接入網(wǎng)經(jīng)典教程課件

1、通信網(wǎng)與交換技術(shù)第三章：接入網(wǎng)技術(shù)7/17/20221概述7/17/20222概述談?wù)勀闼眠^的上網(wǎng)方式7/17/20223概述“Last kilometer” last but not the least！7/17/202241.接入網(wǎng)的基本概念1.1 定義（SNI,Service Node Interface）業(yè)務(wù)節(jié)點接口 圖6.2接入網(wǎng)在通信網(wǎng)中的位置 7/17/202251.接入網(wǎng)的基本概念1.1 定義接入網(wǎng)物理參考模型 FPDP7/17/202261.接入網(wǎng)的基本概念1.1 定義接入網(wǎng)可由3個接口界定，即網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)由SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點相連，用戶側(cè)由UNI與用戶相連，管理方面則經(jīng)Q3接口與

2、電信管理網(wǎng)（TMN）相連。各網(wǎng)絡(luò)實體之間的連接關(guān)系如圖6.3所示。圖6.3接入網(wǎng)的定界提供業(yè)務(wù)的實體,如交換機、特定配置的點播電視、廣播電視業(yè)務(wù)節(jié)點等?？煞譃橹С謫我唤尤氲腟NI和綜合接入的SNI。支持單一接入的標(biāo)準(zhǔn)化接口主要有提供ISDN基本速率（2B+D）的V1接口和一次群速率（30B+D）的V3接口，支持綜合業(yè)務(wù)接入的接口目前有V5接口，包括V5.1接口、V5.2接口。要支持目前網(wǎng)絡(luò)所能夠提供的各種接入類型和業(yè)務(wù)，而不能限制現(xiàn)有的業(yè)務(wù)和接入類型。7/17/20227通俗地講，所謂接入網(wǎng)就是指本地交換機（或遠(yuǎn)端模塊局）和用戶終端設(shè)備之間所有設(shè)備和傳輸介質(zhì)構(gòu)成的傳輸系統(tǒng)。1.接入網(wǎng)的基本概念

3、1.1 定義7/17/20228業(yè)務(wù)的透明傳送接入網(wǎng)對于所接入的業(yè)務(wù)提供承載能力，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的透明傳送。信令的透明傳送接入網(wǎng)對用戶信令是透明的，除了一些用戶信令格式轉(zhuǎn)換外，信令和業(yè)務(wù)處理的功能依然在業(yè)務(wù)節(jié)點中。無條件服務(wù)接入網(wǎng)的引入不應(yīng)限制現(xiàn)有的各種接入類型和業(yè)務(wù)，接入網(wǎng)應(yīng)通過有限的標(biāo)準(zhǔn)化的接口與業(yè)務(wù)節(jié)點相連。獨立的管理接入網(wǎng)有獨立于業(yè)務(wù)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口連接TMN，TMN實施對接入網(wǎng)的操作、維護(hù)和管理。1.接入網(wǎng)的基本概念1.1 定義重要特征7/17/202291.接入網(wǎng)的基本概念1.2 接入網(wǎng)的分類根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同，接入技術(shù)可以分為：有線接入技術(shù)銅雙絞線接入光纖接入

4、混合接入無線接入技術(shù)固定無線接入移動無線接入7/17/2022102.銅雙絞線接入過去的做法：加裝MODEM，33bps(最高56bps)WHY交換機不買賬！Digital Subscriber Line7/17/2022112.銅雙絞線接入2.1 DSL分類按是否支持對稱傳輸來劃分：非對稱傳輸?shù)腁DSL、VDSL和RADSL支持對稱傳輸?shù)腎DSL、HDSL、SDSL、UDSL和G.SHDSL。7/17/2022122.銅雙絞線接入2.1 DSL分類7/17/202213測量室、模塊局?jǐn)?shù)據(jù)機房數(shù)據(jù)模塊語音模塊用戶端口端子模塊DSLAM用戶城域網(wǎng)ADSLModemADSL線路連接示意圖橫排直列用

5、戶端口用戶端口分離器分離器外線交接箱配線主干橫排橫排直列直列程控交換機電話機房分離器電話機電腦BAS分離器2.銅雙絞線接入2.2 ADSL7/17/202214用戶端分離器MODEM（ATU-C,ADSL Transmission Unit-Central）局端(DSLAM, DSL Access Multiplexer數(shù)字用戶線接入復(fù)用器 )分離器MODEM(ATU-R, ADSL Transmission Unit-Remote)每個用戶的ADSL modem都與DSLAM的一個端口相對應(yīng)，它從多個ADSL modem連接收取信號，將其轉(zhuǎn)換到一條連接到互聯(lián)網(wǎng)的高速線路和設(shè)備上 ?？蛻舳撕途?/p>

