Mạng truy nhập quang thụ động ethernet (epon) và phân phối băng thông trong epon

380 TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG đồ án tốt nghiệp đại học Đề tài: MNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET (EPON) VÀ PHÂN PHỐI BĂNG THÔNG TRONG EPON Sinh viên Mã số s vê : : : : ThS LÊ VĂN CHƢƠNG Hoàng Mạnh Cƣờng 50K2 - ĐTVT 0951080295 NGHỆ AN - 2014 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN DANH MỤC HÌNH ẢNH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ETHERNET VÀ MẠNG TRUY NHẬP THỤ ĐỘNG-PON 10 1.1 Tổng quan Ethernet 10 1.1.2 Các phần tử mạng Ethernet 10 1.1.3 Kiến trúc mơ hình mạng Ethernet 11 1.1.4 Quan hệ vật lý IEEE802.3 mô hình tham chiếu OSI 12 1.1.5 Lớp MAC Ethernet 14 1.1.6 Lớp vật lý Ethernet 18 1.1.7 Quan hệ lớp vật lý Ethernet mô hình tham chiếu OSI 19 1.1.8 Kết luận 20 1.2 Tổng quan công nghệ PON 20 1.2.1 Đặc điểm mạng PON 22 1.2.2 Thành phần mạng quang thụ động PON 22 1.2.3 Mơ hình PON 31 1.2.4 WDM PON TDM PON 33 1.2.5 So sánh PON với công nghệ mạng quang chủ động AON 36 1.2.6 Kết luận 38 CHƢƠNG MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET(EPON) 39 2.1 Nhu cầu mạng quang thụ động Ethernet 39 2.1.1 So sánh mạng GPON EPON 39 2.1.2 Kết luận 43 2.2 Tiêu chuẩn mạng quang thụ động Ethernet 44 2.3 Nguyên tắc hoạt động mạng truy nhập quang thụ động Ethernet 45 2.3.1 Nguyên lý hoạt động 45 2.3.2 Giao thức điều khiển đa điểm : MPCP-Multi Point Control Protocol 47 2.3.3 Bảo mật EPON 54 2.4 Xu hướng phát triển mạng truy nhập quang thụ động Ethernet: 54 2.4.1 Truy nhập hữu tuyến: 54 2.4.2 Truy nhập vô tuyến: 56 2.5 Ứng dụng mạng truy nhập quang thụ động Ethernet-EPON 56 2.5.1 FTTH - Fiber To The Home 57 2.5.2 FTTB - Fiber To The Building 58 2.5.3 FTTN - Fiber To The Node 58 2.5.4 FTTC - Fiber To The Cabinet 59 2.6 Kết luận 56 CHƢƠNG PHÂN PHỐI BĂNG THÔNG TRONG EPON 60 3.1 Mơ hình EPON 60 3.1.1 Thuật toán Interleaved Polling 62 3.1.2 Phân phối băng thông cố định 66 3.1.3 Mô tả hoạt động phân phối băng tần động 66 3.1.4 Kế hoạch phân bổ băng thông 67 3.2 Giao diện chương trình mơ 69 3.2.1 Giao diện chương trình mơ 69 3.2.2 Giao diện mơ q trình truyền liệu từ OLT đến ONU 69 3.2.3 Giao diện mơ q trình truyền liệu từ ONU đến OLT 70 3.2.4 Cấp phát băng thông truyền tải theo tỷ lệ lượng bytes có hàng đợi cho ONU 70 3.2.5 Tỷ lệ cấp phát băng thông cho ONU 72 3.2.6 Thuật toán phân bổ băng thông 72 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 74 PHỤ LỤC 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 LỜI MỞ ĐẦU Mạng đường trục Bắc – Nam nước ta sử dụng mạng Ring cáp quang SDH 20 Gbps Các mạng liên tỉnh sử dụng hệ thống cáp quang SDH với dung lượng 622 Mbps 2,5 Mbps Vào cuối năm 2004, mạng NGN thức đưa vào khai thác với khả cung cấp dịch vụ đa dạng, hội tụ thoại, video liệu, mạng truy nhập khơng có phát triển đáng kể.Tuy nhiên mạng truy nhập lại chủ yếu sử dụng cáp đồng, khơng khai thác hết tính mạng NGN Vấn