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1、2020/1/29,第1页,FTTH和EPON基本知识培训,武汉飞鸿光网络有限公司 公司地址：武汉市关东科技园数码港A座4楼 电话: 027-87464460，87561967 传真: 027-87464450 网址：http:/www.fotek.cc,EPON,武汉飞鸿光网络有限公司,2020/1/29,第2页,FTTH&EPON 培训,数据业务的增长 接入网的演变 EPON WDM-PON（单向波分） WDM-PON（双向波分） 工程知识培训,2020/1/29,第3页,数据业务的增长,Internet和.COM的兴起 1990 数据业务平均每年100的增速 19951996因为WDM等
2、技术的应用数据业务增速甚至达1000 我国的网民人数1.11亿（CNNIC第17次统计报告），其中宽带上网用户6430万人。 目前对值得关注的互联网应用：IM（及时通信），P2P类应用，IPTV，网络互动游戏。,2020/1/29,第4页,数据业务的增长,IM：QQ，MSN，SKYPE，作用大大增加了用户的在线时间和对互联网的黏度。其VoIP已经对传统运营商构成了威胁。 P2P：BT，电驴，电骡，PPLive等，下载用户越多反而速度愉快，分布式下载，减少服务器负担，充分利用网络资源，但目前多用于盗版影音资源的分发传播。占总用户数的10%的用户，却占用了60%的核心网络资源。 IPTV：基于IP
3、的TV,一般HDTV单频道带宽10Mbps左右。 互动游戏：网络游戏，最先进的渲染技术，流畅体验要求至少10Mbps。 结论：传统的xDSL和Cable Modem已经不能满足带宽需求，需要FTTH。,2020/1/29,第5页,接入网的演变,xDSL：ADSL、ADSL2、ADSL2+、VDSL P2P Ethernet：100BASE-LX10、100BASE-BX10、1000BASE-LX10、1000BASE-BX10 Cable Modem和PLC PON：APON，EPON、GPON、WDM-PON,2020/1/29,第6页,接入网的演变,xDSL：ADSL、ADSL2、ADS
4、L2+、VDSL 1990 数据业务平均每年100的增速 19951996因为WDM等技术的应用数据业务增速甚至达1000 我国的网民人数1.11亿（CNNIC第17次统计报告），其中宽带上网用户6430万人。 目前对值得关注的互联网应用：IM（及时通信），P2P类应用，IPTV，网络互动游戏。,2020/1/29,第7页,xDSL,2020/1/29,第8页,P2P Ethernet,点对点以太网可以提供较宽的带宽，传输距离也较长，但使用的光纤光缆的数目较点对多点的PON结构要多得多，另外在局端需要很多光收发模块。因此，点对点以太网技术并不适合于用户密度较大的区域。,2020/1/29,第9
5、页,Cable Modem,网络线路带宽是共享的，在用户达到一定规模后实际上无法提供宽带数据业务，用户分享到的带宽是非常有限的。 Cable Modem所有用户的信号都是在同一根同轴电缆上进行传送的，因此有被搭线窃听的危险。 要实现双向的HFC需要更换目前有线电视网上使用的单向放大器，这一部分改造费用也是相当高的。,2020/1/29,第10页,PLC,PLC是指电力线上网，只要有电力插座的地方就可以上网，方便，但因为其安全性和标准上的障碍，目前其市场基本上可以忽略不计。,2020/1/29,第11页,PON：无源光网络,PON：无源光网络，ODN中不包含有源器件，多为点对多点结构。最有发展前
