三网融合技术 实验报告.docx

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三网融合技术实验报告

三网融合技术实验报告

**********

学号：

11********

班级：

网络520

指导老师：

啊2

上课时间：

2011.9

一、三网融合概述

所谓“三网融合”，就是指将数据、语音和视频三种业务相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。

“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。

（示意图）

二、三网融合的好处

1、实现融合，有利于形成完整的信息通信业的产业链，发展新的市场空间和实施信息通信产业结构的升级换代，进一步提升信息通信业在国民经济中的战略地位和作用。

2、打破了电信运营商和广电运营商在视频传输领域长期的恶性竞争状态，各大运营商将在一口锅里抢饭吃，看电视、上网、打电话资费可能打包下调。

3、信息服务将由单一业务转向文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务通过手机视频看到客户货物的大致情况，并立即决定派什么样的车去提货，发完货以后，客户也能随时自主追。

4、有利于极大减少基础设施投入，并简化网络管理，降低成本。

5、将使网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提高。

三、PON技术的结构及原理

1、PON的结构

1）PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；

2）PON由光线路终端OLT（OpticalLineTerminal）、光网络单元ONU（OpticalNetworkUnit）

3）和光分配网络ODN（OpticalDistributionNetwork）组成；

4）无源：

没有室外有源设备

5）由有源OLT和ONT、以及无源ODN（光分配网络组成）

6）ODN：

由光纤、光分路器（Splitter）和其他无源器件组成

7）非常低的生命周期费用，无室外有源设备维护费用

8）能够很容易承载语音（Voice）,视频（Video）和数据（Data）

9）相对P2P方式的光纤接入，成本低一半左右

PON基本技术——下行

下行信号：

OLT连续广播发送，ONU选择性接收（根据LLID）

PON基本技术——上行

上行信号：

TDMA突发发送，采用测距技术保证上行数据不发生冲突

2、PON的原理

1）EPON组成

随着以太网技术在城域网中的普及以及宽带接入及技术的发展，人们提出了速率高达1Gbit/s以上的宽带PON技术，主要包括EPON技术和GPON技术。

PON由光线路终端（OLT）、光合/分路器（Spliter）和光网络单元（ONU）组成，采用树形拓扑结构。

PON同时处理双向信号传输，上、下行信号分别用不同的波长，但在同一根光纤中传送。

OLT到ONU/ONT的方向为下行方向，反之为上行方向。

下行方向采用1490nm，上行方向采用1310nm。

PON的优势：

相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。

提供非常高的带宽，服务范围大。

EPON在现有IEEE802.3协议基础上，通过较小的修改实现在用户接入网络中传输以太网帧，是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM时分MAC媒体访问控制方式提供多种中综和业务的宽带接入技术。

EPON系统由OLT、ONU、ODU组成。

OLT：

作为EPON的核心，其功能有

（1）向ONU以广播方式发送以太网数据

（2）发起并发控制测距过程，并记录测距信息

（3）发起并控制ONU功率控制

（4）为ONU分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小

（5）其他相关的以太网功能

ODU：

有无源光分路器和光纤构成

ONU/ONT：

为用户提供EPON接入的功能

（1）选择接收OLT发送的广播数据

（2）响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整

（3）对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送

（4）其他相关的以太网功能

PON技术的比较：

Tech.

BPON

EPON

GPON

WDM-PON

Bandwidth/Wavelength（Mbps/nm）

US

155/1310

1250/1310

2488/1310

125~1250/-

DS

622/1490

1250/1490

2488/1490

125~1250/-

Protocol

Line

NRZ/DSS

NRZ,8B/10B

NRZ/FSS

Any

Link

ATM

Ethernet

ATM/GEM

Any

ServiceSupporting

Data

AAL5

TransparentTransfer

GFP

TransparentTransfer

Voice

TDM/VoIP/AAL2

VoIP

TDM/VoIP

TransparentTransfer

Video

AAL5--IPTV

IPTV

GEM--IPTV

TransparentTransfer

TDM

AAL1

TDMOverIP（futurePWE3）

GEM

TransparentTransfer

BandwidthEfficiency

稍高

稍低

高

－

Reach/Splitter

20km/16

10km/32

20km/16

10km/32

20km/32

20km/64

Above20km/32

StandardCommittee

ITU-T（FSAN）

IEEE

ITU-T（FSAN）

-

2）EPON协议栈

EPON以MAC控制子层的MPCP机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构。

MPCP是一种管理P2MP的协议。

3）GPON的原理及介绍

GPON三大优势：

1、更远的传输距离：

采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；

2、更高的带宽：

对每用户下行2.5G/上行1.25G（物理层）；

3、分光特性：

局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。

GPON原理----数据复用

GPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。

为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：

1.下行数据流采用广播技术；

2.上行数据流采用TDMA技术。

GPON标准协议:

