GPON:VLAN 和 GEM 端口
本文讨论 GPON 中的流量。正如 GPON 基础文章中所讨论的,OLT 是 GPON 接入网络中的第一个聚合点。OLT在用户侧终结GPON传输汇聚层(GTC),将以太网帧转发到网络侧的以太网层。图 1 显示了 ONU/ONT 场景的终端点。

U参考点代表 ONU/ONT的面向客户的接口。当 ONT 和 RG 设备组合成单个设备时,U 参考点可能位于 ONU/ONT 设备内。
R/S参考点代表面向 OLT 的 ONT 接口。S/R参考点代表 OLT 上连接 GPON 接口的光分配网络 (ODN) 。S/R 和 R/S 接口包含允许 OLT 和一个或多个 ONT 通过 ODN 进行通信所需的所有协议元素。
V参考点代表OLT的面向网络的接口。
T-CONT 与 GEM 端口的关系
定义:
T-CONT: ONU/ONT 内的业务承载对象,代表一组逻辑连接,并被视为单个实体,用于 PON 上的上行带宽分配。在上行方向,用于承载业务流量。每个T-CONT对应一个带宽类型的业务流量。每种带宽类型都有自己的 QoS 功能。
ALLOC_ID:每个 T-CONT 由 ALLOC_ID 唯一标识。ALLOC_ID 范围从0 到4095。它由OLT 分配,即OLT 上的每个PON 接口只能由一个ONU/ONT 使用一个T-CONT。
GEM Port: GPON Encapsulation Method (GEM) 端口是一个虚拟端口,用于进行 GEM 封装,用于在 OLT 和 ONU/ONT 之间传输帧。每个 UNI 的每个不同流量类别 (TC) 都分配有不同的 GEM 端口。每个 T-CONT 由一个或多个 GEM Ports 组成。每个GEM端口承载一种业务流量,即T-CONT类型。
GEM Port ID:每个 GEM Port 都由一个端口 ID 唯一标识。Port ID 的范围是 0 到 4095。它由 OLT 分配,即 OLT 上的每个 PON 接口只能由单个 ONU/ONT 使用 GEM 端口。
图 2 显示了 T-CONT 和 GEM Ports 之间的关系。

在 ONT 和 OLT 之间是 ODN,以太网帧通过使用 GEM 通道在其上传输。GPON 将 GEM 通道作为其 GTC 层的一部分。GEM 通道携带可变长度的以太网帧。GEM 通道由 GEM 端口 ID 标识。此标识符由 OLT 在创建新通道时分配,并且仅在通道的整个生命周期内有效。给定 ONT 的每个 GPON 接口可以有多个 GEM 端口。每个 GPON 接口的 GEM 端口 ID 是唯一的,代表 OLT 和 ONT 之间的特定流量或流组。
有 2 种类型的 GEM 通道:
- 仅下行 GEM 信道 - 这些信道用于将下行广播/多播流量从 OLT 传输到所有 ONT。ONT 根据 GEM 端口 ID 识别对它们意味着的流量。
- 双向 GEM 通道 - 这些通道用于 OLT 和 ONT 之间的上行和下行流量。帧
从 OLT 传输到 GPON 接口,并且
仅在
分配了 GEM 端口的 ONT 的 U 接口上转发。
GEM Ports 用于区分流量类别 (TC)。AU 接口可能有多个与之关联的 GEM Port,它们支持不同的 TC。因此,在一个 GPON 接口内,每个 GEM Port 承载一个或多个与特定 TC 相关联的业务流。
在 U 接口上,流量根据物理端口、VLAN ID、802.1p 位和/或 DSCP 被划分为具有不同以太网优先级的 VLAN。一旦为流量分配了 VLAN 和 COS (802.1p) 值,这两个值用于选择上游 GEM 端口,以便可以将 QoS 应用于 GEM 端口承载的流。一个 GEM Port 始终属于一个 T-CONT。在下行方向,ONT 将 GEM Ports 接收到的流量转发到相应的 U 接口。
QoS 和流量管理
从图 1 可以看出,GPON 链路连接 OLT 和 ONT 以传输以太网业务。请注意,GPON 还可以封装 ATM 和 TDM(E1、E3)业务。GTC 适配子层将以太网帧映射到 GPON GEM 帧。GEM 中需要一种 QoS 机制来支持以太网 QoS(即 802.1p 位)。为了提供 QoS,采用了两种机制:
- 将流量分类为流量类别
- 将流量类别转发到配置为模拟以太网 QoS 服务的 GEM 端口和 T-CONT
上游流量管理
图 5 显示了上游流量管理的示例模型。它显示每个 PON 接口有 4 个 T-CONT,其中每个 T-CONT 代表一个特定的流量类别 (TC)。分类器从 U 接口接收流量并根据配置使用关联的 GEM 端口映射到队列。如果同一 ONT 上存在第二个 UNI 接口,它还将执行分类并将流量映射到 TC。如上所述,一个 GEM Port 必须承载一个或多个 T-CONT。来自其他ONT的其他上行流量根据TC映射到其他4个T-CONT。
在 OLT,每个 TC 都映射到一个单独的队列中。来自共享相同TC 的各个ONT 的T-CONT 被映射到相同的队列,并且在队列之间使用调度器朝向面向网络的端口,即V 接口。

下游流量管理
图 6 显示了下游流量管理的示例模型。在下行方向,不使用 T-CONT。在OLT 的V 接口接收到的流量根据TC 分配到队列中。然后通过调度器在下行方向上传输到 PON 接口。在 ONT 上,流量再次被分类并为每个 U 接口放置到适当的队列中。调度器用于将帧传输到 U 接口。
