1、2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,1,Passive Optical Network,无源光网络,业务技术讲座,（第三讲）,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,2,对比到现网的接入“瓶颈”，光纤是今为止最好的传输媒介。本讲座主要分析PON技术的产生背景、应用、基本概念和特点，并分别介绍GPON、EPON基本原理及差异。,前 言,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,3,第1章 光接入网概述 第2章 PON基本概念 第3章 PON关键技术 第4章 GPON协议分析 第5章 EPON协议分析 第6章 PON典型应用 第7章 GPON PK EPON,主要内
2、容,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,4,PON技术发展历程,上世纪90年代初提出PON概念 1995年成立FSAN（Full Service Access Networks)组织 1996年ITU-T颁布G.982 (PON标准建议） 1998年ITU-T 颁布G.983（APON标准建议） 2000年12月成立IEEE 802.3ah工作组，制定EPON标准建议 2003年3月ITU-T颁布G.984（GPON标准建议） 上世纪90年代末APON开始商用 2003年6月 美国三大运营商开始APON招标 2003年8月日本NTT开始EPON招标 2005年中国电信开始测试并部
3、署EPON试验网,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,5,如何解决“距离与带宽”的矛盾,ISDN,HDSL,ADSL,ADSL2+,VDSL 2,xDSL技术,?,xDSL技术很难解决距离与带宽的矛盾,问：怎么办？ 答：“光进铜退”！采用光纤接入网是不错的方案！,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,6,光纤接入网的接入方案,(a) 点到点的网络,(b) 路边交换网络,(c) 无源光网络 即: PON,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,7,ADSL2+,PON,ADSL2+ VDSL2,Centre office,Home,VDSL2,ONT,ADSL
4、2+,10/100Base-T,1 km,2 km,IP DSLAM,GE,Curb,Building,GE,FTTC,FTTB,FTTB,FTTH,ADSL2+ VDSL2,GE,FTTB,DSL,FTTX场景分析,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,8,无源光网络设备简单，投资相对也较小。 无源光网络设备组网灵活，支持多种拓扑结构。 无源光网络设备安装方便。无需专门的场地和机房，无需远端供电。 无源光网络适用于点对多点通信。 无源光网络是纯介质网络，无电磁干扰和雷电影响。 无源光网络扩容比较简单，用户投资得到保证。,无源光网络PON的优势,2018年12月18日,中国通信服务
5、福建工程公司,9,Internet,光纤全面替代铜线，网络扁平化 大大节约网络设备，去除瓶颈,BRAS,Router,OLT,光分路器,Router,Video Servers,Application Servers,Application Servers,Video Servers,ONU,Modem,PON组网优势PON的大容量和长距离传输优势可以节约大量的局端设备、90%以上的汇聚交换机，简化了网络结构，提高了网络性能，节约了局房面积PON的OLT设备应尽量设置在城域网汇聚层，MDU型ONU提供密集用户接入无源光分配网故障率低，降低OPEX,3Km,1020Km,汇聚 交换机,双绞线,光
6、纤,PON组网优势,传统接入技术,以PON为主接入技术,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,10,PON的优点可靠,Switch,LanSwitch,LanSwitch,OLT,Splitter,Splitter,网络可靠性高,无有源设备,PON组网,交换机组网,信号在PON传输过程中不经过有源电子器件，大大减少了潜在的故障点。 使用无源设备提高了网络可靠性，大大降低了维护成本，符合运营商的需求。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,11,PON的优点长距离,Ethernet传输距离约100m，通常只能通过级联交换机延长传输距离，有源设备的增加会导致网络中增加故障点
7、，大大降低网络的可靠性； xDSL传输距离15km，运营商需要兼顾距离较远的用户，统一计费标准，通常不会开通xDSL所能达到的最高速率，实际接入速率比较低； PON传输距离1020km，完全克服了以太网和xDSL技术在距离和带宽上的局限性，使接入方案的部署更为灵活；,15 KM,0.1 KM,1020 KM,Ethernet,xDSL,PON,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,12,PON的优点高带宽,PON,VDSL,ADSL,接入速率,PC Clip,3,10,15,20,Mbps,HDTV,DVD Video,VCR Video,6,1,PC Video,3 Mbps M
8、PEG-2,500 to 800 Kbps MPEG-4,100-400 Kbps Real Player, Quick Time,14-19 Mbps MPEG,6 Mbps MPEG-2,Download (Best Effort),VOD (Near Real Time),Direct Viewing (Real Time),PON与其他接入方式相比带宽更高，可以满足未来HDTV实时点播业务需要。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,13,PON的优点灵活,分光器 1X2 分光比 5 : 95,分光器 1X2 分光比 5 :95,交接箱,A,B,ONU,分光器 1X8 分光