ITU-TG.984.1、ITU-TG.984.2、ITU-TG.984.3、

ITU-TG.984.4

GPON原理：

下行数据：

广播方式：

GPON的下行帧长为固定的125us，下行为广播方式，所有的ONU都能收到相同的数据，但是通过GEMPORTID来区分不同的业务的数据，ONU通过过滤来接收属于自己的数据。

上行数据：

TDMA方式：

GPON的上行是通过TDMA（时分复用）的方式传输数据，上行链路被分成不同的时隙，根据下行帧的upstreambandwidthmap字段来给每个ONU分配上行时隙，这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了，不会产生为了争夺时隙而冲突。

每帧共有9120个时隙。

4）多MAC控制简介

（1）实现目标

•支持P2PE这种特例

•OLT支持多个LLID和MAC客户端

•ONU支持单个LLID

•支持单拷贝广播机制

•允许动态带宽分配的灵活架构

•使用32位时间戳

•使用基于MAC控制的结构

•对发现的设备进行测距以改进网络性能

•用持续测距的方式实现对RTT补偿

（2）在IEEE802.3中的层次

•代替了MAC控制子层的位置，位于DLL的底层，支持多个客户和其他的MAC控制功能

•通过特定的协议实现实时控制多个MAC的机制，并实现对MAC子层的操作

•MPCP是一种管理P2MP的协议。

•多个MAC共用一个物理层。

每一个独立的MAC给OLT和ONU提供P2PE,附加的一个MAC提供SCB功能

•ONU的RS层完成了帧过滤，所以只要一个MAC

•EPON终端在注册过程中分配的LLID唯一标识了MAC

5）MPCP协议介绍

（1）、发现处理

发现处理为新添加的的或离线的ONU提供PON接入。

发现处理的过程：

1.OLT广播一个发现GATE消息，该消息包括开始时间和发现时间窗的长度

2.未注册ONU等待一个随机时间后发送REGISTER_REQ消息，ONU采用竞争算法和测量来避免碰撞。

REGISTER_REQ中包括ONU的MAC地址和最大等待时间。

3.OLT接收到一个可用的REGISTER_REQ消息后，注册该ONU，分配一个LLID并绑定正确的MAC地址到LLID上。

4.OLT发送Register消息（包括ONU的LLID和OLT的同步时间）到ONU。

OLT现在可以发送标准的GATE消息允许ONU发送REGISTER_ACK消息。

5.发现处理完成，OLT和已注册的ONU开始正常的通讯

EPON原理——自动发现和测距

•自动发现是少量的，尽量不占用有效带宽

•何时启动：

可以静态设置Discovery操作频率，可以按照DBA算法指定

•多个ONU避免注册冲突

–ONU采用随机算法，保证ONU尽量在不同的时刻响应，提高成功率。

–随机延迟法：

ONU自行延时一段时间

–随机跳过窗口：

ONU自行决定是否响应

•OLT广播Discovery窗口：

按照最大窗口20km，按照软件设置的最大窗口参数

（2）、报告处理

1.报告处理负责对网络中报告的产生和终止进行排队。

报告有较高层产生，通过MAC控制的客户端送入MAC控制子层。

状态报告用于带宽需求和OLT的watchdog时钟。

2.即使没有带宽需求，也需要周期性地产生报告。

3.报告处理功能模块和它的MPCP协议被设计成与802.1P桥接

（3）、门限处理

1.多点MAC控制的关键概念是公平裁决多个ONU进行传输的能力。

2.OLT通过许可分配的方式控制ONU的传输

3.ONU通过GATE消息设置传输窗口

4.产生周期性的许可（发送GATE消息）以防止watchdog超时

5.ONU注册以后，如果设置了Discovery标志，则忽略所有的GATE消息

6）EPON和GPON的比较

四、EPON业务规划与配置

1.EPON数据业务配置

①通用组网图

②数据规划

4种业务流

1）CommonVLAN多业务流配置。

可作为普通的二层VLAN使用

2）StackingVLAN多业务流的配置。

包含内外两层VLAN标签，用户CVLAN、服务提供商SVLAN

3）QinQVLAN多业务流的配置。

包含用户私网的内层VLAN和外层VLAN，在VLAN里嵌套一个VLAN

4）各种VLAN单业务流的建立

③多业务流配置

Commonvlan：

建立多业务流时网络侧vlan必须不同，用户侧vlan和网络侧vlan一一对应

stacking和QinQ：

基于同一个ONT建立多业务流时，外层vlan必须一样，网络侧vlan唯一，多个用户侧vlan对应一个网络侧vlan

1、CommonVLAN——用户侧数据为untag

配置命令：

huawei（config）#vlan3000smart（建立网络侧vlan）

huawei（config）#portvlan30000/200（将上行口添加到VLAN）

huawei（config）#service-portvlan3000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlanuntagged

huawei（config）#interfaceepon0/1

huawei（config-if-epon-0/1）#ontportvlan00fe13000（将网络侧vlan添加到指定的端口）