đề đặt làm để mạng truy nhập phát triển tương xứng với mạng đường trục đặc biệt mạng NGN đồng thời đáp ứng ngày nhiều dịch vụ địi hỏi băng thơng cao cho người dùng Trong đó, với ưu điểm vượt trội mình, EPON (Ethernet Passive Optical Network) tạo chuyển biến rõ rệt mạng truy nhập Đây giải pháp mà đề tài đề cập cho mạng truy nhập Việt Nam Tuy cố gắng trình thực đề tài này, song hạn chế kiến thức nên tránh khỏi thiếu sót Em mong phê bình, dẫn thầy bạn bè để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.s LÊ VĂN CHƢƠNG người tận tình hướng dẫn giúp đỡ em trình làm đề tài Em chân thành cảm ơn thầy khoa tận tình bảo, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Sinh viên thực Hồng Mạnh Cƣờng TĨM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án vào tìm hiểu tổng quan công nghệ EPON yêu cầu công nghệ EPON giảm giá thành, tăng cường hỗ trợ cho dịch vụ lợi nhuận cao, cải thiện khai thác bảo dưỡng cung cấp dịch vụ, nâng cao hiệu phổ tần, thông lượng người sử dụng giảm thời gian trễ,một mơ hình mạng truy nhập quang với ưu điểm vượt trội tốc độ, băng thông chất lượng, hứa hẹn phát triển vượt bậc cho mạng truy nhập, đáp ứng nhu cầu khách hàng đồng thời em tính tốn thành phần trễ mạng, cấp băng thông truyền cho loại dịch vụ theo nhu cầu kết hợp với tính ưu tiên Đó vấn đề cốt lõi triển khai mạng EPON Để đạt mục đích EPON có tính quan trọng sử dụng công nghệ truyền dẫn cho đường lên, truyền dẫn vô tuyến tốc độ cao dùng băng thông rộng với cơng nghệ khác như: thích ứng đường truyền lập biểu, kỹ thuật chuyển giao Các công nghệ áp dụng cho truy cập vô tuyến cho phép tăng hiệu truyền dẫn vô tuyến EPON Trong đồ án trình bày chi tiết trình quy hoạch mạng EPON sử dung phần mềm Visual Basic cho việc mô tính tốn quy hoạch mạng EPON DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1: Mơ hình kết nối điểm-điểm 11 Hình 1.2: Mơ hình kết nối bus đồng trục 11 Hình 1.3: Mơ hình kết nối 12 Hình 1.4: Quan hệ vật lý Ethernet với mơ hình tham chiếu OSI 13 Hình 1.5: Lớp vật lý lớp MAC tương thích với yêu cầu cho truyền 14 thơng liệu sở Hình 1.6: Dạng khung liệu MAC Ethernet 16 Hình 1.7 Mơ hình dạng truyền liệu song cơng 18 Hình 1.8 Mơ hình tham chiếu lớp lý Ethernet 20 Hình 1.9 : Mơ hình mạng quang thụ động 21 Hình 1.10: Cấu trúc cáp quang 23 Hình 1.11 : Cấu hình loại Coupler 24 Hình 1.12: Coupler 8x8 tạo từ nhiều coupler 25 Hình 1.13: Các khối chức OLT 26 Hình 1.14: Các khối chức ONU 28 Hình 1.15: Các giao diện quang 30 Hình 1.16 : Các mơ hình mạng quang thụ động PON 32 Hình 1.17 : Mạng PON sử dụng sợi quang 34 Hình 1.18 : Cấu trúc WDM PON 36 Hình 1.19: So sánh mạng quang chủ động mạng quang bị động 38 Hình 2.1: Mạng GPON thực tế 40 Hình 2.2: Mạng EPON thực tế 40 Hình 2.3: Lưu lượng hướng xuống EPON 46 Hình 2.4: Lưu lượng hướng lên EPON 47 Hình 2.5: Đinh dạng chung khung MPCP 48 Hình 2.6: Cách tính thời gian Round-trip 51 Hình 2.7: Giao thức MPCP - hoạt động tin GATE 52 Hình 