cấp phát băng thông trong mạng PON

Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG Báo cáo thực tập tốt nghiệp Câp phát băng thông mạng PON Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực tập: Lớp: Mã sinh viên: TS Nguyễn Đức Thủy Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 1021010395 Hà Nội - 2014 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 MỤC LỤC VIỆN KHOA HỌC BƯU ĐIỆN NAM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên thực tập : Nguyễn Trọng Toàn Đơn vị thực tập : Viện Khoa Học Bưu Điện Thời gian thực tập : Từ ngày 23/6/2014 đến ngày 18/07/2014 NHẬN XÉT CỦA CƠ SỞ THỰC TẬP Chấp hành nội quy quy định quan: ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… … Ý thức học tập: Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… … Quan hệ, giao tiếp đơn vị: ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… … Xác nhận quan thực tập Hà nội, ngày , tháng…., năm 2014 (Ký, ghi rõ họ tên đóng dấu) Người đánh giá (Ký ghi rõ họ tên) VIỆN KHOA HỌC BƯU ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập Tự Hanh phúc ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP (Thời gian thực tập: Từ ngày 23/06/2014 đến ngày 18/07/2014 ) Họ tên sinh viên: Nguyễn Trọng Toàn Lớp: D10VT5 NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ: Chấp hành kỷ luật: ……………………… Ý thức học tập: ………………………… Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Quan hệ, giao tiếp: …………………… Điểm: ………… CÁC Ý KIẾN KHÁC : ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Ngày… , tháng……, năm 2014 Giáo viên hướng dẫn thực tập (Ký ghi rõ họ tên) Danh sách từ viết tắt: ATM Lớp thích ứng ATM ADSL DSL không đối xứng APON ATM dựa mạng quang thụ động BPON Băng thông rộng mạng quang thụ động CO Văn phòng trung tâm DBA BW động DRR Cải thiện thâm hụt vòng EPON Mạng Ethernet PON FTTH Cáp quang đến nhà GPON Mạng quang thụ động gigabit có khả GEM Chế độ gigabit Đóng gói IEEE Viện Kỹ thuật điện tử Điện Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 IP Giao thức Internet IPACT Polling xen kẽ với thích ứng Thời gian chu kỳ ITU Liên minh Viễn thông quốc tế ITU-T Liên minh Viễn thông quốc tế viễn thông LAN Mạng cục MTW Cửa sổ truyền tối đa OLT Đầu cuối dòng quang ONU Đơn vị mạng quang học PON Mạng quang thụ động QoS Chất lượng dịch vụ RTD Trì hoãn vòng TDM-PON Thời gian phân chia PON VoIP Thoại qua IP WDM-PON Phân chia bước sóng ghép mạng quang thụ động WFQ Hàng đợi F-Q Danh sách hình vẽ Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình 1: Phân bổ động 10 băng thông Hình 2: Ví dụ cấu hình mạng mà cung cấp Layer-2 dịch vụ liên kết với ISP .14 Hình 3: Nguyên tắc Fair Queuing 17 Hình : Hoạt động dịch vụ hạn chế IPACT 21 Hình 5: Cải thiện thâm hụt chuyển vòng 26 Hình : Sự trì chu kỳ vòng tròn ngắn cách sử dụng nhiều yêu cầu đợi 27 Hình : Một ví dụ với hai loại yêu cầu .27 Hình 8: Một báo cáo khung IEEE802.3ah với yêu cầu nhiều 28 Hình 9: Ví dụ phân bổ đột ngột DRR cách sử dụng nhiều hàng đợi báo cáo thiết lập 30 Hình 10 : So sánh băng thông hiệu (Emax) số ba DBAs bảo hiểm chương 34 LỜI NÓI ĐẦU Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Kiến trúc mạng viễn thông ngày phát triển mạnh mẽ với phát triển hệ thống thông tin quang, cung cấp tốc độ cao để truyền liệu có dung lượng lớn Một số thuận lợi hệ thống thông tin quang là: dung lượng băng thông cao, truyền dẫn cự ly xa, đáng tin cậy Những năm gần đây, việc gia tăng dung lượng mạng truyền dẫn với việc phát triển ứng dụng dịch vụ đến khách hàng đòi hỏi phải cung cấp đủ nhu cầu người mạng quang giải pháp cần thiết quan trọng vấn đề truyền dẫn Công nghệ mạng quang thụ động PON hiểu mạng công nghệ quang truy nhập giúp tăng cường kết nối nốt mạng truy nhập nhà cung cấp dịch vụ người sử dụng Trong đó, mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network) giải pháp triển vọng đầy hứa hẹn mạng truy nhập để làm