huawei（config-if-epon-0/1）#ontportnative-vlan00fe1vlan3000（设定端口的nativevlan）

1）当数据流为untagged业务流时，需要配置端口的nativevlan；

2）基于一个ont建立commonvlan多条业务流时，使用不同的网络侧VLAN；

3）每个ont最多可以建立8条业务流。

2、CommonVLAN——用户侧数据为带vlan的报文

huawei（config）#vlan3000smart

huawei（config）#portvlan30000/180（将上行口添加到VLAN）

huawei（config）#vlan35（建立用户侧vlan）

huawei（config）#service-portvlan3000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlan35

huawei（config）#interfaceepon0/1

huawei（config-if-epon-0/1）#ontportvlan00fe135（将用户侧vlan添加到指定的端口）

1网络侧的数据报文只带有网络侧VLAN；

2用户侧VLAN在ONT侧终结；

3）StackingVLAN——用户侧数据为untag：

huawei（config）#vlan3000smart

huawei（config）#vlanattrib3000Stacking

huawei（config）#portvlan30000/180

huawei（config）#service-portvlan3000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlanuntagged

huawei（config）#displayvlan3000（查询该stacking业务流的lable值）

huawei（config）#interfaceepon0/1

huawei（config-if-epon-0/1）#ontportvlan00fe11002（将ont端口添加到label）

huawei（config-if-epon-0/1）#ontportnative-vlan00fe1vlan1002（将ont端口的nativevlan设置为label）

1系统给业务流分配lable值，然后作为内层VLAN打包在数据流；

2网络侧的数据报文包含网络侧VLAN和内层VLAN；

4）StackingVLAN——用户侧数据带vlan：

huawei（config）#vlan3000smart

huawei（config）#vlanattrib3000Stacking

huawei（config）#portvlan30000/180

huawei（config）#vlan35

huawei（config）#service-portvlan3000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlan35

huawei（config）#interfaceepon0/1

huawei（config-if-epon-0/1）#ontportvlan00fe135

5）QinQVLAN——用户侧数据带vlan：

huawei（config）#vlan3000smart

huawei（config）#vlanattrib3000QinQ

huawei（config）#portvlan30000/180

huawei（config）#vlan35

huawei（config）#service-portvlan3000epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlan35

huawei（config）#interfaceepon0/1

huawei（config-if-epon-0/1）#ontportvlan00fe135

1用户侧VLAN保留，直接在外层加上网络侧VLAN；

2网络侧的数据报文包含网络侧VLAN和内层VLAN；

3目前QinQVLAN不支持untag数据；

4单业务流建立

1、common、qinq、stackingvlan的单业务流的建立都是相同的命令行，不需要ontportvlan、ontportnative-vlan等命令配合。

例：

huawei（config）#service-portvlan3000epon0/6/3ont0rx-cttr6tx-cttr6

2、建立单业务流的常用模板：

huawei（config）#vlan3000smart

huawei（config）#vlanattrib3000....[根据需要修改vlan属性]

huawei（config）#portvlan30000/63

huawei（config）#service-portvlan3000epon0/6/3ont0rx-cttr6tx-cttr6

2.添加和配置ONT

1）创建ONT模板

huawei（config）#ont-profileaddeponprofile-id20

Press'Q'or'q'toquitinput

>IsUNIconfigurationconcerned?

