吉比特无源光纤接入用户端设备说明书是？

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YZ-E112说明书

E1光猫使用说明书

目 录

一、产品概述......................................................................................... 3

二、产品特性......................................................................................... 3

1，一般特性................................................................................... 3

2，技术特性................................................................................... 3

三、功能描述......................................................................................... 4

1，前面板....................................................................................... 4

2，后面板....................................................................................... 5

四、装箱清单......................................................................................... 8

一、产品概述

E1光猫又称单E1光端机，可将1路E1和1路RS232数据复用到光线路上。广泛用于移动基站传输、小灵通基站传输、大用户光纤接入（FTTH）等。

二、产品特性

1，一般特性

体 积：220×165×35mm

重 量：900g

电 源：220V±20%，-36 ~ -72V

功 耗：小于3W

·环境温度：0℃-50℃

2，技术特性

实现1路E1在光纤中透明传输。

可以和本公司的V.35光猫、以太网光猫互通。

实现1路RS232数据在光纤中透明传输，速率4800bps。

具备多种环回设置功能，方便检测和开通

具备网络管理功能，可监视设备的工作情况和设置设备的工作状态。

同时提供非平衡75Ω和平衡120Ω E1接口

· E1接口规范

完全符合ITU-T G.703、G.823

HDB3码型，完备的线路告警指示输出

码速率：2048Kbps±50ppm

75Ω物理接口采用BNC标准同轴连接器，120Ω物理接口采用RJ45连接器

·光接口

名称

选项

标配

传输模式

单模/多模

单模

模块类型

单纤/双纤

双纤

接口类型

FC/SC/ST

FC

光波长

1310nm/1550nm

1310nm

传输距离

2Km/40Km/60Km/120Km

40Km

三、功能描述

1，前面板

下图是E1光猫的前面板。

POWER：是电源指示灯，正常工作时灯亮。

NOP:无光告警

OOF：光失步告警

LOS：E1信号丢失告警，灯亮时表示本端设备E1信号丢失，闪烁

表示远端设备E1信号丢失。

AIS：E1接口告警指示信号，灯亮时表示输入到本端E1接口的信号为全“1”，闪烁表示输入到远端E1接口的信号为全“1”

