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Fundamentos de GPON

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HUA WE Iopyright © 2006 Huaweio., L td.
C TE C HNOL OGIE S C Technologies C o., L td. AHuawei reserved.
ll rights C onfidential

R e fe re ncias
 ITU -T 984.1
 ITU -T 984.2
 ITU -T 984.3
 ITU -T 984.4

HUA WE I TE C HNOL OGIE S C O., L TD.
C opyright © 2006 Huawei Technologies C o., LHuawei C onfidential
td. A ll rights reserved. Page2 2
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O b j tivos
e
 Al finalizar e s te cu rs o, los p articip ante s e s tarán e n
cap acid ad d e :
 D e s crib ir la arq u ite ctu ra d e las re d e s G P O N
 D e s crib ir los conce p tos b ás icos d e G P O N
 D e s crib ir ap licacione s típ icas d e G P O N

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C onte nid o
 C once p tos b ás icos d e P O N
 D e s crip ción ge ne ral d e re d e s d e acce s o óp tico
 An ális is d e l e s tánd ar d e G P O N
 Te cnolog ía G P O N
 Ap rovis ionam ie nto d e s e rvicio y ge s tión e n G P O N
 S e rvicios b ás icos e n re d e s G P O N

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C onte nid o

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Q ue e s PO N?
 Pas s ive Op tical Ne twork
Passive Optical
Splitter ONU
Optical Line Terminal

ONU

PSTN

Internet OLT Passive Optical
Splitter
ONU

IPTV Optical Network Unit

 PON significa Red óptica Pasiva (Passive Optical Network)
PON es un tipo de red óptica pasiva que emplea una arquitectura punto-multipunto
PON esta compuesta por un Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit
(ONU) and Passive Optical Splitter.

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Q ue e s G PO N?
<1Mbps 3M 8M 25M 2.5G

Access ADSL/ADSL2+ VDSL / ADSL2+ PON
Technology Copper Based Copper Based Fiber Based

Coverage ~20km
<3km <2km <1km
diameter

Internet VoD Live TV
Service HDTV VoD
Video conferencing
requirement Game
Remote control HDTV
s
2002 2003 2006 2010
Time
• GPON （ Gigabit-capable Passive Optical Networks ）
• GPON soporta servicio Triple － play, ofreciendo una solución competitiva para
todos los servicios.
• GPON maneja alto ancho de banda, por lo cual disminuye los cuellos de botella
producidos en los puntos de acceso con cable de par trenzado. Satisface los
requerimientos de ancho de banda de servicios como IPTV o transmisión de TV
en directo.
• GPON ofrece largo alcance (hasta 20 Km), en comparación con las tecnologías
que usan par trenzado y disminuyen los nodos de la red.
• Basado en un estandar, soporta servicio integrado.
• GPON es la tecnología utilizada por las grandes compañias a nivel mundial

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P rincip ios d e G P O N
M u ltip le xación d e d atos
 G P O N u tiliza m u ltip le xación p or d ivis ión d e longitu d d e ond a ( Wave le ngth D ivis ion
M u ltip le xing, WD M ) , facilitand o la com u nicación b id ire ccional s ob re u na s ola fib ra.
1490nm

1310nm

 P ara s e p arar las s e ñale s d e s u b id a y b aj a d e m u ltip le s u s u arios e n u na s ola fib ra,
ad
G P O N ad op ta d os m e canis m os d e m u ltip le xaci ón:
 E n d ire cción d e b aj a (D onws tre am ), los p aqu e te s d e d atos s on trans m itid os e n
ad
b road cas t.
 E n d ire cción d e s u b id a (U p s tre am ), los p aqu e te s d e d atos s on trans m itid os
m e d iante TD M A (Tim e D ivis ion M u ltip le xing Acce s s )

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P rincip io d e G P O N ---- D owns tre am
Modo Broadcast

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P rincip io d e G P O N ---- U p s tre am
Modo TDMA

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C onte nid o

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A rquitectura de Redes de A cc es o Óptic o
CO Customer
Premise
3.5-5km
xDSL 2~20Mbps Remote Business
BA DSLAM

ODN Curb
m
250-700 ge
o ver a
Urban C
2.5Gbps Down /1.25Gbps Up
FTTC OLT

MDU
Multi-Dwelling Unit
FTTB OLT

ONU
Optical Networks Unit
FTTH OLT
ONT
Optical Line Termination Optical Networks Termination

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Que s on las redes de ac ces o óptico?
Tal como se presentó en el diagrama anterior, las redes de acceso óptico corresponden a
los siguientes escenarios:
1. Escenario FTTB
SBU : Single business unit: Provee una menor cantidad de puertos tales como POTS,
10/100/1000 BASE-T, RF y DS1/T1/E1.
MTU :Business Multi-tenant unit: Provee mayor número de puertos tales como POTS,
10/100/1000BASE-T, RF and DS1/T1/E1.
2. Escenario FTTC & FTTCab
MDU : Multi-dwelling unit: provee mayor número de puertos incluyendo 10/100/1000BASE-
T, RF, VDSL2.
3. Escenario FTTH
SFU : Single family unit, provee menor número de puertos, incluyendo POTS,
10/100/1000BASE-T, and RF.

