xPON技術介紹

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHUAWEI Confidential InternalxPON原理介紹HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 2對比到現網的接入“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。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 3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接入網的發(fā)展趨勢接入網的發(fā)展趨勢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技術技術?xDSL技術很難解決距離與距離與帶寬帶寬的矛盾問：怎么辦？答：“光進銅退”！采

4、用光纖接入網是光纖接入網是不錯的不錯的方案！HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 7光纖接入網的接入方案光纖接入網的接入方案(a) 點到點的網絡點到點的網絡 (b) 路邊交換網絡路邊交換網絡 (c) 無源光網絡無源光網絡即即: 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場景分析場景分析HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 9HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWE

6、I Confidential Page 10lPassive Optical Network 無源光網絡無源光網絡OLTONUOptical Line Terminal 光線路終端Optical Network Unit 光網絡單元 Passive Optical Splitter 無源分光器PSTNInternetCATVONUONU PON是一種點到多點（是一種點到多點（P2MP）結構的無源光網絡；）結構的無源光網絡； PON由由光線路終端光線路終端OLT（Optical Line Terminal）、光網絡單元）、光網絡單元 ONU（ Optical Network Unit） 和無源分

7、光器和無源分光器POS（Passive Optical Splitter）組成；）組成；Passive Optical Splitter 無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V參考點R/SS/RODNUNISNIIFponIFponONU Optical Network Unit 光網絡單元光網絡單元ONT Optical Network Terminal 光網絡終端光網絡終端ODN Optical Distribution

8、 Network 光分配網絡光分配網絡OLT Optical Line Terminal 光線路終端光線路終端SNI Service Node Interface 業(yè)務節(jié)點業(yè)務節(jié)點UNI User Network Interface 用戶網絡接口用戶網絡接口PONPON網絡參考模型網絡參考模型HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 12PON的的三大優(yōu)勢：三大優(yōu)勢： 1、更遠的傳輸距離，采用光纖傳輸，覆蓋半徑、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、更高的帶寬，達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時間時間帶寬帶寬互聯(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標準標準HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 14PONAPON/BPONGPONEPONITU-T G.983.xITU-T G.984.xIEEE 802.3ah

11、國際標準國際標準國際標準國際標準國際標準國際標準國家標準國家標準Q3/2000國家標準國家標準國家標準國家標準Q4/2004Q3/2004PONPON技術標準化進展技術標準化進展HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 15lPON系統(tǒng)采用WDM技術，實現單纖雙向傳輸（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。1490nm1310nmPONPON原理原理-數據復用數據復用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(動態(tài)帶寬分配動態(tài)帶寬分配) ) - DBA - 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)分配的機制配的機制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，特別是那些對帶寬突變比較大的業(yè)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)務務PONPON關鍵技術關鍵技術-DBA-DBADBADBA概念概念HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 18l提高最大帶寬利用率無無DBA,DBA,利用率利用率40%40%有有DBA,DBA,利用率達到利用率達到80%80%l減小突發(fā)時延無無DBA:100msDBA:100ms有有DBA:10msDBA:10msDBADB

14、A帶來的優(yōu)勢帶來的優(yōu)勢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由于下行數據在分光器上為廣播復制，每個由于下行數據在分光器上為廣播復制，每個ONUONU都可以收到同樣的數據。在都可以收到同樣的數據。在OLTOLT上需要采用上需要采用加密處理，提高線路數據的可靠性。加密處理，提高線路數據的可靠性。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采用三重攪動算法。

15、采用三重攪動算法。PONPON系統(tǒng)的數據安全系統(tǒng)的數據安全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設備沒有任何備份措施. . l主干光纖故障后，由人工切換至備用光纖. .l業(yè)務肯定中斷，中斷時間取決于線路恢復時間.l如果到用戶的線路故障，業(yè)務就會中斷，無法備份。lOLT設備上有兩個PON接口. l此種保護方式僅限于主干

16、光纖出現故障時，系統(tǒng)會自動切換到備用系統(tǒng)，實現了對骨干光纖的保護。l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。 PONPON網絡基本保護方式網絡基本保護方式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

17、能ITU-T G-984.1/2/3/4產品開發(fā)簡單產品開發(fā)簡單產品兼容性強產品兼容性強ITU-T G.984.1GPON網絡參數說明保護倒換組網要求ITU-T G.984.4OMCI消息結構介紹OMCI設備管理框架OMCI實現原理簡述ITU-T G.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GPONGPON標準協(xié)議標準協(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、 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s 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，可升級為，可升級為1 1：128128GPONGPON網絡基本性能參數網絡基本性能參數 ONU OLT ONU 距離差: 20km 邏輯距離: 60 km 邏輯分光比: 128 UNI SNI HUAWEI TEC

