广东电信EPON技术与组网应用(中)(1).ppt
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1、,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,103,网管测试通用功能验证故障管理性能管理配置管理,拓扑管理配置数据管理网元配置管理,安全管理结合设备的特点以及广东电信对宽带接入网管理的要求,研究制定了完善的网络管理测试方案,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,104,试验网端到端以太网测试方法,OLT,ONU1,ONU2,以太,网测试仪,表,分路器,以太,网测试仪,表,管理通道,ONU3业务通道,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,105,单模-多模光纤混合测试FE-GE(ONU-OLT)长时间测试测试测试无误码要求:多模光纤不超过300m;ONU发光模块采用SL
2、M激光器,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,106,EPON互通关键技术,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,107,互通含义及其意义EPON互通的含义 在IEEE802.3ah范围内,不同厂商的OLT与ONU设备互通,具体的就是:,采用同一芯片厂家的互通:A厂家的OLT同B厂家的ONU互通采用不同芯片厂家的互通:A厂家的OLT同B厂家的ONU互通,EPON系统实现互通的意义 降低设备的制造成本;增加竞争性,形成供应链的生态系统;便于大规模推广,形成规模经济;便于优化业务模式;便于添加增值业务;网络的布线成本降低(一致性提高)。,108,EPON系统互通面临的问题与挑
3、战应用模式不同 设备用于不同的业务模式,如业务种类不同,QoS提供能力不同。还有语音业务提供、TDM专线承载、保护、ONU认证等因素。系统结构的不同,MPCP(对EPON协议的理解不同)DBA/QOS不同ONU认证的不同专有的OAM的定义不同加密算法的选用,加密方法存在不一致。,物理层中标准中的选项 10公里/20公里,FEC的支持(有开销,达不到线速)广东省电信有限公司研究院 网络技术与市场研究部,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,109,EPON互通性的层次实现EPON系统设备层次的业务及管理的互通分以下几个层次 物理层互连互通,是互通的基础:,使用同一物理编码及介质提供同一
4、种接口,传输协议层互连互通,需采用完全符合802.3ah-2004定义的芯片:,使用可以互连的芯片,或同一芯片,以太网业务互通 不同厂商设备管理互通,即OAM或管理层协议互通,使用能够互通的控制协议,或同一种协议对网络进行管理,如SNMP、Ethernet OAM等,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,110,互通问题在协议层次上的体现,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,111,EPON系统互通性问题根源IEEE 802.3ah协议的可选项,如传输距离、FEC等IEEE 802.3ah协议的范围有限,管理和业务未规范IEEE 802.3ah协议发布晚于芯片发布不同芯片
5、商,不同系统视图,不同协议实现,定义不同扩展协议,芯片兼容性问题不同设备商,不同系统视图,选用不同芯片,定义私有协议,设备兼容性问题,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,112,EPON系统互通性现状OLT设备兼容性问题 系统主设备,系统内的协商机制或控制机制,OLT设备兼容问题不突出 IEEE 802.3ah协议不同版本 私有协议,如多LLID,扩展OAM协议,业务在线配置,VLAN,等 上联业务接口,可能导致与运营商网络的兼容性问题ONU设备兼容性问题 采用不同芯片和私有协议,物理互连互通存在问题 加密协议私有,或受国家进口管制 私有协议,如多LLID,扩展OAM协议,VLAN
6、,远程加载,远程配置,等 TDM业务实现,如TDMoIP,TDMoEthernet 等 语音业务实现,TDM,VoIP,等,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,113,EPON系统的互通性障碍,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,114,EPON系统的互通性障碍,PCS,PCS,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,115,网络层数据链路层物理层,传输层,应用层表示层会话层,RS,MAC,MAC,MAC,MACClientOAM,MACClientOAM,MACClientOAM多点MAC控制,RS,MAC,MAC ClientOAM多点MAC控制,无源光介质
7、,模型分层,上层,EPON系统的协议分层以及与ISO/IEC OSI参考模型之间的关系LAN分层OSI参考,GMII,MDI,PHY,MDI,GMII,OLT,上层,FECPMAPMD,PHY,FECPMAPMD,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,116,前导码7Bytes,帧定界符1Bytes,DA6Bytes,SA6Bytes,长度/类型2Bytes,数据461500Bytes,填充不定,FCS4Bytes,前导码8Bytes,DA6Bytes,SA6Bytes,长度/类型2Bytes,数据461500Bytes,填充不定,FCS4Bytes,55,55,SPD,55,55,
8、LLID,LLID CRC8,EPON技术研究数据帧结构以太网MAC帧,EPON MAC帧,SPD,:SPD指示LLID和CRC位置,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,117,RS子层互通技术要求具体格式应符合IEEE Std 802.3ah中Clause 65.1.3.2的规定,对于前导码中的第4、第5字节,应作为保留字节。对于接收端,如果接收到的以太网帧前导码中第4、第5字节为非“0 x55”的值或其值为OLT无法识别,应做忽略处理。在EPON系统中,要求帧起始定界符SPD必须位于偶字节位置。EPON系统应该支持前向纠错(FEC)功能,且FEC功能可配置。,广东省电信有限公司