2.8: Giao thức MPCP - hoạt động tin REPORT 53 Hình 2.9: Hướng phát triển hữu tuyến EPON 55 Hình 2.10: Sự bùng nổ thơng tin Nhật Bản 55 Hình 2.11 : Mơ hình mạng FTTx 57 Hình 2.12: Mơ hình mạng FTTH-Fiber to the Home 58 Hình 2.13: Mơ hình mạng FTTC FTTH FPT 59 Hình 3.1: Mơ hình mạng truy nhập quang thụ động Ethernet-EPON 61 Hình 3.2: Phương thức phát lưu lượng ONU 62 Hình 3.3: Các bước thuật tốn Interleaved Polling 64 Hình 3.4: Phân bổ khe thời gian cố định 66 Hình 3.5: Mơ hình phân phối băng tần động 67 Hình 3.6: Dữ liệu truyền hướng xuống (từ OLT đến ONU) 69 Hình 3.7: Dữ liệu truyền theo hướng lên (từ ONU đến OLT) 70 Hình 3.8: Lượng liệu ngõ vào thay đổi theo thời gian 71 Hình 3.9: Tỷ lệ lượng liệu hàng đợi cấp theo tỷ lệ dung lượng 71 ngõ vào Hình 3.10 : Lượng liệu mà ONU cấp phát theo thay đổi 72 ngõ vào DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Doanh thu từ mạng truy nhập quang thụ động toàn cầu 2003 – 2008 Bảng 1.2: So sánh giải pháp truy nhập 17 30 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số bất đối xứng AES Advance Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa ATM Asynchronous Transfer Mode Mode truyền dẫn không đồng CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ đủ vòng CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Đa truy nhập dị sóng mang Collision Detection phát va chạm DA Destination Address Địa đích DBA Dynamic Bandwidth Allocation Định vị băng thông động DSL Dial Subscriber Line Đường dây thuê bao số DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối liệu DTE Data Terminal Equipment EFM Ethernet in the First Mile Công nghệ Ethernet tiêu EPON Ethernet Passive Optical Network Mạng quang thụ động Ethernet FCS Frame Check Sequence Kiểm tra lỗi khung FSAN Full Service Access Network Mạng truy nhập đầy đủ FTTB Fiber To The Building Cáp quang thuê bao tới tòa nhà FTTC Fiber To The Curb Cáp quang thuê bao tới chung cư, tủ thiết bị FTTH Cáp quang thuê bao tới nhà Fiber To The Home thuê bao GPON IEEE Gigabit-capable Passive Optical Mạng quang thụ dộng tốc độ Nnetwork gigabit Institute of Electrical and Electronics Viện tiêu chuẩn Engineers IP Internet Protocol Giao thức internet IPTV Internet Protocol TV Truyền hình giao thức internet ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số dịch vụ tích hợp ITU International Telecommunication Hiệp hội viễn thơng quốc tế Union LAN Local Area Network Mạng nội MPCP Multi-point Control Protocol Giao thức điều khiển đa điểm MPCPDU Multi-Point Control Protocol Data Khối điều khiển giao thức Unit điểm-đa điểm ODN Optical Distribution Network Mạng phân phối quang OLT 0ptical Line Terminal Thiết bị đầu cuối đường dây quang ONT Optical Network Terminal Thiết bị đầu cuối mạng quang ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang P2MP Point-to-Multipoint Điểm nối đa điểm CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ETHERNET VÀ MẠNG TRUY NHẬP THỤ ĐỘNG-PON 1.1 