19、HNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 24 廣播方式：廣播方式：GPONGPON的下行幀長為固定的的下行幀長為固定的125us125us，下行為廣播方式，所有的，下行為廣播方式，所有的ONUONU都能收到相同的數據，但是通過都能收到相同的數據，但是通過GEMPORT IDGEMPORT ID來區(qū)分不同的業(yè)務的數據，來區(qū)分不同的業(yè)務的數據，ONU ONU 通過過濾來接收屬于自己的數據。通過過濾來接收屬于自己的數據。GPONGPON原理原理-下行數據下行數據HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidenti

20、al Page 25 TDMATDMA方式：方式：GPONGPON的上行是通過的上行是通過TDMATDMA（時分復用）的方式傳輸數據，上行鏈路（時分復用）的方式傳輸數據，上行鏈路被分成不同的時隙，根據下行幀的被分成不同的時隙，根據下行幀的upstream bandwidth mapupstream bandwidth map字段來給每個字段來給每個ONUONU分配上行時隙，這樣所有的分配上行時隙，這樣所有的ONUONU就可以按照一定的秩序發(fā)送自己的數據了，不會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。每幀共有產生為了爭奪時隙而沖突。每幀共有91209120個時隙。個時隙

21、。GPONGPON原理原理-上行數據上行數據HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 26GPON GPON 協(xié)議棧協(xié)議棧IPDATADATAMACGEMGTC01010111010101000010101HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 27一個一個OLTOLT與多個與多個ONTONTONUONUONUT-CONTGEM PortT-CONTGEM PortGEM PortT-CONTT-CONT GEM PortGEM PortGEM PortGEM

22、PortGEM Port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u每個GPON 端口，支持1：64 分光比，即可提供64路ONT 接入。u每個ONU上可以有多個T-CONT,每個TCONT可以綁多個GEMPORT. uT-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：Alloc IDAlloc ID = T-CONT ID *256+ONU IDHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 28Phys

23、ical 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幀結構幀結構AllocIDStartEndy5

24、01650 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)對以太網幀進行解析，將數據部分直接映射到G

25、EM Payload中去進行傳輸。 lGEM幀會自動封裝頭信息。l映射的格式清晰，設備很好實現，兼容性好。以太網業(yè)務在以太網業(yè)務在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。 l這種方式不對具體的TDM業(yè)務進行感知，只進行透傳處理。TDMTDM業(yè)務在業(yè)務

26、在GPONGPON中的映射方式中的映射方式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 31ONU3ONU2ONU1OLTlOLT通過Ranging測距過程獲取ONU的往返延遲RTD（Round Trip Delay），從而指定合適的均衡延時參數EqD（Equalization Delay），保證每個ONU發(fā)送數據時不會在分光器上產生沖突。 lRanging的過程需要開窗，即Quiet Zone，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。GPONGPON測距方式測距方式ONTOLT(in

27、 CO)20 km3 km12 kmHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 32lOLTOLT內部內部DBADBA模塊不斷收集模塊不斷收集DBADBA報告信息，進行相關計算，并將計算結果以報告信息，進行相關計算，并將計算結果以BW MapBW Map的形式下發(fā)給各的形式下發(fā)給各ONUONU。 l各各ONUONU根據根據BW MapBW Map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。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算法邏輯算法邏輯DBA報告報告BW MapTime slotT-CONTT-CON

28、TT-CONTONU的調度器的調度器ONUOLT控制平面數據平面GPON DBAGPON DBA的實現過程的實現過程HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 33PayloadUS BWMapDataReportPCBdD/S DirectionU/S DirectionOLTONTlOLT根據上次計算的結果在下行幀頭中下發(fā)BW Map。lONU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 。lOLT收到ONU的狀態(tài)報告后，經過DBA計算并更新BW Map，在下一幀進行下發(fā)。lONU收到OLT下發(fā)的

29、BW Map消息后，在指定的時隙上發(fā)送數據。DBADBA的實現的實現HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 34uT-CONTs (Transmission Containers)T-CONTs (Transmission Containers)：動態(tài)接收：動態(tài)接收OLTOLT下發(fā)的授權下發(fā)的授權 ，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,

