FTTH建设装维培训基地参考教材—FTTH基础知识.pdf

华中国电棺V CHINA TELECOMFTTH建设装维培训基地参考教材parti-FTTH基础知识1内容提纲 FTTH技术简介 FTTH技术概况 PON系统基本原理 FTTH PON系统的实现 FTTH组网结构 EPON技术简介 GPON技术简介 PON系统的多业务承载 典型PON系统及其应用 下一代PON技术 光进铜退文件解读2令中国电棺V CHINA TELECOMFTTH技术概况宽带光纤接入及fttx的概念 FTTH、FTTO、FTTP以全程光纤的方式实现最终用户的接入，包 括家庭用户和企业用户，用户接入设备（如 ONU）由单个用户（家庭、企业或办公室）独享根据光纤到达用户侧的位置不同，宽带光接入网的应用方式（建设 模式）包括以下几种，这些模式统 称为FTTx-FTTNFiber To The Node,光纤到节点-FTTZFiber To The Zone,光纤至I小区-FTTCabFiber To The Cabinet,光纤至交接箱-FTTCFiber To The Curb,光纤到路边-FTTBFiber To The Building,光纤至楼-FTTPFiber To The Premise,光纤到用户驻地-FTTHFiber To The Home,光纤到户-FTTOFiber To The Office,光纤到办公室3令中国电棺V CHINA TELECOMFTTH技术概况-主要的pon技术相同的拓扑P2Mp光纤BPONEPONGPONFSAN提出，ITU-T标准化ATM封装技术成熟在北美有一定规模商用IEEE 802.3标准以太网封装技术简单、成本低标准较完善技术成熟，已经规模应用FSAN提出，ITU-T标准化GEM封装技术复杂，成本略高标准仍在完善已试商用和小规模部署封装协议不同目前FTTH常用的PON技术为EPON和GPONFTTH技术概况-主要的pon技术中困电棺CHINA TELECOMIEEE EPONITU-T GPON下行线路速率1.25G2.5G上行线路速率1.25GL25G 或 2.5G线路编码8B/10BNRZ(+scrambling)分路比646 4传输距离20km20km数据链路层协议Ethernet协议，简单Ethernet over GEM and/orATMTDM支持能力TDM over PacketTDM over GEM,采用了 125us的帧长及定时机制，能够比较容易地支持Native TDM业务和话音业务运行和管理Eth 0AM(可选SNMP)PLOAM+OMCI下行数据流加密三重搅动AES系统成本低低5令中国电棺V CHINA TELECOM无源光网络（PON）系统基本原理 上行方向为TDMA方式各ONU上行数据分时发送，各ONU的发送时间与长度由OLT集中控制特定ONU发来终端用户3ONU3无源光网络(PON)系统基本原理令中固电唁V CHINA TELECOM 下行方向为广播方式下行数据广播发送，每个ONU根据下行数据的标识信息接收属于自己的 数据，丢弃其他用户的数据送往特定ONUONU3 终端用户37令中国电棺V CHINA TELECOM无源光网络（PON）系统基本原理 无源光网络（PON）是指一种点对多点的光接入技术及相应系统 PON系统局端设备和远端/用户端设备之间的光分配网络只包 含无源器件或设施 PON系统的基本组成：-光线路终端（OLT,局端设备）-光分配网（ODN,光纤环路系统，包含光分路器、光纤光缆及 光缆分线盒、光缆交接箱等一系列无源器件）-光网络单元（ONU,用户端设备）NMI接入网系统管理功能SNI S/R R/S UN,8令中国电棺V CHINA TELECOM无源光网络(PON)系统基本原理 PONOLT和ONU的功能模块-PON的核心功能模块-与L2交换机类似的功能模块ODN 接 J_L 口功能ODN接 口功能OLT，复用/I解复用 II功能千兆以 太接口交换 功能核心 网络TDM接口 千兆以.太接口OAM与L2交换机或DSLAM类似9令中国电唁CHINA TELECOMFTTH PON系统的实现（1）机架式OLT（大型）：采用插板式 结构，功能复杂、容量大，实现难 度高。包括如下板卡-接口板（或者称为线卡）-主交换板-主控板（主控和主交换板可能合 在一个板卡）-上联板（GE/10GE）盒式OLT（小型）：1U高一体化 小设备：2-4个POND,1-2个 上联GE口.