【YD通讯标准】 接入网技术要求 10Gbits 无源光网络(XG-PON) 第2部分:物理层要求

ICS33.040.50
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2402.2-2012
接入网技术要求
10Gbit/s无源光网络（XG-PON）第2部分：物理层要求
Technical requirementsforaccessnetwork10-Gigabit-capable passive optical networks (XG-PON)Part 2:Physical media dependent (PMD) layer requirements(ITU-T G.987.2:2010,10-Gigabit-capable passive optical networks (XG-PON):Physical media dependent (PMD)layer specification,MOD)2012-12-28发布
2013-03-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
规范性引用文件
缩略语·
ODN配置：
XG-PON的物理媒质相关（PMD）层要求5.1线路速率
5.2XG-PON1所选择的FEC编码
物理媒质及传输方式
线路码型
工作波长
5.6XG-PON1物理媒质相关（PMD）层参数·5.7Oa和Oru处的发射机
5.8Oa/Oru和Ora/Ou之间的光通道5.9Ora和Ou的接收机-
6XG-PON1ONU的X/S容忍度.·
6.1概述·
6.2通用WDM配置
7上行物理层开销·
附录A（资料性附录）物理层开销时间的分配次
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《接入网技术要求10Gbit/s无源光网络（XG-PON）》分为以下三个部分：一第1部分：总体要求；
第2部分：物理媒质相关（PMD）层要求；一第3部分：传输汇聚（XGTC）层要求。本部分为《接入网技术要求10Gbit/s无源光网络（XG-PON）》的第2部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。YD/T2402.2-2012
本部分使用重新起草法修改采用ITU-TG.987.2:2010《10Gbit/s无源光网络（XG-PON）：物理媒质相关（PMD）层规范》，本部分与ITU-TG.987.2：2010的主要技术差异如下：删除了ITU-TG.987.2中关于业务的第7章；一删除了ITU-TG.987.2中关于SNI和UNI的第8章；删除了ITU-TG.987.2中的9.1节。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：工业和信息化部电信研究院、中国移动通信集团公司、中国联合网络通信集团有限公司、中国电信集团公司、华为技术有限公司、上海贝尔股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、武汉邮电科学研究院、UT斯达康（重庆）通讯有限公司。本部分主要起草人：李俊玮、陈洁、程强、刘谦、郑京、张德朝、邵岩、王波、林薇、周惠琴、张德智、李滔、董博。1范围
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接入网技术要求1OGbit/s无源光网络（XG-PON）第2部分：物理层要求
本部分规定了10Gbit/s无源光网络（以下简称XG-PON）系统的物理媒质相关（PMD）层要求、ONU的X/S容忍度及上行物理层开销。本部分规定的XG-PON系统主要针对XG-PON1。本部分适用于公众电信网环境下的XG-PON设备，专用电信网也可参照使用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T9771（所有部分）通信用单模光纤系列YD/T2402.1-2012接入网技术要求10Gbit/s无源光网络（XG-PON）第1部分：总体要求YD/T2402.3-2012接入网技术要求10Gbit/s无源光网络（XG-PON）第3部分：XGTC层要求ITU-TG.982:1996支持速率高于或等于ISDN基本速率业务的光纤接入网（Opticalaccessnetworkstosupport services up to the ISDN primary rate or equivalent bit rates)ITU-TG.983.1:1998基于无源光网络（PON）的宽带光纤接入系统（Broadband optical access systemsbasedonPassiveOpticalNetworks（PON））ITU-TG.Sup39:2008光系统设计和工程考虑（Optical system design and engineering considerations）3缩略语
下列缩略语适用于本文件。
IFG-PON
IFXG-PON
IFVIDEO
BitError Rate
Differential Distance
Extinction Ratio
G-PON Interface
XG-PON Interface
