FTTH - 常见问题解答

光纤到户 (FTTH) 是最终的光纤接入解决方案，其中每个用户都连接到光纤。 本教程中讨论的部署选项基于从 OLT 一直到用户驻地的完整光纤路径。 这种选择允许向每个客户提供高带宽服务和内容，并确保满足新服务的未来需求的最大带宽。 因此，涉及"部分"光纤和"部分"铜基础设施网络的混合选项不包括在内。

光纤距离差是指距离OLT最近和最远ONU/ONT之间的距离差。

在GPON中，最大差分光纤距离为20公里。 这会影响测距窗口的大小并符合[ITU-T G.983.1]。

逻辑范围定义为特定传输系统可以实现的最大距离，无论光学预算如何。 逻辑范围是ONU/ONT与OLT之间除物理层限制之外的最大距离。

在 GPON 中，最大逻辑距离定义为 60 公里。

平均信号传输延迟是参考点之间的上行和下行延迟值的平均值。 该值是通过测量往返延迟然后除以 2 确定的。

GPON 必须适应需要最大平均信号传输延迟为 1.5 毫秒的服务。 GPON 系统的电视参考点之间的最大平均信号传输延迟时间必须小于 1.5 毫秒。

OAN是共享相同网络侧接口并由光接入传输系统支持的接入链路的集合。 OAN可以包括连接到同一OLT的多个ODN。

在 PON 环境中，接入网络中的光纤树，辅以功率或波长分离器、滤波器或其他无源光学设备。

终止 ODN 公共（根）端点的设备。 然后实现PON协议，例如[ITU-T G.984]定义的协议； 然后调整 PONPDU 以通过提供商服务接口进行上行链路通信。

OLT为对应的ODN和ONU提供管理和维护功能。

一种单用户设备，它终止 ODN 的任何一个分布式（叶）端点，实现 PON 协议，并使 PON PDU 适应用户服务接口。 ONT 是 ONU 的特例。

通用术语，表示终止 ODN 任一分布式（叶）端点、实现 PON 协议并适配 PON PDU 的设备。

物理距离定义为特定传输系统可以达到的最大物理距离。 因为，"物理距离"是 ONU/ONT 和 OLT 之间的最大物理距离。 然而，在 GPON 中，为物理范围定义了两个选项:10 公里和 20 公里。 假设 10 公里是 FP-LD 在 ONU 中使用的最大距离，用于 1.25 Gbit/s 或以上的高比特率。

FTTH中的服务被定义为运营商所需的网络服务。 服务是用一个大家都清楚认识的名称来描述的，无论是框架结构名称还是通用名称。

GPON 的目标是传输速度大于或等于 1.2 Gbit/s。 据此，GPON识别出两种传输速度组合如下 −

• 上行 1.2 Gbps，下行 2.4 Gbps
• 上行 2.4 Gbps，下行 2.4 Gbps

最重要的比特率是上行1.2 Gbps、下行2.4 Gbps，几乎构成了所有已部署和计划部署的GPON系统。

GPON的分光比越大，从成本角度来看越经济。 然而，较大的分流比意味着更大的光功率和带宽分流，这就需要增加功率预算来支持物理范围。 鉴于当前技术，物理层的分流比达到 1:64 是现实的。 然而，随着光模块的不断发展，TC层必须考虑高达1:128的分光比。

光纤的优点 −

• 距离很远
• 强大、灵活且可靠
• 允许使用小直径和轻重量的电缆
• 安全可靠
• 抗电磁干扰 (EMI)
• 成本更低

PON技术中的各种模块/组件 −

• WDM 耦合器
• 1×N 分路器
• 光纤光缆
• 连接器
• ODF/机柜/插框

PON技术中的有源模块/组件是 −

在OLT中 −

• 激光发射器（1490 nm）和
• 激光接收器（1310 纳米）

适用于 CATV 应用 −

• 激光放大器（1550 nm）和
• 用于放大视频信号的EDFA

在ONU中 −

• ONU 电源/电池
• 激光发射器（1310 纳米）
• 激光接收器（1490 纳米）
• CATV 信号接收器（1550 纳米）

GPON的完整形式是——千兆位无源光网络

GPON 是一种用于接入网络的光系统，基于 ITU-T 规范 G.984 系列。 通过使用具有 1:32 分光比的 B+ 级光学器件，它可以提供 20 公里的传输距离和 28dB 的光学预算。

