接入網經典教程課件

1、通信網與交換技術第三章：接入網技術7/17/20221概述7/17/20222概述談談你所用過的上網方式7/17/20223概述“Last kilometer” last but not the least！7/17/202241.接入網的基本概念1.1 定義（SNI,Service Node Interface）業(yè)務節(jié)點接口 圖6.2接入網在通信網中的位置 7/17/202251.接入網的基本概念1.1 定義接入網物理參考模型 FPDP7/17/202261.接入網的基本概念1.1 定義接入網可由3個接口界定，即網絡側經由SNI與業(yè)務節(jié)點相連，用戶側由UNI與用戶相連，管理方面則經Q3接口與

2、電信管理網（TMN）相連。各網絡實體之間的連接關系如圖6.3所示。圖6.3接入網的定界提供業(yè)務的實體,如交換機、特定配置的點播電視、廣播電視業(yè)務節(jié)點等?？煞譃橹С謫我唤尤氲腟NI和綜合接入的SNI。支持單一接入的標準化接口主要有提供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。要支持目前網絡所能夠提供的各種接入類型和業(yè)務，而不能限制現(xiàn)有的業(yè)務和接入類型。7/17/20227通俗地講，所謂接入網就是指本地交換機（或遠端模塊局）和用戶終端設備之間所有設備和傳輸介質構成的傳輸系統(tǒng)。1.接入網的基本概念

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

4、混合接入無線接入技術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、模塊局數(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，它從多個ADSL modem連接收取信號，將其轉換到一條連接到互聯(lián)網的高速線路和設備上 ?？蛻舳撕途?/p>

6、端設備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:局端復用器FEC編碼：前向糾錯編碼，由接收端負責驗證 POTS:PlainOldTelephoneService，模擬電話業(yè)務DMUL:用戶端分接器7/17/202218ADSL的核心技術DMT=7/17/202219Hz26KPOTS138K1104K4K上行下行 DMT(Discrete Multi-Tone )即離散多音頻調制，它是一種多載波調制技術，其核心的思想是將整個傳輸

7、頻帶分成若干各子信道，每個子信道對應不同頻率的載波，在不同的載波上分別進行QAM調制，不同信道上傳輸?shù)男畔⑷萘浚疵總€載調制的數(shù)據(jù)信號）根據(jù)當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)務的傳輸ADSL的DMT調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行QAM調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備設定，如果設備采用回波抵消法，則上、下行信號會共用部分子載波。7/17/202221DMT圖6.8DMT

8、調制基本結構 7/17/202222 系統(tǒng)初始化過程和功率調整 DMT調制技術提供了子信道傳輸速率自適應和動態(tài)調整的具體實現(xiàn):初始化過程中的收發(fā)器訓練、子信道分析和運行中的功率調整來實現(xiàn)的。 DMT7/17/202223 目前ADSL用戶接入系統(tǒng)設備的網絡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設備上行鏈路的數(shù)據(jù)接口通常為標準的ATM接口，并可直接或通過本地傳輸網絡與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設備上通?？商峁〢TM接口或以太網10Mbit/s的應用接口。這種模式增加了設備復雜度，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設備的上行鏈路數(shù)據(jù)接口和用戶端RTU設備的用戶數(shù)據(jù)接口均為目前流行的以太網接口。ADSL傳輸系統(tǒng)承載的傳判斷數(shù)據(jù)格式通?？筛鶕?jù)局端和用戶端設備的功能變化而分別采用可變長度的第二層以太網幀或第三層IP包。這樣ADSL終端成了IP終端，IP包經過DMT調制后通過電話線傳輸?shù)骄侄?，經解調后進入以太交換機，再通過路由器連接到互聯(lián)網。這樣做可以大大簡化設備，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（O

10、AN）就是采用光纖傳輸技術的接入網，泛指本地交換機或遠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接入技術業(yè)務數(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 )提供與中心局設備的接口（光電轉換、物理接口）提供與ODN的光接口分離不同的業(yè)務對眾多的ONU進行管理和指配ODN（Optical Distribution Node ）為OLT和ONU之間提供光傳輸

12、技術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、復接功能ONU （Optical Network Unit,光網絡單元） 提供用戶到接入網的接口（光電轉換、物理接口） 提供用戶業(yè)務適配功能（速率適配、信令轉換）AF(Adaptive Function)ONU和用戶設備提供適配功能 3. 光纖接入概述7/17/2022307/17/202231SNI為業(yè)務節(jié)點接口，UNI為用戶網絡接口，Q3為網絡管理接口；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)務網絡接口參考點；

