xPON原理介紹膠片

xPON原理介紹膠片第一頁，共78頁。對比到現(xiàn)網的接入“瓶頸”，光纖是今為止最好的傳輸媒介。本膠片主要分析PON技術的產生背景、應用、基本概念和特點，并分別介紹GPON、EPON基本原理及差異。

前言第二頁，共78頁。學習完此課程，您將會：掌握PON的概念及發(fā)展背景理解光接入網絡架構掌握PON的關鍵技術掌握GPON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)務目標第三頁，共78頁。第1章光接入網概述第2章PON基本概念第3章PON關鍵技術第4章GPON協(xié)議分析第5章EPON協(xié)議分析第6章PON承載的基本業(yè)務第7章GPONPKEPON內容介紹第四頁，共78頁。ServiceAccessCoreX.25ADSLEthernetPSTNIPATMFRGSM/GPRSCDMACablePDHSDHWirelessVoiceWirelessDataHighSpeedInternetVoiceStreamingDial-upVoIPMessageFTTHGPONDSLWirelessEth/IP/MPLSAggregationNetworkLocation&PresenceMessageOnlineGamingVoiceDataVideoStorageDirectory接入網的發(fā)展趨勢－AlloverIP第五頁，共78頁。如何解決“距離與帶寬”的矛盾ISDNHDSLADSLADSL2+VDSL2xDSL技術……???xDSL技術很難解決距離與帶寬的矛盾問：怎么辦？答：“光進銅退”！采用光纖接入網是不錯的方案！第六頁，共78頁。光纖接入網的接入方案(a)點到點的網絡

(b)路邊交換網絡

(c)無源光網絡即:PON

CurbswitchCOCOCONsubscribersL

kmL

kmL

kmPassiveopticalsplitterNsubscribers第七頁，共78頁。ADSL2+PONADSL2+VDSL2CentreofficeHomeVDSL2ONTADSL2+10/100Base-T1km2kmIPDSLAMGECurbBuildingGESplitter1xNFTTCFTTBFTTBFTTHADSL2+VDSL2GEFTTBDSLFTTX場景分析第八頁，共78頁。第1章光接入網概述第2章PON基本概念第3章PON關鍵技術第4章GPON協(xié)議分析第5章EPON協(xié)議分析第5章PON承載的基本業(yè)務第6章GPONPKEPON內容介紹第九頁，共78頁。PassiveOpticalNetwork無源光網絡OLTONUOpticalLineTerminal光線路終端OpticalNetworkUnit光網絡單元PassiveOpticalSplitter

無源分光器PSTNInternetCATVONUONUPON是一種點到多點（P2MP）結構的無源光網絡；PON由光線路終端OLT（OpticalLineTerminal）、光網絡單元ONU（OpticalNetworkUnit）和無源分光器POS（PassiveOpticalSplitter）組成；PassiveOpticalSplitter

無源分光器什么是PON?第十頁，共78頁。ONU/ONTOLTServicenode分光器T參考點V參考點R/SS/RODNUNISNIIFponIFponONUOpticalNetworkUnit光網絡單元ONTOpticalNetworkTerminal光網絡終端ODNOpticalDistributionNetwork光分配網絡OLTOpticalLineTerminal光線路終端SNIServiceNodeInterface業(yè)務節(jié)點UNIUserNetworkInterface用戶網絡接口PON網絡參考模型第十一頁，共78頁。PON的三大優(yōu)勢：1、更遠的傳輸距離，采用光纖傳輸，覆蓋半徑20KM；2、更高的帶寬，達1.25G或2.5G.3、分光特性,，節(jié)省光纖資源。<1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+CopperBasedVDSL/ADSL2+CopperBasedPONFiberBased2002200320062010時間帶寬互聯(lián)網視頻會議遠程控制接入技術業(yè)務需求VoD標清電視視頻會議Game實況TVVoDHDTV<3km<2km<1km~20km覆蓋半徑為什么選擇PON?第十二頁，共78頁。APON:ATMPassiveOpticalNetworksEPON:EthernetPassiveOpticalNetworksGE-PON:Giga-bitEthernetPassiveOpticalNetworksGPON:Gigabit-capablePassiveOpticalNetworksEPONGEPONGPONATMAPONBPONEthernetEPONGPON幾種PON標準第十三頁，共78頁。PONAPON/BPONGPONEPONITU-TG.983.xITU-TG.984.xIEEE802.3ah國際標準國際標準國際標準國家標準Q3/2000國家標準國家標準Q4/2004Q3/2004PON技術標準化進展第十四頁，共78頁。PON系統(tǒng)采用WDM技術，實現(xiàn)單纖雙向傳輸（強制）。采用不同光波分別傳上、下行數據；下行數據流采用廣播技術（分光器上物理層復制）；上行數據流采用TDMA技術。1490nm1310nmPON原理----數據復用第十五頁，共78頁。第1章光接入網概述第2章PON基本概念第3章PON關鍵技術第4章GPON協(xié)議分析第5章EPON協(xié)議分析第5章PON承載的基本業(yè)務第6章GPONPKEPON內容介紹第十六頁，共78頁。什么是DBA?---DBA,DynamicallyBandwidthAssignment(動態(tài)帶寬分配)---DBA是一種能在微秒或毫秒級的時間間隔內完成對上行帶寬的動態(tài)分配的機制為什么需要DBA？

