epon

　摘要:通过分析运营商ip城域网的多业务需求，结合城域网的网络结构，区分家庭网关和企业网关等不同的终端类型，阐述了在epon接入模式下的多业务接入、区分和服务质量保障方案。
　　1  引言
　　根据中国互联网络信息中心(cnnic)发布的《第21次中国互联网络发展状况统计报告》，截止到2007年底，中国网民总人数达到2.1亿人，而使用率最高的网络应用依次是：网络音乐(86.6%)、即时通信(81.4%)和网络影视(76.9%)。
　　可以预见，随着iptv、全球眼等业务的发展以及web2.0应用的日益繁荣，人们对带宽的需求将越来越高，像高清iptv这样的应用，每个用户的带宽将达到20～50mbit/s，而在10年内更将达到70mbit/s。如此高的带宽需求，传统的铜缆接入技术将难以胜任，而光纤接入则可以在20km范围内轻松达到稳定的千兆接入。所以光节点逐渐下移，接入层逐渐向ftth演进成为宽带发展的必然趋势。
　　本文将通过分析城域网的多业务需求，结合运营商城域网网络结构，区分家庭网关和企业网关等不同的终端类型,阐述在epon接入模式下的多业务接入、区分和服务质量保障方案。
2  城域网的多业务需求
　　随着ip技术的不断进步和城域网业务的迅猛发展，运营商的ip城域网将逐渐演变为数据、语音、视频业务的综合承载网络，要求城域网能够满足互联网接入、企业互连、iptv、3g/ngn等业务的综合化承载和差异化服务需求。
　　ip城域网各项业务的带宽和qos质量需求可以汇总参见表1。
表1  ip城域网各项业务的带宽和qos质量需求汇总

　　3  epon接入模式下的城域网多业务体系架构
　　ip城域网主要由城域骨干网和宽带接入网组成，图1给出了epon接入模式下的城域网多业务体系架构。

图1  epon接入模式下的城域网多业务体系架构示意图
　　城域骨干网是业务接入控制点（包括bras和业务路由器）及其以上的城域网核心路由器组成的三层路由网络，划分为核心层和业务接入控制层。核心层由核心路由器组成，负责对业务接入控制点设备进行汇接并提供ip城域网到骨干网的出口，具备业务识别、标识和策略路由功能。
　　业务接入控制层又称业务网关，由宽带接入服务器（bras）与业务路由器（sr）两种业务接入控制设备组成，主要负责业务接入控制。bras主要实现拨号和专线接入互联网网关功能；sr主要实现大客户专线接入互联网、mpls pe和组播网关功能。业务接入控制层是二层网络与三层网络的转换点，以下为二层网络，以上为三层网络。
　　宽带接入网是业务接入控制点以下、用户cpe以上的二层接入网络，层次上划分为汇聚层和接入层。汇聚层网络主要由以太汇聚交换机设备组成。接入层可以采用xdsl、lan等多种技术，这里主要考虑采用epon接入技术的模型。epon接入层包含epon设备（olt，odn，onu）、接入线路以及定制化的用户端设备（家庭网关，企业网关）等。
　　4  epon模式下的多业务接入方案
　　在epon接入模式下，可以实现宽带上网、企业互联、语音、iptv、全球眼、视讯等多种业务的接入，根据接入终端类型不同，可以划分为2类，即家庭网关接入和企业网关接入（采用ip vpn或者专线的方式接入）。其中，家庭网关接入包括：pc终端：宽带上网、语音（sip软终端）、全球眼等；机顶盒：iptv；sip硬终端：语音业务。企业网关接入包括：宽带上网业务、语音（sip软终端）、全球眼；语音业务：sip硬终端；视讯业务：视频会议。
　　（1）业务终结模型
　　在城域网的业务接入控制层，采用多边缘模型实现对不同类型业务的终结。业务终结模型按照业务的不同特性和不同需求统一进行设计，并分别终结到bras和sr设备。具体的原则是：
●家庭网关接入的pc终端类业务终结到bras，采用pppoe接入方式；
●机顶盒接入的iptv业务，在业务发展的初期，可以终结在bras上，采用pppoe接入方式；在业务大规模部署阶段，终结在sr上，采用ipoe接入方式；
●sip硬终端接入的语音业务，终结在sr上，采用ipoe接入方式。
●企业网关接入的所有业务，均终结在sr上，并根据不同的流量类型分别进行服务质量保障。
　　（2）家庭网关的pvc及vlan规划
　　家庭网关可以通过adsl口接入到onu集成的dslam上，也可以通过lan口直接接入到onu。
　　对于接入到onu集成dslam的家庭网关，划分4个pvc，分别用于上网、语音、视频、网管，在dslam上实现pvc到用户vlan的映射，并在汇聚交换机实现qinq封装，根据业务终结模型，分别终结到bras和sr。