Video Interface
Gigabit-capablePassive Optical NetworksInternetProtocol
Layer2
Layer3
NoReturnZero
Optical Distribution NetworkOptical Line Terminal
ONU Management and Control Interface建筑321--标准查询下载网
误比特率
差分距离
消光比
G-PON接口
XG-PON接口
视频接口
吉比特无源光网络
互联网协议
不归零编码
光分配网
光线路终端
ONU管理控制接口
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XG-PON
4ODN配置
Optical Network Unit
Optical Return Loss
Physical MediaDependent
Plain Old Telephone Service
Quality of Service
Radio Frequency
Receive
Service Node Interface
Simple Network Management ProtocolTime Division Multiplex
Transmit
The physical layer overhead
Unit Interval
User Network Interface
Virtual Local Area Network
Wavelength Blocking Filter
WavelengthDivisionMultiplex
10-Gigabit-capable Passive Optical NetworksODN配置如图1所示。
S：在OLT（下行）或ONU（上行）输出光纤上的光连接点R：在ONU（下行）或OLT（上行）输入光纤上的光连接点OnaONU侧R/S参考点处下行光接口Ora:ONU侧R/S参考点处上行光接口Oa:OLT侧S/R参考点处下行光接口OuOLT侧S/R参考点处上行光接口主用光纤通道
备用光纤通道
ODN通用物理配置
ODN中两个光传输方向分别定义如下：下行方向定义为光信号从OLT至ONU：2
光网络单元
光回损
物理媒质相关
普通老式电话业务
服务质量
业务节点接口
简单网络管理协议
时分复用
物理层开销
单位间隔
用户网络接口
虚拟局域网
波长阻断滤波器
波分复用
10G比特无源光网络
上行方向定义为光信号从ONU至OLT。YD/T2402.2-2012
上下行的传输应在同一光纤和器件中进行（双向/双工工作），即采用单纤双向传输方式。规定的光路径损耗类型见表1。
表1光路径损耗类型
N1类型
最小损耗
最大损耗
N2类型
E1类型
E2类型
对于单星型拓扑，缺少光分支装置会导致光路损耗小于5dB。这种情况下，ODN应包括额外的光衰减器以保证对于特定光路损耗类型的最小信道插入损耗，这样可以避免接收器的损坏可能。规定的光纤差分距离（DD）分类见表2。表2光纤差分距离分类
最大差分距离
5XG-PON的物理媒质相关（PMD）层要求5.1线路速率
XG-PON定义2个线路速率等级，分别为：20 km
-XG-PON1：10Gbit/s下行，2.5Gbit/s上行XG-PON2:10Gbit/s下行，10Gbit/s上行：DD40
本部分目前仅针对XG-PON1的物理层性能指标进行规定，XG-PON2的详细特性待将来研究，XG-PON1的下行信号标称线路速率为9.95328Gbit/s，上行信号标称线路速率为2.48832Gbit/s。定义的参数按照上行信号和下行信号分类，标称线路速率如表3所示。表3上、下行标称速率和对应参数表传输方向
XG-PON1
标称线路速率（Gbit/s）
对应参数表
当OLT和端局工作在正常状态时，OLT设备的下行信号的频率精度应可以跟踪到一个外定时信号（该信号可溯源到同步网定时信号）。当OLT工作在自由振荡模式，下行信号的频率精度应达到4.6X10~。当ONU处于运行状态并得到授权时，它应发送与自已接收到的下行信号时钟精度一样的信号。当ONU不处于运行状态或者没有得到授权时，它不应发送任何信号。,5.2XG-PON1所选择的FEC编码
见YD/T2402.3-2012《接入网技术要求10Gbit/s无源光网络（XG-PON）第3部分：XGTC层要求》中9.4节。
5.3物理媒质及传输方式
5.3.1传输媒质
XG-PON1系统传输媒质为光纤，并应符合GB/T9771的规定。5.3:2传输方向
信号在传输媒质的上行和下行方向传输。3
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5.3.3传输方法
通过采用WDM技术实现信号单纤双向传输。5.4线路码型
下行和上行：NRZ编码。
PMD层未定义扰码方法。
通常采用的光信号逻辑为：
发送高光功率表示二进制“1”；发送低光功率表示二进制“0”。5.5工作波长
5.5.1下行工作波长
XG-PON1下行方向的工作波长范围应为1575～1580nm，用于室外的OLT下行方向允许使用1575～1581nm范围的工作波长。
5.5.2上行工作波长