9、比 50 : 50,PON支持分光器多级连接，级联分光器合理搭配、组网方式更加灵活。 尤其适用于当用户接入信息点很分散，而且各用户接入信息点间光纤资源比较短缺的场合。,OLT,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,14,PON的优点多用途,PON是天然的广播网络，采用单纤波分复用技术，可以在OLT端将有线电视信号叠加进PON网络中传输，在用户端再通过分离器分离出来，PON既可以传送数据也可以传送有线电视信号。,WDM,WDM,合波器,1550nm CATV信号 ,CATV信号,分离器,传统电视,1490nm ,1310nm ,局端,用户端,Splitter,. . . .,PSTN
10、,Internet,CATV,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,15,第1章 光接入网概述 第2章 PON基本概念 第3章 PON关键技术 第4章 GPON协议分析 第5章 EPON协议分析 第6章 PON典型应用 第7章 GPON PK EPON,主要内容,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,16,Passive Optical Network 无源光网络,OLT,ONU,Optical Line Terminal 光线路终端,Optical Network Unit 光网络单元,Passive Optical Splitter 无源分光器,PSTN,Inter
11、net,CATV,ONU,ONU,PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；PON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Network Unit） 和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN (光分配网络)没有任何有源设备的光接入网。,Passive Optical Splitter 无源分光器,什么是PON,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,17,ONU/ONT,OLT,Service node,分光器,T参考点,
12、V参考点,R/S,S/R,ODN,UNI,SNI,IFpon,IFpon,ONU Optical Network Unit 光网络单元 ONT Optical Network Terminal 光网络终端 ODN Optical Distribution Network 光分配网络 OLT Optical Line Terminal 光线路终端 SNI Service Node Interface 业务节点 UNI User Network Interface 用户网络接口,PON网络参考模型,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,18,PON的组成,2018年12月18日,中国通
13、信服务福建工程公司,19,PON的三大优势：1、更远的传输距离，采用光纤传输，覆盖半径20KM；2、更高的带宽，达1.25G或2.5G.3、分光特性，节省光纤资源。,为什么选择PON,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,20,APON: ATM Passive Optical Networks EPON: Ethernet Passive Optical Networks GE-PON: Giga-bit Ethernet Passive Optical Networks GPON: Gigabit-capable Passive Optical Networks,EPON,GE
14、PON,GPON,ATM,APON,BPON,Ethernet,EPON,GPON,几种PON标准,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,21,10G EPON/GPON的标准正在研究和制定中，WDM-PON目前尚无标准，相关工作正在讨论中,PON技术概况,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,22,APON/BPON,GPON,EPON,ITU-T G.983.x,ITU-T G.984.x,IEEE 802.3ah,国际标准,国际标准,国际标准,国家标准,Q3/2000,国家标准,国家标准,Q4/2004,Q3/2004,PON技术标准化进展,2018年12月18日
15、,中国通信服务福建工程公司,23,GPON: ITU-T,EPON: IEEE,2005,GPON与EPON技术标准演进,2003,2004,2009,2010,2011,G.984.1 总体架构（200301）,G.984.2 物理相 关子层（200301）,G.984.3 传输汇聚层（200402）,G.984.4 OMCI层 （200406）,NG-PON1： 10G GPON与WDM-PON NG-PON2：更高速PON,搜集NG-PON1和NG-PON2的需求，并定义NG-PON1的规范说明书,完成NG-PON1的标准化,继续研究NG-PON2,EPON标准：IEEE 802.3ah
16、 （200406）,IEEE 802.3ah与以太网标准802.3合并,中国电信EPON设备技术要求V2.1，完成企业互通标准（200806）,10G EPON： IEEE 802.3av 现已建立标准技术架构，计划2009年完成标准化,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,24,PON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。采用不同光波分别传上、下行数据； 下行数据流采用广播技术（分光器上物理层复制）； 上行数据流采用TDMA技术。,PON原理-数据复用,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,25,第1章 光接入网概述 第2章 PON基本概念 第3章 PON关键