---可以提高PON端口的上行線路帶寬利用率---可以在PON口上增加更多的用戶---用戶可以享受到更高帶寬的服務，特別是那些對帶寬突變比較大的業(yè)務PON關鍵技術--DBADBA概念第十七頁，共78頁。提高最大帶寬利用率無DBA,利用率40%有DBA,利用率達到80%減小突發(fā)時延無DBA:100ms有DBA:<10msDBA帶來的優(yōu)勢第十八頁，共78頁。EndUser1EndUser3ONTEndUser233133211112ONTONT133211133211OLT加密解密解密解密1133211由于下行數據在分光器上為廣播復制，每個ONU都可以收到同樣的數據。在OLT上需要采用加密處理，提高線路數據的可靠性。GPON與EPON支持的加密算不同，GPON采用AES128加密處理，EPON采用三重攪動算法。PON系統(tǒng)的數據安全第十九頁，共78頁。IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#N備用光纖TypeA光纖備份IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NTypeBOLT端口備份IFpon

設備沒有任何備份措施.主干光纖故障后，由人工切換至備用光纖.業(yè)務肯定中斷，中斷時間取決于線路恢復時間.如果到用戶的線路故障，業(yè)務就會中斷，無法備份。OLT設備上有兩個PON接口.此種保護方式僅限于主干光纖出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動切換到備用系統(tǒng)，實現(xiàn)了對骨干光纖的保護。保護對象僅限于OLT與ODN之間的光纖故障和OLT單板硬件故障，對其他類型的故障沒有涉及，可能存在嚴重安全隱患，無法滿足客戶需求。

PON網絡基本保護方式第二十頁，共78頁。第1章光接入網概述第2章PON基本概念第3章PON關鍵技術第4章GPON協(xié)議分析第5章EPON協(xié)議分析第5章PON承載的基本業(yè)務第6章GPONPKEPON內容介紹第二十一頁，共78頁。ITU-TG.984.3GPONTC層規(guī)格要求GTC復用結構及協(xié)議棧介紹GTC幀結構介紹ONU注冊激活流程DBA規(guī)格要求告警和性能ITU-TG-984.1/2/3/4產品開發(fā)簡單產品兼容性強ITU-TG.984.1GPON網絡參數說明保護倒換組網要求ITU-TG.984.4OMCI消息結構介紹OMCI設備管理框架OMCI實現(xiàn)原理簡述ITU-TG.984.2PMD層規(guī)格要求2.488Gbps下行光接口參數規(guī)格要求1.244Gbps上行光接口參數規(guī)格要求物理層開銷分配GPON標準協(xié)議第二十二頁，共78頁。

GPON提供以下幾種異步傳輸速率：

1.24416Gbit/sup,2.48832Gbit/sdown（目前的主流支持速率）支持最大邏輯距離為：60km支持最大物理距離為：20km支持最大距離差為：20km分光比為1：64，可升級為1：128GPON網絡基本性能參數

ONU

OLT

ONU

距離差:20km

邏輯距離:60km

邏輯分光比:128

UNI

SNI

第二十三頁，共78頁。廣播方式：GPON的下行幀長為固定的125us，下行為廣播方式，所有的ONU都能收到相同的數據，但是通過GEMPORTID來區(qū)分不同的業(yè)務的數據，ONU通過過濾來接收屬于自己的數據。GPON原理----下行數據第二十四頁，共78頁。TDMA方式：GPON的上行是通過TDMA（時分復用）的方式傳輸數據，上行鏈路被分成不同的時隙，根據下行幀的upstreambandwidthmap字段來給每個ONU分配上行時隙，這樣所有的ONU就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數據了，不會產生為了爭奪時隙而沖突。每幀共有9120個時隙。GPON原理----上行數據第二十五頁，共78頁。GPON協(xié)議棧IPDATADATAMACGEMGTC1第二十六頁，共78頁。IFponONUONUONUT-CONTPortT-CONTPortPortT-CONTT-CONTPortPortPortPortPort不同的ONU用ONU-ID標識不同的T-CONT用Alloc-ID標識不同的GEM-PORT用Port-ID標識OLTONTT-CONTT-CONTGEMPortGEMPortGEMPort：業(yè)務的最小承載單位。T-CONT:TransmissionContainers。是一種承載業(yè)務的Buffer。主要用來傳輸上行數據的單元，引入T-CONT主要是為了解決上行帶寬動態(tài)分配，以提高線路利用率