giảm bớt tượng tắc nghẽn qúa trình cung cấp băng thông cho dịch vụ mà đòi hỏi băng thông lớn Công nghệ PON biết tới TPON (Telephony PON) triển khai vào năm 90, tiếp năm 1998, mạng BPON (Broadband PON) chuẩn hóa dựa ATM Hai năm 2003 2004 đánh dấu đời hai dòng công nghệ Ethernet PON (EPON) Gigabit PON (GPON), nói hai công nghệ mở hội cho nhà cung cấp dịch vụ giải hàng loạt vấn đề truy nhập băng thông rộng tới người sử dụng đầu cuối PON làm tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, phân phối thiết bị, cấp nguồn tận dụng kiến trúc mạng quang Hiện có mạng PON chuẩn hóa tùy theo kĩ thuật lớp sử dụng ITU-T and IEEE Chuẩn PON dựa vào ATM APON BPON dựa vào giao thức đóng gói GFP biết GPON Thứ chuẩn IEEE 802.3ah lên ứng cử viên đầy hứa hẹn cho mạng truy nhập băng rộng hệ kế tiếp, EPON Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Trong trình làm đề tài ,mặc dù em cố gắng nhiều trình độ có hạn nên tránh khỏi thiếu sót khách quan lẫn chủ quan, em mong nhận phê bình, hướng dẫn giúp đỡ thầy cô bạn bè để giúp báo cáo em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Đức Thủy thầy cô khoa Viễn Thông tận tình hướng dẫn cung cấp cho em tài liệu cần thiết để giúp em trình nghiên cứu hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, tháng 07 năm 2014 Sinh viên thực Nguyễn Trọng Toàn Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Cấp phát băng thông mạng PON I TỔNG QUAN VỀ PON ( MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ) Giới thiệu mạng quang thụ động Passive Optical Network (PON) Thành viên gia đình PON WDM PON (Wavelength Division Multiplexer PON) Trong công nghệ PON, tất thành phần chủ động tổng đài CO (Central Office) người sử dụng không tồn mà thay vào thiết bị quang thụ động, để điều hướng lưu lượng mạng dựa việc phân chia lượng tới điểm đầu cuối đường truyền Vì mà người ta gọi công nghệ mạng quang thụ động (PON) Vị trí hệ thống PON mạng truyền dẫn: Mạng quang thụ động PON dạng mạng truy nhập quang Mạng truy nhập hỗ trợ kết nối đến khách hàng Nó đặt gần đầu cuối khách hàng triển khai với số lượng lớn Mạng truy nhập tồn nhiều dạng khác nhiều lí khác PON dạng So với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống, sợi quang không giới hạn băng thông (hàng THz) Việc triển khai sợi quang đến tận nhà thuê bao mục đích phát triển tương lai Với ưu điểm vượt trội, mạng quang thụ động PON( Passive Optical Network) lựa chọn thích hợp cho mạng truy nhập II CẤP PHÁT BĂNG THÔNG ĐỘNG (DBA) Tổng quan DBA Trong phần này, mô tả phương pháp ngăn ngừa chồng chéo khe thời gian phân bổ Chúng ta mô tả làm để phân chia băng thông Phân bổ băng thông cố định (FBA) phương pháp phân bổ cửa sổ truyền xác định chu kỳ xác định cho ONUs cá nhân Với FBA, băng thông Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 chậm trễ ổn định, không hiệu kể từ băng thông tiêu thụ lưu lượng đầu truyền Ngược lại, DBA phân bổ băng thông cho ONU theo nhu cầu lưu lượng đầu đường truyền yêu cầu sử dụng Mặc dù thiết kế cho hiệu tốt hơn, DBA thiết kế không thích hợp để đáp ứng chi tiết kỹ thuật dịch vụ, dẫn đến tăng chậm trễ chí bị suy thoái hiệu sử dụng băng thông Hìn h 1: Phân bổ băng thông động  Cách hoạt động DBA (Hình 1)  Các cửa đấu nối lưu lượng truy cập thượng nguồn nhận từ phía người  dùng đệm Tiếp theo, khối lượng liệu lưu trữ đệm thông báo cho OLT yêu cầu thời điểm theo quy định OLT  OLT xác định thời gian bắt đầu truyền tải thời gian có sẵn (= truyền cửa sổ) để đấu nối khoản trợ cấp, có tính đến khối lượng thông báo thông số kỹ thuật dịch vụ  ONU đợi cho thời gian cấp sau truyền khối lượng liệu OLT định Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 10 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình : Hoạt động dịch vụ hạn chế IPACT: (a) có đấu nối # có lưu lượng thượng nguồn; (b) tất ONUs có lưu lượng thượng nguồn Ở đây, R1, R2, R3 đại diện cho yêu cầu từ đầu