1、三網融合與接入范興娟上次課內容總結光纖接入網設備、網絡結構第5章 EPON原理及關鍵技術5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數據突發發送與接收技術5.3 MPCP協議5.4 測距技術5.5 動態帶寬分配技術5.6 組播技術5.7 EPON多業務承載復習EPON組網結構提問如何實現單纖雙向？下行數據如何傳輸？上行數據如何傳輸？單纖雙向1490nm1310nm1550nm （CATV）波分復用（WDM）OLTODNONUONU1ONU2ONU3OLT12312312312323終端用戶1終端用戶2終端用戶3送往特定ONU的分組TDM廣播送往特定ONU的分組比較轉發至終端選擇Splitter1下

2、行數據ONU1ONU2ONU3OLT123132終端用戶1終端用戶2終端用戶3送往特定時隙的分組TDMA方式每個用戶在不同的時段發送數據Splitter上行數據4 接收功率不同會怎樣？思考2 沒按時停止會怎樣？3 距離不一樣會怎樣？1 安全問題如何解決？1 安全問題如何解決？上行：默認禁止ONU之間直接通信1 安全問題如何解決？下行： ONU接入時需認證 在收到數據幀后，先比較LLID 每一對ONU和OLT 128位AES加密 VLAN隔離安全問題VLAN原理網絡A網絡APort1Port2Port3Vlan 2 Port1，Port3網絡BVlan 3 Port2，Port4Port4網絡B

3、安全問題VLAN原理Port 1貼標簽2Port 2Port 3Port 4允許22數據幀貼標簽3允許3貼標簽2允許2貼標簽3允許3Vlan 2 Port1，Port3Vlan 3 Port2，Port42 沒按時停止會怎樣？突發發送連續發送模塊ONU1ONU2ONU3突發發送模塊ONU1ONU2ONU3突發發送3 接收功率不同會怎樣？突發接收連續接收模塊突發接收模塊恢復出來的數據到達OLT的信號及閾值建立ONU發出的信號ONU1ONU2ONU3閾值線快速AGCMPCPMPCP消息格式Multi-Point Control Protocol，多點控制協議MPCPMPCP定義的控制幀：GATE

4、(OLT發出）接收到GATE幀的ONU立即或者在指定的時間段發送數據。REPORT (ONU發出）向OLT報告ONU的狀態，包括該ONU同步于哪一個時間戳、以及是否有數據需要發送。REGISTER_REQ （ONU發出）在注冊規程處理過程中請求注冊。REGISTER （OLT發出）在注冊規程處理過程中通知ONU已經識別了注冊請求。REGISTER_ACK（ONU發出）在注冊規程處理過程中表示注冊確認。PAUSE 接收方在功能參數表明的時間段停止發送非控制幀的請求。MPCPONU注冊流程隨機延遲時間開始REGISTER_REQREGISTERGATEREGISTER_ACKOLTONTGate步

5、驟1：OLT通過廣播一個發現GATE消息來通知ONU發現窗口的周期。步驟2：ONU發送含MAC地址的注冊請求消息。步驟3：注冊ONU，分配和制定LLID。綁定MAC和LLID目的MAC: 組播MAC授權內容：如果你是已注冊的，不要發數據，如果你還沒注冊，請在某時間內注冊！目的MAC: OLT的MAC源MAC: ONT的MAC內容：我要注冊 _！我要注冊 ！我要注冊 ！我已經注冊 過！我會保持沉默的。我LLID=10 ！存起來！我LLID=11 ！存起來！目的MAC：ONTA的MAC源MAC: OLT的MAC內容：MACA的 LLID=10，如果正確，收到請回答。我是MACALLID=10 ！我

6、來回答！目的MAC：OLT的MAC源MAC: ONTA的MAC內容：我是MACA，我的 LLID=10，完全正確,Over !AB發現時間窗口OLT學到ONT的MAC,分配一個LLID,并做相關綁定后給ONT發送LLID目的MAC:組播MAC源MAC: OLT的MAC內容：MACA: LLID=10MACB: LLID=11第5章 EPON原理及關鍵技術本章內容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數據突發發送與接收技術5.3 MPCP協議5.4 測距技術5.5 動態帶寬分配技術5.6 組播技術5.7 EPON多業務承載為何要采用測距技術？ONTOLT20 km3 km12 km“通信”方式