功能简单，容量小，实 现容易GE/10GE 光口GE/10GE）出口L2 Switch Fabric（主交换板）|_J控制模块(主控板)P O N接口模块(接口板)P O N接口模块(接口板)P O N接口模块(接口板)ULLIUPON 光接口PONPON 光接口机架式OLT设备框图令中国电棺V CHINA TELECOMFTTH PON系统的实现FE/GE POTS(RJ-11)PON接口模块是核心语音处理模块以VoIP的方式提 供语音业务CPU负责整个ONU的控制和管 理（包括与OLT与网管的通信）ONU设备框图令中国电棺V CHINA TELECOMFTTH PON系统的实现 SFU（单住户单元）型ONU-主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能，具有1或4个以太网接口，提供 以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主要应用于FTTH 的场合（可与家庭网关配合使用，以提供更强的业务能力）。HGU（家庭网关单元）型ONU主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当于带PON上联接口的家庭网关，具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少1个USB接口，提供以太网/IP业务，可 以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，支持TR-069远程管理。主要应用于 FTTH的场合。SBU（单商户单元）型ONU-主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室，支持宽带接入终端功能，具有以太 网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务。主要应用于FTTO的场合。FTTH PON系统的实现(4)电中固电信V CHINA TELECOM ODN网络配套器材-局端配线设施：光配线架等-光分配点设施：光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等-光用户接入点设施：光分路器、光分线盒、光分歧接头盒等-用户端接设施：用户智能终端盒、光纤信息面板-其他基本器材：光缆、光纤连接器、尾纤等中心机房OLT北爱交接蒋拄墙式光分路单元13令中国电唁V CHINA TELECOMFTTH组网结构Scenario 1VoIP TInternet 无源光介质尸已6=前向纠错GMH=千兆比媒质无关接口MD1=媒质相关接口OAM=运行、管理和维护OLT=光线路终端ONU=光网络单元PCS=物理编码子层PHY=物理层 乂人=物理媒质附加 PMD=物理媒质相关!=调和子层EPON协议栈(2)电中国电唁*CHINA TELECOM MAC Client(媒体访问控制客户端)子层提供终端协议栈的以太网MAC和上层之间的接口 OAM子层负责有关EPON网络运维的功能 MAC控制子层负责ONU的接入控制，通过MAC控制帧完成对ONU的初始化、测距、和动 态带宽分配。采用申请/授权(Request/Grant)机制，执行多点控制协议(MPCP),MPCP的主要功能是轮流检测用户端的带宽请求，并分配带宽和控 制网络启动过程 MAC(Medium Access Control,媒介接入控制)子层负责物理层的数据转发功能。将上层通信发送的数据封装到以太网的帧结构 中，并决定数据的发送和接收方式23EPON协议栈（3）电中国电唁*CHINA TELECOM RS（Reconciliation Sublayer,协调子层）子层将MAC层的业务定义映射成GMII接口的信号。RS子层定义了EPON的前导码格式，它在原以太网前导码的基础上引入了逻辑链路标识（LLID）区分OLT与各个ONU的逻辑连接，并增加了对前导码的8位循环冗余校验（CRC8）PCS（Physical Coding Sublayer,物理编码子层）将GMII发送的数据进行编码/解码（8B/10B）,使之适合在物理媒质上传送 PMA（Physical Medium Attachment,物理媒介接入）子层为PCS提供一种与媒介无关的方法，支持使用串行比特的物理媒介，发送部 分把10位并行码转换为串行码流，发送到PMD层；接收部分把来自PMD层的串行数据，转换为10位并行数据。