GPON限速及QoS

GPON限速及QoS1限速在上行方向，通过配置ONU-G::Traffic management option来设置流量管理方式为上行流量速率控制（Rate controlled upstream traffic），可以对每个业务最大上行流量进行速率控制。

但这个速率控制是针对每个GEM连接进行管理控制的，而不是针对整个ONT的上行速率进行控制。

在每个代表GEM连接的GEM port network CTP里面，GEM port network CTP::Traffic descriptor profile pointer属性用于指向GEM traffic descriptor，但这个属性仅在ONU-G::Traffic management option设置为速率控制（Rate controlled upstream traffic）时候才被用到。

每个GEM连接的速率控制参数可以通过配置GEM traffic descriptor进行设定，其中GEM traffic descriptor::SIR用于设定该连接的保证速率(sustained information rate)，GEM traffic descriptor::PIR用于设定该连接的峰值速率(peak information rate)。

在下行方向，没有用于设定下行流量速率控制的ME。

2上行QoS在上行方向上，通过配置ONU-G::Traffic management option可以对上行流量的管理方式设定为优先级控制调度（Priority controlled and flexibly scheduled upstream traffic）。

在这种情况下，优先级队列(priority queue)和流量调度器(traffic scheduler)等Qos机制将会用于上行业务流。

图1为上下行业务流的数据流程图。

图1：上下行业务的数据流程图从图1可以看出，上行业务流在到达GEM port network CTP，根据ONU-G::Traffic management option的不同，开始流经不同的途径：若为速率控制方式，则直接被送到T-CONT；若是优先级调度方式，则被送到Priority Queue(up Stream)。

根据是否使用Traffic scheduler-G进行调度，Priority Queue(up Stream)数据流被送到Traffic scheduler-G或者T-CONT。

经过Traffic scheduler-G调度的上行业务流最终也是被送到T-CONT中进行发送。

在下行方向上，下行业务流到达GEM port network CTP后，被送往Priority Queue(down Stream)中，然后经过PPTP UNI发送出去。

2.1GEM port network CTP：在ONU-G::Traffic management option为上行流量速率控制(rate controlled)时候，GEM port network CTP::Traffic management pointer for upstream指向T-CONT；若ONU-G::Traffic management option为优先级控制(priority controlled)，则GEM port network CTP::Traffic management pointer for upstream指向Priority Queue。

在上行业务流到达GEM port network CTP后，若ONU-G::Traffic management option为上行流量速率控制方式（Rate controlled upstream traffic），则上行业务流直接到达T-CONT，而不再流经上行优先级队列和流量调度器。

若ONU-G::Traffic management option为基于优先级的控制（Priority controlled and flexibly scheduled upstream traffic），则上行业务流被送到上行优先级队列Priority Queue(up Stream)。

2.2Priority Queue(up Stream)Priority Queue:: Related port中的前两个字节为T-CONT ME ID，后两个字节表示这个队列的优先级，Priority Queue:: Weight表示这个队列的权重。

若这个队列被调度的方式为HOL(head of line)，则使用Priority Queue:: Related port中的优先级作为其被调度的依据；若其被调度的方式为WRR(weighted round robin)，则使用Priority Queue:: Weight作为其被轮询调度的权重值。

若Priority Queue::Traffic scheduler-G pointer不为空，则上行业务流被送到Traffic scheduler-G，否则被送到由Priority Queue:: Related port前两个字节标识的T-CONT中。

2.3Traffic scheduler-G:Traffic scheduler-G:: Policy表示其调度策略。

若调度策略为HOL，则使用Priority Queue:: Related port中的优先级进行调度；若调度策略为WRR，则使用Priority Queue:: Weight作为其调度依据。

在调度完成后，从Traffic scheduler-G出来的业务流被赋予新的优先级，该优先级用T raffic scheduler-G:: Priority/weight表示。