9、研究院,网络技术与市场研究部,118,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控制帧五种类型的MPCP帧MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制来协调数据的发送和接收GATE(OLT发出),REGISTER_REQ DA=
10、MAC Control,SA=ONU MAC address,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,119,MPCP发现握手消息交换,OLTDiscoverywindowGate_numgateTime_,Gate1 DA=MAC Control,SA=OLT MAC address,content=Grant+Sync TimeGrant start1content=Pending grantsREGISTER1 DA=ONU MAC address,SA=OLT MAC address,content=LLID+Sync Time+echo of pending grantsGa
11、te2 DA=MAC Control,SA=OLT MAC address,content=GrantGate2 DA=MAC Control,SA=OLT MAC address,force reportReport2DA=MAC Control,SA=ONU MAC addressGate2 DA=MAC Control,SA=OLT MAC address,force reportReport2DA=MAC Control,SA=ONU MAC addressGate2 DA=MAC Control,SA=OLT MAC address,content=GrantREGISTER_ACK
12、2 DA=MAC Control,SA=ONU MAC address,content=echo of LLID+echo of Sync Time,ONURandomDelayREGISTERProcessingTime1Messages sented in the broadcast channel,2Messages sented in the unicast channelsDiscovery Handshake Completed,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,120,MPCPDU格式与参数要求REPORT消息应符合IEEE Std 802.3ah中64.3.6节的
13、规定。在REPORT MPCPDU中,队列集(QueueSet)用于表示多阈值(Threshold)下队列中完整以太网帧的总长度及其所需的开销。多个Queue Set中的同一Queue#n Report的值采取增量(Incremental)方式,各Queue#n Report分别描述不同阈值下的完整以太网帧的总长度及其所需要的开销;对于最后一个Queue Set,Queue#nReport应描述该队列的全部队列长度。单个Queue Set中的Queue#n Report的值应描述该队列的全部队列长度。,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,121,EPONOAM功能支持功能:Remo
14、te Failure Indication(远端故障指示)Remote Loopbak(远端环回)Link Monitoring(链路监视)不支持功能 和单条链路不相关的管理功能,比如保护倒换和设备管理 业务提供和协商功能,比如带宽分配,速率适配和速度/双工协商等功能 OAM数据的安全性保证和OAM实体的认证不在标准定义的范畴 不支持设置/写远端MIB变量的能力特点 OAM的实现和使能是可选的。提供一种实现OAM能力发现的机制。提供一种扩展机制使高层管理功能的应用成为可能,both side,OLT loca,OAM INF,OAM INF,O(flag=0,OAM INF,O(flag=0
15、x,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,122,OAM discovery流程,Evaluating,OLT,ONUEvaluating,OAM INFO(f,lag=0 x08,l evaluati,ng),Stable,Stable,x30,OLT,local stable),OAM INFO(f,lag=0 x50,s stable),Stable,Stable,O(flag=0 x50,k,50,k,eep alive)eep alive),OAM互操作问题:OLT(或者ONU)发送任何Loopback、,Event Notification、Variable Reques
16、t,ONU(或者OLT)应,该有正常的响应OAM中的vendor-specific部分:,利用该域定义一些OAM功能,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,123,动态带宽分配(DBA)机制相对于静态带宽分配(SBA),DBA是指实时地(ms级)改变PON中各ONU上行带宽的机制优点:实现高效的上行带宽利用率和服务质量保证重点:DBA算法具体要求: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,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,124,DBA总体要求应能根据LLID和ONU所报告的队列状态信息进行分配带宽授权。DBA应支持基于LLID的保证带宽、最大带宽
17、、最大突发等参数的配置。DBA机制应限制ONU的流量不超过SLA中的最大带宽。当ONU的实际业务流量未达到保证带宽时,OLT应能够将其剩余带宽分配给其他ONU。EPON系统的DBA算法应支持公平性机制;DBA算法的参数应可配置,并应具备根据业务需要进行在线算法升级或者在线参数调整的能力。为了支持在多业务接入环境下的QoS,OLT应基于ONU对其本地队列状态信息的汇报进行ONU的上行带宽分配,ONU应能够基于本地的队列状态进行上行业务的调度。,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,125,OLT的DBA功能要求OLT的DBA机制应能根据LLID内多个队列的状态信息(Report PDU
