MPCP 多点控制协议Word文档下载推荐.docx
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a)发现处理(DiscoveryProcessing):
该模块管理发现流程,通过该进程发现ONU并使其注册到网络中,同时对其RTT进行补偿。
b)报告处理(ReportProcessing):
该模块管理报告消息的产生和搜集,ONU通过该模块在上行方向向OLT发送带宽请求。
c)选通处理(GateProcessing):
该模块管理GATE消息的产生和搜集,通过该模块实现多个发送端的复用。
AsdepictedinFigure64–3,thelayeredsystemmayinstantiatemultipleMACentities,usingasinglephysicallayer.EachinstantiatedMACcommunicateswithaninstanceoftheopcodespecificfunctionalblocksthroughtheMulti-pointMACControl.Inadditionsomeglobalvariablesaresharedacrossthemultipleinstances.CommonstatecontrolisusedtosynchronizethemultipleMACsusingMPCPprocedures.Operationofthecommonstatecontrolisgenerallyconsideredoutsidethescopeofthisdocument.
如图64-3所示,分层的系统可以实例化多个MAC实体,而只使用一个物理层。
每个实例化的MAC通过MPCP和与操作码(opcode)相关的功能模块的实例进行通信。
此外,多个实例共享一些全局变量。
通过MPCP使用公共状态控制来同步多个MAC。
有关公共状态控制的操作不在本标准规范的范围内。
64.3.1PrinciplesofMulti-PointControlProtocol
Multi-pointMACControlenablesaMACClienttoparticipateinapoint-to-multi-pointopticalnetworkbyallowingittotransmitandreceiveframesasifitwasconnectedtoadedicatedlink.Indoingso,itemploysthefollowingprinciplesandconcepts:
多点MAC控制通过控制MAC客户端的接收和发送使其工作在点对多点光网络中,而对MAC客户端来说就好象连接到一个独享的链路上。
为了达到此目的,多点MAC控制协议遵循以下原则:
a)AMACclienttransmitsandreceivesframesthroughtheMulti-pointMACControlsublayer.
b)TheMulti-pointMACControldecideswhentoallowaframetobetransmittedusingtheclientinterfaceControlMultiplexer.
c)Givenatransmissionopportunity,theMACControlmaygeneratecontrolframesthatwouldbetransmittedinadvanceoftheMACClient’sframes,utilizingtheinherentabilitytoprovidehigherprioritytransmissionofMACControlframesoverMACClientframes.
d)MultipleMACsoperateonasharedmediumbyallowingonlyasingleMACtotransmitupstreamatanygiventimeacrossthenetworkusingatime-divisionmultipleaccess(TDMA)method.
e)SuchgatingoftransmissionisorchestratedthroughtheGateProcessingfunction.
f)NewdevicesarediscoveredinthenetworkandallowedtransmissionthroughtheDiscoveryProcessingfunction.
g)FinecontrolofthenetworkbandwidthdistributioncanbeachievedusingfeedbackmechanismssupportedintheReportProcessingfunction.
h)TheoperationofP2MPnetworkisasymmetrical,withtheOLTassumingtheroleofmaster,andtheONUassumingtheroleofslave.
a)MAC客户端通过多点MAC控制子层发送和接收帧。
b)多点MAC控制决定何时允许客户端接口控制复用器发送一个帧。
c)在某些情况下,当MAC客户端发送帧时MAC控制可能产生控制帧,并利用MAC控制帧传送优先级高于MAC客户帧的特性,优先发送MAC控制帧。
d)通过使用时分复用(TDMA)的方法,在任意给定时刻仅允许一个MAC在网络中发送上行帧,使得多个MAC可以在共享介质上操作。
e)通过GATE处理功能协调此类发送的GATE。
f)通过发现处理功能在网络中发现新设备并允许其发送数据。
g)利用报告处理功能提供的反馈机制可以合理地控制网络带宽的分配。
h)P2MP网络的操作是非对称的,其中OLT为主设备,ONU为从设备。
64.3.2Compatibilityconsiderations
64.3.2.1PAUSEoperation
EventhoughMPCPiscompatiblewithflowcontrol,optionaluseofflowcontrolmaynotbeefficientinthecaseoflargepropagationdelay.Ifflowcontrolisimplemented,thenthetimingconstraintsinClause31Bsupplementtheconstraintsfoundat64.3.2.4.