Tổng quan Ethernet Thuật ngữ Ethernet quy vào họ sản phẩm mạng LAN thuộc chuẩn 802.3 định nghĩa giao thức truy nhập đa sóng mang có phát va chạm CSMA/CD: Carrier Sence Multiple Access/Collision Detect Hiện có tốc độ liệu định nghĩa cho hoạt động cáp sợi quang:  10Mbps-10BaseT Ethernet  100Mbps-Fast Ethernet  1000Mbps-Gigabit Ethernet  10000Mbps-10Gigabit Ethernet Nhiều giao thức công nghệ khác đưa Ethernet tồn công nghệ LAN giao thức có đặc tính sau:  Dễ hiểu, dễ thực hiện, dễ quản lý bảo dưỡng  Cho phép triển khai mạng với chi phí thấp  Cung cấp nhiều mơ hình linh hoạt cho việc cài đặt mạng  Bảo đảm kết nối thành công hoạt động theo tiêu chuẩn sản phẩm, bất chấp nhà chế tạo… 1.1.2 Các phần tử mạng Ethernet Mạng LAN Ethernet bao gồm node mạng phương tiện liên kết Các node mạng nằm hai lớp chính:  DTE - Data Terminal Equipment: thiết bị nguồn hay đích khung liệu Các thiết bị DTE điển PC, trạm làm việc, file server print server nhóm trạm đầu cuối  DCE - Data Communication Equipment: thiết bị mạng trung gian có 10 tin điều khiển Bản tin báo cho OLT biết số lượng byte đệm ONU1 vào lúc Trong trường hợp 550 byte Ngay trước OLT nhận trả lời từ ONU1, biết bit cuối ONU1 đến Điều OLT tính tốn sau: Bit đến sau RTT time RTT tính toán bao gồm RTT thực tế, thời gian xử lý Grant, thời gian phát Request mào đầu OLT để định dạng xếp hàng bit byte liệu nhận được, xác khoảng thời gian lúc gởi Grant đến ONU nhận liệu từ ONU a Khi mà OLT biết byte mà cho phép ONU1 gởi biết bit cuối từ ONU1 đến Sau nhận biết RTT ONU2, OLT xếp Grant đến ONU2 mà bit từ ONU2 đến với khoảng bảo vệ nhỏ sau bit cuối từ ONU1 đến, thể Hình 3.3b 63 Hình 3.3: Các bước thuật toán Interleaved Polling 64 b Khoảng bảo vệ cung cấp bảo vệ cho thay đổi RTT thời gian xử lý tin điều khiển ONU khác Ngoài ra, thu OLT cần thời gian để sửa lại tín hiệu đến ONU có mức lượng khác có khoảng cách đến OLT khác Sau lúc, liệu từ ONU1 đến Ở cuối đường truyền ONU1 có Request chứa thông tin khối lượng byte đệm ONU1 trước truyền Request OLT sử dụng thông tin để cập nhật vào bảng dò Polling table Hình 3.3c Bằng cách ghi lại thời gian mà Grant gởi liệu nhận về, OLT liên tục cập nhật RTT cho ONU tương ứng Tượng tự OLT tính tốn thời gian mà bit cuối từ ONU2 đến Do đó, biết gởi Grant đến ONU3 liệu nối vào phần cuối liệu ONU2 Sau lúc, liệu từ ONU2 đến OLT cập nhật lần vào bảng nó, thời gian lưu vào cho ONU2 Hình 3.3d Nếu ONU khơng có liệu đệm, gởi byte trở lại OLT Do đó, chu kỳ ONU cấp byte, chẳng hạn gởi u cầu khơng có liệu Kênh thu OLT sử dụng hầu hết 100% Các ONU trống không cấp cửa sổ truyền Điều dẫn tới chu kỳ thời gian rút ngắn, nên tần số dị ONU tích cực thường xun Như vậy, theo mơ tả không cần đồng cho ONU Mỗi ONU thực thủ tục thông qua tin Grant nhận từ OLT Toàn xếp thuật tốn định vị băng thơng OLT Các ONU không cần dàn xếp nhận biết thông số không cần chuyển sang thiết lập đồng hồ Nếu OLT cho phép ONU gởi tồn nội dung đệm lần truyền