6、端設(shè)備7/17/202215DSLAM7/17/202216機房、模塊局主干電纜配線電纜配線電纜到1號樓到2號樓 2#-1-502下戶線用戶家ADSL 機房到用戶端鏈路7/17/202217局端和用戶端的收發(fā)MUL:局端復(fù)用器FEC編碼：前向糾錯編碼，由接收端負(fù)責(zé)驗證 POTS:PlainOldTelephoneService，模擬電話業(yè)務(wù)DMUL:用戶端分接器7/17/202218ADSL的核心技術(shù)DMT=7/17/202219Hz26KPOTS138K1104K4K上行下行 DMT(Discrete Multi-Tone )即離散多音頻調(diào)制，它是一種多載波調(diào)制技術(shù)，其核心的思想是將整個傳輸

7、頻帶分成若干各子信道，每個子信道對應(yīng)不同頻率的載波，在不同的載波上分別進(jìn)行QAM調(diào)制，不同信道上傳輸?shù)男畔⑷萘浚疵總€載調(diào)制的數(shù)據(jù)信號）根據(jù)當(dāng)前子信道的傳輸性能決定。DMT7/17/202220DMT04kHz為語音頻段，用于普通電話業(yè)務(wù)的傳輸ADSL的DMT調(diào)制將其他的頻帶被分成255個子載波，子載波之間頻率間隔為4.3125kHz，容限為50fm。在每個子載波上分別進(jìn)行QAM調(diào)制形成一個子信道低頻一部分子載波用于上行數(shù)據(jù)的傳輸高頻部分子載波用于下行信號傳輸，上、下行載波的分離點由具體設(shè)備設(shè)定，如果設(shè)備采用回波抵消法，則上、下行信號會共用部分子載波。7/17/202221DMT圖6.8DMT

8、調(diào)制基本結(jié)構(gòu) 7/17/202222 系統(tǒng)初始化過程和功率調(diào)整 DMT調(diào)制技術(shù)提供了子信道傳輸速率自適應(yīng)和動態(tài)調(diào)整的具體實現(xiàn):初始化過程中的收發(fā)器訓(xùn)練、子信道分析和運行中的功率調(diào)整來實現(xiàn)的。 DMT7/17/202223 目前ADSL用戶接入系統(tǒng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)傳送模式主要有兩種：ATM傳輸模式 采用ATM傳送模式的ADSL接入系統(tǒng)中，局端DSLAM設(shè)備上行鏈路的數(shù)據(jù)接口通常為標(biāo)準(zhǔn)的ATM接口，并可直接或通過本地傳輸網(wǎng)絡(luò)與ATM交換機相連。ADSL傳輸系統(tǒng)承載的傳送數(shù)據(jù)格式為ATM信元。接入系統(tǒng)的用戶端RTU設(shè)備上通?？商峁〢TM接口或以太網(wǎng)10Mbit/s的應(yīng)用接口。這種模式增加了設(shè)備復(fù)雜度，提高

9、了成本，不利于寬帶IP接入。 ADSL的傳送模式7/17/202224 Packet傳輸模式 采用Packet傳送模式的ADSL接入系統(tǒng)中，局端DSLAM設(shè)備的上行鏈路數(shù)據(jù)接口和用戶端RTU設(shè)備的用戶數(shù)據(jù)接口均為目前流行的以太網(wǎng)接口。ADSL傳輸系統(tǒng)承載的傳判斷數(shù)據(jù)格式通?？筛鶕?jù)局端和用戶端設(shè)備的功能變化而分別采用可變長度的第二層以太網(wǎng)幀或第三層IP包。這樣ADSL終端成了IP終端，IP包經(jīng)過DMT調(diào)制后通過電話線傳輸?shù)骄侄耍?jīng)解調(diào)后進(jìn)入以太交換機，再通過路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)。這樣做可以大大簡化設(shè)備，降低成本。ADSL的傳送模式7/17/2022253. 光纖接入概述What？所謂光纖接入網(wǎng)（O

10、AN）就是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，泛指本地交換機或遠(yuǎn)端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。7/17/2022263. 光纖接入概述Why？帶寬優(yōu)勢與雙絞線和同軸纜相比，光纖的理論帶寬幾乎是無限的單個波長可傳輸10Gb/s，采用波分復(fù)用可傳輸更高的速率長距離傳輸優(yōu)勢衰減很小，不加中繼的距離現(xiàn)在可達(dá)數(shù)百公里 抗惡劣環(huán)境優(yōu)勢抗腐蝕能力強，不受電磁波干擾 安全性優(yōu)勢盜接線頭困難，不易盜聽7/17/2022271Mbps3M8M25M100MADSL / ADSL2+ 基于銅線ADSL2+ / VDSL2 基于銅線PON / P2P 基于光纖Internet接入技術(shù)業(yè)務(wù)數(shù)字家庭3km2

11、km5km距離2003年2006年視頻會議游戲SDTV視頻會議SDTVVoDHDTVVoDHDTV2010年2000年解決了雙絞線接入的帶寬瓶頸問題 ；解決了雙絞線接入的長距離覆蓋的問題；全光纖接入可以滿足用戶長距離、高帶寬、全業(yè)務(wù)的需求When？3. 光纖接入概述7/17/202228How?3. 光纖接入概述7/17/202229OLT(optical line terminal,光線路終端 )提供與中心局設(shè)備的接口（光電轉(zhuǎn)換、物理接口）提供與ODN的光接口分離不同的業(yè)務(wù)對眾多的ONU進(jìn)行管理和指配ODN（Optical Distribution Node ）為OLT和ONU之間提供光傳輸