30、AB,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帶寬術語帶寬術語HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 35l根據業(yè)務的優(yōu)先級，系統(tǒng)對每個根據業(yè)務的優(yōu)先級，系統(tǒng)對每個ONUONU設置設置SLASLA，對業(yè)務的帶寬進行限制。，對業(yè)務的帶寬進行限制。 l最大帶寬和最小帶寬是對每個最大帶寬和最小帶寬是對每個ONUONU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

31、不同，一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。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。lOLTOLT根據業(yè)務和根據業(yè)務和SLASLA及及ONUONU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。求。T-CONTT-CONT類型和帶寬類型之間的關系類型和帶寬類型之間的關系HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 36GTCGTC PON

32、 PON系統(tǒng)架構是下行方向為廣播方式，上行方向為系統(tǒng)架構是下行方向為廣播方式，上行方向為TDMATDMA方式，所以只對上行方向的業(yè)務流提供方式，所以只對上行方向的業(yè)務流提供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)務流的承載容器，調度機制是業(yè)務流的承載容器，調度機制是DBADBA（動態(tài)帶寬分配）（動態(tài)帶寬分配）。 DBADBA的算法是的算法是GTCGTC的的QoSQoS處理性能的關鍵。處理性能的關鍵。GEMGEM 在在GEMGEM層主要是針對每個層主要是針對每個GEM PortGEM

33、 Port進行業(yè)務流分類，類似于進行業(yè)務流分類，類似于DSLAMDSLAM的單的單PVCPVC多業(yè)務的處理方式。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。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/TDMETH/TDM TDM TDM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QoSQoS。 ETHETH業(yè)務（包括電路仿真方式的業(yè)務（包括電路仿真方式的TDMTDM業(yè)務）主要是基于二層業(yè)務）主要是基于二層VLANVLAN、COSCO

34、S等標識進行業(yè)務的等標識進行業(yè)務的QoSQoS處理，處理， QoSQoS主要處理機制分為流分類、監(jiān)管、隊列調度、擁塞處理、整形，它們的實現復雜度是影響主要處理機制分為流分類、監(jiān)管、隊列調度、擁塞處理、整形，它們的實現復雜度是影響QoSQoS處理性能的關鍵處理性能的關鍵GPONGPON中的中的QoSQoS處理處理ETH/TDMGEMGTCFlow control/ClassificationGPON 業(yè)務承載層GPON QoS處理機制T-CONT/DBAVLAN/COS/PQ/GTS/POLICINGHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential

35、 Page 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都能收到相同的數據，但是通都能收到相同的數據，但是通過過 LL IDLL ID來區(qū)分不同的業(yè)務的數據，來區(qū)分不同的業(yè)務的數據，ONU ONU 通過過濾來接收屬于自己的數據。通過過濾來接收屬于自己的數據。 這里需要注意：這里需要注意：EPONEPON數據包是變長的。數據包是變長的。GPONGPON下行幀是定長的。下行幀是定長的。EPONEPON原理原理-下行數據下行數據EPON

36、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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 39 TDMATDMA方式：方式：EPONEPON的上行是通過的上行是通過TDMATDMA（時分復用）的方式傳輸數據，每個（時分復用）的方式傳輸數據，每個ONUONU收到數據報文后都還會收到收到數據報文后都還會收到OLTOLT發(fā)給它的發(fā)給它的grant消息，每個消息，每個ONUONU按按OLTOLT告知的時間告知的時間點發(fā)送點發(fā)送OLTOLT指定的報文數量，這樣所有的指定的報文數量，這樣所有的ONU

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

38、 delimitersmode1bitLLID15bitsLogical_link_idmode0P2P模式mode1廣播模式LLID0 x7FFF廣播IDHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 41EPON協(xié)議棧應用層傳輸IP鏈路層物理層RS子層物理層IPDATADATAMAC01010111010101000010101MACLLID前導碼業(yè)務數據流HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 42多點MAC控制層功能MACMAC數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層

39、多點多點MACMAC控制層控制層物理層物理層MACMAC數據鏈路層數據鏈路層物理層物理層多點多點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ONU通過MPCP協(xié)議對話，實現實現：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MAC控制層”的功能。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 43多點MAC控制層MPCP消息格式l MODE: 標記是P2P

40、模式還是Broadcast模式；l LLID：邏輯鏈路標記，max num32767；l 目的地址(DA)：MPCPDU中的DA為MAC控制組播地址，或者是MPCPDU的目的端口關聯(lián)的單獨MAC地址；l 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；l 長度/類型：MPCPDU都進行類型編碼，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 時間戳：在MPCPDU發(fā)送時刻，時間戳域傳遞localTime寄存器中的內容；l 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

