【YD通讯标准】 接入网技术要求——吉比特的无源光网络(GPON) 第2部分:物理媒质相关(PMD)层要求

ICS 33.040.50
中华人民共和国通信行业标准
YD/T 1949.2-2009
接入网技术要求
吉比特的无源光网络（GPON）
第2部分：物理媒质相关（PMD）层要求Technical requirements for access network-Gigabit-capable passive optical network (GPON)Part2: Physical media dependent (PMD) layer requirements2009-06-15发布
2009-09-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
2规范性引用文件
3缩略语
4ODN物理配置
5物理媒质相关（PMD）层要求
数字信号标称速率
物理媒质和传输模式
线路速率
线路码型·
工作波长
5.60和0处的发射机
5.7Ouo和Ord/O之间的光通道
5.80d和Om的接收机·
6，PMD层和TC层的交互·
6.2前向纠错
6.3ONU发射机的功率调节机制·6.4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附录B（资料性附录）功率调节机制的描述与示例次
YD/T1949.2-2009
附录C（资料性附录）下行2.488Gbit/s、.上行1.244Gbit/s速率的GPON系统最佳实现KANIKca
YD/T 1949.2-2009
接入网技术要求一一吉比特的无源光网络（GPON）》分为4个部分：—第1部分：总体要求
一第2部分：物理媒质相关（PMD）层要求一第3部分：传输汇聚（TC）层要求第4部分：ONT管理控制接口（OMCI）要求本部分为《接入网技术要求一一吉比特的无源光网络（GPON)》的第2部分。本部分与ITU-TG984.2《吉比特无源光网络（GPON)：物理媒质相关（PMD）层规范》的一致性程度为非等效，本部分与ITU-TG984.2的主要差异为：一本部分规定GPONPMD层仅支持1.244Gbit/s的上行线路速率，但不排斥更高.1-行线路速率的实现：一本部分未采纳A类ODN对应的光接口参数：一本部分规定的B+类ODN对应的光接口参数为强制性要求；一采用完全不同的章节结构。
接入网技术要求一一吉比特的无源光网络（GPON）》是无源光网络（PON）系列标准之-，该标系列的名称和结构预计如下：
—YD/T1077-2000接入网技术要求——窄带无源光网络（PON)》—YD/T 1090-2000 接入网技术要求——基于 ATM 的无源光网络（A-PON)》—YD/T1250-2003《接入网设备测试方法基于ATM的无源光网络（A-PON）》—YD/T 1475-20H06《接入网技术要求一—基于以太网的无源光网络（EPON)—-YD/T1531-2006接入网设备测试方法—基于以太网方式的无源光网络（EPON)》-YD/T177I-2008&接入网技术要求—-EPON系统互通性》YD/T1805-2008《接入网设备测试方法EPON系统互通性》随着技术的发展，还将制定后续的相关标准。本部分中的附录 A、附录B和附录C为资料性附录。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、上海贝尔阿尔卡特股份有限公司、华为技术：限司、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、上海西：移动通信有限公司
本部分主要起草人：陈洁、敖立、党梅悔、刘谦、程强、赵苹、葛坚、李云洁、周惠号、黄伟、陆伟
1范围
接入网技术要求一
YD/T 1949.2-2009
吉比特的无源光网络（GPON）
第2部分：物理媒质相关(PMD)层要求本部分规定了吉比特光源光网络（GPON）系统的物理媒质相关（PMD）层要求，以PMD层和传输汇聚（TC）层之间的交互。
本部分规定的GPON系统工、下行传输速率为吉比特级。本部分适用于公众电信网环境下的GPON设备，专用电信网也可参照使用。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内穿）或修订版均不适用于本部分。然而，鼓励根据本部分达协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用丁本部分。GB/T9771（所有部分）
