Mạng GPON có thể cung cấp đồng thời nhiều dịch vụ chất lượng cao. Một số dịch vụ như là VoIP hoặc TDM, yêu cầu băng thơng luồng lên cố định nên có thể phân bổ băng thơng tĩnh cho các dịch vụ này.
Các dịch vụ dựa trên nền IP khác, như là duyệt Internet, xem video trực tuyến, chia sẻ và tải tệp tin. Để băng thông luồng lên được sử dụng hiệu quả, OLT sẽ phân bổ băng thông luồng lên cho từng dịch vụ bằng việc sử dụng thuật toán phân bổ băng thơng động (DBA- Dynamic Bandwidth Allocation). Với thuật tốn DBA tốt, có thể tối đa số lượng ONU được truy nhập mạng. Một ví dụ đơn giản là mạng với 32 thuê bao, trong đó tốc độ tối đa mỗi thuê bao 100Mbit/s. Yêu cầu khả năng mạng là 3.2Gbit/s, gấp gần 3 lần khả năng mạng GPON hiện tại, nhưng với thuật toán DBA tốt, nhà cung cấp vẫn có thể đáp ứng tốc độ trên và đồng thời đảm bảo đầy đủ băng thông cho tất cả dịch vụ.
Với việc chuyển sang mơ hình lưu lượng IP đầy đủ, dự đoán lưu lượng các ứng dụng sẽ bùng nổ. Dẫn tới hiệu quả thuật tốn DBA trở nên cực kì quan trọng. Hiệu quả ảnh hưởng trực tiếp tới trễ. Ví dụ, trong bộ đệm ONU nhận được tổng lưu lượng 3.75Gbit/s trong 10ms (tốc độ luồng lên của GPON là 1.244Gbps) sẽ được xử lý trong 30ms với hiệu quả 100%. Ngược lại, nếu hiệu quả chỉ là 50%, nó sẽ mất 60ms để xử lý. Tức là nếu DBA không hiệu quả tương ứng tất cả ONU mất 30ms trễ trong ví dụ trên.
Độ trễ là tham số quan trọng, giới hạn lớn nhất có vai trị quan trọng hơn giá trị trung bình. Độ trễ trung bình là 1.5ms và giá trị lớn nhất là 5ms cung cấp thông tin khác biệt so với độ trễ trung bình 1.5ms và giá trị lớn nhất 50ms. Trong mạng GPON, OLT thông báo phân bổ băng thông luồng cho ONU lên thông qua bản tin ánh xạ băng thông truyền dẫn (BWMAP- Bandwidth Mapping messages), được xây dựng cho từng ONU hoặc container truyền dẫn (T-CONT - Transmission Containers). Phân bổ băng thơng chính là định nghĩa khe thời gian cho từng ONU tham gia truyền dữ liệu. Bản
SVTH: Tô Thị Trang Lớp D08VT1 22 chất DBA là tính tốn BWMAP linh hoạt để phân bổ hợp lý băng thông cho mỗi ONU.
2.2.1 Cấp phát băng thông tĩnh
Các thế hệ trước của mạng PON phân bổ thông băng tĩnh. Với SBA, băng thông và trễ là ổn định, phương pháp này không hiệu quả vì băng thơng vẫn được sử dụng ngay cả khi khơng có lưu lượng luồng lên. Mỗi ONU được phân bổ băng thông xác định trước. Được ứng dụng nếu tất cả dịch vụ trong mạng yêu cầu băng thông cố định như VoIP hoặc TDM, hoặc khi băng thơng luồng lên dự phịng thấp. Chỉ cần lưu lượng ONU truy cập luôn ở tốc độ cố định, hiệu quả sử dụng luồng lên tốt. Vấn đề xuất hiện khe thời gian của ONU-B và ONU-C nhàn rỗi như trong hình 2.1 dưới đây, khi đó khơng được phân bổ cho các ONU khác trong mạng, dẫn tới tổng băng thông được sử dụng của luồng lên giảm.
