GPON: VLAN и GEM порты

В этой статье обсуждаются потоки трафика в GPON. OLT является первой точкой агрегации в сети доступа GPON. OLT завершает уровень конвергенции передачи GPON (GTC) на стороне пользователя и перенаправляет кадры Ethernet на уровень Ethernet на стороне сети. На рисунке показаны точки завершения для сценария ONU / ONT.
GPON: VLAN и GEM порты
U-опорная точка представляет собой интерфейс ONU / ONT, обращенный к клиенту. Возможно, что опорная точка U может находиться внутри устройства ONU / ONT, когда устройства ONT и RG объединены в одно устройство.

Контрольная точка R/S представляет собой интерфейс OLT, обращенный к ONT.

Контрольная точка S/R представляет собой оптическую распределительную сеть (ODN), соединяющую интерфейс GPON на OLT. Интерфейсы S/R и R/S содержат все элементы протокола, необходимые для обеспечения связи между OLT и одним или несколькими ONT по ODN.

Контрольная точка V представляет собой интерфейс OLT, обращенный к сети.

Связь между портами T-CONT и GEM

Определения:

T-CONT: объект трафика в ONU / ONT, представляющий группу логических соединений, и рассматривается как единый объект для назначения восходящей полосы пропускания на PON. В восходящем направлении он используется для переноса служебного трафика. Каждый T-CONT соответствует трафику службы одного типа полосы пропускания. Каждый тип полосы пропускания имеет свою собственную функцию QoS.

ALLOC_ID: каждый T-CONT идентифицируется по ALLOC_ID однозначно. ALLOC_ID находится в диапазоне от 0 до 4095. Он выделяется OLT, т.е. T-CONT может использоваться только одним ONU / ONT на интерфейс PON на OLT.

Порт GEM: порт GPON Encapsulation Method (GEM) представляет собой виртуальный порт для выполнения инкапсуляции GEM для передачи кадров между OLT и ONU / ONT. Каждому классу трафика (TC) на UNI присваивается другой порт GEM. Каждый T-CONT состоит из одного или нескольких портов GEM. Каждый порт GEM имеет один вид трафика обслуживания, то есть тип T-CONT.

Идентификатор порта GEM: каждый порт GEM идентифицируется идентификатором порта уникальным образом. Идентификатор порта находится в диапазоне от 0 до 4095. Он выделяется OLT, а порт GEM может использоваться только одним ONU / ONT для интерфейса PON на OLT.

На рисунке 2 показана взаимосвязь между портами T-CONT и GEM.
GPON: VLAN и GEM порты

Между ONT и OLT есть ODN, и Ethernet-каналы переносятся через него используя GEM каналы. GPON имеет каналы GEM как часть своего слоя GTC. Каналы GEM имеют Ethernet-порты переменной длины. Каналы GEM идентифицируются идентификаторами портов GEM. Этот идентификатор назначается OLT при создании нового канала и действует в течение всего жизненного цикла канала. Каждый интерфейс GPON для данного ONT может иметь несколько портов GEM. Идентификатор порта GEM уникален для каждого интерфейса GPON и представляет собой определенный трафик или группу потоков между OLT и ONT.

Существует два типа каналов GEM:
— Каналы GEM только по потоку — эти каналы используются для передачи трафика широковещательной / многоадресной передачи по потоку от OLT ко всем ОНТ. ONT определяют трафик, предназначенный для них на основе идентификатора порта GEM.
— Двунаправленные каналы GEM. Эти каналы используются для потока вверх и вниз по потоку между OLT и ONT. Кадры передаются из OLT в интерфейс GPON и пересылаются только по интерфейсу U ONT, на который был назначен этот порт GEM.

Порты GEM используются для дифференциации между классами трафика (TC). Интерфейс U может иметь несколько связанных с ним портов GEM, которые поддерживают разные TC. Таким образом, в интерфейсе GPON каждый порт GEM несет один или несколько потоков трафика, связанных с конкретным TC.

В интерфейсе U трафик делится на VLAN с различными приоритетами Ethernet на основе: физического порта, идентификатора VLAN, битов 802.1p и / или DSCP. Как только трафик будет назначен значениям VLAN и COS (802.1p), эти два значения используются для выбора восходящего GEM-порта, чтобы QoS можно было применить к потокам, переносимым портом GEM. Порт GEM всегда принадлежит к одному T-CONT. В направлении вниз по потоку ОНТ направляет трафик, получаемый портами GEM, в соответствующий U-интерфейс.