。IFpon：GPON接口。業(yè)務根據映射規(guī)則先映射到GEMPort中，然后在映射到T-CONT中進行上行傳輸。GEMport可以靈活的映射到T-CONT中，一個GEMPort可以映射到一個T-CONT中去，多個GEMPort也可以映射到同一個T-CONT中。一個ONU的GPON接口中可以包含一個或多個T-CONT。GPON復用結構第二十七頁，共78頁。C/M平面由3部分組成：嵌入式OAM，PLOAM和OMCI。嵌入式OAM和PLOAM通道信息用于對物理層和GTC層進行管理。而OMCI提供了更高層次的統(tǒng)一的管理系統(tǒng)。嵌入式OAM通道通過GTC幀頭中域格式信息來提供(BDMap，DBRu等)。功能包括：帶寬授權，動態(tài)帶寬分配信令等。PLOAM通道涉及ONU注冊、加密，BootOMCI等功能。OMCI通道用于管理在GTC層上層定義的業(yè)務的管理。GTC成幀子層：1、復用/解復用，PLOAM，GEM到FTC幀的映射2、GTC幀頭的產生/解碼3、基于ALLOC-ID的內部交換GTC適配子層：1、ATM、GEM、OMCI的上層適配GPON參考模型第二十八頁，共78頁。GPON的ONT功率控制OLT接收機要求在1244.16Mbit/s或更高速率情況下采用APD，這樣接收機必須在高速率下為突發(fā)模式接收提供高靈敏度和大動態(tài)范圍。GPON的ONU輸出功率有三種模式。PMD可以在任何一種模式下直接操作。PMD能執(zhí)行任何一種需要進行的操作，以達到以下規(guī)定的范圍內的輸出功率。模式0：正常值（表3～表6規(guī)定的最小/最大平均發(fā)射功率)；模式1：Low1=正常值–3dB；模式2：Low2=正常值–6dB。OLT測量每一個ONU突發(fā)的平均光功率P，并將測量結果和閾值（TL和TH）進行比較，并發(fā)送以下三種指示之一：P>TH：功率高指示P<TL：功率低指示TL<P<TH：功率正常指示注：TL為必選（單閾值操作），TH為可選（雙閾值操作)。功率調節(jié)機制具有以下優(yōu)點：降低了OLT接收機的動態(tài)范圍要求當ONU工作在低功率模式下，激光器壽命增加且功率消耗降低。第二十九頁，共78頁。GTC的概況垂直角度來看，GTC層包括兩個子層：GTC成幀子層和TC適配子層。從另一個角度來看，GTC包括管理用戶業(yè)務流、安全和OAM特性的C/M平面和承載用戶業(yè)務流的U平面。在GTC成幀子層中，根據在GTC幀中的位置可分為GEM塊、嵌入式OAM和PLOAM塊。嵌入式OAM、PLOAM和OMCI屬于C/M平面，除OMCI外的GEMSDU屬于U平面。DBA控制模塊被定義為一個通用功能模塊，該模塊負責完成整個ONU報告DBA功能。第三十頁，共78頁。GTC中的GEM流操作下行方向GEM幀由GEM塊承載并送至所有ONU。ONU成幀子層提取幀，GEMTC適配器根據12bit的Port-ID過濾信元。只有攜帶正確Port-ID的幀才允許到達GEM客戶端塊。上行方向GEM流由一個或多個T-CONT承載。OLT接收到與T-CONT關聯(lián)的流后，會將幀轉發(fā)到GEMTC適配器，然后送至GEM客戶端。第三十一頁，共78頁。T-CONT類型時延保證T-CONT類型Type1Type2Type3Type4Type5固定帶寬是√√保證帶寬否√√√非保證帶寬否√√盡力而為帶寬否√√注：對于T-CONT類型3、4和5，其可獲得的總帶寬不應超過對這些類型配置的最大帶寬參數。第三十二頁，共78頁。T-CONT類型T-CONTTYPE1（預留帶寬）ONU1和ONU2分配上行固定帶寬（T-CONTTYPE1）各為90M；ONU1和ONU2的上行帶寬（包長隨機，發(fā)送流量應大于90M）ONU1和ONU2各自只能獲得90M的上行帶寬，，不應被其它ONU共享T-CONT2（保證帶寬）ONU1和ONU2分配上行固定帶寬（T-CONTTYPE1）各為90M；ONU1和ONU2的上行帶寬（包長隨機，發(fā)送流量應大于90M）ONU1和ONU2各自只能獲得90M的上行帶寬，，釋放后可被其它ONU共享T-CONT3ONU1分配上行最小保證帶寬20M，最大帶寬100M（T-CONTTYPE3）；可以爭用，可以共享T-CONT4：公平爭用T-CONT5：第三十三頁，共78頁。T-CONT類型T-CONT5：ONU1分配上行固定帶寬為10M，最小保證帶寬20M，最大帶寬100M（T-CONTTYPE5，為ONU1分配的固定帶寬（10M）不能被釋放

