GE PON系統(tǒng)的長距離傳輸技術(shù)方案探討

國網(wǎng)安徽省電力公司池州供電公司 程 洪

GE PON系統(tǒng)的長距離傳輸技術(shù)方案探討

國網(wǎng)安徽省電力公司池州供電公司 程 洪

在GEPON系統(tǒng)中，由于光功率預(yù)算的限制，導(dǎo)致GEPON系統(tǒng)的傳輸距離限制在20KM以內(nèi)，本文提出一種解決方案，試圖解決GEPON系統(tǒng)傳輸距離限制，將提高GEPON系統(tǒng)的傳輸距離到80km。使GEPON系統(tǒng)得到更為廣泛的應(yīng)用。

GEPON系統(tǒng)；burst光信號；方案

眾所周知，GEPON技術(shù)采用點(diǎn)到多點(diǎn)的用戶網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用光纖實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻的全業(yè)務(wù)接入，非常適合IP業(yè)務(wù)的傳送。由于目前IP網(wǎng)絡(luò)的普遍建設(shè)，基于以太網(wǎng)的技術(shù)的元器件結(jié)構(gòu)比較簡單，性能高且價格便宜，使得GEPON商用程度越來越高。而基于IP的各種業(yè)務(wù)的高速發(fā)展以及下一代網(wǎng)絡(luò)IP融合的趨勢使得GEPON可以適用的范圍更廣并且符合未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，成為最重要的FTTH技術(shù)。

但在GEPON系統(tǒng)中，由于光功率預(yù)算的限制，導(dǎo)致GEPON系統(tǒng)的傳輸距離限制在20KM以內(nèi)，本文提出一種新的實(shí)現(xiàn)方案，通過再生GEPON光信號，提高GEPON系統(tǒng)的傳輸距離到80km。

我們知道ONU上行數(shù)據(jù)經(jīng)過OEO-GEPON設(shè)備后，連接OLT Side的激光器只能在特定ONU的上行窗口才能發(fā)送光信號，否則會有2種后果：(1)干擾其他ONU上行光信號；(2)不能通過OLT RSSI檢測。OEO-GEPON設(shè)備必須能夠控制OLT Side的激光器在ONU所屬的Gate范圍能打開光信號。

所以通過偵測Gate信息，來再生GEPON信號，完美的恢復(fù)ONU上行的burst光信號，是本文提出核心解決方案。

1 采用光信號再生中繼的方式，在線路中插入再生中繼模塊OEO-GEPON

實(shí)現(xiàn)GEPON網(wǎng)絡(luò)中光信號再生，提高整個GEPON網(wǎng)絡(luò)的光功率預(yù)算。不失為一種可行的GEPON系統(tǒng)長距離傳輸方案。在實(shí)際應(yīng)用中可以起到3個作用：

(1)增加GEPON網(wǎng)絡(luò)的覆蓋距離（受OLT RTT-MAX和RTT-Drift限制）；

(2)增加分光比，增加ONU接入數(shù)量；

(3)改變GEPON網(wǎng)絡(luò)中光纖中光信號的波長，實(shí)現(xiàn)多個獨(dú)立的GEPON可以在同一個光纖中傳輸，提高光纖的利用率。

圖示為OEO-GEPON在GEPON系統(tǒng)中的幾種范例。

教學(xué)評價是指依據(jù)一定的客觀標(biāo)準(zhǔn)，對教學(xué)活動及其結(jié)果進(jìn)行測量、分析和評定的過程。教學(xué)評價的功能主要表現(xiàn)在：診斷教學(xué)問題、提供反饋信息、調(diào)控教學(xué)方向、檢驗(yàn)教學(xué)效果。廣義的教學(xué)評價包括對教師教學(xué)工作的評價和對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的評價。本文中筆者討論的教學(xué)評價，是指對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的評價。

(1)增加GEPON網(wǎng)絡(luò)的覆蓋距離圖例。

(2)增加分光比應(yīng)用圖例。

(3)改變波長應(yīng)用圖例。

2 再生中繼OEO-GEPON實(shí)現(xiàn)原理

OEO-GEPON模塊必須能夠控制OLT Side的激光器在ONU所屬的Gat范圍能打開光信號。所以O(shè)EO-GEPON設(shè)備必須具備以下功能。

首先必須知道每一個ONU的Gate，所以在Controller內(nèi)能夠存儲每一個ONU的Gate信息。需要設(shè)計(jì)支持緩存，可以緩存2K個Gate信息，這個數(shù)量的依據(jù)是在整個GEPON網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸時延和最小Gate的長度。

在OEO-GEPON模塊中，為了能夠精確控制在OEOGEPON設(shè)備這個節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確Gate窗口，Controller必須同步OLT下發(fā)的LocalTimer，以及對每一個后級的ONU測距。

OEO-GEPON激光器開啟時間

上圖中T3可以由OLT下發(fā)的Gate中得到，T2+T2即OEO-GEPON和ONU的RTT時間。這個RTT可以由ONU上行的MPCPDU中的Localtimer信息和OEO-GEPON本地的LocalTimer值相減得到。即OEO-GEPON激光器的開啟時間為收到的OLT下發(fā)的GatePDU的Starttime+RTT。

為了能夠得到功能1和2中所需要的信息，Controller必須能夠捕捉ONU和OLT的所有的包，包括OLT下行通道加密的數(shù)據(jù)。所以Controller還要支持解密能力，在GEPON版本中，只支持Triple-Churning解密。為了實(shí)現(xiàn)解密，Controller還必須存儲每一個ONU的2個密鑰（Key），目前Controller自動維護(hù)256個ONU的Key信息。

3 再生中繼OEO-GEPON實(shí)現(xiàn)功能

實(shí)現(xiàn)的功能框圖如下：

OEO-GEPON模塊框圖

(1)完成光到電再到光的信號轉(zhuǎn)換；

(2)SFP激光器；

(3)監(jiān)聽OLT和ONU間的通信；

(4)維護(hù)本地LocalTimer與OLT同步；

(5)測量OEO-GEPON與下級ONU之間的RTT；

(6)捕捉OLT發(fā)送給下級ONU的Gate信息，控制OLT Side激光器開啟時間；

(7)自動獲取OLT和下級ONU的Triple-Churning的密鑰，支持下行數(shù)據(jù)Triple-Churning解密；

(8)最大支持256個ONU；

(9)支持將OLT和ONU的通信包解密后，通過2個UplinkGe上傳。

4 結(jié)束語

隨著GEPON系統(tǒng)大量規(guī)模性商用，在部分場合突破GEPON系統(tǒng)傳輸距離限制，有效降低成本是不斷面臨的現(xiàn)實(shí)問題。在本方案中提出的OEO-GEPON模塊再生中繼實(shí)現(xiàn)了光到電再到光的信號轉(zhuǎn)換，能夠捕捉OLT發(fā)送給下級ONU的Gate信息，控制OLT Side激光器開啟時間，可以獲取Triple-Churning的密鑰，支持下行數(shù)據(jù)Triple-Churning解密。不僅延長了GEPON系統(tǒng)傳輸距離，也使GEPON系統(tǒng)組網(wǎng)變得更加靈活，應(yīng)用區(qū)域?qū)⒏鼮閺V泛。