xPON原理介紹膠片

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHUAWEI Confidential InternalxPON原理介紹HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 2對(duì)比到現(xiàn)網(wǎng)的接入“瓶頸”，光纖是今為止最好的傳輸媒介。本膠片主要分析PON技術(shù)的產(chǎn)生背景、應(yīng)用、基本概念和特點(diǎn)，并分別介紹GPON、EPON基本原理及差異。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 3學(xué)習(xí)完此課程，您將會(huì)：掌握PON的概念及發(fā)展背景理解光接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)掌握PON的關(guān)鍵技術(shù)掌握GP

2、ON的主要協(xié)議掌握EPON的主要協(xié)議了解GPON、EPON提供的基本業(yè)務(wù)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 4HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 5ServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWireless VoiceWireless DataHigh SpeedInternet VoiceStreamingDial-upVoIPMessageFTTH GPON

3、DSLWirelessEth/IP/MPLSAggregation NetworkLocation &PresenceMessageOnline GamingVoiceDataVideoStorageDirectory接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)All over IPAll over IPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 6如何解決如何解決“距離與帶寬距離與帶寬”的矛的矛盾盾ISDNHDSLADSLADSL2+VDSL 2xDSL技術(shù)技術(shù)?xDSL技術(shù)很難解決距離與距離與帶寬帶寬的矛盾問(wèn)：怎么辦？答：“光進(jìn)銅退”！采

4、用光纖接入網(wǎng)是光纖接入網(wǎng)是不錯(cuò)的不錯(cuò)的方案！HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 7光纖接入網(wǎng)的接入方案光纖接入網(wǎng)的接入方案(a) 點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò) (b) 路邊交換網(wǎng)絡(luò)路邊交換網(wǎng)絡(luò) (c) 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)即即: PON Curb switchCOCOCON subscribersL kmL kmL kmPassiveopticalsplitterN subscribersHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 8ADSL2+ADSL2+PON

5、PONADSL2+ADSL2+VDSL2VDSL2Centre officeHomeVDSL2VDSL2ONTONTADSL2+ADSL2+10/100Base-T10/100Base-T1 km2 kmIP DSLAMGEGECurbBuildingGEGESplitterSplitterFTTCFTTBFTTBFTTHADSL2+ADSL2+VDSL2VDSL2GEGEFTTBDSLFTTXFTTX場(chǎng)景分析場(chǎng)景分析HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 9HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWE

6、I Confidential Page 10lPassive Optical Network 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)OLTONUOptical Line Terminal 光線路終端Optical Network Unit 光網(wǎng)絡(luò)單元 Passive Optical Splitter 無(wú)源分光器PSTNInternetCATVONUONU PON是一種點(diǎn)到多點(diǎn)（是一種點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）結(jié)構(gòu)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)；）結(jié)構(gòu)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)； PON由由光線路終端光線路終端OLT（Optical Line Terminal）、）、光網(wǎng)絡(luò)單元光網(wǎng)絡(luò)單元 ONU（ Optical Network Unit） 和無(wú)源分

7、光器和無(wú)源分光器POS（Passive Optical Splitter）組成；）組成；Passive Optical Splitter 無(wú)源分光器什么是什么是PON?PON?HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 11ONU/ONTOLTService node分光器T參考點(diǎn)V參考點(diǎn)R/SS/RODNUNISNIIFponIFponONU Optical Network Unit 光網(wǎng)絡(luò)單元光網(wǎng)絡(luò)單元ONT Optical Network Terminal 光網(wǎng)絡(luò)終端光網(wǎng)絡(luò)終端ODN Optical Distribution

8、 Network 光分配網(wǎng)絡(luò)光分配網(wǎng)絡(luò)OLT Optical Line Terminal 光線路終端光線路終端SNI Service Node Interface 業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)UNI User Network Interface 用戶網(wǎng)絡(luò)接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口PONPON網(wǎng)絡(luò)參考模型網(wǎng)絡(luò)參考模型HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 12PON的的三大優(yōu)勢(shì)：三大優(yōu)勢(shì)： 1、更遠(yuǎn)的傳輸距離，采用光纖傳輸，覆蓋半徑、更遠(yuǎn)的傳輸距離，采用光纖傳輸，覆蓋半徑20KM； 2、更高的帶寬，達(dá)、更高的帶寬，達(dá)1.25G或或2.5G. 3、分光