第三十四頁，共78頁。GTC關鍵功能媒質接入控制流GTC系統(tǒng)為上行業(yè)務流提供媒質接入控制，其基本思路是：下行幀指示上行流在上行幀中的允許位置，上行幀和下行幀同步。OLT在PCBd中發(fā)送指針，這些指針指示了每個ONU上行發(fā)送的開始和結束時間。這樣在任意時刻只有一個ONU可以訪問媒質，在正常工作狀態(tài)下不會發(fā)生碰撞。指針以字節(jié)為單位，允許OLT以帶寬粒度為64kbit/s對媒質進行有效的靜態(tài)控制。ONU注冊ONU注冊由自動發(fā)現(xiàn)流程完成“配置S/N”方式是通過管理系統(tǒng)（如NMS和/或EMS）在OLT注冊ONU序列號“發(fā)現(xiàn)S/N”方式是不通過管理系統(tǒng)（如NMS和/或EMS）在OLT注冊ONU序列號第三十五頁，共78頁。業(yè)務流與QoSGTC和受控用戶數據之間的關系GTC系統(tǒng)根據T-CONT管理流，每個T-CONT由Alloc-ID標識。每個T-CONT可包含一個或多個GEMPort-ID。OLT監(jiān)控每個T-CONT的流量負載，并調整帶寬分配來更好地分配PON資源。GTC系統(tǒng)不觀察或維持Port-ID之間的QoS關系，該功能由PON終端的GEM客戶端來完成。QoS保證DBA功能可提供各種不同的QoS。GPONTC層規(guī)定了5種T-CONT（與G.983.4相同）。GEM模式中，GEM連接由端口標識，并根據QoS要求由一種T-CONT類型承載。第三十六頁，共78頁。GPON的幀結構上下行均為125us一個幀在1.244Gb/s速率下，一個幀的長度是19440字節(jié)，在2.448Gb/s速率下一個幀的長度是38880字節(jié)PCBd下行物理層控制塊的長度在不同速率下都是一樣的下行幀由PCBd下行物理層控制塊以及載荷構成，上行幀被劃分為若干個長度不定的時隙，ONU在OLT的控制下分別占用這些時隙向OLT發(fā)送上行數據。重要特征：8K幀頭，兼容現(xiàn)有的TDM業(yè)務傳輸有得天獨厚的優(yōu)勢第三十七頁，共78頁。GPON下行幀下行幀由下行物理控制塊（PCBd）和GEM塊組成。下行幀提供了PON公共時間參考和上行公共控制信號。1.24416Gbit/s系統(tǒng)的幀長為19440字節(jié)，而2.48832Gbit/s系統(tǒng)的幀長為38880字節(jié)，但PCBd的長度都是相同的，并與每幀中分配結構的數目有關。PCBd由多個域組成。OLT以廣播方式發(fā)送PCBd，每個ONU均接收完整的PCBd信息，并根據其相關信息進行相應操作。第三十八頁，共78頁。PCBdnPayloadnPCBdn+1PayloadnPsync4bytesIdent4bytesPLOAMd13bytesBIP1bytesPlend4bytesPlend4bytesUSBWMapN*8bytesFECInd1bitReserved1bitSuper-frameCounter30bitsBlenBWMapLength12bitsAlenATMPartitionLength12bitsCRC8bitsAccess18bytesAccess28bytes…..Accessn8bytesAllocID12bitsFlags12bitsSStart2bytesSStop2bytesCRC1byteSendPLS1bitSendPLOAMn1bitUseFEC1bitSendDBRu2bitsReserved7bits125usCoverageofthisBIPCoverageofnextBIPDownstreamFramingGPON下行幀結構第三十九頁，共78頁。GPON的上行幀結構上行幀由復用的突發(fā)傳輸時隙組成，每幀包括一個或多個ONU的傳輸。BWmap指示了這些傳輸的組織方式。