GB/T 20185-2006
TTU-T G982-1996
ITU-T G983.1-1998
3缩略语
下列缩略语适用于本部分。
B-ISDN
通信用单模光纤系列
同步数字体系设备和系统的光接口技术要求支持速率高于或等于ISDN基本速率业务的光纤接入网基于无源光网络（PON）的宽带光纤接入系统A valanche Photodiodc
Asynchronous Transfer Mode
Rit Error Ratio
Broadband Inlegrated Services Digital Net workConsecutive Identical Digit
Distributed FeedBack lascr
Digital Subscriber Line
Electrical/Optical
Forward Error Cortection
Fibre to the Home
Gigabit-capable Passive Optical NetworkIntegrated Services Digital NetworkMulti-Longitudinal Mede
Mode Partition Noise
Non Return to Zero
Optical/Elcctrical
雪崩光电二极管
异步传输模式
误码率
宽带综合业务数字网
连续相同数字
分布式反馈激光器
数字用户线
电/光
前向纠错
光纤到户
吉比特无源光网络
综合业务数字网
多纵模
模式分配噪市
不归零 (码）
光/电
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Optical Access Network
Optical Distribution Frane
Optical Distribution NetworkOptical Line Termination
Optical Network Unit
Optical Retum Loss
Photodiode without Internal Avalanche GainPhysical Media Dependent
Passive Optical Network
Pseudo Random Bit Sequence
RootMean Square
Synchronous Digital HierarchySingle-Longitudinal Mode
Service Node Interface
Semiconductor Optical AmplifierTransmission Convergence
TimeDivision Multiplexing
Time Division Muliple AccessTime of Physical Layer OverheadUnit Interval
User Network Interface
Wavelength Division Multiplexing4ODN物理配置
ODN通用物理配置模型如图1所示。R/S
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）输入光纤上的北连接点OnONU侧R/S鑫考点处下行光接口Om: ONU 侧 R/S 参考点处上行光接口M:OLT侧S/R 参考点处下行光接口DI:OLT侧 S/R 餐考点处 上行光接口图 1 ODN 通用物理配重
光接入网
光配线架
光分配网
光线路终端
光网络单元
光回损
无内部雪崩增益的光电二极管
物理媒质相关
无源光网络
伪随机序列
均方根值
同步数字系列
单纵模
业务节点接目
半导体光放大器
传输江聚
吋分复用
时分多址接入
物理层开销时间
单位间隔
用户网络接口
波分复用
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；一上行方向定义为光信号从ONU 至 OLT。YD/T 1949.2-2009
上下行的传输可以在同一光纤和器件（双向/双工工作）或分离的光纤和器件中进行（单向工作）：中进行，推荐采用单纤双间传输方式。5物理媒质相关（PMD）层要求
数字信号标称速率
GPON系统的线路传输速率应为8kHz的倍数，其标称线路速率（下行/L行）有两种，分别为：1244.16Mbit/s/1244.16Mbit/s
2488.32Mbit/s/1244.16MbiV/s