XG-PON1上行方向的工作波长范围应为1260～1280mm。5.6XG-PON1物理媒质相关（PMD）层参数5.6.19.95328Gbit/s下行方向的光接口参数9.95328Gbit/s下行方向的光接口参数应符合表4所示。表49.95328Gbit/s下行方向的光接口参数项目
标称线路速率
工作波长
线路编码
发射机眼图模版
在发射机波长上测量的设备的最大反射O%和Oa处ODN的最小ORL
ODN类型
最小平均发射功率
最大平均发射功率
发射机无输入信号时的发射光功率最小消光比
发射机反射光功率容限
色散范围
最小边摸抑制比
最大光通道损耗差
抖动产生
OLT发射机（光接口Ou）
Gbit/s
参数值
1575~1580
见5.7.7.2节
不适用
大于32
不适用
大于--15
0~400（DD20）
0800（DD40）
见5.9.7.3节
最大光通道代价
在接收机波长上测量的设备的最大反射误码率参考门限
ODN类型
在误码率参考门限处的最小灵敏度在误码率参考门限处的最小过载连续相同数字抗扰度
抖动容限
接收机反射光功率容限
表4（续）
ONU接收机（光接口O）
注：误码率参考门限值参见ITU-TG.Sup39：2008的9.4.1-28.0
对于室外部署的OLT，充许的工作波长范围为1575～1581nm。N2a
参数值
小于—20
不大于10-3
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大于72
见5.9.7.2节
小于10
在ITU-TG983.1:1998附录I规定的可选情况下，Ou和Ou处ODN的最小ORL可以大于20dB。与Ou和Oia处ODN的最小ORL对应的ONU接收机反射值为-20dB。该灵敏度应在同一ODN上存在G-PON和有视频业务的情况下被满足。如果同一ODN上不存在G-PON，或者不存在视频业务，更或者二者都不存在，灵敏度会不同（精确值为有待进一步研究)。“规定的损耗值在40km的链路距离内有效5.6.22.48832Gbit/s上行方向的光接口参数2.48832Gbit/s上行方向的光接口参数应符合表5要求。表52.48832Gbit/s上行方向的光接口参数项目
标称线路速率
工作波长
线路编码
发射机眼图模版
在发射机波长上测量的设备的最大反射O.和Or处ODN的最小ORL
ODN类型
最小平均发射功率
最大平均发射功率
发射机无输入信号时的发射光功率最大Tx使能
最大Tx禁止
最小消光比
发射机反射光功率容限
色散范围
最小边摸抑制比
抖动转移
抖动产生
ONU发射机（光接口Ou）
Gbit/s
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参数值
1260~1280
见5.7.7.3节
小于一6
大于32
小于（最小灵敏度一10）
大于-15
0~-140（DD20)
0~-280(DD40)
见5.9.7.1节
见5.9.7.3节
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最大光通道代价。
在接收机波长上测量的设备最大发射误码率参考门限
ODN类型
在误码率参考门限处的最小灵敏度在误码率参考门限处的最小过载连续相同数字抗扰度
抖动容限
接收机反射光功率容限
表5（续）
OLT接收机（光接口Ou）
参数值
小于--20
不大于104
大于·72
见5.9.7.2节
小于10
注1：发射机无输入信号时的发射光功率、最大Tx使能、最大Tx禁止的定义见5.7.4节。注2：误码率参考门限值来参见ITU-TG.Sup39：2008的9.4.1节E2
■在ITU-TG.983.1:1998附录I规定的可选情况下，Omu和Oa处ODN的最小ORL可以大于20dB。与Om和Om处ODN的最小ORL对应的ONU发射机反射值为一20dB。b色散范围被认为是用于规定激光器光谱特性的最合适方法。它和之前用一20dB最大谱宽规定2.5Gbit/s以下线速的方法是兼容的。等效的一20dB谱宽最大值小于1nma规定的损耗值在40km的链路距离内有效5.7Od和Oru处的发射机
5.7.1概述
发射机所有参数的规定应与表4、表5中的参数保持一致。5.7.2光源类型
考虑到光纤线路的衰减和色散特性，切实可用的发射机器件只有单纵模（SLM）激光器。本标准中标称光源类型宜使用SLM激光器来满足XG-PON1系统上行和下行链路对传送距离和线路速率的所有要求。由于多纵模（MLM）激光器本身对传送距离和线路速率的限制，MLM激光器的使用不在本标准规定范围内。
5.7.3光谱特性
对于SLM激光器，需要同时对激光器和激光器工作光纤的色散范围作出规定，标准工作条件下在该色散范围内由激光器的特性和光纤的色散可以得到特定光纤距离上的确定损耗。而且在SLM系统中为了控制模分配噪声，要对激光器的最小边模抑制比作出规定。实际的光谱特性受限于光通道代价（OPP）的最大值，此时在数据通道的光色散为最坏情况。MLM激光器的使用不在本标准规定范围内。5.7.4平均发射功率
Oia和Oru处的平均发射功率是指发射机耦合进光纤的伪随机数据序列的平均功率。平均发射功率是一个范围，以允许系统成本优化，并为正常运行条件下发射机连接器劣化、测量误差和器件老化效应对平均发射功率的影响留有了余量。在运行状态下，最小值是应提供的最小光功率，而最大值则为应提供的最大光功率。Ou处光接口发射功率的测量应考虑ONU发送上行流量的突发特性。6