　　对于直接接入到o nu的家庭网关，划分4个vlan，分别用于上网、语音、视频、网管，并在汇聚交换机实现qinq封装，根据业务终结模型，分别终结到bras和sr。

　　（3）企业网关的vlan规划
　　企业网关通过lan口接入到onu，并通过汇聚交换机实现qinq封装，最后终结在sr上。
　　5  epon模式下的多业务保障方案
　　5.1  业务区分和等级规划
　　根据业务不同特性和需求，进行业务区分和业务等级的划分。
　　（1）iptv类视频业务为非对称性流量模型，需要重点保障下行流量的qos。
（2）语音类（sip硬终端接入）和视讯类业务为对称性或准对称性流量模型，需要对双向流量进行qos保障。
（3）上网业务为ip城域网的基本业务，不需要进行qos保障。
　　主要采用diffserv模型，通过流量分类、标记、限速、队列调度和拥塞控制等技术实现qos保障。在城域网中使用8个业务等级和5个优先级队列，可以对qos业务等级规划如表2所示。
表2  对qos业务等级规划

　　5.2  带宽分配和预留
　　在接入层的onu设备上，实现对用户带宽限速，为语音业务vlan（pvc）分配200k带宽；为iptv业务vlan（pvc）分配4m带宽（可根据需求扩展），上网业务使用剩余带宽；企业专线或ip vpn根据客户的租约分配带宽。
　　在城域网骨干网、接入网汇聚层为相关业务预留带宽，初期可以为语音（网管）业务预留链路带宽的10%，为iptv业务预留30%。
　　5.3  分类标记和队列调度
　　（1）家庭网关上行流量
　　●场景一：家庭网关接入onu（集成dslam）
　　家庭网关将上网和iptv的pvc配置为ubr；将语音和网管pvc设置为cbr，网关上行口优先保障语音。
　　onu集成的dslam实现pvc－vlan映射，汇聚交换机实现qinq，onu和汇聚交换机均不做标记和调度，轻载保证qos。
　　bras和sr在语音接入子接口标记ip precedence值为4，并转换为mpls exp标记，上行口根据exp标记进行队列调度，优先保障语音。核心和汇聚路由器信任exp标记并根据exp标记进行队列调度，优先保障语音。
　　●场景二：家庭网关接入onu
　　家庭网关按照端口对上网、语音、视讯等接入业务划分vlan，在onu上对各个业务vlan基于802.1p进行qos标记，并分别进行限速。
　　汇聚交换机实现qinq，并继承onu的qos标记，根据标记的等级进行队列调度和拥塞控制。
　　bras和sr及其以上的城域骨干网设备均信任来自下游的qos标记，并根据标记进行队列调度和拥塞控制。
　　（2）家庭网关下行流量
　　城域网语音流量通过bac设备与软交换网络互通。在连接软交换bac设备的sr设备端口上，将入端口流量标记ip precedence值为4，城域网路由器、汇聚交换机、onu均信任该标记，并进行队列调度和拥塞控制。
　　在连接iptv组播源和点播pop点的sr端口上，将入流量标记ip precedence值为5，城域网路由器、汇聚交换机、onu均信任该标记，并进行队列调度和拥塞控制。
　　（3）企业网关双向流量
　　对于采用企业网关接入的客户，实现双向的qos保障。
　　在企业网关上，按照端口对上网、语音、视讯等接入业务划分vlan，并基于802.1p进行qos标记。
　　在汇聚交换机实现qinq，并根据与客户签订的合同进行限速。汇聚交换机及其以上的城域网设备均信任来自下游的qos标记，并根据标记进行队列调度和拥塞控制。
　　这样可以实现企业网关接入客户的企业内部语音和视讯流量的双向qos保障。
　　6  结束语
　　随着固网运营商大举实施“光进铜退”计划，以epon为代表的ftth和fttb产品在城域网的部署范围将逐步扩大，而通过本文提出的解决方案，可以较好的实现epon模式下的多业务接入和保障。
来源：edn china