2 2 3 3 pos pos oltolt onu1onu1 onu2onu2 onu3onu3 2 2 特定特定onuonu发发 来的分组来的分组 l 上行业务为上行业务为tdmatdma方式方式 18 eponepon的的关键技术关键技术mpcpmpcp l 与以太网p2p结构不同，pon是p2mp的结构。onu对 于上行信道资源存在竞争，需要一种仲裁机制来避免上 行数据冲突并且合理地分配信道资源。802.3ah协议规 定了相应的控制协议多点控制协议（mpcp，multi- point mac control protocol）。 l mpcp主要定义了多点mac控

11、制子层（multi-point mac control sublayer）来扩展并代替了802.3协议所 定义的mac控制子层（mac control sublayer）。 mpcp协议的控制帧的优先级要高于mac client数据帧 的优先级。 19 mpcpmpcp的五种控制帧的五种控制帧 l gategate（oltolt发出）发出） olt控制onu何时发送数据。 l reportreport（onuonu发出）发出） onu定期向olt报告自己的状态。 l register_reqregister_req（onuonu发出）发出） onu向olt请求注册。 l registerreg

12、ister（oltolt发出）发出） olt向onu确认onu请求注册成功。 l register_ackregister_ack（onuonu发出）发出） onu向olt确认onu注册成功。 20 mpcpmpcp定义的三个处理过程定义的三个处理过程 l discovery processingdiscovery processing olt可以在网络中发现新的onu，为成功注册的onu分配llid，并且 将该onu的mac地址与相应的llid绑定。 gate、register_req、 register、 register_ack l report processingreport pro

13、cessing olt根据来自onu的report帧，了解onu的带宽请求和实时状态， 实现对各个onu 的带宽动态分配和实时状态的监控。 report l gate processinggate processing olt控制onu在某一时隙发送数据帧或控制帧，是对onu使用上行 信道传输的授权过程。 gate 21 eponepon测距与时延补偿测距与时延补偿 l epon上行传输采用tdma方式，由olt来决定onu发送数据的时 间，由于每个onu距离olt远近不同会产生时延差异，如果没有有 效的时延补偿机制仍然会造成上行数据传输冲突。 l epon测距和时延补偿是上行信道复用的关键技

14、术 在discovery processing过程中，olt对新注册的onu测距， 计算出每个onu的rtt（round trip time）值。 olt使用rtt来调整每个onu的授权时间。 olt也可以在收到mpcp pdu的时候启动测距。 22 eponepon测距与时延补偿测距与时延补偿 lgate帧中含有“时间戳”字段，onu用这个“时间戳”刷新本地时间寄 存器。olt可以通过收到的report帧计算出rtt来进行时延补偿。 onu tx rx rx tx t1 t1 t1t2 t1t3 (t3-t1) (t2-t1) t2 t3 gate gate report report ol

15、t 23 eponepon动态带宽分配（动态带宽分配（dbadba） 固定时隙的上行帧固定时隙的上行帧 时隙动态分配的上行帧时隙动态分配的上行帧 l 固定时隙和动态时隙比较： 1 12 23 34 45 56 67 71 12 23 34 45 56 67 71 12 23 34 45 56 67 7 1 12 23 3 4 45 56 67 71 12 2 3 34 45 56 67 7 1 12 2 3 34 45 56 67 7 固定时隙固定时隙 动态时隙动态时隙 24 eponepon动态带宽分配（动态带宽分配（dbadba） l在周期n-1中，onu发送report帧给olt，rep

16、ort帧中包含onu 每个队列缓存的数据流量情况。 l在周期n中，dba算法产生gate帧，给每个onu分配授权时间。 l在周期n+1中，onu根据olt分配的指定时间进行数据传送。 l 动态带宽分配的过程： onu1onu1r r2 23 3r rr ronu1onu1r r2 23 3r rr r processingprocessinggggggg cycle n-1cycle n-1cycle ncycle ncycle n+1cycle n+1 collection stagecollection stagecalculation calculation stagestage act

17、ivation stageactivation stage 25 eponepon动态带宽分配（动态带宽分配（dbadba） l 在周期n中，dba对前一个周期中收集的信息进行处理，先 对用户配置的最小带宽进行预留，最小带宽之和不能超过1g。 如果最大带宽之和大于1g，则按最大带宽的加权比例进行平 均分配，在n+1周期中正确执行。 onu1onu1r r2 23 3r rr ronu1onu1r r2 23 3r rr r processingprocessinggggggg cycle n-1cycle n-1cycle ncycle ncycle n+1cycle n+1 processi