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C onte nid o

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E s tandar G PON
ITU-T G.984.1 ITU-T G.984.2
• Descripción de los parámetros de la red de GPON. • Especificaciones de los parámetros ODN
• Requerimientos de protección para el cambio de la • Especificaciones del puerto óptico de bajada de 2.488 Gbps
• Especificaciones del puerto óptico de subida de 1.244 Gbps.
red.
• Estructura de localización en la capa física.

Simple development process
Powerful compatibility

ITU-T G-984.1/2/3/4

ITU-T G.984.3
• Especificaciones de la capa TC en el sistema
ITU-T G.984.4
GPON.
• Formatos de mensajes OMCI
• Arquitectura de multiplexación GTC y pila de
• Dispositivo de gestión de trama OMCI
protocolos
• Principios de trabajo de OMCI
• Trama GTC
• Registro y activación de ONU
• Especificaciones de DBA
• Alarmas y rendimiento

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Modelo de Referencia de la Red GPON
UNI R/S ODN S/R SNI

ONU/ONT OLT Service node

WDM WDM V reference point
T reference point IFpon IFpon
Optical
splitter NE
NE

ONU Optical Network Unit
ONT Optical Network Terminal
ODN Optical Distribution Network
OLT Optical Line Terminal
WDM Wavelength Division Multiplex Module
NE Network Element
SNI Service Node Interface
UNI User Network Interface

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Parámetros de Rendimiento bás icos
 GPON maneja 7 combinaciones de velocidad de transmisión:
0.15552 Gbit/s subida, 1.24416 Gbit/s bajada

La combinación de 1.24416 Gbit/s subida, 2.48832 Gbit/s bajada es la
mas utilizada actualmente.

 Alcance lógico máximo: 60 km

Alcance físico máximo: 20 km

 Máxima diferencia de distancia en la fibra: 20 km

 Rata de multiplexación: 1 ： 64 y puede llegar hasta 1 ： 128

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A rquitectura de multiplexación de GPON
OLT ONT
Port GEM Port
GEM Port
O T-CONT Port
T-CONT
Port
N
U T-CONT
Port
Port
T-CONT
O
IFpon Port
N T-CONT  GEM Port: Unidad mínima para transportar servicios.
Port
U  T-CONT: Contenedor de transmisión, se refiere a un
buffer para los servicios. Se usa principalmente para
transmitir datos de subida. T-CONT se introdujo para
O realizar una asignación dinámica del ancho de banda
de subida, a fin de mejorar el uso del medio de
N T-CONT Port
transmisión.
U  IF pon: interfase GPON
 Basado en un esquema de mapeo, el tráfico de
servicio puede ser transmitido en diferentes puertos
Alloc-IDs Port-ID GEM, en diferentes T-CONTs. El mapeo entre puertos
ONU-ID
identificador identificador GEM y T-CONT es flexible. Un Puerto GEM puede
identificador
puerto GEM corresponder a un T-CONT o múltiples puertos GEM
ONUs T-CONTs pueden corresponder al mismo T-CONT.
 Una interfaz GPON de una ONU contiene uno o
múltiples T-CONTs.

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E s tru ctu ra d e tram a G P O N
Downs tream Framing
125us
Phys ical C ontrol B loc k Downs tream
(PC B d)
Ups tream Payload
B andwidth Map
ONT 0

A llocID S tart E nd A llocID S tart E nd

1 100 200 2 300 500

OLT
T-C ONT0 T-C ONT 0
(ONT 1) (ONT 2)
S lot S lot S lot S lot
1 00 200 300 500
ONT 63
PLOu PLOA Mu PLS u DB Ru X Payload x DB Ru Y Payload y

Ups tream Framing

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Mapeo de s ervicios TDM en GPON
TDM Buffer GEM Frame
PLI
Ingress buffer Port ID
PTI
HEC

TDM
TDM data Payload
TDM fragment

 Las tramas TDM son almacenadas según del orden de llegada, para luego
multiplexarlas en tramas GEM de longitud fija para su transmisión.
 Este esquema no modifica el servicio TDM, lo transmite de forma transparente.
 Trabaja con tramas GEM de longitud fija que mejoran la transmisión de servicios TDM

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Mapeo de s ervicios E thernet en GPON
Ethernet Packet GEM Frame

PLI
Inter packet gap
Port ID 5 bytes
Preamble PTI
SFD CRC

DA

SA GEM
LengthType Payload

MAC client data

FEC
EOF

 El sistema de GPON procesa la trama ethernet y mapea los datos hacia el payload
de la trama GEM.
 Las tramas GEM encapsulan automáticamente la información del encabezado.
 El mapeo de la información es realizado de forma sencilla por dispositivos que
soportan esta función. También ofrece excelente compatibilidad.