nối tương ứng; liệu # đại diện cho liệu người dùng truyền từ ONU # 3, G3 đại diện cấp cho ONU # (A), giá trị R1 R2 = giá trị R3 số lượng liệu sử dụng thượng nguồn lưu trữ ONU # Cho vòng tròn làm chu kỳ Từ hình 4, thiết lập số lượng ONUs N, thời gian tối đa Rmax cho vòng tròn để thực chu kỳ là: (1) Hơn nữa, đầu nối mà truyền lưu lượng thượng nguồn thứ i đầu nối, hiệu Emax (hoặc tỷ lệ cao điểm) tính theo công thức sau: Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 21 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 , tốc độ truyền tải (2) Nếu giá trị nhỏ, dịch vụ hạn chế IPACT đáp ứng yêu cầu giảm thiểu chậm trễ Tuy nhiên , phải đáp ứng yêu cầu A C Do thực tế gói Ethernet không phân mảnh EPON, thiết lập MTWi nhỏ có vấn đề sau liên quan đến yêu cầu Cải thiện DBA 6.1 Deficit Round-Robin Scheduling (Cải thiện thâm hụt chuyển vòng) Ở đâysẽ nghiên cứu DBA sử dụng cải thiện thâm hụt chuyển vòng (DRR) phương pháp để cải thiện vấn đề A C phần DRR phương pháp mà đơn giản hóa WFQ phù hợp với phát cụm Trong thuật toánDBA , đệm tròn sử dụng thượng nguồn đệm nhận đầu nối để thực trình tương đương với thiếu truy cập Phương pháp DBA với DRR áp dụng xem xét sau đây:  Đầu nối thứ I ghi nhớ bùng nổ chiều dài trung bình lây truyền qua đường với vòng Chiều dài trung bình burst tương đương với trọng lượng WFQ Mỗi ONU có thâm hụt truy cập () có giá trị ban đầu  thiết lập để chiều dài burst trung bình ONU yêu cầu khối lượng liệu tối đa thấp giá trị thâm hụt chống lại truyền mà không cần phân chia gói thượng nguồn nhận đệm Sau truyền tải gói liệu từ đệm truyền khối lượng yêu cầu toàn khối lượng liệu lưu trữ đệm nhận , thiết lập lại giá trị thâm hụt truy cập với chiều dài trung bình burst Nếu gói khác so với yêu cầu còn, ( - khối lượng yêu cầu ) thêm vào thâm hụt truy cập Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 22 Nguyễn Trọng Toàn  D10VT5 Cải thiện chuyển vòng : Trong xem xét RTD, OLT phân bổ cửa sổ truyền theo thứ tự xuất yêu cầu nhận từ ONUs Kích thước cửa sổ phân bổ bao gồm kích thước cửa sổ cần thiết để truyền yêu cầu ( Wreq ) Nếu yêu cầu số không, kích thước cửa sổ cho yêu cầu ( Wreq ) phân bổ  Tại đầu nối , gói tin cho kích thước cửa sổ phân bổ chuyển đến truyền đệm trình trở lại (2).Trong bước (2 ) trên, khác biệt chiều dài trung bình burst thử đặt khối lượng yêu cầu lưu để yêu cầu nhiều chút thực cách thực phía trước cho phiên thuật toán Trong cách này, phân bổ khác biệt độ dài gói tin đạt Ví dụ đơn giản hoạt động Đầu tiên , đặt bùng nổ trung bình chiều dài cho đấu nối = 4000 byte cho đấu nối thứ hai =2000 byte Giả định đầu vào liên tục gói 1500 byte 500 byte gói tin đến đầu nối thứ hai tương ứng, khối lượng liệu mà luôn vượt độ dài trung bình nổ lưu trữ Ở , bỏ qua Ethernet khoảng cách interframe để đơn giản hóa việc giải thích   Các điều kiện ban đầu thiết lập =4000, = 2000 (1) ONU phát yêu cầu 3000-byte, đủ để phù hợp với hai gói 1500-byte  nhận đệm.cập nhật =4000+ (4000-3000) =5000 (2) ONU thứ hai phát yêu cầu 2000-byte, đủ cho bốn 500-byte gói.S2 cập nhật = 2000+ (2000-2000)= năm 2000 (3)  OLT phân bổ kích thước cửa sổ (Yêu cầu liệu khối lượng+ Wreq) cho đầu nối (4)  ONU phát yêu cầu 4500-byte 3000 byte liệu, cập nhật  =5000+ (4000 - 4500)= 4500 (5) ONU thứ hai phát yêu cầu 2.000 byte 2000 byte liệu, cập nhật = 2000+ (2000 - 2000) = 2000.(6)  OLT phân bổ kích thước cửa sổ (Yêu cầu liệu khối lượng + Wreq) cho đầu nối (7) Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 23 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 ONU phát yêu cầu 4500-byte (đủ cho ba 1500-byte gói) 4500  byte liệu cập nhật để = 4500 +(4000- 4500) =4000.(8)  ONU thứ hai phát yêu cầu 2000-byte (đủ cho bốn 500-byte gói) 2000 byte liệu.= cập nhật = 2000 + (2000- 2000) = 2000.(9)  OLT phân bổ kích thước cửa sổ (Yêu cầu liệu khối lượng + Wreq) để ONU.