1、宽带光接入技术 原荣 编著1第第 9 章章 动态带宽分配动态带宽分配 概述概述 MAC协议协议 交接过程交接过程 T-CONT的建立和拆除的建立和拆除 业务流量控制和调度业务流量控制和调度宽带光接入技术 原荣 编著29.1 概述概述 由于由于PON系统在上行方向多个系统在上行方向多个ONU共享传输媒质，共享传输媒质，所以必须进行上行接入控制（所以必须进行上行接入控制（MAC），以便为用），以便为用户提供多种高质量业务的同时，提高上行信道的户提供多种高质量业务的同时，提高上行信道的利用率。利用率。 MAC协议可以分为固定分配、随机接入、中央控协议可以分为固定分配、随机接入、中央控制按需分配、分布
2、式控制按需分配和自适应分配制按需分配、分布式控制按需分配和自适应分配等多种。等多种。 对以上几种协议比较后发现，对以上几种协议比较后发现，PON系统的上行接系统的上行接入只有采用固定分配和中央控制按需分配相结合入只有采用固定分配和中央控制按需分配相结合的方式比较合适，这就是的方式比较合适，这就是ITU-T G.983.4规范的静规范的静态带宽分配和动态带宽分配两种方式。态带宽分配和动态带宽分配两种方式。 宽带光接入技术 原荣 编著3静态带宽分配和动态带宽静态带宽分配和动态带宽 对对QoS要求较高的要求较高的CBR业务固定接入，对业务固定接入，对其他业务由其他业务由OLT控制预约接入。控制预约接
3、入。 预约过程也不采用竞争方式，而采用轮询预约过程也不采用竞争方式，而采用轮询方式，方式，ONU使用可分割时隙轮流预约。对使用可分割时隙轮流预约。对ABR连接需要的带宽只要保证它们的最小连接需要的带宽只要保证它们的最小信元速率（信元速率（MCR）即可，因此可使用保证）即可，因此可使用保证CBR和和VBR之后的剩余带宽，而之后的剩余带宽，而UBR连接连接将不被分配任何带宽。将不被分配任何带宽。 宽带光接入技术 原荣 编著4业务带宽分配规则业务带宽分配规则 对业务带宽分配规则已有一些建议，如对对业务带宽分配规则已有一些建议，如对实时业务的带宽分配可采用传送带实时业务的带宽分配可采用传送带（Tran
4、sfer belt）分配算法，对非实时业务）分配算法，对非实时业务的带宽分配可采用顶移（的带宽分配可采用顶移（Moving ceiling）分配算法等。分配算法等。 对流量调度也有多种方案，如加权公平排对流量调度也有多种方案，如加权公平排队（队（WFQ）、轮询调度（）、轮询调度（round robin）和）和加权轮询调度（加权轮询调度（WRR）等。）等。 G.983.7建议使用建议使用WRR。宽带光接入技术 原荣 编著5动态带宽分配系统的性能动态带宽分配系统的性能 性能指标，如带宽分配延迟和最大等待时间；性能指标，如带宽分配延迟和最大等待时间； 应用能力，用于突发信号动态带宽分配和用于汇应用能
5、力，用于突发信号动态带宽分配和用于汇集不同业务集不同业务ONU的动态带宽分配；的动态带宽分配； 标准和协议的公平性，不管是基于标准和协议的公平性，不管是基于ONU带宽需求带宽需求报告的动态带宽分配，还是基于报告的动态带宽分配，还是基于OLT监控的动态监控的动态带宽分配，或者是基于带宽分配，或者是基于ONU带宽需求报告和带宽需求报告和OLT监控的动态带宽分配，都应该能够适用；监控的动态带宽分配，都应该能够适用； 后向兼容性和互连互通性，即按照后向兼容性和互连互通性，即按照G.983.1制造出制造出的的OLT和和ONU也可以使用在具有动态带宽分配功也可以使用在具有动态带宽分配功能的系统中。能的系统
6、中。宽带光接入技术 原荣 编著69.1.1 静态带宽分配静态带宽分配 ITU-T G.983.1系统的带宽分配是通过授权控制实系统的带宽分配是通过授权控制实现的，它属于静态带宽分配。现的，它属于静态带宽分配。 上行带宽被与上行带宽被与PON相连接的所有相连接的所有ONU共享。共享。OLT控制每个控制每个ONU的上行接入时隙，这是靠的上行接入时隙，这是靠OLT在下在下行行PLOAM信元中规定的信元中规定的ONU发送数据授权实现发送数据授权实现的，即的，即OLT决定决定ONU上行接入的带宽。上行接入的带宽。 OLT发送发送PLOAM数据授权信元给所有的数据授权信元给所有的ONU，给给ONU的数据授
