2019-10-08 接入網PON技術筆記-(EPON)

PON (Passive Optical Networks)
優(yōu)勢:

  1. 傳輸距離遠险掀,接入網覆蓋半徑可達20KM
  2. 更高的帶寬:上行1.25G/下行2.5G
  3. 分光特性(P2MP),局端光纖分光后多路到戶,節(jié)省光纖資源

PON是端到多點結構(P2MP)的無源光網絡租副,主要構成:
OLT (Optical Line Terminal) 光線路終端
ODN (Optical Distribution Network) 光分配網絡
ONU/ONT (Optical Network Unit/Terminal) 光網絡單元/終端
POS (Passive Optical Splitter) 無源分光器

三種重要的PON技術分別是APON, EPON, GPON
EPON標準是IEEE 802.3ah抗愁, 實現在用戶接入網上,傳輸以太幀衡查,即以Ethernet技術代替ATM技術作為鏈路層協議瘩欺。
EPON優(yōu)點在于:成本低,易維護拌牲,易擴展升級俱饿;提供高帶寬,上下行1.25G塌忽,可升級到10G拍埠;服務范圍大;帶寬分配靈活砚婆,服務有保證械拍,支持DBA,DiffServ装盯,PQ/WFQ坷虑,WRED。
GPON與EPON的區(qū)別主要在于:
帶寬:GPON下行可達2.5G; 分光比埂奈,GPON 可達1:128迄损, EPONSHI 1:64; 帶寬效率GPON 92%, EPON 72%; QOS, GPON支持Ethernet, TDM, ATM, EPON僅支持Ethernet账磺;其他在光模塊等級芹敌,測距, DBA和OAM方面各有區(qū)別垮抗。

EPON采用WDM技術氏捞,單纖雙向,下行采用廣播技術冒版,上行TDMA(Time Division Multiple Access) 時分復用技術液茎。
OLT向ONU以廣播方式發(fā)送以太網數據,并發(fā)起和控制測距,發(fā)起并控制ONU功率控制捆等,為ONU分配帶寬滞造; ONU則為用戶提供EPON接入,選擇接收OLT發(fā)送的廣播數據栋烤,響應測距和功率控制命令谒养,對用戶以太網數據進行緩存,并在OLT分配的發(fā)送窗口向上行發(fā)送明郭。

ONU通過LLID來區(qū)分和過濾收到的廣播买窟。 LLID包含在以太網幀頭,是注冊是分配的唯一邏輯鏈路標識薯定。
ONU接入可以通過MAC地址或ONU的序列號進行認證蔑祟,通過認證的ONU才允許接入。
ONU在物理層收到數據后沉唠,根據LLID進行選擇丟棄,這是芯片層的功能苛败,數據不上二層满葛。在每一對ONU/OLT之間,可以啟用128位的AES加密罢屈。另外還可以通過VLAN進行信息隔離嘀韧。
ONU上行流量采用TDMA技術,OLT動態(tài)分配帶寬缠捌,即可傳輸數據的時隙锄贷,每個基本時隙單位時間長度位16ns。通過時隙分配和時延補償曼月,ONU的上行數據包不會互相干擾谊却。

EPON網絡標準:
光纖:要符合ITU-T G.652要求的單模光纖;
上行波長:1260nm <> 1360nm
下行波長:1480nm <> 1560nm
1540nm <> 1560nm 可選實現CATV業(yè)務
速率上下行1.25G
分光比1:32哑芹,傳輸距離達10KM
分光比1:16炎辨, 傳輸距離達到20KMM
EPON支持最大分光比1:64, 一個EPON端口可同時支持64個ONU聪姿。

EPON協議框架模型:
AOM:運行碴萧,管理集合維護子層(Operation Administration Maintence);
MPMC: 多點MAC控制層 (Multi-point MAC Control)
MAC: Media Access Control
RS: 調和子層 (Reconciliation Sublayer)炫隶,實現數據鏈路層到物理層之間的接口沾谓,在EPON系統(tǒng)中添加/終結LLID。
PCS:物理編碼子層(Physical Code Sublayer)曼尊,支持點到多點盟榴, FEC曹质。
PMA: 物理媒介附加子層 (Physical Medium Attachment), 支持時鐘恢復,提供環(huán)回測試,支持P2MP功能咆繁,實現PMD擴展讳推。
PMD:物理媒介相關子層(Physical Medium Dependent),shiyong 1000BASE-PE接口。

在以太網的封裝:
Ethernet前導位(preamble)有7個字節(jié)玩般,EPON幀利用3個字節(jié)银觅,其中LLID字段占2個,CRC字段占1個坏为。
LLID: Logical Link Identification, 邏輯鏈路ID究驴, 其中0x7FFF表示廣播鏈路,其他用于單播匀伏。