9、特性、分光特性,，節(jié)省光纖資源。，節(jié)省光纖資源。1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+Copper BasedVDSL / ADSL2+Copper BasedPONFiber Based2002200320062010時(shí)間時(shí)間帶寬帶寬互聯(lián)網(wǎng)視頻會(huì)議遠(yuǎn)程控制接入技術(shù)業(yè)務(wù)需求VoD標(biāo)清電視視頻會(huì)議Game實(shí)況TVVoDHDTV3km2km1km20km覆蓋半徑為什么選擇為什么選擇PON?PON?HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 13APON: ATM Passive Optical Networks EPO

10、N: Ethernet Passive Optical NetworksGE-PON: Giga-bit Ethernet Passive Optical NetworksGPON: Gigabit-capable Passive Optical NetworksEPONGEPONGPONATMAPONBPONEthernetEPONGPON幾種幾種PONPON標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 14PONAPON/BPONGPONEPONITU-T G.983.xITU-T G.984.xIEEE 802.3ah

11、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Q3/2000國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Q4/2004Q3/2004PONPON技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 15lPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。采用不同光波分別傳上、下行數(shù)據(jù)；下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)（分光器上物理層復(fù)制）；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。1490nm1310nmPONPON原理原理-數(shù)據(jù)復(fù)用數(shù)據(jù)復(fù)用HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confiden

12、tial Page 16HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 17l什么是DBA? - DBA, Dynamically Bandwidth Assignment( - DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(動(dòng)態(tài)帶寬分配動(dòng)態(tài)帶寬分配) ) - DBA - DBA是一種能在微秒或毫秒級(jí)的時(shí)間間隔內(nèi)完成對(duì)上行帶寬的動(dòng)態(tài)分是一種能在微秒或毫秒級(jí)的時(shí)間間隔內(nèi)完成對(duì)上行帶寬的動(dòng)態(tài)分配的機(jī)制配的機(jī)制l為什么需要DBA？ - - 可以提高可以提高PONPON端口的上行線路帶寬利用率端口的上行線路帶寬利

13、用率 - - 可以在可以在PONPON口上增加更多的用戶口上增加更多的用戶 - - 用戶可以享受到更高帶寬的服務(wù)，特別是那些對(duì)帶寬突變比較大的業(yè)用戶可以享受到更高帶寬的服務(wù)，特別是那些對(duì)帶寬突變比較大的業(yè)務(wù)務(wù)PONPON關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)-DBA-DBADBADBA概念概念HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 18l提高最大帶寬利用率無(wú)無(wú)DBA,DBA,利用率利用率40%40%有有DBA,DBA,利用率達(dá)到利用率達(dá)到80%80%l減小突發(fā)時(shí)延無(wú)無(wú)DBA:100msDBA:100ms有有DBA:10msDBA:10msDBADB

14、A帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 19ONTONTONTOLT加密加密解密解密解密解密解密解密l由于下行數(shù)據(jù)在分光器上為廣播復(fù)制，每個(gè)由于下行數(shù)據(jù)在分光器上為廣播復(fù)制，每個(gè)ONUONU都可以收到同樣的數(shù)據(jù)。在都可以收到同樣的數(shù)據(jù)。在OLTOLT上需要采用上需要采用加密處理，提高線路數(shù)據(jù)的可靠性。加密處理，提高線路數(shù)據(jù)的可靠性。lGPONGPON與與EPONEPON支持的加密算不同，支持的加密算不同，GPONGPON采用采用AES128AES128加密處理，加密處理，EPONEPON采用三重?cái)噭?dòng)算法。

15、采用三重?cái)噭?dòng)算法。PONPON系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 20IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#N備用光纖Type A 光纖備份IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NType B OLT端口備份IFpon l設(shè)備沒(méi)有任何備份措施. . l主干光纖故障后，由人工切換至備用光纖. .l業(yè)務(wù)肯定中斷，中斷時(shí)間取決于線路恢復(fù)時(shí)間.l如果到用戶的線路故障，業(yè)務(wù)就會(huì)中斷，無(wú)法備份。lOLT設(shè)備上有兩個(gè)PON接口. l此種保護(hù)方式僅限于主干

16、光纖出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到備用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)骨干光纖的保護(hù)。l保護(hù)對(duì)象僅限于OLT與ODN之間的光纖故障和OLT單板硬件故障，對(duì)其他類型的故障沒(méi)有涉及，可能存在嚴(yán)重安全隱患，無(wú)法滿足客戶需求。 PONPON網(wǎng)絡(luò)基本保護(hù)方式網(wǎng)絡(luò)基本保護(hù)方式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 21HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 22ITU-T G.984.3GPON TC層規(guī)格要求GTC復(fù)用結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧介紹GTC幀結(jié)構(gòu)介紹ONU注冊(cè)激活流程DBA規(guī)格要求告警和性