7、权包括上行数据授权和上行接入的数据授权包括上行数据授权和上行接入占用时隙的数量。占用时隙的数量。宽带光接入技术 原荣 编著7动态带宽分配技术的必要性动态带宽分配技术的必要性 然而，然而，G.983.1系统企图提供宽带广播业务（如系统企图提供宽带广播业务（如IP业务）给用户，因为业务）给用户，因为IP业务连接到许多突发业务业务连接到许多突发业务源，所以这类业务是非恒定比特率业务，对信元源，所以这类业务是非恒定比特率业务，对信元传输延迟（传输延迟（CTD）和信元延迟变化（）和信元延迟变化（CDV）的要）的要求并不严格。然而，映射这些非实时业务到固定求并不严格。然而，映射这些非实时业务到固定的带宽信
8、道中，不能使的带宽信道中，不能使PON中的中的ONU动态分享动态分享PON的上行带宽。的上行带宽。 这种静态授权方式使上行带宽使用效率不高，所这种静态授权方式使上行带宽使用效率不高，所以希望使用动态带宽分配技术。以希望使用动态带宽分配技术。宽带光接入技术 原荣 编著89.1.2 动态带宽分配动态带宽分配 动态带宽分配（动态带宽分配（DBA）方式根据）方式根据ONU突发突发业务量的需求，动态地调整它们的上行接业务量的需求，动态地调整它们的上行接入带宽，因此提高了入带宽，因此提高了PON上行带宽使用的上行带宽使用的效率。效率。 这可以从两方面说明这个问题，首先，由这可以从两方面说明这个问题，首先，
9、由于更有效的带宽使用，网络操作者可以增于更有效的带宽使用，网络操作者可以增加更多的用户到加更多的用户到PON上；其次，用户可以上；其次，用户可以要求得到超过固定带宽分配的最大带宽，要求得到超过固定带宽分配的最大带宽，享受更好的服务。享受更好的服务。宽带光接入技术 原荣 编著9图图9.1.1 静态带宽分配和动态带宽分配静态带宽分配和动态带宽分配的比较的比较ONU2:ONU1 :恒定比特率业务突发业务ONU3:突发业务，并对延迟敏感ONU1ONU2ONU3ONU1ONU2ONU3延迟丢失的业务ONU2ONU3延迟的业务( a )ONU 需要发送的业务 ( b )静态带宽分配传输( c )动态带宽分
10、配传输ONU2ONU3ONU2ONU3宽带光接入技术 原荣 编著102. 动态带宽分配方法动态带宽分配方法 通常有两种动态带宽分配方法。一种是空闲信元通常有两种动态带宽分配方法。一种是空闲信元调整，另一种是缓冲器使用情况报告。调整，另一种是缓冲器使用情况报告。 在空闲信元调整方式中，在空闲信元调整方式中，OLT监视每个监视每个ONU使用使用的带宽，假如一个的带宽，假如一个ONU使用的带宽超过了预先分使用的带宽超过了预先分配的值，如果还有富余的带宽可用，配的值，如果还有富余的带宽可用，OLT就分配就分配额外的带宽给该额外的带宽给该ONU。这种方式不需要。这种方式不需要ONU报告报告带宽需求信息，
11、其缺点是带宽需求信息，其缺点是OLT的反应总是落后于的反应总是落后于ONU对带宽的需求。对带宽的需求。 在缓冲器使用情况报告方式中，在缓冲器使用情况报告方式中，ONU使用微时隙使用微时隙向向OLT报告它们的缓冲器被使用的状态，报告它们的缓冲器被使用的状态，OLT根根据该报告重新分配据该报告重新分配ONU下次可以使用的带宽。下次可以使用的带宽。宽带光接入技术 原荣 编著11图图9.1.2 传输容传输容器（器（T-CONT）和宽带和宽带PON系系统的层统的层结构结构动态带宽分配性能应允许在一个动态带宽分配性能应允许在一个ONU里使用几种传输容器里使用几种传输容器(T-CONT)。T-CONT携带携
12、带ATM 虚通道连接虚通道连接(VPC)和虚信道连接和虚信道连接(VCC)，单个，单个T-CONT可以携带不同种类业务的可以携带不同种类业务的ATM流量，并且把它们的缓冲器使用流量，并且把它们的缓冲器使用情况报告给与此相连接的情况报告给与此相连接的OLT。 VPVPVCVCVCVCVCOLTONU1ONU2ONU3ODNT-CONTT-CONTT-CONTT-CONTT-CONT电话视频IP电话视频IPONU物理层路径T-CONTT-CONT宽带光接入技术 原荣 编著12图图9.1.3 1个上行数据流分装个上行数据流分装在在2个个T-CONT 缓冲器中缓冲器中这这2个缓冲器在同一个个缓冲器在同
13、一个ONU中。一中。一些些T-CONT缓冲器可以被一个缓冲器可以被一个内部调度程序使用，或被某个内部调度程序使用，或被某个上层（如上层（如ATM层）使用。层）使用。 图图9.1.4 对分类缓冲业务进行对分类缓冲业务进行优先级别控制优先级别控制上边的上边的T-CONT缓冲器没有被内部调缓冲器没有被内部调度程序使用，而下边的度程序使用，而下边的T-CONT缓冲器却含有多个业务分类缓冲缓冲器却含有多个业务分类缓冲器，被内部调度程序使用，因为器，被内部调度程序使用，因为在一些应用中，需要使用优先级在一些应用中，需要使用优先级别控制。别控制。T-CONT缓冲器ONU/ONT上行用户信元OLTODN优先级