41、填充為0，并在接收時忽略；l 校驗碼：該域為幀校驗序列，一般由下層MAC產生。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 44控制消息lMPCP在MAC控制層實現，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間段發(fā)送數據；在指定的時間段發(fā)送數據；REPORT（Opcode0003）（ONU發(fā)出）：向向OLT報告報告ONU的狀態(tài)，包括該的狀態(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；同步于哪一個時間戳、以及是否有數據需要發(fā)

42、送；REGISTER_REQ（Opcode0004）（ONU發(fā)出）：在注冊規(guī)程處理過程中在注冊規(guī)程處理過程中請求注冊；請求注冊；REGISTER（Opcode0005）（OLT發(fā)出）：在注冊規(guī)程處理過程中通知在注冊規(guī)程處理過程中通知ONU已經識別了注冊請求；已經識別了注冊請求；REGISTER_ACK（Opcode0006）（ONU發(fā)出）：在注冊規(guī)程處理過程中在注冊規(guī)程處理過程中表示注冊確認。表示注冊確認。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 45EPON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

43、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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 46EPON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MACMPCPMACMPCPLLIDMPCPMPCPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidenti

44、al Page 47EPON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)送由多點多點MAC控制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！這次我發(fā)完了關斷上行光HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential

45、 Page 48發(fā)現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l步驟1：OLT通過廣播一個發(fā)現GATE消息來通知ONU發(fā)現窗口的周期。l步驟2：ONU發(fā)送含MAC地址的注冊請求消息。l步驟3：注冊ONU，分配和制定LLID。綁定MAC和LLID目的目的MAC: 組播MAC授權內容：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！目的目的MAC: OLT的MAC源源MAC: ONT的MAC內容：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。O

46、LT學到學到ONT的的MAC,分配分配一個一個LLID,并并做相關綁定后做相關綁定后給給ONT發(fā)送發(fā)送LLID目的目的MAC:組播MAC源源MAC: OLT的MAC內容：內容：MACA: LLID=10MACB: LLID=11MACC: LLID=12我LLID=10 ！存起來！我LLID=11 ！存起來！目的目的MAC:ONTA的MAC源源MAC: OLT的MAC內容：內容：MACA的 LLID=10，如果正確，收到請回答。我是MACALLID=10 ！我來回答！目的目的MAC:OLT的MAC源源MAC: ONTA的MAC內容：內容：我是MACA，我的 LLID=10，完全正確,Over

47、!ABHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 49GATE和REPORT交互過程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，包括窗口的開始時間和長度。當口的開始時間和長度。當ONU的的LocalTime計數器和計數器和GATE消息中的消息中的StartTime相同時，相同時，ONU開始發(fā)送。開始發(fā)送。ONU將給結束發(fā)送留有足夠的余量，從而保證將給結束發(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。在授權長度間隔用完前關閉激光器。 lREPORT用于上報帶寬的需求，也可用來用于上報帶寬的需求，也可用

48、來為為OLT安裝看門狗定時器（安裝看門狗定時器（watchdog Timer）。即使沒有帶寬請求，也應該周）。即使沒有帶寬請求，也應該周期性的產生報告，這將保證期性的產生報告，這將保證OLT的看門狗的看門狗定時器不會因超時注銷定時器不會因超時注銷ONU。為了保證該。為了保證該機制正常運轉，機制正常運轉，OLT將周期性地向將周期性地向ONU授授權。權。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 50EPON DBA的實現過程lOLT的MPCP會下發(fā)Gate消息給ONU，允許ONU可以進行發(fā)現消息的發(fā)送和正常數據的發(fā)送。 l在正常發(fā)

49、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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 51DBA舉例(b)lONU1發(fā)送數據6000 bytes 。 l發(fā)送完數據,ONU1發(fā)出request信號,表明buffer還有550bytes 。lOLT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。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 52DBA舉例(c)(1)lOLT收到ONU1的請求后,更新polling table 。 lONU2發(fā)送數據,并請求下一次的帶寬(5700bytes) 。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HUAWEI Confidential Page 53DBA舉例(d)lOLT根據表中的RTT計算出ONU2發(fā)送完的時間,并在適當的時刻發(fā)送grant允許ONU3發(fā)送數據。 lONU3發(fā)送數據,并請求下一次帶寬(4400bytes),OLT更新polling table中ONU2的數據。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.HU