12、技術(shù)由光連接器和光分路器OBD(Optical Branching device）組成完成光信號功率的分配及光信號的分、復(fù)接功能ONU （Optical Network Unit,光網(wǎng)絡(luò)單元） 提供用戶到接入網(wǎng)的接口（光電轉(zhuǎn)換、物理接口） 提供用戶業(yè)務(wù)適配功能（速率適配、信令轉(zhuǎn)換）AF(Adaptive Function)ONU和用戶設(shè)備提供適配功能 3. 光纖接入概述7/17/2022307/17/202231SNI為業(yè)務(wù)節(jié)點接口，UNI為用戶網(wǎng)絡(luò)接口，Q3為網(wǎng)絡(luò)管理接口；S為光發(fā)送參考點，與ONU/OLT光發(fā)送端相鄰；R為光接收參考點，與ONU/OLT光接入端相鄰；V為業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)接口參考點；

13、T為用戶網(wǎng)絡(luò)接口參考點；a為AF與ONU間的參考點。3. 光纖接入概述7/17/2022323. 光纖接入3.1 應(yīng)用類型按照ONU在光接入網(wǎng)中所處的具體位置不同，可以將OAN劃分為3種基本不同的應(yīng)用類型7/17/2022333. 光纖接入3.1 應(yīng)用類型光纖到路邊（FTTC, Fiber-To-The-Curb ）光纖化程度已十分靠近用戶，因而可以較充分地享受光纖化所帶來的一系列優(yōu)點，諸如節(jié)省管道空間，易于維護(hù)，傳輸距離長，帶寬大等。從維護(hù)運行的觀點仍不理想。對于將來需要同時提供窄帶和寬帶業(yè)務(wù)時，這種結(jié)構(gòu)就不夠理想了。光纖到樓（FTTB, Fiber-To-The-Building ）FTT

14、B也可以看作是FTTC的一種變型，不同處在于將ONU直接放到樓內(nèi)（通常為居民住宅公寓或小企事業(yè)單位辦公樓），再經(jīng)多對雙絞線將業(yè)務(wù)分送給各個用戶。7/17/2022343. 光纖接入3.1 應(yīng)用類型光纖到家（FTTH）和光纖到辦公室（FTTO）在原來的FTTC結(jié)構(gòu)中，如果將設(shè)置在路邊的ONU換成無源光分路器，然后將ONU移到用戶家即為FTTH結(jié)構(gòu)。 FTTO主要用于大企事業(yè)用戶，業(yè)務(wù)量需求大，因而結(jié)構(gòu)上適于點到點或環(huán)型結(jié)構(gòu)。而FTTH用于居民住宅用戶，業(yè)務(wù)量需求很小，因而經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)必須是點到多點方式。主要特點： 全透明光網(wǎng)絡(luò)，對傳輸制式、帶寬、波長和傳輸技術(shù)沒有任何限制，適于引入新業(yè)務(wù)； 無有源

15、電子設(shè)備，ONU安裝在住戶處，環(huán)境條件大為改善，可以采用低成本元器件； ONU可以本地供電，降低成本，維護(hù)成本也低； 用戶真正有了名副其實的寬帶鏈路，便于采用各種WDM或FDM技術(shù)真正發(fā)掘光纖巨大潛在帶寬的工作才有可能。 7/17/202235光纖到戶后的業(yè)務(wù)和應(yīng)用延伸光纖分路器ONU(家庭)家庭網(wǎng)關(guān)時代：占領(lǐng)桌面就是占領(lǐng)用戶網(wǎng)絡(luò)時代：接入網(wǎng)及家庭網(wǎng)絡(luò)就是占領(lǐng)新業(yè)務(wù)和新應(yīng)用的市場7/17/202236家庭網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)形態(tài)7/17/20223738家庭網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用智能家居系統(tǒng)7/17/202238智能交互終端主界面： 包含智能家居、智能用電、自助繳費、視頻電話、社區(qū)生活、訂購消費、醫(yī)療服務(wù)、模式

16、設(shè)定等內(nèi)容。39家庭網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用智能家居系統(tǒng)7/17/20223940家庭網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用智能家居系統(tǒng)7/17/202240光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是指網(wǎng)絡(luò)的空間布局和幾何形狀，表示了網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的相互位置與相互連接的情況。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)功能、造價及可靠性等具有重要影響。其基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是: 星形總線形樹形環(huán)形7/17/202241圖5-2 光接入網(wǎng)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7/17/202242光接入網(wǎng)的分類AON：有源光網(wǎng)絡(luò)Active Optical Network接入網(wǎng)內(nèi)含有源器件是主干網(wǎng)技術(shù)的延伸SDH、PDH、ATM、等等PON：無源光網(wǎng)絡(luò)Passive Optical