本标准不排序更高上行线路速率的实现。更高上行线路速率的FMD层具体要求待研究。上、下行标称速率和对应的参数分类见表1。表1上、下行标称速率和对应的参数传输方向
标称速
1244.16Mbit/s
2488.32Mbit/s
1244.16Mbit/s
对应的梦数
表3(下行，1244Mbit/s)
表4(下行，2488Mbit/s)
表5(上行，1244Mbit/s)
表6(上行，1244Mbiu/s)
ODN PMD层参数见表2，上、下行各种线路速率类型对应的 PMD层参数分别见表3～表 6。表2～表6中的所有参数值都是最坏条件下的值：即假定运行条件（如温度和湿度范围）超过了标准的范围并包含了老化效应，与之相对应的是在极端光通道衰减和色散条件下光传输段的BER设计日标不劣于1x10-10
表 2~~表 6 是在不使用 FEC 条件下的规定。当 GPON 系统采用 FEC 时,，可以支持表 2 中 ODN 的衰减范围，但发射机和接收机的性能可劣于表3～表6的规定。表 2 ODN PMD 层参数
光纤类型
衰减范围
光通道损耗差
最大光通道代价
最大逻辑距离
最大逻斜距离差
S/R 和 R/S 点之间的最大光纤距离支持的最小分路比
双向传输
GB/T 9771-2000
B类：10~256
C类：15～30
0.5 (B+类 ODN)
受光通道损耗的限制，可支持 32或 64分路1根光纤WDM或2.根光纤
维护波长
对未来距离的扩展（>20km），不同类型光纤的应用待研究。B+类光通道损耗顶算处于 B类和 C类之间。参见表5中的脚注”
由系统较高层（MAC层、TC层和测距）管理的最大距离，待研究3
KNKAca
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OIT发射机（光接口O%）
标称速率
工作波长
线路码型
发射机眼图模板
表31244Mbit/s下行方向的光接口参数单位
Mbit's
在发射机波长上测量的设备的最人反射Ou和O处ODN的最小ORLb
ODN类别
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消光比
发射机入射光功率容限
MLM激光器一最人RMS谱宽
SLM光器～最大一20dB谱宽
SLM激光器一最小边模抑制比
ONU接收机（光接口Om）
在接收机波长上测量的设备的最大反射误码率
ODN类别
最小灵嫩度
最小过载
连续相数字抗扰度
抖动容限
反射光功率容限
1480~1500
扰码的NRZ
人于32
大于10
大于-15
小于—20
小于10-10
人于 72
小于10
1260~1360
扰码的NRZ
大于32
大于10
大于—15
小于—20
小于1010
人下 72
小于10
在ITU-TG.983.1附录I规定的可选情况下，D%和0以及O%和O1处ODN的最小ORL应大于20dB：ITU-T G983.1 附录 HI 规定了 O,和 0以及 O和 0处 ODN 的最小 ORL 为 20dB 时的 ONU 发射机反射值,当C类ODN仅要求过载功率为一6dBm时，所有类型ODN的ONU接收机过裁动率均要求为一4dBm表4 2488Mbit/s下行方向的光接口参数项
OLI发射机（光接口O）
标称速率
工作波长
线路码型
发射机眼图模板
在发射机波长上测量的设备的最大反射Ou和 Oa处 ODN 的最小 ORLb
ODN类别
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4
Mbit/s
1480-~1500
抗码的NRZ
人于32
1260~~1360
扰码的NRZ
大于32
消光比
发射机入射光功率容限
MLM激光器一最人RMS谱宽
SLM激光器·最大-20dB谱宽
SLM激光器-最心边模抑制比
OYU接收机（光接口O）
在接收机波长上测量的设备的最大反射误码率
ODN类别
最小灵敏度
最小过载
连续相同数了抗扰度
抖动容限
反射光功率容限
表4 (续）
大于10
大于—15
小于-20
小子10tg
人于72
YD/T 1949.2-2009
大于10
大于—15
小于—20
小于10-0
......
人于 72
小于10
在ITU-TG.983.1附录I规定的可选情况，O和O以及OI和Oa处ODN的最小ORI.应大20dB，h
