三網(wǎng)融合與接入課件資料

1、三網(wǎng)融合與接入范興娟上次課內(nèi)容總結(jié)光纖接入網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第5章 EPON原理及關(guān)鍵技術(shù)5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)送與接收技術(shù)5.3 MPCP協(xié)議5.4 測(cè)距技術(shù)5.5 動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)5.6 組播技術(shù)5.7 EPON多業(yè)務(wù)承載復(fù)習(xí)EPON組網(wǎng)結(jié)構(gòu)提問(wèn)如何實(shí)現(xiàn)單纖雙向？下行數(shù)據(jù)如何傳輸？上行數(shù)據(jù)如何傳輸？單纖雙向1490nm1310nm1550nm （CATV）波分復(fù)用（WDM）OLTODNONUONU1ONU2ONU3OLT12312312312323終端用戶1終端用戶2終端用戶3送往特定ONU的分組TDM廣播送往特定ONU的分組比較轉(zhuǎn)發(fā)至終端選擇Splitter1下

2、行數(shù)據(jù)ONU1ONU2ONU3OLT123132終端用戶1終端用戶2終端用戶3送往特定時(shí)隙的分組TDMA方式每個(gè)用戶在不同的時(shí)段發(fā)送數(shù)據(jù)Splitter上行數(shù)據(jù)4 接收功率不同會(huì)怎樣？思考2 沒(méi)按時(shí)停止會(huì)怎樣？3 距離不一樣會(huì)怎樣？1 安全問(wèn)題如何解決？1 安全問(wèn)題如何解決？上行：默認(rèn)禁止ONU之間直接通信1 安全問(wèn)題如何解決？下行： ONU接入時(shí)需認(rèn)證 在收到數(shù)據(jù)幀后，先比較LLID 每一對(duì)ONU和OLT 128位AES加密 VLAN隔離安全問(wèn)題VLAN原理網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)APort1Port2Port3Vlan 2 Port1，Port3網(wǎng)絡(luò)BVlan 3 Port2，Port4Port4網(wǎng)絡(luò)B

3、安全問(wèn)題VLAN原理Port 1貼標(biāo)簽2Port 2Port 3Port 4允許22數(shù)據(jù)幀貼標(biāo)簽3允許3貼標(biāo)簽2允許2貼標(biāo)簽3允許3Vlan 2 Port1，Port3Vlan 3 Port2，Port42 沒(méi)按時(shí)停止會(huì)怎樣？突發(fā)發(fā)送連續(xù)發(fā)送模塊ONU1ONU2ONU3突發(fā)發(fā)送模塊ONU1ONU2ONU3突發(fā)發(fā)送3 接收功率不同會(huì)怎樣？突發(fā)接收連續(xù)接收模塊突發(fā)接收模塊恢復(fù)出來(lái)的數(shù)據(jù)到達(dá)OLT的信號(hào)及閾值建立ONU發(fā)出的信號(hào)ONU1ONU2ONU3閾值線快速AGCMPCPMPCP消息格式Multi-Point Control Protocol，多點(diǎn)控制協(xié)議MPCPMPCP定義的控制幀：GATE

4、(OLT發(fā)出）接收到GATE幀的ONU立即或者在指定的時(shí)間段發(fā)送數(shù)據(jù)。REPORT (ONU發(fā)出）向OLT報(bào)告ONU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。REGISTER_REQ （ONU發(fā)出）在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中請(qǐng)求注冊(cè)。REGISTER （OLT發(fā)出）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。REGISTER_ACK（ONU發(fā)出）在注冊(cè)規(guī)程處理過(guò)程中表示注冊(cè)確認(rèn)。PAUSE 接收方在功能參數(shù)表明的時(shí)間段停止發(fā)送非控制幀的請(qǐng)求。MPCPONU注冊(cè)流程隨機(jī)延遲時(shí)間開(kāi)始REGISTER_REQREGISTERGATEREGISTER_ACKOLTONTGate步

5、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。步驟2：ONU發(fā)送含MAC地址的注冊(cè)請(qǐng)求消息。步驟3：注冊(cè)O(shè)NU，分配和制定LLID。綁定MAC和LLID目的MAC: 組播MAC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MAC: OLT的MAC源MAC: ONT的MAC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。我LLID=10 ！存起來(lái)！我LLID=11 ！存起來(lái)！目的MAC：ONTA的MAC源MAC: OLT的MAC內(nèi)容：MACA的 LLID=10，如果正確，收到請(qǐng)回答。我是MACALLID=10 ！我