17、能ITU-T G-984.1/2/3/4產(chǎn)品開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單產(chǎn)品開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單產(chǎn)品兼容性強(qiáng)產(chǎn)品兼容性強(qiáng)ITU-T G.984.1GPON網(wǎng)絡(luò)參數(shù)說(shuō)明保護(hù)倒換組網(wǎng)要求ITU-T G.984.4OMCI消息結(jié)構(gòu)介紹OMCI設(shè)備管理框架OMCI實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)述ITU-T G.984.2PMD層規(guī)格要求2.488Gbps下行光接口參數(shù)規(guī)格要求1.244Gbps上行光接口參數(shù)規(guī)格要求物理層開(kāi)銷分配GPONGPON標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 23 GPONGPON提供以下幾種異步傳輸速率：提供以下幾種異步傳輸速率：1.24416

18、 1.24416 Gbit/sGbit/s up, 2.48832 up, 2.48832 Gbit/sGbit/s down down（目前的主流支持速率）（目前的主流支持速率）支持最大邏輯距離為：支持最大邏輯距離為：60km60km 支持最大物理距離為：支持最大物理距離為：20km20km 支持最大距離差為：支持最大距離差為：20km20km 分光比為分光比為1 1：6464，可升級(jí)為，可升級(jí)為1 1：128128GPONGPON網(wǎng)絡(luò)基本性能參數(shù)網(wǎng)絡(luò)基本性能參數(shù) ONU OLT ONU 距離差: 20km 邏輯距離: 60 km 邏輯分光比: 128 UNI SNI HUAWEI TECH

19、NOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 24 廣播方式：廣播方式：GPONGPON的下行幀長(zhǎng)為固定的的下行幀長(zhǎng)為固定的125us125us，下行為廣播方式，所有的，下行為廣播方式，所有的ONUONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過(guò)都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過(guò)GEMPORT IDGEMPORT ID來(lái)區(qū)分不同的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，來(lái)區(qū)分不同的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，ONU ONU 通過(guò)過(guò)濾來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)。通過(guò)過(guò)濾來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)。GPONGPON原理原理-下行數(shù)據(jù)下行數(shù)據(jù)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidentia

20、l Page 25 TDMATDMA方式：方式：GPONGPON的上行是通過(guò)的上行是通過(guò)TDMATDMA（時(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路（時(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，上行鏈路被分成不同的時(shí)隙，根據(jù)下行幀的被分成不同的時(shí)隙，根據(jù)下行幀的upstream bandwidth mapupstream bandwidth map字段來(lái)給每個(gè)字段來(lái)給每個(gè)ONUONU分配上行時(shí)隙，這樣所有的分配上行時(shí)隙，這樣所有的ONUONU就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數(shù)據(jù)了，不會(huì)就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數(shù)據(jù)了，不會(huì)產(chǎn)生為了爭(zhēng)奪時(shí)隙而沖突。每幀共有產(chǎn)生為了爭(zhēng)奪時(shí)隙而沖突。每幀共有91209120個(gè)時(shí)隙。個(gè)時(shí)隙。

21、GPONGPON原理原理-上行數(shù)據(jù)上行數(shù)據(jù)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 26GPON GPON 協(xié)議棧協(xié)議棧IPDATADATAMACGEMGTC01010111010101000010101HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 27一個(gè)一個(gè)OLTOLT與多個(gè)與多個(gè)ONTONTONUONUONUT-CONTGEM PortT-CONTGEM PortGEM PortT-CONTT-CONT GEM PortGEM PortGEM PortGEM P

22、ortGEM Port不同的ONU用ONU-ID標(biāo)識(shí)不同的T-CONT用Alloc-ID標(biāo)識(shí)不同的GEM-PORT用Port-ID標(biāo)識(shí)PON光口u每個(gè)GPON 端口，支持1：64 分光比，即可提供64路ONT 接入。u每個(gè)ONU上可以有多個(gè)T-CONT,每個(gè)TCONT可以綁多個(gè)GEMPORT. uT-CONT就相當(dāng)于一個(gè)物理的緩存，只有綁定了DBA模板才能限速。 DBA123OLT我司簡(jiǎn)化做法：AllocAlloc ID ID = T-CONT ID *256+ONU IDHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 28Physi