dung lượng liệu cao ONU chiếm tồn băng thơng Để tránh điều này, OLT giới hạn cửa sổ truyền tối đa Vì vậy, ONU thiết lập Grant để gởi nhiều byte mà yêu cầu chu kỳ trước không nhiều giới hạn cực đại Có nhiều sơ đồ khác để xác định giới hạn, cố định dựa SLA-Service Level Agreement cho 65 ONU động dựa tải mạng trung bình Phần xem xét vấn đề 3.1.2 Phân phối băng thông cố định Phương pháp phân bổ băng tần cố định phân bổ chiều dài khe thời gian cố định cho ONU với thời gian bất chấp nhu cầu băng thơng Như biểu diễn Hình 3.30, với phương pháp phân bổ băng tần cố định, băng thơng độ trễ giữ cố định, điều không hiệu băng thơng bị chiếm hữu chí khơng có liệu hướng lên Để khắc phục mặt hạn chế giao thức phân bổ băng tần động (DBA-Dynamic bandwidth allocation) triển khai để giảm hiệu suất truyền dẫn giảm độ trễ gói việc phân phối động khe thời gian hướng lên tùy thuộc vào nhu cầu băng thông ONU Nếu khơng thiết kế hợp lí dẫn tới làm tăng độ trễ chí giảm băng thơng Hình 3.4: Phân bổ khe thời gian cố định 3.1.3 Mô tả hoạt động phân phối băng tần động Hoạt động phân phối băng tần động DBA đơn giản mơ tả Hình 3.5 ONU lưu liệu nhận từ user đệm Khối liệu lưu đệm báo cho OLT request thời điểm OLT quy định OLT báo thời gian bắt đầu truyền khoảng thời gian sử dụng cho ONU chứa grant 66 ONU đợi thời gian cấp sau truyền khối liệu quy định đến OLT Hình 3.5: Mơ hình phân phối băng tần động 3.1.4 Kế hoạch phân bổ băng thông Thực chất giao thức MPCP ấn định khe thời gian có kích thước thay đổi đến ONU dựa kế hoạch phân bổ băng thông Để ngăn cản ONU chiếm hết kênh lên với lượng liệu cao có giới hạn kích thước cửa sổ truyền tối đa cho ONU ký hiệu Wimax xác định chu kỳ cấp cực đại điều kiện tải nặng cho ONU Tmax N  Wi max   Tmax   G  R  i 1  Với (3.1) Wimax : Kích thước cửa sổ cực đại cho ONU thứ i, thứ nguyên byte G : Khoảng thời gian bảo vệ N : Số ONU R : Tốc độ đường truyền, thứ nguyên bps 67 Khoảng thời gian bảo vệ cung cấp bảo vệ cho thay đổi Round-Trip Time tức thời gian lên xuống ONU khác Ngoài ra, đầu thu OLT cần thời gian để điều chỉnh cho thích hợp thực tế tín hiệu từ ONU khác có mức lượng khác Nếu Tmax lớn làm tăng trể cho tất khung Ethernet kể gói IP ưu tiên cao Nếu Tmax nhỏ khoảng thời gian bảo vệ làm hao phí băng thơng Ngồi chu kỳ cực đại Wimax định băng thơng tối thiểu dùng ONUi Gọi Aimin bps băng thông tối thiểu ONUi Amin   Wi max Tmax (3.2) Chẳng hạn ONU cam đoan băng thông tối thiểu Wimax byte hầu hết thời gian Tmax Dĩ nhiên, băng thông ONU bị giới hạn băng thơng tối thiểu tất ONU hệ thống sử dụng tất băng thơng cho phép Nếu ONU khơng có liệu, cấp cửa sổ truyền nhỏ dẫn đến chu kỳ thời gian bảo vệ nhỏ băng thông cho phép ONU lại tăng lên theo tỉ lệ Wimax Trong trường hợp đặc biệt có ONU có liệu, băng thơng cho phép ONU là: Ai max   Wi max  Wi max   N  G  R   (3.3) Trong mô phỏng, cho tất ONU có thông cam đoan: Wimax = Wmax với i, suy ra:  Wi max   Tmax  N  G  R   (3.4) Chúng ta cho