17、技术 第4章 GPON协议分析 第5章 EPON协议分析 第6章 PON典型应用 第7章 GPON PK EPON,主要内容,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,26,什么是DBA- DBA, Dynamically Bandwidth Assignment(动态带宽分配)- DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制为什么需要DBA- 可以提高PON端口的上行线路带宽利用率- 可以在PON口上增加更多的用户- 用户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些对带宽突变比较大的业务,PON关键技术-DBA,DBA概念,2018年12月18日,中国通信服务福建工
18、程公司,27,固定时隙的上行帧,时隙动态分配的上行帧,固定时隙和动态时隙比较,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,固定时隙,动态时隙,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,28,提高最大带宽利用率 无DBA,利用率40% 有DBA,利用率达到80%减小突发时延 无DBA:100ms 有DBA:10ms,DBA带来的优势,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,29,End User 1,End User 3,ONT,End User 2,1,
19、1,2,ONT,ONT,OLT,加密,解密,解密,解密,1,由于下行数据在分光器上为广播复制，每个ONU都可以收到同样的数据。在OLT上需要采用加密处理，提高线路数据的可靠性。 GPON与EPON支持的加密算不同，GPON采用AES128加密处理，EPON采用三重搅动算法。,PON系统的数据安全,3,3,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,30,IFpon,IFpon,IFpon,1：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,备用光纤,Type A 光纤备份,IFpon,IFpon,IFpon,2：N分光器,OLT,ONU#1,ONU#N,Type B OLT端口备份,IFpon
20、,设备没有任何备份措施. 主干光纤故障后，由人工切换至备用光纤. 业务肯定中断，中断时间取决于线路恢复时间. 如果到用户的线路故障，业务就会中断，无法备份。,OLT设备上有两个PON接口. 此种保护方式仅限于主干光纤出现故障时，系统会自动切换到备用系统，实现了对骨干光纤的保护。 保护对象仅限于OLT与ODN之间的光纤故障和OLT单板硬件故障，对其他类型的故障没有涉及，可能存在严重安全隐患，无法满足客户需求。,PON网络基本保护方式,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,31,第1章 光接入网概述 第2章 PON基本概念 第3章 PON关键技术 第4章 GPON协议分析 第5章 EP
21、ON协议分析 第6章 PON承载的基本业务 第7章 GPON PK EPON,主要内容,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,32,ITU-T G.984.3 GPON TC层规格要求 GTC复用结构及协议栈介绍 GTC帧结构介绍 ONU注册激活流程 DBA规格要求 告警和性能,ITU-T G-984.1/2/3/4,产品开发简单 产品兼容性强,ITU-T G.984.1 GPON网络参数说明 保护倒换组网要求,ITU-T G.984.4 OMCI消息结构介绍 OMCI设备管理框架 OMCI实现原理简述,ITU-T G.984.2 PMD层规格要求 2.488Gbps下行光接口参数
22、规格要求 1.244Gbps上行光接口参数规格要求 物理层开销分配,GPON标准协议,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,33,GPON提供以下几种异步传输速率：1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down（目前的主流支持速率） 支持最大逻辑距离为：60km支持最大物理距离为：20km支持最大距离差为：20km分光比为1：64，可升级为1：128,GPON网络基本性能参数,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,34,广播方式：GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过GEMPORT I
23、D来区分不同的业务的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。,GPON原理-下行数据,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,35,TDMA方式：GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。每帧共有9120个时隙。,GPON原理-上行数据,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,36,GPON 协议栈,IP,DATA,DATA,MAC,GEM,GTC,0101011
24、1010101000010101,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,37,一个OLT与多个ONT,ONU,ONU,ONU,T-CONT,GEM Port,T-CONT,GEM Port,GEM Port,T-CONT,T-CONT,GEM Port,GEM Port,GEM Port,GEM Port,GEM Port,不同的ONU用ONU-ID标识,不同的T-CONT用Alloc-ID标识,不同的GEM-PORT用Port-ID标识,PON光口,每个GPON 端口，支持1：64 分光比，即可提供64路ONT 接入。 每个ONU上可以有多个T-CONT,每个TCONT可以绑多个