18、ngprocessingggggggprocessingprocessinggggggg onu1onu1r r2 23 3r rr r n ponpon的技术简介的技术简介 n eponepon的技术原理的技术原理 n eponepon的产品介绍的产品介绍 n eponepon的工程基础的工程基础 n eponepon的基本配置的基本配置 n eponepon故障定位故障定位 目录目录 27 eponepon设备组成设备组成 l oltolt主机主机 s7502/s7503/s7506/s7506r s7502s7503s7506s7506r 28 eponepon设备组成设备组成 l ol

19、tolt主机主机 s7502e/s7503e/s7506e/s7510e/s7506e-v s7502es7503es7510es7506es7506e-v 29 eponepon设备组成设备组成 l oltolt业务板（业务板（s7500s7500） ls8m1pt8ga (10km) ls8m1pt4ga (10km) ls8m1pt8gb0 (20km) ls8m1pt4gb0 (20km) ls8m1pt4gals8m1pt8ga 30 eponepon设备组成设备组成 l oltolt业务板（业务板（s7500es7500e） lsq1pt4psc0 （4路epon端口 8ge上行端

20、口接口板） lsq1pt8psc0 （8路epon端口 8ge上行端口接口板） lsq1pt16psc0（16路epon端口 8ge上行端口接口板） lsq1pt4psc0 lsq1pt8psc0 lsq1pt16psc0 l olt olt 板板ponpon口光模块：口光模块： 1000base-px10d-sfp(10km 模块) 1000base-px20d-sfp(20km 模块) 31 eponepon设备组成设备组成 l onu设备 et204 / et300 （10km） et204-l20 / et300-l20 （20km） et704/et704-a/et704-b （10

21、km） et704-l/et704-a-l/et704-b-l（20km） et204et300 et704/ et704-l et704-a/ et704-a-l et704-b/ et704-b-l 32 eponepon设备组成设备组成 l onuonu设备设备 s3100c系列交换机，可以插入onu子卡。 s3108c s3116c s3126c 33 eponepon设备组成设备组成 l onuonu子卡设备子卡设备 ls6m1pu1sa/ls6m1pu1sb (10km/20km):用于s3100交换机 lsnm1pu1s/lsnm1pu1sa(10km/20km) :用于视频监控

22、系统 中的解码器ec1001 34 eponepon设备组成设备组成 l onuonu设备设备 ec主机，可以插入onu子卡。 ec1001 35 eponepon设备组成设备组成 l 分光器分光器 支持多种分光比 1*2(多种功率比)、1*4、1*8、1*16、1*32 1u盒式分光器 室外型分光器 n ponpon的技术简介的技术简介 n eponepon的技术原理的技术原理 n eponepon的产品介绍的产品介绍 n eponepon的工程基础的工程基础 n eponepon的基本配置的基本配置 n eponepon故障定位故障定位 目录目录 37 基本概念光衰减基本概念光衰减 l 功

23、率单位：功率单位：ww、mwmw 物理学上的功率使用瓦或者毫瓦为单位进行度量。 l 绝对光功率单位：绝对光功率单位：dbmdbm 将物理学上的功率用另外一种方式来表达。 换算关系： dbm 10lg（mw） 0dbm 1mw， 3dbm 2mw， l 相对光功率单位：相对光功率单位：dbdb 为了表征一个器件的在光衰减（反射）等方面的特性，引入的一个相 对单位量，类似于空间上的相对长度概念。 计算公式：db 10lg(出光功率 / 入光功率) 38 基本概念基本概念 光衰减（续）光衰减（续） l 引入对数的优点：将乘除运算转换引入对数的优点：将乘除运算转换 为加减运算为加减运算 如右图，假设光

24、路由两个1分2分光器级联，两 个分光器都是50% : 50%分光，a点的光功率是 1mw。 引入对数后，乘除法变成了加减法。a点的光 功率是0dbm，于是b、c点的光功率就是0 3 3dbm，而d、e点的光功率就是3 3 6dbm。 a b c de 39 基本概念基本概念 光纤连接器光纤连接器 l fc、lc、sc、st等指的是光纤两端的插头类型。 l pc、apc、upc指的是光纤插针的端面类型。 例：光连接器-双fc/pc-单模-25m 光连接器-fc/apc-sc/pc-单模-25m sc lc fc st 40 基本概念基本概念 光纤插针端面光纤插针端面 l 根据插针的端面，插针可分

