目  录

1 EPON介绍

1.1 EPON系统简介

1.1.1 EPON系统结构

1.1.2 EPON技术的优势

1.1.3 EPON应用模式

1.2 EPON系统数据传输过程

1.2.1 ONU的注册过程

1.2.2 扩展OAM连接

1.2.3 带宽分配过程

1.2.4 数据传输过程

1.3 EPON系统的安全性

1.4 S3600系列以太网PON OLT交换机与EPON系统

1.4.1 S3600系列以太网PON OLT交换机设备的特点

1.4.2 EPON系统的三种端口类型

1.5 S3600系列以太网PON OLT交换机功能配置任务向导

2 OLT配置

2.1 OLT配置

2.1.1 OLT配置任务简介

2.1.2 EPON系统参数配置

2.1.3 配置动态带宽分配及相关参数

2.1.4 配置OLT端口授权过滤功能

2.2 配置显示和维护

3 ONU远程管理配置

3.1 ONU配置

3.1.1 ONU配置任务简介

3.1.2 绑定指定ONU到指定ONU端口

3.1.3 配置ONU的管理VLAN

3.1.4 配置ONU的PPPoE+特性

3.1.5 配置FEC功能

3.1.6 配置数据流加密

3.1.7 取消ONU注册

3.2 ONU端口配置显示和维护

3.3 ONU远程管理典型配置举例

3.3.1 ONU和ONU端口的绑定配置举例

1 EPON介绍

1.1  EPON系统简介

EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）是承载封装成802.3标准的以太网帧的PON（Passive Optical Network，无源光网络），是以太网技术和无源光网络技术的有机结合，基于2004年6月颁布的IEEE 802.3ah标准。

1.1.1  EPON系统结构

一个典型的EPON系统主要由OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和ODN（Optical Distribution Network，光分配网络）三部分组成，如图1-1所示。

图1-1 EPON系统典型结构图

1. OLT

OLT一般放置在局端CO（Central Office，中心机房）内，是整个EPON系统的核心设备。

OLT通常是一台以太网交换机、路由器或者多媒体转换平台，提供EPON系统与业务供应商的核心数据/视频/电话网络间的接口。

2. ONU

ONU用于连接用户侧的网络设备（如PC、机顶盒以及交换机等），通常放置在用户家里、楼道或者路边，主要负责用户侧上行数据（ONU发往OLT的数据包）的转发及选择性接收从OLT侧转发的下行广播数据（OLT发往ONU的数据包）。

3. ODN

ODN由光纤和一个或多个POS（Passive Optical Splitter，无源光纤分支器）等无源光器件组成，在OLT和ONU间提供光信号传输通道。

POS可以将上行数据耦合到一根光纤上，将下行数据分发到各个ONU。

1.1.2  EPON技术的优势

1. 更低的运营维护成本

与传统的以太网宽带接入相比，在EPON网络中POS为无源设备，具有无能源消耗（无需供电）、可靠性高（不受供电故障影响）、安装简便的特点，而且节省了光纤资源，能显著降低运营维护费用。

2. 更远的距离更高的带宽

与以太网宽带接入相比，EPON系统不仅接入传输距离更远（可达20km）、带宽更高（1Gbps），而且带宽可根据ONU的即时业务情况进行动态调整，各ONU在分配给自己的授权时间内独享上行带宽，享受类似TDM（Time Division Multiplexing，时分复用）的专线质量。

1.1.3  EPON应用模式

根据ONU所处位置不同，EPON的应用模式可分为：FTTC（Fiber To The Curb，光纤到路边）、FTTB（Fiber To The Building，光纤到大楼）、FTTH（Fiber To The Home，光纤到户）等多种类型。

1. FTTC

在FTTC结构中，ONU放置在路边或电线杆的分线盒边。从ONU到各个用户之间一般采用双绞线铜缆连接，在传送宽带图像业务时，则采用同轴电缆连接。FTTC的主要特点之一是，从ONU到用户家里仍可采用现有的铜缆设施，可以推迟入户的光纤投资。目前，在提供2Mbps以下窄带业务时，FTTC是OAN（Optical Access Network，光接入网）中最现实、最经济的方案，但如需提供窄带与宽带的综合业务，这一结构则不甚理想。