Tmax = 2ms G = µs lựa chọn hợp lý Khi Wmax = 15000 byte Với thông số lựa chọn này, ONU có băng thơng tối thiểu 60Mbps băng thơng cực đại 600Mbps 68 3.2 GIAO DIỆN CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ TÍNH TỐN 3.2.1 Giao diện chƣơng trình mơ Giao diện thể tồn nội dung trình bày chương này, với nút chức trực quan theo thuộc tính Chương trình thực phần mềm Visual Basic số phần mềm bổ trợ khác 3.2.2 Giao diện thể mô trình truyền liệu từ OLT đến ONU (hƣớng xuống) Hình 3.6: Dữ liệu truyền hướng xuống (từ OLT đến ONU) Hình mơ hình hố q trình truyền liệu hướng xuống từ OLT đến ONU Các gói liệu truyền đến tất ONU ONU nhận gói đánh dấu dựa vào Link ID Điều trình bày chương “mạng truy nhập quang thụ động EPON” Ở ta đơn giản hố mơ hình ba ONU 69 3.2.3 Giao diện mơ trình truyền liệu từ ONU đến OLT (hƣớng lên) Hình 3.7: Dữ liệu truyền theo hướng lên (từ ONU đến OLT) Đây mơ hình truyền liệu hướng lên từ ONU đến OLT, gói liệu chúng đưa đến ghép phân kênh theo khe thời gian cho ONU riêng, sau truyền đến OLT Trong mơ hình ta thực với ba ONU 3.2.4 Cấp phát băng thông truyền tải theo tỷ lệ lƣợng bytes có hàng đợi cho ONU Lượng bytes hàng dợi đưa vào theo ngẫu nhiên định, để tiện khảo sát ta thiết lập theo hàm thông dụng Lượng liệu thiết lập theo dạng ma trận: số hàng tương ứng với ONU, số 70 cột tương ứng với số hàng đợi có ONU Dưới hình ảnh ngõ vào tỷ lệ lượng băng thông cấp phát cho hàng đợi ONU theo thay đổi thời gian Hình 3.8: Lượng liệu ngõ vào thay đổi theo thời gian Hình 3.9: Tỷ lệ lượng liệu hàng đợi cấp theo tỷ lệ dung lượng ngõ vào 71 3.2.5 Tỷ lệ cấp phát băng thơng cho ONU Dựa vào lượng liệu có hàng đợi để tính tốn theo tỷ lệ phần lượng liệu đươc cấp cho hàng đợi Hình sau thể tỷ lệ phần liệu hàng đợi cấp tương ứng với lượng liệu ngõ vào Hình 3.10 : Lượng liệu mà ONU cấp phát theo thay đổi ngõ vào Đồ thị có cách tính tổng lượng liệu có ONU, tổng liệu có ONU sau tính tỷ lệ nhân với cửa sổ truyền mà OLT cung cấp thời điểm 3.2.6 Thuật tốn phân bổ băng thơng theo tỷ lệ bytes có hàng đợi dựa tính ƣu tiên dịch vụ Thuật toán thực dựa việc tính tổng lượng liệu có tất hàng đợi ONU, liệu có ONU để từ đưa tỷ lệ băng thông cấp phát cho ONU tương ứng, tính liệu có hàng đợi ONU, tính tỷ lệ lượng băng thơng mà OLT cấp phát cho hàng 72 đợi ONU Dữ liệu hàng đợi ONU xếp dạng ma trận, số hàng tương ứng với số ONU số cột tương ứng với số hàng đơị tương ứng với số ưu tiên Khi truyền liệu ta đưa thuật tốn tính theo tính ưu tiên đăng ký dịch vụ để truyền Các dịch vụ có độ ưu tiên cao mức ưu tiên dịch vụ xét cấp phát băng thông với tỷ lệ dung lượng mà chiếm dụng, hàng đợi có mức ưu tiên ngang hàng với mức dịch vụ xét cấp theo tỷ lệ lượng băng thơng cịn lại chia cho đồng cho tất dung lượng chiếm dụng dịch vụ lại Còn hàng đợi có mức ưu tiên thấp cấp băng thơng nhỏ nhiều so với yêu cầu theo thuật tốn khơng Trong thuật tốn ta sử dụng cho n ONU ONU có m hàng đợi, thời gian truyền tính t