14、别控制分类缓冲T-CONT缓冲器T-CONT缓冲器OLTONU/ONTODNUNI上行用户信元T-CONT缓冲器宽带光接入技术 原荣 编著13图图9.1.5 用于授用于授权分配权分配的带宽的带宽优先级优先级别别固定带宽是一种周期性分配完全预约的带宽，使用它可以实现小的信元固定带宽是一种周期性分配完全预约的带宽，使用它可以实现小的信元传输延迟。传输延迟。 确保带宽是假如确保带宽是假如T-CONT缓冲器想发送信元时，缓冲器想发送信元时，ONU总是可以使用的带总是可以使用的带宽。宽。 非确保带宽是分配给具有确保带宽的非确保带宽是分配给具有确保带宽的T-CONT的额外带宽，在额外带宽的额外带宽，在额外
15、带宽中它具有较高的优先级别。非确保带宽能够参与动态带宽分配。中它具有较高的优先级别。非确保带宽能够参与动态带宽分配。尽力而为带宽是指当没有高优先权业务使用该带宽时，尽力而为带宽是指当没有高优先权业务使用该带宽时，T-CONT才可以才可以使用的带宽，所以它是不能确保使用的带宽，只能参与动态带宽分配，使用的带宽，所以它是不能确保使用的带宽，只能参与动态带宽分配，只由只由DBA-OLT支持。支持。 固定带宽确保带宽非确保带宽尽力而为带宽保证带宽额外增加带宽高优先级带宽低优先级带宽宽带光接入技术 原荣 编著149.2 MAC协议协议 9.2.1 动态带宽分配（动态带宽分配（DBA）协议）协议 9.2.
16、2 传输容器（传输容器（T-CONT） 9.2.3 信元传输延迟及其变化信元传输延迟及其变化 9.2.4 DBA和和 OLT/ONU的不同组合的不同组合 9.2.5 等待等待/过渡时间过渡时间宽带光接入技术 原荣 编著15媒质接入控制（媒质接入控制（MAC） OLT TC子层中的媒质接入控制（子层中的媒质接入控制（MAC）功能要实现在）功能要实现在PON上的上的ONU之间公平的分配带宽。如果之间公平的分配带宽。如果OLT支持上行支持上行方向带宽的动态分配，方向带宽的动态分配，MAC协议就是协议就是DBA协议。该协议协议。该协议是在是在PON传输媒质层中的传输媒质层中的TC子层实现的。子层实现的
17、。ATM信元应该信元应该以完全透明的方式通过以完全透明的方式通过PON传输，而对传输，而对ATM传输能力传输能力（ATC）和）和QoS没有影响。没有影响。 当当DBA-OLT支持具有带宽需求报告能力的支持具有带宽需求报告能力的ONU时，该需时，该需求信息被映射到求信息被映射到ONU的微时隙的净荷域中。当的微时隙的净荷域中。当ONU接收接收到微时隙授权（到微时隙授权（Divided_slot_grant）后，它就可以发送载）后，它就可以发送载有带宽需求信息的微时隙给有带宽需求信息的微时隙给OLT。 MAC协议也包括基于常规的静态授权分配带宽功能，这协议也包括基于常规的静态授权分配带宽功能，这种功
18、能是根据上行接入流量协议完成的。种功能是根据上行接入流量协议完成的。宽带光接入技术 原荣 编著169.2.1 动态带宽分配（动态带宽分配（DBA）协议）协议动态带宽分配协议有三种方式：动态带宽分配协议有三种方式： 即即ONU不报告带宽需求（不报告带宽需求（NSR，Non Status Reporting）方式，）方式， NSR从从OLT中的流量监测开中的流量监测开始；始； ONU报告带宽需求（报告带宽需求（SR，Status Reporting）方）方式，式， SR从从ONU向向OLT报告其带宽需求开始；报告其带宽需求开始； 这两种方式的综合（这两种方式的综合（NSR+SR），而综合方式从），
19、而综合方式从OLT中的流量监测和中的流量监测和OLT受理受理ONU向向OLT的带宽的带宽需求报告开始。需求报告开始。宽带光接入技术 原荣 编著17图图9.2.1 可分割时隙和微时隙的构成可分割时隙和微时隙的构成用微时隙偏置（用微时隙偏置（Minislot_offset）区分每个可分割时隙所处）区分每个可分割时隙所处的位置。当的位置。当1个个ONU含有含有2个或多个（最多可为个或多个（最多可为49个）个）T-CONT时，用域偏置（时，用域偏置（Field_offset）区分在一个微时隙净）区分在一个微时隙净荷中荷中T-CONT所处的位置。所处的位置。 个上行可分割时隙ONUxONUyONU微时隙
