epon基本原理 (2).ppt

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,2,光纤接入技术,EPON,3,单纤双向传输机制,EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输 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： 下行数据流采用广播技术； 上行数据流采用TDMA技术1490nm,,1310nm,4,单纤两波长传输结构,上行中心波长 1310 nm， 下行中心波长 1490nm,5,EPON工作原理－下行数据帧结构,前导码 8Bytes,DA 6Bytes,SA 6Bytes,长度/类型 2Bytes,数据 46—1500Bytes,填充 不定,FCS 4Bytes,,,以太网MAC帧,EPON MAC帧,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!=0x7FFFF,6,EPON工作原理－下行,在ONU注册成动后分配一个唯一的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,7,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,8,系统工作过程,ONU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，ONU只能在授权时间发送数据,OLT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,,,9,系统工作之关键技术,LLID与仿真子层 MPCP 自动化注册和测距,10,LLID与仿真子层,仿真子层的目的： 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 LLID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 实现的方法： 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 实现机制： 在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID； 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的或者广播包11,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,12,仿真子层网络层次中的位置,13,MPCP协议,MPCP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： 系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送 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系统内部的带宽分配 MPCP有两种GATE操作模式：初始化模式和普通模式。

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 普通模式给所有已经初始化的ONU分配传输带宽,14,MPCP帧格式,五种类型的MPCP帧 GATE（OLT发出） 允许接收到GATE帧的ONU立即或者在指定的时间段发送数据 REPORT（ONU发出） 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 REGISTER_REQ （ONU发出） 在注册规程处理过程中请求注册 REGISTER （OLT发出） 在注册规程处理过程中通知ONU已经识别了注册请求 REGISTER_ACK （ONU发出） 在注册规程处理过程中表示注册确认MPCP帧格式,15,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,16,MPCP帧接收过程,17,MPCP帧发送过程,18,自动注册过程,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 在Discovery过程中ONU的执行动作： 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 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，就对此消息做出应答。

在discovery过程中OLT的执行动作： OLT必须周期性的发送Discovery检测帧 所有的“discovery Gate”帧都是以广播方式发送的19,EPON技术实现：认证,ONU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：,20,自动测距,补偿因ONU距离不同而产生的时延差异：RTT（Round Trip Time） 在注册过程中，ONU对新加入的ONU启动测距过程 OLT使用RTT来调整每个ONU的授权时间 OLT也可以在任何收到MPCP PDU的时候启动测距功能 使用注册冲突避让： 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-T4,21,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 T0＝T1-RTT22,EPON关键技术－DBA,功能： 相对于静态带宽分配（SBA），DBA是指实时地（ms级）改变PON中各ONU上行带宽的机制 根据带宽状态和ONU需求动态（合理）分配ONU的上行带宽 优点： 实现高效的上行带宽利用率和服务质量保证 算法特点： 业务透明 低时延和低时延抖动 公平带宽分配 健壮性好 实时性强,23,EPON技术实现：DBA周期性,EPON系统中的带宽应用具有周期性，主要有两个周期构成 discovery周期 DBA带宽分配周期：,,,,,,,,,,,Cycle1,Cycle2,,,,,,,,,．．．,．．．,,,,,：discovery 窗口,：一个完整的带宽使用周期,,,,,,．．．,LLID1,LLIDn,LLID3,Grant cycle,LLID2,带宽分配窗口,LLIDx数据下行窗口,,,,,,OLT下行方向的带宽使用示意图,24,EPON技术实现：DBA周期性,OLT接收方向的数据流示意图,,,,,,,,,,,Cycle1,Cycle2,,,,,,,,,。

discovery 窗口,：一个完整的带宽使用周期,LLID1,LLIDn,LLID3,LLID2,LLIDx数据上报窗口,,,,25,EPON关键技术－OAM管理,功能： 完成ONU的认证、配置功能 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 OLT对ONU进行远程管理通信协议，要有一定的开放性和扩展性 基本支持功能： Remote Failure Indication（远端故障指示） Remote Loopbak（远端环回） Link Monitoring（链路监视） 扩展功能 ONU版本管理 ONU配置管理,26,EPON关键技术-业务QoS处理,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,27,EPON技术实现：保护,两种倒换方式： 自动倒换：由故障发现触发，如信号丢失或信号劣化等； 强制倒换：由管理事件触发 两种保护方式 ： 骨干光纤保护 全保护,28,EPON技术实现：保护,全保护方式,。