EPON多点控制协议的主要功能和机制是什么？

EPON多点控制协议的主要功能和机制是什么？

EPON是运行在点对多点拓扑上的吉比特以太网，因此需要在吉比特以太网MAC子层功能的基础上增加点对多点控制机制，其基本工作原理如图所示。在下行方向，OLT采用广播方式，把发往任意一个ONU的数据都广播到所有ONU，而每个ONU根据数据帧中的LLID接收属于自己的数据帧并转发，同时丢弃其他ONU的数据帧。而在上行方向，EPON系统采用时分多址（TDMA）方式，每个ONU只能在OLT分配的特定时隙（Time Slot）中发送数据帧，每一个特定时刻只能有一个ONU发送数据帧，否则将产生时隙冲突，导致OLT无法正确接收数据。对ONU发送上行数据帧的时隙进行控制，就是多点控制机制的主要作用之一。

图　EPON系统的基本工作原理

IEEE 802.3标准中定义了MPCP（多点控制协议），在OLT与每个ONU之间建立一个逻辑的点对点链路，使点对多点网络中的MAC客户端能够像在独享链路中一样收发数据帧（即在点对多点的物理网络中建立了点对点的逻辑链路）。

MPCP协议的主要功能包括：ONU的发现、注册、测距和定时，上行动态带宽分配。为完成这些功能，主要有以下3种处理机制。

第一，发现处理。对ONU进行发现、注册和认证，在这一过程中还进行测距和定时。

第二，报告处理。ONU向OLT报告拥塞状态，指明每个优先级队列所需的上行带宽。即使没有带宽需求，ONU也周期性地产生报告，用于保持OLT与ONU之间的连接状态。

第三，选通处理。OLT根据ONU的拥塞状态报告，基于特定算法，为不同ONU动态分配上行带宽。

EPON标准定义了以下5种消息（PDU，协议数据单元）以实现上述MPCP功能。

GATE消息分为发现选通（Discovery GATE）和普通选通（Normal GATE）两种，分别用于OLT为ONU提供发现窗口和普通数据传输窗口；另外，OLT可以通过发送Normal GATE消息，保持OLT到ONU的连接状态。

REPORT消息主要作用包括：OLT通过REPORT消息的时间戳（timestamp）对ONU进行测距；ONU通过REPORT消息向OLT报告ONU上每一个802.1Q优先级队列（共8个）需要的带宽（通过队列长度表示）；通过ONU周期性发送REPORT消息，保持ONU到OLT的连接状态。

REGISTER_REQ、REGISTER、REGISTER_ACK三条消息用于ONU的发现和注册。