(10) Đấu nối phát yêu cầu 3000-byte 4500 byte liệu cập nhật  =4000 + (4000 - 3000) =5000.(11)  ONU thứ hai phát yêu cầu 2.000 byte 2000 byte data cập nhật = 2000 + (2000-2000) = 2000.(12) Sau đó, trình trở lại (3) lặp lặp lại Trong chuỗi từ (3) (8), vòng tròn làm cho ba chu kỳ , với đầu nối truyền 12.000 byte đầu nối thứ hai 6000 byte liệu Khối lượng trung bình liệu truyền chu kỳ 4000 byte từ đấu nối 2000 byte từ đấu nối thứ hai, phù hợp với thử đặt chiều dài trung bình burs t Từ ví dụ , thấy băng thông phân bổ phù hợp với chiều dài trung bình burst không phụ thuộc vào gói chiều dài Trong bước (2) trên, thâm hụt truy cập thiết lập lại với chiều dài trung bình burst có liệu lưu trữ Không có chức thiết lập lại , hành vi thâm hụt truy cập bất thường có lưu lượng truy cập vào lưu trữ khối lượng liệu đệm nhận nhỏ Do điều kiện tiếp tục khối lượng yêu cầu , giá trị đếm thâm hụt tăng (chiều dài trung bình bùng burst - khối lượng yêu cầu ) phía vô cực chu kỳ Thâm hụt ban đầu giới thiệu để thực so với mức thâm hụt phân bổ khác biệt độ dài gói tin để phân bổ tới để thực thiếu hụt lưu lượng truy cập vào Do , thâm hụt truy cập thiết lập lại để chiều dài burst trung bình có liệu lưu trữ Kết là, bổ sung xảy số lượng liệu lưu trữ nhận đệm lớn giá trị thâm hụt truy cập Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 24 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Trong trường hợp này,điều kiện: Giá trị truy cập thâm hụt - khối lượng yêu cầu < Ethernet khung tối đa chiều dài ( Fmax ) Khi thay đổi công thức cho việc bổ sung trình thay tình trạng , kết : Tiếp theo truy cập giá trị thâm hụt = giá trị truy cập thâm hụt + ( - Khối lượng yêu cầu) = + (giá trị truy cập thâm hụt - khối lượng yêu cầu) < + Fmax (3) Do đó, giá trị tối đa truy cập thâm hụt + Fmax - Khi thiết lập số lượng ONUs N , thời gian tối đa Rmax chu kỳ vòng tròn , tức chậm trễ tối đa từ yêu cầu truyền để bắt đầu truyền liệu yêu cầu là: =) (4) Hơn nữa, hiệu Emax ( tỷ lệ cao ) thứ i đầu nối truyền lưu lượng thượng nguồn cho công thức sau: Emax = RTD thời gian xử lý tỷ lệ +OLT thời gian truyền+ ONU thời gian xử lý }( 5) Sự khác biệt phương pháp tiếp cận DRR IPACT mô tả phần trước yêu cầu gửi trước bùng burst Bằng cách này,khi có đấu nối truyền thượng nguồn lưu lượng truy cập , lãng phí băng thông loại bỏ thiết lập đủ dài để nâng cao hiệu (Hình 5) Sự khác biệt rõ ràng làm so sánh với IPACT thể (a) Tuy nhiên, chiều dài nổ trung bình kéo dài , tối đa thời gian trễ tăng theo , thời gian trễ tối đa yêu cầu (B) yêu cầu hiệu (C) mối quan hệ thương mại - chiều dài Trong phần 6.2 , mô tả phương pháp làm giảm bớt thương mại - chiều dài Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 25 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 6.2 DBA sử dụng báo cáo đa hàng đợi Nằm trật tự để làm giảm bớt trao đổi thời gian trễ tối đa hiệu đề cập phần trước, phương pháp truyền nhiều yêu cầu với ngưỡng khác từ ONU lúc đề xuất Hình 5: Cải thiện thâm hụt chuyển vòng ONU truyền hai tập yêu cầu, #1 dài RTD #2 ngắn so với RTD OLT lựa chọn phân bổ giá trị thích hợp Bằng cách này, cửa sổ truyền dài so voi RTD phân bổ giao tiếp thực với ONU trì chu kỳ vòng tròn ngắn (hình 5) Trình lập lịch biểu đề xuất có tính chất với khác biệt lớn tạo trọng lượng số ONUs, chậm trễ thấp trì kiểm soát xác cao băng thông Tuy nhiên, trình lập lịch biểu phức tạp Trong chương này, cung cấp giải thích đơn giản làm đáp ứng yêu cầu phần cách sử dụng số ví dụ yêu cầu Đầu tiên, minh hoạ hình 5, chủ trương hai yêu cầu, khối lượng yêu cầu #1 chứa số lượt truy cập thâm hụt tập yêu cầu #2 có ngưỡng nhỏ, truyền với Bởi tự nhiên, EPON phù hợp với IEEE 802.3AH, báo cáo khung chứa số yêu cầu Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 26 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình : Sự trì chu kỳ vòng tròn ngắn cách sử dụng nhiều yêu cầu đợi Hình : Một ví dụ với hai loại yêu cầu Ví dụ, minh hoạ hình 