【正文】 n t 3 L e n g t h G r a n t 4 S t a r t t i m e G r a n t 4 L e n g t h S y n c T i m e P a d / R e se r v e d F C SM S BO ct e t s0 / 40 / 20 / 40 / 20 / 40 / 20 / 2REPORT ? 報告 (REPORT)消息有幾個功能。該域長度為 32比特，對 16比特發(fā)送進(jìn)行計數(shù)。 ? REGISTER_REQ （ ONU發(fā)出） ? 在注冊規(guī)程處理過程中請求注冊。 PCS子層對數(shù)據(jù)監(jiān)測和前向糾錯的擴(kuò)展 ? 對 IEEE PCS層的擴(kuò)展，以支持在點(diǎn)對多點(diǎn)物理介質(zhì)中的突發(fā)模式操作。 RS子層對點(diǎn)到點(diǎn)仿真的擴(kuò)展 ? 對 IEEE RS子層的擴(kuò)展，以便多種數(shù)據(jù)鏈路層能夠使用統(tǒng)一的物理層接口。北京市海淀區(qū)中關(guān)村 E世界 C座 965 EPON技術(shù)及測試 融合型廣播機(jī)構(gòu)雙向互動技術(shù)戰(zhàn)略供應(yīng)商 北京松穹互動信息技術(shù)有限公司 PON技術(shù) ? PON（ Passive Optical Network）－無源光網(wǎng)絡(luò)的定義 ? PON是一種應(yīng)用于接入網(wǎng)，局端設(shè)備（ OLT）與多個用戶端設(shè)備（ ONU/ONT）之間通過無源的光纜、光分 /合路器等組成的光分配網(wǎng)（ ODN）連接的網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)具體支持的 MAC數(shù)僅僅受實(shí)現(xiàn)手段限制，但在某一時刻只能有唯一的 MAC能與 RS子層連接。 ? 突發(fā)模式操作：為了避免近端 ONU的發(fā)射噪聲造成遠(yuǎn)端 ONU的信號衰減， ONU的激光器在信號發(fā)送間隔必須能夠關(guān)閉。 ? REGISTER （ OLT發(fā)出） ? 在注冊規(guī)程處理過程中通知 ONU已經(jīng)識別了注冊請求。時間戳計時步進(jìn)值為 16比特。 ? 每個報告消息中的時間戳用于計算 RTT。相應(yīng)的，解除分配的 MAC并重新使用 LLID。 發(fā)現(xiàn)握手完成D i s c o v e r yw i n d o w隨機(jī)延時授權(quán)開始G a t e1 { D A = M A C C o n t r o l , S A = O L T M A C a d d r e ss, co n t e n t = G r a n t + S y n cT i m e }R E G I S T E R _ R E Q1 { D A = M A C C o n t r o l , S A = O N U M A C a d d r e ss,co n t e n t = P e n d i n g g r a n t s}R E G I S T E R1 { D A = O N U M A C a d d r e ss, S A = O L T M A C a d d r e ss,co n t e n t = L L I D + S y n c T i m e + e ch o o f p e n d i n g g r a n t s}G a t e2 { D A = M A C C o n t r o l , S A = O L T M A C a d d r e ss, co n t e n t = G r a n t }R E G I S T E R _ A C K2 { D A = M A C C o n t r o l , S A = O N U M A C a d d r e ss,co n t e n t = e ch o o f L L I D + e ch o o f S y n c T i m e }O L T O N U注1：廣播信道上傳送的消息注2： 單播信道上傳送的消息測距 ? OLT與各 ONU間的環(huán)路時延不同： ? 各 ONU距 OLT的光纖路徑不同 ? 各 ONU元器件的不一致性 ? 環(huán)境溫度的變化和器件老化，環(huán)路延時也會發(fā)生不斷的變化 ? 測距包括靜態(tài)測距和動態(tài)測距： ? 靜態(tài)測距：用在新的 ONU安裝調(diào)試階段、停機(jī)的 ONU重新投入運(yùn)行時，通過開窗測距技術(shù)獲得往返時延，并對時延差異進(jìn)行補(bǔ)償 ? 動態(tài)測距：應(yīng)用于系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通過檢測往返時延的變化對溫度、光電器件老化等因素的影響進(jìn)行補(bǔ)償 ? 測距要求 ? 測距精度高，一般要求在全 1～ 2bit內(nèi) ? 