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在上行方向上，ONU发射机应在非分配给自已的突发时隙中不发送任何光功率，然而在非分配给自已的突发时隙中允许发射机的发射光功率小于等于发射机无输入时的发射光功率。在分配的突发时隙前的Tx使能比特时间（可能用于激光器预偏置），以及分配的突发时隙后的Tx禁止比特时间，允许的最大发射光功率为0，且应满足表4和表5所规定的消光比。表4和表5中规定了Tx使能比特时间和Tx禁止比特时间的最大比特时间数量。ONU发射光功率和突发时间的关系见图2。码
光功率
发射机无输入时的发
射光功率
螺膜嫩据！
比特持续时间
图2ONU发射光功率和突发时间的关系5.7.5最小消光比
消光比（ER）被定义为：
ER=10lg(A/B)
在这里A是在逻辑“1”的中心的平均光功率，B是在逻辑“0”的中心的平均光功率。上行方向突发模式信号的消光比适用于从前导码的第一比特到突发信号包含的最后一比特。5.7.6在发射机波长测量的设备的最大反射系数从设备（ONU/OLT）返回到光缆线路的反射由Oia/Omu点测量的设备最大允许反射来规范，它应与表4和表5的规定一致。
5.7.7发射机眼图模板
5.7.7.1概述
在本标准中，发射机脉冲形状特征包括上升时间、下降时间、脉冲过冲、脉冲负向过冲和振荡，这些特征以O/Ou处的发射机眼图模板的形式规定，以上特征均应受控以防止接收机灵敏度的过度退化。为了对传送信号进行评估，不仅要考虑眼图的张开度，而且还要考过冲和负向过冲的限制。5.7.7.2OLT发射机
对OLT发射机眼图模板参数的规定见图3。建筑321---标准查询下载网
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[测试配量]
光发射机
衰减器
逻辑“”
的中心平
均幅度
逻辑“0”
的中心平
均幅度
9.95328Gbit/s
O/E转换器，4阶汤姆逊滤波器
波形监视器
注1：矩形眼图模板中的x2和x3不需要和纵坐标中的0UI和1UI等间距。注2：衰减器可根据需要使用。注3：滤波器的截止频率（即3dB衰减频率）是标称输出比特率的0.75倍。图3OLT发射机眼图模板
5.7.7.3ONU发射机
对ONU发射机眼图模板参数的规定见图4。1+yl
[测试配]】
光发射机
衰减器
“1\的
平均幅度
“”的
平均幅度
2.48832Gbit/s
O/E转换器，4阶汤姆逛滤波器
波形监视器
注1：矩形眼图模板中的x2和x3不需要和纵坐标中的0UI和1UI等间距。注2：衰减器可根据需要使用。注3：滤波器的截止频率（即3dB衰减频率）是标称输出比特率的0.75倍。图4ONU发射机眼图模板
5.7.8发射机反射光功率容限
发射机性能应满足表4和表5在S参考点处规定的光反射功率要求。5.8Oa/Oru和Or/Ou之间的光通道5.8.1衰减范围
第4章中规定了4种类型的衰减范围。YD/T2402.2-2012
表4和表5中对衰减的规定是假设最坏情况下的衰减值，包括由于接头、连接器、光衰减器（如果用到）或者其他的无源光器件带来的损耗，以及以下任何额外的光缆余量带来的容差：a）将来光缆配置的变更（如附加接头、增加的光缆长度等）：b）由于环境因素带来的光缆性能的变化；c）S和R点之间任何连接器、光衰减器（如果用到）或者其他无源光器件的劣化。5.8.2R/S点处包括了连接器的光缆最小光回波损耗ODNR/S点的总的最小光回波损耗（ORL)规定见表4和表5。ODNS点的最小ORL可规定为大于20dB。注：ODN模型S/R点的总反射系数受光配线架（ODF）上光连接器的影响。在ITU-TG.982:1996中单个分立元件的最大反射系数是一35dB。两个ODF连接器的反射系数就可以达到一32dB。然而，基于其他的网络模型，总的反射系数可以劣于一20dB。
5.8.3S和R之间的最大离散反射系数ODN中所有离散反射系数按照ITU-TG.982:1996的定义应优于一35dB。5.8.4色散
色散受限系统的色散最大值（ps/nm）在表4和表5规定。这些值与规定的最大光通道代价一致，它们考虑了规定的发射机类型和工作波长范围的色散系数。5.9Ord和Ou的接收机
5.9.1接收机灵敏度
对接收机灵敏度值的规定见表4和表5。接收机灵敏度考虑了标准运行条件下使用了最差的消光比、脉冲上升和下降时间、R/S点处光回波损耗、接收机连接器劣化和测量容差的发射机造成的功率代价。接收机灵敏度不包括色散、抖动及光通道反射相关的功率代价。这些影响在最大光通道代价的分配中分别规定。
5.9.2接收机过载wwW.bzxz.Net
对接收机过载值的规定见表4和表5。接收机应具备一定的健壮性，以应对测距阶段因系统启动或者可能的碰撞引起的光功率值增大。此时不能保证表4和表5规定的BER。5.9.3最大光通道代价
接收机应容忍不超过表4和表5所规定的光通道代价。5.9.4在接收机波长测量的R/S处最大反射系数由设备（ONU/OLT）反射回光缆的反射系数由Oa和Ou处测量的设备最大容许反射系数规定。它应遵从表4和表5的规定。
5.9.5光通道损耗差
光通道损耗差即同一ODN中最大光通道损耗与最小光通道损耗的差值。最大光通道损耗差的规定表4和表5。
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