23、cal Control Block Downstream (PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd1100200 x300500T-CONT1(ONT 1)T-CONT x(ONT 2)Slot 100Slot 200Slot 300Slot 500PLOuPLOAMuPLSuDBRu xPayload xDBRu YPayload yUpstream Bandwidth Map125usDownstream FramingUpstream FramingOLT ONT 1ONT 64GPONGPON幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)AllocIDStartEndy50

24、1650 ONT 21 1x xy yT-CONT y(ONT 2)Slot 650Slot 501T-CONT x xT-CONT yHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 29GEM PayloadHEC 13bitsPTI 3bitsPort ID 12bitsPLI 12bitsGEM FrameEthernet PacketDASFDPreambleInter packet gapSALengthTypeMAC client dataFECEOF5 byteslGPON系統(tǒng)對(duì)以太網(wǎng)幀進(jìn)行解析，將數(shù)據(jù)部分直接映射到GE

25、M Payload中去進(jìn)行傳輸。 lGEM幀會(huì)自動(dòng)封裝頭信息。l映射的格式清晰，設(shè)備很好實(shí)現(xiàn)，兼容性好。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在GPONGPON中的映射方式中的映射方式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 30TDMTDM dataPayloadTDM fragmentHECPTIPort IDPLIGEM FrameIngress bufferTDM BufferlTDM業(yè)務(wù)先導(dǎo)入緩存中進(jìn)行排隊(duì)，并且按照固定的字節(jié)數(shù)復(fù)用到GEM幀中進(jìn)行傳輸。 l這種方式不對(duì)具體的TDM業(yè)務(wù)進(jìn)行感知，只進(jìn)行透?jìng)魈幚?。TDMTDM業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)在

26、GPONGPON中的映射方式中的映射方式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 31ONU3ONU2ONU1OLTlOLT通過(guò)Ranging測(cè)距過(guò)程獲取ONU的往返延遲RTD（Round Trip Delay），從而指定合適的均衡延時(shí)參數(shù)EqD（Equalization Delay），保證每個(gè)ONU發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)在分光器上產(chǎn)生沖突。 lRanging的過(guò)程需要開(kāi)窗，即Quiet Zone，暫停其他ONU的上行發(fā)送通道。OLT開(kāi)窗通過(guò)將BWmap設(shè)置為空，不授權(quán)任何時(shí)隙來(lái)實(shí)現(xiàn)。GPONGPON測(cè)距方式測(cè)距方式ONTOLT(in

27、CO)20 km3 km12 kmHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 32lOLTOLT內(nèi)部?jī)?nèi)部DBADBA模塊不斷收集模塊不斷收集DBADBA報(bào)告信息，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果以報(bào)告信息，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果以BW MapBW Map的形式下發(fā)給各的形式下發(fā)給各ONUONU。 l各各ONUONU根據(jù)根據(jù)BW MapBW Map信息在各自的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送上行突發(fā)數(shù)據(jù)，占用上行帶寬。信息在各自的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送上行突發(fā)數(shù)據(jù)，占用上行帶寬。DBA算法邏輯算法邏輯DBA報(bào)告報(bào)告BW MapTime slotT-CONTT-CONT

28、T-CONTONU的調(diào)度器的調(diào)度器ONUOLT控制平面數(shù)據(jù)平面GPON DBAGPON DBA的實(shí)現(xiàn)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)過(guò)程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 33PayloadUS BWMapDataReportPCBdD/S DirectionU/S DirectionOLTONTlOLT根據(jù)上次計(jì)算的結(jié)果在下行幀頭中下發(fā)BW Map。lONU根據(jù)帶寬分配信息在規(guī)定的時(shí)隙上發(fā)送目前T-CONT中等待發(fā)送的數(shù)據(jù)狀態(tài)報(bào)告 。lOLT收到ONU的狀態(tài)報(bào)告后，經(jīng)過(guò)DBA計(jì)算并更新BW Map，在下一幀進(jìn)行下發(fā)。lONU收到OLT下發(fā)的B

29、W Map消息后，在指定的時(shí)隙上發(fā)送數(shù)據(jù)。DBADBA的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 34uT-CONTs (Transmission Containers)T-CONTs (Transmission Containers)：動(dòng)態(tài)接收：動(dòng)態(tài)接收OLTOLT下發(fā)的授權(quán)下發(fā)的授權(quán) ，用于管理，用于管理PONPON系統(tǒng)傳輸匯聚層的上行帶寬分配，改善系統(tǒng)傳輸匯聚層的上行帶寬分配，改善PONPON系統(tǒng)中的上行帶寬。系統(tǒng)中的上行帶寬。uT-CONTT-CONT的帶寬類型分為的帶寬類型分為FB,AB,NAB,BEFB,A

