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现代通信系统 光纤接入之EPON 协议标准 EPON标准的基本内容多点MAC控制MPCP协议OAM和DBA概述 2020 3 18 2 EPON标准的基本内容 在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制和控制协议多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上行资源 在网络中发现和注册ONU 允许DBA调度RS子层为EPON扩展了字节定义PMD子层定义了EPON兼容器件的指标OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理 2020 3 18 3 物理层 RS 调和子层 调和多种数据链路层能够使用统一的物理层接口PCS 物理编码子层 支持突发工作模式和可选的FEC功能PMA 物理介质适配层 支持p2mp功能 实现PMD的扩展PMD 物理介质关联层 实现PMD服务接口和介质相关接口间的数据收发功能 2020 3 18 4 多点MAC控制 MPCP协议 核心 ONU自动注册 DBA 测距技术 2020 3 18 5 MPCP协议 MPCP是EPON所持有的为支持点对多点结构而提出的 通过它对ONU进行测距 注册 使ONU自动加入到EPON系统中 通过MPCP完成多个ONU接入OLT的控制 MPCP提供了动态带宽分配的机制 在MPCP基础之上 应用动态带宽分配算法实现多个ONU的统计复用 更好的利用PON网络的资源 2020 3 18 6 MPCP的工作原理 授权处理发现处理报告处理 2020 3 18 7 MAC控制帧 授权MAC控制帧 GateMACControlFrame 报告MAC控制帧 ReportMACControlFrame 注册请求MAC控制帧 Regieter RequireMACControlFrame 注册MAC控制帧 RequireMACControlFrame 注册确认MAC控制帧 Regieter AcknowledgeMACControlFrame 2020 3 18 8 EPONMAC控制帧结构 MODE 标记是P2P模式还是Broadcast模式 LLID 逻辑链路标记 maxnum 32767 目的地址 DA MPCPDU中的DA为MAC控制组播地址 或者是MPCPDU的目的端口关联的单独MAC地址 源地址 SA 发送该MPCPPDU端口的MAC地址 Length Type 值为MAC Control Type 即0 x8808 表示MAC控制帧 操作码 标识MPCPPDU的内容 时间戳 在MPCPPDU发送时刻 时间戳域传递localTime寄存器中的内容 Data Reserved PAD 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 帧校验序列 一般由下层MAC产生 2020 3 18 9 ONU自动注册 在EPON系统中 最开始的也是至关重要的一步就是要解决光网络单元 ONU 的注册问题 为实现PON系统良好的可扩展性和方便的操作维护管理 在系统开通运行后 随业务发展需要增加新的ONU或故障修复后的ONU要重新加入到系统时 希望这些ONU能够自动地加入而不影响正常工作的ONU 因此ONU的自动加入是PON系统的关键技术之一 2020 3 18 10 ONU自动注册流程图 2020 3 18 11 OLT可以要求ONU重新执行发现进程并重新注册 ONU也可以通知OLT请求注销 然后通过发现进程进行重注册 认证机制 基于MAC认证 2020 3 18 12 EPON系统的测距 1 为什么要测距和动态测距各个ONU到OLT传输时延变化物理距离环境温度的变化光电器件的老化等因素在ONU的注册阶段进行静态测距补偿由物理距离差异造成的时延通信过程中实时进行动态精测校正环境温度变化和器件老化等因素引起的时延漂移 避免信号发生碰撞 2020 3 18 13 EPON系统的测距 2 测距的实现 环回传输时延 RTT T3 T1 T2 T1 T3 T2 2020 3 18 14 DBA概述 什么是DBA DBA DynamicallyBandwidthAssignment 动态带宽分配 DBA是一种根据带宽状态和ONU需求动态 合理 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 2020 3 18 15 DBA的实现方法 空闲信元调整 NSR OLT监视被每个ONU ONT使用的带宽 如果使用带宽不超过预先SLA 则分配额外带宽给此ONU ONT 通过Gate消息 如果使用带宽超过预先SLA 则短期内不下发Gate消息 抑制其带宽 缓存状态报告 SR ONU ONT上报它们缓存状态 OLT根据ONU ONT的报告重新分配带宽 2020 3 18 16 OAM管理概述 网络的管理工作划分为3大类 操作 Operation 管理 Administration 维护 Maintenance 简称OAM 操作主要完成日常网络和业务进行的分析 预测 规划和配置工作 维护主要是对网络及其业务的测试和故障管理等进行的日常操作活动 OAM子层为网络操作者 运营商提供了检测网络状况和迅速判断失效链路或失效情况的能力 IEEE802 3ah规定了OAM目标要求如下 远端故障指示远端环回链路监测 2020 3 18 17 OAM管理概述 802 3ah明确说明 EPON的OAM不包含如下功能 1 和单条链路不相关的管理功能 比如保护倒换和设备管理 标准定义的OAM只是定位在链路段 OAM帧不能穿过交换机 不支持端到端的OAM通信 2 业务提供和协商功能 比如带宽分配 速率适配和速度 双工协商等