三网融合实训报告

1、常州信息职业技术学院班级：姓名：学号三网融合技术及业务应用总结报告一、三网融合1、概念三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。三合是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它是指在信息传递中，把广播传输中的“点”对“面”，通信传输中的“点”对“点”，计算机中的存储时移融合在一起，更好为人类服务，并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。“三网融合”后，民众可用电视遥控器打电话，在手机上看电视剧，随需选择网络和终端，只要拉一条线、或无线接入即完成通信、电视、上网等。2、三网融合示意图

2、3、简介“三网融合”，就是指电信网、有线电视网和计算机通信网的相互渗透、相互兼容、并逐步整合成为全世界同意的信息通信网络。“三网融合”指电信网、有线电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。其表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三

3、网融合，在概念上从不同角度和层次上分析，可以涉及到技术融合、业务融合、行业融合、终端融合及网络融合。目前更主要的是应用层次上互相使用统一的通信协议。IP优化光网络就是新一代电信网的基础，是我们所说的三网融合的结合点。数字技术的迅速发展和全面采用，使电话、数据和图像信号都可以通过统一的编码进行传输和交换，所有业务在网络中都将成为统一的“O或“1”的比特流。光通信技术的发展，为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输高质量，成为三网业务的理想平台。软件技术的发展使得三大网络及其终端都通过软件变更，最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。廊弈视角傅奔睡产业层级广电总局、工信昶口伦业层皱-互聽屈1电

4、视台电信运宫业务輙匚翅更分享、糊络电视、碉络厂电方酉深度介人塩飯厂记与互联网世吐和礦琴与、电信凝辭道优势*平台的激烈竞争：用户之事、內客之争、广告之争三大产业融合前竞争示意图统一的TCP/ip协议的普遍采用，将使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通。人类首次具有统一的为三大网都能接受的通信协议，从技术上为三网融合奠定了最坚实的基础.4、意义信息服务将由单一业务转向文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务通过手机视频看到客户货物的大致情况，并立即决定派什么样的车去提货，发完货以后，客户也能随时自主追。有利于极大地减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本。将使网络从各自独立的

5、专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提咼。三网融合是业务的整合，它不仅继承了原有的话音、数据和视频业务，而且通过网络的整合，衍生出了更加丰富的增值业务类型，如图文电视、VOIP、视频邮件和网络游戏等,极大地拓展了业务提供的范围。5、三网融合打破了电信运营商和广电运营商在视频传输领域长期的恶性竞争状态，各大运营商将在一口锅里抢饭吃，看电视、上网、打电话资费可能打包下调。三网融合不仅是将现有网络资源有效整合、互联互通，而且会形成新的服务和运营机制，并有利于信息产业结构的优化，以及政策法规的相应变革。融合以后，不仅信息传播、内容和通信服务的方式会发生很大变化，企业应用、个人

6、信息消费的具体形态也将会有质的变化。三网融合将会从根本上改变我国文化信息资源保存、管理、传播、使用的传统方式和手段，为知识创新和两个文明建设营造一个汲取文化信息的良好环境。二、PON技术介绍1、原理PON技术谷称无源光网络，目前国内组网方式主流是epon（以太无源光网络）。也就是通过OLT-OBD-ONU组成的网络结构。可承载以太网，语音，视频，以及高清数码有线电视等业务（另外还可以兼容xDSL）。所谓无源指的就是从汇聚交换机OLT到用户终端设备ONU之间，无需带电源的中继设备（OBD是分光器，无需电源）。三大通信运营商都在积极推广EPON进行FTTH覆盖（光纤到户）。EPON技术目前只是一个

7、过渡期，真正的高速宽带是GPON（千兆以太无源光网络）。传输距离远，允许衰耗值增大，1:128的高分光比，巨大的宽带承载量，都是EPON无法比拟的，只是目前技术尚未成熟，商用成本过高，所以三大运营商只在国内部分地区做GPON试点，并未作为重点商为技术。从OLT到ONU物理接入方式只允许使用光缆接入。根据运营商的要求，大概有一级分光和二级分光两种区别。但分光比叠加起来不允许超过1:64。即二级分光最大允许叠加两个1：8的分光器。ONU至用户设备使用电缆。（总距离不允许超过100米，超过1百米则需要用一对光纤收发器来进行运距离传输）2、PON及其网络结构无源：没有室外有源设备upto32subsc

