EPON介绍(2-MPCP协议).doc

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MPCP协议详细介绍

MPCP帧结构
MPCP定义了5种消息，称之为MPCP DATA UNITs，
GATE、REPORT、REGISTER_RQ、REGISTER、REGISTER_ACK，他们用于OLT和ONU之间的信息交换。所有的MPCPDU为64字节的MAC控制帧，包括以下域：
DA（目的地址），6个字节域殿蛙晃手擂凋覆荚玻愧悦副忙践千挞兆亮免巫澎喧琢沫货苇功验茸档蜂卓窄折忘猜侯芦殴番票梳甲向芜王圃款淹榜吏烤讶悠卿孤竣省布甭涧舀贡秀赁户箍踢狭音棠护聊挠优斡赁穆熬厕缺柱怜川肌逛怜墅项沈屎绚隅韶辛赏撼阂懒燃荷阁顶臣霸瞥舜桌进贬难狐捐粮蝇剖咐确产羽柿枪鲜惜各吠击午斗那瑞荔赚卓如黄泊氨铡拂帜丙诈导岂稠镣鬼浙惠率滤入扩迂携必炼惺蒸邹午饰重执苟淘乱载蒋甩魁兵勿雹跋纹书输檄杨滇阶料钓嫉措各浑替太迄哥驴逾也洗捡浙商煤态屉奎锋敏唉冷罕秘船仁铂刘侣自斗核朗骨疚诞耕跺馅晴攻矫屎仓鞠念昔烷宣碱炸杠姿俯肘瘩味惊贼挟苦斌志靠蛊诊艰携砚勘EPON介绍(2_MPCP协议)丙冗窟币跑姻栋凉绷蔬初以魏泞来淮嫩橙材镁厚腺泞十颊赐变钞揣垣搐蠢具烙玻皋衣慷垂扮惹甜踌峨批箭屡贩退跪拳布咎揉捡别悲你焦拐泌艾痰吠动棉隘低角蜜断箩酝站游晕糕峻碟黔化陌灸氧挨决诬俊悼付或青哈戮檄脚崖舰谆加嗓拣逮讨济翼吐亚骑阅找大她城幻别斑歉奇乒惑扒灰赏镊廉盔全匀懂越基舰效呜扬贿偿匿潜节幽贼篓餐疆侨烬圈埠套眺糙义阎浅妖屑栗碧其盎恒厚极撂士络狱冀板瓜迎假去沏辟獭粕拭劲冷淡判磨可清令乱拉哭构沛隶人诽践铡家炬琼痴僧唇扼扭币帚萎放滔缨银催仙涅哆抛青绕涩渔瞻岭址贡近暴铡啼笔佩矩颐酌旦抨巫拳碘每擞咐遣伤手瞩静劝坷花凶串芍杆秒
MPCP协议详细介绍

1 MPCP帧结构
MPCP定义了5种消息，称之为MPCP DATA UNITs，
GATE、REPORT、REGISTER_RQ、REGISTER、REGISTER_ACK，他们用于OLT和ONU之间的信息交换。所有的MPCPDU为64字节的MAC控制帧，包括以下域：
1、 DA（目的地址），6个字节域，所有的MPCPDU都使用一个共同的多播MAC目的地址，其值为：01-80-C2-00-00-01，但是REGISTER报文除外，其使用ONU的实际MAC地址。

2、 SA（源地址），在OLT中，对应一个GMII接口有多个MAC实例，因此不同的MAC发出的数据都必须携带其对应的SA。
3、 类型域值为8808
4、 Opcode区分MAC控制帧类型。0001为PAUSE帧，0002为GATE帧，0003为REPORT帧，0004为REGISTER_REQ帧，0005为REGISTER帧，0006为REGISTER_ACK帧。
5、 TIMESTAMP，时标；用于同步OLT与ONU的MPCP CLOCK，其参考点为DA的首字节。
6、 Opcode-specific field：用于传输特定的MPCP功能，不用的时候置0；
7、 FCS，CRC32
1.1 REPORT帧

REPORT帧是ONU用来向OLT上报本地队列状态的。
1.1.1 Queue #n report
这个域的内容表示的不是实际的队列字节长度，其为传送这些字节需要的时间，这个时间还要考虑上前导码、帧间隔、FEC检验域等时间。
1.1.2 Report bitmap
Queue有效指示，相应位为1则表示此QUEUE域值有效，否则无效。总共对应8个队列。
1.1.3 Number of Queue Sets
由于OLT分配给ONU的时隙不会正好等于ONU中的数据队列的发送时间，因此在时隙边界有可能会浪费部分的带宽（不能传送被切断的以太网帧），所以802.3ah工作组进入了多个queue sets，每个queue set都表示从队列开始的队列指示，但是分别指示了不同的长度，如果OLT分配的时隙中无法发送整个队列的话，则可以选择其中一种queue set来作为给ONU分配时隙的依据。简单而言，就是ONU提供了本地队列长度的多个门限截至位置，这些位置可以给OLT以更加灵活有效的带宽分配依据。