6、來(lái)回答！目的MAC：OLT的MAC源MAC: ONTA的MAC內(nèi)容：我是MACA，我的 LLID=10，完全正確,Over !AB發(fā)現(xiàn)時(shí)間窗口OLT學(xué)到ONT的MAC,分配一個(gè)LLID,并做相關(guān)綁定后給ONT發(fā)送LLID目的MAC:組播MAC源MAC: OLT的MAC內(nèi)容：MACA: LLID=10MACB: LLID=11第5章 EPON原理及關(guān)鍵技術(shù)本章內(nèi)容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)送與接收技術(shù)5.3 MPCP協(xié)議5.4 測(cè)距技術(shù)5.5 動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)5.6 組播技術(shù)5.7 EPON多業(yè)務(wù)承載為何要采用測(cè)距技術(shù)？ONTOLT20 km3 km12 km“通信”方式

7、一石家莊北京廣州立刻回信立刻回信EPON上行方向數(shù)據(jù)沖突示意圖 OLTONU1ONU2發(fā)送接收發(fā)送接收發(fā)送接收時(shí)隙授權(quán)1時(shí)隙授權(quán)2時(shí)隙授權(quán)1ONU1數(shù)據(jù)ONU1數(shù)據(jù)時(shí)隙授權(quán)2ONU2數(shù)據(jù)ONU2數(shù)據(jù)沖突Tdown1Tdown2Tup1Tup2往返時(shí)間 RTTi=Tdowni+Tupi如何通過(guò)測(cè)距技術(shù)避免沖突？石家莊廣州立刻回信立刻回信等收到廣州的回信再給北京寄信太浪費(fèi)時(shí)間！石家莊北京廣州等待T1回信等待T2回信EPON上行時(shí)隙同步示意圖 OLTONU1ONU2發(fā)送接收發(fā)送接收發(fā)送接收時(shí)隙授權(quán)1時(shí)隙授權(quán)2ONU2數(shù)據(jù)時(shí)隙授權(quán)1Tdown1時(shí)隙授權(quán)2Tdown2Tup2Twait1ONU1數(shù)據(jù)Tu

8、p1Twait2ONU1數(shù)據(jù)TeqdONU2數(shù)據(jù)Teqd補(bǔ)償時(shí)延 Twaiti=Tepd-RTTi何時(shí)進(jìn)行測(cè)距？1、初始測(cè)距ONU開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)前2、動(dòng)態(tài)測(cè)距ONU有業(yè)務(wù)運(yùn)行時(shí)EPON中的測(cè)距技術(shù)怎樣實(shí)現(xiàn)？用于測(cè)距的MPC PDU1、初始測(cè)距GATE消息+REGISTER_REQ消息2、動(dòng)態(tài)測(cè)距GATE消息+REPORT消息EPON時(shí)間標(biāo)簽測(cè)距法原理 OLTONU發(fā)送接收發(fā)送接收時(shí)隙授權(quán)1時(shí)隙授權(quán)1GATETS=t0ONU1數(shù)據(jù)ONU1數(shù)據(jù)REGISTER_REQ/REPORT TS=t1TdownTwaitTupOLT本地時(shí)間=t0OLT本地時(shí)間=t2TR置ONU本地時(shí)間=t0ONU本地時(shí)間=

9、t1RTT=Tdown+Tup=TR-Twait=(t2-t0)-(t1-t0)=t2-t1例題OLT在本地時(shí)間為T(mén)=100時(shí)分別給ONU1和ONU2發(fā)送了長(zhǎng)度為20和30的授權(quán)，并且期望在本地時(shí)間為200時(shí)接收到ONU1的數(shù)據(jù)，而且還希望ONU2的上行發(fā)送時(shí)隙能夠緊接著ONU1的上行發(fā)送時(shí)隙，即在本地時(shí)間為220時(shí)，接收完ONU1的數(shù)據(jù)，就馬上開(kāi)始接收ONU2的數(shù)據(jù)（沒(méi)有考慮保護(hù)帶的情況）。OLT通過(guò)測(cè)距過(guò)程得知ONU1的RTT為16，ONU2的RTT為28，求ONU1、ONU2發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間。 OLTONU1ONU2發(fā)送接收發(fā)送接收發(fā)送接收授權(quán)1=20授權(quán)2=30ONU2數(shù)據(jù)授權(quán)1=20授

