論述可編程EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)(圖)

由IEEE802.3ah標準定義的EPON技術(shù)，它使用下行1490nm波長(cháng)和上行1310nm波長(cháng)，提供1Gb雙向鏈路。1550nm波長(cháng)保留用于模擬視頻的下行廣播。下圖是一個(gè)PON網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，它通過(guò)交換局網(wǎng)絡(luò )設備上的光纖線(xiàn)路終端器（OLT），將骨干網(wǎng)連接到家庭或商務(wù)用戶(hù)終端設備（CPE）的光纖網(wǎng)絡(luò )單元（ONU）。

EPON網(wǎng)絡(luò )共享從交換局到鄰近地區的單根光纖線(xiàn)路，并且每個(gè)無(wú)源光分離器將光纖劃分為最多32個(gè)用戶(hù)，從而降低了網(wǎng)絡(luò )運行成本。由于用戶(hù)之間共享光纖鏈路，EPON 協(xié)議定義了鑒別某個(gè)特定用戶(hù)進(jìn)、出流量的方法。

下行流量是連續的，并向所有 用戶(hù)終端設備（CPE）接收方廣播。CPE 可以是包含路由和網(wǎng)絡(luò )功能的家庭網(wǎng)關(guān)，或簡(jiǎn)單的ONU。EPON 用以太網(wǎng)協(xié)議報頭中的邏輯鏈路 ID（LLID）域來(lái)確定具體的下行終點(diǎn)。下行的數據報流是共享的，每個(gè)ONU都可以通過(guò) LLID 來(lái)確定一個(gè)固定用戶(hù)接受哪個(gè)流量。在上行方向，流量取決于正在發(fā)送的用戶(hù)，以及他們發(fā)送的數據類(lèi)型。上行方向采用一種動(dòng)態(tài)帶寬分配或DBA協(xié)議，從而動(dòng)態(tài)地為PON網(wǎng)絡(luò )中的ONU分配可用上行帶寬。

圖1–基礎PON網(wǎng)絡(luò )

DBA非常重要，因為它決定了每個(gè)用戶(hù)能享受到到的服務(wù)質(zhì)量。它必須能夠在高優(yōu)先權或低延遲要求之間作出判別，并且能夠識別出不同服務(wù)等級協(xié)議的用戶(hù)。在第一種情況中，一個(gè)上行的 Email 傳送可能不需要很高的優(yōu)先級或延遲，而一個(gè)基于 VoIP 的對話(huà)則有非常嚴格的低延遲需求。對第二種情況，一位“黃金級”數據服務(wù)用戶(hù)可能有高速度的權利，因此擁有傳輸大量數據或視頻文件的高優(yōu)先級，而一個(gè)“青銅級”用戶(hù)可能要受限于較低帶寬的傳輸速率。有些時(shí)候，一個(gè)ONU可能為一名“黃金級”用戶(hù)提供服務(wù)，而同一ONU提供的其它服務(wù)則可能面向“青銅級”用戶(hù)。這是在不同服務(wù)基礎上為用戶(hù)提供不同可用帶寬的能力，它說(shuō)明了動(dòng)態(tài)帶寬分配在成功部署 EPON 接入網(wǎng)絡(luò )中的重要性。

DBA處理過(guò)程可以采用多個(gè)系統輸入來(lái)完成帶寬分配的計算。最重要的是ONU內部緩沖占用報告，以及為某個(gè)ONU預先設定的運營(yíng)商帶寬。

大多數DBA要經(jīng)過(guò)多次重復循環(huán)以獲得交易報告，并計算和分配帶寬，如圖2所示。

圖2–基于循環(huán)算法的DBA

DBA軟件在交換局設備的OLT中執行，并向每個(gè)ONU發(fā)出“授權”（grant），在它們之間分配帶寬。只有被“授予”了沿上行方向傳輸的能力后，ONU 才解除靜默狀態(tài)。

DBA有兩種可能的算法實(shí)現。首先是在OLT中的硬編碼，即在OLT硬件中使用一種固定的算法；第二種是采用基于軟件的可編程DBA，使服務(wù)供應商能夠根據服務(wù)的帶寬、延遲、等級以及其它參數，針對特定需求優(yōu)化 EPON 系統。軟件可編程DBA有更高的靈活性，使服務(wù)供應商能夠自由地“即時(shí)”重新配置接入網(wǎng)的性能。這種方法擁有相當大的優(yōu)勢，有助于充分利用部署一個(gè)PON網(wǎng)絡(luò )的初始成本。當服務(wù)需求隨時(shí)間而發(fā)生改變時(shí)，服務(wù)供應商可以方便地配置網(wǎng)絡(luò )，支持多種不同服務(wù)等級的用戶(hù)選項，以獲得更高的收益。

可編程DBA有更高的靈活性

不同地理區域的服務(wù)供應商可以充分利用這種實(shí)現高度定制自適應帶寬分配算法的優(yōu)勢。根據提供的服務(wù)以及所處的競爭環(huán)境，服務(wù)供應商在提供用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )帶寬和流量延遲時(shí)有不同的需求。另外，為了實(shí)現 EPON 服務(wù)的利益最大化，服務(wù)供應商需要優(yōu)化自己的產(chǎn)品，以吸引不同的用戶(hù)群，實(shí)現不同的服務(wù)等級。例如，上行帶寬的分配可以決定EPON 服務(wù)的價(jià)格分級。

通過(guò)使用靈活的DBA算法，運營(yíng)商可以根據提供的最終服務(wù)和帶寬、延遲需求（IPTV、VoIP、文件共享、在線(xiàn)游戲等），開(kāi)發(fā)出定制的服務(wù)方案。

EPON 服務(wù)等級

使用可編程DBA的服務(wù)供應商可以為DBA邏輯方程增加輸入與參數，從而產(chǎn)生一個(gè)有各種服務(wù)等級選項的定制算法。除了任何簡(jiǎn)單DBA功能所具備的帶寬優(yōu)先級和保證帶寬標準以外，可編程DBA還在實(shí)現自己的分配邏輯時(shí)考慮其它系統參數。一個(gè)例子是為每個(gè)客戶(hù)使用一個(gè)“等級”設置。如果客戶(hù)希望獲得該算法在分配完所有保證帶寬（亦稱(chēng)最優(yōu)分配）后的剩余帶寬，則可以采用不同計帳方式，并將此用戶(hù)定義為一個(gè)較高等級的用戶(hù)。

較高等級的ONU在部署中將獲得較好的帶寬分配，它有很高的低占用周期（under-subscription period），即有些ONU不會(huì )用掉自己的全部保證帶寬，或者系統中已配置的全部保證帶寬大大低于 1Gbps。

這是一個(gè)可編程DBA為服務(wù)供應商所提供多種選擇中的一個(gè)實(shí)例。韓國和日本兩家最大的服務(wù)供應商韓國電訊（KT）和 日本電信電話(huà)公司（NTT）均已采用這種選項開(kāi)發(fā)自己的 EPONDBA算法。

總結

可編程DBA方案為全世界服務(wù)供應商在快速增長(cháng)的EPON部署中提供了一種新的靈活性。這種新的靈活性使服務(wù)供應商可以在網(wǎng)絡(luò )部署以后，仍能決定、實(shí)現和調整自己的帶寬分配邏輯。另外，可編程DBA方案能夠針對帶寬分配、延遲優(yōu)化或新服務(wù)等級的定義，提供更多精確信息給運營(yíng)商以制定最優(yōu)服務(wù)方案。