測距過程對運(yùn)行中的其它 ONU的影響最小，保證運(yùn)行業(yè)務(wù)的 QOS ? 測距范圍大，即能提供的均衡延時大 EPON－測距 OLT ONU t0 OLT本地時間 =t0 OLT本地時間 =t2 設(shè)臵 ONU本地時間 =t0 ONU本地時間 =t1 時間 時間 t1 t0 t0 t1 Tdownstream Tupstream Twait Tresponse RTT= Tdownstream +Tupstream= Tresponse–Twait=（ t2t0） （ t1t0） = t2t1 動態(tài)帶寬分配（ DBA） 機(jī)制 ? 相對于靜態(tài)帶寬分配（ SBA）， DBA是指實(shí)時地（ ms級）改變 PON中各 ONU上行帶寬的機(jī)制 ? 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)高效的 上行帶寬利用率 和 服務(wù)質(zhì)量保證 ? 重點(diǎn)： DBA算法 ? 具體要求： ? 業(yè)務(wù)透明 ? 低時延和低時延抖動 ? 公平帶寬分配 ? 健壯性好 ? 實(shí)時性強(qiáng) 下行數(shù)據(jù)的安全性 ? 因?yàn)?PON的多點(diǎn)廣播特性，所有的下行數(shù)據(jù)都會被廣播到 PON系統(tǒng)中所有的 ONU上。 ? 第一級攪動功能采用原始的 24比特密鑰（ X1X8, P1 P16,） ? 第二級攪動所采用的密鑰由原始 24比特密鑰右循環(huán)移位一字節(jié)后獲得（ P9P16, X1X8, P1P8） ? 第三級攪動所采用的密鑰由將原始 24比特密鑰右循環(huán)移位二字節(jié)時移獲得 (P1P16, X1X8)。 運(yùn)行維護(hù)管理（ OAM） 功能 ? 不需要人工干預(yù)， PON系統(tǒng)自動完成對新 ONU的發(fā)現(xiàn)和注冊（包括初始測距） ? 在系統(tǒng)開通運(yùn)行后，隨業(yè)務(wù)發(fā)展需要增加新 ONU， 或故障修復(fù)后的 ONU要重新加入到系統(tǒng)，都要求這些 ONU能夠自動地加入而不影響正常工作的 ONU ? 在線的性能監(jiān)測、各種故障告警和遠(yuǎn)端故障指示、遠(yuǎn)端近端環(huán)回等 ? OLT對 ONU進(jìn)行遠(yuǎn)程管理的交互通道及通信協(xié)議，要求有一定的開放性和擴(kuò)展性 EPON－ OAM功能 ? 支持功能： ? Remote Failure Indication（ 遠(yuǎn)端故障指示） ? Remote Loopbak（ 遠(yuǎn)端環(huán)回） ? Link Monitoring（ 鏈路監(jiān)視） ? 不支持功能 ? 和單條鏈路不相關(guān)的管理功能，比如保護(hù)倒換和設(shè)備管理 ? 業(yè)務(wù)提供和協(xié)商功能，比如帶寬分配，速率適配和速度 /雙工協(xié)商等功能 ? OAM數(shù)據(jù)的安全性保證和 OAM實(shí)體的認(rèn)證不在標(biāo)準(zhǔn)定義的范疇 ? 不支持設(shè)置 /寫遠(yuǎn)端 MIB變量的能力 ? 特點(diǎn) ? OAM的實(shí)現(xiàn)和使能是可選的。 ? 對于接收端，如果接收到的以太網(wǎng)幀前導(dǎo)碼中第 第 5字節(jié)為非“ 0x55” 的值或其值為 OLT無法識別，應(yīng)做忽略處理。在 REPORT MPCPDU中，隊列集（ Queue Set）用于表示多閾值（ Threshold）下隊列中完整以太網(wǎng)幀的總長度及其所需的開銷。 ? 當(dāng) ONU的實(shí)際業(yè)務(wù)流量未達(dá)到保證帶寬時， OLT應(yīng)能夠?qū)⑵涫Ｓ鄮挿峙浣o其他 ONU。 ? DBA應(yīng)支持基于 LLID的保證帶寬、最大帶寬、最大突發(fā)等參數(shù)的配臵。 ? REGISTER_ACK （ ONU發(fā)出） ? 在注冊規(guī)程處理過程中表示注冊確認(rèn)。 ? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同 ? MPCP(對 EPON協(xié)議的理解不同 ) ? DBA/QOS不同 ? ONU認(rèn)證的不同 ? 專有的 OAM的定義不同 ? 加密算法的選用 ? 加密方法存在不一致。 ?光分路器：使用 2:N光分路器； ?ONU：無特殊要求。這 24位碼，分別定義為 {（ MSB） X1~X8,P1~P16(LSB)}。 ? OLT可以要求 ONU重新執(zhí)行發(fā)現(xiàn)進(jìn)程并重新注冊。該 MPCPDU被標(biāo)記為廣播類型的 LLID。 ? 為了將 GATE消息作為 MPCP從而使得 OLT到 ONU保持激活狀態(tài)，授權(quán)的個數(shù)可以被設(shè)臵為 0。 ? Opcode： 操作碼指示所封裝的特定 MPCPDU ? Timestamp： 在 MPCPDU發(fā)送時刻，時間戳域傳遞 localTime寄存器中的內(nèi)容。 