LOOP：自环指示，灯亮时表示本地设备处于自环状态，闪烁表示远端设备处于自环状态。

TEST：当进行线路测试（SEL:4=ON）时，该灯亮表示线路测试正常，不亮表示线路测试不正常。注意，测试线路时必须使要测试的线路构成一个环路。

2，后面板

下图是E1光猫的后面板。

120Ω

220V设备的后面板

120Ω

-48V设备的后面板

120Ω：为E1平衡接口，形式为RJ45，定义如下：

120W RJ45 插针定义

管脚标号

功能定义

信号方向

1

TX+（发送数据正）

输出

2

TX-（发送数据负）

输出

3

NC（空）

4

RX+（接收数据正）

输入

5

RX-（接收数据负）

输入

6

NC（空）

7

NC（空）

8

NC（空）

IN：非平衡E1输入。

OUT：非平衡E1输出。

TX、RX：为光纤输出和输入接口。

NM/232:网管和RS232数据通道接口。

网管线制作方法如下：

Pin6－PC DB9pin2

Pin7－PC DB9pin3

Pin5－PC DB9pin5

RS232数据通道定义如下：

Pin2：数据输出

Pin3：数据输入

Pin4：地

SEL开关含义：

位

含义

缺省值

SEL:1

E1接口本地环回控制开关，见图1

On－环回

Off－正常工作

Off

SEL:2

E1接口诊断环回控制开关，见图2

On－环回

Off－正常工作

Off

SEL:3

E1接口远端环回控制开关，见图3

On－环回

Off－正常工作

Off

SEL:4

E1线路测试开关

On－进入线路测试状态，如线路正常，则TEST灯亮。

Off－正常工作

Off

注释：

1，本地环回：从本端的光口向E1接口环回，用于检测本端设备及连接线是否正常。

图1

2，诊断环回：从本端E1接口向光接口环回，用于检测对端设备及光纤线路。

图2

3，远端环回：从本端对远端的E1接口（或V.35接口－当远端为V.35光猫时）环回(如果远端为V.35光猫则可实现)，用于检测整个环路。

图3

一．GPON 技术的提出

GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特无源光网络）

技术是无源光网络（PON）家族中一个重要的技术分支，其它类似技术包括

APON/BPON 和EPON 技术等。GPON 是当前和未来2 到3 年内最受关注的光接入技

术之一。

GPON 的概念最早由FSAN（Full Service Access Network，全业务接入网

联盟）在2001 年提出，在此之前，FSAN/ITU 还提出并标准化了APON/BPON 技

术（ITU-T G.983.x 系列标准），IEEE 也已经开始EPON 技术的标准化工作并很

快于2003 年正式发布IEEE 802.3ah，这标志着EPON 技术标准化工作的完成。

FSAN/ITU 推出GPON 技术的最大原因是由于网络IP 化进程加速和ATM 技术的逐

步萎缩导致之前基于ATM 技术的APON/BPON 技术在商用化和实用化方面严重受

阻，迫切需要一种高传输速率、适宜IP 业务承载同时具有综合业务接入能力的

光接入技术出现。在这样的背景下，FSAN/ITU 以APON 标准为基本框架，重新

设计了新的物理层传输速率和TC 层，推出了新的GPON 技术和标准。

二．GPON 系统的构成

和其它 PON 技术类似，GPON 也是一种采用点到多点拓扑结构的无源光接入

技术，由局侧的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户侧的ONU

（Optical Network Unit，光网络单元）以及ODN（Optical Distribution

Network，光分配网络）组成，其系统参考配置如图1 所示。所谓“无源”，是

指ODN 中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光纤和光分/合路器

（Splitter）等无源光器件组成，没有昂贵的有源电子设备。

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图 1 GPON 系统参考配置

GPON 在下行方向（OLT 到ONU）采用TDM 广播方式、上行方向（ONU 到OLT）

采用TDMA（时分多址接入）方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑

结构，其中典型结构为树形结构。GPON 系统要求OLT 和ONU 之间的光传输系统

使用符合ITU-T G.652 标准的单模光纤，上下行一般采用波分复用技术实现单

纤双向的上下行传输，上行使用1260nm～1360nm 波长，下行使用1480nm～

1500nm 波长。此外，GPON 系统还可以采用第三波长方式（1540nm～1560nm 波

长）实现CATV 业务的承载。

图2 GPON 各种应用方式示意

OLT

视频服务网络

IP网络

E1

GE

ONU

ONU

FTTCab FTTB/C

ONT

FTTH

局端

xNT

xNT

GE

光

分

配

网

ONT

FTTO

传 统 网

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GPON 系统的ONU/ONT（ONT 是用于FTTH 并具有用户端口功能的ONU）可放