在每個分配時期，在OLT的控制下：ONU能夠傳送1到4種類型的PON開銷和用戶數據。這四種開銷類型分別是：物理層開銷（PLOu）上行物理層操作、維護和管理（PLOAMu）上行功率控制序列（PLSu）上行動態(tài)帶寬報告（DBRu）第四十頁，共78頁。PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuyPayloadyPLOuDBRuzPayloadzPreambleAbytesDelimiterBbytesBIP1bytesONU-ID1bytesInd1bytesONU-ID1bytesMsgID1bytesMessage10bytesCRC1bytesDBA1,2,4bytesCRC1bytesGEMheaderFramefragmentGEMheaderFullframeGEMheaderFramefragmentPLI12bitGemPortID12bitPTI3bitHEC13bitONTAONTBUpstreamFramingDBAReportPadifneededGPON上行幀結構第四十一頁，共78頁。GPONONU的激活（測距和注冊）ONU的激活過程包括：OLT和ONU之間協(xié)商工作參數、測距、建立上下行通信通道。ONU的激活過程由OLT控制，其激活過程大致如下：ONU通過Upstream_Overhead消息接收工作參數ONU根據接收到的工作參數調整自己的參數（如：發(fā)送光功率）OLT通過Serial_Number獲取過程發(fā)現(xiàn)新ONU的序列號OLT給所有新ONU分配ONU-IDOLT測量新ONU的均衡時延OLT將測量的均衡時延傳送給ONUONU根據均衡時延調整其上行幀時鐘以上激活過程是通過交互上下行標記（flag）以及PLOAM消息來完成的。在正常工作狀態(tài)下，所有傳輸信號都可以被用來監(jiān)測信號到達的相位。通過監(jiān)測傳輸信號的相位，可以更新均衡時延（注意和EPON的差別）。第四十二頁，共78頁。OAM信息嵌入OAM提供OLT到ONU間的一條低時延通路，由下行幀的Ident、BIP、USBWMap域，上行幀的BIP、Ind、DBRu等域組成，用于傳送帶寬授權、密鑰交換、DBA等控制信息。由于將OAM信息直接映射到幀中的相應域，保證了控制信息傳送與處理的實時性。PLOAM通道由下行的PLOAM域和上行的PLOAM域組成，該通道功能包括嵌入OAM通道傳送信息以外的所有物理層和TC（傳輸匯聚）層的控制、性能監(jiān)視功能，通過消息交互方式實現(xiàn)，因此是實時性低于嵌入OAM通道的低時延通道。OMCI通道用于傳送高層與業(yè)務相關的信息，實現(xiàn)OLT對ONU的遠程管理，包括ONU的可實現(xiàn)的功能集、T-CONT業(yè)務種類與數量、QoS參數協(xié)商等參數，是實現(xiàn)GPON網絡集中業(yè)務管理的信令傳輸通道，通過ATMPVC或GEM封裝，其時延特性要求不高，但可靠性要求高，處理層次高，并保證了開放性、可擴展的特性。第四十三頁，共78頁。GPON的業(yè)務映射TCP+UDPetc.IPEthernetGEMPOTSVideoDataVoIPT1/E1TDMPON-PHYLayer幾乎沒有應用第四十四頁，共78頁。一個OLT與多個ONTONUONUONUT-CONTGEMPortT-CONTGEMPortGEMPortT-CONTT-CONTGEMPortGEMPortGEMPortGEMPortGEMPort不同的ONU用ONU-ID標識不同的T-CONT用Alloc-ID標識不同的GEM-PORT用Port-ID標識PON光口每個GPON端口，支持1：64分光比，即可提供64路ONT接入。每個ONU上可以有多個T-CONT,每個TCONT可以綁多個GEMPORT.T-CONT就相當于一個物理的緩存，只有綁定了DBA模板才能限速。

