资源预览内容
第1页 / 共10页
第2页 / 共10页
第3页 / 共10页
第4页 / 共10页
第5页 / 共10页
第6页 / 共10页
第7页 / 共10页
第8页 / 共10页
第9页 / 共10页
第10页 / 共10页
亲,该文档总共10页全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述
光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 GPON GTC层技术简介 GPON GTC层技术简介 光电通讯网整理 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源 丰富的技术交流 硬件设计者的网上家园 2004-08-15 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 1. GPON标准体系 1. GPON标准体系 GPON(Gigabit Passive Optical Network)是ITU-T SG15开发的新一代 吉比特无源宽带光接入技术, 有别于ITU-T早先开发的G.983系列基于ATM架构 的BPON技术,GPON采用了新的GTC架构,可以同时承载ATM和Packet,因而其 应用更灵活,业界也普遍将该技术认作为未来与IEEE 802.3开发的EPON进行 竞争的光接入网技术。GPON将无法后向兼容EPON或BPON。 GPON技术标准在ITU-T被分配为G.984系列,目前SG15规划中的GPON标准 主要有4个,分别是: G.gpon.gsr(G.984.1)(General characteristics for Gigabit-capable Passive Optical Networks(GPON)千兆比无源光网络接入 系统一般特性); G.gpon.pmd(G.984.2)(Gigabit-capable Passive OpticalNetworks(GPON):Physical Media Dependent(PMD)layer Specificaiton千兆比无源光网络接入系统物理媒质相关子层规定); G.gpon.gtc(G.984.3)(Gigabit-capable Passive Optical Networks(GPON):Transmission Convergence Layer Specificaiton千兆比 无源光网络接入系统传输汇聚子层规定); G.gpon.omci(G.984.4)(Gigabit-capable Passive Optical Networks(GPON):(ONT management and control interface specification 千兆比无源光网络接入系统光网络终端ONT管理和控制接口规定)。 以上4个标准,其中G.984.13已经得到SG15的通过,基本内容已经比较 稳定, 而G.984.4计划在2004年4月ITU-T SG15的全会上通过。 当然, 由于GPON 标准是ITU在APON标准之后推出的,因此G.984标准系列不可避免的沿用了 APON标准G.983的很多思路。 2. GPON规定的速率等级 2. GPON规定的速率等级 G.gpon.gsr(G.984.1)对GPON的传输速率进行了定义,总共定义了7种类 型: 155.52Mb/s上行, 1.24416Gb/s下行; 622.08Mb/s上行, 1.24416Gb/s下行; 1.24416Gb/s上行, 1.24416Gb/s下行; 155.52Mb/s上行, 2.48832Gb/s下行; 622.08Mb/s上行, 2.48832Gb/s下行; 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 1.24416Gb/s上行, 2.48832Gb/s下行; 2.48832Gb/s上行, 2.48832Gb/s下行。 从上述速率等级可以看出,GPON将支持对称速率和不对称速率等级,这 些速率等级既考虑了当前的业务需求,也兼顾了将来的带宽需要(如速率等 级7)。G.984.2对这些速率等级的PON光接口参数进行了定义,但由于目前市 场上还没有商用的可进行突发发送和接收的光器件,因而一些2.48832Gb/s 速率的光接口参数还处于待定状态。 3. GPON GTC子层 3. GPON GTC子层 G.984.3为GPON定义了一个全新的传输会聚子层GTC,该子层可以作为通 用的传输平台来承载各种客户信号(ATM、GEM)。在G.984.3中,还定义了一 个GEM层,该GEM类似于GFP,用于对变长包信号进行封装,同时,G.984.3还 规定传统的TDM业务也将由GEM进行封装和传送,因而如何保证TDM业务的QoS 也是GPON技术面临的挑战。 3.1. GTC层协议栈 GTC层的协议栈如图1所示: 图1 GPON GTC层协议栈 从图1可以看出,GTC层主要由GTC成帧子层(GTC Framing sublayer)和 TC适配子层构成,GTC成帧子层应实现的功能包括:复用和解复用功能,实 现PLOAM、ATM和GEM流与TC传输帧的复用/解复用;TC传输帧帧头的产生/ 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 解码;基于Alloc ID的内部交换功能。TC适配子层提供3种适配:ATM适配、 GEM适配和OMCI适配。从另一个角度讲,GTC主要由控制/管理(C/M)平面以 及数据(D)平面组成。C/M平面完成用户流量管理、安全及OAM功能,而D平 面用于传送用户数据。可以看出,GTC可支持两种传送模式:一种是ATM;另 一种是GEM,因此GTC将更加灵活通用。但G.984.3也没有对OLT及ONU所必须具 备的传送模式做硬性规定 (如表1所示) , 但一般情况下, OLT和ONU应支持GEM 模式。 表1 OLT和ONU支持的传送模式 OLT GEM Dual ATM ONU GEM X X N/A Dual X X X ATM N/A X X 3.2. C/M平面协议栈 GTC控制/管理平面的协议栈如图2所示,GTC的C/M平面由3部分组成,嵌 入式OAM和PLOAM主要用于对GPON的物理层和GTC层进行管理, 而OMCI提供了一 种管理更高层的通用方式。 