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【2.5G光猫】GPON

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简介

2.5G光猫XPON ONT是专为满足电信运营商FTTO(办公)、FTTD(桌面)、FTTH(家庭)、SOHO宽带接入拥有一个千兆口和一个2.5G网口和一个千兆口,可突破千兆宽带。

简介:2.5G光猫XPON ONT是专为满足电信运营商FTTO(办公)、FTTD(桌面)、FTTH(家庭)、SOHO宽带接入拥有一个千兆口和一个2.5G网口和一个千兆口,可突破千兆宽带。
星火计划2024
复刻成本:60

开源协议

GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2024-08-21 11:39:27更新时间:2024-10-23 01:05:58

描述

项目简介

2.5G光猫(1*2.5GE+1GE XPON ONT)是专为满足电信运营商FTTO(办公)、FTTD(桌面)、FTTH(家庭)、宽带接入
拥有一个千兆口和一个2.5G网口和一个千兆口。可突破千兆宽带1000兆网速限制,产品外观小巧,散热性稳定性都很好,直接干掉掉猫棒和光纤收发盒,建议搭配带2.5G网口驱动电脑和路由器使用,才能发挥最大性能。
使用前需要确认自家现有光猫是那种类型.支持XGPON /GPON /EPON,暂不支持10GEPON

视频链接:

哔哩哔哩: https://www.bilibili.com/video/BV1GuCZYNEeN/?share_source=copy_web&vd_source=ef29bf46342b66e88a448f0e82e50ec6
抖音:https://v.douyin.com/iSYJjcBx

亮机图片:

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细节图片:

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项目参数

硬件参数:

  • 电源:DC 12V, 0.5A, 外部AC-DC电源适配器;
  • 接口:一个2.5G网口加一个1G网口,形态:12.5GbE+1GE;
  • 指示灯:POWER, PON, LOS, WAN, LAN1, LAN2;

接口性能参数:

PON接口:

  • 1个XPON端口(EPON PX20+ & GPON Class B+)
  • SC单模,SC/UPC连接器
  • TX光功率:0~+4dBm
  • RX灵敏度:-27dBm
  • 过载光功率:-3dBm(EPON)或-8dBm(GPON)
  • 传输距离:20KM
  • 波长: TX1310nm,RX1490nm

LAN接口:

  • 2.5G网口:链接速率2.5Gbps
  • 1G网口:链接速率1Gbps

软件功能:

XPON模式:

  • 双模,自动接入EPON/GPON OLT

上行模式:

  • 桥接和路由模式

异常保护:

  • 检测流氓ONU,硬件断电告警

防火墙:

  • DDOS, 基于ACL/MAC/URL的过滤

基本功能:

  • 支持MPCP发现和注册
  • 支持Mac/Loid/Mac+Loid认证
  • 支持三网合一
  • 支持DBA带宽
  • 支持自动检测、自动配置和自动固件升级
  • 支持SN/Psw/Loid/Loid+Psw认证

告警功能:

  • 支持断电告警
  • 支持端口循环检测
  • 支持网络连接丢失的告警

LAN功能:

  • 支持端口速率限制
  • 支持环路检测
  • 支持流量控制
  • 支持风暴控制

VLAN功能:

  • 支持VLAN标签模式
  • 支持VLAN透明模式
  • 支持VLAN中继模式(最多8个vlans)
  • 支持VLAN 1:1转换模式(≤8个vlans)
  • 自动检测VLAN

组播功能:

  • 支持IGMPv1/v2/Snooping
  • 最大组播VLAN数8
  • 最大组播分组数64

QoS功能:

  • 支持4个队列
  • 支持SP和WRR
  • 支持802.1P

L3功能:

  • 支持IPv4
  • 支持DHCP/PPPOE/静态IP
  • 支持静态路由
  • 支持NAT

管理功能:

  • 支持CTC OAM 2.0和2.1
  • 支持ITUT984.x OMCI
  • 支持TR069/WEB/TELNET/CLI

原理图解析(硬件说明)

