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1、于 力 平 固网产品支持部EPON基本原理 EPON工作原理 MPCP协议 EPON DBA技术 OAM管理 业务QoS处理 EPON保护技术主要内容秘密 光纤接入技术EPON光纤接入技术点到多点（P2MP）点到点（P2P）APON/BPONGPON光纤以太网2秘密 单纤双向传输机制nEPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。n为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号， 采用以下两种复用技术：l下行数据流采用广播技术；l上行数据流采用TDMA技术。1490nm1310nm3秘密单纤两波长传输结构上行中心波长 1310 nm， 下行中心波长 1490nm4秘密 EPON工作原理下行数据帧
2、结构前导码 7Bytes帧定界符 1BytesDA 6BytesSA 6Bytes长度/类型 2Bytes数据 461500Bytes填充 不定FCS 4Bytes前导码 8BytesDA 6BytesSA 6Bytes长度/类型 2Bytes数据 461500Bytes填充 不定FCS 4Bytes5555SPD5555LLIDLLID CRC8以太网MAC帧EPON MAC帧SPD:SPD指示LLID和CRC位置定义广播与单播实现 a.广播： MODE=1 或者 LLID=0x7FFF b.单播： MODE=0 且 LLID!=0x7FFFF5秘密 EPON工作原理下行 在ONU注册成动后
3、分配一个唯一的LLID； 在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节； OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的 LLID的帧或者广播帧。 广播方式6秘密 EPON工作原理上行 OLT接收数据前比较LLID注册列表； 每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧； 分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。 TDMA方式7秘密 系统工作过程ONUONU的操作的操作 ONU通过下行控制帧的时间戳同步 于OLT； ONU等待发现帧（gate） ONU进行发现处理，包括：测距， 指定物理ID和带宽。 ONU等待授权
4、，ONU只能在授权时间 发送数据OLTOLT的操作的操作 产生时间戳消息，用于系统 参考时间 通过MPCP帧指配带宽 进行测距操作 控制ONU注册8秘密 系统工作之关键技术nLLID与仿真子层nMPCPn自动化注册和测距9秘密 LLID与仿真子层n仿真子层的目的：l使下层的P2MP网络的处理方式看起来类似于多个P2P链路 的集合。lLLID的定义改变了以太网固有的特性，是传输质量获得可以 控制的基础。n实现的方法：l在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代前导符的最后两 个字节。n实现机制：l在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID；lOLT接收数据时比较LLID注册列表；lONU接收数据时
5、，仅接收符合自己的LLID的或者广播包。10秘密 仿真子层功能及特点:支持P2PE(Point to point Emulation)使OLT支持多个LLID和MAC客户端每个ONU上支持单个LLID支持广播适于动态带宽分配使用MAC层原有定义结构使用32位时间标签进行时钟同步利于网络测距及实施修正方便网络拓朴发现11秘密仿真子层网络层次中的位置12秘密 MPCP协议nMPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制 MPCP来协调数据的有效发送和接收：l系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU 发送l位于OLT的高层负责处理发送的定时、不同ONU的拥 塞报告，从而优化PON系统内部的带
