[信息与通信]EPON培训胶片DYX.ppt
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1、2019/1/30,Welcome to EPONs world,Director by yuski,2019/1/30,What is EPON?,啥是PON? 啥又是EPON?,2019/1/30,What is EPON?,什么是PON? PON是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络 PON是无源光网络的简称 Passive Optical Network 什么是EPON? 以太网无源光网络 Ethernet Passive Optical Network,2019/1/30,Pons history,Question: PON是咋来的? PON它用来干啥的呀?,2019/1/30,
2、Pons history,PON的发展历史 APON(2001年改名为BPON):20世界90年代中期出现,二层采 用ATM封装和传送技术,最高速率为622Mbps EPON(GEPON):2001年提出,二层用以太网代替ATM.支持 1.25Gbps对称速率.对于Gbps速率的EPON系统也常被 称为GEPON GPON:与EPON几乎同时提出,二层采用ITU-T定义的GFP( 通用成帧规程)对Ethernet、TDM、ATM等多种业务 进行封装映射,能提供1.25Gbps和2.5Gbps下行速率 ,和155M、622M、1.25Gbps、2.5Gbps几 种上行 速率,并具有较强的OAM功
3、能。,PON的出现,是用来解决接入网带宽瓶颈,2019/1/30,Why PON?,Questions: 为啥接入网要使用PON呢? 它和现有的DSL接入和无线接入比较有啥优势呢? 在PON的众多技术中,为啥我们要选用EPON来作为接入网FTTH方案?,2019/1/30,Why PON?,Questions: 为什么接入网要使用PON呢? 它和现有的DSL接入和无线接入比较有什么优势? 物美:光钎是一种纯介质网络,能避免外部干扰,提高系统可靠性。与Dsl(铜双绞线)和无线相比,质量很好很强大。 价廉:消除了局端与客户端之间的有源设备。不用再在用户小区架设机房。佛曰:剩钱就是赚钱。 方便:接入
4、距离远远超过无线和DSL。增加用户的模式支持“热拔插”。,2019/1/30,Why EPON?,Questions: 在PON的众多技术中,为什么我们要选用EPON来作为接入网FTTH(光纤到户)方案? APON:由于二层采用的是ATM封装和传送技术,所以存在带宽不足,技术复杂,承载IP业务效率在协议上就先天不足(48/53)。垃圾,format,永不录用。 GPON:二层采用GFP(通用成帧规程)对ethernet、TDM、ATM等进行封装映射,速率高(上下行能达到2.5G),协议比EPON成熟。牛,牛的不行。就是太贵(技术复杂、成本太高),咱老百姓用不起。 EPON:二层采用ethern
5、et封装,对现在的IP业务支持的最好,产品成熟度高, 成本最低。就是它了。我选择,我喜欢。,2019/1/30,EPON fantasy !,EPON的优点总结 相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。 提供非常高的带宽。 服务范围大。 带宽分配灵活,服务有保证。,2019/1/30,How does EPON work?,Questions: EPON这么好,那么它是怎么在接入网工作的呢? 它的结构是怎么样的?,2019/1/30,接入路由器,L2/L3交换机,How does EPON work?,HOUSE,ENTERPRISE,BUILDING,NETWOK Management,P
6、STN,Internet,BAS,Voice Gateway,POS,POS,城域网,IP TV,PC,E-Phone,接入路由器,CDN,PC,视频电话,PC,IP TV,PC,L2/L3交换机,视频电话,接入路由器,ROUTER,OLT,OLT,ONU,汇聚层,接入汇聚层,接入层,典型的EPON系统,CATV,2019/1/30,How does EPON work?,几个名词的解释: OLT Optical Line Terminal 光线路终端 ONT Optical Network Terminator 光网络终端 POS Passive optical splitter 无源分光器
7、,他们的作用和位置: POS:是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。 OLT:既是一个交换机或路由器,又是一个多业务提供平台,它提供面向无源光纤网络的光纤接口(PON接口)。放在电信的CO(中心机房)中。 OUN:放在用户终端设备附近或者与其合为一体,EPON系统中的用户节点。,2019/1/30,How does EPON work?,下行波长中还有一个1550nm的波长,用来模拟电视信号,2019/1/30,How does EPON work?,看图说话: 小明说:下行的数据是广播,那各个OUN是怎么区分是不是自 己的数据呢? 小白说:我家要接光网络