20、k微时隙微时隙ONU n微时隙ONUx微时隙 字节开销微时隙净荷 字节CRC.T-CONT 1T-CONT 2T-CONT 14T-CONT 15 字节CRCT-CONT 16. 字节报告（minislot_offset）minislot_offset( 个字节)微时隙偏置（field_offset）微时隙净荷域偏置：561 字节报告11 字节报告1 字节报告1131宽带光接入技术 原荣 编著189.2.2 传输容器（传输容器（T-CONT） T-CONT是携带是携带ATM VP或或VC的管道。我的管道。我们可以把具有不同们可以把具有不同ATC/QoS的的VP和和VC以以可编程的方式复用到一个
21、可编程的方式复用到一个T-CONT中。中。 本质上说，本质上说，T-CONT的类型与应用无关。的类型与应用无关。然而，为了获得最大的然而，为了获得最大的DBA能力，每种类能力，每种类型都有自己的典型应用。型都有自己的典型应用。 宽带光接入技术 原荣 编著19T-CONT分类分类 1类类T-CONT对时延敏感，所以采用预约方式只使用固定带对时延敏感，所以采用预约方式只使用固定带宽，不采用动态带宽分配，适用于任意级别的宽，不采用动态带宽分配，适用于任意级别的ATC/QoS。 2类类T-CONT对时延不敏感，只由对时延不敏感，只由DBA-OLT支持，采用预支持，采用预约方式只能分配到确保带宽。约方式
22、只能分配到确保带宽。 3类类T-CONT对时延不敏感，可以得到确保带宽和非确保带对时延不敏感，可以得到确保带宽和非确保带宽，采用预约方式分配确保带宽，而采用动态方式分配非宽，采用预约方式分配确保带宽，而采用动态方式分配非确保带宽，两项之和不能超过预约的最大带宽。确保带宽，两项之和不能超过预约的最大带宽。 4类类T-CONT对时延不敏感，采用动态方式分配尽力而为带对时延不敏感，采用动态方式分配尽力而为带宽。宽。 5类类T-CONT支持所有类型的支持所有类型的T-CONT，适用于表，适用于表9.2.1给出给出的所有级别业务的的所有级别业务的ATC/QoS，采用预约方式分配固定带宽，采用预约方式分配
23、固定带宽和确保带宽，采用动态方式分配非确保带宽和尽力而为带和确保带宽，采用动态方式分配非确保带宽和尽力而为带宽，采用预约方式分配最大带宽。宽，采用预约方式分配最大带宽。宽带光接入技术 原荣 编著20动态分配带宽动态分配带宽 动态分配带宽只对额外带宽进行分配。按动态分配带宽只对额外带宽进行分配。按T-CONT的确保带宽比例，从剩余带宽中分配非确的确保带宽比例，从剩余带宽中分配非确保带宽给要求额外带宽的每个保带宽给要求额外带宽的每个T-CONT。假如确。假如确保带宽是零，要公平地分配非确保带宽和尽力而保带宽是零，要公平地分配非确保带宽和尽力而为带宽给每个为带宽给每个T-CONT。例如一个。例如一个
24、T-CONT没有没有确保带宽，当它要求额外带宽时，它就可以平分确保带宽，当它要求额外带宽时，它就可以平分剩余的带宽。另外，也要保证把确保带宽分配给剩余的带宽。另外，也要保证把确保带宽分配给任意的任意的T-CONT。 可分配的带宽具有如图可分配的带宽具有如图9.1.5的优先级。在带宽分的优先级。在带宽分配中，首先分配固定带宽，包括时隙位置，以便配中，首先分配固定带宽，包括时隙位置，以便减少延迟和延迟变化。然后，分配确保带宽。最减少延迟和延迟变化。然后，分配确保带宽。最后，把仍然没有被预约的带宽放到剩余带宽库中，后，把仍然没有被预约的带宽放到剩余带宽库中，作为非确保带宽和尽力而为带宽。作为非确保带
25、宽和尽力而为带宽。宽带光接入技术 原荣 编著21图图9.2.2 1类类T-CONT多个连接复用后产生信多个连接复用后产生信元传输延迟（元传输延迟（CTD）和信元延迟变化（）和信元延迟变化（CDV）3个连接在个连接在1类类T-CONT中复用后产生中复用后产生CTD和和CDV的情况。图的情况。图中中PCR是峰值信元速率，其倒数就是信元周期是峰值信元速率，其倒数就是信元周期T。 连接连接连接中 个连接连接2信元传输延迟连接3信元周期连接 信元延迟变化值固定间隔 的固定带宽连接 信元延迟变化 tCTDCDV（1/PCR）（1/PCR）1-11-21-32-13-13-21-11-21-32-13-13