17、Network接入網(wǎng)內(nèi)不含有源器件是專門為接入網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)基于ATM的APON基于以太網(wǎng)的EPON7/17/202243有源光網(wǎng)絡(luò)(AON) 無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)基于PDH 的AON基于SDH 的AON基于ATM的APON基于以太網(wǎng)的EPON 兩者的分路方式不同，AON用電復(fù)用器；可為PDH、SDH或ATM，PON用無源光分路器。光接入網(wǎng)(OAN)分為：7/17/202244我們來看看,什么是PON?Passive Optical Network 無源光網(wǎng)絡(luò)OLTONUOptical Line Terminal 光線路終端Optical Network Unit 光網(wǎng)絡(luò)單元 PSTNInter

18、netONUONUPON由光線路終端OLT（Optical Line Terminal）、光網(wǎng)絡(luò)單元 ONU（ Optical Network Unit）和無源分光器POS（Passive Optical Splitter）組成；Passive Optical Splitter 無源分光器ONU Optical Network Unit 光網(wǎng)絡(luò)單元 ONT Optical Network Terminal 光網(wǎng)絡(luò)終端ODN Optical Distribution Network 光分配網(wǎng)絡(luò) OLT Optical Line Terminal 光線路終端WDM Wavelength Divis

19、ion Multiplex Module 波分復(fù)用模塊接口7/17/202245無源光網(wǎng)絡(luò)PON Passive Optical Network ，是指在OLT和ONU之間的光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)，沒有任何有源電子設(shè)備。實現(xiàn)點對多點的光纖接入網(wǎng)。PON由早期的窄帶接入PON(NPON)發(fā)展到目前的寬帶接入PON(BPON)， BPON又包括基于ATM的APON及基于以太的EPON。7/17/202246PON的背景有源光網(wǎng)絡(luò)需要電信級機房需要：供電、防雷接地、安全值守等等中小型用戶的高性能接入，需要無源光網(wǎng)絡(luò)無源光網(wǎng)絡(luò)的類型APON：基于ATM的PONITU-T G.983,1-1998 FSA

20、NGPONGigabit PON，G.984-2003，用于替換APONEPON：基于Ethernet的PONIEEE 802.3ah-2004 ，EFM7/17/202247特點PON是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)避免了有源設(shè)備的電磁干擾和雷電影響無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)靈活，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。無源光網(wǎng)絡(luò)擴容比較簡單價格低、安裝維護(hù)方便、節(jié)省了維護(hù)成本；業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號缺點是一次性投入成本較高；其樹型結(jié)構(gòu)使保護(hù)功能成本較高；傳輸距離及容量受限。7/17/202248PON原理數(shù)據(jù)復(fù)用PON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸（強制）。為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號

21、，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。1490nm1310nm7/17/202249PON原理下行數(shù)據(jù)廣播方式7/17/202250PON原理上行數(shù)據(jù)TDMA方式7/17/202251高檔別墅、高檔小區(qū)FTTHPage 52高檔公寓樓別墅、高檔小區(qū)1、投資有收益的高端住宅用戶，直接采用光纖入戶，開展IPTV、高速上網(wǎng)、互動游戲、IP語音等多重業(yè)務(wù)。差異化接入手段發(fā)展高端用戶，以試點為主；2、OLT部署在局端機房（建議模塊局以上），節(jié)約主干光纖，降低維護(hù)成本。小區(qū)或大樓內(nèi)分光，ONU可以部署在用戶房間，也可以部署在樓道或者弱電間。局端機房小區(qū)機房Splitt

22、er1 x NSplitter1 x NIPTVPCPhoneHG850HG850OLT7/17/202252EPON應(yīng)用場景視頻監(jiān)控Page 531、視頻監(jiān)控類項目對上行帶寬需求高，終端數(shù)量大，分布廣泛，EPON覆蓋距離廣，節(jié)約光纖，帶寬高，是實現(xiàn)視頻監(jiān)控的合適技術(shù)。2、采用EPON作為全球眼的承載網(wǎng)絡(luò)，還具有高可靠、抗干擾、維護(hù)方便的優(yōu)點。3、需要ONU具備一定的環(huán)境適應(yīng)能力，滿足室外應(yīng)用要求MA5680T局端機房Splitter1 x NONUEPON交接箱7/17/202253EPON應(yīng)用場景村通組網(wǎng)Page 54縣市/鄉(xiāng)鎮(zhèn)1、村通項目的特點就是接入網(wǎng)點分散，單點用戶數(shù)量較少，寬帶需求

23、量較小，ARPU值低，環(huán)境復(fù)雜，一般沒有機房或者機房條件較差2、EPON的樹型組網(wǎng)方式充分適應(yīng)農(nóng)村地形特點，有效節(jié)約光纖，終端可以提供GE接口，能夠充分滿足農(nóng)村寬窄帶需求，結(jié)合室外機柜極大降低農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本3、無源組網(wǎng)可靠性高，維護(hù)成本低，停電節(jié)點不會對其他節(jié)點造成影響MA5680T局端機房村屯遠(yuǎn)端寬窄帶接入設(shè)備ONU村莊村莊Splitter1 x NSplitter1 x NGESBUMSANPOTSE1802060407/17/202254Why EPON?Questions:在PON的眾多技術(shù)中,為什么我們要選用EPON來作為接入網(wǎng)FTTH（光纖到戶）方案?APON:由于二層采用的是A