8、宽带了,新加入的OUN怎么获得自己 上行数据的时间呢? Lucy说:下行广播?那别人不是就可以知道我上网在干什么了 Lily说:OUN和OLT的距离肯定都是不一样的,那会不会由于“ 时差”造成上行数据撞车呢?,2019/1/30,LLID,小明的问题: 下行的数据是广播,那各个OUN是怎么区分是不是自己的数据呢?,答: 下行的每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识(LLID),该标识表明本数据帧是给ONU(ONU1、ONU2、ONU3ONUn)中的唯一一个。当数据信号到达ONU时,ONU根据LLID,在物理层上做判断,接收给它自己的数据帧,摒弃那些给其它ONU的数据帧
9、。,注:这里引入了一个新的问题-OUN是怎么注册的?,2019/1/30,带宽分配,小白的问题: 新加入的OUN怎么获得自己上行数据的时间呢?,答: 当ONU在注册时成功后,OLT会根据系统的配置,给ONU分配特定的带宽,(在采用动态带宽调整时,OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告,动态的给每一个ONU分配带宽,动态带宽调整的进一步说明后面讲)。带宽对于PON层面来说,就是多少可以传输数据的基本时隙,每一个基本时隙单位时间长度为16ns。,注:这里又引入了一个新的问题-OLT是根据什么机制来通知OUN已分配的带宽,2019/1/30,下行广播的安全问题,Lucy的问题: 下行广
10、播,如何保证用户数据的安全性?,答: 硬件方面:所有的ONU接入的时候,系统可以对ONU进行认证,认证信息,可以是ONU的一个唯一标识(如MAC地址或者是预先写入ONU的一个序列号),只有通过认证的ONU,系统才允许其接入。 协议方面(这个是最主要的方法):对于给特定ONU的数据帧,其它的ONU也会收到数据,在收到数据帧后,首先会比较LLID(处于数据帧的头部)是不是自己的,如果不是,就直接丢弃,数据不会上二层,这是在芯片层实现的功能,对于ONU的上层用户,如果想窃听到其它ONU的信息,除非自己去修改芯片的实现。 软件方面:加密,对于每一对ONU与OLT之间,可以启用128位的AES加密。各个
11、ONU的密钥是不同的。 策略方面:VLAN隔离,通过VLAN方式,将不同的用户群、或者不同的业务限制在不同的VLAN,保障相互之间的信息隔离。,注:又又又又有新问题了,EPON在二层承载的是以太网帧,以太网帧里是没有地方让给LLID这个字段的,那么LLID是怎么实现的呢?,2019/1/30,测距、时隙补偿,Lily的问题: OUN和OLT的距离肯定都是不一样的,那会不会由于“ 时差”造成上行数据撞车呢?,答: 传统以太网中使用以太网帧的前导码来同步数据,而EPON中的上行是采用分时发送的方式。 EPON中采用测距和时隙补偿的方式来实现ONU和OLT的时间同步。,注:又来了,OLT和ONU是用
12、什么方式来测距?怎么实现时隙补偿的呢?,2019/1/30,MPCP,强大的MPCP,2019/1/30,MPCP,MPCP:Multipoint control protocol (多点控制协议),EPON系统是一种典型的点到多点传输/接入设备,采用MPCP,可以实现一个可控制的网络配置,如光网络单元(ONU)的自动发现、终端站点的带宽分配及查询、监控等.,MPCP在MAC控制层实现 在EPON中MPCP和现有的以太网兼容 传统的以太网帧格式仍然被保留,2019/1/30,MPCPDU,MPCP:Multipoint control protocol (多点控制协议),MPCP有5种消息帧
13、Gate Report Register-request Register Register-ACK,下面我们来看一下MPCP是如何通过这5种MPCPDU来解决前面我们提出的问题的。,2019/1/30,ONU的注册和自动发现,第一步:OLT发送一条“Discovery Gate”消息,消息的内容包括用于发现的授权(Grant),包括其长度和开始时间,还有物理层的一些参数,如AGC建立时间、CDR锁定时间等.,OLT大声对周围喊:”我是格林耐特的HR大L,有没有人要加进来啊,要的在明天12点到1点把简历给我。现在是北京时间12点整“,2019/1/30,ONU的注册和自动发现,第二步:新加入的
14、OUN,发送”Register-request“给OLT,在其中包括了ONU的能力矢量(Capability Vector)和物理层的一些参数.,第二天12点半,小O把简历交给了大L。,如果在指定时间内,OLT收到了两个OUN来的Register-req会怎么样?,2019/1/30,ONU的注册和自动发现,第三步:OLT接收到后,经过验证,给ONU发Register,消息的内容包括分配给这个ONU的LLID值、OLT所支持的ONU能力、对ONU能力及物理层参数的回应等.,大L电话通知小O:你的资料我看过,行,你的工号是9527,一会邮件告诉你上班时间。,2019/1/30,ONU的注册和自动
15、发现,第四步:ONU收到Register后,经过验证,给OLT发Register-ACK,消息的内容包括被ONU所支持和确认的OLT能力、ONU对被分配的LLID和被设置的物理层参数的回应等.,小O回答:我知道了,很高兴 加入。,2019/1/30,ONU的注册和自动发现,问题1: OUN是怎么注册的?,答:如图所示的4步曲,就是OUN的注册过程。,2019/1/30,ONU的注册和自动发现,问题2: OLT是根据什么机制来给OUN分配带宽的?,答:如图所示,在注册过程中,OLT在发送Register后,还会发送一个Gate报文(GateMPCPDU),在这个包中包括授权的数目、授权的开始时间
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