EPON标准分析.ppt

EPON标准分析,2005-5-17,范围,YD/T_接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络（EPON）征求意见稿IEEE802.3ah标准还未拿到,EPON协议分层,EPON协议分层（续）,EPON标准对应OSI的数据链路层和物理层。EPON芯片厂商目前提供的EPON协议芯片实现802.3ahMAC层功能，PHY层功能需要外围电路,技术要求,ODN（OpticalDistributionNetwork）要求:(1)OLT-ONU最大传输距离10km,1:32分路(2)OLT-ONU最大传输距离20km,1:16分路PMD物理层要求：(1)1000BASE-PX10(2)1000BASE-PX20多点控制子层要求：在以太网架构上实现P2MPRS子层要求：RS子层扩展点到点仿真，RS层用发送的MACMODE和LLID值代替GMII中的前导码PCS子层要求：PCS子层扩展，提供信号空闲监测和FEC功能OAM可选MPCP要求：MAC层多点控制协议,业务承载能力,IP业务TDM业务（语音数据专线）CATV业务TriplePlay（三网和一）,功能要求,VLAN（IEEE802.1Q）：按端口划分VLAN，按MAC地址划分VLAN（可选）DBA：OLT侧实现，带宽粒度=128KbitsQoS：根据业务类型划分优先级加密功能：对用户信息进行加密，算法建议采用AES-128等组播功能：支持IGMPSnooping或IGMPProxy认证功能（可选）：支持PPPoE或802.1x方式VLANStacking（可选）：一个VLAN可封装另一个VLAN的一种机制光纤倒换：自动倒换、强制倒换,OAM要求,基本要求（1）支持带外管理和带内管理方式（2）OLT侧支持如下几种带外管理方式：本地CONSOLE方式、TELNET方式、网管系统（SNMP还是RMON未限定）、WEB方式（可选）（3）管理系统应实现对设备进行配置管理、故障管理、性能管理和安全管理功能配置管理性能管理故障管理安全管理,PMD子层要求,PMD子层要求（续）,EPON系统中，通过单模光纤网络和点到多点拓扑结构，单个下行PMD（D-PMD）在下行方向（D-PMD到U-PMD）通过广播方式向多个上行PMD（U-PMD）发送数据，在上行方向接收多个U-PMD的突发数据。上下行方式使用同一个光纤EPON系统可使用的PMD基本属性,PMD子层要求（续）,PMD子层服务接口（1）PMD_UNITDATA.request：从PMA到PMD的串行数据流（8B/10B码组交换）（2）PMD_UNITDATA.indicate：从PMD到PMA的数据传输（3）PMD_SIGNAL.request：上行方向，PCS指示PMD根据授权时间打开和关闭PMD发送器（4）PMD_SIGNAL.indicate：PMD指示从MDI接收到的信号状态，用来表示PMD接收器是否能检测到激光PMD功能规范：（1）PMD发送：PMD_UNITDATA.request（2）PMD接收：PMD_UNITDATA.indicate（3）PMD信号检测：PMD_SIGNAL.indicate（4）ONUPMD发送使能：PMD_SIGNAL.request,多点MAC控制子层要求,多点MAC控制子层目的：提供将P2MP拓扑纳入以太网架构的机制和控制协议P2MP以太网基本特征：（1）支持符合规范的点到点仿真（P2PE）（2）OLT支持多个LLID和MACClient（3）每个ONU至少支持一个LLID（4）支持单拷贝广播机制（5）支持DBA（6）使用32bit时间戳发布定时信息（7）基于MAC控制的体系结构（8）对已发现设备进行测距来提供网络性能（9）进行连续测距以补偿往返时间的变化,多点MAC控制子层要求（续）,多点MAC控制体系结构功能框图,多点MAC控制子层要求（续）