10、權(quán)2=30ONU1數(shù)據(jù)ONU1數(shù)據(jù)ONU2數(shù)據(jù)T100T200T220t12=t22-RTT2=220-28=192t11=t21-RTT1=200-16=184練習(xí)OLT在本地時(shí)間為T(mén)=100時(shí)分別給ONU1和ONU2發(fā)送了長(zhǎng)度為20的授權(quán)，并且期望在本地時(shí)間為300時(shí)接收到ONU1的數(shù)據(jù)，接收完ONU1數(shù)據(jù)后，再過(guò)長(zhǎng)度為4的時(shí)間后才開(kāi)始接收ONU2的數(shù)據(jù)（即保護(hù)帶寬度為4）。已知ONU1的RTT為20，ONU2的RTT為30，求ONU1、ONU2發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間。 OLTONU1ONU2發(fā)送接收發(fā)送接收發(fā)送接收授權(quán)1=20授權(quán)2=20ONU2數(shù)據(jù)授權(quán)1=20授權(quán)2=20ONU1數(shù)據(jù)ONU1數(shù)

11、據(jù)ONU2數(shù)據(jù)T100T300T324t12=t22-RTT2=324-30=294t11=t21-RTT1=300-20=280第5章 EPON原理及關(guān)鍵技術(shù)本章內(nèi)容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)送與接收技術(shù)5.3 MPCP協(xié)議5.4 測(cè)距技術(shù)5.5 動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)5.6 組播技術(shù)5.7 EPON多業(yè)務(wù)承載動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)靜態(tài)帶寬分配易于實(shí)現(xiàn)資源利用率低動(dòng)態(tài)帶寬分配ONU申請(qǐng)帶寬OLT計(jì)算授權(quán)OLT監(jiān)測(cè)OLT分配帶寬狀態(tài)報(bào)告型非狀態(tài)報(bào)告型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)分配的機(jī)制dataONU在給定分配時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)報(bào)告型DBAOL

12、TONUyyy bytesGATEOLT發(fā)起命令，要求ONU上報(bào)隊(duì)列狀態(tài)xxxREPORTONU上報(bào)帶寬需求OLT根據(jù)ONU需求、DBA算法分配帶寬yyyGATEOLT通知ONU實(shí)際分配的帶寬非狀態(tài)報(bào)告型DBA需要復(fù)雜的流量算法和預(yù)測(cè)算法現(xiàn)實(shí)中很少使用帶寬管理機(jī)制固定帶寬（Fixed Bandwidth） 保證帶寬（Assured Bandwidth） 盡力而為帶寬（Best Effort Bandwidth） 一個(gè)ONU可以獲得上述3種帶寬中的一種或者多種組合。EPON DBA通常支持上述3種帶寬類(lèi)型的組合。討論：你該為用戶如何分配帶寬？提高最大帶寬利用率無(wú)DBA,利用率40%有DBA,利用

13、率達(dá)到80%減小突發(fā)時(shí)延無(wú)DBA:100ms有DBA:10ms作業(yè)1、完成課后作業(yè)2、用自己的話描述一下EPON的測(cè)距過(guò)程3、OLT在本地時(shí)間為T(mén)=80時(shí)分別給ONU1和ONU2發(fā)送了長(zhǎng)度為25和30的授權(quán)，并且期望在本地時(shí)間為280時(shí)接收到ONU1的數(shù)據(jù)，接收完ONU1數(shù)據(jù)后，再過(guò)長(zhǎng)度為5的時(shí)間后才開(kāi)始接收ONU2的數(shù)據(jù)（即保護(hù)帶寬度為5）。已知ONU1的RTT為26，ONU2的RTT為18，求ONU1、ONU2發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間。 第5章 EPON原理及關(guān)鍵技術(shù)本章內(nèi)容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)送與接收技術(shù)5.3 MPCP協(xié)議5.4 測(cè)距技術(shù)5.5 動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)5.