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C onte nid o

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Te cnolog ía G P O N --- R ango
 O LT ob tie ne e l tie m p o d e trans m is ión (R ou nd Trip D e lay, R TD ) a través d e la d is tancia d e trans m is ión
y lu e go e s p e cifica e l re tard o ap rop iad o (E qu alization D e lay, E qD ) p ara e vitar colis ione s e n e l s p litte r
óp tico..
 Para ad qu irir e l n úm e ro d e s e rial y rango d e u na O N U , O LT d e b e ab rir u na ve ntana qu e e s u na zona
d e s ile ncio (qu ie t zone ) y p au s ar las trans m is ione s d e s u b id a e n las otras O N U .

OLT
ONU1
ONU2
ONU3

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D BA
 Q u e e s D BA?
 D BA, D ynam ic Band wid th As s ignm e nt (As ignación d in ám ica d e anch o d e
b and a)

 Porq u e D BA?
 M e j la u tilización d e l anch o d e b and a d e s u b id a e n los p u e rtos P O N .
ora
 S e p u e d e n agre gar m as u s u arios a u n p u e rto P O N .
 Los u s u arios p u e d e n u tilizar s e rvicios q u e d e m and an alto anch o d e
b and a,.

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P roce s o d e op e ración d e D BA
OLT ONU
DBA report

DB A algorithm
logic C ontrol
pl
atform
B W Map

D ata
pl
atform
T-C ONT

Time s lot T-C ONT

S cheduler
T-C ONT

 E l b loqu e D B A e n e l O LT re cole cta inform ación cons tante m e nte a p artir d e re p orte s D BA y
lu e go e nvia los re s u ltad o s d e l algoritm o D BA e n form a d e m ap as BW h acia las O N U .
 B as ad o s e n los m ap as B W M ap , cad a O N U e nvia rafagas d e d atos d e s u b id a e n la ranu ra d e
tie m p o e s p e cificad a p ara e llos , u tilizand o as i e l anch o d e b and a d e s u b id a.

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P rincip io d e trab aj d e D BA
o SLA: Service － Level Agreement
BW: Bandwidth
Maximum: maximum bandwidth
Guaranteed: guaranteed bandwidth
Minimum: minimum bandwidth

 B as ad o e n la p rio rid ad d e l s e rvicio, e l s is te m a e s tab le ce S LA p ara cad a O N U , re s tringie nd o e l anch o d e b an d a d e l
s e rvicio.
 E l anch o d e b and a m áxim o y m ínim o d e te rm ina lim ite s p ara e l anch o d e b and a d e cad a O N U ,as e gu nrand o an ch o d e
b and a p ara varios s e rvicios d e d is tintas p rio rid ad e s . E n ge n e ral e l ord e n d e p riorid ad corre s p on d e e n p rim e r lu gar a la
vo z, lu e go al vid e o y p or últim o los d atos .
 O LT garantiza e l anch o d e b and a b as ad o e n e l s e rvicio, S LA y co nd ici ón actu al d e la O N U . S e rvicio d e m ayor p riorid ad
u tiliza m ayor anch o d e b and a..

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C las ificación d e anch o d e b and a e n T-C O N T
 Trans m is s ion C ontaine rs (T-C O N Ts ): d inam icam e nte re cib e garantia d e
anch o d e b and a p or p arte d e O LT. T-C O N T s e u s a p ara ge s tionar la
as ignación d e anch o d e b and a d e s u b id a e n la s e cción P O N d e la cap a
d e conve rge ncia d e trans m is ión. T-C O N Ts s e u s a p rincip alm e nte p ara
m ej orar e l u s o d e l anch o d e b and a d e s u b id a e n las P O N .
 Tip os d e anch o d e b and a e n T-C O N T : F B, AB, N AB, and BE .
 Tip os d e T-C O N T: tip o 1 ,tip o 2,tip o 3,tip o 4 y tip o 5.