13、T為用戶網絡接口參考點；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 應用類型按照ONU在光接入網中所處的具體位置不同，可以將OAN劃分為3種基本不同的應用類型7/17/2022333. 光纖接入3.1 應用類型光纖到路邊（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，傳輸距離長，帶寬大等。從維護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)務時，這種結構就不夠理想了。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（通常為居民住宅公寓或小企事業(yè)單位辦公樓），再經多對雙絞線將業(yè)務分送給各個用戶。7/17/2022343. 光纖接入3.1 應用類型光纖到家（FTTH）和光纖到辦公室（FTTO）在原來的FTTC結構中，如果將設置在路邊的ONU換成無源光分路器，然后將ONU移到用戶家即為FTTH結構。 FTTO主要用于大企事業(yè)用戶，業(yè)務量需求大，因而結構上適于點到點或環(huán)型結構。而FTTH用于居民住宅用戶，業(yè)務量需求很小，因而經濟的結構必須是點到多點方式。主要特點： 全透明光網絡，對傳輸制式、帶寬、波長和傳輸技術沒有任何限制，適于引入新業(yè)務； 無有源

15、電子設備，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)務和應用延伸光纖分路器ONU(家庭)家庭網關時代：占領桌面就是占領用戶網絡時代：接入網及家庭網絡就是占領新業(yè)務和新應用的市場7/17/202236家庭網絡的組網形態(tài)7/17/20223738家庭網絡的典型應用智能家居系統(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、模式

16、設定等內容。39家庭網絡的典型應用智能家居系統(tǒng)7/17/20223940家庭網絡的典型應用智能家居系統(tǒng)7/17/202240光接入網的拓撲結構 光纖接入網的拓撲結構，是指網絡的空間布局和幾何形狀，表示了網絡中各節(jié)點的相互位置與相互連接的情況。網絡的拓撲結構對網絡功能、造價及可靠性等具有重要影響。其基本的拓撲結構是: 星形總線形樹形環(huán)形7/17/202241圖5-2 光接入網中的拓撲結構7/17/202242光接入網的分類AON：有源光網絡Active Optical Network接入網內含有源器件是主干網技術的延伸SDH、PDH、ATM、等等PON：無源光網絡Passive Optical

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

18、netONUONUPON由光線路終端OLT（Optical Line Terminal）、光網絡單元 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 光網絡單元 ONT Optical Network Terminal 光網絡終端ODN Optical Distribution Network 光分配網絡 OLT Optical Line Terminal 光線路終端WDM Wavelength Divis

19、ion Multiplex Module 波分復用模塊接口7/17/202245無源光網絡PON Passive Optical Network ，是指在OLT和ONU之間的光分配網絡(ODN)，沒有任何有源電子設備。實現(xiàn)點對多點的光纖接入網。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的背景有源光網絡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，需要無源光網絡無源光網絡的類型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是一種純介質網絡避免了有源設備的電磁干擾和雷電影響無源光網絡設備組網靈活，支持多種拓撲結構。無源光網絡擴容比較簡單價格低、安裝維護方便、節(jié)省了維護成本；業(yè)務透明性較好，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；其樹型結構使保護功能成本較高；傳輸距離及容量受限。7/17/202248PON原理數(shù)據(jù)復用PON系統(tǒng)采用WDM技術，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、，采用以下兩種復用技術：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術。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、互動游戲、IP語音等多重業(yè)務。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，降低維護成本。小區(qū)或大樓內分光，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。2、采用EPON作為全球眼的承載網絡，還具有高可靠、抗干擾、維護方便的優(yōu)點。3、需要ONU具備一定的環(huán)境適應能力，滿足室外應用要求MA5680T局端機房Splitter1 x NONUEPON交接箱7/17/202253EPON應用場景村通組網Page 54縣市/鄉(xiāng)鎮(zhèn)1、村通項目的特點就是接入網點分散，單點用戶數(shù)量較少，寬帶需求

23、量較小，ARPU值低，環(huán)境復雜，一般沒有機房或者機房條件較差2、EPON的樹型組網方式充分適應農村地形特點，有效節(jié)約光纖，終端可以提供GE接口，能夠充分滿足農村寬窄帶需求，結合室外機柜極大降低農村網絡建設成本3、無源組網可靠性高，維護成本低，停電節(jié)點不會對其他節(jié)點造成影響MA5680T局端機房村屯遠端寬窄帶接入設備ONU村莊村莊Splitter1 x NSplitter1 x NGESBUMSANPOTSE1802060407/17/202254Why EPON?Questions:在PON的眾多技術中,為什么我們要選用EPON來作為接入網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，所以存在帶寬不足，技術復雜，承載IP業(yè)務效率在協(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等進行封裝映射，速率高（上下行能達到2.5G），協(xié)議比EPON成熟。牛，牛的不行。就是太貴（技術復雜、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)務支持的最好，產品成熟度高，成本最低。就是它了。我選擇，我喜歡。7/17/202255EPON fantasy ！EPON的優(yōu)點總結相對成本低，維護簡單，容易擴展，易于升級。提供非常高的帶寬。 服務范圍大。 帶寬分配靈活，服務有保證。 7/17/202256

