EPON動態(tài)帶寬分配技術(shù)的優(yōu)點

    由IEEE802.3ah標準定義的EPON技術(shù)，它使用下行1490nm波長和上行1310nm波長，提供1Gb雙向鏈路。1550nm波長保留用于模擬視頻的下行廣播。下圖是一個PON網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，它通過交換局網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的光纖線路終端器（OLT），將骨干網(wǎng)連接到家庭或商務(wù)用戶終端設(shè)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(qū)的單根光纖線路，并且每個無源光分離器將光纖劃分為最多32個用戶，從而降低了網(wǎng)絡(luò)運行成本。由于用戶之間共享光纖鏈路，EPON 協(xié)議定義了鑒別某個特定用戶進、出流量的方法。

    下行流量是連續(xù)的，并向所有 用戶終端設(shè)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)，或簡單的ONU。EPON 用以太網(wǎng)協(xié)議報頭中的邏輯鏈路 ID（LLID）域來確定具體的下行終點。下行的數(shù)據(jù)報流是共享的，每個ONU都可以通過 LLID 來確定一個固定用戶接受哪個流量。在上行方向，流量取決于正在發(fā)送的用戶，以及他們發(fā)送的數(shù)據(jù)類型。上行方向采用一種動態(tài)帶寬分配或DBA協(xié)議，從而動態(tài)地為PON網(wǎng)絡(luò)中的ONU分配可用上行帶寬。

圖1–基礎(chǔ)PON網(wǎng)絡(luò)

    DBA非常重要，因為它決定了每個用戶能享受到到的服務(wù)質(zhì)量。它必須能夠在高優(yōu)先權(quán)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。在第一種情況中，一個上行的 Email 傳送可能不需要很高的優(yōu)先級或延遲，而一個基于 VoIP 的對話則有非常嚴格的低延遲需求。對第二種情況，一位“黃金級”數(shù)據(jù)服務(wù)用戶可能有高速度的權(quán)利，因此擁有傳輸大量數(shù)據(jù)或視頻文件的高優(yōu)先級，而一個“青銅級”用戶可能要受限于較低帶寬的傳輸速率。有些時候，一個ONU可能為一名“黃金級”用戶提供服務(wù)，而同一ONU提供的其它服務(wù)則可能面向“青銅級”用戶。這是在不同服務(wù)基礎(chǔ)上為用戶提供不同可用帶寬的能力，它說明了動態(tài)帶寬分配在成功部署 EPON 接入網(wǎng)絡(luò)中的重要性。

    DBA處理過程可以采用多個系統(tǒng)輸入來完成帶寬分配的計算。最重要的是ONU內(nèi)部緩沖占用報告，以及為某個ONU預(yù)先設(shè)定的運營商帶寬。

    大多數(shù)DBA要經(jīng)過多次重復(fù)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(shè)備的OLT中執(zhí)行，并向每個ONU發(fā)出“授權(quán)”（grant），在它們之間分配帶寬。只有被“授予”了沿上行方向傳輸?shù)哪芰?，ONU 才解除靜默狀態(tài)。

    DBA有兩種可能的算法實現(xiàn)。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(yīng)商能夠根據(jù)服務(wù)的帶寬、延遲、等級以及其它參數(shù)，針對特定需求優(yōu)化 EPON 系統(tǒng)。軟件可編程DBA有更高的靈活性，使服務(wù)供應(yīng)商能夠自由地“即時”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PON網(wǎng)絡(luò)的初始成本。當服務(wù)需求隨時間而發(fā)生改變時，服務(wù)供應(yīng)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(qū)域的服務(wù)供應(yīng)商可以充分利用這種實現(xiàn)高度定制自適應(yīng)帶寬分配算法的優(yōu)勢。根據(jù)提供的服務(wù)以及所處的競爭環(huán)境，服務(wù)供應(yīng)商在提供用戶網(wǎng)絡(luò)帶寬和流量延遲時有不同的需求。另外，為了實現(xiàn) EPON 服務(wù)的利益最大化，服務(wù)供應(yīng)商需要優(yōu)化自己的產(chǎn)品，以吸引不同的用戶群，實現(xiàn)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)的價格分級。

    通過使用靈活的DBA算法，運營商可以根據(jù)提供的最終服務(wù)和帶寬、延遲需求（IPTV、VoIP、文件共享、在線游戲等），開發(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(yīng)商可以為DBA邏輯方程增加輸入與參數(shù)，從而產(chǎn)生一個有各種服務(wù)等級選項的定制算法。除了任何簡單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還在實現(xiàn)自己的分配邏輯時考慮其它系統(tǒng)參數(shù)。一個例子是為每個客戶使用一個“等級”設(shè)置。如果客戶希望獲得該算法在分配完所有保證帶寬（亦稱最優(yōu)分配）后的剩余帶寬，則可以采用不同計帳方式，并將此用戶定義為一個較高等級的用戶。

    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不會用掉自己的全部保證帶寬，或者系統(tǒng)中已配置的全部保證帶寬大大低于 1Gbps。

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

    總結(jié)

    可編程DBA方案為全世界服務(wù)供應(yīng)商在快速增長的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(yīng)商可以在網(wǎng)絡(luò)部署以后，仍能決定、實現(xiàn)和調(diào)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商以制定最優(yōu)服務(wù)方案。