生成并接收线路上的信号24EPON协议栈（4）电中国电唁*CHINA TELECOM PMD（Physical Medium Dependent,物理媒介相关）子层主要完成光纤连接、电/光转换等功能。PMD为电/光收发器，把输入的电压变化状态变为光波或光脉冲，以便能在光纤中传输 MDI（Medium Dependent Interface,媒质相关接 口）规范物理媒质信号和传输媒质与物理设备之间的机械和电器接口 GMII（Gigabit Media Independent I nterface,吉比特媒质无关接 口）允许多个数据终端混合使用各种吉比特速率物理层25EPON协议栈EPON系统的物理层规范 令 中圄电唁*CHINA TELECOM PCS（Physical Coding Sublayer,物理编码子层）：PCS层的扩展以支持在点对多点物理介质中的突发模式操作-数据监测：扩展突发模式操作，为了避免近端ONU的自发辐射噪声干扰 远端ONU的信号，ONU的激光器在信号发送间隔必须能够关闭。为了 控制激光器，PCS必须进行扩展以便能根据信号状态产生tx_enable信号,在正确的时刻开/关激光器。-前向纠错（FEC）:用于提高光连接可靠性和传输距离。-在物理层1 0一4误码率的情况下使得数据层的误码率达到1。-12误码率-约3dB的编码增益26EPON协议栈EPON系统的物理层规范中困电棺CHINA TELECOM PMA（Physical Medium Attachment,物理媒介接入）子层：-时钟（bit）同步-接收机对输入数据流的相位和频率同步时间-为使ONU工作在OLT相同的时钟基准上，ONU的发送（TX）时钟 必须跟踪ONU接收（RX）的时钟-码组对齐（Byte同步）-码组对其（奇偶对齐）-TCDR和Tcode_group_alignnierLt值之和应 小 于432ns-TCDR:400ns内比特同步-Tcode_group_alignment:32ns 内完成码组对齐27EPON协议栈EPON系统的物理层规范 令 中圄电唁*CHINA TELECOM PMD（Physical Medium Dependent,物理媒介相关）子层：-规定了 1000BASE-PX10和1000BASE-PX20两种光模块支持点到多点 光纤媒质-在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16,传输距离达到 10km-在单模光纤上，以1000Mbps速率，分路比为1:16,传输距离达到 20km-在物理层业务接口上，误码率小于等于IO*-目前的PX10/20光模块分别可以达到1:32的分路比和10/20公里的传输 距离28令中国电棺V CHINA TELECOMEPON协议栈EPON系统的物理层规范描述1000BASEPX10-U1000BASEPX10-D1000BASEPX20-U1000BASEPX20-D单位光纤类型B1.1,BL3单模光纤光纤数目1标称发射波长1310149013101490nm发射方向上行下行上行下行最小范围（注1）0.5m 10km0.5m 20km最大通道插入损耗（注2）2019.52423.5dB最小通道插入损耗（注3）510dB描述1000BASEPX20-U1000BASE 1PX20-DGoobasePX20+-U1000BASE 1PX20+-D单位光纤类型B1.1,B13单模光纤光纤数目1标称发射波长1310149013101490nm发射方向上行下行上行下行最小范围（注1）0.5m 20km0.5m 20km最大通道插入损耗（注2）2423.52828dB最小通道插入损耗（注3）10dB29令中国电棺V CHINA TELECOMEPON协议栈EPON系统的物理层规范突发模式光收发器技术-OLT的接收机和ONU的发射器工 作在突发模式-OLT光接收机的突发同步技术-上行接收数据相位的突变要求OLT 的接收机工作在突发模式接收状 态-OLT光接收机的快速功率恢复-要求OLT在每个接收时隙的开始处 迅速调整0-1判决门限-OLT还要进行大范围的自动增益调 整(AGC)-ONU光发射机的突发发射和关断-为抑制自发散射噪声，要求ONU 的激光器能够快速的冷却和回暖TeK Run:50.0MS/S Sample W30EPON协议栈 EPON系统的数据链路层协议 令 中圄电唁*CHINA TELECOM RS(Reconciliation Sublayer,协调子层)子层-对IEEE 802.3规范的RS子层的扩展，以便多种数据链路层能够使用统一 的物理层接口。