下面列出了 GPON 最常见的功能。

下行传输 −

• 2.4Gbps
• 一个 ONT 的带宽足以提供多个 HDTV 信号
• QOS 允许对延迟敏感的流量（语音）

上行传输 −

• 1 24Gbps
• 可以保证最小带宽
• 可以将未使用的时间段分配给重度用户
• QOS 允许对延迟敏感的流量（语音）

GPON 标准建立在之前的 BPON 规范之上。 下面列出了所有这些规格 −

• G.984.1 − 本文档描述了千兆位无源光网络的一般特性。

• G.984.2 − 本文档描述了千兆位无源光网络物理介质相关层规范。

• G.984.3 − 本文档描述了千兆位无源光网络传输汇聚层规范。

• G.984.3 − 本文档描述了千兆位无源光网络传输汇聚层规范。

GPON 系统具有本质上相同的物理组件，其配置方式与其他 PON 网络中的配置方式相同。 当然，为GPON系统开发的产品是专门为GPON设计的，不能与EPON或BPON设备互换。

GPON 系统还具有许多与其他 PON 系统相同的基本功能。 架构上的主要区别是 GPON 的数据吞吐量。 千兆GPON封装方式可以承载ATM、TDM语音、以太网等多种业务。

光学系统的基本要求之一是提供具有足够容量的组件，以将光信号扩展到预期范围。 根据功率和灵敏度，组件分为三类或三类。

组件的类别是 −

• A 级光学器件:5 至 20dB
• B 级光学器件:10 至 25dB
• C 级光学器件:15 至 30dB

EPON的完整形式是——以太网无源光网络。

以太网无源光网络（EPON）是一种将数据与以太网封装在一起的 PON，可以提供 1 Gbps 至 10 Gbps 的容量。 EPON 遵循 PON 的原始架构。 这里，DTE 连接到树干，称为光线路终端 (OLT)。

它通常位于服务提供商处，所连接的树状 DTE 分支称为光网络单元 (ONU)，位于用户的场所。 来自 OLT 的信号通过无源分路器到达 ONU，反之亦然。

许多 PON 应用需要高 QoS（例如 IPTV）。

EPON 将 QoS 交给更高层 −

• VLAN 标记
• P 位或 DiffServ DSCP

此外，LLID 和 Port-ID之间有一个至关重要的区别 −

• 每个 ONU 始终有 1 个 LLID
• 每个输入端口有 1 个端口 ID - 每个 ONU 可能有多个
• 这使得基于端口的 QoS 在 PON 层实现变得简单

下表解释了GPON和EPON之间的区别。

在 OLT 中实现的一种算法，使用报告和门消息来构建传输程序并通过 ONU，称为动态带宽分配 (DBA) 算法。

EPON操作基于以太网MAC和EPON帧（基于GbE帧），但需要扩展 −

• 多点控制协议 PDU +minus; 这是实现所需逻辑的控制协议。

• 点对点仿真（协调）+minus; 这使得 EPON 看起来像点对点链路，并且 EPON MAC 有一些特殊的约束。

• 它们不是 CSMA/CD，而是在获得许可时进行传输。

• 通过 MAC 堆栈的时间必须恒定（± 16 位持续时间）。

• 必须保持准确的当地时间。

标准以太网以本质上无内容的 8B 前导码开始 −

• 7B 个 1 和 0 交替的 10101010
• SFD 10101011 的 1B

为了隐藏新的 PON 标头，EPON 覆盖了一些前导码字节。

DS 流量广播到所有 ONU，因此加密本质上很容易让恶意用户重新编程 ONU 并捕获所需的帧。 其他ONU看不到美国流量，因此不需要加密。 不考虑光纤分路器，因为 EPON 不提供任何标准加密方法，但 −