8、ribersONTSplitTersupto1:32由有源OLT和ONT、以及无源ODN（光分配网络组成）ODN：由光纤、光分路器（Splitter）和其他无源器件组成非常低的生命周期费用，无室外有源设备维护费用能够很容易承载语音（Voice）,视频（Video）和数据（Data）相对P2P方式的光纤接入，成本低一半左右下行信号：OLT连续广播发送，ONU选择性接收（根据LLID）上行信号：TDMA突发发送，采用测距技术保证上行数据不发生冲突网络结构1or2fibersBOLT(inCO)upto20kmPON无源光纤网络的英文缩写，与有源光接入技术相比，PON由于消除了局端与用户端之间的有源

9、设备，从而使得维护简单、可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源，是未来FTTH的主要解决方案。随着PON成本的逐步降低，不但在FTTB/FTTC场合PON有了一定的应用市场，而且利用PON来实现FTTH在日本等发达国家也取得了很大的进展。目前PON技术主要有APON、EPON和GPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。PONAPON/BPON7PONGPONEPON;ITU-TG.9B2；ITU-TG.953.xITU-TG.984.KWDMPONIEEE8O23arYD/r10-2000YD/T1090-2000PON技术标准化状况3、优势1）相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级

10、。PON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大2）无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。3）PON系统对局端资源占用很少，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高4）提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。GPON则是高达2.5Gb/s的带宽。5）服务范围大。PON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省CO的资源，服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。6）带宽分配灵活，服务有保证。

11、G/EPON系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。可以实现用户级的SLA。EPONEPOKGPONWDXtPOXBandftidthlength(Xlbpsruji)US1551310125QJ1310248Sj13L0125-1250/-DS622/14901230/1400248S-ProtocolLineNRZ.-TSSNRZ:SB-.10BNR.Z.TSSAnyLinkATMEihemetATXLGEMAnyServiceSrpcrrtingData.AAL5rfanEparentTransferGEPIransparentIxaxisfexVoiceTO

12、M.VoIPAALlVoIPidm.voipTransparentIxaxisfexVideoAAL5-IPnrIFTYjEM-EPTrTramparentTransferTDMAAL1TDMOverIP(futureP即E#GEMTransparentTransferBandiddiEfficiency稱高稍低高Reach/Sfitter201cm16lOkm/322Okm/161Okm/322仮m苑4Abtne20fcm迭1StandardCommitteeIIU-T(TSANIEEEITU-rfFSAN)PON技术比较4、特征PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能

13、均在交换机和用户宅内设备完成。而且这种接入方式的前期投资小，大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但它造价低，无须另设机房，维护容易。因此这种结构可以经济地为居家用户服务。PON的复杂性在于信号处理技术。在下行方向上，交换机发出的信号是广播式发给所有的用户。在上行方向上，各ONU必须采用某种多址接入协议如时分多路访问TDMA(TimeDivisionMutipleAccess)协议才能完成共享传输通道信息访问。目前用于宽带接入的PON技术主要有：EPON和GPON。三、EPON技术1、原理一一自动发现和测距EPON是一种基于光纤传送网的长距

14、离的以太网接入技术。EPON采用点对多点架构，一根光纤承载上下行数据信号，经过1：N分光器将光信号等分成N路，以光分支覆盖多个接入点或接入用户。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。2、组成EPON系统由OLT、ONU、ODN组成。但EPON在功能和现实上都与其他pon技术不同。OLT：作为EPON的核心，应实现以下功能:、向ONU以广播方式发送以太网数据；(2)、发起并控制测距过程，并记录测距信息；(3)、发起并控制ONU功率控制；(4)、为ONU分配宽带，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小；(5)、其他相关以太网功能。DON：

15、由无源光分路器和光纤构成。ONU/ONT:ONU/ONT为用户提供EPON接入功能：、选择接收OLT发送的广播数据；、响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整；、对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送；其他相关的以太网功能。3、特征1、单纤双向，上行1310nm,下行1490nm2、下行广播发送，选择接收2、上行TDM方式发送，分享带宽4、直接基于以太网包传输，数据业务不需映射或处理，与IP网络紧密结合5、TDM等异质协议数据包需要映射，关键特性能够保证6、传输距离W20Km,分支比1:327、IEEE802.3ah,2004年7月定稿4、协议介绍EPO

16、N协议总体介绍：EPON协议由IEEE802.3ah定义以太网的两种基本操作模式。第一种模式采用载波侦听多址接入/冲突检测协议而应用在共享媒质上；第二种模式为各个站点采用全双工的点到点的链路通过交换机连接到一起。相应的，以太网MAC可以工作于这两种模式之一：CSMA/CD模式或全双工模式。EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。在下行方向，拥有共享媒质的连接性，而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。下行方向：OLT发出的以太网数据报经过一个1：n的无源光分路器或几级分路器传送到每一个ONU。N的典型取值在464之间(由可用的光功率预算所限制)。这种行为特征与共享媒质网络相同。在下行方