RS子层实现将具体的MAC实体与其MAC帧的一对一的 对应关系-实现原理：注册过程完成后，MAC层的MODE和LLID变量被赋值，该 MAC可以是OLT多个MAC中的一个或ONU的唯一MAC。LLID和 MODE用来标识一个数据包是由哪个MAC发送和接收。OLT的PCS工作 模式为单向模式-就RS子层而言，EPON标准仅修改了传统GE(1000BASELX)标准中 的前导码和帧定界符部分，对以太网帧的主体部分未作任何改变-EPON系统中以太网帧的前导码和帧定界符合并为一个8字节的前导码(Preamble)字段。该字段由以下部分构成：SLD(LLID定界符)、LLID和CRC8。SLD用来定界LLID和CRC8,LLID域识别源MAC或目的 MACo CRC8用于校验31EPON协议栈 EPON系统的数据链路层协议 令 中圄电唁*CHINA TELECOM EPON技术研究一 一MAC帧结构传统以太网MAC帧前导码帧定界符DASA长度/类型数据填充FCS7ByteslBytes6Bytes6Bytes2Bytes46 1500Bytes不定4BytesEPON MAC帧TXDOJ：前导码 8BytesDA6BytesSA 6Bytes长度/类型 2Bytes46 1500Bytes填充 不定FCS4BytesX/X.偏移量数据域原前导码/SFD替换后的前导码/SFD1-0 x55相同2*0 x55相同5555SLD5555LLIDLLIDCRC83SLD0 x550 xd5:SLD指示LLID和CRC位置4-0 x55相同5-0 x55相同第5字节的第6、第7比特被中国电信和国 内用于搅动信息标识字段(Enc)6LLID|I5:8|0 x55（注 1）7LLID7:00 x55（注 2）8CRC80 xd5计算从3到7字节之间数据的CRC注1：mo de映射到TXD7,l o g ic alink_id14映射到TXD6,l o g ic alin kj d凶映射到）12：l o g ic al/ink id7映射到TXD7.l o g ic al l ink id0映射到TXD0。32EPON协议栈 EPON系统的数据链路层协议 令 中圄电唁*CHINA TELECOM RS(Reconciliation Sublayer,协调子层)子层-SLD-SLD域用于进行LLID的定位，取值为0 xD5。-LLID:两个字节，由MODE和logicalink_id联合构成。-Mode变量：Ibit,在ONU MAC中始终为0,在OLTMAC中，可为1或0:-当LLID用来表示一个单拷贝广播或是组播通路时，置为1;-在表示单播数据时，置为0。-Logical_link_id:15bit-值为0 x7FFF时，表示对未注册ONU MAC的广播帧-对于注册后的ONU MAC可以用0 x7FFF之外的其它值。-CRC-8CRC8域是一个8位循环冗余码 用于对SLD和LLID域进行校验 其生成多项式是：G(x)=x8+x2+x+133EPON协议栈EPON系统的数据链路层协议 守 中国电唁*CHINA TELECOM多点MPCP控制帧-MPCP在OLT和ONU之间规定了 一种控制机制来协调数据的发送和接收-MPCP功能是基于专门的协议数据报文完成的，即MPCP数据单元-目前定义了 5种MPCP数据单元：-GATE（OU：发出）允许接收到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。34令中国电棺V CHINA TELECOMEPON协议栈EPON系统的数据链路层协议 MPCPDU的通用帧格式目的地址(DA):MPCPDU中的DA为MAC控制组 播地址，或者是MPCPDU的目的端口关联的单 独MAC地址。-源地址(SA):MPCPDU中的SA是和发送 MPCPDU的端口相关联的单独的MAC地址。对 于源于OLT端的MPCPDU,源地址可以是任意 一个辛独MAC的地址。-长度/类型(Length/Type):用于标识MAC控制帧,值16进制的88-08-操作码(Opcode):操作码指示所封装的特定 MPCPDU-时间标签(Timestamp):在MPCPDU发送时刻,时间戳域传递localTime寄存器中的内容。