高性能多业务EPON环境

摘要　　以太网无源光网络(EPON)可助力运营商和服务提供商实现自适应定制带宽分配算法，从而对其业务进行优化。本文首先介绍EPON系统动态带宽分配(DBA)的背景，然后详细分析了与多逻辑链路标识(Multiple LLID)相比，区分业务的动态带宽分配(Differentiated Service DBA)方式的优点。

EPON DBA

EPON技术可提供双向1Gbps连结，其下行链路采用1490nm波长，上行链路采用1310nm波长，另外保留1550nm用于模拟视频下行广播。

下行数据流是连续的，可传输至所有光纤网络单元(ONU)，在前导码搭载逻辑链路标识，以区分PON内部特定帧的目标地址，而在上行链路，DBA负责为已注册的ONU分配带宽。

DBA可使用多种系统输入来执行带宽分配计算，其中最基本、最重要的两个是:ONU内部缓冲占用报告以及针对特定ONU而预先设定的运营商带宽。

大多数DBA使用多个循环周期来收集报告、计算并分配带宽，见图1。

DBA在光纤线路终端器(OLT)里运行，并使用授权（Grants）为不同的ONU分配带宽。

DBA有两种可能的算法应用，第一种是OLT硬编码，即在OLT硬件里运行的固定算法；第二种采用基于软件的可编程DBA，允许服务提供商优化EPON系统，以满足基于带宽、等待时间、服务等级和其它参数的特殊需要。

EPON用户需求

现代网络支持多业务环境，在一个设备上集成了多种应用以满足用户需求。网络需要针对不同业务的特定需求作出反应，并确保用户体验不受网络本身性能影响。

运营商面临的挑战则是为同时使用多种应用的用户提供支持，其环境很有可能包括视频、VoIP、VPN以及上网浏览。

不同业务需要进行不同的网络处理和资源分配，迫使服务提供商必须区分业务，并相应地区隔网络行为。

目前有两种方法支持多业务EPON环境的需求：多逻辑链路标识(Multiple LLID)和区分业务的动态带宽分配(Differentiated Service DBA)。

DSDBA技术与多LLID技术

采用多LLID技术时，每个ONU业务都被分配到一个特定的LLID，这样网络就可以为ONU处理的每个业务分配最小与最大带宽。802.3ah为每个ONU定义了一个LLID，因此多LLID是一种非标准方法，并且无法实现互操作。

每个LLID都会带来一些管理方面的开销，因为它需要额外的EPON管理(OAM与MPCP)流量，从而造成系统性能下降，而且根据系统ONU数量以及每个ONU业务数量的不同，这种性能下降可达整个上行链路带宽的15%。

另一个满足多业务环境需求的解决方案是区分业务的动态带宽分配DSDBA技术。

DSDBA技术利用ONU的功能动态控制上行出口策略，以此保证每个业务的带宽对应到一个ONU的内部序列。

DSDBA技术可以使每个ONU支持多达4项业务的配置，同时保持每个ONU只有一个LLID的标准。通过应用DSDBA，用户可以为ONU运行的4项业务分别配置最小、最大以及固定带宽。确保多个ONU业务的带宽分配且每个ONU只有符合标准的一个LLID，在多业务环境下提高了系统的整体性能。

可编程DBA方式的另一个产物是加权公平队列(Weighted Fair Queuing)，这是一个类似于加权循环算法（Weighted Round Robin）的一种出口策略。和DSDBA一样，WFQ使用一个LLID处理多业务环境，同时保持很高的整体系统性能。不同于DSDBA使用严格的优先级算法分配尽力而为带宽（Best Effort BW）*，WFQ为系统中每项业务设定不同的权重，以此让用户完全掌控尽力而为带宽的分配。

*尽力而为带宽（Best Effort BW）——指所有ONU得到所保证的带宽分配后，额外多出的带宽分配。  

总结

多业务环境需要解决QoS问题，同时满足不断增长的带宽需求。因此对服务供货商而言是一项重大的挑战。可编程DBA方式的灵活性带来了很多先进的解决方案，例如可用于上行带宽分配如DSDBA和WFQ。

DSDBA和WFQ是一种直接、易用的标准方案，可用于多业务环境，而且无需牺牲EPON系统的整体性能。