虽然MPCP和流量控制兼容,但是在传输时延很大的情况下可选的流量控制使用效率不高。
NOTE—MACatanONUcanreceiveframesfromunicastchannelandsingle-copy-broadcast(SCB)channel.IftheSCBchannelisusedtobroadcastdataframestomultipleONUs,theONU’sMACmaycontinuereceivingdataframesfromSCBchannelevenaftertheONUhasissuedaPAUSErequesttoitsunicastremote-end.
注意:
ONU端的MAC可以接收来自单播信道和单拷贝广播(SCB)信道的帧。
如果SCB信道用于向多个ONU广播数据帧,那么即使ONU已向它的单播远端发出了PAUSE请求,ONU的MAC仍然可以继续从SCB信道接收数据帧。
64.3.2.2OptionalSharedLANEmulation
BycombiningP2PE,suitablefilteringrulesattheONU,andsuitablefilteringandforwardingrulesattheOLT,itispossibletoemulateanefficientsharedLAN.SupportforsharedLANemulationisoptional,andrequiresanadditionallayerabovetheMAC,whichisoutofscopeforthisdocument.Thus,sharedLANemulationisintroducedhereforinformationalpurposesonly.
通过结合P2PE,ONU端的适当过滤规则以及OLT端的适当过滤转发规则,可以仿真一个有效的共享LAN。
共享LAN仿真的支持是可选的,它需要MAC层上额外的一层,这超出了本标准规定的范围。
因此,这里的共享LAN仿真仅仅做为一般性说明。
SpecificbehaviourofthefilteringlayerattheRSisspecifiedin65.1.3.3.2.
64.3.2.3Multicastandsinglecopybroadcastsupport
Inthedownstreamdirection,thePONisabroadcastmedium.InordertomakeuseofthiscapabilityforforwardingbroadcastframesfromtheOLTtomultiplerecipientswithoutmultipleduplicationforeachONU,thesingle-copybroadcast(SCB)supportisintroduced.
在下行方向,PON是一种广播介质。
为利用PON的这一能力,使OLT向ONU发送广播帧时不对每个ONU都拷贝该帧,因此引入单拷贝广播(SCB)支持。
TheOLThasatleastoneMACassociatedwitheveryONU.InadditiononemoreMACattheOLTismarkedastheSCBMAC.TheSCBMAChandlesalldownstreambroadcasttraffic,butisneverusedintheupstreamdirectionforclienttraffic,exceptforclientregistration.Optionalhigherlayersmaybeimplementedtoperformselectivebroadcastofframes.SuchlayersmayrequireadditionalMACs(multicastMACs)tobeinstantiatedintheOLTforsomeorallONUsincreasingthetotalnumberofMACsbeyondthenumberofONUs+1.
OLT针对每个ONU至少有一个MAC与之对应。
此外,OLT还有一个标记为SCB的MAC。
SCBMAC处理所有下行广播业务,但是不能用于上行方向的业务流(客户注册除外)。
组播功能可通过可选的上层功能实现。
这些层可能需要在OLT中进行为某些或者所有的ONU实例化额外的MAC(组播MAC),从而使MAC的总数超过(ONU数+1)个。
WhenconnectingtheSCBMACtoan802.1Dbridgeportitispossiblethatloopsmaybeformedduetothebroadcastnature.ThusitisrecommendedthatthisMACnotbeconnectedtoan802.1Dbridgeport.
当把SCBMAC连接到802.1D桥接端口时,由于广播自身特点从而有可能形成回路。
因此建议不把SCBMAC连接到802.1D桥接端口。
SCBchannelconfigurationaswellasfilteringandmarkingofframesforsupportofSCBisdefinedin65.1.3.3.2.
65.1.3.3.2节定义了SCB通道配置以及用于SCB支持的帧过滤和标记。
64.3.2.4Delayrequirements
TheMPCPprotocolreliesonstricttimingbasedondistributionoftimestamps.AcompliantimplementationneedstoguaranteeaconstantdelaythroughtheMACandPHYinordertomaintainthecorrectnessofthetimestampingmechanism.Theactualdelayisimplementationdependent,however,acomplyingimplementationshallmaintainadelayvariationofnomorethan16bittimesthroughtheimplementedMACstack.