24、TM封裝和傳送技術(shù)，所以存在帶寬不足，技術(shù)復(fù)雜，承載IP業(yè)務(wù)效率在協(xié)議上就先天不足。GPON：二層采用GFP（通用成幀規(guī)程）對ethernet、TDM、ATM等進(jìn)行封裝映射，速率高（上下行能達(dá)到2.5G），協(xié)議比EPON成熟。牛，牛的不行。就是太貴（技術(shù)復(fù)雜、成本太高），咱老百姓用不起。EPON：二層采用ethernet封裝，對現(xiàn)在的IP業(yè)務(wù)支持的最好，產(chǎn)品成熟度高，成本最低。就是它了。我選擇，我喜歡。7/17/202255EPON fantasy ！EPON的優(yōu)點總結(jié)相對成本低，維護(hù)簡單，容易擴展，易于升級。提供非常高的帶寬。 服務(wù)范圍大。 帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。 7/17/202256

25、How does EPON work?Questions:EPON這么好，那么它是怎么在接入網(wǎng)工作的呢？它的結(jié)構(gòu)是怎么樣的？7/17/202257接入路由器L2/L3交換機How does EPON work?HOUSEENTERPRISEBUILDINGNETWOK ManagementPSTNInternetBASVoice GatewayPOSPOS城域網(wǎng)IP TVE-PhonePCE-Phone接入路由器CDNPC視頻電話PCIP TVPCL2/L3交換機視頻電話接入路由器ROUTEROLTOLTONU匯聚層接入?yún)R聚層接入層典型的EPON系統(tǒng)CATVPOS,Passive optica

26、l splitter ,無源分光器7/17/202258How does EPON work?下行波長中還有一個1550nm的波長，用來模擬電視信號7/17/202259How does EPON work?小明說：下行的數(shù)據(jù)是廣播，那各個OUN是怎么區(qū)分是不是自己的數(shù)據(jù)呢？小白說：我家要接光網(wǎng)絡(luò)寬帶了，新加入的OUN怎么獲得自己上行數(shù)據(jù)的時間呢？Lucy說：下行廣播？那別人不是就可以知道我上網(wǎng)在干什么了Lily說：OUN和OLT的距離肯定都是不一樣的，那會不會由于“時差”造成上行數(shù)據(jù)撞車呢？7/17/202260LLID小明的問題:下行的數(shù)據(jù)是廣播，那各個OUN是怎么區(qū)分是不是自己的數(shù)據(jù)呢？

27、答：下行的每一個數(shù)據(jù)幀的幀頭包含前面注冊時分配的、特定ONU的邏輯鏈路標(biāo)識（LLID），該標(biāo)識表明本數(shù)據(jù)幀是給ONU（ONU1、ONU2、ONU3ONUn）中的唯一一個。當(dāng)數(shù)據(jù)信號到達(dá)ONU時，ONU根據(jù)LLID，在物理層上做判斷，接收給它自己的數(shù)據(jù)幀，摒棄那些給其它ONU的數(shù)據(jù)幀。 注：這里引入了一個新的問題OUN是怎么注冊的？7/17/202261帶寬分配小白的問題:新加入的OUN怎么獲得自己上行數(shù)據(jù)的時間呢？答：當(dāng)ONU在注冊時成功后，OLT會根據(jù)系統(tǒng)的配置，給ONU分配特定的帶寬，（在采用動態(tài)帶寬調(diào)整時，OLT會根據(jù)指定的帶寬分配策略和各個ONU的狀態(tài)報告，動態(tài)的給每一個ONU分配帶寬

28、，動態(tài)帶寬調(diào)整的進(jìn)一步說明后面講）。帶寬對于PON層面來說，就是多少可以傳輸數(shù)據(jù)的基本時隙，每一個基本時隙單位時間長度為16ns。 注：這里又引入了一個新的問題OLT是根據(jù)什么機制來通知OUN已分配的帶寬7/17/202262下行廣播的安全問題Lucy的問題:下行廣播，如何保證用戶數(shù)據(jù)的安全性？答：硬件方面：所有的ONU接入的時候，系統(tǒng)可以對ONU進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證信息，可以是ONU的一個唯一標(biāo)識（如MAC地址或者是預(yù)先寫入ONU的一個序列號），只有通過認(rèn)證的ONU，系統(tǒng)才允許其接入。協(xié)議方面（這個是最主要的方法）：對于給特定ONU的數(shù)據(jù)幀，其它的ONU也會收到數(shù)據(jù)，在收到數(shù)據(jù)幀后，首先會比較LL