26、-2ttt123T-CONT3=1/T-CONT3= 03连接 信元周期3复用后对带宽的使用宽带光接入技术 原荣 编著22图图9.2.3 3类类T-CONT带宽分配特性示意图带宽分配特性示意图 举例表示举例表示3类类T-CONT带宽分配特性示意图，它的带宽分配特性示意图，它的特性可以分为特性可以分为4部分，阶段部分，阶段1和阶段和阶段3是稳定阶段，是稳定阶段，而阶段而阶段2和阶段和阶段4是过渡阶段。阶段是过渡阶段。阶段1只分配确保带只分配确保带宽，阶段宽，阶段3既分配确保带宽又分配非确保带宽。阶既分配确保带宽又分配非确保带宽。阶段段2是从分配确保带宽过渡到既分配确保带宽又分是从分配确保带宽过渡
27、到既分配确保带宽又分配非确保带宽，阶段配非确保带宽，阶段4是从既分配确保带宽又分配是从既分配确保带宽又分配非确保带宽过渡到只分配确保带宽。非确保带宽过渡到只分配确保带宽。确保带宽非确保带宽t阶段阶段阶段阶段1234宽带光接入技术 原荣 编著23图图9.2.4 3类类T-CONT阶段阶段2从确保带宽过渡到从确保带宽过渡到既有确保带宽又有非确保带宽既有确保带宽又有非确保带宽连接连接连接 中 个连接复用后对带宽的使用可变间隔 的确保带宽t连接 信元周期 （ 1/PCR）1-11-2 1-32-13-13-21-11-21-32-13-13-2可变间隔 的确保带宽+非确保带宽）CDVCDV=0根据确保
28、带宽分配授权根据确保带宽和非确保带宽分配授权排队信元ttt123T-CONT3= 1/T-CONT31/(T-CONT=宽带光接入技术 原荣 编著24图图9.2.5 3类类T-CONT阶段阶段4从既分配确保带从既分配确保带宽又分配非确保带宽过渡到只分配确保带宽宽又分配非确保带宽过渡到只分配确保带宽连接连接连接 中 个连接复用后的带宽使用可变间隔 的确保带宽t1-11-2 1-32-13-13-21-1可变间隔 的确保带宽+非确保带宽）根据确保带宽分配授权根据确保带宽和非确保带宽分配授权1-21-32-13-13-2CDV=0排对信元CDV=0ttt123T-CONT31/(T-CONT= 1/
29、T-CONT宽带光接入技术 原荣 编著25图图9.2.6 4类类T-CONT带宽分配特性示意图带宽分配特性示意图 4类类T-CONT适用于没有指定级别的非实时业务（见表适用于没有指定级别的非实时业务（见表9.2.1）。）。 图图9.2.6举例表示举例表示4类类T-CONT带宽分配特性示意图，如图带宽分配特性示意图，如图所示，它的特性可以分为所示，它的特性可以分为4部分：阶段部分：阶段1、2、3和和4。阶段。阶段1和阶段和阶段3是稳定阶段，其特性和是稳定阶段，其特性和2类、类、3类类T-CONT的相同。的相同。阶段阶段2和阶段和阶段4是过渡阶段，其复用特性和是过渡阶段，其复用特性和3类类T-CO
30、NT的的相同。相同。阶段阶段阶段阶段t尽力而为带宽1234宽带光接入技术 原荣 编著26图图9.2.7 5类类T-CONT带宽分配特性示意图带宽分配特性示意图 5类类T-CONT支持所有类型的支持所有类型的T-CONT 图图9.2.7举例表示举例表示5类类T-CONT带宽分配特性示意图，带宽分配特性示意图，如图所示，它的特性可以分为如图所示，它的特性可以分为4部分：阶段部分：阶段1、2、3和和4。阶段。阶段1和阶段和阶段3是稳定阶段，其特性如图是稳定阶段，其特性如图9.2.8所示。阶段所示。阶段2和阶段和阶段4是过渡阶段，其复用特是过渡阶段，其复用特性和性和3类类T-CONT的相同。的相同。
31、阶段阶段阶段阶段固定带宽+确保带宽非确保带宽+尽力而为带宽t1234宽带光接入技术 原荣 编著27图图9.2.8 5类类T-CONT阶段阶段1和和3复用连接后特性复用连接后特性连接连接连接连接 信元速率（1/PCR）1-11-21-32-13-13-2在 上复用后的连接可变间隔 =1/确保带宽或1/（确保+非确保+尽力而为）带宽t1-11-21-32-13-13-2固定间隔 固定带宽可变间隔 =1/确保带宽或1/（确保+非确保+尽力而为）带宽固定间隔 固定带宽CDV123T-CONT= 1/T-CONT= 1/T-CONT3宽带光接入技术 原荣 编著289.2.3 信元传输延迟及其变化信元传输