EPON的關(guān)鍵技術(shù) —— MPCP控制幀 ? GATE（ OLT發(fā)出） ? 允許接收到 GATE幀的 ONU立即或者在指定的時間段發(fā)送數(shù)據(jù) ? REPORT（ ONU發(fā)出） ? 向 OLT報告 ONU的狀態(tài)，包括該 ONU同步于哪一個時間戳、以及是否有數(shù)據(jù)需要發(fā)送。 CRC8用于校驗(yàn)。 1000BASEPX10和 1000BASEPX20具有以下基本特征 ： ? 點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖傳輸； ? 在單模光纖上，以 1000Mbps速率，分路比為 1:32，傳輸距離達(dá)到 10km； ? 在單模光纖上，以 1000Mbps速率，分路比為 1:16，傳輸距離達(dá)到 20km； ? 在物理層業(yè)務(wù)接口上，誤碼率小于等于 1012。 ? OLT（ Optical Line Terminal）－光線路終端 ? ONU（ Optical Network Unit）－光網(wǎng)絡(luò)單元 ? ONT（ Optical Network Terminal）－光網(wǎng)絡(luò)終端 ? ODN（ Optical Distribution Network）－光分配網(wǎng) ? 下行數(shù)據(jù)廣播發(fā)送，每個 ONU根據(jù)下行數(shù)據(jù)的標(biāo)識信息接收屬于自己的數(shù)據(jù)，丟棄其他用戶的數(shù)據(jù) ? 上行數(shù)據(jù)分時發(fā)送，各 ONU的發(fā)送時間與長度由 OLT集中控制－－ TDMA的接入機(jī)制 PON的原理 —— 信號復(fù)用 ? PON系統(tǒng)采用 WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。 ? 實(shí)現(xiàn)原理：注冊過程完成后， MAC層的 MODE和 LLID變量被賦值，該 MAC可以是 OLT多個 MAC中的一個或 ONU的唯一 MAC。為了控制激光器， PCS必須進(jìn)行擴(kuò)展以便能根據(jù)信號狀態(tài)產(chǎn)生 tx_enable信號，在正確的時刻開 /關(guān)激光器。 ? REGISTER_ACK （ ONU發(fā)出） ? 在注冊規(guī)程處理過程中表示注冊確認(rèn)。 ? Data/Reserved/PAD： 這 40個八位字節(jié)用于 MPCPDU的有效載荷。 ? ONU在每個報告消息中指明針對每個 優(yōu)先級隊列所需的上行帶寬。 4255 保留 接收時忽略 REGISTER_REQ MPCPDU的標(biāo)志域 REGISTER ? REGISTER MPCPDU由對應(yīng)于所有 ONU的 MAC控制實(shí)體產(chǎn)生，并被標(biāo)記為廣播 LLID。如果有一個匿名用戶將它的 ONU接收限制功能去掉，那么它就可以監(jiān)聽到所有用戶的下行數(shù)據(jù)，這在 PON系統(tǒng)中稱為“監(jiān)聽威脅” ? PON網(wǎng)絡(luò)的另一個特點(diǎn)是，網(wǎng)絡(luò)中 ONU不可能監(jiān)測到其它 ONU的上行數(shù)據(jù) ? 在 PON上解決安全性的措施是 ONU通過上行信道傳送一些保密信息（如數(shù)據(jù)加密密鑰）， OLT使用該密鑰對下行信息加密，因?yàn)槠渌?ONU無法獲知該密鑰，接收到下行廣播數(shù)據(jù)后，仍然無法解密獲得原始數(shù)據(jù) 下行數(shù)據(jù)安全性 ? 加密算法： AES128 ? 加密機(jī)制：每 1秒更新一次密鑰 Churning ? 為提高用戶數(shù)據(jù)的保密性，下行方向應(yīng)支持三重攪動（Triple Churning）功能。 C h u r n i n gK e y = { X 1 X 8 , P 1 P 1 6 }C h u r n i n gK e y = { P 9 P 1 6 , X 1 X 8 , P 1 P 8 }C h u r n i n gK e y = { P 1 P 1 6 , X 1 X 8 }D a t a i n [ 0 ]D a t a i n [ 1 ]D a t a i n [ 2 ]D a t a i n [ 3 ]D a t a i n [ 4 ]D a t a i n [ 5 ]D a t a i n [ 6 ]D a t a i n [ 7 ]X O R X O RD a t a o u t [ 0 ]D a t a o u t [ 1 ]D a t a o u t [ 2 ]D a t a o u t [ 3 ]D a t a o u t [ 4 ]D a t a o u t [ 5 ]D a t a o u t [ 6 ]D a t a o u t [ 7 ]{ D a t a _ i n [ N 1 ] o rP 9 P 1 6 a t f i r s t b y t e }X O R D