在PON网络中,OLT设备的一个PON口会下挂一堆的ONU,因此,PON口的上行带宽是所有ONU共享的,那么上行带宽是如何在各ONU之间分配的呢?
个是在2024年网规案例分析题最后一个大题。
一、PON上行带宽分配机制包含哪些?
PON系统的上行带宽分配机制主要有两种方式,分别是:
- 静态带宽分配(Static Bandwidth Assignment, SBA)
- 动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Assignment, DBA )。
1.SBA
静态带宽分配(SBA)也可以称为固定带宽分配,指每个ONU占用的带宽是固定的。即OLT会根据每个ONU的SLA(包括带宽、时延等指标)周期性的为每个ONU分配固定长度的授权。
一般来讲,OLT采取轮询的方式周期性地给所有ONU发布授权。
在每个轮询周期内,各ONU的授权窗口大小可能是各不相同的,但同一ONU各轮询周期内获得的授权大小只与ONU的SLA有关,与ONU上行业务流量情况无关。
2.DBA
动态带宽分配(DBA)是指OLT根据ONU的SLA和上行流量情况,为ONU动态分配上行带宽的技术。
当某个ONU的流量比较小时,OLT可以给该ONU较小的授权,节约的带宽可以为其他ONU所利用;当某个ONU的流量增大时,OLT可以给该ONU更大的授权(当然,该ONU获得的带宽不能超过SLA中规定的最大带宽)。
因此,DBA就是OLT根据系统内的实时流量自动增加或减少ONU带宽而不中断链接来优化PON系统性能的过程。
换句话说,无论ONU的上行流量有多大,其获得的上行带宽都是固定的。
即使ONU上没有流量,这部分带宽也是固定分配给该ONU的,不能被其他业务流量较大的ONU所利用。
为何选择DBA,而非SBA?
根据前面介绍的静态带宽分配(SBA),我们发现,虽然其方法简单、易实现,比较适合承载TDM等业务流量固定的业务,但不能根据ONU上的流量情况实时调整上行带宽,承载突发性比较强的IP业务时的带宽利用率就比较低。也就是说,面对目前现网绝大多数流量都是IP业务的情况下,SBA并不适用。
相反,DBA能够实现对带宽的精细化管理,提高带宽利用率,同时满足不同用户的需求,其作用和意义主要体现在两方面:
- 其一,相比SBA,DBA实现上行带宽的动态实时调整,最大限度地提高了上行带宽的利用效率,从而使运营商能够在PON系统不增加带宽的情况下,接入更多的用户。
- 其二,能够保证业务的公平性和QoS,使用户能够得到更好的业务体验,特别是对于突发性较强的业务,优势更为明显。
二、DBA的实现原理
不管是EPON系统,还是GPON系统,都有DBA,其差别主要在于DBA控制机制的细节有所不同。
GPON系统的DBA实现机制需借助ONU上的T-CONT来实现,换句话说,OLT的PON口给ONU分配带宽,其实是基于ONU具体的T-CONT来分配带宽的。
其实,在这里,你也能明白T-CONT存在的意义了,ONU有了数据是不能直接往OLT上发送的,需要有个容器来缓存这些数据,等待OLT给ONU分了对应的时隙,ONU才能在对应时隙向上发送这些数据,而这个缓存的容器就是T-CONT。而DBA基于ONU的T-CONT来分配带宽时隙也是有道理的。
DBA的实现模式?SR-DBA or NSR-DBA?
GPON标准规定的DBA有两种实现模式,分别是状态报告(SR,Status Reporting)模式和非状态报告模式(NSR, Non status reporting)模式。
SR即OLT通过ONU上报的本地流量(各个T-CONT缓存占用情况),直接获取ONU上行带宽需求。
NSR即OLT通过监测接收到的上行流量(空闲GEM帧),间接获取ONU上行带宽需求(不需要ONU上报)。
SR-DBA: 流量监测方式:ONU主动上报 实时准确了解ONU带宽需求,ONU有突发流量的时候可以迅速为其分配带宽
NSR-DBA: ONU不上报,OLT监测,了解ONU带宽具有滞后性,占用通信资源
三、PON采用DBA优势
几乎所有的PON技术都会采用DBA来实现PON系统上行带宽的分配,DBA成了PON的必选项。总结下PON系统中采用DBA的优势。
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- 动态带宽分配
DBA技术能够根据用户需求动态分配带宽,满足不同用户的灵活需求。无论用户是在进行在线视频会议、下载大型文件还是进行在线游戏,DBA技术都能根据其需求动态地提供相应的带宽。
- 动态带宽分配
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- 提高带宽利用率
DBA技术通过精细化的带宽管理,能够提高带宽利用率,减少浪费。DBA技术可以有效地避免“用尽所有带宽”的情况,使得剩余的带宽可以被其他用户或应用使用,从而提高整体的带宽利用率。
- 提高带宽利用率
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- 支持QoS
DBA技术能够根据用户需求提供不同的服务质量保障,确保重要业务的数据传输优先级。例如,对于在线视频会议等需要高优先级的应用,DBA技术可以为其提供更稳定、更快速的带宽分配,以保证其服务质量。
- 支持QoS
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- 降低运营成本
DBA技术能够实现按需分配带宽,降低运营商的运营成本。通过DBA技术,运营商可以根据用户的实际需求来分配带宽,避免了因过度分配带宽而造成的资源浪费,从而降低了运营成本。
- 降低运营成本
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- 支持多业务融合
DBA技术能够支持多种业务融合,如语音、视频、数据等业务的综合传输。在DBA技术的支持下,运营商可以在同一网络中提供多种业务,满足用户的多样化需求。
- 支持多业务融合