30、B,NAB,BE。 uT-CONTT-CONT的的5 5種類型，種類型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。T-CONTT-CONT帶寬術(shù)語(yǔ)帶寬術(shù)語(yǔ)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 35l根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)ONUONU設(shè)置設(shè)置SLASLA，對(duì)業(yè)務(wù)的帶寬進(jìn)行限制，對(duì)業(yè)務(wù)的帶寬進(jìn)行限制。 l最大帶寬和最小帶寬是對(duì)每個(gè)最大帶寬和最小帶寬是對(duì)每個(gè)ONUONU的帶寬進(jìn)行極限限制，保證帶寬根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)不同而不同

31、，一的帶寬進(jìn)行極限限制，保證帶寬根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)不同而不同，一般語(yǔ)音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，視頻業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)次之，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最低。般語(yǔ)音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，視頻業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)次之，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)最低。lOLTOLT根據(jù)業(yè)務(wù)和根據(jù)業(yè)務(wù)和SLASLA及及ONUONU的實(shí)際情況進(jìn)行帶寬許可，優(yōu)先級(jí)高的可以得到更高的帶寬，滿足業(yè)務(wù)需的實(shí)際情況進(jìn)行帶寬許可，優(yōu)先級(jí)高的可以得到更高的帶寬，滿足業(yè)務(wù)需求。求。T-CONTT-CONT類型和帶寬類型之間的關(guān)系類型和帶寬類型之間的關(guān)系HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 36GTCGTC PON P

32、ON系統(tǒng)架構(gòu)是下行方向?yàn)閺V播方式，上行方向?yàn)橄到y(tǒng)架構(gòu)是下行方向?yàn)閺V播方式，上行方向?yàn)門(mén)DMATDMA方式，所以只對(duì)上行方向的業(yè)務(wù)流提供方式，所以只對(duì)上行方向的業(yè)務(wù)流提供QoSQoS處理。處理。 QoSQoS處理的最小單元是處理的最小單元是T-CONTT-CONT，T-CONTT-CONT可以看作是可以看作是ONUONU業(yè)務(wù)流的承載容器，調(diào)度機(jī)制是業(yè)務(wù)流的承載容器，調(diào)度機(jī)制是DBADBA（動(dòng)態(tài)帶寬分配）（動(dòng)態(tài)帶寬分配）。 DBADBA的算法是的算法是GTCGTC的的QoSQoS處理性能的關(guān)鍵。處理性能的關(guān)鍵。GEMGEM 在在GEMGEM層主要是針對(duì)每個(gè)層主要是針對(duì)每個(gè)GEM PortGEM P

33、ort進(jìn)行業(yè)務(wù)流分類，類似于進(jìn)行業(yè)務(wù)流分類，類似于DSLAMDSLAM的單的單PVCPVC多業(yè)務(wù)的處理方式。多業(yè)務(wù)的處理方式。 針對(duì)流分類后的業(yè)務(wù)分別進(jìn)行優(yōu)先級(jí)修改、流量監(jiān)管和轉(zhuǎn)發(fā)處理。針對(duì)流分類后的業(yè)務(wù)分別進(jìn)行優(yōu)先級(jí)修改、流量監(jiān)管和轉(zhuǎn)發(fā)處理。ETH/TDMETH/TDM TDM TDM業(yè)務(wù)（非電路仿真方式）為面向連接，系統(tǒng)可以通過(guò)靜態(tài)配置帶寬嚴(yán)格保證面向連接的業(yè)務(wù)（非電路仿真方式）為面向連接，系統(tǒng)可以通過(guò)靜態(tài)配置帶寬嚴(yán)格保證面向連接的QoSQoS。 ETHETH業(yè)務(wù)（包括電路仿真方式的業(yè)務(wù)（包括電路仿真方式的TDMTDM業(yè)務(wù)）主要是基于二層業(yè)務(wù)）主要是基于二層VLANVLAN、COSCOS等