32、延迟及其变化 图图9.2.9 在只使用固定带宽的在只使用固定带宽的T-CONT上的上的CTD和和CDV连接 连接连接中 个连接固定间隔=1/固定带宽tCTDCDV连接 信元周期 （1/PCR）1-11-22-13-11-11-22-13-1连接 信元周期 （1/PCR）ttt123T-CONT311复用后对带宽的使用宽带光接入技术 原荣 编著29图图9.2.10 连续授权分配和突发授权分配比较连续授权分配和突发授权分配比较 动态带宽分配不应产生信元丢失，所以授权分配应把它考动态带宽分配不应产生信元丢失，所以授权分配应把它考虑进去。有两种情况可能增加虑进去。有两种情况可能增加CDV，一种是突发授
33、权分配，一种是突发授权分配，一种是固有带宽更新。对突发授权分配的要求是应限制一种是固有带宽更新。对突发授权分配的要求是应限制CTD在几个毫秒范围内，如果在几个毫秒范围内，如果DBA-T-CONT具有足够的具有足够的业务量使用这些授权的话。业务量使用这些授权的话。 大量的突发分配将导致用法参数控制（大量的突发分配将导致用法参数控制（UPC）丢弃上行信）丢弃上行信元或要求对上行流量整形。此外，大量的突发分配暗示着元或要求对上行流量整形。此外，大量的突发分配暗示着在突发分配后长时间的等待。在突发分配后长时间的等待。tt 固定带宽连续授权分配突发授权分配( a )( b )宽带光接入技术 原荣 编著3
34、09.2.5 等待等待/过渡时间过渡时间图图9.2.11 等待时间等待时间等待时间是当等待时间是当ONU中的中的T-CONT缓冲器接收到新信缓冲器接收到新信元后，由于某种原因还没元后，由于某种原因还没有分配到授权而等待的时有分配到授权而等待的时间间 ，要求等待时间为几毫，要求等待时间为几毫秒，目标为秒，目标为2 ms。图图9.2.12 过渡时间过渡时间过渡时间是过渡时间是ONU从状态改变从状态改变到它分配到适当的带宽为到它分配到适当的带宽为止的时间。要求过渡时间止的时间。要求过渡时间为为10 ms，目标为，目标为6 ms。这。这种要求与达到稳定带宽分种要求与达到稳定带宽分配时间有关。配时间有关
35、。t等待时间 接收到新信元时间确保带宽带宽t过渡时间状态变化带宽 接收到授权发送时间高优先级低优先级ONUONUONU宽带光接入技术 原荣 编著319.3 交接交接过程过程 图图9.3.1 在一个在一个ONU中的中的VP连接分类排队连接分类排队后映射到具有不同标识码的后映射到具有不同标识码的T-CONT中中ONUT-CONTID = cID = aID = bGC = zGC = xGC = y由新的 产生的可变映射由额外授权分配消息产生的映射.VPID : 标识符T-CONTGC : 授权码分类排队OMCI宽带光接入技术 原荣 编著32图图9.3.2 ONU和和OLT间的间的交接次序交接次序
36、（Upstream_overhead）上行开销消息（Serial_number_mask）序号掩码消息测距授权08PLOAM 信元（Grant_allocation）消息授权分配PLOAM授权PLOAM 信元（Ranging_time） 消息测距时间（Request_password） 消息要求密码密码消息（BER_interval） 消息（可选）比特误码率间隔Churning_key_update消息（可选）搅动键更新可分割时隙授权ONUDBA-OLT步骤5 G.983.1 G.983.2 G.983.7步骤Get_TC_information步骤2 G.983.7（Diveded_slot
37、_grant_configuration） 消息可分割时隙授权配置步骤3 G.983.1（Additional_grant_allocation） 消息额外授权分配步骤4 G.983.4可分割时隙传输步骤6 G.983.41 G.983.1初始交接T-CONT产生协商微时隙格式（可选）（ACK）确认（ACK）确认（ACK）确认（ACK）确认（Assign_PON_ID） 消息分配 标识符PON配置 消息VP/VC 配置VP宽带光接入技术 原荣 编著339.4 T-CONT的建立和拆除的建立和拆除 9.4.1 对对T-CONT状态改变的要求状态改变的要求 9.4.2 T-CONT的建立和拆除的建
38、立和拆除 9.4.3 ONU可分割时隙的合并和整理可分割时隙的合并和整理宽带光接入技术 原荣 编著349.4.1 对对T-CONT状态改变的要求状态改变的要求 根据用户业务的需求，在运行阶段将激活或解激根据用户业务的需求，在运行阶段将激活或解激活活ONU中的中的T-CONT。此时应满足下面的要求：。此时应满足下面的要求： 如有必要，如有必要，OLT应一个一个地激活应一个一个地激活SR-ONU中的中的T-CONT（R）。每个）。每个SR-ONU的的T-CONT的数量的数量和配置可以互不相同。但不管激活的和配置可以互不相同。但不管激活的T-CONT是是多是少，任何多是少，任何SR-ONU物理层均能