该域 长度为32比特，对16比特发送进行计数。时间戳 计时步进值为16比特-信息域(Data/Reserved/PAD):这40个八位字节用 于MPCPDU的有效载荷。当不使用这些字节时,在发送时填充为0,并在接收时忽略Oc t et sDest inat io n Address6So urc e Address6Leng t h/Type=88-082Opc o de2Timest amp.从上到下发4送帧中字节Dat a/Reserved/Pad40FCS4LSBMSBbO b7从左到右发送帧中比特r帧序列校验(FCS):该域为帧校验序列,一般由下 层MAC产生令中国电棺V CHINA TELECOMEPON协议栈EPON系统的数据链路层协议力受权（GATE）帧-GATE消息的目的在于给ONU分 配发送窗口，使得ONU可以进 行发现消息的发送以及正常的数 据发送-一个GATE消息可包括4个授权-为了羽；ATE消息用于OLT到 ONU保持激活状态，授权的个 数可以被置为0OLT-ONUOc t et sDest inat io n Address6So urc e Addres s6Leng t h/Type=88-082Opc o de=00-022Timest amp4Number o f g rant s/Fl ag s1Gran t#1 St art t ime0/4Gran t#1 Len g t h0/2从上至UF发送帧中字节Gran t#2 St art t imeU/4Gran t#2 Len g t h0/2Gran t#3 St art t ime0/4Gran t#3 Len g t h0/2Gran t#4 St art t ime0/4Gran t#4 Len g t h0/2Sync Time0/2Pad/Reserved13-39FCS4rLSBMSBbO b7从左到右发送帧中比特36EPON协议栈EPON系统的数据链路层协议 守 中国电唁“CHINA TELECOMONU-OLTOc t ets才艮告(REPORT)帧Dest inat io n Address6-报告(REPORT)消息ONU向OLT报告So urc e Address6Leng t h/Type=88-082本地队列的信息Opc o de=00-032Timest amp4-每个报告消息中的时间戳用于计算Number o f queue set s1RTT环路时延 八Repo rt bit map1Queue#0 Repo rt0/2从上到下发-ONU在每个报告消息中指明针对每Queue#1 Repo rt送帧中字节 0/2个802.1Q优先级队列所需的上行带宽髓歌数Queue#2 Repo rt0/20/2Queue#3 Repo rt-报告消息用于保持ONU到OLT的激Queue#4 Repo rt0/2Queue#5 Repo rt0/2活状态。为了保持OLT端的链路，Queue#6 Repo rt0/2ONU将周期性地发布报告消息。vQueue#7 Repo rt0/2Pad/Reserved0-39-OLT可以明确的请求一个报告消息FCS4rLSB MSB bO b7从左到右发送帧中比特 37令中国电棺V CHINA TELECOMEPON协议栈EPON系统的数据链路层协议REGISTER_REQ MPCPDU的标志域(flags)f l l指示描述0保留接收时忽略1RegisterONU请求注册2保留接收时忽略3DeregisterONU的重注册请求。相应的，解除分 配的MAC并重新使用LLID。4-255保留接收时忽略注册请求(REGISTER_REQ)帧-REGISTER_REQ MPCPDU 由某个未发现 onu的mAc控制实体产生，响应发现过程的 GATE 帧-OLT收到注册请求帧时，就掌握了 ONU的 RTT环路时延和ONU的MAC地址标识域标识该注册请求帧的类型授权悬挂域向OLT指示ONU可以存储未来授 权的缓存容量。