7, ONU truyền tải tập yêu cầu #1 hàng đợi tập tập yêu cầu #2 hàng đợi tập Kể từ thuật toán mô tả Sect 6.1 yêu cầu khối lượng yêu cầu luôn phân bố lần phân bố tiếp theo, điều kiện đặt lại cho số lượt truy cập thâm hụt đơn giản Tuy nhiên, số yêu cầu truyền, xác định tốt để đặt lại số lượt truy cập thâm hụt phân bổ thực thực Vì lý Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 27 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 này, điều kiện đặt lại số lượt truy cập thâm hụt phức tạp thuật toán mô tả phần 6.1 Những lời giải thích sau minh hoạ hoạt động cụ thể:  Tối đa cho phép truyền đột ngột chiều dài cho phân bổ thiết lập cho thứ I chiều dài tối đa phải dài RTD Chiều dài tối đa tương đương với trọng lượng WFQ  Mỗi ONU có truy cập thâm hụt để xác định yêu cầu #1 giá trị ban đầu đặt độ dài tối đa Mỗi ONU có ngưỡng Hình 8: Một báo cáo khung IEEE802.3ah với yêu cầu nhiều Như giải thích trước đó, chiều dài tối đa thực truyền ( + Fmax 1) chức truy cập thâm hụt bên cạnh việc truy cập thâm hụt để xác định yêu cầu #2 Ngưỡng thiết lập độ dài gói tối đa sử dụng dịch vụ mà đòi hỏi chậm trễ thấp giá trị nhỏ chiều dài tối đa khung Ethernet (Fmax)  Ngoài ra, ONU có reset_flag ( thiết lập lại) cờ cho việc ghi nhớ điều kiện đặt lại truy cập thâm hụt Giá trị ban đầu reset_flag sai Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 28 Nguyễn Trọng Toàn  D10VT5 Mỗi ONU trừ toàn khối lượng gói liệu truyền cửa sổ truyền phân bổ chu kỳ từ truy cập thâm hụt Nếu kích thước cửa sổ phân bổ chu kỳ '' yêu cầu trước #1 + Wreq'' yêu cầu trước #1 khác với từ trước yêu cầu #2, ith ONU thêm để truy cập thâm hụt reset_flag đúng; resets giá trị số lượt truy cập thâm hụt reset_flag sai  Mỗi ONU truyền âm lượng tối đa liệu giá trị số lượt truy cập thâm hụt yêu cầu #1, mà gói, phân chia liệu khối lượng tối đa ngưỡng yêu cầu #2 mà không phân chia gói cửa sổ phân bổ Sau đó, truyền tải gói liệu lưu trữ đệm truyền  Nếu giá trị yêu cầu #1 khối lượng toàn gói liệu lưu trữ liệu, reset_flag đặt thành False Nếu gói liệu từ khối lượng yêu cầu #1, reset_flag đặt  Lập vòng tròn kế hoạch: xem xét RTD, OLT phân bổ cửa sổ truyền với chiều dài '' yêu cầu #2 + Wreq'' theo thứ tự xuất yêu cầu từ ONUs Tuy nhiên, phân bổ không thực ONU với yêu cầu #1 lớn yêu cầu #2 chu kỳ Nó chờ đợi chu trình hoàn thành vòng tròn để phân bổ cửa sổ truyền với chiều dài '' yêu cầu #1 + Wreq'' Nói cách khác, thay bỏ qua việc phân bổ cửa sổ truyền dẫn đến đầu vòng nó, OLT phân bổ cửa sổ đủ dài cho yêu cầu #1 (hình 8) vào cuối chu kỳ ONU mà cấp phát yêu cầu #1 chuyển chu kỳ vòng tròn để cuối danh sách ONU  Tại ONU, túi đựng cửa sổ phân bổ truyền chuyển đến đệm truyền trình trở lại (3) Hãy để trình bày ví dụ đơn giản hoạt động Trước tiên, giả định ngưỡng ONU #1 Th1 = 1500 byte chiều dài tối đa là: Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 29 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình 9: Ví dụ phân bổ đột ngột DRR cách sử dụng nhiều hàng đợi báo cáo thiết lập = 30.000 byte; ngưỡng ONU #2 Th2 = 500 byte chiều dài bộc phát tối đa w2 = 20.000 byte 1500-byte gói 300-byte liên tục nhập vào ONU ONU thú hai tương ứng, với khối lượng lưu trữ liệu luôn vượt độ dài bộc phát tối đa Một lần nữa, bỏ qua phần mở đầu Ethernet khoảng trống interframe để đơn giản hóa lời giải thích  Ban đầu điều kiện: S1 =30.000, reset_flag = False, S2 = 20.000, reset_flag = sai  ONU #1 truyền 30.000-byte yêu cầu #1 1500-byte yêu cầu #2 ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1 =30.000, reset_flag =  ONU #2 truyền 19.800-byte yêu cầu #1 300-byte yêu cầu #2 ONU #2 Cập  Nhật S2 reset_flag để S2 = 20; 000, reset_flag = OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #1 ONU #2 cấp phát cửa sổ truyền với '' 300 bytes + Wreq."  ONU bị bỏ qua #1 cấp phát cửa sổ truyền với '' 30.000 byte + Wreq.''  