39、支持。物理层均能支持。 增加和拆除一个增加和拆除一个T-CONT连接不应影响连接不应影响ONU使用使用的其他的其他T-CONT（R）的连接。）的连接。 同样，增加和拆除一个或一组同样，增加和拆除一个或一组T-CONT连接也不连接也不应影响同一个或其他应影响同一个或其他PON-IF插件（包括连接和插件（包括连接和ATM流量）使用的流量）使用的T-CONT。宽带光接入技术 原荣 编著359.4.2 T-CONT的建立和拆除的建立和拆除 图图9.4.1 拆除拆除ONU中的中的T-CONTAdditional_grant_allocationOLTONU通过(取消激活)Divided_slot_gra
40、nt_configuration如有必要用消息重新配置可分割时隙G.983.1G.983.2OMCCPLOAMT-CONT和规范的和消息,拆除用户与的连接宽带光接入技术 原荣 编著369.4.3 ONU可分割时隙的合并和整理可分割时隙的合并和整理图图9.4.2表示表示ONU可分割时隙的合并和整理过程，这里开始有可分割时隙的合并和整理过程，这里开始有2个可分割时隙，分别含有几个个可分割时隙，分别含有几个ONU的微时隙，但是它们的微时隙，但是它们对微时隙的使用并不充分。通过对它们整理合并到第对微时隙的使用并不充分。通过对它们整理合并到第3个个可分割时隙后，就提高了对可分割时隙的使用效率，此时可分割
41、时隙后，就提高了对可分割时隙的使用效率，此时可分割时隙可分割时隙1和和2就退出使用。就退出使用。1 23ONU145ONU26 7ONU38 9aONU4bONU5cdONU61 2 38 9a45b67c d可分割时隙可分割时隙整理合并后的可分割时隙ONU1ONU4ONU2ONU5ONU3ONU6123宽带光接入技术 原荣 编著379.5 流量控制和调度流量控制和调度 9.5.1 流量管理和拥塞控制 9.5.2 接入过程 9.5.3 上行接入模型和ONU模型 9.5.4 带宽分配规则 9.5.5 业务流量调度 宽带光接入技术 原荣 编著389.5.1 流量管理和拥塞控制流量管理和拥塞控制 流
42、量管理是采取措施防止网络拥塞。流量管理是采取措施防止网络拥塞。 拥塞控制是在发生拥塞时，采取措施减少拥塞时拥塞控制是在发生拥塞时，采取措施减少拥塞时间，防止拥塞扩大，直到消除拥塞。间，防止拥塞扩大，直到消除拥塞。 信头中的一般流量控制信头中的一般流量控制GFC提供提供ATM连接的业务连接的业务流量和拥塞控制，以便减轻业务量瞬间的过载，流量和拥塞控制，以便减轻业务量瞬间的过载，提高网络的服务质量。提高网络的服务质量。 拥塞发生可能是由于网络本身发生故障，或是业拥塞发生可能是由于网络本身发生故障，或是业务出现不可预测的突发情况。务出现不可预测的突发情况。 拥塞控制的目的就是要采取各种方法来减少拥塞
43、拥塞控制的目的就是要采取各种方法来减少拥塞的程度和持续时间。流量控制就是要尽可能地避的程度和持续时间。流量控制就是要尽可能地避免出现拥塞。可见，这两类控制实际上是从不同免出现拥塞。可见，这两类控制实际上是从不同角度对拥塞问题的处理。角度对拥塞问题的处理。宽带光接入技术 原荣 编著39图图9.5.1 用漏桶工作原理说明用漏桶工作原理说明PCR/SCR 假如用信源产生的信元流填充空闲的漏桶，如果没有发生假如用信源产生的信元流填充空闲的漏桶，如果没有发生任何阻塞，那么任何阻塞，那么PCR = R，这里，这里R是从漏桶流出的信元速是从漏桶流出的信元速率。率。 到达信元缓冲器没有填满，没有发生堵塞N令牌
44、计数器容量服务器信元缓冲器容量M令牌填充R速率漏桶信元离开R速率(cells/s)(cells/s)PCR = R1/PCRt1/PCRt宽带光接入技术 原荣 编著40（1）流量管理）流量管理业务流量管理是防止网络出现拥塞而采取的控制措施，业务流量管理是防止网络出现拥塞而采取的控制措施，其目的是为了在保证网络服务质量的前提下，尽可能增加网其目的是为了在保证网络服务质量的前提下，尽可能增加网络的吞吐量或利用率。络的吞吐量或利用率。（2）流量整形）流量整形为了防止用户产生的流量超过它的约定流量，用户应该为了防止用户产生的流量超过它的约定流量，用户应该进行流量整形，合理地安排它的信元发送时间，或者增