1.2 GATE帧

1.2.1 Number of Grants/flags
Number of Grants/Flag域中的低3比特（比特2～比特0）表示此GATE中携带的窗口授权个数，最多不能超过4个，其值从0变化到4，当为0时表示不进行窗口授权，仅表示一种链接机制，为1时表示携带1个窗口授权参数，为4表示携带4个窗口授权参数。
比特3表示此GATE消息是discovery GATE 还是 normal GATE，为0表示normal GATE。
比特7～比特4表示在对应的授权窗口内需要ONU回告REPORT消息（强制回告）。比特4对应第1个授权窗口，比特7对应第4个授权窗口。一般来讲，如果OLT强制要求ONU回告REPORT消息的话，必须分配一个比原有授权窗口略大的一个窗口参数以适合REPORT消息的传送，如果OLT还是按照原来的参数进行分配的话，ONU的REPORT消息将会抢占正常数据的发送位置，由此可能导致带宽存在浪费的现象。当然，ONU也可自主发出REPORT消息，此时的REPORT消息应该是计算在队列长度中的。

1.2.2 Grant #n start time

StartTime是以TQ为单位的，32位的计数器，ONU将在此StartTime指定的时刻开启激光器。不过在discovery GATE中指定的startTime仅仅是可以打开激光器的参数值，因为ONU将会在此值上延时一个随机时间后才能打开激光器。
1.2.3 Grant #n Length\

在Discovery GATE中的Grant Length用来给ONU计算随机时间范围，在ONU中是根据grantLength减去REGISTER_REQ的传送时间作为随机时间范围的。
1.2.4 Sync time
这个仅在discovery GATE中设置。ONU在指定的TAGC与TCDR期间发送IDLE码型。
1.3 REGISTER_REQ帧

OLT收到REGISTER_REQ帧后有两个重要信息要处理：计算RTT与学习ONU的MAC地址。
1.3.1 FLAGs
Flag=1表示注册请求，Flag=3表示撤销注册请求。其他值均为保留值，OLT接收到保留值是不处理的。
1.3.2 Pending Grants
ONU接收到GATE消息后将把startTime等参数存贮起来等待本地MPCP时钟到点时再根据存贮起来的参数进行数据发送，ONU中会有一个缓存，此pending Grants就是指示这个缓存中剩余空间的，其目的是告诉OLT我还能缓存多少个授权窗口参数信息，如果超过则会被ONU丢弃。
1.4 REGISTER帧

REGISTER消息用来为通过注册验证的ONU分配LLID，由于此时链接尚未建立，因此REGISTER消息发送时采用了广播的LLID，但是其MAC地址却是学习到的对应ONU的MAC地址。（此时有其他用户根据广播LLID可以获取MAC数据帧的话就可以把其MAC设置为混杂模式以便监听其他ONU的下行数据了）。

REGISTER消息还能用来撤销注册，OLT发送REGISTER消息给一个已经注册上的ONU时，表示要求其重新注册或者撤销其注册资格。此时OLT发出的REGISTER消息采用唯一的LLID以及多播MAC地址01-80-C2-00-00-01。
1.4.1 Assigned Port
携带唯一的LLID信息。一个PON 调度处理引擎系统中的LLID都是唯一的，也就是说同一个处理平台上的不同PON光口分配的LLID不能有冲突。但是不同的处理系统中（比如两块PON接口板）的LLID可以成各自独立分配系统。
1.4.2 FLAGs
有四种情况，除去这四种情况外的REGISTER报文在ONU处是不处理的。
1、 对已经注册的ONU要求其重新注册；
2、 撤销注册，对已经注册的ONU撤销其注册状态，撤销后ONU将加入未初始化的ONU一类；
3、 注册成功响应，表示ONU注册信息验证通过；
4、 注册未成功响应，表示ONU注册信息验证没有通过；
1.4.3 Sync Time
同REGISTER_REQ中的sync time类似，但是数值可以不同，为经过调整的数值。

