1、1,光接入网G-PON标准新进展,朱 洪电信科学技术第五研究所 2009 11.20,2,ITU-T SG15光接入网标准发展简顾 光接入网G-PON最新标准简介,内 容,3,两大系列建议：B-PON（10个建议）、G-PON（4个建议）,ITU-T SG15光接入网标准发展简顾,4,B-PON：原有的10个建议合并为5个建议,ITU-T SG15光接入网标准发展简顾,2005年5月合并,5,ITU-T SG15光接入网标准发展简顾,6,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,G.984.5：Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON):
2、 Enhancement band (09/2007) G.984.6： Gigabit-capable passive optical networks (GPON): Reach extension (03/2008) G.984.5 目的：未来在G-PON系统中利用WDM技术为新增业务信号提供预留波长，为此定义波长范围，使光分配网ODN的价值最大化 定义： 预留的波长范围 PON光网络单元ONU的X/S容限 提供： 在OLT侧组合和隔离G-PON上-下行信号和带宽增强的离散的WDM滤波器参数范本 下一代接入（NGA）业务和视频分发业务的波长分配示例,7,光分配网的一般物理配置,根据G.9
3、83.1，上行方向和下行方向可以在同一根光纤以及同一个器件（如复用/解复用）上工作，或相互分隔的光纤和器件上工作。G.984.5仅考虑单纤上采用不同波长进行双向传输的双工情况,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,8,Reference diagram 1：Splitter+WDM filter,WBF：Wavelength blocking filter for blocking interference signals to Rx,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,9,Reference diagram 2 ：2 stages of Splitters,WBF：Wave
4、length blocking filter for blocking interference signals to Rx,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,10,波长分配,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,11,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,12,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,13,X/S tolerance mask for ONU,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,14,X/S tolerance of G-PON ONU G-PON ONU的光接收机灵敏度必须满足由NGA和/或视频信号引起的信号干扰所造成的影响。为了
5、使得干扰信号的影响最小，需引入合适的波长阻隔滤波器WBF和WDM滤波器G.984.5规范了G-PON ONU的X/S容限 S：基带信号的光功率 X：干扰信号的光功率 测量X/S容限的干扰信号格式应是NRZ伪随机码，其速率与G-PON下行信号的速率相同，或是基带接收机带宽内的一个低速率,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,15,Example of WDM1 characteristics WDM1 滤波器：汇合（下行方向）、隔离（上行方向）G-PON上/下信号，起到增强波带的作用,WDM1参考图,WDM1参数,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,16,NGA业务和视频分发业
6、务的波长分配举例 在G-PON、NGA、视频业务共存情况下，视频带的两侧应有防护带以避免干扰引起视频接收机的视频CNR性能裂化。考虑到基带和视频的防护带，基带和视频之间的波长范围不一定适合于NGA的下行信号 在1550nm波长带，防护带的范围取决于视频带通滤波器的滤波特性和视频接收机的性能 G.9845考虑了两种滤波器 集成滤波器：与G-PON ONU接收机集成在一起的滤波器，如三信号类型接收机 单一滤波器：配置于G-PON三信号接收机和视频接收机外部的独立的滤波器,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,17,情况1：视频的集成滤波器,Example configuration of
7、G-PON ONU with video (Case 1),Example of integrated filter characteristics for video,光接入网G-PON最新标准简介-G984.5,18,情况2：分离的视频WDM滤波器,Example configuration of G-PON ONU with video (Case 2),Example configuration of G-PON ONU and video ONU (Case 2),Example of wavelength allocation (Case 2),光接入网G-PON最新标准简介-G9
8、84.5,19,G.984.6 概括了利用物理层距离延伸装置实现距离延伸的G-PON的体系架构和接口参数，光线路终端OLT和光网络终端ONT之间光纤链路中增加再生中继器或光放大器 最大距离距离可达60km，损耗预算超过27.5dB 对距离延伸器的指标进行规范，包括：光干线（延伸线路） 光干线接口(R/S)和OLT接口(S/R) 光分配网ODN 延伸器到ODN的接口(S/R)以及到ONU的接口(R/S),光接入网G-PON最新标准简介-G984.6,20,Basic PON architecture,Mid-span reach extension,在ODN和光干线OTL之间插入Mid-Span
9、延伸器 利用OTL的长度来延伸PON的距离 还能够增大PON的分支比,光接入网G-PON最新标准简介-G984.6,21,实现光距离延伸有好几种方式，可分为两种类型的距离延伸器： 光放大器类型，提供光增益 OEO再生器类型，在电域对信号进行整形、定时,两种基本的延伸器架构：光放大器，中继器,OA： Optical Amplifier OBF：Optical Bandpass Filter,光接入网G-PON最新标准简介-G984.6,22,混合延伸器架构举例,OA+OEO混合方式,OA： Optical Amplifier OBF：Optical Bandpass Filter,光接入网G-P
10、ON最新标准简介-G984.6,23,光接入网G-PON最新标准简介-G984.6,24,混合距离延伸器的4种可能的架构,光接入网G-PON最新标准简介-G984.6,25,Reach extended GPON, with geo-redundant OLT and trunk line protection,光接入网G-PON最新标准简介-G984.6,26,SummaryG.984.5：主要解决未来多业务的接入，包括NGA、视频业务；采取波长预留的方式，使光分配网ODN的价值最大化 G984.6：解决G-PON距离延伸的问题，扩大G-PON的服务半径 G.984.5+G.984.6，增强
