三网融合与接入课件资料

1、三网融合与接入范兴娟上次课内容总结光纤接入网设备、网络结构第5章 EPON原理及关键技术5.1 EPON上、下行工作原理5.2 数据突发发送与接收技术5.3 MPCP协议5.4 测距技术5.5 动态带宽分配技术5.6 组播技术5.7 EPON多业务承载复习EPON组网结构提问如何实现单纤双向？下行数据如何传输？上行数据如何传输？单纤双向1490nm1310nm1550nm （CATV）波分复用（WDM）OLTODNONUONU1ONU2ONU3OLT12312312312323终端用户1终端用户2终端用户3送往特定ONU的分组TDM广播送往特定ONU的分组比较转发至终端选择Splitter1下

2、行数据ONU1ONU2ONU3OLT123132终端用户1终端用户2终端用户3送往特定时隙的分组TDMA方式每个用户在不同的时段发送数据Splitter上行数据4 接收功率不同会怎样？思考2 没按时停止会怎样？3 距离不一样会怎样？1 安全问题如何解决？1 安全问题如何解决？上行：默认禁止ONU之间直接通信1 安全问题如何解决？下行： ONU接入时需认证 在收到数据帧后，先比较LLID 每一对ONU和OLT 128位AES加密 VLAN隔离安全问题VLAN原理网络A网络APort1Port2Port3Vlan 2 Port1，Port3网络BVlan 3 Port2，Port4Port4网络B

3、安全问题VLAN原理Port 1贴标签2Port 2Port 3Port 4允许22数据帧贴标签3允许3贴标签2允许2贴标签3允许3Vlan 2 Port1，Port3Vlan 3 Port2，Port42 没按时停止会怎样？突发发送连续发送模块ONU1ONU2ONU3突发发送模块ONU1ONU2ONU3突发发送3 接收功率不同会怎样？突发接收连续接收模块突发接收模块恢复出来的数据到达OLT的信号及阈值建立ONU发出的信号ONU1ONU2ONU3阈值线快速AGCMPCPMPCP消息格式Multi-Point Control Protocol，多点控制协议MPCPMPCP定义的控制帧：GATE

4、(OLT发出）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。PAUSE 接收方在功能参数表明的时间段停止发送非控制帧的请求。MPCPONU注册流程随机延迟时间开始REGISTER_REQREGISTERGATEREGISTER_ACKOLTONTGate步

5、骤1：OLT通过广播一个发现GATE消息来通知ONU发现窗口的周期。步骤2：ONU发送含MAC地址的注册请求消息。步骤3：注册ONU，分配和制定LLID。绑定MAC和LLID目的MAC: 组播MAC授权内容：如果你是已注册的，不要发数据，如果你还没注册，请在某时间内注册！目的MAC: OLT的MAC源MAC: ONT的MAC内容：我要注册 _！我要注册 ！我要注册 ！我已经注册 过！我会保持沉默的。我LLID=10 ！存起来！我LLID=11 ！存起来！目的MAC：ONTA的MAC源MAC: OLT的MAC内容：MACA的 LLID=10，如果正确，收到请回答。我是MACALLID=10 ！我

6、来回答！目的MAC：OLT的MAC源MAC: ONTA的MAC内容：我是MACA，我的 LLID=10，完全正确,Over !AB发现时间窗口OLT学到ONT的MAC,分配一个LLID,并做相关绑定后给ONT发送LLID目的MAC:组播MAC源MAC: OLT的MAC内容：MACA: LLID=10MACB: LLID=11第5章 EPON原理及关键技术本章内容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 数据突发发送与接收技术5.3 MPCP协议5.4 测距技术5.5 动态带宽分配技术5.6 组播技术5.7 EPON多业务承载为何要采用测距技术？ONTOLT20 km3 km12 km“通信”方式

7、一石家庄北京广州立刻回信立刻回信EPON上行方向数据冲突示意图 OLTONU1ONU2发送接收发送接收发送接收时隙授权1时隙授权2时隙授权1ONU1数据ONU1数据时隙授权2ONU2数据ONU2数据冲突Tdown1Tdown2Tup1Tup2往返时间 RTTi=Tdowni+Tupi如何通过测距技术避免冲突？石家庄广州立刻回信立刻回信等收到广州的回信再给北京寄信太浪费时间！石家庄北京广州等待T1回信等待T2回信EPON上行时隙同步示意图 OLTONU1ONU2发送接收发送接收发送接收时隙授权1时隙授权2ONU2数据时隙授权1Tdown1时隙授权2Tdown2Tup2Twait1ONU1数据Tu

8、p1Twait2ONU1数据TeqdONU2数据Teqd补偿时延 Twaiti=Tepd-RTTi何时进行测距？1、初始测距ONU开始发送数据前2、动态测距ONU有业务运行时EPON中的测距技术怎样实现？用于测距的MPC PDU1、初始测距GATE消息+REGISTER_REQ消息2、动态测距GATE消息+REPORT消息EPON时间标签测距法原理 OLTONU发送接收发送接收时隙授权1时隙授权1GATETS=t0ONU1数据ONU1数据REGISTER_REQ/REPORT TS=t1TdownTwaitTupOLT本地时间=t0OLT本地时间=t2TR置ONU本地时间=t0ONU本地时间=

9、t1RTT=Tdown+Tup=TR-Twait=(t2-t0)-(t1-t0)=t2-t1例题OLT在本地时间为T=100时分别给ONU1和ONU2发送了长度为20和30的授权，并且期望在本地时间为200时接收到ONU1的数据，而且还希望ONU2的上行发送时隙能够紧接着ONU1的上行发送时隙，即在本地时间为220时，接收完ONU1的数据，就马上开始接收ONU2的数据（没有考虑保护带的情况）。OLT通过测距过程得知ONU1的RTT为16，ONU2的RTT为28，求ONU1、ONU2发送数据的时间。 OLTONU1ONU2发送接收发送接收发送接收授权1=20授权2=30ONU2数据授权1=20授