DBA不发布超过ONU存储能 力的授权ONU-OLTOc t et sDest inat io n Address6So urc e Address6Leng t h/Type=88-082Opc o de=00-042从上到下发Timest amp4送帧中字节Fl ag s1Pending g rant s1Pad/Reserved38FCS4MSBb7从左到右发送帧中比特EPON协议栈EPON系统的数据链路层协议 守 中国电唁*CHINA TELECOMOLT-ONUREGISTER MPCPDU的标志域(flags)Oc t et s值指示描述0保留接收时忽略1Register要求ONU进行重注册2Deregister请求解除端口分配并释放LLID,相应的也要解除MAC分配。3Ack请求重注册成功4Nack高层实体否定注册请求5-255保留接收时忽略Dest inat io n Address6So urc e Address6Leng t h/Type=88-082Opc o de=00-052从上到下发Timest amp4送帧中字节Assig ned po rt2Fl ag s1Sync Time2Ec ho ed pending g rant s1Pad/Reserved34FCS4注册（REGISTER）帧-REGISTERMPCPDU由对应于所有ONU 的MAC控制实体产生，并被标记为广播 LLID-分配端口携带被分配给ONU的LLID,该 lsb MSB值为EPON系统中唯一的。在OLT和ONU bo b7之间建立一条单播的逻辑链路 L_从左到右发送帧中比特 中困电棺CHINA TELECOMEPON协议栈EPON系统的数据链路层协议(10)REGISTER_ACK MPCPDU的标志域(flags)ONU-OLT值指示描述0Nack上层实体否定请求的注册尝试1Ack注册进程成功确认2-255保留接收时应忽略注册确认(REGISTER ACK)帧REGISTER_ACK MPCPDU由对应于某个激 活的ONU的MAC控制实体产生，该 MPCPDU被标记为单播类型的LLIDOc t et sDest inat io n Address66224从上到下发 送帧中字节122354So urc e AddressLeng t h/Type=88-08Opc o de=00-06Timest ampFl ag sEc ho ed assig ned po rtEc ho ed Sync TimePad/ReservedFCS,MSBLSBb0 b7从左到右发送帧中比特中困电棺CHINA TELECOMEPON协议栈EPON系统的数据链路层协议(11)OLTONU ONU的发现、注册和认证Gat e1 DA=MAC Co nt ro l,SA=OLT MAC address,c o nt ent=Grant+Sync Time1 Messag es sent ed in t he bro adc ast c hannel2Messag es sent ed in t he unic ast c hannel s41EPON协议栈EPON系统的数据链路层协议(12)名 中国电唁*CHINA TELECOM ONU完成注册后的MPCP协议交互-ONU完成注册后，系统维持一个Keep-alive机制-OLT定期(最低50ms一次)发送Gate消息给ONU,ONU也定期(最低50ms-次)的发送Report消息给OLT-如果OLT在一定时间内没有收到ONU发来的任何MPCP消息，则认为该ONU的 MPCP协议异常，将解注册(Deregister)该ONU-如果ONU在一定时间内没有收到OLT发来的任何MPCP消息，则认为与OLT之 间的链路异常或者OLT的MPCP协议异常，也将自动解注册-MPCP协议基于MPCPDU中的timestamp进行动态测距，确保多个ONU上行 TDMA的有序性42EPON协议栈EPON系统的数据链路层协议(13)名 中国电唁*CHINA TELECOM测距-OLT与各ONU间的环路时延不同：-各ONU距OLT的光纤路径不同-各ONU元器件的不一致性-环境温度的变化和器件老化，环路延时也会发生不断的变化-测距是保证PON系统内ONU上行方向不发生时隙冲突的基础-测距包括静态测距和动态测距：-静态测距：用在新的ONU安装调试阶段、停机的ONU重新投入运行时，通 过开窗测距技术获得往返时延，并对时延差异进行补偿-动态测距：应用于系统运行过程中，通过检测往返时延的变化对温度、光 电器件老化等因素的影响进行补偿-测距要求-测距精度高，一般要求在全12BYTE内-测距过程对运行中的其它ONU的影响最小，保证运行业务的QOS-测距范围大，即能提供的均衡延时大动态带宽分配（DBA）（1）电中国电唁*CHINA TELECOM动态带宽分配-相对于静态带宽分配（SBA）,DBA是指OLT基于用户的业务等级协议（SLA）,结合ONU的本地队列状态的汇报（Report帧中的Queue#nReport）或者业务预测,动态的给ONU分配上行带宽的技术-优点：实现高效的上行带宽利用率和保证业务的公平性和QoS-DBA是采用轮询ONU的方式，例如每1ms给该PON下所有ONU各分配 一次grant（每个ONU的grant的大小可能是不同的）。