6、景的接入网技术，采用光纤介质，理论上带宽无穷大，传输距离远。,1:16/32/64/128,2020/1/29,第12页,PON：无源光网络,APON：ITU-T G.983标准，二层协议为ATM，物理层使用PON。APON和BPON等同 。 EPON：IEEE 2004年颁布802.3ah标准，二层协议为 Ethernet。 GPON：ITU-T G.984标准，二层协议为GEM。 WDM-PON：尚无标准，目前已经有一个CFI组织较活跃，准备给IEEE 802.3提交报告，物理层使用WDM技术，二层协议可选。,2020/1/29,第13页,几种PON比较,WDM-PON基于WDM技术，其他
7、三种基于TDM技术。 几种TDM PON均采用1310nm上行，1490nm下行，1550nm可选用于CATV。 APON已基本淘汰，目前主要是EPON和GPON竞争，EPON因为其性价比高目前在亚太地区已经占很大的市场份额。 WDM-PON因为其高带宽，良好的保密性，对优异的性能对专网用户很有吸引力,成本稍高。,2020/1/29,第14页,EPON,EPON的定义：EPON(Ethernet PON)由IEEE 802.3ah提出，它将Ethernet技术与PON技术结合起来，其目标是用最简单的方式实现一个点到多点结构的吉比特以太网光纤接入系统。 EPON包括GEPON（千兆带宽）和10G
8、EPON（万兆带宽），前者在802.3ah-2004中已经定义，后者目前正在研究，IEEE已经成立了相应的Study Group，致力于10GEPON标准的研究。,2020/1/29,第15页,EPON的架构,2020/1/29,第16页,EPON的基本原理,DATA采用单纤双向，CATV采用第二根光纤传输，或者使用单纤三向，CATV如选用采用1550nm波长。 下行广播，使用1490nm波长，所有ONU均收到数据，根据LLID和Mode位选择接收。 上行TDMA，使用1310nm波长，同一时刻只有一个ONU发光，因此ONU端需要使用突发发射，OLT端需要使用突发接收。 远端节点处上下行均采用
9、光分路器。,2020/1/29,第17页,EPON中的关键技术,突发发射，需要较高的响应速度。开启和关闭时间应该较短。 突发接收，因为ONU的距离不同，需要较宽的光功率响应范围。 注册和自动发现 测距和定时 请求报告和允许处理,2020/1/29,第18页,WDM-PON,WDM-PON主要是指在物理层使用波分复用的无源光网络，分单向波分和双向波分两种：其中单向波分在下行方向仍然使用广播，上行方向使用波分；双向波分则在两个方向均使用波分。 对于单向波分，飞鸿采用的是千兆广播下行，百兆波分上行。 对于双向波分，飞鸿采用的是双向千兆波分。,2020/1/29,第19页,WDM-PON(单向)的架构
10、,2020/1/29,第20页,WDM-PON(单向)的原理,下行采用广播：数据采用1310nm波长，CATV可选1550nm波长。ONU接收广播信号后根据MAC来选收属于自己的数据。 上行采用波分复用，每个ONU采用符合G.694规定的DWDM波长，或者符合G.695规定的CWDM波长 。在OLT内部有一个解复用接收阵列，对应于每一个上行波长。 二层同样采用以太网802.3协议 远端节点处：上行采用合波器或者分路器进行合波，下行采用分波器。,2020/1/29,第21页,WDM-PON(双向)的架构,2020/1/29,第22页,WDM-PON(双向)的原理,上下行均采用波分复用，在OLT内
11、部集成了解复用接收阵列和发光复用阵列。在拓扑上是点对多点（光路），但实际上从电路层面上来看是点对点的。 二层同样采用以太网802.3协议 上行,2020/1/29,第23页,WDM-PON中的关键技术,DWDM或者CWDM特定波长激光器 DWDM或者CWDM复用或者解复用器件,2020/1/29,第24页,工程知识培训,EPON和WDM-PON中常见的光器件简介 功率预算的计算方法和远端节点的放置位置的确定 WDM-PON局端设备的堆叠方法,2020/1/29,第25页,常用光器件和光纤简介,光分路器 光合波器 光分波器 法兰盘和光纤跳线 光纤的种类和选取,2020/1/29,第26页,光分路