,多点MAC控制功能:（1）多点发送控制：负责同步多点MAC控制实例，维护多点MAC控制状态并控制多个实例化MAC的复用功能（2）多点MAC控制实例n：负责对每个MAC以及与多点MAC控制相关联的MAC控制客户端进行实例化，负责维护本实例中与操作各种MAC控制协议有关的所有变量和状态（3）控制解析器：负责对MAC控制帧进行解析，并同IEEE802.331章规定的实体、操作码定义块、MACClient进行接口（4）控制复用器：负责选择转发帧的源（5）MAC控制：负责实现MAC的各种控制行为（6）发现、报告、和选通处理：这些模块负责处理MAC上下文中的MPCP协议。发现指新连接或者非在线的ONU接入EPON的过程；报告负责处理网络中的队列状态报告的产生和终结（如：上报带宽需求、喂OLT的watchdog）；选通处理实现OLT通过分配授权来控制ONU的发送。,LLID,LLID：逻辑链路IDLLID分配：在ONU的发现过程中，OLT通过分配LLID将ONU绑定到OLT的一个端口上，同时将MAC动态绑定到此LLID上，最终实现ONU的注册。OLT使用单独的单拷贝广播（SCB）MAC地址，来支持广播帧发送。,测距,RTT：数据在OLT和ONU之间的往返时间实现原理：OLT和ONU都有一个32bit计数器，用于提供本地时间戳，当任一设备发送MPCPDU时，将把计数器的值设置在时间戳域。当ONU接收到MPCPDU时，将根据接收的时间戳域的值来设置其计数器；当OLT接收到MPCPDU时，将根据接收的时间戳来计算或校验OLT和ONU之间的往返时间。,测距（续）,发现过程,选通处理,目的：对多个ONU进行仲裁并选出一个发送器。实现原理：OLT通过分配授权来控制ONU的发送（1）OLT发送GATE消息指示ONU的发送时间窗口（开始发送时间和可进行发送的时间长度）（2）ONU的本地计数器和GATE消息中的开始时间相同时，ONU开始发送。ONU给结束发送留有足够余量，以保证在授权长度用完前关闭激光器（这是一种带宽开销）。（3）OLT可向一个ONU发送多个授权。（4）为了维护ONU的WatchDog，OLT需要周期地产生授权，向ONU发送空的GATE消息。GATE消息类型,MPCP帧,MPCP帧格式：标准以太网帧结构,RS子层要求,点到点仿真扩展（1）发送侧：MPCP保证任一时刻只有一个MAC进行发送，此时只有唯一的PLS_DATA.request原语被激活。激活的PLS_DATA.request被映射到GMII的TXD、TX_EN、TX_ER和GTX_CLK。RS层用发送的MACMODE和LLID值代替GMII中的前倒码（2）接收侧：前导码中的MODE和LLID值，通过RS层完成到GMII信号的解映射后，来完成对MAC帧的目的地址的识别，而后根据GMII的RXD、RX_ER、RX_CLK和RX_DV，给出正确的PLS_DATA.indicatation和PLS_DATA_VALID.indication原语,PCS子层要求,数据空闲监测扩展（1）数据监测器使用FIFI缓冲器缓存要发送的码组，当第一个非IDLE码组到达时，置PMD_SIGNAL.request(tx_enable)为ON，并通知PMD子层打开激光器。（2）当缓冲器没有数据需发送时（此时，缓冲区中全部为IDLE码组），置PMD_SIGNAL.request(tx_enable)为OFF，并通知PMD子层关闭激光器。（3）数据包发送间隔，IDLE码组将被送入缓冲区，如果这些IDLE序列不足以填满缓冲区，则激光器不会关闭,PCS子层要求（续）,FEC扩展（可选）（1）FEC是经过二进制运算后（例如Galois算法）附加在以太网数据包后的一组数据，附加的纠错码（如FEC奇偶码）用于在接收侧进行数据校验和纠错（2）FEC帧格式,PCS子层要求（续）,（3）FEC数据发送过程,PCS子层要求（续）,（4）FEC接收同步过程,PCS子层