tính ms, tốc độ đường truyền r tính Mbps Thuật tốn xét dung lượng đường truyền cấp phát nhu cầu dung lượng hàng đợi ONU thuật toán mặc định điều Trong mơ lấy kết ta mặc định giá trị đơn giản: tốc độ đường truyền r = 1000Mbps, thời gian t thay đổi (1÷ 10)ms, số lượng ONU n 5, hàng đợi ONU m 3, xét mức ưu tiên dịch vụ k Kết thu từ thuật toán trình bày hình biểu diễn sau Các hình dựa liệu ngõ vào thay đổi để phân phối băng thơng truyền cho cách hợp lý o Trước tiên thuật tốn cấp phát băng thông truyền cho hàng đợi ONU theo mức ưu tiên dịch vụ đăng ký o Hình ảnh băng thơng mà cụ thể cửa sổ truyền cấp cho hàng đợi o So sánh tỷ lệ lượng liệu mà hàng đợi truyền để thấy tính truyền liệu theo ưu tiên dịch vụ 73 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Ngành cơng nghiệp viễn thơng có tốc độ phát triển nhanh chóng cạnh tranh lĩnh vực mạng thông tin diễn gay gắt Khi cạnh tranh gia tăng, điều quan trọng công ty viễn thông phải xác định lại vị thị trường viễn thơng có chiến lược phát triễn để trì khách hàng thu hút khách hàng nhà cung cấp khác Với ưu điểm tốc độ, băng thông chi phí lắp đặt, EPON khơng thể nằm ngồi chiến lược phát triển nhà khai thác viễn thông cho mạng truy nhập Chính mà đề tài sâu nghiên cứu cấu trúc, hoạt động chất lượng mạng EPON Qua đề tài này, em đưa mơ hình mạng truy nhập quang với ưu điểm vượt trội tốc độ, băng thông chất lượng, hứa hẹn phát triển vượt bậc cho mạng truy nhập, đáp ứng nhu cầu khách hàng đồng thời em tính tốn thành phần trễ mạng, cấp băng thông truyền cho loại dịch vụ theo nhu cầu kết hợp với tính ưu tiên Đó vấn đề cốt lõi triển khai mạng EPON Tuy nhiên, bên cạnh điều em đạt hạn chế thời gian, tài liệu tham khảo khả hiểu biết thân, kết đạt dừng lại mức lý thuyết Để triển khai EPON vào thực tế, đòi hỏi phải có kinh nghiệm thực tiễn, kiến thức mạng phải rộng vấn đề cần giải sau:  Tính tốn ước lượng dung lượng thuê bao  Giải pháp thiết bị cho hệ thống  Tính tốn nhiễu hệ thống  Tính tốn mức ưu tiên dich vụ mà thuê bao đăng ký  Nghiên cứu quy trình truyền liệu mạng 74 PHỤ LỤC Đoạn mã gọi hàm Mathcad Visual Basic Đối với thuật tốn phân phối băng thơng Case "Ket qua" If (Text1.Text = "" Or Text2.Text = "" Or Text3.Text = "" Or Text3.Text = "" Or Text4.Text = "") Then MsgBox "Ban chua nhap cac thong so vao textbox !" Else OLE1.Visible = True Dim in1 As Variant Dim in2 As Variant Dim in3 As Variant Dim in4 As Variant Dim objmc1 As Object Set objmc1 = Tinhtoanphanphoibangthong.OLE1.object in1 = Val(Tinhtoanphanphoibangthong.Text1.Text) in2 = Val(Tinhtoanphanphoibangthong.Text2.Text) in3 = Val(Tinhtoanphanphoibangthong.Text3.Text) in4 = Val(Tinhtoanphanphoibangthong.Text4.Text) Call objmc1.setcomplex("n", in1, 0) Call objmc1.setcomplex("m", in2, 0) Call objmc1.setcomplex("k", in3, 0) Call objmc1.setcomplex("t", in4, 0) Call objmc1.recalculate Call objmc1.getcomplex("n", out1, 0) Call objmc1.getcomplex("m", out2, 0) Call objmc1.getcomplex("k", out3, 