ONU #2 truyền 19,500-byte yêu cầu #1, yêu cầu 300-byte #2, 300 byte liệu  ONU #2 Cập Nhật S2 reset_flag để S2 = 19,700, reset_flag =  ONU #1 truyền 30.000-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, 30.000 byte liệu 9.ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1 = 30.000, reset_flag  1=đúng OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #2 ONU #1 cấp phát cửa sổ truyền với (1500 byte + Wreq)  Bỏ qua ONU #2 cấp phát cửa sổ truyền với '' 19.500 byte + Wreq.''  ONU #1 truyền 28.500-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, 1500 byte liệu ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1 =28.500, reset_flag = True Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 30 Nguyễn Trọng Toàn  D10VT5 ONU #2 truyền 20,100-byte yêu cầu #1, 300-byte yêu cầu #2, 19.500 byte liệu ONU #2 Cập Nhật S2 reset_flag để S2 = 20; 200, reset_flag  2=đúng OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #1 ONU #2 cấp phát cửa sổ truyền với (300 byte + Wreq)  Bỏ qua ONU #1 cấp phát cửa sổ truyền với (28.500 byte + Wreq)  ONU #2 truyền 19.800-byte yêu cầu #1, yêu cầu 300-byte #2, 300 byte liệu ONU #2 Cập Nhật S2 reset_flag để S2 = 19,900, reset_flag =  ONU #1 truyền 30.000-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, 28.500 byte liệu ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1= 30.000, reset_flag =  OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #2 ONU #1 cấp phát cửa sổ truyền  với (1500 byte + Wreq) Các bị bỏ qua ONU #2 cấp phát cửa sổ truyền với '' 19.800 byte + Wreq.''  ONU #1 truyền 28.500-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, 1500 byte liệu ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1 =28; 500, reset_flag =đúng  ONU #2 truyền 20,100-byte yêu cầu #1, yêu cầu 300-byte #2, 19.800 byte liệu ONU #2 Cập Nhật S2 reset_flag để S2 = 20; 100, reset_flag =  OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #1 ONU #2 cấp phát cửa sổ truyền   với (300 byte + Wreq) Bỏ qua ONU #1 cấp phát cửa sổ truyền với (28.500 byte + Wreq) ONU #2 truyền 19.800-byte yêu cầu #1, yêu cầu 300-byte #2, 300 byte  liệu ONU #2 Cập Nhật S2 reset_flag để S2 =19.800, reset_flag = ONU #1 truyền 30.000-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, 28.500 byte liệu ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1 = 30.000, reset_flag 1=đúng  OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #2 ONU #1 cấp phát cửa sổ truyền với (1500 byte + Wreq)  Các bị bỏ qua ONU #2 cấp phát cửa sổ truyền với (19.800 byte + Wreq)  ONU #1 truyền 28.500-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, 1500 byte liệu ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1 = 28.500, reset_flag 1=đúng  ONU #2 truyền 19.800-byte yêu cầu #1, yêu cầu 300-byte #2, 19.800 byte liệu ONU #2 Cập Nhật S2 reset_flag để S2 =20.000, reset_flag2 = Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 31 Nguyễn Trọng Toàn  D10VT5 OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #1 ONU #2 cấp phát cửa sổ truyền với (300 byte +Wreq)  Bỏ qua ONU #1 cấp phát cửa sổ truyền với (28.500 byte + Wreq)  ONU #2 truyền 19,500-byte yêu cầu #1, yêu cầu 300-byte #2, 300 byte liệu ONU #2 Cập Nhật S2 reset_flag để S2 = 19; 700, reset_flag =  ONU #1 truyền 30.000-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, 28.500 byte liệu ONU #1 Cập Nhật S1 reset_flag để S1 = 30; 000, reset_flag = Trở lại trình (5) Trong trình tự từ (5) (16), vòng tròn làm cho sáu chu kỳ ONU #1 truyền 3× (1500 +28.500) = 90.000 byte liệu, ONU #2 truyền 19.500 + 300 + 19.800 + 300 + 19.800 + 300 = 60.000 byte liệu Trung bình, số lượng liệu truyền hai chu kỳ vòng tròn 30.000 byte từ ONU 20.000 byte từ ONU thứ hai, mà phù hợp với độ dài bộc phát tối đa chọn Từ ví dụ này, thấy độ dài gói, băng thông phân bổ theo độ dài chọn bộc phát tối đa Trong trình OLT mô tả bước (4) trên, kích thước cửa sổ dài tương đương với giá trị số lượt