29、ID（處于數(shù)據(jù)幀的頭部）是不是自己的，如果不是，就直接丟棄，數(shù)據(jù)不會上二層，這是在芯片層實現(xiàn)的功能，對于ONU的上層用戶，如果想竊聽到其它ONU的信息，除非自己去修改芯片的實現(xiàn)。軟件方面：加密，對于每一對ONU與OLT之間，可以啟用128位的AES加密。各個ONU的密鑰是不同的。策略方面：VLAN隔離，通過VLAN方式，將不同的用戶群、或者不同的業(yè)務(wù)限制在不同的VLAN，保障相互之間的信息隔離。 注：又有新問題了，EPON在二層承載的是以太網(wǎng)幀，以太網(wǎng)幀里是沒有地方讓給LLID這個字段的，那么LLID是怎么實現(xiàn)的呢？7/17/202263測距、時隙補償Lily的問題:OUN和OLT的距離肯定都

30、是不一樣的，那會不會由于“時差”造成上行數(shù)據(jù)撞車呢？答：傳統(tǒng)以太網(wǎng)中使用以太網(wǎng)幀的前導(dǎo)碼來同步數(shù)據(jù)，而EPON中的上行是采用分時發(fā)送的方式。EPON中采用測距和時隙補償?shù)姆绞絹韺崿F(xiàn)ONU和OLT的時間同步。 注：又來了，OLT和ONU是用什么方式來測距？怎么實現(xiàn)時隙補償?shù)哪兀?/17/202264MPCP強大的MPCP7/17/202265MPCPMPCP：Multipoint control protocol （多點控制協(xié)議）EPON系統(tǒng)是一種典型的點到多點傳輸/接入設(shè)備,采用MPCP,可以實現(xiàn)一個可控制的網(wǎng)絡(luò)配置,如光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的自動發(fā)現(xiàn)、終端站點的帶寬分配及查詢、監(jiān)控等. MPC

31、P在MAC控制層實現(xiàn) 在EPON中MPCP和現(xiàn)有的以太網(wǎng)兼容 傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀格式仍然被保留 7/17/202266MPCPDUMPCP：Multipoint control protocol （多點控制協(xié)議）MPCP有5種消息幀GateReportRegister-requestRegisterRegister-ACK下面我們來看一下MPCP是如何通過這5種MPCPDU來解決前面我們提出的問題的。7/17/202267ONU的注冊和自動發(fā)現(xiàn)第一步：OLT發(fā)送一條“Discovery Gate”消息,消息的內(nèi)容包括用于發(fā)現(xiàn)的授權(quán)(Grant),包括其長度和開始時間,還有物理層的一些參數(shù),如AGC

32、建立時間、CDR鎖定時間等. OLT大聲對周圍喊：”我是華為公司的HR大L，有沒有人要加進(jìn)來啊，要的在明天12點到1點把簡歷給我?，F(xiàn)在是北京時間12點整“7/17/202268ONU的注冊和自動發(fā)現(xiàn)第二步：新加入的OUN,發(fā)送”Register-request“給OLT，在其中包括了ONU的能力矢量(Capability Vector)和物理層的一些參數(shù). 第二天12點半，小O把簡歷交給了大L。7/17/202269ONU的注冊和自動發(fā)現(xiàn)第三步：OLT接收到后，經(jīng)過驗證，給ONU發(fā)Register，消息的內(nèi)容包括分配給這個ONU的LLID值、OLT所支持的ONU能力、對ONU能力及物理層參數(shù)的

33、回應(yīng)等. 大L電話通知小O：你的資料我看過，行，你的工號是9527，一會郵件告訴你上班時間。7/17/202270ONU的注冊和自動發(fā)現(xiàn)第四步：ONU收到Register后，經(jīng)過驗證，給OLT發(fā)Register-ACK,消息的內(nèi)容包括被ONU所支持和確認(rèn)的OLT能力、ONU對被分配的LLID和被設(shè)置的物理層參數(shù)的回應(yīng)等. 小O回答：我知道了，很高興加入。7/17/202271ONU的注冊和自動發(fā)現(xiàn)問題1： OUN是怎么注冊的？答：如圖所示的4步曲，就是OUN的注冊過程。7/17/202272ONU的注冊和自動發(fā)現(xiàn)問題2： OLT是根據(jù)什么機制來給OUN分配帶寬的？答：如圖所示，在注冊過程中，O

34、LT在發(fā)送Register后，還會發(fā)送一個Gate報文（GateMPCPDU），在這個包中包括授權(quán)的數(shù)目、授權(quán)的開始時間及其長度等信息,這樣OUN上行的數(shù)據(jù)包和控制包的發(fā)送時隙就可以被確定，從而實現(xiàn)各個ONU的有序發(fā)送. 大L給小O發(fā)的郵件：請于2012年12月21日前到公司來報道，合同為期半年。7/17/202273測距和時隙補償問題3： OLT和ONU是用什么方式來測距？怎么實現(xiàn)時隙補償?shù)哪?？答?，OLT在絕對時間T1時，發(fā)出一個GATE包，時戳字段的值為T12，ONU在絕對時間T2時收到這個GATE包，把本地時間調(diào)整為T13，在絕對時間T3時，OUN發(fā)送一個REPORT包，時戳字段的值