2. FTTB

在FTTB结构中，ONU被直接放到楼内，光纤到大楼后可以采用ADSL、Cable或LAN等方式接入用户家中。FTTB与FTTC相比，光纤化程度进一步提高，因而更适用于高密度以及需提供窄带和宽带综合业务的用户区。

3. FTTH

在FTTH结构中，ONU直接放置于用户的办公室或家中，是真正全透明的光纤网络，它们不受任何传输制式、带宽、波长和传输技术的约束，是光纤接入网络发展的理想模式和长远目标。

1.2  EPON系统数据传输过程

EPON系统采用单纤波分复用技术（下行中心波长为1490nm，上行中心波长为1310nm）实现单纤双向传输，最大可支持20km的传输距离。

如图1-2所示，在EPON系统数据传输之前需要进行ONU注册（参见1.2.1  ）、扩展OAM连接建立（参见1.2.2  ）和带宽分配（参见1.2.3  ）。

图1-2 EPON系统数据传输过程

1.2.1  ONU的注册过程

ONU的注册过程采用四种MPCP（Multipoint Control Protocol，多点控制协议）消息：授权（GATE）、注册请求（REGISTER_REQ）、注册（REGISTER）和注册确认（REGISTER_ACK），这四种消息中都包含有时间标签字段，用于记录报文发送时的本地时钟。其中，授权消息有两种：

l              一种为普通GATE，以单播方式进行带宽分配；

l              另一种为发现GATE，以广播方式进行ONU发现。

ONU注册过程如下：

(1)        OLT广播发送一个发现GATE，通告所有ONU发现时隙的开始时刻及其长度；

(2)        尚未注册的ONU响应发现GATE消息，修改本地时钟和GATE消息中所携带的时间标签一致。当ONU的本地时钟到达发现时隙的开始时刻，ONU将等待一个随机时延后发送REGISTER_REQ消息，REGISTER_REQ消息中包含有ONU的MAC地址和发送REGISTER_REQ消息时ONU本地的时钟标签；

(3)        当OLT收到一个未注册ONU的REGISTER_REQ消息后，将获得其MAC地址和往返时延（测量往返时延的方法参见2.1.2  1. ）；往返时延主要用于ONU与OLT之间时间的同步。

(4)        OLT解析收到的REGISTER_REQ消息后，使用REGISTER_REQ消息中携带的MAC地址发送一个单播REGISTER消息到这个未注册的ONU。其中，REGISTER消息中包含有分配给该ONU的一个唯一的LLID（Logical Link ID，逻辑链路标志）用于标识身份；

(5)        紧随REGISTER消息，OLT还会发送一个普通GATE消息，给同一个ONU；

(6)        ONU收到REGISTER和普通GATE消息后，将在GATE消息中授权的时隙发送一个REGISTER_ACK消息，告知OLT已经成功解析了REGISTER消息。

(7)        至此，ONU注册完成。

1.2.2  扩展OAM连接

S3600系列以太网PON OLT交换机支持扩展OAM（Operation、Administration and Maintenance，操作、管理和维护）功能，从而使OLT具备了对ONU进行远程操作、管理和维护的能力。

扩展OAM连接的建立包括OAM能力发现、附加信息的交换等，是执行其他扩展OAM功能前所必需的确认过程。只有扩展OAM连接建立完成后，才可以开始数据传输。其连接建立过程如下：