truy cập thâm hụt phân bổ để có ONU cho chu kỳ vòng tròn Bằng cách này, ONU truyền tải, sử dụng khoảng cách tốc độ cao điểm tăng lên cách thúc đẩy hiệu Bằng cách bỏ qua việc phân bổ cửa sổ kích thước dài đến đầu vòng tròn chu kỳ, để ONU nhận kích thước dài cửa sổ phân bổ cuối Điều làm cho cho trật tự tần số riêng cửa sổ kích thước dài công ONUs Tăng bỏ qua chậm trễ thời gian cách giữ giá trị ngưỡng lúc điều kiện tiên tối thiểu, gia tăng thời gian chậm trễ giữ đến tối thiểu tốt Bên cạnh đó, có nhiều ONUs với thượng nguồn lưu lượng truy cập, số lần yêu cầu #2 cấp phát tăng giá trị truy cập thâm hụt giảm cho phù hợp theo quy trình bước (3) Yêu cầu #1 giới hạn giá trị truy cập thâm hụt giảm yêu cầu #1 phân bổ Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 32 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Cho ví dụ 1–16 ,nếu 16 ONUs có nguồn lưu lượng truy cập, yêu cầu #2 cấp phát 15 lần 16 vòng giá trị số lượt truy cập thâm hụt S1 trở thành 30.000- 15 x 1500 = 7500 yêu cầu #1 phân bổ Bằng cách này, thời gian trung bình chu vòng tròn giữ ngắn Chiều dài bộc phát tối đa thiết kế để đáp ứng điều kiện sau : > Max {RTD truyền tỷ lệ + OLT chế biến thời gian + ONU chế biến thời gian, N ngưỡng} (*) Trong trường hợp này, ONU số với chiều dài bộc phát dài tối đa j, chiều dài tối đa Rmax chu kỳ vòng tròn, tức chậm trễ tối đa từ yêu cầu truyền dẫn đến đầu truyền liệu yêu cầu cho công thức sau đây: Rmax =N (BOH + Wreq) + +(Fmax ←1) + (6) Ở đây, N số ONUs, ngưỡng thứ i ONU Ngoài ra, hiệu Emax (hoặc nhịp), có ONU truyền nguồn lưu lượng truy cập, cho công thức sau đây: Emax= (7) Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 33 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình 10 : So sánh băng thông hiệu (Emax) số ba DBAs bảo hiểm chương Ở chọn số ONU N = 32, Bộc phát cao = 1:4 msec, Max RTD = 100msec, = w, thị = w = N, OLT thời gian chế biến = 16msec, ONU thời gian chế biến = 16msec Hình 10 Cho thấy mối quan hệ Rmax Emax tính từ Eqs (5.1), (5,2), (5.4), (5,5), (5.6), (5,7) Như thấy hình 10, DRR cách sử dụng nhiều hàng báo cáo đợi thiết lập đạt hiệu cao với chu kỳ vòng tròn ngắn Tóm lại, đưa ví dụ DBA đáp ứng ba yêu cầu thực đề cập phần 3: A Công bằng: Phân bổ băng thông số người sử dụng tốt B Sự chậm trễ thấp: ràng buộc thời gian tối đa chậm trễ giá trị thiết kế C Hiệu cao: làm tăng hiệu băng thông tăng mức cao điểm nhiều tốt Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 34 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 KẾT LUẬN Thông qua báo cáo nắm rõ chất cách thức hoạt động cấp phát băng thông mạng quang thụ động PON Cụ thể cấp phát băng thông động (DBA), IPACT biến thể nó,… Chúng ta đánh giá hiệu năng, thấy ưu nhược điểm chúng mối tương quan chúng Giúp cho làm rõ vấn đề, khía cạnh mơ hồ vể mạng quang thụ động PON Cùng với phát triển ngày nhanh xã hội loài người nói chung ngành viễn thông nói riêng, tương lai đặt cho câu hỏi khó hơn, yêu cầu cao hơn, mục tiêu hoàn thiện nhiều vấn đề cần nghiên cứu giải Mạng quang thụ động PON tuân theo bước tiến xã hội, ngày nghiên cứu sâu hơn, phát triển cao hơn, xa hơn, rộng Để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày tăng cao, đòi hỏi nhanh hơn, mạnh hơn, an toàn Chúng ta cố gắng để góp công sức vào điều Tài liệu tham khảo: [1] Passive optical networks principles and practice (Mạng quang thụ động nguyên tắc thực hành) ( Cedric Lam ) [2] Bài giảng mạng truyền tải quang ( Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông) [3] www.thuvientailieu.vn Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông mạng PON Page 35 [...]