使用方案:

  • CPU:RTL9601D
  • 2.5GPHY:RTL8221B
  • BOB:GN25L95
  • BOSA:GPON
  • 存储:SPI NOR Flash
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电源树:

image.png
输入12V然后由两路DC-DC输出3.3V和0.9V,CPU内部DC-DC,和LDO分别输出1.05V,1.8V。

  • CPU使用的3.3V由RT7294CGJ6F提供3.3V电压,
  • CPU使用的1.05V和1.8V由CPU内部的DC-DC和LDO提供。
  • 2.5GPHY的0.9V供电由RT7294CGJ6F提供0.9V电压

电源电路:

DC输入电路:

image.png
image.png

  • 采用两种输入方式,一种使用TYPE-C输入使用PD诱骗芯片输出12V,第二种使用DC头输入,插入12V的DC适配器输入12V(PD诱骗芯片已经NC了,不知道为什么我的充电器头只能出9V。9V输入也是可以的,但是要调整VREF的电阻,见ONU掉电检测电路)

DC-DC电路:

image.png

  • 使用RT7294CGJ6F将12V输入降压之0.95V给2.5GPHY使用。此芯片的FB电压为0.6V,可以使用相同FB电压的芯片进行替换,输出电压计算公式:0.6*(1+34/58)=0.95V

image.png

  • 使用RT7294CGJ6F将12V输入降压之3.3V给RTL9601D使用。此芯片的FB电压为0.6V,可以使用相同FB电压的芯片进行替换,输出电压计算公式:0.6*(1+100/22.1)=3.32V

RTL9601D主控电路:

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  • RTL9601D最小系统电路比较简单,连接好内部DC-DC和LDO输出,外置48M晶振即可,RTL9601D的每个电源输入引脚都需要放置电容。不过需要让它正常启动还是需要正常配置它的硬件配置字。

RTL9601D配置:

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如图所示需要配置3个电阻。
1,选择falsh型号,nor flash选择0,nand flash选择1。
2,选择内部DC输出,使用内部DC输出选择1,不使用选择0。
3,SPI的地址位选择,选择浮空。

ONU掉电检测电路:

使用电阻分压,将12V电压分压之1.5V。计算公式:R2/R1+R2*Uint=Uout
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复位电路:

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常用的复位电路,按键拉低复位。

串口输出电路:

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  • 常用串口输出电路,RX和TX接1K电阻上拉,保证输出电平正确。

指示灯:

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  • 指示灯有电源指示灯,PON_link指示灯,1G网口链接指示灯,LOS指示灯,2.5G网口链接指示灯。

Flash电路:

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  • 使用一颗普通SOP8的nor flash,WP接上拉即可。

BOB电路:

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GN25L95 是一款低成本的组合式突发模式激光器驱动器和限幅放大器,专为千兆位无源光网络 (GPON) 光网络单元 (ONU) 应用而设计。GN25L95 具有自动消光比控制功能,可在所有条件下实现激光器的可靠运行。高精度自动量程 A/D 转换器和片上温度传感器提供精确的诊断报告。GN25L95 的应用包括模块和 BOSA 板载 ONU。
bosa使用器件参数是:2.5G SC/UPC TX1310nmRX1490nm(可以直接搜索GPON BOSA)
具体原理太长不做描述提供参考资料:
GPON眼图介绍:http://www.ictest8.com/a/Principle/2023/08/XGPON.html
bosa器件介绍:https://blog.csdn.net/m0_46139529/article/details/119216690

网口电路:

image.png
分离式变压器介绍:https://blog.csdn.net/weixin_44568912/article/details/133758881

  • 使用分离式变压器方案,成本较低。

2.5GPHY电路:

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Realtek RTL8221B(I)-VM-CG,是高度集成的以太网 PHY 收发器,与 10BASE-Te、100BASE-TX、1000BASE-T 兼容和 2.5GBASE-T,并且与 IEEE 802.3 标准和 NBASE-T™ Alliance PHY 完全兼容。它提供了通过 CAT.5e UTP 电缆传输和接收以太网数据包所需的所有物理层功能。
RTL8221B(I)-VM 提供了 IEEE MAC 安全标准协议的 MACsec 特性。与 MACsec 安全引擎的集成功能分离出入口流量,并提供数据完整性检查、机密性和重放保护。
RTL8221B(I)-VM 使用最先进的 DSP 技术和模拟前端 (AFE),通过 UTP 电缆实现高速数据传输和接收。 RTL8221B 实现了交叉检测和自动校正、极性校正、MDI 交换、自适应均衡、串扰消除、回声消除、定时恢复、RFI 保护、热管理、环回诊断能力和纠错等功能(I )-VM 提供强大的传输和接收
能力。MAC 和 PHY 之间的数据传输是通过 SERDES(串行器-解串器)接口进行的,该接口支持 SGMII、HiSGMII 和 2500Base-X。 RTL8221B(I)-VM 在各种数字 I/O 电压下工作,包括 3.3V 和 1.8V。

PCB部分

PCB设计采用4层板,体积更小。以下图分别的顶层,GND层,电源层,底层。

image.png
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此板有做阻抗设计,使用立创阻抗计算机计算,叠层使用JLC04161H-3313阻抗,网口和HSGMII使用100ohm阻抗。(不做阻抗也可以用)。

外壳部分部分

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image.png

固件地址

https://github.com/Anime4000/RTL960x/discussions/179

使用VSOL_V2802RH的固件,也可以使用RTL9601D其他板子的固件,通刷。

固件烧录

使用CH341编程器可以直接烧录。
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1,选择固件
image.png
2,选择芯片型号,我这里使用的是py25Q32H,可以使用其他厂家的25Q32,点击编程后需要等待一会即可。
image.png
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软件使用介绍

1,固件烧录之后使用串口查看log信息,波特率是115200。需要重点关注2条log。
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第一条上面会显示找到激光驱动器IC:GN25L95,然后使用A2表,由于固件已经集成A2表,所以EEPROM不需要,这里找不到EEPROM是正常的。
image.png
第二条上面会显示2.5GPHYRTL8221B的ID显示如下图才是正常,如果读取不到请检查焊接。
1729260076714.jpg
完整正常log我会放在附件,大家可以查看对比。
2,软件启动正常之后检查bosa是否正常发光。
打开电脑的cmd窗口或其他telnet工具链接光猫的telnet,默认网关为192.168.100.1
连上之后输入账户密码,默认是账户:admin密码:Ssj123456。然后输入长发光命令如下:

diag 
debug gpio set pin 14 databit 0
debug gpio set pin 14 state enable
debug gpio set pin 14 mode output  
debug gpio set pin 13 databit 0   
gpon set force prbs23

依次输入,如图:
ddced230d702d5e9ae7a87b997a8abe.png
输入正确之后,使用光功率计测量,正常会有+4db光功率,有光出来了之后就代理soc到光驱动ic到bosa,全部正常。重启然后在配置好光猫之后就可以正常使用了。
3,配置教程。
(1),桥接模式配置如图,最后一步绑定网口的时候选择LAN1。千万不要两个网口同时绑定,会导致后台无法进入。
image.png
(2),拨号模式配置如图最后一步绑定网口的时候选择LAN1。
image.png
这里只展示2种配置了,在具体的可以参考链接,或者百度自行了解:http://www.360doc.com/content/24/0201/09/21435004_1112867640.shtml
https://adym.cc/geleijc/1147.html
附件测速图,使用的桥接模式:
使用的DIY2.5GUBS网卡是我的另外一个开源连接里面的:https://oshwhub.com/ssj1322320585/rtl8156b

graph TD
外网交换机 --> 魔改中兴olt -->DIY2.5光猫-->DIY2.5GUBS网卡-->PC电脑

实测外网速度。(用的千M交换机所以只能跑到千M上限)
a21627518d1e8fff55415625dfb1aa1.png

附件是固件资料资料。

设计图

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