DBA123OLT我司簡化做法：AllocID=T-CONTID*256+ONUID第四十五頁，共78頁。PhysicalControlBlockDownstream(PCBd)PayloadAllocIDStartEndAllocIDStartEnd1100200x300500T-CONT1(ONT1)T-CONTx(ONT2)Slot100Slot200Slot300Slot500PLOuPLOAMuPLSuDBRuxPayloadxDBRuYPayloadyUpstreamBandwidthMap125usDownstreamFramingUpstreamFramingOLTONT1ONT64GPON幀結構AllocIDStartEndy501650ONT21xyT-CONTy(ONT2)Slot650Slot501T-CONTxT-CONTy第四十六頁，共78頁。GEMPayloadHEC13bitsPTI3bitsPortID12bitsPLI12bitsGEMFrameEthernetPacketDASFDPreambleInterpacketgapSALength\TypeMACclientdataFECEOF5bytesGPON系統(tǒng)對以太網幀進行解析，將數據部分直接映射到GEMPayload中去進行傳輸。GEM幀會自動封裝頭信息。映射的格式清晰，設備很好實現(xiàn)，兼容性好。以太網業(yè)務在GPON中的映射方式第四十七頁，共78頁。TDMTDMdataPayloadTDMfragmentHECPTIPortIDPLIGEMFrameIngressbufferTDMBufferTDM業(yè)務先導入緩存中進行排隊，并且按照固定的字節(jié)數復用到GEM幀中進行傳輸。這種方式不對具體的TDM業(yè)務進行感知，只進行透傳處理。TDM業(yè)務在GPON中的映射方式第四十八頁，共78頁。ONU3ONU2ONU1OLTOLT通過Ranging測距過程獲取ONU的往返延遲RTD（RoundTripDelay），從而指定合適的均衡延時參數EqD（EqualizationDelay），保證每個ONU發(fā)送數據時不會在分光器上產生沖突。Ranging的過程需要開窗，即QuietZone，暫停其他ONU的上行發(fā)送通道。OLT開窗通過將BWmap設置為空，不授權任何時隙來實現(xiàn)。GPON測距方式ONTOLT(inCO)20km3km12km第四十九頁，共78頁。OLT內部DBA模塊不斷收集DBA報告信息，進行相關計算，并將計算結果以BWMap的形式下發(fā)給各ONU。各ONU根據BWMap信息在各自的時隙內發(fā)送上行突發(fā)數據，占用上行帶寬。DBA算法邏輯DBA報告BWMapTimeslotT-CONTT-CONTT-CONTONU的調度器ONUOLT控制平面數據平面GPONDBA的實現(xiàn)過程第五十頁，共78頁。PayloadUSBWMapDataReportPCBdD/SDirectionU/SDirectionOLTONT①②③④OLT根據上次計算的結果在下行幀頭中下發(fā)BWMap。ONU根據帶寬分配信息在規(guī)定的時隙上發(fā)送目前T-CONT中等待發(fā)送的數據狀態(tài)報告。OLT收到ONU的狀態(tài)報告后，經過DBA計算并更新BWMap，在下一幀進行下發(fā)。ONU收到OLT下發(fā)的BWMap消息后，在指定的時隙上發(fā)送數據。DBA的實現(xiàn)

