GPON技术学习(三)----------GPON传输汇聚层

GTC层概述

GPON TC(GTC)层系统的协议栈见下图。GTC 层包括两个子层:GTC成帧子层和TC适配子层。从另一个角度来看,GTC包括管理用户业务流、安全和OAM特性的C/M平面和承载用户业务流的U平面。

如图所示,在GTC成帧子层中,GTC帧可分为GEM块、嵌入式OAM和PLOAM块。直接封装在GTC帧头的嵌入式OAM信息被终结,并用于直接控制该子层。PLOAM信息在PLOAM模块中处理,该模块位于成帧子层的客户层。GEM SDU在相应的适配子层被转换成GEM PDU,或者相反的从PDU 转换到SDU。PDU还包括OMCI通道数据,这些数据在适配子层被识别,并与OMCI实体进行交互。嵌入式OAM、PLOAM和OMCI属于C/M平面,除OMCI外的GEM SDU属于U平面。

GTC成帧子层对所有的数据传输可见,OLT GTC成帧子层与所有的ONU GTC成帧子层直接对等。

除此以外,DBA控制模块被定义为一个通用功能模块,该模块负责完成ONU报告和所有的DBA控制功能。
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C/M平面协议栈

GTC系统的控制和管理平面包括3个部分:嵌入式OAM、PLOAM和OMCI。嵌入式OAM 和PLOAM通道管理PMD和GTC层功能,而OMCI提供了一个统一的管理上层(业务定义) 的系统。

  • 嵌入式OAM通道
    由GTC帧头中具有特定格式的域信息提供。因为每个信息片被直接映射到GTC帧头中的特定区域,所以OAM通道为时间敏感的控制信息提供了一个低延时通道。使用这个通道的功能包括:带宽授权、密钥切换和动态带宽分配指示。
  • PLOAM通道
    由GTC帧内指定位置承载的一个具有特定格式的的信息系统,它用于传送其他所有未通过嵌入式OAM通道发送的PMD和GTC管理信息。如ONU激活,测距,OMCC建立。
  • OMCI通道
    用于管理GTC以上由业务定义的高层。GTC必须为OMCI流提供传送接口。GTC功能提供了根据设备能力配置可选通道的途径,包括定义传送协议流标识(Port-ID)。

C/M平面协议栈如下图所示:
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U平面协议栈

U平面的业务流由业务类型(GEM模式)和Port-ID标识,其协议栈见下图。下行块或上行分配ID(Alloc-ID)承载的数据指示了业务流类型。12bit的Port-ID用于标识GEM业务流。T-CONT由Alloc-ID标识,是一组业务流。每T-CONT的带宽分配和QoS控制通过控制时隙数量的变化来实现。

GTC中的GEM流操作归纳如下:

在下行方向,GEM帧由GEM块承载并送至所有ONU。ONU成帧子层提取GEM帧,GEM TC适配器根据12bit的Port-ID过滤GEM帧。只有携带正确Port-ID的帧才允许到达GEM客户端块。

在上行方向,GEM流由一个或多个T-CONT承载。OLT接收到与T-CONT关联的流后, 会将帧转发到GEM TC适配器,然后送至GEM客户端。

U平面协议栈如下图所示:
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GTC各层功能

  • 成帧子层
    进行GTC帧生成,复用解码等功能。
    下行帧的TC帧头按照格式要求生成,上行帧的帧头会被解码。此外还要完成嵌入式 OAM。
    基于Alloc-ID的内部标识为来自/送往GEM TC适配器的数据进行路由。
  • 适配子层
    提供了2个TC适配器,即GEM TC适配器和OMCI适配器。GEM TC适配器生成来自GTC成帧子层各GEM块的PDU,并将这些PDU映射到相应的块。
    适配器向上层实体提供了GEM接口: GEM TC适配器经过配置后可将帧适配到不同的帧传送接口。
    此外,适配器根据特定的Port-ID识别OMCI通道。OMCI适配器从GEM TC适配器接收数据并传送到OMCI实体,另一方面它也可把OMCI实体数据传送到GEM TC适配器。

DBA

DBA即动态带宽分配。DBA功能在各T-CONT中实现。
DBA功能分为下面几个部分:

  1. OLT和/或ONU检测拥塞状态;
  2. 向OLT报告拥塞状态;
  3. OLT根据提供的参数更新带宽分配;
  4. OLT根据更新的带宽分配和T-CONT类型发送授权;
  5. 发送DBA操作管理信息

DBA操作有两种方式:SR-DBA和NSR-DBA。因为DBA报告功能对ONU是可选的,所以会出现各ONU支持不同DBA操作方式的情况。OLT必须支持状态报告和非状态报告系统, 这样才能向所有的ONU提供某种DBA功能。

  1. SR-DBA
    为了报告T-CONT的拥塞状态,当T-CONT从ONU向OLT发送上行数据时,需要在DBRu 的DBA域中设置T-CONT存储区的数据块数目。如果OLT不允许T-CONT发送上行数据,则OLT可仅为DBRu分配时隙,或其他方式。然而,即使接收到DBA报告,OLT也不一定用该报告信息更新带宽分配。另一方面,如果T-CONT由于某种原因不能报告存储区中的数据块数目,则在DBA域中使用非法代码对OLT进行响应。在这种方式中,如果DBA域丢失则无法识别上行数据格式,所以如果OLT请求DBA报告,则必须发送DBA域。
  2. NSR-DBA OLT通过自监测输入业务流来了解各T-CONT的拥塞状态。在这种模式中,因为OLT从不请求,所以DBRu中的DBA域从不发送。在OLT请求DBRu的特殊情况下,虽然ONU的DBA 域内容会被OLT忽略,但ONU也必须发送DBA域。

总体设计图

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上半部分为控制平面,控制ONU上行发送数据,将不同ONU的数据通过时间分配进行顺序排列
下半部分为数据平面,进行ONU调度。封装GEM帧,分配Port ID等对数据进行发送。

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