若在随后的调度中，调度策略为HOL时候，Traffic scheduler-G:: Priority/weight被解释为0-255之间的优先级值；若随后的调度策略为WRR，则Traffic scheduler-G:: Priority/weight被解释为轮询调度权重值。

若Traffic scheduler-G直接连接到T-CONT，则Traffic scheduler-G:: T-CONT pointer指向相应的T-CONT，否则该属性值为空；若该Traffic scheduler-G连接到另外一个Traffic scheduler-G，则Traffic scheduler-G:: Traffic scheduler pointer指向相应的Traffic scheduler-G，否则该属性值为空。

若Traffic scheduler-G:: T-CONT pointer不为空，则上行业务数据流被送往T-CONT中，否则被送到另一个Traffic scheduler-G中。

2.4T-CONT：T-CONT:: Policy表示经由这个T-CONT的上行业务流的调度策略，其可能的调度策略包括：null，HOL，WRR。

若ONU-G::Traffic management option为速率控制，则T-CONT接收到来自GEM port network CTP的上行业务流，由于没有优先级标识，此时将不进行优先级调度；若ONU-G::Traffic management option为优先级调度，则可选用HOL或者WRR方式调度。

在Priority Queue::Traffic scheduler-G pointer为空的情况下，T-CONT将接收到来自Priority Queue的上行业务流。

若T-CONT的调度策略为HOL，则使用Priority Queue:: Related port中的优先级作为其调度的依据；若T-CONT的调度的方式为WRR，则使用Priority Queue:: Weight作为其轮询调度的权重值。

在Priority Queue::Traffic scheduler-G pointer不为空的情况下，T-CONT将接收到来自Traffic scheduler-G的上行业务流。

若T-CONT的调度策略为HOL，则将Traffic scheduler-G:: Priority/weight作为优先级进行调度；若T-CONT的调度的方式为WRR，将Traffic scheduler-G:: Priority/weight作为其轮询调度的权重值。

3下行QoS下行业务数据流到达GEM port network CTP后，将被送到Priority Queue(down Stream)中，然后由PPTP UNI根据优先级进行调度。

和上行优先级队列Priority Queue(up Stream)不同，下行优先级队列的Priority Queue:: Related port中的前两个字节表示所使用的UNI端口的slot/ port，后两个字节表示这个队列的优先级。

在下行优先级队列Priority Queue(down Stream)中，Priority Queue::Traffic scheduler-G pointe r的值为空，同时Priority Queue:: Weight这个属性也没有被使用。

4Appendix4.1Qos基本原理图2：QoS调度基本原理从图2可以看出，QoS基本要素包括：数据流、分类器、优先级队列、调度器。

QoS调度过程如下：输入数据流在到达分类器后，分类器按照预先设定的分类规则将输入数据流分送到不同的优先级队列，然后调度器根据预先设定的调度策略从不同的优先级队列取出数据进行发送。

总的来说，QoS过程就是按照设定的规则将输入数据流重新排序从而产生新的输出数据流的过程。

4.2GPON QoS机制图3：GPON QoS机制示意图在GPON系统中，对数据流的分类工作是在前面进行的，比如根据VLAN或者其它规则等将不同类型的业务数据流送到不同的GEM PORT里面，因此到达GEM PORT的数据流是分类号的数据流，因此在图3中出现没有分类器和分类前的数据流。

从图3可以看出，数据流在经过GEM PORT进入优先级队列后，首先由Traffic Scheduler 进行第一次调度，然后由T-CONT进行第二次调度。

4.3调度Policy调度策略包括HOL和WRR两种方式：HOL：是一种严格优先级调度机制，也就是如果有高优先级的队列需要发送数据，则低优先级的队列必须等待，直到高优先级队列为空后，才可以发送低优先级队列的数据。

比如队列的优先级为1，队列2的优先级为2，如果队列1中有数据需要发送，则队列2必须等待，直到队列1中的数据发送完毕，队列2才可以发送数据；如果队列1一直有数据需要发送，则队列2就有可能被饿死。