第五十一頁，共78頁。T-CONTs(TransmissionContainers)：動態(tài)接收OLT下發(fā)的授權，用于管理PON系統(tǒng)傳輸匯聚層的上行帶寬分配，改善PON系統(tǒng)中的上行帶寬。T-CONT的帶寬類型分為FB,AB,NAB,BE。

T-CONT的5種類型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。T-CONT帶寬術語第五十二頁，共78頁。根據業(yè)務的優(yōu)先級，系統(tǒng)對每個ONU設置SLA，對業(yè)務的帶寬進行限制。最大帶寬和最小帶寬是對每個ONU的帶寬進行極限限制，保證帶寬根據業(yè)務的優(yōu)先級不同而不同，一般語音業(yè)務的優(yōu)先級最高，視頻業(yè)務優(yōu)先級次之，數據業(yè)務的優(yōu)先級最低。OLT根據業(yè)務和SLA及ONU的實際情況進行帶寬許可，優(yōu)先級高的可以得到更高的帶寬，滿足業(yè)務需求。T-CONT類型和帶寬類型之間的關系第五十三頁，共78頁。GTCPON系統(tǒng)架構是下行方向為廣播方式，上行方向為TDMA方式，所以只對上行方向的業(yè)務流提供QoS處理。QoS處理的最小單元是T-CONT，T-CONT可以看作是ONU業(yè)務流的承載容器，調度機制是DBA（動態(tài)帶寬分配）。DBA的算法是GTC的QoS處理性能的關鍵。GEM在GEM層主要是針對每個GEMPort進行業(yè)務流分類，類似于DSLAM的單PVC多業(yè)務的處理方式。針對流分類后的業(yè)務分別進行優(yōu)先級修改、流量監(jiān)管和轉發(fā)處理。ETH/TDMTDM業(yè)務（非電路仿真方式）為面向連接，系統(tǒng)可以通過靜態(tài)配置帶寬嚴格保證面向連接的QoS。ETH業(yè)務（包括電路仿真方式的TDM業(yè)務）主要是基于二層VLAN、COS等標識進行業(yè)務的QoS處理，QoS主要處理機制分為流分類、監(jiān)管、隊列調度、擁塞處理、整形，它們的實現(xiàn)復雜度是影響QoS處理性能的關鍵GPON中的QoS處理ETH/TDMGEMGTCFlowcontrol/ClassificationGPON業(yè)務承載層GPONQoS處理機制T-CONT/DBAVLAN/COS/PQ/GTS/POLICING第五十四頁，共78頁。第1章光接入網概述第2章PON基本概念第3章PON關鍵技術第4章GPON協(xié)議分析第5章EPON協(xié)議分析第5章PON承載的基本業(yè)務第6章GPONPKEPON內容介紹第五十五頁，共78頁。廣播方式：EPON下行為廣播方式，所有的ONU都能收到相同的數據，但是通過LLID來區(qū)分不同的業(yè)務的數據，ONU通過過濾來接收屬于自己的數據。這里需要注意：EPON數據包是變長的。GPON下行幀是定長的。EPON原理----下行數據EPON是基于以太網方式的無源光網絡，EPON在傳送過程中不處進原有以太網幀結構，所以相對較簡單。第五十六頁，共78頁。TDMA方式：EPON的上行是通過TDMA（時分復用）的方式傳輸數據，每個ONU收到數據報文后都還會收到OLT發(fā)給它的grant消息，每個ONU按OLT告知的時間點發(fā)送OLT指定的報文數量，這樣所有的ONU就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數據了，不會在上行光路上沖突了。EPON原理----上行數據第五十七頁，共78頁。EPON與Ethernet幀比較IPGDASAFCS...IPGCRCEPONIPGPreambleDASAFCS...IPGEthernetSLDLLIDRsvd0x55SLD0x550x55Enc0x5×0x55攪動信息表示字段Flag01101Key-Index0Start_of_packetdelimitersmode1bitLLID15bitsLogical_link_idmode＝0——P2P模式mode＝1——廣播模式LLID＝0x7FFF——廣播ID第五十八頁，共78頁。EPON協(xié)議棧應用層傳輸IP鏈路層物理層RS子層物理層IPDATADATAMAC1MACLLID前導碼業(yè)務數據流第五十九頁，共78頁。多點MAC控制層功能MAC數據鏈路層物理層多點MAC控制層物理層MAC數據鏈路層物理層多點MAC控制層物理層MPCP協(xié)議OLTONU_iOLT和多個ONU通過MPCP協(xié)議對話，實現(xiàn)：控制MAC幀的發(fā)送和接收；GateProcessing；DiscoveryProcessing；ReportProcessing。從而完成“多點MAC控制層”的功能。第六十頁，共78頁。多點MAC控制層

MPCP消息格式MODE:標記是P2P模式還是Broadcast模式；LLID：邏輯鏈路標記，maxnum＝32767；目的地址(DA)：MPCPDU中的DA為MAC控制組播地址，或者是MPCPDU的目的端口關聯(lián)的單獨MAC地址；源地址(SA)：MPCPDU中的SA是和發(fā)送MPCPDU的端口相關聯(lián)的單獨的MAC地址；長度/類型：MPCPDU都進行類型編碼，并且承載MAC_Control_Type域值；

