王 東

(中國電信股份有限公司廣州分公司網(wǎng)絡(luò)操作維護中心，廣東 廣州 510630)

0 引言

隨著通信業(yè)務(wù)帶寬需求的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)向客戶提供的業(yè)務(wù)逐漸從低速的數(shù)字電路、傳輸業(yè)務(wù)向百兆、千兆以太網(wǎng)業(yè)務(wù)過渡。為了有效滿足業(yè)務(wù)的帶寬需求，迅速開發(fā)一種能夠與IP業(yè)務(wù)緊密結(jié)合的高帶寬技術(shù)，成為中國和其它發(fā)達國家通信技術(shù)面臨的緊迫課題，基于千兆以太網(wǎng)的寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON，Ethernet Passive Optical Network）系統(tǒng)，是滿足高帶寬業(yè)務(wù)需求發(fā)展的必然結(jié)果。EPON技術(shù)具有低成本、高帶寬、靈活快速的服務(wù)重組、兼容現(xiàn)有以太網(wǎng)、維護簡單等優(yōu)點[1]，是數(shù)據(jù)傳送和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的理想接入技術(shù)，而服務(wù)質(zhì)量（QoS，Quality of Service）是EPON技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。

1 EPON技術(shù)的QoS原理

EPON技術(shù)的QoS機制通過分配上下行通道的帶寬實現(xiàn)，帶寬的分配方案可分為靜態(tài)帶寬分配和動態(tài)帶寬分配[2]。

1.1 EPON的帶寬分配機制

靜態(tài)帶寬分配對帶寬采取固定配置的方式，系統(tǒng)按照各光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU，Optical Network Unit）預(yù)定的帶寬進行初始配置，運行期間其值保持不變。其優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，但存在帶寬利用率低、帶寬分配不公平、對突發(fā)業(yè)務(wù)適應(yīng)能力差等問題[3]。動態(tài)帶寬分配對帶寬采取實時調(diào)度方式，系統(tǒng)按照ONU實時上報的請求統(tǒng)籌安排，通過特定的算法動態(tài)地調(diào)整授權(quán)給ONU的帶寬，保證各ONU上行數(shù)據(jù)幀互不沖突，從而充分利用系統(tǒng)資源，同時改善時延等性能[4]。

1.2 EPON的QoS關(guān)鍵技術(shù)

基于動態(tài)帶寬分配的優(yōu)點，動態(tài)帶寬分配（DBA，Dynamically Bandwidth Assignment）技術(shù)成為了EPON 的QoS關(guān)鍵技術(shù)。DBA是一種能在微秒或毫秒級的時間間隔內(nèi)完成對上行帶寬的動態(tài)分配的機制，具有帶寬效率高、公平性好、滿足QoS要求的優(yōu)點[5]。其原理為：光線路單元（OLT，Optical Line Terminal）的多點控制協(xié)議（MPCP，Multipoint Control Protocol）會下發(fā)輪詢消息給ONU，ONU通過應(yīng)答信息申請傳送數(shù)據(jù)的所需帶寬，OLT通過授權(quán)信息通知 ONU在指定時間窗口發(fā)送數(shù)據(jù)，ONU在指定的窗口打開激光器發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完畢后關(guān)閉激光器[6]。DBA的實現(xiàn)過程如圖1所示。

圖1 DBA的實現(xiàn)過程

EPON網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，下行通道通過廣播方式傳送數(shù)據(jù)。EPON的標準中并沒有限定下行帶寬分配規(guī)則，一般即為先到先服務(wù)的共享策略[7]，這種情況可能使某些用戶搶占到更多的帶寬資源，從而影響其他用戶的使用體驗。運營商可以根據(jù)用戶的服務(wù)等級及業(yè)務(wù)申請設(shè)定最大的下行速率，對用戶的下行帶寬進行限制。

