Phương thức đóng gói dữ liệu GPON (GPON Encapsulation Method – GEM) sử dụng để đóng gói dữ liệu qua mạng GPON. GEM hỗ trợ việc phân mảnh hoặc chia nhỏ các khung lớn thành các phân mảnh nhỏ và ghép lại ở đầu thu nhằm giảm trễ các lưu lượng thời gian thực.
Hình 3-24: Các khung GEM trong phần tải luồng lên
Ở hướng xuống, các khung GEM được mang đi trong GEM partition của phần tải của luồng xuống (Hình 3-15). Ở hướng lên, các khung GEM được mang đi trong GEM partition của phần tải luồng lên (Hình 3-24).
Việc đóng gói dữ liệu khung GEM cung cấp 2 chức năng:
Thực hiện ghép kênh các cổng GEM lại.
Phân mảnh dữ liệu tải tin.
Các gói dữ liệu bao gồm cả các khung Ethernet (hay dữ liệu TDM) cũng được sắp xếp sử dụng thủ tục đóng gói GEM. GEM cũng hỗ trợ việc phân mảnh hoặc chia nhỏ các khung lớn thành các phân mảnh nhỏ và ghép lại ở đầu thu nhằm giảm trễ cho các lưu lượng thời gian thực. Cấu trúc gói GEM được mơ tả trong hình 3-25.
Đồ án tốt nghiệp 50 Sinh viên: Bùi Thị Phong
Hình 3-25: Cấu trúc gói GEM
12 bit chỉ thị chiều dài tải tin PLI (Payload Length Indicator), xác định chiều dài tải GEM, để đồng bộ và phát hiện ra khung tiếp theo. Trường này cho phép chiều dài tải tin là 4095 bytes. Bất kì tải tin người sử dụng nào có kích thước dài hơn
4095 bytes thì phải được phân mảnh dữ liệu.
12 bit Port ID chỉ thị Port-ID cho đích đến của tải tin .
3 bit chỉ thị loại tải tin PTI (Payload Type Indicator) xác định nội dung của tải tin như trong bảng 3-2. Và xác định xem khung dữ liệu người dùng trong phần tải tin có phải là phân đoạn EOF (End Of Fragment) cuối cùng hay không.
Bảng 3-2: Các mã PTI trong tiêu đề GEM
Trường điều khiển lỗi tiêu đề HEC (Header Error Control) sử dụng mã BCH nhị phân để bảo vệ tính tồn vẹn cho tín hiệu tiêu đề.Trường này cũng dùng để khiển đồng bộ khung GEM, cung cấp chức năng phát hiện và sửa lỗi.
Q trình phân mảnh dữ liệu trong đóng gói GEM được chỉ ra trong hình 3-26. Sự phân mảnh của khung dữ liệu người dùng phải được truyền một cách liên tục. Bởi vì các khung dữ liệu người dùng có chiều dài ngẫu nhiên, giao thức GEM phải hỗ trợ phân đoạn khung dữ liệu của user để cho phép chèn header GEM tại vị trí đầu tiên của mỗi phần dành riêng và phần tải. Chú ý rằng việc phân đoạn có thể xảy ra ở hướng down và up. Mỗi khung dữ liệu của người dùng được chia làm một số phân đoạn. Một
Đồ án tốt nghiệp 51 Sinh viên: Bùi Thị Phong
đoạn tương ứng một header và trường PTI chỉ thị khung chứa phần kết thúc khung dữ liệu của user.
Hình 3-26: Q trình phân mảnh dữ liệu trong gói GEM
Tiến trình mơ tả trong GPON u cầu sự có mặt của header GEM tại nơi bắt đầu mỗi khung down dành riêng cho GEM và mỗi phần tải GEM up lên. Phía thu thì chắc chắn tìm thấy header đầu tiên và có thể tìm thấy header kế tiếp bằng việc sử dụng PLI như là con trỏ. Nói cách khác phía thu sẽ chuyển tiếp lập tức đến trạng thái sync tại nơi bắt đầu phần tải. Tuy nhiên, trong trường hợp lỗi không thể sửa được trong header, thì tiến trình mơ tả sẽ mất đồng bộ với luồng dữ liệu. Sau đó phía thu sẽ thử yêu cầu lại việc đồng bộ bằng việc thực hiện cơ chế trạng thái biểu diễn ở hình 3-27.
Hình 3-27: Cơ chế trạng thái mơ tả GEM
Trong trạng thái tìm kiếm, đầu thu tìm kiếm HEC header GEM trong hàng đợi (bit hay byte). Khi nó tìm thấy HEC, nó sẽ chuyển tiếp đến trạng thái pre-sync nơi mà nó tìm thấy HEC tại vị trí được chỉ thị trong header được tìm thấy trước. Nếu HEC đó khớp thì sau đó nó sẽ chuyển tiếp đến trạng thái sync. Nếu khơng khớp thì nó sẽ quay về trạng thái tìm kiếm.
Đồ án tốt nghiệp 52 Sinh viên: Bùi Thị Phong
Trong trường hợp khơng có dữ liệu được gửi, khung GEM rỗi được sử dụng, phần tải tin của khung rỗi chứa toàn zero để giữ cho bộ thu và phát đồng bộ nhau. Nếu khơng có khung người dùng được gửi, q trình truyền có thể phát ra các khung nhàn rỗi này để làm đầy các khe thời gian trống. Phía thu sẽ sử dụng các khung này để duy trì đồng bộ và tất nhiên là khơng có dữ liệu trong GEM.