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 图2 GTC C/M平面协议栈 3.3. D平面协议栈 GTC 数据平面协议栈如图3所示。 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 图3 GTC数据平面协议栈 GTC数据平面的业务流通过其数据类型(ATM或GEM)以及其端口Port-ID (GEM,共12比特)或VPI(ATM)来标识。GPON GTC中还引入了G.983.4中规 定的T-CONT概念。T-CONT是业务流量的集合体,通过Alloc-ID标识,一种 T-CONT只能承载一种数据类型。 3.4. GTC实现的功能 GPON GTC层要实现两个重要的功能: (1)媒体接入控制功能 GTC在上行方向提供业务流的媒体接入控制功能, GTC是通过下行GTC数据 帧的控制字节来完成对上行方向每个ONU发送的T-CONT进行控制的,如图4所 示。GPON下行数据帧的帧头PCBd的US BW Map字段就是用于对ONU发送数据进 行授权。该字段指示哪个Alloc ID(一个ONU可以对应一个Alloc ID或多个ID) 何时开始发送数据何时停止发送数据。这样,在正常情况下,上行方向的任 意时刻都只有一个ONU在发送数据。US BW Map字段的指针指示的数值是以字 节为单位,GPON系统可以实现以64kb/s为步长的上行带宽分配。 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 图4 上行接入控制图例 (2)ONU注册 ONU的注册通过自动发现进程来完成。ONU的注册有两种方式:第一种方 式是通过管理系统实现将ONU的序列号写入OLT中,如果OLT检测到需加入的 ONU的序列号与事先设置的序列号不一致,则判断该ONU为无效ONU;第二种方 式是管理系统实现不将ONU的序列号写入OLT中,OLT通过自动发现机制检测 ONU的序列号。一旦一个新ONU被发现,OLT将分配给该OLT一个ONU ID同时激 活该ONU。 4. DBA功能4. DBA功能 动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Assignment,DBA)功能是GPON应实 现的一项重要功能,通过DBA,GPON能实现PON传输带宽在各ONU之间的动态共 享,从而提高带宽的利用率。GPON系统的动态带宽分配机制和QoS沿用了 G.983.4的思路,将业务分为5种类型,不同的业务设置不同的参数,根据参 数检测拥塞状态,分配带宽,对ONU进行授权。 与DBA对应的是SBA,GPON系统可以采用SBA和DBA相结合的方式来实现带 光电通讯网 www.oecomm.com 丰富的开发资源,丰富的技术交流,硬件设计者的网上家园 宽的有效利用,对于TDM业务,可以通过SBA指配带宽以保证其高QoS,而对于 其他一些业务可以通过DBA来动态分配带宽。 DBA的实现与QoS的保障机制有密 切关系。GPON基本沿用了G.983.4 BPON的QoS和DBA机制。对于GEM业务,GPON 将GEM的数据帧分割成固定帧长(缺省为48字节)进行DBA带宽申请。 DBA功能的实现机制主要包括以下几个部分: OLT或ONU进行拥塞检测; 向OLT报告拥塞状态; 按照指定参数更新OLT分配带宽; OLT按照新分配的带宽和T-CONT类型发送授权; DBA操作的管理。 5. IEEE提出的千兆比无源光网络技术EPON5. IEEE提出的千兆比无源光网络技术EPON 在1998年发布了千兆比以太网标准之后,从2000年开始,IEEE通过成立 802.3ah即第一英里以太网(Ethernet for the First Mile,EFM)工作组的 方式开始了EPON的标准化工作。 EFM指出了以Ethernet技术为核心的EPON的许 多优点,包括协议成熟,技术简单,易于扩展,面向用户等,并坚信Ethernet PON可以消除WAN/LAN连接中ATM和IP之间的协议转换。 IEEE制定EPON技术标准的基本原则是尽量在802.3体系结构内进行EPON 的标准化工作,并计划将其工作重点放在EPON的MAC协议上,最小程度地扩充 以太网MAC协议,其余将主要参照ITU-T G.983建议。为了支持PON这一新应用 和新介质,EFM在研究点到点(point to point,P2P)光纤以太网,速率最 低1000Mbit/s,距离至少10km的基础上,定义了新的网络拓扑和相应的物理 层:点到多点(point to multi point,P2MP)光纤以太网,速率最低 1000Mbit/s,距离至少10km。 在EFM提出的EPON技术中,EPON以MAC控制子层的MPCP(multi point control protocol)机制为基础,MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访 问P2MP的拓扑结构。MPCP涉及的内容包括ONU发送时隙的分配、ONU的自动发 现和加入、向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。P2MP拓扑中的每个ONU 都包含一个MPCP实体,它可以和OLT中的MPCP实体进行消息交互。MPCP在OLT 和ONU之间规定了一种控制机制来协调数据的有效发送和接收: 系统运行过程 中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送,位于OLT的高层负责处理发送的 定时、不同ONU的拥塞报告从而优化PON系统内部的带宽分配。P2P仿真子层是 EPON/MPCP协议中的关键组件,通过给每个分组包增加LLID(logical link identification)从而替代2字节的前缀,它可使P2MP网络拓扑对于高层来说 表现为多个点对点链路的集合。另外,EPO
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号