2 EPON技術(shù)帶寬分配的實現(xiàn)

EPON設(shè)備的帶寬參數(shù)通過綁定 DBA 模板和線路模板來設(shè)置。DBA 模板描述了EPON 的流量參數(shù)，線路模板主要描述了邏輯鏈路標識符（LLID，Logical Link Identifier）和 DBA 模板的綁定關(guān)系。考慮到目前的上網(wǎng)業(yè)務(wù)下行速率的需求和重要性，OLT可以不設(shè)置 ONU的帶寬參數(shù)，以其他方式限制ONU的數(shù)據(jù)流的下行帶寬。OLT的DBA模板分為5種模式，每一種模式都對應(yīng)一種帶寬分配方法，詳情見表1所示。

表1 DBA模板的分類

固定帶寬是指任何情況下都被 ONU占用的帶寬。保證帶寬是指ONU沒有數(shù)據(jù)發(fā)送時，該部分帶寬可被其他ONU使用，一旦ONU有數(shù)據(jù)發(fā)送，該部分帶寬馬上被該ONU占用。最大帶寬是指ONU可以根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)量大小來分配的動態(tài)帶寬。

下面分析光纖到大樓（FTTB，F(xiàn)iber To The Building）和光纖到戶（FTTH，F(xiàn)iber To The Home）的2種ONU設(shè)備配置方式。

2.1 FTTB ONU

FTTB ONU提供銅線接入的上網(wǎng)業(yè)務(wù)，OLT配置的限速參數(shù)主要是設(shè)定了整個ONU的帶寬，是整臺ONU所有上網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬總和。帶寬參數(shù)在 OLT的ONU接口下配置，分別設(shè)定上下行帶寬參數(shù)值。

（1）ONU認證

配置命令如下：

interface epon 0/2

ont add 2 1 mac-auth 0025-9EF9-81AA snmp ont-lineprofile-id 100 desc "yuediandasha-1"

參數(shù)說明：①mac-auth：ONU認證參數(shù)，此為以媒體訪問控制（MAC，Media Access Control）地址作為認證參數(shù)；②snmp：以簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP，Simple Network Management Protocol）對FTTB ONU進行管理；③ont-lineprofile-id：線路模板索引。

以上配置為第2槽第2 個EPON端口下的第1個ONU綁定了索引號“100”的線路模板。

（2）線路模板配置命令如下：ont-lineprofile epon profile-id 100 profile-name "SNMP"

llid dba-profile-id 100

commit

以上模板配置了一個名為“SNMP”、索引號為“100”的線路模板，并綁定了索引號為“100”的DBA模板。

（3）DBA模板配置命令如下：

dba-profile add profile-id 100 profilename "OLT-DBA" type3 assure 102400 max 128000

以上模板配置了一個名為“OLT-DBA”、索引號為“100”的DBA模板，使用了模式3的DBA模板，設(shè)置了保證帶寬為100 Mb/s，最大帶寬128 Mb/s。這種配置保證了這臺 ONU上的所有用戶有足夠的（100 Mb/s）帶寬上網(wǎng)，并且上行的最大流量可以達到128 Mb/s。

FTTB ONU配置中線路模板一般只是綁定了DBA模板，用于控制上行信道帶寬，下行信道的帶寬并沒有進行限制。這樣配置是考慮到下行帶寬對上網(wǎng)業(yè)務(wù)的用戶感知極為敏感，在寬帶接入服務(wù)器（BAS，Broadband Access Server）側(cè)，可通過用戶上網(wǎng)帳號進行帶寬限制，因此不在OLT側(cè)對下行帶寬進行限制。以上的配置中，ONU的流量在 0～128 Mb/s之間變化，每周和每日的接收及發(fā)送流量值如圖 2所示。

圖2 FTTB ONU流量

2.2 FTTH ONU

FTTH ONU是一類具備智能終端功能的家庭網(wǎng)關(guān)，可以向用戶提供寬帶和語音業(yè)務(wù)，OLT配置的限速參數(shù)主要為這兩種業(yè)務(wù)設(shè)定帶寬總和，參數(shù)配置類似于FTTB ONU在OLT的ONU接口下配置帶寬參數(shù)。