17、向，因为以太网具有广播特性，与EPON结构和匹配：OLT广播数据包，目的ONU有选择的提取。上行方向：由于无源光合路器的方向特性，任何一个ONU发出的数据包只能到达OLT,而不能到达其他的ONU。EPON在上行方向上的行为特点与点到点网络相同。但是，不同于一个真正的点到点网络，在EPON中，所有的ONU都属于同一个冲突域来自不同的ONU的数据包如果同时传输依然可能会冲突。因此在上行方向，EPON需要采用某种仲裁机制来避免数据冲突。EPON技术由IEEE802.3EFM工作组进行标准化，IEEE802.3EFM工作组发布了EPON标准IEEE802.3ah(2005年并入IEEE802.3-20

18、05标准)。在该标准中将以太网和PON技术相结合，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。此外，EPON还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。在物理层，IEEE802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490nm,上行1310nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000BASE-PX-10U/D和1000BASE-PX-20U/D两种PON光接口，分别支持10km和20km的最大距离传输。在物理编码子层，EPON系统继承

19、了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1Gbit/s数据速率(线路速率为1.25Gbit/s)。在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。图1示意了EPON协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。利用其下行广播的传输方式，EPON定义了广播LLID(LLID=0 xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视

20、频广播/组播业务。EPON还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外，IEEE802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。标准的基本内容1、在以太网架构中实现P2MP拓扑结构的机制和控制协议2、多点MAC控制实现在不同的ONU中分配上行资源、在网络中发现和注册ONU、允许DBA调度3、RS子层为EPON扩展了字节定义4、PMD子层定义了EPON兼容器件的指标5、OAM定义了EPON各种告警事件和控制处理MPCP协议介绍发现处理

21、1、发现处理为新添加的的或离线的ONU提供PON接入。2、发现处理的过程：、OLT广播一个发现GATE消息，该消息包括开始时间和发现时间窗的长度、未注册ONU等待一个随机时间后发送REGISTER_REQ消息，ONU采用竞争算法和测量来避免碰撞。REGISTER_REQ中包括ONU的MAC地址和最大等待时间。、OLT接收到一个可用的REGISTER_REQ消息后，注册该ONU,分配一个LLID并绑定正确的MAC地址到LLID上。、OLT发送Register消息(包括ONU的LLID和OLT的同步时间)到ONU。OLT现在可以发送标准的GATE消息允许ONU发送REGISTER_ACK消息。、发

22、现处理完成，OLT和已注册的ONU开始正常的通讯整个发现处理的消息流程如下页图示：REGISTERi;:r溜適適机迟间随延时单播通道_发现握手操作完成_團1-11发现处理的握手消息瀆程1、在Discovery过程中，OLT下发Register消息给ONU,消息包含OLT的一个TimeStamp。ONU收到此消息后，将一个内部的32位计数器初始化为这个TimeStamp的值。2、这样，ONU和OLT就取得了时间同步。实际上，我们可以发现，ONU的计数器时间比OLT慢慢了RTT/2的时间。3、此后OLT发出的所有Gate消息中的StartTime就是基于这个同步时间的偏移。4、Gate消息中的St

23、artTime也会针对RTT作相应补偿和调整。报告处理1、报告处理负责对网络中报告的产生和终止进行排队。报告有较高层产生，通过MAC控制的客户端送入MAC控制子层。状态报告用于带宽需求和OLT的watchdog时钟。2、即使没有带宽需求，也需要周期性地产生报告。3、报告处理功能模块和它的MPCP协议被设计成与802.1P桥接门限处理1、多点MAC控制的关键概念是公平裁决多个ONU进行传输的能力。2、OLT通过许可分配的方式控制ONU的传输3、ONU通过GATE消息设置传输窗口4、产生周期性的许可（发送GATE消息）以防止watchdog超时5、ONU注册以后，如果设置了Discovery标志，

24、则忽略所有的GATE消息MPCPDU的结构和编码MPCPPDU是IEEE802.3的基本帧。1、DA:MPCPDU的DA是MAC控制的广播地址或者MPCPDU定义的独立MAC地址2、SA:与MPCPDU相关的独立的MAC地址3、Length/Type:MPCPDU携带MAC_Control_Type字段，按Type编码4、Opcode:MPCPDU封装的Opcode标识5、Timestamp:MPCPDU在传输时的localTime的内容6、Data/Reserved/PAD这40个八位元是MPCPDU的有效载荷。如果没有内容，则在传输式用0填充，接收时忽略7、FCS:FrameCheckSe