11、了G-PON的应用范围，延伸了G-PON的技术寿命,光接入网G-PON最新标准简介-G.984.5/G984.6,27,G.987：定义、缩略语及缩写词 G.987.1：10G比特能力的无源光网络（XG-PON）：一般需求 G.987.1： 10G比特能力的无源光网络 （XG-PON）：物理媒质相关层（PMD）规范,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,28,接入网参考体系架构,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,G.987：定义、缩略语及缩写词,29,Fibre distance concepts,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,G.987：定义、缩略语及缩写
12、词,30,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,光功率参数和损耗预算参数之间的关系,G.987：定义、缩略语及缩写词,31,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,G.987.1：XG-PON：一般需求 需求方面： 业务范例 用户网络接口UNI 业务节点接口SNI 网络运营商希望的一些主要应用配置 满足能支持各种营业和住宅用户应用的系统及运营需求继承性方面： 尽可能维持G.982/G.983/G.984系列建议规范 促进与现有的光分配网ODN的后向兼容 利用G.984系列建议定义的WDM，提供用户从千兆比特PON（G-PON和GE-PON）到XG-PON的无缝演进根据上行线路速率
13、的不同，分为两种XG-PON XG-PON1：上行速率为2.5Gbit/s XG-PON2：上行速率为10Gbit/s 此规范的第一阶段仅考虑XG-PON1，在技术成熟后再考虑XG-PON2,32,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,要求： XG-PON应扩展G.984.6距离延伸器的能力 继承和延续G.984系列的规范 提供额外的光功率预算来实现长距离传输 提供更大的无源分支比,Network Architecture,33,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,XG-PON与G-PON通过WDM1r而共存的光路参考配置,要求XG-PON1/XG-PON2、G-PON、视频
14、分配业务等共存于ODN,34,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,XG-PON与G-PON通过分支器而共存的光路参考配置,35,G-PON和CG-PON的工作波长分配,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,36,波长分配参数,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,37,PON的演进 G-PON (ITU-T G.984系列)、G-EPON (IEEE 802.3-2008)已经标准化，全世界广泛应用 随着用户及企业应用对带宽的需求日益增长，要求NG-PON提供比G-PON更大的带宽 要求NG-PON必须能够对前期已有的G-PON基础设施进行保护，以保证用户从G-PON
15、无缝、平滑过渡到NG-PON XG-PON与G-PON的共存，与其它类型的PON共存需进一步研究两种演进情况 PON brown field migration scenario：已有G-PON系统的地域，网络运营商决定利用已有的光纤基础设施通过XG-PON来提供更大的带宽业务，一般需求包括： G-PON与XG-PON共存于ODN 对不进行升级的用户来说其业务中断的影响应减到最小 整个演进过程中XG-PON必须支持/仿效所有G-PON已有的业务 PON Green field migration scenario：以前没有使用G-PON系统的地域，没有与G-PON共存的需求,光接入网G-PON
16、最新标准简介-XG-PON,38,从已有的G-PON演进到XG-PON 为了保证平滑演进，在所有ONU中都必须实现G.984.5规范的波长分配方案，保留运营商使用XG-PON的选择 在过渡期间，为了保证G-PON和XG-PON同时运行，WDM1r合成器/分支器应安装在网络中,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,G-PON与XG-PON共存,39,XG-PON1到XG-PON2的演进 目前的建议版本尚未考虑XG-PON1和XG-PON2之间共存的问题，留给未来版本考虑 无论是否共存，都希望考虑支持共同的TC层XG-PON的重叠或混合XG-PON 有可能在同一个ODN中利用WDM重叠多个
17、XG-PON系统，以增大容量；此时频谱安排至关重要 重叠XG-PON或混合XG-PON的需求在未来的修改版本中研究RE应用架构 两种情况： 从G-PON到XG-PON的演进 G-PON系统中已有RE 已使用的RE具有满足G-PON和XG-PON需求的能力 早期的RE，需要用一种叫做“combo”RE来替换,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,40,RE 演进方案,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,41,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,业务需求,42,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,业务需求 信号最大/平均转移时延容限 最大以太网分组长度 同步特
18、性及质量 租用线路T1/E1仿真 QoS及流量管理物理层需求 单纤传输方式 光纤特性：主要采用G.652光纤，小弯曲半径光纤G.657也应可用 XG-PON光波长： for the upstream “O- Band“ ranging from 1260 to 1280nm for the downstream “1577nm“ ranging from 1575 to 1580nm (extension for outdoor is 1575 to 1581nm) 比特率 XG-PON1: nominally 10 Gbit/s down, 2.5 Gbit/s up; XG-PON2: n
19、ominally 10 Gbit/s down, 10 Gbit/s up. 光功率预算 光分支比：XG-PON应大于64（G-PON分支比为1:321:64），网络运营商希望XG-PON达到1:1281:256 光纤距离 XG-PON1 must support the maximum fibre distance of at least 20 km In addition, XG-PON1 TC layer needs to support the maximum fibre distance of 60 km XG-PON1 TC layer also needs to support
20、the maximum differential fibre distance of up to 40 km XG-PON1 TC layer also needs to be able to configure the maximum differential fibre distance with 20km step,43,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,光分支比：XG-PON应大于64（G-PON分支比为1:321:64），网络运营商希望XG-PON达到1:1281:256,44,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,系统需求 节能 鉴权/识别/加密 动态带宽分配