25、GEMPORT. T-CONT就相当于一个物理的缓存，只有绑定了DBA模板才能限速。,DBA,1,2,3,OLT,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,38,Physical Control Block Downstream (PCBd),Payload,AllocID,Start,End,AllocID,Start,End,1,100,200,x,300,500,T-CONT1 (ONT 1),T-CONT x (ONT 2),Slot 100,Slot 200,Slot 300,Slot 500,PLOu,PLOAMu,PLSu,DBRu x,Payload x,DBRu Y,
26、Payload y,Upstream Bandwidth Map,125us,Downstream Framing,Upstream Framing,GPON帧结构,AllocID,Start,End,y,501,650,1,x,y,T-CONT y (ONT 2),Slot 650,Slot 501,T-CONT x,T-CONT y,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,39,GPON系统对以太网帧进行解析，将数据部分直接映射到GEM Payload中去进行传输。 GEM帧会自动封装头信息。 映射的格式清晰，设备很好实现，兼容性好。,以太网业务在GPON中的映射方式,2018年
27、12月18日,中国通信服务福建工程公司,40,TDM,TDM data,Payload TDM fragment,HEC,PTI,Port ID,PLI,GEM Frame,Ingress buffer,TDM Buffer,TDM业务先导入缓存中进行排队，并且按照固定的字节数复用到GEM帧中进行传输。 这种方式不对具体的TDM业务进行感知，只进行透传处理。,TDM业务在GPON中的映射方式,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,41,OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD（Round Trip Delay），从而指定合适的均衡延时参数EqD（Equalizat
28、ion Delay），保证每个ONU发送数据时不会在分光器上产生冲突。 Ranging的过程需要开窗，即Quiet Zone，暂停其他ONU的上行发送通道。OLT开窗通过将BWmap设置为空，不授权任何时隙来实现。,GPON测距方式,ONT,OLT (in CO),20 km,3 km,12 km,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,42,OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息，进行相关计算，并将计算结果以BW Map的形式下发给各ONU。 各ONU根据BW Map信息在各自的时隙内发送上行突发数据，占用上行带宽。,GPON DBA的实现过程,2018年12月18日,中国通信
29、服务福建工程公司,43,OLT根据上次计算的结果在下行帧头中下发BW Map。ONU根据带宽分配信息在规定的时隙上发送目前T-CONT中等待发送的数据状态报告 。OLT收到ONU的状态报告后，经过DBA计算并更新BW Map，在下一帧进行下发。ONU收到OLT下发的BW Map消息后，在指定的时隙上发送数据。,DBA的实现,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,44,T-CONTs (Transmission Containers)：动态接收OLT下发的授权 ，用于管理PON系统传输汇聚层的上行带宽分配，改善PON系统中的上行带宽。 T-CONT的带宽类型分为FB,AB,NAB,B
30、E。 T-CONT的5种类型，Type1,Type2,Type3,Type4,Type5。,T-CONT带宽术语,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,45,根据业务的优先级，系统对每个ONU设置SLA，对业务的带宽进行限制。 最大带宽和最小带宽是对每个ONU的带宽进行极限限制，保证带宽根据业务的优先级不同而不同，一般语音业务的优先级最高，视频业务优先级次之，数据业务的优先级最低。 OLT根据业务和SLA及ONU的实际情况进行带宽许可，优先级高的可以得到更高的带宽，满足业务需求。,T-CONT类型和带宽类型之间的关系,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,46,GTCP
31、ON系统架构是下行方向为广播方式，上行方向为TDMA方式，所以只对上行方向的业务流提供QoS处理。QoS处理的最小单元是T-CONT，T-CONT可以看作是ONU业务流的承载容器，调度机制是DBA（动态带宽分配）。DBA的算法是GTC的QoS处理性能的关键。 GEM在GEM层主要是针对每个GEM Port进行业务流分类，类似于DSLAM的单PVC多业务的处理方式。针对流分类后的业务分别进行优先级修改、流量监管和转发处理。 ETH/TDMTDM业务（非电路仿真方式）为面向连接，系统可以通过静态配置带宽严格保证面向连接的QoS。ETH业务（包括电路仿真方式的TDM业务）主要是基于二层VLAN、CO
32、S等标识进行业务的QoS处理，QoS主要处理机制分为流分类、监管、队列调度、拥塞处理、整形，它们的实现复杂度是影响QoS处理性能的关键,GPON中的QoS处理,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,47,第1章 光接入网概述 第2章 PON基本概念 第3章 PON关键技术 第4章 GPON协议分析 第5章 EPON协议分析 第6章 PON典型应用 第7章 GPON PK EPON,主要内容,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,48,EPON原理-帧结构,基于802.3帧格式 新增 LLID ：用于在OLT上标识ONU,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,