12、器,光分路器的作用是进行光功率分配，一般为均分，我们在工程中使用的是1N树型光分路器。光分路器的正向和反向插入损耗相同，12分路器理论插损为3dB，依次的14的6dB，18的9dB。 光分路器反向使用就是耦合器，也可以用于合波，但是比起合波器，其插损很大。 光分路器有熔融拉锥和PLC（平面光波导）两种，前者廉价但体积较大，且一致性不好，后者较贵，但体积小，一致性好。,2020/1/29,第27页,光合波器、光分波器,光合波器的作用是将多个输入端口的不同的波长的光耦合到一个输出端口。 光合波器也分几种：熔融拉锥，AWG和薄膜式。 光合波器反向使用就是分波器。插损较小，一般的都在5dB以下。,20
13、20/1/29,第28页,法兰盘和光纤跳线,法兰盘就是光纤适配器，用于连接光纤跳线或尾纤；光纤跳线是指带两个光纤连接头的光纤；尾纤则是指带一个光纤连接头的光纤。 光纤跳线的种类有很多，根据接头形状可分为： FC、SC、ST、LC等；根据插芯的类型可分为：PC、UPC、APC等；根据光纤种类可分为单模、50/125多模、62.5/125多模、保偏等；根据光纤直径可分为： 900m 、2mm、3mm 等。 CATV对回波损耗有要求，需要使用APC端面。,2020/1/29,第29页,光纤种类,目前常用的光纤种类有常规单模光纤G.652、色散位移光纤G.653和非零色散位移光纤G.655以及无水峰光
14、纤。 EPON中一般采用G.652光纤。 WDM-PON中DWDM一般采用G.655光纤，CWDM 18信道一般采用无水峰光纤。,2020/1/29,第30页,G.652传统和无水光纤比较,2020/1/29,第31页,功率预算的计算方法,何谓功率预算？ 功率预算的计算方法,2020/1/29,第32页,何谓功率预算,功率预算是指对于特定的距离、光纤/缆和光器件，从发端到收端的光功率损耗的预算。 功率预算可以用于指导选择光纤光缆和光器件以及光模块的规格和指标。,2020/1/29,第33页,光功率预算的计算方法,对于1N分路器，插损记为PIL=log2N3+2dB，速算方法如N=2m，则PIL
15、=3m+2dB 常规单模光纤G.652，传水峰以外的波长，插损按0.3dB/km计算。 合波器插损一般按5dB计算。 各种插损简单相加后再增加3dBm的功率余量，以弥补器件老化带来的功率损耗。,2020/1/29,第34页,光功率预算举例1,EPON使用常规单模光纤，使用1:32分路器，最远传输距离20km。则 其功率预算为532200.33=26dB（注:3225）,2020/1/29,第35页,光功率预算举例2,双向WDM-PON，使用G.952规定的18个标准波长中的16个(除开水峰附近的1371nm和1391nm)，按10km测算，分别使用不同的合波方法和光纤种类： 1.使用无水光纤，
16、使用分路器合波：26dB=5dB(CWDM解复用)14dB（1:16分路器合波）0.4dB/km*10km(取损耗最大的1271nm 10km测算)+3dB(余量) 2.使用普通光纤，使用分路器合波：30dB=5dB(CWDM解复用)14dB（1:16分路器合波）0.8dB/km*10km(取损耗最大的1411nm 10km测算) +3dB(余量) 3.使用无水光纤，使用CWDM合波：17dB=5dB(CWDM解复用)5dB（CWDM解复用)0.4dB/km*10km(取损耗最大的1271nm 10km测算)+3dB(余量) 4.使用普通光纤，使用CWDM合波：21dB=5dB(CWDM解复用)5dB（CWDM解复用)0.8dB/km*10km(取损耗最大的1411nm 10km测算) +3dB(余量),2020/1/29,第36页,WDM-PON局端设备堆叠方法,WDM-PON局端设备采用10GBASE-CX进行堆叠。 堆叠时使用循环绕接。最多可以堆叠64个设备。,