25、quence。通常由下一层的MAC产生8、RS层生成合适的LLIDMPCP消息结构1、Gate消息包括最多4个授权窗口的StartTime和Length等。2、Report消息包括ONU多个队列的长度。3、Register_REQ消息包括Register和Deregister请求4、Register消息包括OLT对ONU注册请求的响应：ACK或NACK，以及分配的LLID5、Register_ACK消息包括ONU的响应EPON效率影响因素：光电开销碎包损失协议报文开销EPON效率分析一总结当前EPON传输效率如下：下行方向：每个ONU开销带宽1.5Mbps左右，32个ONU下行吞吐率为950M

26、左右。上行方向：32个ONU开销带宽为15M+碎包损失+20M。按照测试结果，总开销在60M到160M之间，吞吐率在840M到940M之间。总的带宽1000M减去上述开销即是上下行的吞吐率指标。EPON多业务流配置(1)用户侧数据为untagCommonVLANhuawei(config)#vlan4000smarthuawei(config)#portvlan40000/180huawei(config)#interfaceepon0/1huawei(config-if-epon-0/1)#ontportvlan00fe14000huawei(config-if-epon-0/1)#ontp

27、ortnative-vlan00fe14000huawei(config)#service-portvlan4000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlanuntaggedrx-cttr6tx-cttr6用户侧数据为带vlan报文CommonVLANhuawei(config)#vlan4000smarthuawei(config)#vlan5smarthuawei(config)#portvlan40000/180huawei(config)#interfaceepon0/1huawei(config-if-epon-0/1)#ontportvlan00fe15

28、huawei(config)#service-portvlan4000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlan5rx-cttr6tx-cttr6用户侧数据为untagstackingVLANhuawei(config)#vlan4000smarthuawei(config)#vlanattrib4000stackinghuawei(config)#portvlan40000/180huawei(config)#interfaceepon0/1huawei(config-if-epon-0/1)#ontportvlan00fe14000huawei(config-i

29、f-epon-0/1)#ontportnative-vlan00fe1vlan4000huawei(config)#service-portvlan4000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlanuntaggedrx-cttr6tx-cttr6(4)用户侧数据为带vlan报文stackingVLANhuawei(config)#vlan4000smarthuawei(config)#vlan5smarthuawei(config)#vlanattrib4000stackinghuawei(config)#interfaceepon0/1huawei(config-

30、if-epon-0/1)#ontportvlan00fe15huawei(config)#service-portvlan4000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlan5rx-cttr6tx-cttr6(5)QinQvlan(不支持untagged业务流)huawei(config)#vlan4000smarthuawei(config)#vlan5smarthuawei(config)#vlanattrib4000QinQhuawei(config)#interfaceepon0/1huawei(config-if-epon-0/1)#ontportvlan0

31、0fe15huawei(config)#service-portvlan4000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlan5rx-cttr6tx-cttr6EPON组播实现方式PON网络对于广播支持有天然的优势，因此一般认为利用广播来实现组播是EPON的天然选择。为了实现可控组播，即允许部分用户可以接收组播节目，而其他用户不可以。在ONU端引入组播过滤的概念，即根据组播MAC进行过滤，不在表项中的组播组不允许从PON网络进入用户端。并且组播过滤表可由系统设置。这样就在EPON网络实现了可控组播。EPON组播业务配置：huawei(config)#vlan4001sm

32、art建立的组播VLAN定不能等于ont业务流的网络侧VLANhuawei(config)#portvlan40010/190huawei(config)#interfacegiu0/19huawei(config-if-giu-0/19)#native-vlan0vlan4001huawei(config-if-giu-0/19)#quithuawei(config)#btvhuawei(config-btv)#igmpuseraddport0/15/0epon0user-vlanuntaggedno-authhuawei(config-btv)#multicastpolicyservice

33、-port0normal0表示业务流的索引号huawei(config-btv)#multicast-vlan4001huawei(config-mvlan4001)#igmpprogramaddbatchip239.255.1.1to-ip239.255.1.5huawei(config-mvlan4001)#igmpmodeproxyAreyousuretochangeIGMPmode?(y/n)n:yhuawei(config-mvlan4001)#igmpuplink-port0/19/0huawei(config-mvlan4001)#igmpmulticast-vlanmemberport0/15/0epon0四、GPON技术1、原理一数据复用GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输(强制)。为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用两种复用技术：下行数据流采用广播技术；上行数据流采用TDMA技术2、组成GPON由ONU、OLT和无源光分配网组成。其网络结构如图所示。OLT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口，通过ODN与各ONU连接。作为PON系统的核心功能设备，OLT具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。O