10、权2=30ONU1数据ONU1数据ONU2数据T100T200T220t12=t22-RTT2=220-28=192t11=t21-RTT1=200-16=184练习OLT在本地时间为T=100时分别给ONU1和ONU2发送了长度为20的授权，并且期望在本地时间为300时接收到ONU1的数据，接收完ONU1数据后，再过长度为4的时间后才开始接收ONU2的数据（即保护带宽度为4）。已知ONU1的RTT为20，ONU2的RTT为30，求ONU1、ONU2发送数据的时间。 OLTONU1ONU2发送接收发送接收发送接收授权1=20授权2=20ONU2数据授权1=20授权2=20ONU1数据ONU1数

11、据ONU2数据T100T300T324t12=t22-RTT2=324-30=294t11=t21-RTT1=300-20=280第5章 EPON原理及关键技术本章内容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 数据突发发送与接收技术5.3 MPCP协议5.4 测距技术5.5 动态带宽分配技术5.6 组播技术5.7 EPON多业务承载动态带宽分配(DBA)静态带宽分配易于实现资源利用率低动态带宽分配ONU申请带宽OLT计算授权OLT监测OLT分配带宽状态报告型非状态报告型DBA是一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制dataONU在给定分配时隙内发送数据状态报告型DBAOL

12、TONUyyy bytesGATEOLT发起命令，要求ONU上报队列状态xxxREPORTONU上报带宽需求OLT根据ONU需求、DBA算法分配带宽yyyGATEOLT通知ONU实际分配的带宽非状态报告型DBA需要复杂的流量算法和预测算法现实中很少使用带宽管理机制固定带宽（Fixed Bandwidth） 保证带宽（Assured Bandwidth） 尽力而为带宽（Best Effort Bandwidth） 一个ONU可以获得上述3种带宽中的一种或者多种组合。EPON DBA通常支持上述3种带宽类型的组合。讨论：你该为用户如何分配带宽？提高最大带宽利用率无DBA,利用率40%有DBA,利用

13、率达到80%减小突发时延无DBA:100ms有DBA:10ms作业1、完成课后作业2、用自己的话描述一下EPON的测距过程3、OLT在本地时间为T=80时分别给ONU1和ONU2发送了长度为25和30的授权，并且期望在本地时间为280时接收到ONU1的数据，接收完ONU1数据后，再过长度为5的时间后才开始接收ONU2的数据（即保护带宽度为5）。已知ONU1的RTT为26，ONU2的RTT为18，求ONU1、ONU2发送数据的时间。 第5章 EPON原理及关键技术本章内容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 数据突发发送与接收技术5.3 MPCP协议5.4 测距技术5.5 动态带宽分配技术5.

14、6 组播技术5.7 EPON多业务承载单播数据流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单播数据流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广播数据流Broadcast Traffic我不想要这些视频流，可是我的 CPU 还是要去处理这些数据！1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 MbVideoServerReceiverReceiverReceiverNot AReceiver没有使用多媒体应用程序的主机还是必须要处理这些广播数据流。组播数据流Multicast Traffic1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 Mb1.5 MbVideoServerReceiverReceiverR

16、eceiverNot AReceiver一个组播服务器，利用一个特殊的广播地址，可以向多个客户端只发送一份数据流。组播系统示意图组播系统组成：视频组播业务系统IP城域网接入网络家庭网络EPON系统实现视频组播的流程 第1步：机顶盒（STB）或PC机通过发送DHCP报文从DHCP服务器 获得一个IP地址；第2步：BAS对STB上报的用户名和密码进行验证，获得电子节目表；第3步：用户在电子节目表进行节目选择；第4步：选中节日后，STB就发送一个IGMP加入的请求报文；第5步：在组播路由器上建一组播映射表（组和VLAN相对应）；第6步：OLT建立组播转发表，为每个加入组的用户发送视频流；第7步：用户

17、观看组播节目。 EPON组播原理IGMP Proxy的实现原理：OLT靠拦截用户和路由器之间的IGMP报文建立组播表，Proxy设备的上联端口执行主机的角色，下联端口执行路由器的角色。IGMP Snooping的实现原理：OLT以侦听主机发向路由器IGMP成员报告消息的方式，形成组成员和交换机端口的对应关系，并根据该对应关系，将收到的组播数据包转发到组成员的端口。第5章 EPON原理及关键技术本章内容5.1 EPON上、下行工作原理5.2 数据突发发送与接收技术5.3 MPCP协议5.4 测距技术5.5 动态带宽分配技术5.6 组播技术5.7 EPON多业务承载宽带业务原理VLAN10VLAN

18、20VLAN100 VLAN20普通用户 AVLAN100 VLAN10标记或者透传内层 VLANOLTONUOLTONUIP Core BASVLAN10VLAN40VLAN200 VLAN40普通用户 B企业A-总部企业A-分部标记外层VLANHG850(SIP/MGCP)MA5680TVoIP业务实现原理PON#0OLT完成业务的透传路由器MA5620E(H.248)普通电话.PON#1MA5606T(H.248)ADSL调制解调器家庭网关软交换普通电话语音模块完成VoIP信令处理和媒体转换VLAN172SIP电话语音模块VLAN172VLAN172VLAN172IPUDPSIP/MGCP语音在ONU的IAD模块上完成编码，信令处理。采用单层VLAN，OLT透传其他方式如双层VLAN这里没有画出MA5680T IPTV业务组网MA5680TFTTB:MA5620E分光器