(1)        标准OAM发现建立完成；

(2)        ONU上报所支持的OUI（Organizationally Unique Identifier，全球统一标识）及扩展OAM版本号给OLT；

(3)        OLT确认该ONU上报的OUI及扩展OAM版本号是否在OLT所支持的OUI及扩展OAM版本号列表中：

l              如果存在，该ONU的扩展OAM连接建立成功；

l              如果不存在，该ONU扩展OAM连接建立失败。

1.2.3  带宽分配过程

当扩展OAM连接建立完成后，下行数据就可以开始传输，要进行上行数据传输还需在上行带宽分配完成之后。

带宽分配主要涉及授权（GATE）和报告（REPORT）两种MPCP消息类型：

l              GATE消息是从OLT发送到一个单独ONU的用于给这个ONU分配传输时隙的消息；

l              REPORT消息是ONU用于把本地状况（如缓存占用量）传递给OLT的反馈机制，用于帮助OLT智能的分配时隙。

OLT为ONU分配带宽的过程如下：

(1)        OLT发送GATE消息，告知ONU发送REPORT消息的时隙；

(2)        ONU在所分配的时隙内发送REPORT消息，向OLT报告自己的本地状况；

(3)        OLT收到ONU的REPORT消息，根据系统当前带宽状况，给ONU分配数据传输时间，此传输时间包含ONU发送数据的开始时间及其时间长度；

(4)        ONU收到授权GATE消息，等待GATE中携带的开始时刻的到来。时间一到，即开始数据发送。

(5)        至此，本轮带宽分配结束。

1.2.4  数据传输过程

1. 下行数据传输

下行方向数据以广播方式传送到各个ONU，各ONU只选择接收属于自己的数据包，丢弃其它数据包，如图1-3所示。

图1-3 EPON系统下行数据传输示意图

2. 上行数据传输

如图1-4所示，各ONU先把从用户收到的数据帧先缓存起来，直到它的发送时隙到来。当时隙到来时，ONU把它所缓存的数据帧以全线速（1000Mbps）“突发”发送。

图1-4 EPON系统上行数据传输示意图

上行方向数据采用TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址接入)技术，保证了OLT与POS间一条光纤线路能传送多个ONU到OLT的数据信号，并且信号之间互不干扰。

1.3  EPON系统的安全性

OLT下行方向数据采用广播方式传送到各ONU，为防止恶意用户截获其它用户的信息、提高用户数据的安全性，EPON系统中每个LLID都有独立的密钥，并且密钥定期进行更新：

由OLT提出密钥更新请求，密钥更新过程通过OLT发送的新密钥请求消息和ONU回应的新密钥通知消息来实现，即OLT向ONU发出新密钥请求消息，ONU收到新密钥请求消息后向OLT发一个新密钥通知消息。

密钥更新过程中OLT使用了密钥更新定时器和加密响应定时器：

(1)        OLT密钥更新定时器

此定时器用于控制密钥更新周期，当该密钥更新定时器超时后，OLT则发送新的密钥请求消息启动密钥更新过程。

(2)        OLT加密响应定时器

此定时器用于在OLT无法获得新密钥通知消息情况下，启动下一次密钥更新请求，以增加密钥更新的可靠性。

当OLT发出新密钥请求消息时，启动加密响应定时器：

l              若OLT在此定时器超时前收到了ONU发来的正确的新密钥通知消息，则OLT启用新密钥，并取消该定时器；

l              若定时器超时后，OLT仍没有收到新密钥通知消息，则认为密钥交互失败，将定时器复位，OLT发送新一轮的新密钥请求消息。在新密钥成功交互之前，ONU仍然使用原来的密钥，并且由OLT将密钥交互失败的信息上报给网管。

l              若连续3次发送新密钥请求消息后，OLT仍无法在加密响应定时器超时前收到密钥更新消息，则向网管告警，下行数据流仍然使用旧的密钥。建议此时调整加密响应定时器数值。

1.4  S3600系列以太网PON OLT交换机与EPON系统

1.4.1  S3600系列以太网PON OLT交换机设备的特点

S3600系列以太网PON OLT交换机作为EPON系统的OLT设备。S3600系列以太网PON OLT交换机具有如下特点：

l              符合EPON互通标准：支持与符合《中国电信EPON设备技术要求》标准的友商ONU进行对接。

l              强大的ONU远程管理能力：用户可通过OLT端口来集中管理和配置下挂ONU及ONU UNI（User Network Interface，用户网络接口）端口下的各类相关业务，大幅度降低了后期的维护成本。

l              完善的安全保护机制：OLT可从控制、管理、转发三方面全方位保障网络设备的安全，防止非法或者异常的流量进入网络。

l              强大的ACL和QoS功能：OLT支持标准ACL和扩展ACL，并支持流量监管、流量整形、报文优先级、多种模式的队列调度机制和多种拥塞避免机制等服务质量保障功能。