45、大发进行流量整形，合理地安排它的信元发送时间，或者增大发送信元的时间间隔。不仅实时业务需要流量整形，而且非实送信元的时间间隔。不仅实时业务需要流量整形，而且非实时业务也需要流量整形。否则，超过约定的流量可能被网络时业务也需要流量整形。否则，超过约定的流量可能被网络使用使用UPC功能丢弃。因此，流量整形是功能丢弃。因此，流量整形是ATM网络为保证网络为保证QoS所采取的关键措施。所采取的关键措施。不仅用户端需要流量整形，而且网络端也需要流量整形。不仅用户端需要流量整形，而且网络端也需要流量整形。（3）流量调度）流量调度流量调度负责分配带宽给每个连接，它是一种基于信元流量调度负责分配带宽给每个连接
46、，它是一种基于信元的带宽管理方法。调度算法在每个的带宽管理方法。调度算法在每个ATM交换的输出端口实交换的输出端口实现，它决定分配给每个激活连接的信元传输时隙。调度对实现，它决定分配给每个激活连接的信元传输时隙。调度对实时业务和非实时业务都很重要。时业务和非实时业务都很重要。最简单的调度算法是先进先出（最简单的调度算法是先进先出（FIFO）。）。宽带光接入技术 原荣 编著419.5.2 接入过程接入过程 G.983.2建议实时业务信元通过接入网的上行接入建议实时业务信元通过接入网的上行接入时延不能超过时延不能超过1.5 ms，因此，在不考虑预约失败，因此，在不考虑预约失败或不能按需分配的情况下
47、，或不能按需分配的情况下，ONU的预约周期不能的预约周期不能超过超过 (1500 710.68）/152.67+1=6.17帧。帧。 ONUOLTE/OO/E信号处理E/OO/ET d comT OLT O/E T OLT E/O ONU E/O TT ONU O/E T ONU S 补偿延时上行相位探测点T OLT sedT OLT det 相位检测点ONUT ONU detSOLTROLT测距处理d eqTE/O OLTT+2fiberT+O/E ONUT+S ONUT+com dT+E/O ONUT+O/E OLTT等效均衡延时fiberTfiberT宽带光接入技术 原荣 编著429.5
48、.3 上行接入模型和上行接入模型和ONU模型模型图图9.5.3 PON系统系统在逻辑上相当于在逻辑上相当于一个复接器一个复接器 图图9.5.4 固定映射固定映射ONU OLTONU 1ONU 2ONU n.虚拟复用结点T-CONT 缓冲器ONUODN优先级控制流量调度T-CONT缓冲器ONUODN队列流量调度T-CONT缓冲器T-CONT 缓冲器可变映射队列分类缓冲队列适配TC适配TC图图9.5.5 可变映射可变映射ONU 宽带光接入技术 原荣 编著439.5.4 带宽分配规则带宽分配规则 由于由于ATM信元在接入过程中，要经历排队、信元在接入过程中，要经历排队、等待和传输延迟，必然会引入一定
49、的时延等待和传输延迟，必然会引入一定的时延抖动，这个抖动通常可以用信元时延变化抖动，这个抖动通常可以用信元时延变化（CDV）来表示。）来表示。 实时业务的服务质量与时延抖动密切相关，实时业务的服务质量与时延抖动密切相关，抖动过大将要求接收端的缓冲区加大，同抖动过大将要求接收端的缓冲区加大，同时还影响接收端时钟的恢复。时还影响接收端时钟的恢复。 所以在所以在MAC的设计过程中应充分考虑尽量的设计过程中应充分考虑尽量减小实时业务的信元时延抖动。减小实时业务的信元时延抖动。宽带光接入技术 原荣 编著44图图9.5.6 传送带分配规则的带宽分配过程传送带分配规则的带宽分配过程 传送带（传送带（Tran
50、sfer belt）分配规则可以在满足信元时延要求和）分配规则可以在满足信元时延要求和不显著降低有效带宽的情况下，非常满意地降低信元时延抖不显著降低有效带宽的情况下，非常满意地降低信元时延抖动。外带是临时存储带，用来存储所有动。外带是临时存储带，用来存储所有ONU上报的实时业务上报的实时业务信元队列信息。内带是授权分配带，记录信元队列信息。内带是授权分配带，记录OLT中中MAC控制器控制器的授权分配情况。的授权分配情况。 273801 3001233578临时存储带（外带）授权分配带（内带）0传送带转动方向第 段第 段第 段第 段第 段第 段第 段传送带转动方向时隙号数547*74123456