6、宽分配nMPCP有两种GATE操作模式：初始化模式和普通模 式。l初始化模式用来检测新连接的ONU，测量环路延时和 ONU的MAC地址l普通模式给所有已经初始化的ONU分配传输带宽13秘密 MPCP帧格式五种类型的MPCP帧nGATE（OLT发出）l允许接收到GATE帧的ONU立即 或者在指定的时间段发送数据nREPORT（ONU发出）l向OLT报告ONU的状态，包括 该ONU同步于哪一个时间戳、 以及是否有数据需要发送。nREGISTER_REQ （ONU发出）l在注册规程处理过程中请求注册 。nREGISTER （OLT发出）l在注册规程处理过程中通知 ONU已经识别了注册请求。nREGI
7、STER_ACK （ONU发出）l在注册规程处理过程中表示注册确 认。MPCP帧格式14秘密 MPCP协议层次模型P2MP网络拓扑对于高层来说表现为多个点对点链路的集合15秘密 MPCP帧接收过程16秘密 MPCP帧发送过程17秘密 自动注册过程n指OLT对系统中的ONU进行注册，主 要用于系统中增加ONU时或者ONU重 新启动时。n在Discovery过程中ONU的执行动作 ：l在上电启动或复位时，ONU进入 Discovery状态。等待来自OLT的 “Discovery Gate”消息。l如果所收到的消息类型为 Discovery，且消息中的逻辑PHY ID与自己相同或为缺省值是，就 对此
8、消息做出应答。n在discovery过程中OLT的执行动作：lOLT必须周期性的发送Discovery 检测帧。l所有的“discovery Gate”帧都是以 广播方式发送的。 18秘密EPON技术实现：认证nONU认证流程 在EPON系统中采用两级认证机制，一是设备认证，二是用户认证。具体认 证流程图如下：注册开始 注册申请 注册完成REDIU服务器NMSOLTONU系统及ONU配置配置确认 授权配置ONU注册ONU判别取设备认证信息设备认证信息 允许接入设备认证 用户认证用户认证数据用户认证数据用户认证结果用户认证成功用户数据用户认证用户授权配置19秘密 自动测距n补偿因ONU距离不同而
9、产生的时延差异：RTT（Round Trip Time）l在注册过程中，OLT对新加入的ONU启动测距过程lOLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间lOLT也可以在任何收到MPCP PDU的时候启动测距功能。n使用注册冲突避让：l在EPON系统中，解决ONU的注册冲突的方案有两种：随机延迟时 间法和随机跳过开窗法。RTT = T2-T1+T5-T3 = T5-T420秘密 RTT的应用计算出RTT后，OLT据此给ONU发送GATE帧 例如，如果OLT希望在T1时刻接收ONU的数据，则在GATE帧中给ONU的 起始时间为 T0T1-RTT。21秘密EPON关键技术DBAn功能： l相对于静态带
10、宽分配（SBA），DBA是指实时地（ms级）改 变PON中各ONU上行带宽的机制l根据带宽状态和ONU需求动态（合理）分配ONU的上行带宽n优点：l实现高效的上行带宽利用率和服务质量保证n算法特点：l业务透明l低时延和低时延抖动l公平带宽分配l健壮性好l实时性强22秘密 EPON技术实现：DBA周期性nEPON系统中的带宽应用具有周期性，主要有两个周期构成lDiscovery周期 lDBA带宽分配周期： Cycle1Cycle2：Discovery 窗口：一个完整的带宽使用周期LLID1LLIDnLLID3Grant CycleLLID2带宽分配窗口LLIDx数据下行窗口OLT下行方向的带宽使
11、用示意图 23秘密 EPON技术实现：DBA周期性nOLT接收方向的数据流示意图 Cycle1Cycle2：Discovery 窗口：一个完整的带宽使用周期LLID1LLIDnLLID3LLID2LLIDx数据上报窗口24秘密 EPON关键技术OAM管理n功能：l完成ONU的认证、配置功能l在线的性能监测、各种故障告警和远端故障指示、远端近端 环回等lOLT对ONU进行远程管理通信协议，要有一定的开放性和扩展 性n基本支持功能：lRemote Failure Indication（远端故障指示）lRemote Loopbak（远端环回）lLink Monitoring（链路监视）n扩展功能lONU版本管理lONU配置管理25秘密EPON关键技术-业务QoS处理交换板PON卡EPONEPON TDM 业务处理 （网关）GE10/100M/GEONUONUONU采用IEEE802.1p 或IP TOS机制，实现业务 优先级区分业务拥塞 发生在交 换芯片上PON系统上下行基 本不会拥塞，但须 进行更精确的带宽 控制和管理26秘密 EPON技术实现：保护n两种倒换方式：l自动倒换：由故障发现触发，如信号丢失或信号劣化等；l强制倒换：由管理事件触发n两种保护方式 ：l骨干光纤保护l全保护27秘密EPON技术实现：保护n全保护方式