25、How does EPON work?Questions:EPON這么好，那么它是怎么在接入網工作的呢？它的結構是怎么樣的？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：我家要接光網絡寬帶了，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的邏輯鏈路標識（LLID），該標識表明本數(shù)據(jù)幀是給ONU（ONU1、ONU2、ONU3ONUn）中的唯一一個。當數(shù)據(jù)信號到達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)帶寬調整的進一步說明后面講）。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進行認證，認證信息，可以是ONU的一個唯一標識（如MAC地址或者是預先寫入ONU的一個序列號），只有通過認證的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幀，以太網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)以太網中使用以太網幀的前導碼來同步數(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/接入設備,采用MPCP,可以實現(xiàn)一個可控制的網絡配置,如光網絡單元(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)有的以太網兼容 傳統(tǒng)的以太網幀格式仍然被保留 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,消息的內容包括用于發(fā)現(xiàn)的授權(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，經過驗證，給ONU發(fā)Register，消息的內容包括分配給這個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，經過驗證，給OLT發(fā)Register-ACK,消息的內容包括被ONU所支持和確認的OLT能力、ONU對被分配的LLID和被設置的物理層參數(shù)的回應等. 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的數(shù)目、授權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幀，以太網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)的以太網幀結構中沒有定義，那么LLID和時間戳在哪？答：MPCP是在二層實現(xiàn)的，它在傳統(tǒng)的以太網幀的基礎上，做了擴展。7/17/20227

36、5MPCP的幀結構首先我們來看一下傳統(tǒng)的以太網幀結構（Ethernet II）前導碼(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)前導碼：共8字節(jié)，前7個字節(jié)由01間隔組成。用于通知目標站作好接受準備。最后一個字節(jié)是SOF（幀首定界符）以兩個連續(xù)的代碼1結尾，表示一個幀的開始7/17/202276MPCP的幀結構現(xiàn)在我們看一下MPCP的幀結構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)前導碼：1bit的模式位，用來標示是P2P模式還是廣播方式,LLID是邏輯鏈路標記（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”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，與已經注冊的OUN

39、進行全局時間同步。已經注冊的OUN在給自己分配的帶寬時間內，上報一個Report消息。這個消息內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是領導，下屬OUN們可以提需求，給不給、給多少還是領導說了算7/17/202279MPCP結束語結束語EPON系統(tǒng)是一種結合了成熟的千兆以太網技術和PON技術的理想的光接入解決方案,而MPCP是解決EPON系統(tǒng)技術難點的關鍵協(xié)議.它通過定義特定的控制幀消息結構,可以解決上行信道復用、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絡管理。但是MPCP依然

40、存在一些問題，如：無法實現(xiàn)網絡管理，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)運營商網絡運營的實際需要，通常將網絡的管理工劃分為3大類：操作（Operation）、管理（Administration）、維護（Maintenance），簡稱OAM。操作主要完成日常網絡和業(yè)務進行的分析、預測、規(guī)劃和配

41、置工作；維護主要是對網絡及其業(yè)務的測試和故障管理等進行的日常操作活動。 ITU-T對OAM功能進行了定義：1）性能監(jiān)控并產生維護信息，根據(jù)這些信息評估網絡的穩(wěn)定性；2）通過定期查詢的方式檢測網絡故障，產生各種維護和告警信息；3）通過調度或者切換到其它的實體，旁路失效實體，保證網絡的正常運行；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)控網絡、檢查錯誤原因的工具，是每一種接入網絡都需要具備的，它能幫助運營商有效的管理網絡。傳統(tǒng)的以太網管理往往采用簡單網絡管理協(xié)議（SNMP）或者TR069的方法實現(xiàn)。EPON系統(tǒng)作為一個接入網絡，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絡正常，不能對EPON網絡鏈路層進行管理。IEEE802.3委員會在新的以太網接入標準802.3ah中制定了關于鏈路層OAM標準。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)金陵學院的客戶最近一直抱怨說上網老掉線“（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，你們去統(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：“所有中毒的設備，全部重起”（管理操作）7/17/202283EPON中O

43、AM運行機制應用層TCP/UDPIPMACPHYMAC客戶端：負責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)往上層復用模塊：將OAMPDU和非OAMPDU復用并發(fā)送7/17/202284OAM幀結構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）標示：包含狀態(tài)標示代碼域：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：變量獲取（Variable 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端通告報文，則結束此OAM會話。OLTOUNInformation（我支持OAM）Information（我支持OAM）informationinformation7/17/2

46、02286OAM事件遠端錯誤報告：當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。當出現(xiàn)嚴重錯誤時，使用flag字段的3個bit來區(qū)分類型（鏈路錯誤、突發(fā)錯誤、嚴重錯誤）。由于上述3種錯誤都比較嚴重，所以當他們對應的flag被置位時，OAMPDU不受慢協(xié)議的限制而重復多次發(fā)送。ONUOLTEvent Notification(出錯啦！)Event Notification(出錯啦！)Event Notification(出錯啦！)7/17/202287OAM事件遠端環(huán)回測試：OLT的OAM通過發(fā)送Loopback Control OAMPDU將對端OUN設置為環(huán)回檢測狀態(tài)。O