25、为根据插针的端面，插针可分为pcpc、 upcupc、apcapc三种。三种。 pc(physical connect)插针端面 为球面，可满足普通回损要求。 upc(ultra physical connect)插 针端面也是球面，但抛磨更加精细， 端面光洁度比pc要好，回损可达 到50db以上。 apc (angle physical connect) 插针端面为斜球面，倾斜角度一般 为8度，回损大于60db。 l 型号相同的活接头才能用法兰盘相连型号相同的活接头才能用法兰盘相连 接，不同规格活接头会导致很大的接接，不同规格活接头会导致很大的接 续损耗。续损耗。 41 基本概念基本概念 法

26、兰盘法兰盘 l fcfc型型l 单单scsc型型 l 双双scsc型型 l fc-scfc-sc型型 l lclc型型 42 eponepon产品的光指标产品的光指标波长波长 l eponepon采用采用g.652g.652类型的单模类型的单模 光纤，使用单纤双向方式来传光纤，使用单纤双向方式来传 输数据。输数据。 下行数据业务使用波长1490nm。 上行数据业务使用波长1310nm。 l 测量光功率时，请正确选择波测量光功率时，请正确选择波 长。长。 olt onu 分光器 1490nm 1310nm 1310nm 1490nm 43 eponepon产品的光指标产品的光指标发光功率发光功率

27、 l oltolt光模块接口：光模块接口： 10km： -3dbm发光功率+2dbm 20km：+2dbm发光功率+7dbm l onuonu光模块接口：光模块接口： 10km： -1dbm发光功率+4dbm 20km： -1dbm发光功率+4dbm onu 10km与20km光模块，虽然光功率参数相同，但其它光谱参 数不同，不能简单替代。 44 eponepon产品的光指标产品的光指标接收灵敏度接收灵敏度 l oltolt光模块：光模块： 10km：接收灵敏度-24dbm (802.3ah) 20km：接收灵敏度-24dbm (802.3ah) l onuonu光模块：光模块： 10km：接

28、收灵敏度-24dbm (802.3ah) 20km：接收灵敏度-24dbm (802.3ah) h3c光模块的接收灵敏度至少可以达到-24dbm 45 eponepon产品的光指标产品的光指标光饱和度光饱和度 l oltolt光模块：光模块： 10km：饱和光功率-1dbm 20km：饱和光功率-6dbm l onuonu光模块：光模块： 10km：饱和光功率-3dbm 20km：饱和光功率-3dbm 46 eponepon工程验收标准工程验收标准 为了让epon设备稳定工作，olt和onu之间的光路必须具备一定的必要条件， 这些必要条件也就成为了epon 方案光纤施工完毕的验收标准。 光指标

29、：光指标： 1、onu光接口输入端，来自olt的光功率必须大于-24dbm； 2、同一olt端口下，各个onu光接口输入光功率差异最大和最小不能超 过15dbm； 3、综合上述两点，工程上建议onu光接口输入端的下行光功率强度在-8 -23 dbm之间； 工程：工程： 1、所有的光纤接头全部是sc/pc类型的； 2、所有光缆、光纤、尾纤的弯曲直径必须大于8cm； 3、所有光分路器、熔纤盒、onu以及附带的法兰盘必须固定，避免悬挂、 可摇晃； 4、所有未使用光纤端头必须使用光纤帽保护； 5、禁止各种外力导致的光纤、尾纤的形变； 47 常用光路衰减计算常用光路衰减计算 分光器类型衰减典型值 1分2

30、 (均分)3.4db 1分2 (5%,95%)0.6db (95%) 15db (5%) 1分4 (均分)7.2db 1分8 (均分)10.7db 1分16 (均分)14.8db 1分32 (均分)17.8db 1、连接光纤的法兰盘造成的衰减，一般每个法兰盘造成0.3 0.8db的衰减，平均每个 0.5db。 2、1490nm的波长，一般每公里衰减0.3db；1310nm的波长，一般每公里衰减0.4db。 3、光路是可逆的，如果一个方向上有10db的衰减，那么反向也有10db的衰减。 4、根据这里的数据，可以在工程实施前进行合理计划，也可以在工程完工后将实测、预计 的光功率进行对比，从而判断光

