ONU激活机制

2010-08-02 23:07阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1776948422

一、定义
1.激活过程分为三步：参数学习、串号获得和测距。（parameter learning, serial number acquisition and ranging.）
在参数学习步骤中：ONU保持被动，获得用于上行传输的运行参数；
在串号获得步骤中：OLT通过新的ONU串号发现新的ONU，然后分配给该ONU一个ONU ID。
为了更确切地描述第三步，首先介绍一些延迟参数：
OLT下行帧传输和接收到相应ONU的上行突发光信号之间的一个时间间隔被称为ONU的round-trip delay(RTD)（往返延迟）。RTD（往返延迟）由往返导致的延迟和ONU响应时间组成，往返导致的延迟和ONU的光纤距离成正比。不同的ONU的RTD不同。为了保证不同ONU的突发光信号在相同的上行GTC帧的边界处能够被校准，每个给定的ONU必须延迟上行突发光信号的传送超过其常规的响应时间。这一额外的时间被称为ONU的equalization delay(EqD)。
在测距步骤中：每个ONU的EqD都由OLT基于RTD响应的测量计算出来并且由OLT通信发给ONU。
在ONU完成各自的测距进程之前，OLT会指示ONU使用额外的延迟的特定的共同的值。这一共同值，被称为pre-assigned delay(PrD)，将会在参数学习阶段(parameter learning)被传输至ONU。
为了避免串号获取期间正常运作的ONU的上行突发光信号和新加入的ONU的测距之间产生冲突，OLT必须暂时抑制in-service的ONU的上行传输以制造一个时间间隔让新加入的ONU的上行光信号可以到达，该时间间隔称为quit window。
2.激活项的因果关系

激活过程在OLT的控制下进行，OLT通过交换上行和下行PLOAM消息对其进行控制。激活进程项的因果关系如下：
—— ONU进入激活进程，监听下行传送和获得PSync(物理层同步)和superframe synchronization（超帧同步）.
—— ONU等待Upstream_Overhead PLOAM消息，选择性地跟从Extended_Burst_Length PLOAM消息，这一消息由OLT周期性地发放。
—— ONU通过Upstream_Overhead和Extended_Burst_Length消息，接收PON运行参数（突发光模式开销组件的长度和方式，PrD的值和启始光功率等级）
—— OLT会用使用Serial_Number_ONU消息周期性发放的广播串号请求，ONU通过对这一请求的响应宣告其已经连接至PON口。
—— ONU调整其传输光功率水平，通过使用来自OLT的直接消息的缺失作为消极确认。（原文：The ONU adjusts its transmission optical power level using the absence of directed messages from the OLT as a negative acknowledgment. ）
—— OLT发现新接入的ONU的串号，然后通过Assign_ONU-ID消息对新的ONU分配一个ONU-ID。
—— OLT发放一个直接串号请求给新发现的ONU并且精确地计算ONU的响应时间。
—— OLT计算该ONU的equalization delay，并且通过Ranging_Time消息把这一延迟时间发送给ONU。
—— ONU根据OLT给它的equalization delay，调整其上行GTC帧发送时钟的起始时沿。
—— ONU完成激活和开始的常规运行操作。
在正常运行状态下，OLT会统计到达的上行传输的相位和BER(Bit Error Ratio)。基于OLT统计到的相位信息，OLT会对任何的ONU重新计算并且及时地更新equalization delay。基于统计到的BER信息，OLT会指示ONU同步调整其光功率水平。