35、為T44，在絕對時間T5，OLT收到這個REPROT包5，通過該響應(yīng)幀OLT不但能獲得ONU的參數(shù)，還能計算出OLT與ONU之間的信道延時RTTT2T1T5T3T5T4。 （T4=T3-T2+T1）GATEREPORT7/17/202274MPCPMPCP：Multipoint control protocol （多點控制協(xié)議）前面提到的問題： EPON在二層承載的是以太網(wǎng)幀，以太網(wǎng)幀里是沒有地方定義了LLID這個字段的，跟LLID一樣，像時間戳字段也在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)中沒有定義，那么LLID和時間戳在哪？答：MPCP是在二層實現(xiàn)的，它在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀的基礎(chǔ)上，做了擴展。7/17/20227

36、5MPCP的幀結(jié)構(gòu)首先我們來看一下傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)（Ethernet II）前導(dǎo)碼(8 byte)目的MAC(6 byte)源MAC(6 byte)類型(2 byte)數(shù)據(jù)(46-1500 byte)CRC(4 byte)前導(dǎo)碼：共8字節(jié)，前7個字節(jié)由01間隔組成。用于通知目標(biāo)站作好接受準(zhǔn)備。最后一個字節(jié)是SOF（幀首定界符）以兩個連續(xù)的代碼1結(jié)尾，表示一個幀的開始7/17/202276MPCP的幀結(jié)構(gòu)現(xiàn)在我們看一下MPCP的幀結(jié)構(gòu)Mode(1 bit)+LLID(15 bit)CRC(1 byte)目的MAC(6 byte)源MAC(6 byte)類型(2 byte)(88 08)操作碼（

37、2 byte）時戳(4 byte)數(shù)據(jù)(40 byte)CRC(4 byte)前導(dǎo)碼：1bit的模式位，用來標(biāo)示是P2P模式還是廣播方式,LLID是邏輯鏈路標(biāo)記（第6、7字節(jié)）. 00-02:Gate00-03:Report00-04:Register-request00-05:Register00-06:Register-ACKMPCP的類型值：88-08前面說的那個時間戳字段，用來使OLT和OUN同步各個參數(shù)和狀態(tài)等信息在這里體現(xiàn)，不使用時為全07/17/202277ONU和OLT的行為DBA(Dynamically Bandwidth Assignment )：動態(tài)帶寬分配前面我們說過，

38、EPON支持DBA，他是通過MPCP來實現(xiàn)的。它是如何操作的呢？要解釋這個問題，就要從OUN和OLT的行為說起。7/17/202278ONU和OLT的行為OLT和ONU通過MPCP實現(xiàn)動態(tài)帶寬分配的行為：OLT上電后，會周期性的產(chǎn)生下發(fā)”發(fā)現(xiàn)窗口“（Discovery Gate）未注冊的OUN在接到Discovery Gate后，與OLT一起完成注冊過程（前面我們講過的），OUN與OLT同步時間，測距，獲得LLID。在注冊過程中，OUN會接到OLT給他的一個授權(quán)”Gate“，這個Gate中指定了一個給OUN的最小帶寬，用于OUN的管理。OLT還會周期性的下發(fā)一個GATE消息，與已經(jīng)注冊的OUN

39、進(jìn)行全局時間同步。已經(jīng)注冊的OUN在給自己分配的帶寬時間內(nèi)，上報一個Report消息。這個消息內(nèi)說明了目前自己需要的帶寬。OLT根據(jù)自己配置的規(guī)則，下發(fā)GATE消息給OUN，給OUN指定一個發(fā)送帶寬。OLT是領(lǐng)導(dǎo)，下屬OUN們可以提需求，給不給、給多少還是領(lǐng)導(dǎo)說了算7/17/202279MPCP結(jié)束語結(jié)束語EPON系統(tǒng)是一種結(jié)合了成熟的千兆以太網(wǎng)技術(shù)和PON技術(shù)的理想的光接入解決方案,而MPCP是解決EPON系統(tǒng)技術(shù)難點的關(guān)鍵協(xié)議.它通過定義特定的控制幀消息結(jié)構(gòu),可以解決上行信道復(fù)用、測距及時延補償?shù)菶PON的難點問題,同時還能實現(xiàn)對EPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配和靈活的網(wǎng)絡(luò)管理。但是MPCP依然

40、存在一些問題，如：無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理，協(xié)議本身有很多定義不明確的地方（for example:沒有規(guī)定異常處理)，單OUN多LLID問題，QOS的實現(xiàn)方案沒有統(tǒng)一。在EPON中MPCP不是萬能的，但沒有MPCP是萬萬不能的7/17/202280What is OAM?什么是OAM呢？OAM - OperationAdministration and Maintenance。 根據(jù)運營商網(wǎng)絡(luò)運營的實際需要，通常將網(wǎng)絡(luò)的管理工劃分為3大類：操作（Operation）、管理（Administration）、維護(hù)（Maintenance），簡稱OAM。操作主要完成日常網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)進(jìn)行的分析、預(yù)測、規(guī)劃和配