34、標(biāo)識(shí)進(jìn)行業(yè)務(wù)的等標(biāo)識(shí)進(jìn)行業(yè)務(wù)的QoSQoS處理，處理， QoSQoS主要處理機(jī)制分為流分類、監(jiān)管、隊(duì)列調(diào)度、擁塞處理、整形，它們的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度是影響主要處理機(jī)制分為流分類、監(jiān)管、隊(duì)列調(diào)度、擁塞處理、整形，它們的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度是影響QoSQoS處理性能的關(guān)鍵處理性能的關(guān)鍵GPONGPON中的中的QoSQoS處理處理ETH/TDMGEMGTCFlow control/ClassificationGPON 業(yè)務(wù)承載層GPON QoS處理機(jī)制T-CONT/DBAVLAN/COS/PQ/GTS/POLICINGHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential P

35、age 37HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 38 廣播方式：廣播方式：EPONEPON下行為廣播方式，所有的下行為廣播方式，所有的ONUONU都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通都能收到相同的數(shù)據(jù)，但是通過(guò)過(guò) LL IDLL ID來(lái)區(qū)分不同的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，來(lái)區(qū)分不同的業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，ONU ONU 通過(guò)過(guò)濾來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)。通過(guò)過(guò)濾來(lái)接收屬于自己的數(shù)據(jù)。 這里需要注意：這里需要注意：EPONEPON數(shù)據(jù)包是變長(zhǎng)的。數(shù)據(jù)包是變長(zhǎng)的。GPONGPON下行幀是定長(zhǎng)的。下行幀是定長(zhǎng)的。EPONEPON原理原理-下行數(shù)據(jù)下行數(shù)據(jù)EPON是基

36、于以太網(wǎng)方式的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，EPON在傳送過(guò)程中不處進(jìn)原有以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)，所以相對(duì)較簡(jiǎn)單。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 39 TDMATDMA方式：方式：EPONEPON的上行是通過(guò)的上行是通過(guò)TDMATDMA（時(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)（時(shí)分復(fù)用）的方式傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)ONUONU收到數(shù)據(jù)報(bào)文后都還會(huì)收到收到數(shù)據(jù)報(bào)文后都還會(huì)收到OLTOLT發(fā)給它的發(fā)給它的grant消息，每個(gè)消息，每個(gè)ONUONU按按OLTOLT告知的時(shí)間告知的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送點(diǎn)發(fā)送OLTOLT指定的報(bào)文數(shù)量，這樣所有的指定的報(bào)文數(shù)量，這樣所有的ONUON

37、U就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數(shù)就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數(shù)據(jù)了，不會(huì)在上行光路上沖突了。據(jù)了，不會(huì)在上行光路上沖突了。EPONEPON原理原理-上行數(shù)據(jù)上行數(shù)據(jù)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 40EPON與Ethernet幀比較IPGDASAFCS. . .IPGCRCEPONIPGPreambleDASAFCS. . .IPGEthernetSLDLLIDRsvd0 x55SLD0 x550 x55Enc0 x50 x55攪動(dòng)信息表示字段Flag01101Key-Index0Start_of_packet d

38、elimitersmode1bitLLID15bitsLogical_link_idmode0P2P模式mode1廣播模式LLID0 x7FFF廣播IDHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 41EPON協(xié)議棧應(yīng)用層傳輸IP鏈路層物理層RS子層物理層IPDATADATAMAC01010111010101000010101MACLLID前導(dǎo)碼業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 42多點(diǎn)MAC控制層功能MACMAC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層多點(diǎn)

39、多點(diǎn)MACMAC控制層控制層物理層物理層MACMAC數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層多點(diǎn)多點(diǎn)MACMAC控制層控制層物理層物理層MPCPMPCP協(xié)議協(xié)議OLTOLTONU_iONU_iOLT和多個(gè)ONU通過(guò)MPCP協(xié)議對(duì)話，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)：l 控制MAC幀的發(fā)送和接收；l Gate Processing；l Discovery Processing；l Report Processing。 從而完成“多點(diǎn)MAC控制層”的功能。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 43多點(diǎn)MAC控制層MPCP消息格式l MODE: 標(biāo)記是P2P模式