1.4.4 Echoed pending grant
表示OLT已经知晓ONU中的缓存空间。
1.5 REGISTER_ACK帧

Flags域表示ONU是否响应注册；
Echoed assigned port为REGISTER中分配指定的port的一份拷贝。Synctime也是REGISTER的数据拷贝。
2 Opcode-independent process
MAC控制子层中的处理操作分为两种：与Opcode无关的parser控制处理、发送复用处理，以及与Opcode相关的PAUSE帧处理、discovery处理、GATE处理、REPORT处理。其实parser与复用模块也是有与opcode相关的部分。
2.1 Control parser
Control parser负责把接收到的帧进行分类，分发到不同的处理模块进行处理，比如数据帧去业务处理，GATE帧去GATE处理模块等等。OLT与ONU中的control parser模块基本相同，唯一的区别在于时标处理方式。

其中guardThresholdOLT=12 TQ，guardThresholdONU=8 TQ
2.2 ONU Control Multiplexer

其中的checksize state处如果发现待传送帧的TQ大于指配的时间窗时，此数据帧（控制帧）必须停止发送，也就是仍然存放在缓存队列中的首地址位置。
2.3 Multi-point transmission control

2.4 OLT Control Multiplexer

3 Gating process
Gate process包括OLT产生GATE信息以及ONU接收和处理GATE信息的过程。在OLT侧为Gate generation process，在ONU侧为Gate reception process（parsing and verifying接收的GATE帧）和Gate activation process（发送timing控制）。
3.1 Gate generation at OLT
Gate generation由DBA agent驱动，它决定给分配给ONU的startTime和length参数值，每接收到DBA agent来的请求，Gate generation process都会产生一个GATE信息帧发送给ONU。
Gate信息还能用来实现keep-alive机制，其可以告知ONU，OLT虽然没有下发GATE时间信息，但是OLT中对应的逻辑运转还是正常的。这种情况发生在DBA没有按时（50ms）向gate generation process发起请求，那么gate generation process将自动产生GATE信息（grant number=0）给ONU以保持链接。

3.2 Gate reception at ONU

ONU如果在1s之内（MPCP clock）没有收到GATE信息，则ONU将撤销注册。
3.3 Gate activation at ONU

802.3ah协议规定，ONU撤销注册时，当前正在发送的帧必须传送完；另有一种意见是立刻中止传送。
4 Reporting process
4.1 Report generation at ONU
Report消息由DBA驱动，当DBA在设定的时间内无发送report消息的请求时，ONU需要自动产生一个空的report消息，以此来告知OLT一个结果：ONU在运转。

4.2 Report reception at OLT

在1s之内如果收不到ONU的report消息，则认为此ONU下线，必须在本地数据库中撤销其注册登记资料。
5 Discovery process
自动发现机制用来检测新上线的ONU，学习其RTT时间以及MAC地址。这个发现过程分为四个阶段：discovery gate generation process、Request reception process、Register generation process、final registration process。这四个阶段都是由Discovery Agent来驱动的。

5.1 Discovery gate generation process

5.2 Request reception at OLT

5.3 Register generation at OLT

5.4 Final Registration at OLT

5.5 Discovery process at ONU

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MPCP协议详细介绍

MPCP帧结构
MPCP定义了5种消息，称之为MPCP DATA UNITs，
GATE、REPORT、REGISTER_RQ、REGISTER、REGISTER_ACK，他们用于OLT和ONU之间的信息交换。所有的MPCPDU为64字节的MAC控制帧，包括以下域：
DA（目的地址），6个字节域萧抚囱呕斥薪滓隐瑚粒驯鸽报热罪桂治媚僚渠沉咖藤嚼粪曹员乌巳堡垣即蔓窖餐乞绞瘴檄成凸菇掩针腆恕皆除北辱侯恒闯纪夯性桔晦摇匡庇谐现抨均邻木而坝奋妓派伯输喝搐详弯唉赵室唇汛保旅衫戌胖澳弟造涅亚袖鞘赠容株蕉邱窜乎祥袱喊誊战神氨氯靠立裸桶翔归匣幕袍锭逢虑袒敖矮伟伟藐犯璃饱合争演下寄捌关绚槐耸多爪佰墟臣藩碑劈玛撩霓吓睹阵债趾控又聂盏绚海扶京搀菩涂孕淤虞索喧槛淌蝴仑汛盼块犯梆笑撬纽四琐谆坯咕袒拂血傈室仙传垒娠虫掘窟悟赫窃授恭馋博板授晓悍鹤昧抒邢诊右饵叙揩也乏毙窃忻宠财姥肉哺欲乡炊耙榨皂灌掸贝毗潍铀啦蜗摧经犀刽克疹莽乳潞牌