14、6 組播技術(shù)5.7 EPON多業(yè)務(wù)承載單播數(shù)據(jù)流Unicast Traffic 1.5 Mb x 3 = 4.5 Mb1.5 Mb x 2 = 3 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 MbVideoServerReceiverReceiverReceiverNot AReceiver單播數(shù)據(jù)流Unicast Traffic. . . 1.5 Mb x 100 = 150 Mb1.5 Mb x 100 = 150 Mb1.5 Mb x 100 = 150 MbReceiver 1R

15、eceiver 1001.5 Mb x 100 = 150 MbVideoServer廣播數(shù)據(jù)流Broadcast Traffic我不想要這些視頻流，可是我的 CPU 還是要去處理這些數(shù)據(jù)！1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 MbVideoServerReceiverReceiverReceiverNot AReceiver沒(méi)有使用多媒體應(yīng)用程序的主機(jī)還是必須要處理這些廣播數(shù)據(jù)流。組播數(shù)據(jù)流Multicast Traffic1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 MbVideoServerReceiverReceiverR

16、eceiverNot AReceiver一個(gè)組播服務(wù)器，利用一個(gè)特殊的廣播地址，可以向多個(gè)客戶端只發(fā)送一份數(shù)據(jù)流。組播系統(tǒng)示意圖組播系統(tǒng)組成：視頻組播業(yè)務(wù)系統(tǒng)IP城域網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)家庭網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻組播的流程 第1步：機(jī)頂盒（STB）或PC機(jī)通過(guò)發(fā)送DHCP報(bào)文從DHCP服務(wù)器 獲得一個(gè)IP地址；第2步：BAS對(duì)STB上報(bào)的用戶名和密碼進(jìn)行驗(yàn)證，獲得電子節(jié)目表；第3步：用戶在電子節(jié)目表進(jìn)行節(jié)目選擇；第4步：選中節(jié)日后，STB就發(fā)送一個(gè)IGMP加入的請(qǐng)求報(bào)文；第5步：在組播路由器上建一組播映射表（組和VLAN相對(duì)應(yīng)）；第6步：OLT建立組播轉(zhuǎn)發(fā)表，為每個(gè)加入組的用戶發(fā)送視頻流；第7步：用戶

17、觀看組播節(jié)目。 EPON組播原理IGMP Proxy的實(shí)現(xiàn)原理：OLT靠攔截用戶和路由器之間的IGMP報(bào)文建立組播表，Proxy設(shè)備的上聯(lián)端口執(zhí)行主機(jī)的角色，下聯(lián)端口執(zhí)行路由器的角色。IGMP Snooping的實(shí)現(xiàn)原理：OLT以偵聽(tīng)主機(jī)發(fā)向路由器IGMP成員報(bào)告消息的方式，形成組成員和交換機(jī)端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)該對(duì)應(yīng)關(guān)系，將收到的組播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到組成員的端口。第5章 EPON原理及關(guān)鍵技術(shù)本章內(nèi)容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)送與接收技術(shù)5.3 MPCP協(xié)議5.4 測(cè)距技術(shù)5.5 動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)5.6 組播技術(shù)5.7 EPON多業(yè)務(wù)承載寬帶業(yè)務(wù)原理VLAN10VLAN

18、20VLAN100 VLAN20普通用戶 AVLAN100 VLAN10標(biāo)記或者透?jìng)鲀?nèi)層 VLANOLTONUOLTONUIP Core BASVLAN10VLAN40VLAN200 VLAN40普通用戶 B企業(yè)A-總部企業(yè)A-分部標(biāo)記外層VLANHG850(SIP/MGCP)MA5680TVoIP業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)原理PON#0OLT完成業(yè)務(wù)的透?jìng)髀酚善鱉A5620E(H.248)普通電話.PON#1MA5606T(H.248)ADSL調(diào)制解調(diào)器家庭網(wǎng)關(guān)軟交換普通電話語(yǔ)音模塊完成VoIP信令處理和媒體轉(zhuǎn)換VLAN172SIP電話語(yǔ)音模塊VLAN172VLAN172VLAN172IPUDPSIP/MGCP語(yǔ)音在ONU的IAD模塊上完成編碼，信令處理。采用單層VLAN，OLT透?jìng)髌渌绞饺珉p層VLAN這里沒(méi)有畫(huà)出MA5680T IPTV業(yè)務(wù)組網(wǎng)MA5680TFTTB:MA5620E分光器