置在交接箱、楼宇/分线盒、公司/办公室和家庭等不同的位置，形成FTTCab（光

纤到交接箱）、FTTB/C（光纤到楼宇/分线盒）、FTTO（光纤到办公室）和FTTH

（光纤到家庭用户）等不同的网络结构，如图2 所示。

总的来说，GPON 具有如下主要技术特点：

1）业务支持能力强，具有全业务接入能力。GPON 系统可以提供包括

64kbit/s 业务、E1 电路业务、ATM 业务、IP 业务和CATV 等在内的全

业务接入能力，是提供语音、数据和视频综合业务接入的理想技术。

2 ） 可提供较高带宽和较远的覆盖距离。GPON 系统可以提供下行

2.488Gbit/s，上行1.244Gbit/s 的带宽。此外，GPON 系统中一个OLT

可以支持64 个ONU 并支持20km 传输。

3）带宽分配灵活，有服务质量保证。GPON 系统中采用的DBA 算法可以灵

活调用带宽，能够保证各种不同类型和等级业务的服务质量。

4）ODN 的无源特性减少了故障点，便于维护。GPON 系统在光传输过程中

不需要电源，没有电子部件，因此容易铺设，并避免了电磁干扰和雷

电影响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电，在很大程度

上节省了运营成本和管理成本。

5）PON 可以采用级联的ODN 结构，即多个光分路器可以进行级联，大大节

约了主干光缆。

6）系统扩展容易，便于升级。PON 系统模块化程度高，对局端资源占用很

少，树型拓扑结构使系统扩展容易。

三．GPON 的关键技术

1．协议栈

GPON 系统的协议栈见图3，主要由物理媒质相关（PMD）层和GPON 传输汇

聚（GTC）层组成。GTC 层包括两个子层：GTC 成帧子层和TC 适配子层。GTC 层

可分为两种封装模式：ATM 模式和GEM 模式，目前GPON 设备基本都采用GEM 模

式。GEM 模式的GTC 层可为其客户层提供3 种类型的接口：ATM 客户接口、GEM

客户接口和ONT 管理和控制接口（OMCI）。

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GPON OLT 协议分层GPON ONU 协议分层

上层协议栈上层协议栈

客户层客户层

TC 适配子层 TC 适配子层

GTC 成帧子层 GTC 成帧子层

PMD 层 PMD 层

光纤媒质

图3 GPON 系统协议栈

2．PMD 层

GPON 的PMD 层对应于OLT 和ONU 之间的光传输接口（也称为PON 接口），

其具体参数值决定了GPON 系统的最大传输距离和最大分路比。OLT 和ONU 的发

送光功率、接收机灵敏度等关键参数主要根据系统支持的ODN 类型来进行划分。

根据允许衰减范围的不同，ODN 类型主要分为A、B、C 三大类，结合目前实际

应用需求和光收发模块的实际能力工业界还定义了B+类，扩展了GPON 系统支

持的最大分路比。ODN 分类见表1，目前B+类ODN 是主流。

表1 ODN 分类

ODN 类型衰减范围 光通道损耗差

A 类 5～20dB

B 类 10～25dB

B+类 13～28dB

C 类 15～30dB

15dB

GPON 的标称线路速率（下行/上行）有多种，具体包括：

􀁺 1244.16 Mbit/s/155.52 Mbit/s；

􀁺 1244.16 Mbit/s/622.08 Mbit/s；

􀁺 1244.16 Mbit/s/1244.16 Mbit/s；

􀁺 2488.32 Mbit/s/155.52 Mbit/s；

􀁺 2488.32 Mbit/s/622.08 Mbit/s；

􀁺 2488.32 Mbit/s/1244.16 Mbit/s；

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􀁺 2488.32 Mbit/s/2488.32 Mbit/s。

目前主流厂家的GPON 产品均支持2488.32Mbit/s/1244.16Mbit/s，并且在

20km 传输距离下支持1:64 分路比。

3．TC 层

TC 层（也称为GTC 层）是GPON 的核心层，主要完成上行业务流的媒质接

入控制和ONU 注册这两个关键功能。TC 层协议栈见图3。GTC 层包括两个子层：

GTC 成帧子层和TC 适配子层。

图 4 GTC 系统协议栈

（1）GTC 成帧子层

GTC 成帧子层包括3 个功能：

􀁺 复用和解复用。PLOAM 和GEM 部分根据帧头指示的边界信息复用到下行

TC 帧中，并可以根据帧头指示从上行TC 帧中提取出PLOAM 和GEM 部分。

􀁺 帧头生成和解码。下行帧的TC 帧头按照格式要求生成，上行帧的帧头

会被解码。此外还要完成嵌入式OAM。

􀁺 基于 Alloc-ID 的内部路由功能。基于Alloc-ID 的内部标识为来自/送

往GEM TC 适配器的数据进行路由。

（2）GTC 适配子层功能

适配子层提供了3 个TC 适配器，即ATM TC 适配器、GEM TC 适配器和OMCI

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适配器。ATM/GEM TC 适配器生成来自GTC 成帧子层各ATM/GEM 块的PDU，并将