轮询周期Cycle time对上行业务时延有一定影响44令中国电棺V CHINA TELECOM动态带宽分配(DBA)(2)动态带宽分配的实现机制之一-OLT与ONU之间的控制机制-EPON系统采用多点控制协议(MPCP)。MPCP协议的功能之一就是提供OLT和 ONU之间的控制方法-DBA的工作流程是Gate-Report-Gate-Report,如此循环-OLT给ONU发布的grant在Gate消息中 承载-ONU通过Report消息使OLT 了解其本地 的队列状态和业务流量-DBA要按照SLA(包括保证带宽、最大带 宽等参数)，结合ONU本地流量情况，通过特定算法为每个ONU进行带宽分配45令中国电唁CHINA TELECOM动态带宽分配（DBA）（3）动态带宽分配的实现机制之二-OLT的DBA算法（DBA功能的核心）-功能性：应支持固定带宽、保证带 宽、尽力而为带宽3种带宽类型-高性能：DBA算法应尽可能简单、高效、保证调度的实时性、精细度 olT 和精确性-扩展性：DBA应支持至少32个ONU 同时在线时的调度，在线ONU数量LLID 2LLID 1OJ-SSPOH o dQU山lo dOU qLLJ的多少也不应影响DBA的性能指标-强健性：DBA算法和实现DBA的软 硬件模块应足够稳定可靠-两级调度算法-OLT和ONU的两级调度算法典型的DBA算法中困电棺CHINA TELECOMPON接口数据安全性下行数据安全性-因为PON的多点广播特性，所有的下行数据都会被广播到PON系统中所有 的ONU上。如果有一个匿名用户修它的ONU接收限制功能去掉，那么它就 可以监听到所有用户的下行数据，这在PON系统中称为“监听威胁”-PON网络的另一个特点是，网络中ONU不可能监测到其它ONU的上行数据-在PON上解决安全性的措施是OLT对下行信息加密（包括所有的数据帧和 OAM 帧）-系统应针对每个LLID进行搅动，每个LLID有独立的密钥。-加密的核心问题包括：-加密算法-密钥的产生和传递-密钥的更新与同步PON接口数据安全性(2)电 中圄电唁*CHINA TELECOM下行数据安全性-加密算法：-AES-128;安全性很高，但不符合国内的商用密码管理条例-Churning;安全性较低，简单-Triple-Churning:中国电信的专利技术，提高了churning的安全性中国电信 采用 Triple Churning算法-密钥是ONU由上行用户数据中提取的3字节数据与3字节随机数ExclusiveOR(XOR)异或相加的结果-密钥由ONU以OAM消息的方式传送给OLT,OLT利用这个密钥根据特定的 加密算法对下行数据进行加密-密钥更新：密钥必须周期性更新-密钥同步：因为密钥需要定期更新，所以需要一个同步机制，使ONU能够知道当前使用的哪个密钥48PON接口数据安全性OLT八neTkey/jc hurn wit h key 0t7叫，忖W CHINA TELECOMONU、dec hurn wit h key 0Cipher t ext(key 0)c hurn wit h key 1Cipher t ext(key 1)dec hurn wit h key 1令中国电棺V CHINA TELECOMPON接口数据安全性三重搅动-三重搅动算法是在单重搅动（single churning）算法的基础上扩展而成，增 加了搅动后数据的时域关联性，进而提高用户数据的安全性MSB LSB、Lreamo ie 八 vj)加蜜前个签可睥1_山D CRC DA SA L/TYPE Dat a FCS0 x5555 0 x5555、LreamQie)、d/s Ual j I2x)力口密后Ll l l D CRC DA SA L/TYPE Dat a FCS0 x5555 0 x5555 1/高六位 Fl ag.Ky-Index-Flag位（bitl）:搅动标记，表示该帧是否被搅动；0:明文；1:密文-Keyndex位（bitO）:密钥索引，指示ONU在解搅动过程中要采用的 密钥编号。