1.4.2  EPON系统的三种端口类型

S3600系列以太网PON OLT交换机作为EPON系统的OLT设备时，EPON系统有三种端口类型：OLT端口、ONU端口和UNI端口，如图1-5所示。

图1-5 EPON系统简图

1. OLT端口

S3600系列以太网PON OLT交换机上的每个PON端口即是一台独立的OLT设备，对于S3600系列以太网PON OLT交换机而言，每个PON端口即是一个OLT端口。OLT端口编号采用业务板槽位编号/子板槽位编号/OLT端口编号，如图1-5所示的OLT 1/0/1。

2. ONU端口

S3600系列以太网PON OLT交换机的每个OLT端口下都对应有64个逻辑的ONU端口，ONU端口并非实际存在的物理端口，仅当把ONU设备绑定到指定ONU端口后，该ONU端口才具有实际意义，进入ONU端口视图下所进行的配置都是针对对应ONU设备的配置。ONU端口编号采用业务板槽位编号/子板槽位编号/OLT端口编号:ONU端口编号，如图1-5所示的ONU 1/0/1:1。

3. UNI端口

UNI（User Network Interface，用户网络接口）端口是ONU设备的连接用户的端口。S3600系列以太网PON OLT交换机支持的UNI端口编号范围为1～80，实际编号要根据ONU设备而定。如当EPON系统中ONU 1/0/1:1端口所对应的ONU设备为S3100-16C-EPON-EI时，UNI端口编号范围为1～16。

1.5  S3600系列以太网PON OLT交换机功能配置任务向导

图1-5为EPON系统简化组网图，该组网环境假设一个OLT端口下仅接入两台ONU，且每台ONU仅接入了一个用户。

本模块以图中所示三种类型的端口（OLT端口、ONU端口以及UNI端口）为主线，对S3600系列以太网PON OLT交换机作为OLT设备时所特有的功能以及这些功能的配置过程进行了详细介绍，具体请参见表1-1。

表1-1 配置任务向导

2 OLT配置

2.1  OLT配置

2.1.1  OLT配置任务简介

表2-1 OLT配置任务简介

2.1.2  EPON系统参数配置

1. ONU到OLT的最大往返时间

在ONU注册过程中，通过OLT和ONU之间发现GATE消息和REGISTER_REQ消息的交互，OLT掌握了该ONU的RTT（Round Trip Time，往返时间）值。通过在OLT端配置最大RTT，可以设定EPON系统的覆盖范围。当ONU设备的RTT大于OLT段配置的RTT时，该ONU将不能成功注册。

设置较小的RTT值可以将一些由于距离较远而导致光功率衰减过多的ONU排除在EPON系统之外；同样，也可以通过设置较大的RTT，扩大EPON系统的覆盖范围，使尽可能多的ONU成功注册。

RTT的测量过程如下：

(1)        在OLT发给ONU的发现GATE消息中嵌入OLT本地时间T₀，即发现GATE消息中的时间标签值为T₀；

(2)        ONU收到该消息后，修改本地时间为发现GATE中的时间标签值T₀，并在一段延迟之后的T₁时刻发送REGISTER_REQ消息给OLT（REGISTER_REQ消息的时间标签值为T₁）；

(3)        OLT收到REGISTER_REQ消息的时间为T₂；

(4)        OLT计算ONU的RTT，RTT=(T₂-T₀)-(T₁-T₀)=T₂-T₁；

(5)        如果OLT在T₃时刻开始空闲，空闲时间长度为∆T，则给ONU分配的时隙为{ T₃-RTT，∆T }，即ONU发送数据的开始时间为T₃-RTT，分配的时间长度为∆T。

表2-2 EPON系统参数配置

2. 配置OUI及扩展OAM版本号

OUI（Organizationally Unique Identifier，全球统一标识符）：标识本设备的生产厂商。当用户在OLT端对ONU设备进行管理时，OLT和ONU 都会使用OUI标识来确定是否能够与对端设备进行连接。然后使用扩展OAM封装各种操作和确认信息进行传输。