1: 1 VLAN

GPON: VLAN и GEM порты
В архитектуре VLAN 1: 1 ONT отображает каждую виртуальную локальную сеть 1: 1 в уникальный U-интерфейс. Существует два варианта назначения тегов на V-интерфейсе в восходящем направлении — трафик на V-интерфейсе может быть двухточечным или одноточечным.
Для VLAN с двойной меткой в V ONT может либо назначить идентификатор C-VLAN, либо перевести идентификатор C-VLAN. OLT добавляет идентификатор S-VLAN. (Подписчик 1 на рисунке ниже)
Для VLAN с двойной меткой в V ONT может назначать идентификаторы VLAN S-C для входящего трафика, а OLT проходит через трафик. (Абонент 2 на рисунке ниже)
Для одноточечной VLAN на V ONT добавляет идентификатор S-VLAN или преобразует входящий тег в идентификатор S-VLAN, а OLT проходит через трафик. (Подписчик 3 на рисунке ниже)

В направлении вниз по потоку OLT удаляет внешний тег или проходит через трафик на соответствующий порт GEM на основе значения тега и битов приоритета. ONT удаляет теги и пересылает кадры из порта GEM в соответствующий U-интерфейс.

GPON: VLAN и GEM порты

N: 1 VLAN

GPON: VLAN и GEM порты
Для модели VLAN N: 1 ONT всегда добавляет идентификатор S-VLAN или преобразует входящий тег в идентификатор S-VLAN для восходящего трафика. OLT будет проходить через любой восходящий трафик с идентификатором S-VLAN на них. В направлении вниз по потоку OLT будет передавать сквозной трафик с идентификатором S-VLAN в ONT, определяя порт GEM на основе MAC-адреса и битов приоритета. Если порт GEM не может быть определен, тогда кадр заливается с использованием однонаправленного порта GEM, связанного с идентификатором S-VLAN. ONT удалит тег и пересылает кадры из порта GEM в соответствующий U-интерфейс. Для модели N: 1 трафик всегда помечен тегом в интерфейсе V.
GPON: VLAN и GEM порты

QoS и управление трафиком

Как видно из рисунка 1, линия GPON соединяет OLT и ONT для передачи Ethernet-сервисов. Обратите внимание, что GPON также может инкапсулировать услуги ATM и TDM (E1, E3). Подслой GTC Adaptation отображает Ethernet-фреймы в рамки GPON GEM. В GEM требуется механизм QoS для поддержки QoS Ethernet (т. Е. Битов 802.1p). Для обеспечения QoS используются два механизма —
* Классификация трафика в классах
* Перенаправление классов трафика в порты GEM и T-CONT, настроенные для эмуляции службы QoS Ethernet

Управление потоком трафика

На рисунке 5 показана примерная модель управления потоком трафика. Он отображает 4 T-CONT на интерфейс PON, где каждый T-CONT представляет собой определенный класс трафика (TC). Классификатор получает трафик от U-интерфейса и сопоставляет его с очередями в соответствии с конфигурацией с использованием связанных портов GEM. Если второй интерфейс UNI присутствует в одном и том же ONT, он также выполняет классификацию и сопоставляет трафик с TC (s). Как упоминалось выше, порт GEM должен иметь один или несколько T-CONT. Другой восходящий трафик от других ОНТ сопоставляется с другими 4 Т-РЕАЛАМИ в соответствии с ТК.

В OLT каждый TC отображается в отдельную очередь. T-CONTs из разных ONT, которые используют один и тот же TC, сопоставляются с одной и той же очередью, а планировщик используется среди очередей по отношению к порту, обращенному к сети, т.е. интерфейсу V.
GPON: VLAN и GEM порты
Управление потоком трафика

На рисунке 6 показана примерная модель управления потоком трафика. В нисходящем направлении T-CONT не используется. Трафик, полученный от V-интерфейса в OLT, присваивается очередям в соответствии с TC. Затем он передается в нисходящем направлении к интерфейсу PON с использованием планировщика. В ONT трафик снова классифицируется и помещается в соответствующие очереди для каждого интерфейса U. Планировщик используется для передачи кадров в U-интерфейс.
GPON: VLAN и GEM порты