高性能多業務EPON環境

    以太網無源光網絡(EPON)可助力運營商和服務提供商實現自適應定制帶寬分配算法，從而對其業務進行優化。本文首先介紹EPON系統動態帶寬分配(DBA)的背景，然后詳細分析了與多邏輯鏈路標識(Multiple LLID)相比，區分業務的動態帶寬分配(Differentiated Service DBA)方式的優點。

    EPON DBA

    EPON技術可提供雙向1Gbps連結，其下行鏈路采用1490nm波長，上行鏈路采用1310nm波長，另外保留1550nm用于模擬視頻下行廣播。

    下行數據流是連續的，可傳輸至所有光纖網絡單元(ONU)，在前導碼搭載邏輯鏈路標識，以區分PON內部特定幀的目標地址，而在上行鏈路，DBA負責為已注冊的ONU分配帶寬。

    DBA可使用多種系統輸入來執行帶寬分配計算，其中最基本、最重要的兩個是:ONU內部緩沖占用報告以及針對特定ONU而預先設定的運營商帶寬。

    大多數DBA使用多個循環周期來收集報告、計算并分配帶寬，見圖1。

   

 

    DBA在光纖線路終端器(OLT)里運行，并使用授權（Grants）為不同的ONU分配帶寬。

    DBA有兩種可能的算法應用，第一種是OLT硬編碼，即在OLT硬件里運行的固定算法；第二種采用基于軟件的可編程DBA，允許服務提供商優化EPON系統，以滿足基于帶寬、等待時間、服務等級和其它參數的特殊需要。

    EPON用戶需求

    現代網絡支持多業務環境，在一個設備上集成了多種應用以滿足用戶需求。網絡需要針對不同業務的特定需求作出反應，并確保用戶體驗不受網絡本身性能影響。

    運營商面臨的挑戰則是為同時使用多種應用的用戶提供支持，其環境很有可能包括視頻、VoIP、VPN以及上網瀏覽。

    不同業務需要進行不同的網絡處理和資源分配，迫使服務提供商必須區分業務，并相應地區隔網絡行為。

    目前有兩種方法支持多業務EPON環境的需求：多邏輯鏈路標識(Multiple LLID)和區分業務的動態帶寬分配(Differentiated Service DBA)。

    DSDBA技術與多LLID技術

    采用多LLID技術時，每個ONU業務都被分配到一個特定的LLID，這樣網絡就可以為ONU處理的每個業務分配最小與最大帶寬。802.3ah為每個ONU定義了一個LLID，因此多LLID是一種非標準方法，并且無法實現互操作。

    每個LLID都會帶來一些管理方面的開銷，因為它需要額外的EPON管理(OAM與MPCP)流量，從而造成系統性能下降，而且根據系統ONU數量以及每個ONU業務數量的不同，這種性能下降可達整個上行鏈路帶寬的15%。

    另一個滿足多業務環境需求的解決方案是區分業務的動態帶寬分配DSDBA技術。

    DSDBA技術利用ONU的功能動態控制上行出口策略，以此保證每個業務的帶寬對應到一個ONU的內部序列。

    DSDBA技術可以使每個ONU支持多達4項業務的配置，同時保持每個ONU只有一個LLID的標準。通過應用DSDBA，用戶可以為ONU運行的4項業務分別配置最小、最大以及固定帶寬。確保多個ONU業務的帶寬分配且每個ONU只有符合標準的一個LLID，在多業務環境下提高了系統的整體性能。

    可編程DBA方式的另一個產物是加權公平隊列(Weighted Fair Queuing)，這是一個類似于加權循環算法（Weighted Round Robin）的一種出口策略。和DSDBA一樣，WFQ使用一個LLID處理多業務環境，同時保持很高的整體系統性能。不同于DSDBA使用嚴格的優先級算法分配盡力而為帶寬（Best Effort BW）*，WFQ為系統中每項業務設定不同的權重，以此讓用戶完全掌控盡力而為帶寬的分配。

    *盡力而為帶寬（Best Effort BW）——指所有ONU得到所保證的帶寬分配后，額外多出的帶寬分配。  

    總結

    多業務環境需要解決QoS問題，同時滿足不斷增長的帶寬需求。因此對服務供貨商而言是一項重大的挑戰?？删幊藾BA方式的靈活性帶來了很多先進的解決方案，例如可用于上行帶寬分配如DSDBA和WFQ。

    DSDBA和WFQ是一種直接、易用的標準方案，可用于多業務環境，而且無需犧牲EPON系統的整體性能。