41、置工作；維護(hù)主要是對網(wǎng)絡(luò)及其業(yè)務(wù)的測試和故障管理等進(jìn)行的日常操作活動。 ITU-T對OAM功能進(jìn)行了定義：1）性能監(jiān)控并產(chǎn)生維護(hù)信息，根據(jù)這些信息評估網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性；2）通過定期查詢的方式檢測網(wǎng)絡(luò)故障，產(chǎn)生各種維護(hù)和告警信息；3）通過調(diào)度或者切換到其它的實體，旁路失效實體，保證網(wǎng)絡(luò)的正常運行；4）將故障信息傳遞給管理實體。 7/17/202281EPON中的OAMOAM是一種可以監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、檢查錯誤原因的工具，是每一種接入網(wǎng)絡(luò)都需要具備的，它能幫助運營商有效的管理網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的以太網(wǎng)管理往往采用簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）或者TR069的方法實現(xiàn)。EPON系統(tǒng)作為一個接入網(wǎng)絡(luò)，需要電信級的的管理能力

42、。傳統(tǒng)的SNMP和TR069并不適合EPON，因為SNMP和TR069都是三層IP層以上的協(xié)議，他們使用的前提就是下層網(wǎng)絡(luò)正常，不能對EPON網(wǎng)絡(luò)鏈路層進(jìn)行管理。IEEE802.3委員會在新的以太網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)802.3ah中制定了關(guān)于鏈路層OAM標(biāo)準(zhǔn)。7/17/202282OAM的作用以下問題，就能使用OAM完美的解決電信員工：”老大，我們浦口區(qū)金陵學(xué)院的客戶最近一直抱怨說上網(wǎng)老掉線“（異常診斷）電信老總：”噢，浦口那邊不是客戶用的是華為的ONU.小的們，你們?nèi)ソy(tǒng)計一下，那邊有多少用戶用的是華為的OUN“（狀態(tài)查詢）老板：“所有中毒的設(shè)備，全部重起”（管理操作）7/17/202283EPON中O

43、AM運行機制應(yīng)用層TCP/UDPIPMACPHYMAC客戶端：負(fù)責(zé)802.3MAC數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送OAM客戶端：配置OAM子層，處理接受OAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元（OAMPDU），發(fā)送PDU控制模塊：提供OAM客戶端與OAM子層的接口解析模塊：解析接受到的幀，將OAMPDU送往控制模塊，非OAMPDU發(fā)往上層復(fù)用模塊：將OAMPDU和非OAMPDU復(fù)用并發(fā)送7/17/202284OAM幀結(jié)構(gòu)dst address （6 byte）Src address（6 byte）Type （2 byte）Subtype (1 byte)Flag (2 byte)Code (1 byte)Date (42-1496

44、 byte)CRC (4 byte)DA:OAMPDU中的目的地址是slow-protocols-multicast地址SA：發(fā)出OAMPDU的源MAC地址類型：88-09（慢協(xié)議類型）（什么是慢協(xié)議？）子類型：03（OAM）標(biāo)示：包含狀態(tài)標(biāo)示代碼域：表明OAMPDU類型數(shù)據(jù)域：用與OAMPDU有效載荷00：狀態(tài)信息（Information OAMPDU）01：事件報告（Event Notification）02：變量獲?。╒ariable Request）03：變量返回（Variable Response）04：環(huán)回控制（Loopback control）FE：自定義（Organizatio

45、n Specific）OAMPDU中的數(shù)據(jù)都是TLV的格式（type|length|value）7/17/202285OAM事件發(fā)現(xiàn)過程：發(fā)現(xiàn)過程是所有規(guī)程的第一步，只有成功完成了發(fā)現(xiàn)過程后，才能運行其他的OAM規(guī)程。OUN和OLT的OAM子層通過交換Information OAMPDU 來獲取對方的OAM性能配置和標(biāo)示，并確定對方支持OAM。OAM采用周期性的通告來保持一個OAM會話。如果超過本地定時器的時間沒有收到遠(yuǎn)端通告報文，則結(jié)束此OAM會話。OLTOUNInformation（我支持OAM）Information（我支持OAM）informationinformation7/17/2

46、02286OAM事件遠(yuǎn)端錯誤報告：當(dāng)ONU發(fā)生錯誤時，將會發(fā)送一個Event Notification OAMPDU信息，說明錯誤的類型和錯誤信息。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤時，使用flag字段的3個bit來區(qū)分類型（鏈路錯誤、突發(fā)錯誤、嚴(yán)重錯誤）。由于上述3種錯誤都比較嚴(yán)重，所以當(dāng)他們對應(yīng)的flag被置位時，OAMPDU不受慢協(xié)議的限制而重復(fù)多次發(fā)送。ONUOLTEvent Notification(出錯啦！)Event Notification(出錯啦！)Event Notification(出錯啦！)7/17/202287OAM事件遠(yuǎn)端環(huán)回測試：OLT的OAM通過發(fā)送Loopback Control OAMPDU將對端OUN設(shè)置為環(huán)回檢測狀態(tài)。O