40、還是Broadcast模式；l LLID：邏輯鏈路標(biāo)記，max num32767；l 目的地址(DA)：MPCPDU中的DA為MAC控制組播地址，或者是MPCPDU的目的端口關(guān)聯(lián)的單獨(dú)MAC地址；l 源地址(SA)：MPCPDU中的SA是和發(fā)送MPCPDU的端口相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)的MAC地址；l 長(zhǎng)度/類型：MPCPDU都進(jìn)行類型編碼，并且承載MAC_Control_Type域值；l 操作碼：操作碼指示所封裝的特定MPCPDU；l 時(shí)間戳：在MPCPDU發(fā)送時(shí)刻，時(shí)間戳域傳遞localTime寄存器中的內(nèi)容；l 數(shù)據(jù)/填充：這40個(gè)八位字節(jié)用于MPCPDU的有效載荷。當(dāng)不使用這些字節(jié)時(shí)，在發(fā)送時(shí)填充

41、為0，并在接收時(shí)忽略；l 校驗(yàn)碼：該域?yàn)閹ｒ?yàn)序列，一般由下層MAC產(chǎn)生。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 44控制消息lMPCP在MAC控制層實(shí)現(xiàn)，引入了5條新的控制消息 GATE（Opcode0002）（OLT發(fā)出）：允許接收到允許接收到GATE幀的幀的ONU立即或者立即或者在指定的時(shí)間段發(fā)送數(shù)據(jù)；在指定的時(shí)間段發(fā)送數(shù)據(jù)；REPORT（Opcode0003）（ONU發(fā)出）：向向OLT報(bào)告報(bào)告ONU的狀態(tài)，包括該的狀態(tài)，包括該ONU同步于哪一個(gè)時(shí)間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送；同步于哪一個(gè)時(shí)間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送；

42、REGISTER_REQ（Opcode0004）（ONU發(fā)出）：在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中請(qǐng)求注冊(cè)；請(qǐng)求注冊(cè)；REGISTER（Opcode0005）（OLT發(fā)出）：在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中通知在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中通知ONU已經(jīng)識(shí)別了注冊(cè)請(qǐng)求；已經(jīng)識(shí)別了注冊(cè)請(qǐng)求；REGISTER_ACK（Opcode0006）（ONU發(fā)出）：在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中表示注冊(cè)確認(rèn)。表示注冊(cè)確認(rèn)。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 45EPON協(xié)議棧-業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)(下行)OLT鏈路層物理層RS子層多點(diǎn)MAC控制MA

43、C物理層鏈路層物理層RS子層多點(diǎn)MAC控制MAC物理層ONTMACDadaLLIDOAMOAMMACDataEPON系統(tǒng)中OLT、ONT可以被視為二層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 46EPON協(xié)議棧-控制數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)(下行)OLT鏈路層物理層RS子層多點(diǎn)MAC控制MAC物理層鏈路層物理層RS子層多點(diǎn)MAC控制MAC物理層ONTOAMOAMMACdata控制流業(yè)務(wù)流MACMPCPMACMPCPLLIDMPCPMPCPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential

44、 Page 47EPON協(xié)議棧-業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)(上行)OLT鏈路層物理層RS子層多點(diǎn)MAC控制MAC物理層鏈路層物理層RS子層多點(diǎn)MAC控制MAC物理層ONTMACDadaOAMOAMMACData上行數(shù)據(jù)不能立即發(fā)送，必必須先放到緩存里，何時(shí)發(fā)送由多點(diǎn)多點(diǎn)MAC控制控制決定等我收到了OLT發(fā)給我的“授權(quán)”，數(shù)據(jù)才能向OLT發(fā)送MPCP授權(quán)：你發(fā)800吧！800字節(jié)Go ！LLID最后，我還要報(bào)告一下：我倉(cāng)庫(kù)里還有1100呢 ！MPCP我還有1100要發(fā)呢，下次多關(guān)照一下！這次我發(fā)完了關(guān)斷上行光HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential P

45、age 48發(fā)現(xiàn)時(shí)間窗口隨機(jī)延遲時(shí)間開(kāi)始REGISTER_REQREGISTERGATEREGISTER_ACK廣播通道單播通道OLTONTGateONU注冊(cè)l步驟1：OLT通過(guò)廣播一個(gè)發(fā)現(xiàn)GATE消息來(lái)通知ONU發(fā)現(xiàn)窗口的周期。l步驟2：ONU發(fā)送含MAC地址的注冊(cè)請(qǐng)求消息。l步驟3：注冊(cè)O(shè)NU，分配和制定LLID。綁定MAC和LLID目的目的MAC: 組播MAC授權(quán)內(nèi)容：授權(quán)內(nèi)容：如果你是已注冊(cè)的，不要發(fā)數(shù)據(jù)，如果你還沒(méi)注冊(cè)，請(qǐng)?jiān)谀硶r(shí)間內(nèi)注冊(cè)！目的目的MAC: OLT的MAC源源MAC: ONT的MAC內(nèi)容：內(nèi)容：我要注冊(cè) _！我要注冊(cè) ！我要注冊(cè) ！我已經(jīng)注冊(cè) 過(guò)！我會(huì)保持沉默的。OLT