7、一石家莊北京廣州立刻回信立刻回信EPON上行方向數據沖突示意圖 OLTONU1ONU2發送接收發送接收發送接收時隙授權1時隙授權2時隙授權1ONU1數據ONU1數據時隙授權2ONU2數據ONU2數據沖突Tdown1Tdown2Tup1Tup2往返時間 RTTi=Tdowni+Tupi如何通過測距技術避免沖突？石家莊廣州立刻回信立刻回信等收到廣州的回信再給北京寄信太浪費時間！石家莊北京廣州等待T1回信等待T2回信EPON上行時隙同步示意圖 OLTONU1ONU2發送接收發送接收發送接收時隙授權1時隙授權2ONU2數據時隙授權1Tdown1時隙授權2Tdown2Tup2Twait1ONU1數據Tu

8、p1Twait2ONU1數據TeqdONU2數據Teqd補償時延 Twaiti=Tepd-RTTi何時進行測距？1、初始測距ONU開始發送數據前2、動態測距ONU有業務運行時EPON中的測距技術怎樣實現？用于測距的MPC PDU1、初始測距GATE消息+REGISTER_REQ消息2、動態測距GATE消息+REPORT消息EPON時間標簽測距法原理 OLTONU發送接收發送接收時隙授權1時隙授權1GATETS=t0ONU1數據ONU1數據REGISTER_REQ/REPORT TS=t1TdownTwaitTupOLT本地時間=t0OLT本地時間=t2TR置ONU本地時間=t0ONU本地時間=

9、t1RTT=Tdown+Tup=TR-Twait=(t2-t0)-(t1-t0)=t2-t1例題OLT在本地時間為T=100時分別給ONU1和ONU2發送了長度為20和30的授權，并且期望在本地時間為200時接收到ONU1的數據，而且還希望ONU2的上行發送時隙能夠緊接著ONU1的上行發送時隙，即在本地時間為220時，接收完ONU1的數據，就馬上開始接收ONU2的數據（沒有考慮保護帶的情況）。OLT通過測距過程得知ONU1的RTT為16，ONU2的RTT為28，求ONU1、ONU2發送數據的時間。 OLTONU1ONU2發送接收發送接收發送接收授權1=20授權2=30ONU2數據授權1=20授

10、權2=30ONU1數據ONU1數據ONU2數據T100T200T220t12=t22-RTT2=220-28=192t11=t21-RTT1=200-16=184練習OLT在本地時間為T=100時分別給ONU1和ONU2發送了長度為20的授權，并且期望在本地時間為300時接收到ONU1的數據，接收完ONU1數據后，再過長度為4的時間后才開始接收ONU2的數據（即保護帶寬度為4）。已知ONU1的RTT為20，ONU2的RTT為30，求ONU1、ONU2發送數據的時間。 OLTONU1ONU2發送接收發送接收發送接收授權1=20授權2=20ONU2數據授權1=20授權2=20ONU1數據ONU1數

11、據ONU2數據T100T300T324t12=t22-RTT2=324-30=294t11=t21-RTT1=300-20=280第5章 EPON原理及關鍵技術本章內容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數據突發發送與接收技術5.3 MPCP協議5.4 測距技術5.5 動態帶寬分配技術5.6 組播技術5.7 EPON多業務承載動態帶寬分配(DBA)靜態帶寬分配易于實現資源利用率低動態帶寬分配ONU申請帶寬OLT計算授權OLT監測OLT分配帶寬狀態報告型非狀態報告型DBA是一種能在微秒或毫秒級的時間間隔內完成對上行帶寬的動態分配的機制dataONU在給定分配時隙內發送數據狀態報告型DBAOL

12、TONUyyy bytesGATEOLT發起命令，要求ONU上報隊列狀態xxxREPORTONU上報帶寬需求OLT根據ONU需求、DBA算法分配帶寬yyyGATEOLT通知ONU實際分配的帶寬非狀態報告型DBA需要復雜的流量算法和預測算法現實中很少使用帶寬管理機制固定帶寬（Fixed Bandwidth） 保證帶寬（Assured Bandwidth） 盡力而為帶寬（Best Effort Bandwidth） 一個ONU可以獲得上述3種帶寬中的一種或者多種組合。EPON DBA通常支持上述3種帶寬類型的組合。討論：你該為用戶如何分配帶寬？提高最大帶寬利用率無DBA,利用率40%有DBA,利用