<1-notconcern,2-concern>[2]:

>ONTFEportslist（fomat:

1,3-5,7）<0-100>[-]:

1-2

>ONTGEportslist（fomat:

1,3-5,7）<0-100>[-]:

1

>NumberofPOTSports<0-16>[0]:

>TDMporttype<1-E1>[1]:

>NumberofTDMports<0-8>[0]:

AddinganONTprofilesucceeded

Profile-ID:

20

Profile-Name:

ont-profile_20

2）添加ONT

●在线添加：

单板模式下使用命令ontconfirm进行ont的添加，该命令只能添加已经自动发现的ont。

huawei（config）#interfaceepon0/3

huawei（config-if-epon-0/3）#port0ont-auto-findenable（打开PON口的自动发现功能）

huawei（config-if-epon-0/3）#ontconfirm0allprofile-id20（批量添加）

huawei（config-if-epon-0/3）#ontconfirm00018-0237-B303ontid0profile-id20（逐一添加）

●离线添加：

不管ont是否被自动发现，都可以通过ontadd的命令来进行添加。

huawei（config-if-epon-0/3）#ontadd000018-0237-B303profile-id20

3）检查添加ont的状态

huawei（config-if-epon-0/3）#displayontinfo23

Controlflag:

activeont处于激活状态，如果是非激活状态则为deactive

Runstate:

upont已经上线，不在线时显示down

Configstate:

normalont配置恢复正常

Matchstate:

matchont的实际能力级和绑定的模板相匹配

OntProfileID:

20

五、组播业务

主播业务就是传送数据的一个拷贝到多个接收者，主机发送数据的一个拷贝，网络在每个接收者的最后可能存在的一跳复制它，主机可同时发送数据到多个接收者。

1.IGMP协议

IGMPV2格式

2.组播业务的基本配置

1）IGMPPROXY

IGMPproxy功能主要包括IGMP协议报文的处理，节目组成员关系的维护（加入、离开、老化）。

IGMP协议报文的处理包括系统同时作为IGMP查询器和主机功能分别与用户侧和网络侧设备交互。

仅当用户是加入节目的第一个用户时，才向相应的上行口转发用户的Report报文；同样的，当用户是离开该节目的最后一个用户时，才向相应的上行口转发用户的Leave报文

2）IGMPSNOOPING

IGMPsnooping功能主要是窥探用户上报的IGMP加入/离开报文，直接向相应的上行口转发，并接收上行口的组播流，转发到用户端口；除了对用户IGMP报文和上层查询报文的处理过程有差别外，其它处理过程与PROXY的实现完全相同

3）受控组播

4）EPON组播配置

1、创建VLAN并加入上行端口

MA5600T（config）#vlan10smart

MA5600T（config）#vlan1001smart

MA5600T（config）#portvlan10010/90

2、设置上行口的Native-VLAN

MA5600T（config-if-giu-0/19）#native-vlan0vlan1001

3、建立业务虚端口

MA5600T（config）#service-portvlan1epon0/1/0ont0multi-serviceuser-vlan10

4、将ONT上的端口加入USER-VLAN

MA5600T（config-if-epon-0/12）ontportvlan00ge101

5、设置业务流的多播抑制开关

MA5600T（config-btv）#multicastpolicyservice-port0normal

6、添加EPON组播用户

MA5600T（config-btv）#igmpuseraddservice-port0no-auth

7、设置组播VLAN模式

MA5600T（config-mvlan1001）#igmpmodeproxy

8、添加节目

MA5600T（config-mvlan1001）#igmpprogramaddip239.1.1.1sourceip10.11.104.1

9、添加上行口

MA5600T（config-mvlan1001）#igmpuplink-port0/9/0

10、将用户加入组播VLAN

MA5600T（config-mvlan1001）#igmpmulticast-vlanmemberservice-port0

六、实验总结

通过这三周的学习和实验，我们对三网融合有了进一步更加深入的了解，以前总以为所谓的“三网”就是电信网、互联网和电视网，现在看来我们以前的认为是错误的。

准确的说三网融合是将传统意义上的数据、语音和视频三个业务合三为一，这才是真正的三网融合。

不仅如此，我们还知道了什么是ＰＯＮ技术，和ＥＰＯＮ组播