所以配置EPON网络前，必须配置OUI及扩展OAM版本号。

关于扩展OAM的具体介绍请参见“扩展OAM配置”中的介绍。

表2-3 EPON系统参数配置

2.1.3  配置动态带宽分配及相关参数

DBA（Dynamic Bandwidth Allocation，动态带宽分配）是指OLT可根据各ONU的即时业务状况，实时改变各ONU的上行带宽。

DBA通过请求应答机制来实现：

OLT通过ONU的带宽请求（REPORT消息）获取各ONU的流量信息，并在指定的ONU上行带宽范围内，通过合适的带宽分配算法计算出本轮的带宽分配结果，再利用带宽授权（GATE消息）通知各ONU，保证各ONU上行数据发送不互相冲突。

针对突发性很强的IP/Ethernet业务，相对于静态（固定）带宽分配方案，动态带宽分配机制能够减少带宽资源浪费，更加有效地利用上行带宽，各ONU上行数据发送的顺序及时间点由OLT集中控制。

DBA算法有两种：内部DBA算法和外部DBA算法。

l              内部DBA算法由芯片内部实现；

l              外部DBA算法通过加载外部DBA算法文件来实现。

表2-4 配置动态带宽分配及相关参数

2.1.4  配置OLT端口授权过滤功能

在EPON系统中，上行方向是采用TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址接入）方式进行数据交互的，每个ONU都是在OLT为其分配的属于自己的时隙中进行数据传输。因此，按照OLT严格时间同步计算，在规定的时间段内OLT只能接收指定ONU的报文，但如果存在某个ONU的时间同步不够精确，就可能出现在某个规定的时间段内，OLT收到的是其它ONU的报文。开启OLT端口授权过滤功能后，当遇到此情况时，则OLT不允许该报文通过。

表2-5 OLT端口授权过滤功能

2.2  配置显示和维护

表2-6 配置显示和维护

3 ONU远程管理配置

3.1  ONU配置

目前与S3600系列以太网PON OLT交换机配套的H3C ONU可分为三种类型：

l              ET704系列ONU（具体请参见《H3C ET704系列EPON ONU 用户手册》）

l              S3100系列ONU（具体请参见《H3C S3100系列以太网交换机 快速入门》）

l              EC系列ONU（具体请参见《H3C EC1001视频编码器 用户手册》）

不同类型的ONU，对OLT远程管理命令的支持也不尽相同，具体请参见各ONU设备用户手册中“可配置功能列表”处的介绍。S3600系列以太网PON OLT交换机作为OLT设备时，所支持的ONU远程管理功能如表3-1所示。

3.1.1  ONU配置任务简介

表3-1 ONU配置任务简介

3.1.2  绑定指定ONU到指定ONU端口

OLT支持基于ONU的MAC地址对ONU合法性进行认证，并拒绝非法的ONU接入系统。通过绑定ONU到ONU端口，可以完成ONU的合法性认证。在ONU注册过程中：

l              OLT先广播发送发现GATE消息，未注册ONU收到发现GATE消息后，再GATE消息授权的时刻发送REGISTER_REQ消息（该消息的源MAC为ONU的MAC地址）；

l              OLT收到REGISTER_REQ消息后，检查该消息中的源MAC是否已经和本端的ONU端口进行绑定：已完成绑定的ONU通过合法性认证并回应REGISTER消息，未绑定的ONU不能通过合法性认证进而不能完成注册。

l              ONU合法性认证通过后，ONU端口将变为UP状态，我们称该ONU“在线”。

在进行绑定之前，请确定已经获得了ONU的MAC地址。

表3-2 将ONU和ONU端口绑定

3.1.3  配置ONU的管理VLAN

如果用户需要通过Telnet对ONU进行远程管理，则ONU上必须要配置IP地址，而ONU设备同时只能有一个VLAN对应的VLAN接口可以配置IP地址，而该VLAN即为管理VLAN。

ONU的管理VLAN可通过命令行进行指定，而管理VLAN接口的IP地址可以通过两种方式来获取：

l              通过手工指定IP地址；

l              通过DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）自动获取（当ONU为DHCP客户端时）IP地址。