18、中至少2个Queue Set内的全部队列的长度)和优先级约定进行该LLID的上行带宽分配。OLT应能够支持对REPORT帧中至少2个Queue Set的全部8个队列的状态信息的解析,以用于ONU上行带宽的动态分配。同时,OLT也应该支持静态带宽分配,即在固定的轮询周期内向每个ONU发送固定大小的授权。,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,126,ONU的DBA功能要求ONU应支持8个队列,并以每个Report帧包含1个或多个Queue Set的形式向OLT上报本地队列状态。建议ONU支持2个或2个以上Queue Sets。ONU应具有根据OLT的带宽授权进行本地调度的功能,其调度算
19、法应支持SP、WRR和SP+WRR算法并可配置。SP+WRR时定义清楚何时用SP,何时用WRR。ONU队列的阈值应可配置。,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,127,下行数据的安全性因为PON的多点广播特性,所有的下行数据都会被广播到PON系统中所有的ONU上。如果有一个匿名用户将它的ONU接收限制功能去掉,那么它就可以监听到所有用户的下行数据,这在PON系统中称为“监听威胁”PON网络的另一个特点是,网络中ONU不可能监测到其它ONU的上行数据在PON上解决安全性的措施是ONU通过上行信道传送一些保密信息(如数据加密密钥),OLT使用该密钥对下行信息加密,因为其它ONU无法获知
20、该密钥,接收到下行广播数据后,仍然无法解密获得原始数据,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,128,安全性技术要求下行方向应支持Churning功能。搅动由OLT提出密钥更新要求,ONU提供3字节搅动密钥,OLT使用此密钥完成搅动功能。兼顾安全性、开销和实现代价而设定密钥更新周期为1秒。,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,129,EPON-业务QoS处理与带宽控制,交换板,PON卡,EPON,EPON,TDM,业务处理(网关),GE,10/100M/GE,ONU,ONUONU,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,P
21、ON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,无连接、只能简单的控制带宽(根据LLID1个ONU)一个PON口相当于交换芯片的,一个逻辑端口,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,130,QoS互通技术要求业务等级协定(SLA)下行业务流分类上行业务流分类优先级标记优先级队列机制优先级调度流限速流缓冲,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,131,VLAN互通技术要求OLT的VLAN功能 OLT应支持IEEE 802.1Q协议,应支持按照ONU的LLID和业务类型划分VLAN,可选支持按照MAC地址划分VLAN。OLT的网络侧接口应支持VLAN Trunk功能
22、。ONU的VLAN功能 对于单端口ONU,ONU应支持针对LLID和业务类型划分VLAN。对于多端口ONU,ONU应能针对用户物理端口和业务类型划分VLAN。ONU的用户侧接口应支持VLAN Trunk功能。,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,132,互通测试OLT对OLT simulator的认证 符合EPON的国标要求 物理层 PON光接口指标 协议层,Preamble格式注册过程的消息交互Gate消息(DBA)OAM消息,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,133,互通测试ONUONU互通测试 符合EPON国标要求 物理层 PON接口物理指标 协议层 注册过程
23、业务层 标准以太网业务 VLAN 组播,OPT,OLT,ONU,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,134,互通测试模式标准一致性测试,1,B-PON TESTERSNI(RJ45)CONTROL(RJ45)(MU)2 3 4UNI OPT(RJ45)(SC),Optical Splitter,In,Smart BitPC(TESTER),PC(Smart Bit),OnlyUpstreamSignalOptical PowerMeter,Variable OpticalAttenuator,OnlyDownstreamSignalMeter,Test ONUCat5 UTPSMF
24、 fiber Optical Power,Optical Coupler,1 2 3 4 5 6 7 8(SC)Optical Coupler,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,135,广东电信EPON系统互通工作计划为了推动EPON设备的互联互通,中国电信集团正在牵头进行EPON芯片级的互通工作,并制定中国电信的EPON系统技术规范。在此基础上,广东电信需要进一步要求设备厂家,在实现芯片互通的基础上进一步完成多厂家EPON设备的互连互通。为了充分体现广东电信的实际需求,为将来EPON系统的规模商用并构建广东电信下一代宽带接入网奠定技术基础,我们应该进行相关的研究和试验:,进一步
25、研究广东电信的下一代目标网络对EPON系统和设备的具体要求,并制定广东电信的EPON系统要求,作为引进EPON设备建网、设备技术评估的标准模板进行多厂家EPON设备间的互联互通测试在今年广州、深圳、惠州试验网的基础上,进行多厂家设备混和组网试验,广东省电信有限公司研究院,网络技术与市场研究部,136,EPON设备介绍,网络技术与市场研究部,137,EPON技术和设备成熟度评估从国内外应用和中国电信FTTH现场试验的情况来看,EPON技术已经基本成熟,这主要体现在如下几个方面:EPON芯片基本成熟,能够完成基本的EPON功能,如MPCP、DBA、OAM、VLAN,SCB等;有较多的厂家提供EPO
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