Hình 2.1 Phân bổ băng thông tĩnh
Chỉ cần mạng không tắc nghẽn, và tổng băng thông luồng lên được yêu cầu để hỗ trợ mọi ONU ở mọi thời điểm nhỏ hơn 1.244Gbps, kênh luồng lên có băng thơng hữu dụng đủ để phục vụ tất cả ONU mà không phải xếp hàng. Nếu băng thơng khơng được dùng có thể phân bổ cho các ONU khác, nó có thể đáp ứng dịch vụ bùng phát, cải thiện người dùng và mức dịch vụ, và giảm nguy cơ tắc nghẽn tại hàng đợi ở các ONU. Để sử dụng băng thông không khả dụng để cung cấp các kết nối tốc độ cao và chất lượng luồng lên tốt hơn để sử dụng và kinh doanh, cơ chế phân bổ băng thông phải năng động.
2.2.2 Cấp phát băng thông động
Chuẩn GPON cung cấp công cụ để phân bổ băng thông động và đưa ra đề án phân bổ băng thông. Sử dụng các công cụ này, OLT có thể phân bổ băng thông cho riêng ONU hoặc cho dịch vụ của ONU (T-CONT) và có thể dựa trên băng thơng được phân bổ trong yêu cầu ONU, lưu lượng luồng lên đo được, hoặc dựa trên cả hai, xem xét thỏa thuận mức dịch vụ (SLA-Service Level Agreement) của th bao.
Ví dụ, hình dưới mơ tả băng thơng khơng được phân bổ cho ONU-A, ONU-C mà phân bổ cho ONU khác có u cầu.
SVTH: Tơ Thị Trang Lớp D08VT1 23
Hình 2.2 Phân bổ băng thơng động
Một thuật tốn DBA tốt phân bổ băng thông luồng lên thích ứng với sự lưu lượng luôn luôn thay đổi. Tại khe thời gian bất kỳ, băng thông được phân bổ cho một số ONU (hoặc dịch vụ). Trong khe thời gian khác, băng thông sẽ được phân bổ cho ONU (hoặc dịch vụ) khác, tối đa hóa hiệu quả sử dụng băng thơng trong PON. Mặc dù có hiệu quả tốt hơn, nhưng nếu thiết kế DBA không phù hợp với chi tiết kỹ thuật dịch vụ, có thể gây nên tình trạng tăng trễ thậm chí là hiệu quả sử dụng băng thơng cũng bị giảm sút.
Các chi tiết dịch vụ ở đây bao gồm băng thông đảm bảo tối thiểu, băng thơng tối đa, trễ tối đa… DBA có kế hoạch riêng cho từng dịch vụ.
2.2.3 So sánh hai phƣơng pháp cấp phát băng thơng
Hình 2.3 Tỷ lệ mất gói theo tải
Dễ thấy, phương pháp cấp phát băng thông tĩnh đơn giản trong cấu hình các thiết bị, đơn giản trong quản lý, sửa chửa nhưng thiếu tính linh hoạt trong phân bổ băng thông so với phương pháp phân bổ băng thông động. Đặc biệt gặp khó khăn khi nhu cầu băng thơng ngày càng tăng cao. Bây giờ, so sánh hai phương phân bổ này
SVTH: Tô Thị Trang Lớp D08VT1 24 trong đánh giá của Wenjia Wang Didi, Walt Soto, Anh Ly trong „DBA overview’ tháng 10/2001với các dịch vụ: thoại, video, dữ liệu, đa phương tiện .
Các dịch vụ thoại và đa phương tiện thì tỷ lệ mất gói (Packet Loss Ratio) của SBA và DBA ở mức gần như không đáng kể và sai khác về hiệu quả không rõ rệt như video. Đặc biệt với dịch vụ nhạy cảm như dữ liệu thì tỷ lệ mất mát ở SBA đáng kể khi tăng thông số tải của mạng từ 0.4 Gbps tới mức 1Gbps. Ngoài ra, các Kết quả mơ phỏng cịn chỉ ra rằng hiệu suất sử dụng tối đa của DBA lên tới 80% thay vì 40% với SBA.
Hình 2.4 Trễ theo tải
Tương tự như tỷ lệ mất gói, DBA đạt hiệu quả cao trong cải thiện trễ của dịch vụ video và dữ liệu. Trễ của SBA có thể lên tới 100 ms cịn DBA thơng thường không vượt quá 10 ms, hay nỗ lực giảm trễ tăng 10 lần thích hợp với các mức dịch vụ cao, yêu cầu thời gian thực.