31、路是否存在异常。 n ponpon的技术简介的技术简介 n eponepon的技术原理的技术原理 n eponepon的产品介绍的产品介绍 n eponepon的工程基础的工程基础 n eponepon的基本配置的基本配置 n eponepon故障定位故障定位 目录目录 49 基本配置基本配置查看查看onuonu注册信息注册信息 l 将onu设备通过光纤连接上olt后，onu会自动注册到olt上，在 s7500系列的olt设备上，在任意视图下通过display onuinfo命令来查 看注册上来的onu设备。 display onuinfo interface olt 3/0/1 onu ma

32、c address rtt(tq) port onu board/ver sft/eeprom onu host state 00e0-fc70-2d2f 16 onu3/0/1:1 et204/d 141/103 n/a up 000f-e203-fea6 16 onu3/0/1:2 et300/b 141/103 n/a up 000f-e203-ff11 24 n/a ls6m1pu1sa/a 111/100 s3108c n/a - 3 entries found - l 该命令显示出所有的onu注册信息，包括mac地址、rtt值、绑定的 端口号（如果没有绑定就显示n/a）、硬件型号和

33、版本、软件版本、 eeprom版本、当前状态等。 50 基本配置基本配置绑定绑定onuonu l 手工绑定的命令是bind onuid，在onu端口下执行。onu端口的表 示方法是在常规的端口表示方法（例如3/0/1）的后面，添加一个冒 号:，再添加一个数字所组成，例如3/0/1:1。 sys system view: return to user view with ctrl+z. h3c s7506interface onu 3/0/1:3 h3c s7506-onu3/0/1:3bind onuid 000f-e203-ff11 type ls6m1pu1s h3c s7506-onu3

34、/0/1:3undo shutdown %nov 16 13:59:16 2006 h3c s7506 l2inf/5/port link status change: onu3/0/1:3: is up l type参数是可选的，如果忽略type参数，则默认的类型是 et204/et204-l20。 51 设置设置onuonu端口的端口的vlanvlan l 除了s3100 onu子卡外，其他类型的onu设备都可以设置vlan。 l et204、et204l20、et300、et300l20使用untagged命令来设 置vlan。 l ec1001的onu子卡lsnm1pu1s、lsnm1

35、pu1sa使用port access命 令来设置vlan。 l et204的典型配置。 h3c s7506-onu3/0/1:1dis this # interface onu3/0/1:1 bind onuid 00e0-fc70-2d2f type et204 undo shutdown untagged vlan 300 # return h3c s7506-onu3/0/1:1 h3c s7506-onu3/0/1:1dis this # interface onu3/0/1:1 bind onuid 00e0-fc70-2d2f type et204 undo shutdown un

36、tagged vlan 300 uni 1 pvid 1201 uni 2 pvid 1202 uni 3 pvid 1203 uni 4 pvid 1204 # return h3c s7506-onu3/0/1:1 52 oltolt上用到的配置上用到的配置 l 尽管在onu端口上设置了vlan，还需要在olt端口上允许相关vlan 通过。 h3c s7506int olt 3/0/1 h3c s7506-olt3/0/1dis this # interface olt3/0/1 port hybrid vlan 200 tagged # return h3c s7506-olt3/0/1

37、 默认情况下，olt使用内部dba算法，有些时候还需要配置外部dba 算法。在olt端口下进行配置。监控产品的应用中，建议使用外部 dba算法。 h3c s7506-olt3/0/1dba-algorithm update plato2.1.app updating external dba-algorithm. h3c s7506-olt3/0/1dba-algorithm enable extdba 53 oltolt上用到的配置上用到的配置 l 带宽设定。默认情况下，所有onu的上行带宽默认最大值为23m，最 小保证带宽为2m，可以在onu端口视图下使用upstream-sla命令进 行

38、更改。建议只设置最大带宽值，不要设置最小带宽值。 h3c s7506-onu3/0/1:1upstream-sla maximum-bandwidth 1600 info: the maximum-bandwidth of upstream is 102400 kbit/s h3c s7506-onu3/0/1:1 l 在监控产品的应用中，需要配置组播报文不要上接口板cpu。在olt 端口视图下进行配置，该配置对该olt生效。 h3c s7506-olt3/0/1undo igmp-to-cpu enable l 也可以在ftth视图下进行配置，该配置将作用在所有的olt上。 h3c s750