ITU-TG.983.F附录I规定O和0,以及Ou和0u处ODN的最ORI.为2B时的 ONIU发射机反射值。该值假定 OLT 使用人功率 DFB激光器发射机和 ONU 使用基于 APD的接收机。考患到SOA技术的发展，将来 OLT发射机可以便用DFB激光器十SOA或者更高功率的激光二极管，ONU可以使用基于PIN的接收机。器件参数值可以假定为（贬限于眼睛安全规则和惯例)：OLT发射机最人平均发时功率，+I2dBmOIT发射机最小平均发射功率：+8dBmONU接收机最小克嫩度：-23dBm
ONU接收机最小过截：-3dBm
1244Mbit/s上行方向的光接口参数表5
ON发射机（光接口Om）
标称速率
工作波长
线路码型
发射机眼图模板
在发射机波长上测量的设备的最大反射O和O处ODN的最小ORLh
ODN类别
最小平均发射功率
最人平均发射功率
发送机无输入信号时的发射光功率最大Ix启用 c
搅大Tx禁止。
消况比
发射机入射光功率客限
MLM激光器一晨大RMS 谱宽
Mbit's
1260~-1360
扰码的 NRZ下载标准就来标准下载网
小丁—后
大于32
小于（最小灵敏度一10）
大于10
下—15
KAIKAca
1260~-1360
扰犸的NRZ
小于—G
大于32
小于（最小灵敏度一10）
大于10
大于—15
YD/T 1949.2-2009
ONU发射机（光接口O_）
SLM激光器
SLM激光器
抖动转移
最大-20dB 谱宽
最小边模抑制比
在 2.0kHz到5.0MFHz带宽内产生的抖动OLT接收机（光接口O）
在接收机波长上测量的设备的最大反射误码率
ODN类别
最小灵敏度
最小过载
连续相同数字抗扰度
抖动容限
反射光功率容限
表5（缕）
小于—20
小于10-10
太十 72
小于10
小于—20
小于10-a
大于72
小于10
在 ITU-T G983,1 附录 1 规定的可选情况下，O,和 O,以及 O和 Ua处 ODV 的最小 ORL 应大于 20dB。ITU-Tα983.1 附录 Ⅱ规定了 0,和 O,以及 %,和 O%处 ODN 的最小 ORL 为 20dB 时的 ONU 发射机反射值。5
在5.6.4.1节中规定，
当MLM激光器类裂不能支持表2中的全部ODN光纤距离时，在R/S点和S/R点之间ODN最大光纤距离小于10km的情况下可以使用MLM激光器。此时，应用于上行1244.16Mhit/s线路遵率的MI.M激光群的最人RMS谱宽应满足下面的规定：
MLM激光器类型1的最大RMS谱究：1.4MLM激光器类型2的最大RMS谱宽：2.1MLM激光器类型3的最大RMS谱宽，2.7满足更窄谱宽规定的发射机可容许更大的中心波长范围，符合规定的激光器在ODV上产生小于1dB的光通道代价。具有不同光参数的激光器可以相巨替代，但应满足 1）总波长范围不超过1260-~1360mm，2）光通道代价大于1dB时可还过增加最小发射功率或提高接收机最小灵敏度来补偿表61244Mbit/s上行方向的光接口整数（ONU发射机使用了功率调节机制）项日
ONU发射机（光接口O）
ODN类别
最小平均发射功率
最太平均发射功率
OLI接收机（光接IO）
ODN类别
最小灵敏度
晟小过载
注1：该表说明了由于 ONU没射机处采用功率调节机制而带来的表 5中参数的变化，即 ONU发射机的发射功率和 OIT接收机的灵敏度和过载功凝的变化。其他所有参数和注见表55.2物理媒质和传输模式
5.2.1传输媒质
GPON系统传输媒质为光纤，并应符合GB/T9771的规定。6
5.2.2传输方向
信号在传输媒质的上行和下行向传输。5.2.3传输方法
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双向传输可利用一根光纤上的波分复用（WDM）技术实现：也可利用两根光纤上的单向传输技术米实现（见5.5节）。
5.3线路速率
5.3.1下行
OLT至ONU的下行信号的标称速率为1244.16Mbit/s或2488.32MbiUs。当OLT和端局工作在正常状态时，下行信号的速率跟踪一个1级时钟（精度为1×10-1）。岁端局运行在白出振荡模式时，下行信号的速率跟踪一个3级时钟（精度为4.6x10）。当0LT运行在自由振荡模式时，下行信号的速率精度一个4级时钟（3.2×10-）
5.3.2上行
ONU至OLT的上行信号的标称速率为1244.16Mbit/s。当ONU处于运行状态或者得到授权时，它应发送与自已接收到的下行信号时钟精度一样的倍号。ONU不处于运行状态或者没有得到授权时，它不能发送任何信号。
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：