（1）ONU認證

配置命令如下：

interface epon 0/10

ont add 1 2 password-auth "GZ0008998546777"always-on oam ont-lineprofile- id2ontsrvprofile-id2desc "H"

參數(shù)說明：①password-auth：ONU認證參數(shù)，此為以業(yè)務(wù)序列號作為認證參數(shù)；②oam：以操作管理維護（OAM，Operation Administration and Maintenance）方式對FTTB ONU進行管理，不同于FTTB ONU的SNMP管理方式；③ont-lineprofile-id：線路模板索引；④ont-srvprofile-id：業(yè)務(wù)模板，指定ONU的端口容量。

以上配置為第10槽第1 個EPON端口下的第2個ONU綁定了索引號“2”的線路模板。

（2）線路模板

配置命令如下：

ont-lineprofile epon profile-id 2 profilename "huaweihg"

fec enable

llid dba-profile-id 13

undo llid ont-car

參數(shù)說明：①fec：Forward Error Correction前向糾錯，使用fec enable 命令使能FEC 功能，提高 OLT 和 ONT 之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕虎趌lid ont-car：設(shè)置下行帶寬參數(shù)，上面的配置取消了下行帶寬設(shè)置。

以上模板配置配置了一個名為“huaweihg”、索引號為“2”的線路模板，并綁定了索引號為“13”的DBA模板，并且取消了下行帶寬參數(shù)。

（3）DBA模板

配置命令如下：

dba-profile add profile-id 13 profile-name"FTTH" type4 max 204800

以上模板配置了一個名為“FTTH”的DBA模板、索引號為“13”的DBA模板，使用了模式4的DBA模板，設(shè)置了最大帶寬204 Mb/s。這種配置下，如果該ONU的數(shù)據(jù)量較小，沒有完全占用分配給其的全部帶寬，其他ONU可以占用剩余帶寬。同樣的FTTH ONU不對下行帶寬做限制，由 BAS對下行帶寬進行限制。以上的配置中，ONU的流量在 0～204 Mb/s之間變化，每周和每日的接收及發(fā)送流量值如圖 3所示。

圖3 FTTH ONU流量

3 結(jié)語

EPON有多種帶寬參數(shù)的配置方式，可以根據(jù)實際需要靈活配置。線路模板和DBA模板雖然屬于開局參數(shù)，但是隨時可以根據(jù)需要臨時添加，應(yīng)用到ONU的帶寬限制中。模板的配置雖然原理相同，但是FTTB ONU和FTTH ONU的管理方式不同，兩者的模板不能混用，否則會出現(xiàn)丟包和不穩(wěn)定的問題。按照文中分析及總結(jié)的方法進行配置，即可得到理想的帶寬分配模式，滿足數(shù)據(jù)通信的需要。

[1] 李鷹.EPON加密系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[J].信息安全與通信保密,2009(11):79-80.

[2] 張曉敏,李維民.EPON和GPON 的幾種動態(tài)帶寬分配算法比較[J].通信技術(shù),2009,42(11):128-129.

[3] 郭為民,郭東生.EPON/GPON從原理到實踐[M].北京:人民郵電出版社,2010:48-49.

[4] 李丹.一種保證QoS的1OG-EPON動態(tài)帶寬分配算法[J].通信技術(shù),2012,45(04):10-11.

[5] 閻德升,邊恩炯,王旭,等.EPON—新一代寬帶光接入技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006:116-120.

[6] 張杰,趙子儀,付疆.一種EPON-WiMAX融合網(wǎng)絡(luò)帶寬分配算法[J].信息安全與通信保密,2011(10):58-59.

[7] 李昭,陳前斌.一種 EPON上行接入帶寬動態(tài)帶寬分配算法[J].通信技術(shù),2008,41(05):72-73.