... Hiệu quả cao: có thể làm tăng hiệu quả của băng thông và tăng mức cao điểm càng nhiều càng tốt Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 34 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 KẾT LUẬN Thông qua báo cáo này chúng ta sẽ nắm rõ được bản chất cũng như cách thức hoạt động của cấp phát băng thông trong mạng quang thụ động PON Cụ thể hơn là cấp phát băng thông động (DBA), IPACT và biến thể của... cho các hệ thống PON với DBA chi tiết Nếu có thể chia sẻ băng thông giữa các người dùng một cách công bằng và hiệu quả bằng cách hạn chế số lượng người dùng chỗ ở trên một liên kết, nó sẽ có thể bảo đảm Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 14 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 băng thông tối thiểu cho người sử dụng và sự chậm trễ cho lưu lượng truy cập ít hơn, băng thông tối thiểu... Vấn đề này ảnh hưởng đến sự công bằng và hiệu quả của việc chia sẻ băng thông Chúng ta sẽ làm rõ vấn đề này trong phần5, và giới thiệu một giải pháp cho nó trong phần6 DBA tự nó có thể được áp dụng cho B -PON và G -PON Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 15 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Tuy nhiên, với B -PON, chúng ta phải lưu ý rằng tốc độ của nó là thấp bởi tính chất và hiệu... thức lớp 2 cung cấp liên kết cho các ISP như hình 2 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 13 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình 2: Ví dụ cấu hình mạng mà cung cấp Layer-2 dịch vụ liên kết với các ISP Ở đây, chúng ta phải nhận thức được rằng các chính sách QoS có thể khác nhau cho mỗi ISP( nhà cung cấp dịch vụ Internet ) Ngoài ra, nếu số lượng lớp 2 liên kết trong kiểm soát... ONU truyền nguồn lưu lượng truy cập, cho bởi công thức sau đây: Emax= (7) Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 33 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình 10 : So sánh băng thông hiệu quả (Emax) trong số ba DBAs bảo hiểm trong chương này Ở đây chúng ta đã chọn số ONU N = 32, Bộc phát cao = 1:4 msec, Max RTD = 100msec, = w, thị = w = N, OLT thời gian chế biến = 16msec, và ONU thời... nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 12 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 người sử dụng không lớn, chúng ta có thể thấy rằng có một tỷ lệ đáng kể thời gian mà trong đó một người duy nhất có thể chiếm băng thông đầy đủ thượng nguồn Vai trò gì của DBA khi các lưu lượng truy cập cao bùng phát? DBA cải thiện trải nghiệm truy cập bằng cách rút ngắn thời gian chờ đợi của người sử dụng truyền dữ liệu thông. .. phân bổ cho ONU #2 ONU #1 được cấp phát một cửa sổ truyền với (1500 byte + Wreq)  Bỏ qua ONU #2 được cấp phát một cửa sổ truyền với '' 19.500 byte + Wreq.''  ONU #1 truyền 28.500-byte yêu cầu #1, 1500-byte yêu cầu #2, và 1500 byte dữ liệu ONU #1 Cập Nhật S1 và reset_flag 1 để S1 =28.500, reset_flag 1 = True Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 30 Nguyễn Trọng Toàn ... dữ liệu ONU #2 Cập Nhật S2 và reset_flag 2 để S2 =20.000, reset_flag2 = đúng Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 31 Nguyễn Trọng Toàn  D10VT5 OLT bỏ qua việc phân bổ cho ONU #1 ONU #2 được cấp phát một cửa sổ truyền với (300 byte +Wreq)  Bỏ qua ONU #1 được cấp phát một cửa sổ truyền với (28.500 byte + Wreq)  ONU #2 truyền 19,500-byte yêu cầu #1, yêu cầu 300-byte #2,... cung cấp dịch vụ  Giao diện người sử dụng mạng (UNI) có sự liên kết cao với IP và Ethernet (100Base-TX hoặc 1000Base-T) là phổ biến nhất trong cơ sở sử dụng  Băng thông phải được phân phối một cách công bằng giữa các người dùng, không giống như một hệ thống mạng LAN mà phân phối băng thông trên đến trước được phục vụ trước  Hơn nữa, gần đây, đã có nhu cầu cung cấp thêm các dịch vụ với băng thông. .. thời gian trễ tối đa trong điều kiện tồi tệ nhất sẽ xảy ra khi các gói dữ liệu tối đa chiều dài được lưu trữ trong tất cả các hàng đợi Báo cáo thực tập tốt nghiệp Cấp phát băng thông trong mạng PON Page 16 Nguyễn Trọng Toàn D10VT5 Hình 3: Nguyên tắc của Fair Queuing Trong bài tập này, nó là hoạt động của lịch nắm giữ chìa khóa để công bằng Sau đây là tổng quan về xếp hàng đặc trưng trong công bằng (còn