EPON標準在鏈路層增加一個多點控制子層MPMC洒忧, 用于管理OLT和ONU之間的管理或控制信息交互,OLT和多個ONU通過OAM對話够颠。 MPMC子層可以用于協調數據的有效發(fā)送和接收熙侍,ONU自動注冊,DBA履磨, 測距和定時蛉抓。

MPMC消息格式為:

MODE(1bit) + LLID(15bit): 前導碼2個字節(jié)
CRC: 1字節(jié)
目的地址 6B
源地址    6B
長度/類型 88-08    2B
操作碼   2B
時間戳    4B
數據/保留/填充 40B, 不使用時填充為0,并在接收時忽略
校驗碼 (4B)

MODE用于表示是廣播還是其他剃诅, LLID 最大數字是32767巷送。
LLID由RS子層產生。

多點控制MPCP定義了5種幀:
GATE (Opcode = 0002)由OLT發(fā)出矛辕,允許收到GATE幀的ONU立即或者指定時段發(fā)送數據笑跛;
REPORT(Opcode - 0003) 向OLT報告ONU狀態(tài),包括ONU同步在哪個時間戳聊品,是否有數據需要發(fā)送飞蹂;
REGISTER_REQ (Opcode - 0004) 請求注冊, ONU發(fā)出;
REGISTER (Opcode - 0005) 由OLT通知ONU已經識別了注冊請求翻屈;
REGISTER_ACK(Opcode - 0006) 晤柄, ONU發(fā)出,表示注冊確認妖胀;
還有一種控制幀PAUSE (Opcode - 0001),接收方在功能參數表明的時間段停止發(fā)送非控制幀的請求芥颈。該幀沒有時間戳。

EPON -> ONU的下行業(yè)務數據流處理流程:

1. OLT從上行口收到數據赚抡;
2. OLT查詢MAC地址與LLID對應關系表爬坑,將LLID插入數據幀的前導碼中,根據MAC地址轉發(fā)表涂臣,將數據幀轉發(fā)到相應業(yè)務板端口盾计;
3. 業(yè)務板廣播數據包到所有ONU售担;
4. ONU收到后檢查LLID字段,匹配接收署辉,否則丟棄族铆;
5. ONU查詢自己的MAC地址轉發(fā)表,將數據發(fā)送到指定ETH端口哭尝;

下行控制數據流處理流程:

1. OLT的MPCP層發(fā)出控制幀哥攘;
2. OLT同樣插入LLID后轉發(fā)業(yè)務板端口;
3. 業(yè)務板廣播到所有ONU材鹦;
4. ONU根據LLID接收數據幀逝淹;
5. ONU收到數據幀后(LLID匹配),查詢目的MAC地址桶唐,發(fā)現是自己的MAC地址后栅葡,將控制層發(fā)往上層處理;
6. ONU的MPCP層收到數據包尤泽;

EPON上行業(yè)務流的轉發(fā): ONU -> OLT欣簇, ONU收到終端用戶數據后,先放到緩存坯约, 當OLT的MPMC子層確認后醉蚁,ONU增加LLID標識,按照OLT告知的時間點發(fā)送鬼店。
流程:

1. ONU收到用戶數據。
2. ONU將數據存入緩存黔龟,等待OLT的DBA授權妇智;
3. DBA發(fā)送含授權信息的控制幀;
4. ONU收到控制幀氏身;
5. ONU按照控制幀的指示發(fā)送規(guī)定數量的數據幀巍棱,并檢查緩存,將緩存的剩余數量告知OLT (LLID)蛋欣;
6. OLT收到后航徙,進行目的MAC地址的查看和源MAC地址學習后,將數據幀發(fā)送到OLT上行口
7. ONU不發(fā)送數據陷虎,上行口關閉到踏。

PON關鍵技術:
測距和DBA

1. OLT根據DBA算法向ONU發(fā)送授權時間窗口;
2. 測量OLT下行發(fā)送到上行接收的數據信號環(huán)路時延尚猿,并據此對ONU授權時間窗口進行延時補償窝稿,保證上行數據不會沖突;
3. 測距方式:帶內開窗法凿掂、帶外法伴榔、擴頻法纹蝴;

OLT和ONU都有每16ns增1 的32比特計數器,以提供本地時間戳踪少。 往返時間RTT(Round Trip Time)等于定時器的值和接收到的時間戳之間的差塘安。

DBA:動態(tài)帶寬分配 (Dynamically Bandwidth Assignment)
能在微秒或毫秒級完成上行帶寬動態(tài)分配,用途:

1. 提高PON端口上行線路帶寬利用率援奢;
2. 可以在PON口上增加更多的用戶兼犯;
3. 用戶可享受更高帶寬的業(yè)務;