46、學(xué)到學(xué)到ONT的的MAC,分配分配一個(gè)一個(gè)LLID,并并做相關(guān)綁定后做相關(guān)綁定后給給ONT發(fā)送發(fā)送LLID目的目的MAC:組播MAC源源MAC: OLT的MAC內(nèi)容：內(nèi)容：MACA: LLID=10MACB: LLID=11MACC: LLID=12我LLID=10 ！存起來(lái)！我LLID=11 ！存起來(lái)！目的目的MAC:ONTA的MAC源源MAC: OLT的MAC內(nèi)容：內(nèi)容：MACA的 LLID=10，如果正確，收到請(qǐng)回答。我是MACALLID=10 ！我來(lái)回答！目的目的MAC:OLT的MAC源源MAC: ONTA的MAC內(nèi)容：內(nèi)容：我是MACA，我的 LLID=10，完全正確,Over !A

47、BHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 49GATE和REPORT交互過(guò)程lGATE消息指示消息指示ONU的發(fā)送窗口，包括窗的發(fā)送窗口，包括窗口的開(kāi)始時(shí)間和長(zhǎng)度。當(dāng)口的開(kāi)始時(shí)間和長(zhǎng)度。當(dāng)ONU的的LocalTime計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)器和GATE消息中的消息中的StartTime相同時(shí)，相同時(shí)，ONU開(kāi)始發(fā)送。開(kāi)始發(fā)送。ONU將給結(jié)束發(fā)送留有足夠的余量，從而保證將給結(jié)束發(fā)送留有足夠的余量，從而保證在授權(quán)長(zhǎng)度間隔用完前關(guān)閉激光器。在授權(quán)長(zhǎng)度間隔用完前關(guān)閉激光器。 lREPORT用于上報(bào)帶寬的需求，也可用來(lái)用于上報(bào)帶寬的需求，也可用來(lái)為

48、為OLT安裝看門(mén)狗定時(shí)器（安裝看門(mén)狗定時(shí)器（watchdog Timer）。即使沒(méi)有帶寬請(qǐng)求，也應(yīng)該周）。即使沒(méi)有帶寬請(qǐng)求，也應(yīng)該周期性的產(chǎn)生報(bào)告，這將保證期性的產(chǎn)生報(bào)告，這將保證OLT的看門(mén)狗的看門(mén)狗定時(shí)器不會(huì)因超時(shí)注銷定時(shí)器不會(huì)因超時(shí)注銷ONU。為了保證該。為了保證該機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)，OLT將周期性地向?qū)⒅芷谛缘叵騉NU授授權(quán)。權(quán)。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 50EPON DBA的實(shí)現(xiàn)過(guò)程lOLT的MPCP會(huì)下發(fā)Gate消息給ONU，允許ONU可以進(jìn)行發(fā)現(xiàn)消息的發(fā)送和正常數(shù)據(jù)的發(fā)送。 l在正常發(fā)送窗

49、口內(nèi)，ONU可以報(bào)告針對(duì)每個(gè)802.1Q優(yōu)先級(jí)隊(duì)列所需的上行帶寬。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 51DBA舉例(b)lONU1發(fā)送數(shù)據(jù)6000 bytes 。 l發(fā)送完數(shù)據(jù),ONU1發(fā)出request信號(hào),表明buffer還有550bytes 。lOLT根據(jù)RTT時(shí)間,計(jì)算出ONU1的發(fā)送完成時(shí)間,并提前給ONU2發(fā)送grant信號(hào),允許ONU2發(fā)送3200bytes。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 52DBA舉例(c)(1)lOLT收到ONU1的請(qǐng)求后,更新polling table 。 lONU2發(fā)送數(shù)據(jù),并請(qǐng)求下一次的帶寬(5700bytes) 。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 53DBA舉例(d)lOLT根據(jù)表中的RTT計(jì)算出ONU2發(fā)送完的時(shí)間,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻發(fā)送grant允許ONU3發(fā)送數(shù)據(jù)。 lONU3發(fā)送數(shù)據(jù),并請(qǐng)求下一次帶寬(4400bytes),OLT更新polling table中ONU2的數(shù)據(jù)。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.H