0) Call objmc1.getcomplex("t", out4, 0) 75 End If Đối với thuật toán tính trễ theo cửa sổ tối ưu Case "Ket qua": If (Text1.Text = "" Or Text1.Text = "") Then MsgBox "Ban chua nhap thong so vao!" Else OLE1.Visible = True Dim in1 As Variant Dim in2 As Variant Dim objmc1 As Object Set objmc1 = Tinhtoantre.OLE1.object in1 = Val(Tinhtoantre.Text1.Text) in2 = Val(Tinhtoantre.Text2.Text) Call objmc1.setcomplex("N", in1, 0) Call objmc1.setcomplex("M", in2, 0) Call objmc1.recalculate Call objmc1.getcomplex("N", out1, 0) Call objmc1.getcomplex("M", out2, 0) End If 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] KS Phạm Tiến Đạt, KS Nguyễn Quang Nghĩa, KS Võ Đức Hùng, Ethernet PON- Giải pháp cho mạng truy nhập hệ sau, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thơng Cơng nghệ thông tin, Kỳ 1-tháng 6/2004, trang 14-17 [2] J.R Stern, J.W Ballance, D.W Faulkner, S Hornung, and D.B Payne, “Passive Optical Local Networks for Telephony Applications and Beyond Electronics Letters”, vol 23, no 24, pp 1255–1257, Nov 1987 [3] G.Kramer, B.Mukherjee, and G.Pesavento, “IPACT: A Dynamic Bandwidth Distribution Scheme in an Ethernet PON(EPON),” IEEE Communications Magazine, vol 40, no 2, pp 66–73, 2002 [4] Su-il Choi, “Cyclic Polling-Based Dynamic Bandwidth Allocation for Differentiated Classes of Service in Ethernet Passive Optical Networks,” Photonic Network Communications, vol 7, no 1, pp 87–96, 2004 [5] Ch.M.Assi, Y.Ye, S.Dixit, and M.A.Ali, “Dynamic Bandwidth Allocation for Quality-of-Service Over Ethernet PONs,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 21, no 9, pp 1467–1477, Nov 2003 [6] Ch.M.Assi, Y.Ye, and S.Dixit, “Support of QoS in IP-Based EthernetPON,” in Proceedings of IEEE GLOBECOM, Dec 2003, vol 22, pp 3737–3741 [7] D Nikolova, B Van Houdt, and C Blondia, “Dynamic bandwidth allocation algorithms in EPON:a simulation study,” in OptiComm, 2003, pp 369– 380 [8] G Kramer, B Mukherjee, and G Pesavento, “Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time (IPACT): A Dynamic Bandwidth Distribution Scheme in an Optical Access Network,” Photonic Network Communications, vol 4, no pp 89107, January 2002 [9] G Kramer and G Pesavento, "Ethernet Passive Optical Network(EPON): Building a Next-Generation Optical Access Network," IEEE Communications Magazine 66-73, Feb 2002 77 ... hợp công nghệ Ethernet vào mạng truy nhập quang thụ động 38 CHƢƠNG MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET( EPON) 2.1 Nhu cầu mạng quang thụ động Ethernet 2.1.1 So sánh mạng GPON EPON Có lẽ khác... thích hợp cho mạng quang thụ động để ứng dụng cho mạng truy nhập 1.2 Tổng quan công nghệ PON Mạng quang thụ động PON trình bày Hình 1.9, sử dụng phần tử chia quang thụ động phần mạng phân bố nằm... luận 38 CHƢƠNG MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET( EPON) 39 2.1 Nhu cầu mạng quang thụ động Ethernet 39 2.1.1 So sánh mạng GPON EPON 39 2.1.2 Kết luận