DBA功能:提高上行帶寬效率萝究;允許靈活的SLA策略免都;充分支持增強型業(yè)務特征。

P2MP網絡操作是非對稱的帆竹,其中OLT是主設備绕娘,ONT是從設備。

EPON終端管理通過OAM擴展協議栽连。
CTC OAM是中國電信定義的险领,定義了OLT和ONU之間交互信息的格式和機制。OLT通過OAM協議對ONU進行配置秒紧,支持ONU離線配置和上線后配置恢復绢陌。ONU本身不需要保存配置信息,利于業(yè)務發(fā)放和對終端的維護熔恢;

ONU注冊進程由OLT發(fā)起脐湾,周期產生合法的發(fā)現時間窗口,使OLT可以檢測到非在線的ONU叙淌。 OAM層基本功能包括:遠端故障指示秤掌、遠端環(huán)回、鏈路管理鹰霍。
OAM信息由OAM協議數據單元(OAMPDU)承載闻鉴,包含控制和狀態(tài)信息。其僅在對等OAM實體間單一鏈路上傳送茂洒,不會被mac客戶端(交換器和網橋)轉發(fā)孟岛。

最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市督勺,隨后出現的幾起案子渠羞,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖智哀,帶你破解...
    沈念sama閱讀 212,454評論 6 493
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件堵未,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡盏触,警方通過查閱死者的電腦和手機渗蟹,發(fā)現死者居然都...
    沈念sama閱讀 90,553評論 3 385
  • 文/潘曉璐 我一進店門块饺,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人雌芽,你說我怎么就攤上這事授艰。” “怎么了世落?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 157,921評論 0 348
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵淮腾,是天一觀的道長。 經常有香客問我屉佳,道長谷朝,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 56,648評論 1 284
  • 正文 為了忘掉前任武花,我火速辦了婚禮圆凰,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘体箕。我一直安慰自己专钉,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 65,770評論 6 386
  • 文/花漫 我一把揭開白布累铅。 她就那樣靜靜地躺著跃须,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪娃兽。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上菇民,一...
    開封第一講書人閱讀 49,950評論 1 291
  • 那天,我揣著相機與錄音投储,去河邊找鬼第练。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛轻要,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播垦缅,決...
    沈念sama閱讀 39,090評論 3 410
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼冲泥,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了壁涎?” 一聲冷哼從身側響起凡恍,我...
    開封第一講書人閱讀 37,817評論 0 268
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎怔球,沒想到半個月后嚼酝,有當地人在樹林里發(fā)現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 44,275評論 1 303
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡竟坛,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,592評論 2 327
  • 正文 我和宋清朗相戀三年闽巩,在試婚紗的時候發(fā)現自己被綠了钧舌。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 38,724評論 1 341
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡涎跨,死狀恐怖洼冻,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情隅很,我是刑警寧澤撞牢,帶...
    沈念sama閱讀 34,409評論 4 333
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站叔营,受9級特大地震影響屋彪,放射性物質發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜绒尊,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 40,052評論 3 316
  • 文/蒙蒙 一畜挥、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧垒酬,春花似錦砰嘁、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,815評論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至口糕,卻和暖如春缅阳,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間,已是汗流浹背景描。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,043評論 1 266
  • 我被黑心中介騙來泰國打工十办, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人超棺。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 46,503評論 2 361
  • 正文 我出身青樓向族,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親棠绘。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子件相,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 43,627評論 2 350

推薦閱讀更多精彩內容

  • 本文關鍵詞: 家庭網絡接入\EPON\GPON\中國電信天翼智能網關\烽火HG6201T 驅動力 作為電信浙江地區(qū)...
    iDOKER閱讀 19,384評論 2 4
  • 我們可以把因特網看成由許多主干網絡組成,而這些主干網絡由一些國際的氧苍、國家的和地區(qū)的ISP來運營夜矗。主干網通過一些連接...
    Zhang21閱讀 3,178評論 0 6
  • 十二月四日 星期二 晴 今天晚上我們請舅舅舅媽出去吃涮肚,光去他家蹭飯我都不好意思了让虐,可...
    趙羽斐閱讀 71評論 0 0
  • 這是一本講述在現代生活中男人和女人如何在婚姻中和諧相處的指導書紊撕,作者從男女的生理結構講起,詳細地敘述了兩性生理的不...
    思考的樂趣閱讀 606評論 0 1
  • 穩(wěn)赡突,是改變的定海神針 父母的嘴都是開過光的对扶,說啥來啥 女人有一個共同點:調教老公区赵,愛嘮叨 五個聚焦:聚焦正向,聚焦...
    莫星月閱讀 211評論 0 0