这些PDU 映射到相应的块。

（3）动态带宽分配（DBA）与业务QoS 管理

GTC 系统根据T-CONT 管理业务流，每个T-CONT 由Alloc-ID 标识。一个

T-CONT 可包含一个或多个GEM Port-ID。OLT 监控每个T-CONT 的流量负载，并

调整带宽分配来更好地分配PON 带宽资源。PON 带宽资源的分配分为动态或静

态两种方式，在动态资源分配方式中，OLT 通过检查来自ONU 的DBA 报告和/或

通过输入业务流的自监测来了解拥塞情况，然后分配足够的资源。在静态资源

分配方式中，OLT 根据配置信息为业务流预留固定带宽。

DBA 功能可提供各种不同的QoS。GPON TC 层规定了5 种T-CONT（Type1，2，

3，4，5），DBA 功能在各T-CONT 中实现。GEM 模式中，GEM 连接由GEM-Port 标

识，并根据QoS 要求由一种T-CONT 类型承载。DBA 功能分为下面几个部分：

OLT 和/或ONU 检测拥塞状态；

向 OLT 报告拥塞状态；

OLT 根据提供的参数更新带宽分配；

OLT 根据更新的带宽分配和T-CONT 类型发送授权；

发送 DBA 操作管理信息。

4．OMCI

OLT 通过OMCI（ONT 管理控制接口）来控制ONT。协议允许OLT 进行下列动

作：

1) 建立和释放与ONT 之间的连接；

2) 管理ONT 上的UNI；

3) 请求配置信息和性能统计；

4) 向系统管理员自动上报事件，如链路故障。

OMCI 协议在OLT 控制器和ONT 控制器之间的GEM 连接上运行，该连接在ONT

初始化时建立。OMCI 协议是异步的：OLT 上的控制器是“主”，ONT 上的控制器

是“从”。一个OLT 控制器通过在不同的控制信道上使用多个协议实例来控制多

个ONT。

OMCI 在下面几个方面对ONT 进行管理：

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1) 配置管理：提供了控制、识别、从ONT 收集数据和向ONT 提供数据的功

能；

2) 故障管理：支持有限的故障管理功能，大多数操作仅限于进行故障指示；

3) 性能管理：主要是性能监控；

4) 安全管理：使能/去使能下行加密功能、全光纤保护倒换能力管理。

5．ONU 激活注册

在 ONU 能正常工作前必须完成激活注册过程。

GPON 协议基于ONU 的序列号来识别和配置ONU，有些运营商会通过运维系

统根据ONU 的序列号对其进行预配置，这时通常采用直接激活ONU 的方式。而

在其它情况下，不能提前获知ONU 的序列号，因此OLT 需要具有自动发现ONU

的机制。

激活ONU 的事件有3 个：

a) 网络运营商在得知新的ONU连接到网络后，从运维系统启动激活过程；

b) 当有ONU 从工作状态丢失时，OLT 就自动启动激活过程。查询频率可

由运维系统设定；

c) OLT 周期发起激活过程，查询频率可由运维系统设定。

ONU 的激活过程包括：OLT 和ONU 之间协商工作参数、测量OLT 和ONU 之间

的逻辑距离、建立上下行通信通道。对OLT 和ONU 之间逻辑距离的测量即测距。

GPON 采用带内方式对在线系统中的ONU 进行测距。对新加入到系统中的ONU 进

行测距时，已工作的ONU 应暂停发送信号，以打开一个测距窗口。该窗口的大

小与新加入系统的ONU 的距离有关，如果能预先知道新加入系统的ONU 的距离

则可以减小测距窗口。ONU 的激活过程由OLT 控制，其激活过程大致如下：

􀁺 ONU 通过Upstream_Overhead 消息接收工作参数；

􀁺 ONU 根据接收到的工作参数调整自己的参数（如：发送光功率）；

􀁺 OLT 通过Serial_Number Acquisition 流程发现新ONU 的序列号；

􀁺 OLT 给所有新ONU 分配ONU-ID；

􀁺 OLT 测量新ONU 的均衡时延；

􀁺 OLT 将测量的均衡时延传送给ONU；

􀁺 ONU 根据均衡时延调整其上行帧的发送起始点。

以上激活过程是通过交互上下行标记（flag）以及PLOAM 消息来完成的。

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在正常工作状态下，所有传输信号都可以被用来监测信号到达的相位。通过监

