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| 论述可编程 EPON动态带宽分配技术的优点 |
| 2008年5月5日 16:04
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作者：Gadi Singer，PMC-Sierra公司
概要
EPON（以太原光网络）为运营商和服务供货商提供了新的机会，通过实现自适应的定制带宽分配算法，优化自己的服务。本文提供了有关EPON系统动态带宽分配（或DBA）的技术背景，并描述了可编程 EPON DBA 相较于硬编码方式的优点。
EPON DBA
由IEEE802.3ah标准定义的EPON技术，它使用下行 1490nm 波长和上行 1310nm 波长，提供 1Gb 双向链路。1550nm 波长保留用于模拟视频的下行广播。下图是一个 PON 网络拓扑结构，它通过交换局网络设备上的光纤线路终端器（OLT），将骨干网连接到家庭或商务用户终端设备（CPE）的光纤网络单元（ONU）。
图1–基础 PON 网络
EPON 网络共享从交换局到邻近地区的单根光纤线路，并且每个无源光分离器将光纤划分为最多 32 个用户，从而降低了网络运行成本。由于用户之间共享光纤链路，EPON 协议定义了鉴别某个特定用户进、出流量的方法。
下行流量是连续的，并向所有 用户终端设备（CPE） 接收方广播。CPE 可以是包含路由和网络功能的家庭网关，或简单的 ONU。EPON 用以太网协议报头中的逻辑链路 ID（LLID）域来确定具体的下行终点。下行的数据报流是共享的，每个 ONU 都可以通过 LLID 来确定一个固定用户接受哪个流量。在上行方向，流量取决于正在发送的用户，以及他们发送的数据类型。上行方向采用一种动态带宽分配或 DBA 协议，从而动态地为 PON 网络中的 ONU 分配可用上行带宽。
DBA 非常重要，因为它决定了每个用户能享受到到的服务质量。它必须能够在高优先权或低延迟要求之间作出判别，并且能够识别出不同服务等级协议的用户。在第一种情况中，一个上行的 Email 传送可能不需要很高的优先级或延迟，而一个基于 VoIP 的对话则有非常严格的低延迟需求。对第二种情况，一位“黄金级”数据服务用户可能有高速度的权利，因此拥有传输大量数据或视频文件的高优先级，而一个“青铜级”用户可能要受限于较低带宽的传输速率。有些时候，一个 ONU 可能为一名“黄金级”用户提供服务，而同一 ONU 提供的其它服务则可能面向“青铜级”用户。这是在不同服务基础上为用户提供不同可用带宽的能力，它说明了动态带宽分配在成功部署 EPON 接入网络中的重要性。
DBA 处理过程可以采用多个系统输入来完成带宽分配的计算。最重要的是 ONU 内部缓冲占用报告，以及为某个 ONU 预先设定的运营商带宽。
大多数 DBA 要经过多次重复循环以获得交易报告，并计算和分配带宽，如图 2 所示。
图2–基于循环算法的 DBA
DBA 软件在交换局设备的 OLT 中执行，并向每个 ONU 发出“授权”（grant），在它们之间分配带宽。只有被“授予”了沿上行方向传输的能力后，ONU 才解除静默状态。
DBA 有两种可能的算法实现。首先是在 OLT 中的硬编码，即在 OLT 硬件中使用一种固定的算法；第二种是采用基于软件的可编程 DBA，使服务供应商能够根据服务的带宽、延迟、等级以及其它参数，针对特定需求优化 EPON 系统。软件可编程 DBA 有更高的灵活性，使服务供应商能够自由地“即时”重新配置接入网的性能。这种方法拥有相当大的优势，有助于充分利用部署一个 PON 网络的初始成本。当服务需求随时间而发生改变时，服务供应商可以方便地配置网络，支持多种不同服务等级的用户选项，以获得更高的收益。
可编程 DBA 有更高的灵活性
不同地理区域的服务供应商可以充分利用这种实现高度定制自适应带宽分配算法的优势。根据提供的服务以及所处的竞争环境，服务供应商在提供用户网络带宽和流量延迟时有不同的需求。另外，为了实现 EPON 服务的利益最大化，服务供应商需要优化自己的产品，以吸引不同的用户群，实现不同的服务等级。例如，上行带宽的分配可以决定EPON 服务的价格分级。
通过使用灵活的 DBA 算法，运营商可以根据提供的最终服务和带宽、延迟需求（IPTV、VoIP、文件共享、在线游戏等），开发出定制的服务方案。
EPON 服务等级
使用可编程 DBA 的服务供应商可以为 DBA 逻辑方程增加输入与参数，从而产生一个有各种服务等级选项的定制算法。除了任何简单 DBA 功能所具备的带宽优先级和保证带宽标准以外，可编程 DBA 还在实现自己的分配逻辑时考虑其它系统参数。一个例子是为每个客户使用一个“等级”设置。如果客户希望获得该算法在分配完所有保证带宽（亦称最优分配）后的剩余带宽，则可以采用不同计帐方式，并将此用户定义为一个较高等级的用户。
较高等级的ONU 在部署中将获得较好的带宽分配，它有很高的低占用周期（under-subscription period），即有些 ONU 不会用掉自己的全部保证带宽，或者系统中已配置的全部保证带宽大大低于 1Gbps。
这是一个可编程 DBA 为服务供应商所提供多种选择中的一个实例。韩国和日本两家最大的服务供应商韓國電訊（KT） 和 日本电信电话公司（NTT） 均已采用这种选项开发自己的 EPON DBA 算法。
总结
可编程 DBA 方案为全世界服务供应商在快速增长的 EPON 部署中提供了一种新的灵活性。这种新的灵活性使服务供应商可以在网络部署以后，仍能决定、实现和调整自己的带宽分配逻辑。另外，可编程 DBA 方案能够针对带宽分配、延迟优化或新服务等级的定义，提供更多精确信息给运营商以制定最优服务方案。
关于PMC-Sierra
PMC-Sierra™是一家供应宽带通讯与存储半导体器件的领导厂商，产品主要领域包括城域、接入、光纤到户、无线网络基础设备、存储、激光打印机以及光纤接入网关设备等。公司通过其遍布北美、欧洲和亚洲的分支机构在世界各地提供技术和销售支持。公司在NASDAQ股票市场公开上市，股票代码为PMCS，详细信息请参见http://www.pmc-sierra.com。
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