MPCP协议依赖于严格定时,这是通过分发时间戳来实现。
为了维护时间戳机制的正确性,相应的实现必须保证从MAC到PHY的时延不变。
实际的时延大小取决于实现方式。
但是,遵循规范的实现应该使所实现的MAC栈时延维持在一定范围内,而该范围变化不超过16比特时间。
TheOLTshallnotgrantlessthan1024time_quantaintothefuture,inordertoallowtheONUprocessingtimewhenitreceivesagatemessage.TheONUshallprocessallmessagesinlessthanthisperiod.TheOLTshallnotissuemorethanonemessageevery1024time_quantatoasingleONU.Theunitoftime_quantumisdefinedas16ns.
为了使得ONU在接收到GATE消息后有足够的处理时间,OLT不能发布起点时刻早于当前时刻加上1024个时间量子(time_quantum)的授权。
ONU应该用小于这个时间段的时间来处理所有的消息。
OLT不应该以大于每1024个时间量子(time_quantum)一个消息的速度向一个ONU发布消息。
时间量子(time_quantum)的单位是16ns。
64.3.3DiscoveryProcessing
Discoveryistheprocesswherebynewlyconnectedoroff-lineONUsareprovidedaccesstothePON.TheprocessisdrivenbytheOLT,whichperiodicallymakesavailableDiscoveryTimeWindowsduringwhichoff-lineONU’saregiventheopportunitytomakethemselvesknowntotheOLT.Theperiodicityofthesewindowsisunspecifiedandleftuptotheimplementer.TheOLTsignifiesthatadiscoveryperiodisoccurringbybroadcastingadiscoverygatemessage,whichincludesthestartingtimeandlengthofthediscoverywindow.Off-lineONUs,uponreceivingthismessage,waitfortheperiodtobeginandthentransmitaREGISTER_REQmessagetotheOLT.DiscoverywindowsareuniqueinthattheyaretheonlytimeswheremultipleONUscanaccessthePONsimultaneously,andtransmissionoverlapcanoccur.Inordertoreducetransmissionoverlaps,acontentionalgorithmisusedbyallONUs.MeasuresaretakentoreducetheprobabilityforoverlapsbyartificiallysimulatingarandomdistributionofdistancesfromtheOLT.EachONUshallwaitarandomamountoftimebeforetransmittingtheREGISTER_REQmessagethatisshorterthanthelengthofthediscoverytimewindow.ItshouldbenotedthatmultiplevalidREGISTER_REQmessagescanbereceivedbytheOLTduringasinglediscoverytimeperiod.IncludedintheREGISTER_REQmessageistheONU’sMACaddressandnumberofmaximumpendinggrants.UponreceiptofavalidREGISTER_REQmessage,theOLTregisterstheONU,allocatingandassigningnewportidentities(LLIDs),andbondingcorrespondingMACstotheLLIDs.
发现是指新连接或者非在线的ONU接入PON的进程。
该进程由OLT发起,它周期性地产生合法的发现时间窗口(DiscoveryTimeWindows),使OLT有机会检测到非在线的ONU。
发现时间窗口的周期没有定义,由厂商决定。
OLT通过广播一个发现GATE消息来通知ONU发现窗口的周期。
发现GATE消息包含发现窗口的开始时间和长度,非在线ONU接收到该消息后将等待该周期的开始,然后向OLT发送REGISTER_REQ消息。
发现窗口是唯一有多个ONU同时访问PON的窗口,因此这些发送可能发生冲突。
为了减少发送冲突,所有的ONU应使用同一种竞争算法。
通过模拟ONU到OLT距离的随机分布等措施可以减少冲突发生的概率。
每个ONU在发送REGISTER_REQ消息前应等待一段随机大小的时间,该时间段小于发现时间窗口的长度。
值得注意的是在一个发现时间周期内OLT可能会接收到多个有效的REGISTER_REQ消息。
REGISTER_REQ消息中包括ONU的MAC地址以及最大等待授权(PendingGrant)的数目。
OLT接收到有效的REGISTER_REQ消息后,将注册该ONU,分配和指定新端口的标识(LLID),并将相应的MAC和LLID绑定。
ThenextstepintheprocessisfortheOLTtotransmitaRegistermessagetothenewlydiscoveredONU,whichcontainstheONU’sLLID,andtheOLT’srequiredsynchronizationtime.Also,theOLTechoesthemaximumnumberofpendinggrants.TheOLTnowhasenoughinformationtoscheduletheONUforaccesstothePONand