33、49,LLID定义,定义广播与单播实现a.广播： MODE=1 或者 LLID=0x7FFFb.单播： MODE=0 且 LLID!=0x7FFFF,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,50,EPON原理-下行数据,EPON是基于以太网方式的无源光网络，EPON在传送过程中不处理原有以太网帧结构，所以相对较简单。,在ONU注册成功后分配一个唯一的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； 广播方式：EPON下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过 LLID来区分不同的业务的数据，ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。 这里需
34、要注意：EPON数据包是变长的。GPON下行帧是定长的。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,51,TDMA方式：EPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，每个ONU收到数据报文后都还会收到OLT发给它的grant消息，每个ONU按OLT告知的时间点发送OLT指定的报文数量，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会在上行光路上冲突了。,EPON原理-上行数据,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,52,EPON与Ethernet帧比较,IPG,DA,SA,FCS,. . .,IPG,CRC,EPON,IPG,Preamble,DA,SA
35、,FCS,. . .,IPG,Ethernet,SLD,LLID,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,53,EPON协议栈,应用层,传输,IP,链路层,物理层,RS子层,物理层,IP,DATA,DATA,MAC,01010111010101000010101,MAC,LLID,前导码,业务数据流,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,54,系统工作过程,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,产生时间戳消息，用于系统参考时间 通过MPCP
36、帧指配带宽 进行测距操作 控制ONU注册,OLT的操作,ONU的操作,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,55,系统工作之关键技术,LLID与仿真子层 MPCP 自动化注册和测距,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。,LLID与仿真子层
37、,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,56,多点MAC控制层功能,MAC,数据链路层,物理层,多点MAC控制层,物理层,MAC,数据链路层,物理层,多点MAC控制层,物理层,MPCP协议,OLT,ONU_i,OLT和多个ONU通过MPCP协议对话，实现：控制MAC帧的发送和接收；Gate Processing；Discovery Processing；Report Processing。 从而完成“多点MAC控制层”的功能。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,57,多点MAC控制层,MPCP消息格式,MODE: 标记是P2P模式还是Broadcast模式；LLID
38、：逻辑链路标记，max num32767；目的地址(DA)：MPCPDU中的DA为MAC控制组播地址，或是MPCPDU的目的端口关联的单独MAC地址；源地址(SA)：MPCPDU中的SA是和发送MPCPDU的端口相关联的单独的MAC地址；长度/类型：MPCPDU都进行类型编码，并且承载MAC_Control_Type域值；操作码：操作码指示所封装的特定MPCPDU；时间戳：在MPCPDU发送时刻，时间戳域传递localTime寄存器中的内容；数据/填充：这40个八位字节用于MPCPDU的有效载荷。当不使用这些字节时，在发送时填充为0，并在接收时忽略；校验码：该域为帧校验序列，一般由下层MAC产
39、生。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,58,控制消息,MPCP在MAC控制层实现，引入了5条新的控制消息 GATE（Opcode0002）（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（Opcode0003）（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（Opcode0004）（ONU发出）：在注册规程处理过程中请求注册； REGISTER（Opcode0005）（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（
40、Opcode0006）（ONU发出）：在注册规程处理过程中表示注册确认。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,59,EPON协议栈-业务数据流转发(下行),OLT,链路层,物理层,RS子层,多点MAC控制,MAC,物理层,链路层,物理层,RS子层,多点MAC控制,MAC,物理层,ONT,LLID,OAM,OAM,EPON系统中OLT、ONT可以被视为二层转发设备,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,60,EPON协议栈-控制数据流转发(下行),OLT,链路层,物理层,RS子层,多点MAC控制,MAC,物理层,链路层,物理层,RS子层,多点MAC控制,MAC,物理层,