当搅动功能关闭时，Keyndex位的值应为“150中困电棺CHINA TELECOM系统保护 OLT的设备级保护功能-主控板的1+1冗余保护，保护时间应为毫秒级-OLT设备应配2个电源模块，形成1+1冗余保护，并做到业务无中断的 电源切换（业界普遍采用分布式供电，电源倒换一般对业务无影响）-OLT支持对板卡和终端配置信息的保护，能够在板卡或中端重新上线 后的自动配置恢复-OLT板卡热插拔系统保护(2)电中国电唁*CHINA TELECOM OLT上联链路的链路聚合-链路聚合是的OLT的多个上联端口成为一个聚合组，以扩展OLT的 上联流量，并能实现上联链路之间的保护，是普遍需要的功能-OLT应支持至少4个链路聚合组，GE端口的链路聚合组的最大可聚 合的端口数不应小于4个-OLT应支持上联板内的端口链路聚合和上联板间的端口链路聚合。-主流OLT设备普遍支持链路聚合功能，但在板间保护保护以及倒换 时间上存在一定的差异52令中国电棺V CHINA TELECOM系统保护 OLT的双归属上联保护方案在OLT直连BRAS/SR的情况下，可通过 VRRP方式实现OLT上联链路的保护-两台BRAS/SR间运行VRRP协议,并 可启用BFD for VRRP力口快故障检测速 度-当OLT上联链路故障时，VRRP进行主 备切换，OLT将流量发送到备用 BRAS/SR-后续，随着OLT功能的增强，可引入电 信级以太网保护技术，如xlink、EAPS等,实现OLT主备端口间的快速切换，并 解决OLT通过汇聚交换机上联情况下的 保护问题OLT OLT对于重要客户或关 键业务，OLT需提 供双归属上联保护,以避免单点故障，实现高可靠接入53系统保护(4)电中国电唁*CHINA TELECOM光链路保护倒换功能-对商业客户而言，OLT到ONU之间的光纤链路保护是其比较重要的需求之一-光链路的保护有赖于光纤的双路由，主要有四种方式。前两种只需 要主干光纤双路由，后两种种需要全程双路由-光链路保护主要有四种实现方式：类型a,类型b类型c和类型d54令中国电棺V CHINA TELECOM系统保护55令中国电棺V CHINA TELECOMONU认证由于EPON系统采用点到多点的拓扑结构，网络管理系统难以 从物理端口上判断ONU的合法性。为防止非法ONU接入 EPON系统，应提供ONU认证功能。主流实现方式：-基于MAC地址的认证基于ONU的MAC地址对ONU合法性进行认证-基于逻辑标识的ONU认证采用ONU的逻辑标识码（LOID+Password或者SN）进行合法性认证-混合认证模式同时支持基于MAC地址的ONU认证方式和基于逻辑标识的ONU认证方式中国电唁CHINA TELECOM特别ONU远程管理和维护一 一EPON 如何实现ONU与OLT之间的运行管理和维护功能是非常重要的。是OLT对ONU的远程管理管理能力的发现必要的信息查询 配置 控制协议必须的一些管理功能 IEEE 802.3-2005 定义的OAM协、议OAM功能原理OAMPDU简介 中国电信的OAM扩展57ONU远程管理和维护一 一EPON 中国电唁D CHINA TELECOM OAM协议提供了 OAM实体之间的运行、管理和维护信息的交互 OAM功能由OAM协议数据单元在OLT和ONU之间承载 就OAM功能而言，OLT与ONU是主从关系：OLT处于Active模式，ONU处于 Passive 模式 0AM协议定义了事件通告(Critical link Event、link event)loopback、机 构扩展等机制 OAM能力也需要一个发现机制：OAM发现提供了 一个OLT和ONU双方互相 探测对方OAM子层是否存在的机制 0AM是一个slow protocol,每对实体间每秒最多发送10帧；OAM也有一个keep-alive机制(每秒最少向对等实体发送一个OAM帧)，如 果5s没有收到对等实体的OAM帧，则认为OAM链路中断，重新开始OAM发 现过程 OAM协议提供了一种机构自行扩展以支持更多高层功能的机制；中国电信也 基于此机制进行了扩展58令中国电棺V CHINA TELECOMONU远程管理和维护一 一EPON OAMPDU包括如下几种:-Information-Event NotificationVariable Request（MIB请求）Variable Response（MIB响应）Loopback ControlOrganizat