这两种获取IP地址的方式是互斥的，通过新的配置方式获取的IP地址会覆盖通过原有方式获取的IP地址。

表3-3 配置ONU的管理VLAN

3.1.4  配置ONU的PPPoE+特性

OLT可通过扩展OAM报文远程配置ONU的PPPoE+特性。

PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet，点对点以太网承载协议），它利用以太网将大量主机组成网络，通过一个远端接入设备连入因特网，并对接入的每个主机实现控制、计费功能。PPPoE协议采用Client/Server方式，它将PPP报文封装进以太网帧并在以太网上提供点对点的连接。

PPPoE+（PPPoE Intermediate Agent，PPPoE中介代理）是针对采用PPPoE方式认证的宽带接入用户，通过在PPPoE协议报文中添加用户端口信息以达到用户端口识别。

开启了ONU的PPPoE+功能后，当PPPoE Client发出请求报文时：

l              如果请求报文中不包含PPPoE标签，则ONU会为其加上该标签（包含UNI端口信息），然后再向OLT侧转发；

l              如果请求报文中已包含PPPoE标签，则ONU不再添加，直接向OLT侧转发。

表3-4 配置ONUPPPoE+特性

3.1.5  配置FEC功能

开启FEC（Forward Error Correction，前向错误纠错）功能后可实现OLT的下行纠错和ONU的上行纠错，减小了误码率，增加了光信号传输距离。但因报文中增加了纠错码，ONU的有效上行带宽将达不到用户所限定的值。

表3-5 配置FEC功能

3.1.6  配置数据流加密

1. 配置数据流加密及其家秘密钥

本任务用来配置OLT与ONU之间传输的下行数据流加密功能，从而防止非法用户获得系统中其它用户的数据信息。

表3-6 配置数据流加密

2. 配置加密过程中更新密钥的时间以及加密响应的超时时间

本任务用来配置针对OLT与ONU之间传输的下行数据流加密时所使用的密钥的更新时间以及加密响应超时时间。

表3-7 配置加密过程中更新密钥的时间以及加密响应的超时时间

3.1.7  取消ONU注册

取消注册之后，ONU将重新进行注册。

表3-8 取消ONU注册

3.2  ONU端口配置显示和维护

表3-9 ONU端口配置显示与维护

3.3  ONU远程管理典型配置举例

3.3.1  ONU和ONU端口的绑定配置举例

1. 组网需求

将ONU1（MAC地址为000f-e200-0031）和ONU2（MAC地址为000f-e200-3749）分别与ONU1/0/1:1端口和ONU1/0/1:2端口进行绑定。两台ONU的扩展OAM版本号均为2。

2. 组网图

图3-1 将ONU和ONU端口绑定的示意图

3. 配置步骤

# 配置OUI及扩展OAM版本号列表。

<Sysname> system-view

System View: return to User View with Ctrl+Z.

[Sysname] ftth

[Sysname-ftth] epon-parameter ouilist oui 000fe2 oam-version 2  slot 1

[Sysname-ftth] quit

# 创建ONU端口ONU1/0/1:1和ONU1/0/1:2，并将ONU1与端口ONU1/0/1:1进行绑定，ONU2与端口ONU1/0/1:2进行绑定。

[Sysname] interface olt 1/0/1

[Sysname-Olt1/0/1] using onu 1 to 2

[Sysname-Olt1/0/1] quit

[Sysname] interface onu 1/0/1:1

[Sysname-Onu1/0/1:1] bind onuid 000f-e200-0031

[Sysname-Onu1/0/1:1] quit

[Sysname] interface onu 1/0/1:2

[Sysname-Onu1/0/1:2] bind onuid 000f-e200-3749

# 当该两ONU上电后，显示其绑定结果及状态信息。

<Sysname> display onuinfo interface Olt 1/0/1

 ONU Mac Address LLID Dist(M)         Port    Board/Ver  Sft/Epm   State  Aging

 000f-e200-0031     1     <50   Onu1/0/1:1  ET704-A-L/B  110/100      Up    N/A

 000f-e200-3749     2     <50   Onu1/0/1:2  ET704-A-L/B  110/100      Up    N/A

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