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T-C O N T e n fu nción d e l anch o d e b and a

 Tip o 1 : anch o d e b and a fij u s ad o p rincip alm e nte p ara s e rvicios s e ns ib le s al re tard o y s e rvicios d e alta
o
p riorid ad com o e l s e rvicio d e voz.
 Tip o 2 y Tip o 3: anch o d e b and a garantizad o y s e u s a p rincip alm e n te p ara s e rvicio s d e vid e o y d ato s d e alta
p riorid ad .
 Tip o 4: tip o b e s t-e ffo rt , u tilizad o p ara s e rvicios d e d atos (in te rne t,e m ail) y s e rvicios d e b aj p riorid ad . E s tos
a
s e rvicios no re qu ie re n gran anch o d e b and a
 Tip o 5: m ixto, inclu ye tod os lo s tip o s d e an ch o d e b and a y lo s tip o s d e s e rvicio.

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M e canis m os d e Q oS d e la O N U e n G P O N
S
e VOIP Traffic-flow Service
VOD
r DATA GPON Scheduling differentia
TDM
v And buffer based on
i control 802.1p
c OLT
e Splitter
VOIP Traffic-flow Service
VOD
GPON Scheduling differentia
TDM
t
And buffer based on
r
control 802.1p
a
f
f
i
c

b
a
s  C las ificación d e l trafico d e s e rvicio b as ad o e n LAN /802.1 p .
e  P lan ificación d e l s e rvicio b as ad o e n u na com b inación d e p riorid ad e s tricta (s trict p riority, S P ) y
algoritm o We igh te d R ou nd R ob in (WR R ).
d
 Tran s m is ion d e s e rvicio b as ad o e n m ap e o con d ife re nte s T-C O N Ts , inte rcam b iand o u tu lizaci ón
d e line a y confiab ilid ad ..
o
n
Page

M e canis m os d e Q oS d e O LT e n G P O N

802.1p
Ethernet
VOIP
COS
bridging
BTV
GE/10GE Queuing &
DATA Non- GPON
BSR scheduling
TDM
blocking
switching DBA GPON

OLT
Upstream service
traffic based on
different VLANs
TDM Gateway
PSTN

 C las ificación d e tráfico b as ad o e n VLAN /802.1 p .
 Planificación del servicio basado en una combinación de prioridad estricta (strict
priority, SP) y algoritmo Weighted Round Robin (WRR).
 Algo ritm o D BA, m e j
ora d e l u s o d e l anch o d e b an d a d e s u b id a.
 C ontrol d e acce s o b as ad o e n lis tas d e control d e acce s o (Acce s s con trol lis t ,AC L)

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C onte nid o

Page

Ap rovis ionam ie nto d e S e rvicios G P O N
Pesadilla de las Compañias '

Las configuraciones iniciales (como el servicio de
configuración de informaciones del sistema, Flexible plano de Configuracion GPON
configuración de los datos) se requiere en los
terminales y entonces ellos pueden ponerse en el uso. GPON no necesita ninguna configuración en
Terminar estas configuraciones, no es un costo alto los terminales y son plug-and-play, que no
para las compañías. es económico.

El guión de la aplicación
1 Búsqueda por servicios

CRM Gestión de Pedidos Service Provisioning Billing

2 Configuración de Red de Servicio

NMS 2000

3 Envío de Terminales al usuario
1 Termina la auto-configuración del OLT

Utiliza OMCI para terminar la
configuración de datos en el ONT Access Network

3

2
STB ONT ONT
Inicie el ONT y realice el registro con el número de serie ONT
User ONT

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C onte nid os
 C once p tos b ás icos P O N
 Inform acione s G e ne rale s s ob re re d d e acce s o Óp tico
 Analis is d e l e s tand ar G P O N
 Te cnolog ías clave G P O N
 Ap rovis ionam ie nto d e S e rvicios y G e s tión G P O N
 S ervic ios B ás ic os s obre Red GPON

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S olu ción Trip le P lay s ob re G P O N

BB service platform
PC TL1/CORBA VoD
/API Notification Server
Middle
SFU Carrier’s OSS
ware
IPTV
NMS

VC
Phone
PD
S
EM
DL
U Ethernet Intern
IP Core et
MSE
Splitter OLT

PC
SBU BRAS
Phone AAA Server
Softswitch

CBU
Base station
FE
E1
IP

Voice

CPE ODN NSP ASP/ISP

Page

P re gu ntas
 Arq u ite ctu ra d e R e d G P O N ?

 D e s crib ir e l m od o d e op e ración D BA?

 D e s crib ir e l ap rovis ionam ie nto G P O N ?

Page

Resum en
 E n e s ta p re s e ntación, s e introd u j e l conce p to b ás ico d e
o
G P O N , arqu ite ctu ra, y fu nd am e ntos .
 S e d is cu tio s ob re la ap licación y e l ap rovis ionam ie nto d e los
s e rvicios G P O N .

Page

Muchas Gracias
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