测传输信号的相位，可以更新均衡时延。

ONU 注册由自动发现流程完成。ONU 注册有两种方式：“配置S/N”方式是

通过管理系统（如NMS 和/或EMS）在OLT 注册ONU 序列号，“发现S/N”方式是

不通过管理系统（如NMS 和/或EMS）在OLT 注册ONU 序列号。

四．TDM 业务承载

GPON 可通过2 种方式承载TDM 业务（如E1），一种是Native 方式也被称为

TDM over GEM 方式，另外一种是CESoP over GEM。

1．Native 方式

Native 方式是利用可变的GEM 帧来直接封装TDM 帧。TDM 数据封装到GEM

的方式见图5。具有相同Port-ID 的TDM 数据分组会汇聚到TC 上层。净荷部分

包含L 字节的TDM 块。

图5 GEM帧中的TDM数据帧结构

TDM 业务到GEM 帧的映射允许GEM 帧长根据TDM 业务的频率偏移进行变化。

TDM 段的长度由PLI 域指示。

TDM 源适配进程应该在输入缓存中对输入数据进行排队，每当有帧到达（即

每125μs），GEM 帧复用实体将记录当前GEM 帧中准备发送的字节数量。一般情

况下，PLI 将根据TDM 标称速率指示一个固定字节数，但经常需要多传送或少

传送一些字节，这一点将在PLI 域中反映出来。

如果输出频率比输入信号频率快，则输入缓存器开始清空，填充最终降到

低门限以下。这时，从输入缓存器少读取一些字节，填充将上升至低门限以上。

相反的，如果输出频率比输入信号频率慢，则输入缓存器开始填满，填充最终

上升到高门限以上。这时，从输入缓存器多读取一些字节，填充将降至高门限

以下。

可变长度的TDM 段映射到GEM 帧净荷的概念如图6 所示。

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图6 TDM映射到GEM

2．CESoP over GEM 方式

CESoP（Circuit Emulation over Packet Switched Net）技术是在有管理

的分组交换网络(PSN)上搭建通道来传送TDM 业务。CESoP over GEM 方式的基

本思路是先采用CESoP 技术将TDM 业务封装到以太网/IP 帧的净荷中，再将以

太网/IP 帧封装到GEM 帧在OLT 和ONU 之间传递。图7 是GPON 系统承载TDM 业

务的示意图。

图7 GPON承载TDM业务示意图

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四．GPON 的标准化情况

目前，ITU-T 在FSAN 的帮助下，已经为GPON 技术陆续制定完成了ITU-T

G.984.x 系列标准，具体包括：

􀁺 ITU-T G.984.1：Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON)：

General characteristics；

􀁺 ITU-T G.984.2：Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON)：

Physical Media Dependent (PMD) layer specification；

􀁺 ITU-T G.984.3：Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON)：

Transmission convergence layer specification；

􀁺 ITU-T G.984.4：Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON)：

ONT management and control interface specification。

上述4 个标准涉及了GPON 的总体特性、物理层、TC 层和ONU 管理等方面。

其中物理层和TC 层的标准内容已经基本稳定，目前的关注重点在G.984.4 规范

的OMCI 上，对OLT 如何集中远程控制ONU、具体被管对象和内容纷纷提出多种

方案，相关的增补文件也在不断发布。我国设备制造商如华为、中兴等和其它

研究机构对该领域也有浓厚的兴趣，多篇技术文稿被陆续采纳。此外，对于业

务和应用层面的管理是通过继续扩展OMCI 能力还是通过TR069 来实现也是目前

存在较大争议的技术点。

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