13、率達到80%減小突發時延無DBA:100ms有DBA:10ms作業1、完成課后作業2、用自己的話描述一下EPON的測距過程3、OLT在本地時間為T=80時分別給ONU1和ONU2發送了長度為25和30的授權，并且期望在本地時間為280時接收到ONU1的數據，接收完ONU1數據后，再過長度為5的時間后才開始接收ONU2的數據（即保護帶寬度為5）。已知ONU1的RTT為26，ONU2的RTT為18，求ONU1、ONU2發送數據的時間。 第5章 EPON原理及關鍵技術本章內容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數據突發發送與接收技術5.3 MPCP協議5.4 測距技術5.5 動態帶寬分配技術5.

14、6 組播技術5.7 EPON多業務承載單播數據流Unicast Traffic 1.5 Mb x 3 = 4.5 Mb1.5 Mb x 2 = 3 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 Mb1.5 Mb x 1 = 1.5 MbVideoServerReceiverReceiverReceiverNot AReceiver單播數據流Unicast Traffic. . . 1.5 Mb x 100 = 150 Mb1.5 Mb x 100 = 150 Mb1.5 Mb x 100 = 150 MbReceiver 1R

15、eceiver 1001.5 Mb x 100 = 150 MbVideoServer廣播數據流Broadcast Traffic我不想要這些視頻流，可是我的 CPU 還是要去處理這些數據！1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 MbVideoServerReceiverReceiverReceiverNot AReceiver沒有使用多媒體應用程序的主機還是必須要處理這些廣播數據流。組播數據流Multicast Traffic1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 MbVideoServerReceiverReceiverR

16、eceiverNot AReceiver一個組播服務器，利用一個特殊的廣播地址，可以向多個客戶端只發送一份數據流。組播系統示意圖組播系統組成：視頻組播業務系統IP城域網接入網絡家庭網絡EPON系統實現視頻組播的流程 第1步：機頂盒（STB）或PC機通過發送DHCP報文從DHCP服務器 獲得一個IP地址；第2步：BAS對STB上報的用戶名和密碼進行驗證，獲得電子節目表；第3步：用戶在電子節目表進行節目選擇；第4步：選中節日后，STB就發送一個IGMP加入的請求報文；第5步：在組播路由器上建一組播映射表（組和VLAN相對應）；第6步：OLT建立組播轉發表，為每個加入組的用戶發送視頻流；第7步：用戶

17、觀看組播節目。 EPON組播原理IGMP Proxy的實現原理：OLT靠攔截用戶和路由器之間的IGMP報文建立組播表，Proxy設備的上聯端口執行主機的角色，下聯端口執行路由器的角色。IGMP Snooping的實現原理：OLT以偵聽主機發向路由器IGMP成員報告消息的方式，形成組成員和交換機端口的對應關系，并根據該對應關系，將收到的組播數據包轉發到組成員的端口。第5章 EPON原理及關鍵技術本章內容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 數據突發發送與接收技術5.3 MPCP協議5.4 測距技術5.5 動態帶寬分配技術5.6 組播技術5.7 EPON多業務承載寬帶業務原理VLAN10VLAN

18、20VLAN100 VLAN20普通用戶 AVLAN100 VLAN10標記或者透傳內層 VLANOLTONUOLTONUIP Core BASVLAN10VLAN40VLAN200 VLAN40普通用戶 B企業A-總部企業A-分部標記外層VLANHG850(SIP/MGCP)MA5680TVoIP業務實現原理PON#0OLT完成業務的透傳路由器MA5620E(H.248)普通電話.PON#1MA5606T(H.248)ADSL調制解調器家庭網關軟交換普通電話語音模塊完成VoIP信令處理和媒體轉換VLAN172SIP電話語音模塊VLAN172VLAN172VLAN172IPUDPSIP/MGCP語音在ONU的IAD模塊上完成編碼，信令處理。采用單層VLAN，OLT透傳其他方式如雙層VLAN這里沒有畫出MA5680T IPTV業務組網MA5680TFTTB:MA5620E分光器