21、人眼安全运营管理 ONU管理 PON监视 ODN的弹性保护,45,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,Services, UNIs and SNIs,SNI及业务举例,46,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,接入网保护,a-d-The four switching arrangements for external access network back-up,47,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,通用功能,XG-PON通用功能,48,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,数据功能,以太网数据业务,VDSL2 业务,多播业务,49,光接入网G-PON
22、最新标准简介-XG-PON,语音功能,分组语音业务,电路连接语音业务,50,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,电路仿真功能,Packet TDM service using PWE3 and grooming OLT,Packet TDM service using MEF8 and pure OLT,51,视频重叠功能,视频重叠业务,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,用第三个波长来承载，区别于其它业务 提供给用户的信号格式由SCTE标准定义，ONU接口的管理为G.omci 业务通道的其它部分的光接口由ITU-T J.186 定义,52,G.987.2：XG-PON：物
23、理媒质相关层PMD规范 描述了XG-PON的PMD的需求和规范，还包括XG-PON的距离延伸器盒子和增强波带 传输收敛层TC和ONT管理由其它建议描述 控制接口规范由Rec. G.omci 建议描述 主要内容包括： Classes for optical path loss Physical medium dependent layer requirements for the XG-PON Line rate FEC code selection for XG-PON Operating wavelength XG-PON PMD parameters Optical interface p
24、arameters Optical path between Old/Oru and Ord/Olu Minimum optical return loss of the cable plant at point R/S, including any connectors Receiver at Ord and Olu X/S tolerance of XG-PON ONU Upstream physical layer overhead Mid-span reach extenders for XG-PON,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,53,最新通过的建议 G.984.6
25、Am 1：G-PON Reach extension Am 1 主要内容 在G.984.6的基础上，定义了几种新增加的距离延伸单元的类型和特性，包括： 波长变换距离延伸器 连续模式距离延伸器 1:N保护距离延伸器,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,54,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,波长变换举例延伸器架构,WC：Wavelength Conversion WC-RE：WC-enabled RE unit CM：Continuous Mode BM-to-CM：Burst Mode to Continuous Mode,55,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PO
26、N,突发模式-连续模式（BM-to-CM）距离延伸器架构,WC：Wavelength Conversion WC-RE：WC-enabled RE unit CM：Continuous Mode BM-to-CM：Burst Mode to Continuous Mode,56,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,OTN承载BM-to-CM信号,GPON over OTN mapping，Huawei Technologies Co., Ltd., PMC-Sierra, China Mobile Communications Corporation,57,光接入网G-PON最新标准
27、简介-XG-PON,基于延伸器的B类保护方案,OEO extender based Type B protection architecture,58,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,OA based LR PON with Type B protection: external MUX module,基于延伸器的B类保护方案,59,正在开发的XG-PON建议G.987.3：XG-PON：ONU management and control interface specification (OMCI) （正在开发） 对光网络单元ONU的管理控制接口OMCI进行规范G.xgpon.
28、3：(XG-PON) systems: Transmission Convergence layer specification（刚启动）,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,60,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,Proposal of architecture of G.omci，NTT,G.omci的一种构架,OMCI的一般作用,61,Summary 接入网宽带化，向10Gbit/s发展（今后40Gbit/s、100Gbit/s？）基于光纤传输技术 FTTx主要基于PON技术，经济 标准化进展加速 要求中心局的地域覆盖范围更大，距离延伸技术 多种传输技术应用于距离延
29、伸，WDM、OTN PON的保护提上日程 NG-PON与前期千兆比特能力的PON（G-PON/GE-PON）基础设施的共存，后向兼容，逐步演进 更强调多业务接入，特别是未来的新业务（NGA、视频业务，数字广播） 应用范围扩大，宽带接入，（移动网络）数据回传 功能集成，节能，低成本 分组化 鉴权/识别/加密 ,光接入网G-PON最新标准简介-XG-PON,62,光接入网G-PON发展方向,63,光接入网G-PON发展方向,64,光接入网G-PON发展方向,65,光接入网G-PON发展方向,European project on NG-PON: MUSE SP E (2006-2007),66,Reach of 100 km,混合WDM/TDMA PON 接入网/城域网综合,67,宽带网络发展路线图,68,谢 谢,
