无源光网络(pon)是引入新的先进多媒体和宽带业务的接入网技术理想解决方案，但在pon上传输多种宽带业务仍面临着qos方面的挑战。本文在对这些主要qos问题进行探讨的同时，阐述了pon的qos控制、流量管理功能以及动态带宽分配(dba)协议的相关要点。 服务质量(qos)对宽带系统设计者来说已不再是什么新概念。相反，qos是工程师在所有设备设计中必须竭力达到的具体而宽泛的目标。 但是在宽带设计中实现qos已变得前所未有的重要。宽带市场的一个明显变化趋势是，它从传输单纯数据业务转向融合语音、视频和数据功能的统一网络。为实现这些全业务宽带网络，设计者必须首先解决一些qos难题。 本文将探讨在开发通过pon提供多种宽带业务的设备时，设计者将面临的主要qos问题，其中还将讨论pon的qos控制，并介绍一些能处理不同类型业务的简单有效的流量管理功能。另外还会重点介绍动态带宽分配(dba)协议的相关要点，dba协议由itu-t推荐，可大大提高pon的吞吐量。pon是更好的选择 由于xdsl和线缆调制解调器等现有接入网所面临的问题，转向pon系统逐渐成为对设计者越来越有吸引力的一个选择。选择pon的原因很简单，光纤是长距离传输高带宽业务最有效的媒介。特别是分布式网络上仅需无源光器件、多个客户端设备(cpe)便可共享来自同一局端(co)的光纤时，pon作为低成本接入技术是一种更具吸引力的解决方案。 考察pon方案时，设计者必定要问的一个问题是如何保证pon上不同类型业务的qos。要回答这个问题，须探讨一下pon的架构。 pon系统的一个显著好处是不用在光分布网络(odn)中管理qos。pon采用点对多点架构，由位于局端的一个光线路终端(olt)和位于客户端的关联光网络终端(ont)组成。 odn位于olt和ont之间，它由光纤和无源分光器或连接器组成。 一个olt一般有多个pon单元，每个驱动一根单模光纤。通过廉价的无源分光器和分布光纤，olt与多个ont连接。光纤和无源光器件使接入网的分布设备不再需要有源电子器件和相关维护。olt和ont是系统中仅有的有源单元，因此qos机制是可控并可管理的。 pon协议和架构提供了相互通信和流量控制机制，以便于容易实现qos。在pon网络上，从olt到多个ont的下行数据流与从ont到olt的上行数据流的传输过程有所不同。 下行数据以广播方式传输，每个ont通过匹配包头中的地址来接收发送给它的数据包。为确保数据安全，下行数据要经过一个称为“搅拌(churning)”的鉴定过程作为第一道防线，以防止恶意用户偷窃他人数据。 上行数据按照olt的控制机制进行传输，采用时分多址(tdma)协议，在此协议下，olt对每个ont授以传输时隙。这些时隙是同步的，因此来自多个ont的数据包在同一个光纤上传输不会产生冲突。在同一根光纤上传输上行和下行数据(无论是对称还是非对称)，都是利用具有不同波长的两个激光通道的波分复用(wdm)来实现的。pon的流量管理 在pon系统里，带宽和缓冲器是有限的宝贵系统资源，必须加以适当管理以保证qos。缓冲会导致流量抖动，其中大部分抖动可通过流量整形机制消除。当缓冲器被占满，业务拥塞将导致数据包丢弃，但可以进行预防，即通过提供足够的数据授权来缓解队列拥塞。额外的数据授权可由系统其它空闲带宽的适当重定向来提供。尽量减少抖动和拥塞的影响是qos管理的基本功能。 尽管某些情况下丢失少量数据是可接受的，但诸如语音这样的实时应用相当“脆弱”，对延迟很敏感。微小抖动或网络延迟可以被放大到使信号无法使用的程度。相反，非实时业务(如以太网)一般都可容忍少量延迟，但任何数据丢失将是完全不能接受的。全业务系统在管理qos时必须能有效处理不同类型业务的不同需要。为支持真正的qos，仅有足够的带宽或仅提供一个“大输送管道”是远远不够的。 如上所述，采用pon系统的全业务支持必须区分不同类型的业务。系统至少要能够支持语音、数据和视频。例如，实时网络业务(比如电话)须与多种数据应用整合在一起，每种业务都有不同的传输速度。这意味着网络要区别接入网上传输的数据包。pon系统必须知道正在传输的业务类型及其目的地，另外还须分离正在传输的数据包。 pon所有设备和复用点上的qos规则要求一致，以控制每种类型业务的处理方式。qos 管理必须控制pon系统内所有流量争用点。 图1描述了一般pon系统的流量控制。在网络业务复用的每一点上都应建立优先控制机制，因为这里通常会发生争用。在olt上，来自网络端的下行输入数据流在向ont广播之前被多路复用。在pon下行输入点，数据突发有可能会限制实时、对延迟敏感业务的正常流动。为防止此类事件发生，可以在争用点上放置一个缓冲器，以便为不同类型业务的分类设定优先队列。这样，从缓冲器溢出的额外“突发”数据将被丢弃