操作碼：操作碼指示所封裝的特定MPCPDU；時間戳：在MPCPDU發(fā)送時刻，時間戳域傳遞localTime寄存器中的內容；數據/填充：這40個八位字節(jié)用于MPCPDU的有效載荷。當不使用這些字節(jié)時，在發(fā)送時填充為0，并在接收時忽略；校驗碼：該域為幀校驗序列，一般由下層MAC產生。第六十一頁，共78頁?？刂葡PCP在MAC控制層實現(xiàn)，引入了5條新的控制消息GATE（Opcode＝0002）（OLT發(fā)出）：允許接收到GATE幀的ONU立即或者在指定的時間段發(fā)送數據；REPORT（Opcode＝0003）（ONU發(fā)出）：向OLT報告ONU的狀態(tài)，包括該ONU同步于哪一個時間戳、以及是否有數據需要發(fā)送；REGISTER_REQ（Opcode＝0004）（ONU發(fā)出）：在注冊規(guī)程處理過程中請求注冊；REGISTER（Opcode＝0005）（OLT發(fā)出）：在注冊規(guī)程處理過程中通知ONU已經識別了注冊請求；REGISTER_ACK（Opcode＝0006）（ONU發(fā)出）：在注冊規(guī)程處理過程中表示注冊確認。第六十二頁，共78頁。EPON協(xié)議棧-業(yè)務數據流轉發(fā)(下行)OLT鏈路層物理層RS子層多點MAC控制MAC物理層鏈路層物理層RS子層多點MAC控制MAC物理層ONTMACDadaLLIDOAMOAMMACDataEPON系統(tǒng)中OLT、ONT可以被視為二層轉發(fā)設備。第六十三頁，共78頁。EPON協(xié)議棧-控制數據流轉發(fā)(下行)OLT鏈路層物理層RS子層多點MAC控制MAC物理層鏈路層物理層RS子層多點MAC控制MAC物理層ONTOAMOAMMACdata控制流業(yè)務流MACMPCPMACMPCPLLIDMPCPMPCP第六十四頁，共78頁。EPON協(xié)議棧-業(yè)務數據流轉發(fā)(上行)OLT鏈路層物理層RS子層多點MAC控制MAC物理層鏈路層物理層RS子層多點MAC控制MAC物理層ONTMACDadaOAMOAMMACData上行數據不能立即發(fā)送，必必須先放到緩存里，何時發(fā)送由多點MAC控制決定等我收到了OLT發(fā)給我的“授權”，數據才能向OLT發(fā)送MPCP授權：你發(fā)800吧！800字節(jié)Go！LLID最后，我還要報告一下：我倉庫里還有1100呢！MPCP我還有1100要發(fā)呢，下次多關照一下?。∵@次我發(fā)完了關斷上行光第六十五頁，共78頁。發(fā)現(xiàn)時間窗口隨機延遲時間開始REGISTER_REQREGISTERGATEREGISTER_ACK廣播通道單播通道OLTONTGateONU注冊步驟1：OLT通過廣播一個發(fā)現(xiàn)GATE消息來通知ONU發(fā)現(xiàn)窗口的周期。步驟2：ONU發(fā)送含MAC地址的注冊請求消息。步驟3：注冊ONU，分配和制定LLID。綁定MAC和LLID目的MAC:組播MAC授權內容：如果你是已注冊的，不要發(fā)數據，如果你還沒注冊，請在某時間內注冊??！目的MAC:OLT的MAC源MAC:ONT的MAC內容：我要注冊^_^！我要注冊！我要注冊！我已經注冊過！我會保持沉默的。OLT學到ONT的MAC,分配一個LLID,并做相關綁定后給ONT發(fā)送LLID目的MAC:組播MAC源MAC:OLT的MAC內容：MACA:LLID=10MACB:LLID=11MACC:LLID=12我LLID=10！存起來！我LLID=11！存起來！目的MAC:ONTA的MAC源MAC:OLT的MAC內容：MACA的

LLID=10，如果正確，收到請回答。我是MACALLID=10！我來回答！目的MAC:OLT的MAC源MAC:ONTA的MAC內容：我是MACA，我的

LLID=10，完全正確,Over!AB第六十六頁，共78頁。GATE和REPORT交互過程GATE消息指示ONU的發(fā)送窗口，包括窗口的開始時間和長度。當ONU的LocalTime計數器和GATE消息中的StartTime相同時，ONU開始發(fā)送。ONU將給結束發(fā)送留有足夠的余量，從而保證在授權長度間隔用完前關閉激光器。REPORT用于上報帶寬的需求，也可用來為OLT安裝看門狗定時器（watchdogTimer）。即使沒有帶寬請求，也應該周期性的產生報告，這將保證OLT的看門狗定時器不會因超時注銷ONU。為了保證該機制正常運轉，OLT將周期性地向ONU授權。

第六十七頁，共78頁。EPONDBA的實現(xiàn)過程OLT的MPCP會下發(fā)Gate消息給ONU，允許ONU可以進行發(fā)現(xiàn)消息的發(fā)送和正常數據的發(fā)送。在正常發(fā)送窗口內，ONU可以報告針對每個802.1Q優(yōu)先級隊列所需的上行帶寬。第六十八頁，共78頁。DBA舉例(b)ONU1發(fā)送數據6000bytes

。發(fā)送完數據,ONU1發(fā)出request信號,表明buffer還有550bytes

。OLT根據RTT時間,計算出ONU1的發(fā)送完成時間,并提前給ONU2發(fā)送grant信號,允許ONU2發(fā)送3200bytes。第六十九頁