• 可以补充 IPsec 或 MACsec。
• 许多供应商添加了基于 AES 的专有机制。

BPON 使用了一种称为搅动的机制 − Churning 是一种低成本硬件解决方案（24b 密钥），但存在多个安全缺陷−

• 引擎是线性的 - 简单的已知文本攻击
• 24b 密钥在 512 次尝试中被证明是可推导的

因此，G.983.3 添加了 AES 支持 - 现在用于 GPON。

XPON是下一代PON，可支持高达10G的数据速率。 XPON可分为两类，即XG-PON1和XG-PON2。 XG-PON1 向后兼容 GPON，而 XG-PON2 是全新开发的。

WDM-PON 的完整形式是 – 波分复用 PON。

在WDM-PON中，不同的ONT需要不同的波长； 每个ONT都有一个专属的波长，并享有该波长的带宽资源。 换句话说，WDM-PON 在逻辑点对多点 (P2MP) 拓扑上工作。

ODSM-PON 的完整形式是 – 机会频谱和动态 PON。 在ODSM-PON中，从CO到用户驻地的网络保持不变，除了一个变化，即有源WDM分路器。 OLT 和 ONT 之间将使用 WDM 分路器来取代无源分路器。 在ODSM-PON中，下行采用WDM，意味着到ONT的数据对于不同的ONT使用不同的波长，而在上行，ODSN-PON采用动态TDMA+WDMA技术。

下表解释了XGPON标准 −

下表描述了 ITU 规定的 A、B 和 C 类衰减范围。

下表解释了 ITU 规定的 A、B 和 C 类 OLT 传输范围。

下表解释了 ITU 规定的 A、B 和 C 类 ONU 接收器范围。

下表解释了 ITU 规定的 A、B 和 C 类 ONU 发射机范围。

下表描述了 ITU 规定的 A、B 和 C 类 OLT 接收器范围。

从 OLT 出发的单纤通过无源分光器分路，为 64 个客户端 ONT 提供服务。 同一光纤承载下行（OLT 至 ONT）和上行（ONT 至 OLT）比特流，即 2.488 Mbps/1490 nm（1480 - 1500nm 窗口）和 1.244 Mbps/1310 nm（1260-1360nm 窗口） 通过 WDM（波分复用）进行双工（双向）操作。

从 OLT 到 ONT 的相同单光纤下行传输通过 ONT 进行广播，ONT 仅接受寻址到它的流量。 上行传输采用时分多址 (TDMA)，每个 ONT 依次传输。

电视信号（来自卫星头端）可选择在通过 RF 覆盖子系统引入 FTTx 系统的同一（或附加）光纤上以 1550 nm 的第三光波长进行广播。 CATV信号经EDFA放大后可与GPON信号耦合。

RF CATV 信号调制到 1550 nm 波长。 它通过 ONT 内部内置的 Demux 功能提取，并路由到 STB/TV 的背板服务连接。

利用所谓的 B 类光网络元件，OLT 光端口到 ONT 输入之间的最大允许光功率衰减为 28 dB。 ODN A、B、C 类主要区别在于"光发射机功率输出"和"比特率光接收机灵敏度"。 A 类提供最少的光学预算，C 类提供最高的光学预算，而成本方面两者的顺序相同。 对于最大 1:64 分光比，B 类光学器件通常在商业上部署。

以下几点解释NGPON1 −

• G.987/G.988 XGPON 标准已于 2011 年发布。
• 它标准化了具有 2.5Gbps 上行速率/10Gbps 下行速率的 XGPON。
• GPON 和 XGPON 使用不同的波长在一个网络中共存。

以下几点解释NGPON2 −

• 不考虑与现有ODN网络兼容，这是PON技术更开放的标准。

• 重点关注 WDM PON 和 40G PON。