一二进制“1”表示发送高光功率；一二进制“0”示发送低光功率。5.5工作波长
5.5.1下行方向
单光纤系统下行方向的工作波长范围应为1480～1500nm。双光纤系统下行方向的工作波长范围应为1260～1360nm。5.5.2上行方向
上行方向的工作波长范周应为1260~1360nm。5.6Qa和Oru处的发射机
5.6.1概述
发射机所有参数的规定与表3～表6中的参数保持一致。5.6.2光源类型
根据线路的衰减和色散情况，发送机设备可以选择多纵模（MLM）或单纵模（SLM）激光器。对于每个应用，本标准给出了个标称的光源类型，但本标准给出的标称激光器类型并不是必须要求的，并H SLM可以替代标称为MM光源类型的任何应用而不会引起系统性能的任何劣化。5.6.3光谱特性
对于MLM激光器，光谱宽度采用在标准工作条件下的最大均方根（RMS）宽度来衡鼠，RMS表明了光谱分布的标推偏差。RMS宽度的测量方法应包括低于峰值模20uB以内的所有模式。7
YD/T 1949.2-2009
对丁SLM激光器，最大光谱宽度采用中心波峰的最大企宽来衡量，即在标准工作条件下测量从中心波长的最大幅度下降20dB的光谱宽度。5.6.4平均发射功率
在O和Ou点的平均发射功率是指发射机耦合进光纤的平均功率。对平均发射功率规定了一个范围以充许系统成本最佳化，并且考虑了正常运行条件下发射机连接器劣化、测量误差和器件老化等因素。在运行状态，最小的数值是应提供的最小光功率，而最高的数值则对应最大光功率。Ou光接口点发射功率的测量，应考患ONU发送上行传输的突发性。5.6.4.1发射机无输入信号时的发射光功率在上行方向上，ONU发射机应在非分配给自已的所有时隙不发送任何光功率。发射机无输入信号时的发射光功率参见表5和表6中的规定。除了在可能被用作激光器预偏置的最后一位T,使能位和紧跟着分配的信的T，禁止位，ONU也应在分配给它的保扩时间内满足该要求。发射光功率在禁止位期间光功率降为0。在織光器预偏置期间，充许的最大发射光功率度符台表5和表6中舰定的消光比条件下的光逻辑“0”功率。
每一上行速率，允许的最多T使能位和T,禁止位，见表5和表65.6.5最小消光比
传统采用的光逻轨为：
逻辑“1”为光发射高电平：
逻辑“C”为光发射低电平。
该消光比（EX）被定义为：
EX = 10 log1o (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证用于从前导码的第一比特到突发信号包含的最后比特。但不适用丁光功率调整时期。
5.6.6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O/Om点测量的设备最大允许反射来规范，它应与表3~表6的规定一致。
5.6.7发送机眼图模板
在本标准中，发送机脉冲形状特征包括上升时间、下降时问、脉冲过冲，脉冲负向过冲和振荡。为了对传输信号进行评估，不仅要考虑眼图的张开度，而且还要考虑过冲和负过冲的限制。5.6.7.2OT 发射机眼图
OLT发射机眼图模板参数如图2所示。5.6.7.3ONU发射机眼图模板
ONU发射机眼图模板参数如图3所示。对于上行方问突发模式，信号眼图模板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。但不适用于光功率调整时期，
[测试肥置]
光发射机
般减器
1244.16Mbits
0.28/0.72
0.40/0.60
2488.12Mbit/s(注 了)
0.2.5/0.75
0/E转换器，4价汤
姆进滤波器（注2）
注！：袁减器可根据实区尚娶选择使泪注2：游波群教至赖率（3dB转减频率）是翰山标称比特率的0.75倍波形
整现器
注3：2488.32Mh选率伤，短形限到模板的2和×3不需票和0T，1U处的带直型标等比例。充许偏差范围待究
图2下行传输信号眼图的模板
【双试配】
光发射机
124416MhiL's
效减器
0.22/0.78
0.40.0.G0
0/E转换器：4阶汤
姆透滤波器（注2）
注！：良减器可根据实际需要选择使用。注2：滤波器截个频率（3dB装减频）是物业称移比特率的0.75借图3上行方向传输信号眼图的模板5.6.8反射光功率容限
发送机性能应满足表3～表6规定的S点光反射功率要求。KAONKACa
监视器
YD/T1949.2-2009
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