41、ONT,OAM,OAM,控制流,业务流,LLID,MPCP,MPCP,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,61,EPON协议栈-业务数据流转发(上行),OLT,链路层,物理层,RS子层,多点MAC控制,MAC,物理层,链路层,物理层,RS子层,多点MAC控制,MAC,物理层,ONT,OAM,OAM,上行数据不能立即发送，必必须先放到缓存里，何时发送由多点MAC控制决定,等我收到了OLT发给我的“授权”，数据才能向OLT发送,800字节Go ！,LLID,最后，我还要报告一下：我仓库里还有1100呢 ！,关断上行光,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,62,发现 时间
42、 窗口,广 播 通 道,单 播 通 道,OLT,ONT,ONU注册,步骤1：OLT通过广播一个发现GATE消息来通知ONU发现窗口的周期。 步骤2：ONU发送含MAC地址的注册请求消息。 步骤3：注册ONU，分配和制定LLID。绑定MAC和LLID,目的MAC: 组播MAC 授权内容：如果你是已注册的，不要发数据，如果你还没注册，请在某时间内注册！,目的MAC: OLT的MAC 源MAC: ONT的MAC 内容：我要注册 _！,我要注册 ！,我要注册 ！,我已经注册 过！我会保持沉默的。,OLT学到ONT的MAC,分配一个LLID,并做相关绑定后给ONT发送LLID,目的MAC:组播MAC 源
43、MAC: OLT的MAC 内容： MACA: LLID=10 MACB: LLID=11 MACC: LLID=12,我LLID=10 ！ 存起来！,我LLID=11 ！ 存起来！,目的MAC:ONTA的MAC 源MAC: OLT的MAC 内容： MACA的 LLID=10，如果正确，收到请回答。,我是MACA LLID=10 ！ 我来回答！,目的MAC:OLT的MAC 源MAC: ONTA的MAC 内容： 我是MACA，我的 LLID=10，完全正确,Over !,A,B,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,63,GATE和REPORT交互过程,GATE消息指示ONU的发送窗口
44、，包括窗口的开始时间和长度。当ONU的LocalTime计数器和GATE消息中的StartTime相同时，ONU开始发送。ONU将给结束发送留有足够的余量，从而保证在授权长度间隔用完前关闭激光器。 REPORT用于上报带宽的需求，也可用来为OLT安装看门狗定时器（watchdog Timer）。即使没有带宽请求，也应该周期性的产生报告，这将保证OLT的看门狗定时器不会因超时注销ONU。为了保证该机制正常运转，OLT将周期性地向ONU授权。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,64,EPON DBA的实现过程,OLT的MPCP会下发Gate消息给ONU，允许ONU可以进行发现消息的
45、发送和正常数据的发送。 在正常发送窗口内，ONU可以报告针对每个802.1Q优先级队列所需的上行带宽。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,65,DBA举例(A),ONU1发送数据6000 bytes 。 发送完数据,ONU1发出request信号,表明buffer还有550bytes 。 OLT根据RTT时间,计算出ONU1的发送完成时间,并提前给ONU2发送grant信号,允许ONU2发送3200bytes。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,66,DBA举例(B),OLT收到ONU1的请求后,更新polling table 。 ONU2发送数据,并请求下一次
46、的带宽(5700bytes) 。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,67,DBA举例(C),OLT根据表中的RTT计算出ONU2发送完的时间,并在适当的时刻发送grant允许ONU3发送数据。 ONU3发送数据,并请求下一次带宽(4400bytes),OLT更新polling table中ONU2的数据。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,68,EPON的测距技术,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,RTT=T2-T1,201
47、8年12月18日,中国通信服务福建工程公司,69,第1章 光接入网概述 第2章 PON基本概念 第3章 PON关键技术 第4章 GPON协议分析 第5章 EPON协议分析 第6章 PON典型应用 第7章 GPON PK EPON,主要内容,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,70,PON应用环境,EPON/GEPON主要面向对带宽要求高、对业务质量和网络安全要求不是太高、对成本敏感的以太网业务为主的中小型企事业单位的接入；如果成本进一步下降，也将作为FTTH的主要手段直接面向高端个人用户。 GPON适合于少数对带宽要求高、需要提供电信级服务质量，且对成本不敏感的多业务需求的企事业单位的接入。,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,71,运营商选择不同的PON业务应用模式,2018年12月18日,中国通信服务福建工程公司,72,L2 Switch,NETWOK Management,BRAS,Voice Gateway,Splitter,Splitter,IP TV,PC,IP-Phone,Router,PC,IP TV,L2 Switch,Video-Phone,ET300,ET204,ROUTER,OLT (S7500),OLT (S7500),HOUSE,ENTERPRISE,