二、ONU的激活机制
1.ONU激活状态，计时器和计数器
整个激活过程ONU有七个状态
O1 – Initial state（起始）
O2 – Standby state（待命）
O3 – Serial_Number state（串号）
O4 – Ranging state（测距）
O5 – Operation state（运行）
O6 – POPUP state
O7 – Emergency Stop state
为了支持激活进程，ONU有两个计时器：
TO1:串号获得和测距计时器。计时器TO1用于终止不成功的激活尝试，通过限制总体时间ONU可以停留在O3和O4状态。TO1的推荐初始值为10ms。
TO2：POPUP timer。TO2被用来宣告错误，以从间歇的LOS/LOF状态中恢复出来，通过限制时间，一个ONU可以停留在O6状态。推荐的TO2初始值为100ms。
当O3状态等待ONU-ID下发时，为了自动调节光功率水平，ONU保持一个串号请求的临界值（SN_Request_Threshold）和一个相关的计数器。
2.ONU的五个状态
Initial state（O1）
ONU在这一状态下上电，宣告LOS/LOF。一旦下行流被接收到，LOS和LOF被清空，ONU进入O2状态。
Standby state (O2)
ONU接收到下行流，然后等待全局时钟参数。一旦收到Upstream_Overhead，ONU配置这些参数（例如：界定值、功率水平模式和PrD）并且进入O3状态。
Serial_Number state (O3)
通过相应OLT下发的串号请求，ONU将自己告知OLT并且允许OLT发现ONU的串号。
一旦ONU相应了串号请求，就会等待OLT下发唯一的ONU-ID。OLT使用Assign_ONU-ID消息下发ONU-ID，然后ONU进入O4状态。
OLT也许会在它的方向上使用Extended_Burst_Length消息用来与所有在PON口上的ONU通信扩展的开销参数。如果ONU在O3状态在接收到任何串号请求之前接收到了Extended_Burst_Length消息，将会根据接收到的值配置type 3 preamble length（type 3 前导码长度）。
Ranging state (O4)
来自于不同ONU的上行传输必须在上行GTC帧边沿被同步。为了使ONU看上去像是和OLT的距离都相等（实际上是不相等的），每个ONU必须有各自的equalization delay。当ONU在测距状态（O4）时，equalization delay是一种措施。一旦ONU接收到了Ranging_Time消息，便会进入O5状态。
Operation state (O5)
进如O5状态之后，ONU发送上行数据和PLOAM消息。当需要时，这一状态下ONU可以建立额外的连接。一旦网络测距完成，所有的ONU在各自的合适的equalization delay下工作，所有上行突发光将会在所有ONU之间同步化。每个上行传输都是独立到达，每个上行传输通过上行GTC帧将会在正确的位置到达。
POPUP state (O6)
当ONU监测到LOS或LOF告警时，从O5进入O6状态。当进入O6状态时，ONU立刻停止上行传输。OLT会监测该ONU得LOS告警。
当光纤ODN(Optical Distribution Network)出现break，将会有多个ONU进入POPUP状态。基于网络生存性方案，将会采取以下措施：
如果实施了保护倒换，OLT可将所有ONU转移到保护光纤上。这一情况下，ONU将会重新测距。为了实现这一目的，OLT发送广播POPUP消息指所有的ONU，指示它们进入测距状态（O4状态）。
如果没有保护倒换，或者ONU具有内部保护能力，OLT将发送定向的POPUP消息给ONU指示它进入O5状态。一旦ONU进入O5状态，OLT将会在ONU进入全业务前对其进行测试。特定情况下，O6状态下，一个加密钥匙switch项可能已经预定。为了保证在这种情况下恢复，OLT应该重启与ONU的钥匙交换和switch-over进程。
如果ONU无法从LOF或者LOS告警中恢复，ONU将无法收到POPUP消息（不论是广播的还是定向的broadcast or directed）并且根据TO2计时器将会进入O1状态。
Emergency Stop state (O7)
当ONU收到Disable_Serial_Number消息就进入O7状态并且关掉光发送器。
在紧急停在过程中，ONU在上行方向上被阻止发送数据。如果Disable_Serial_Number 被发送了三次之后，ONU无法进入O7状态，OLT在上行带宽分配下持续收到ONU的传输，则OLT会宣告DFi告警。
当停止工作的ONU故障清除，OLT会激活ONU使其恢复到工作状态。
通过“enable”操作发送一个Disable_Serial_Number消息到ONU以激活ONU，然后，ONU回到O2状态。所有参数（包括串号和ONU-ID）将会被再次检测。

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