3.9.1. Khái niệm cấp phát băng thông
Tại hướng lên băng thông được sử dụng bởi các ONU không chỉ phụ thuộc vào bối cảnh lưu lượng tại các ONU có liên quan mà đồng thời liên quan đến lưu lượng tại các ONU khác trong mạng. Vì sử dụng mơi trường chia sẻ băng thông nên lưu lượng truyền bởi mỗi ONU có khả năng bị xung đột và quá trình truyền lại làm giảm hiệu suất.
Băng thông được cấp phát cho các liên kết logic theo hai phương thức tĩnh hoặc động:
Cấp phát băng thông tĩnh SBA (Static Bandwidth Allocation) là phương pháp cấp phát băng thông đường lên bằng nhau giữa các ONU. Phương pháp này thì khơng hiệu quả, đặc biệt là lưu lượng gói bởi nhu cầu băng thơng của các ONU thì hiếm khi bằng nhau tại mỗi thời điểm, và băng thông vẫn được dùng ngay cả khi khơng có lưu lượng đường lên.
Ngược lại, cấp phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) là phương pháp cấp phát băng thơng cho ONU theo địi hỏi và nhu cầu lưu lượng đường lên. Đây là quá trình ONU (và các T-CONT liên kết với chúng) yêu cầu băng thông động và phương thức kiểm sốt gói tin rỗi tại OLT hay báo cáo trạng thái bộ đệm từ các ONU gửi tới OLT, OLT cấp phát lại băng thông đường lên cho các ONU tùy theo báo cáo đó. Báo cáo mẫu lưu lượng gửi tới OLT bởi một ONU bao gồm mẫu của mỗi loại T-CONT và chờ sự cấp phát từ phía OLT. OLT sẽ dựa vào loại T-CONT để ra quyết định cấp phát băng thông hướng lên.
Mặc dù DBA được đánh giá là hiệu quả hơn nhưng nếu được thiết kế không phù hợp với những đặc điểm kĩ thuật dịch vụ thì nó có thể làm tăng trễ và giảm hiệu quả sử dụng băng thông.
3.9.2. Cấp phát băng thông động DBA 3.9.2.1. Các chức năng DBA 3.9.2.1. Các chức năng DBA 3.9.2.1. Các chức năng DBA
Đồ án tốt nghiệp 56 Sinh viên: Bùi Thị Phong
Các chức năng DBA được thực hiện đối với mỗi loại T-CONT gồm:
Phát hiện trạng thái tắt nghẽn bởi OLT và/hoặc ONU.
Báo cáo trạng thái tắt nghẽn đến OLT.
Cập nhật băng thông đã được cấp phát bởi OLT theo các tham số được cung cấp.
OLT thực hiện cấp phát theo băng thông đã được cập nhật và loại T-CONT.
Thực hiện quản lý các hoạt động DBA, tất cả các tham số của DBA phải được cung cấp và dàn xếp bởi GPON OMCI.
3.9.2.2. Hoạt động DBA
Hoạt động DBA bao gồm 2 chế độ: DBA báo cáo trạng thái (SR DBA) và DBA không báo cáo trạng thái (NSR DBA) trong mỗi T-CONT.
SR DBA (Status Reporting DBA):
OLT thực hiện cấp phát băng thông theo báo cáo từ phía ONU. Báo cáo này chứa dữ liệu đang đợi trong T-CONT trong khe thời gian đã được chỉ định. OLT nhận báo cáo trạng thái DBA, tính tốn lại bộ nhớ băng thông (US BW Map) thông qua thuật toán DBA và gửi bộ nhớ băng thông mới đến tất cả các ONU với lưu lượng đường xuống. ONU nhận bộ nhớ băng thông từ OLT và gửi dữ liệu trong khe thời gian đã được chỉ định. Khi một ONU khơng có thơng tin để gửi, trong lúc nhận được sự cấp phát từ OLT, nó sẽ gửi một cell rỗi để thông báo rằng bộ đệm của nó đang trống. Lúc đó, sự cấp phát cho T-CONT đó có thể được dùng để cấp phát cho các T- CONT khác. Nếu một ONU có một hàng đợi dài trong bộ đệm của nó thì OLT cấp phát nhiều T-CONT cho ONU đó.
Trong chế độ này, việc truyền trường tin DBA trong DBRu là bắt buộc nếu OLT yêu cầu, vì nếu thiếu trường DBA thì khng dạng dữ liệu đường lên không nhận ra.
NSR DBA (Non Status Reporting DBA):
OLT nhận dạng trạng thái tắt nghẽn của từng T-CONT bằng cách giám sát dòng lưu lượng luồng đến mà không cần báo cáo trạng thái từ ONU. Trong chế độ này, OLT cấp phát một cách cố định một số lượng băng thông đến mỗi ONU. Nếu ONU khơng có lưu lượng để gửi thì nó sẽ truyền một khung rỗi. Nếu OLT quan sát thấy một ONU không đang gửi khung rỗi thì nó sẽ tăng giá trị băng thơng cấp phát
Đồ án tốt nghiệp 57 Sinh viên: Bùi Thị Phong
đến ONU đó. Khi ONU đó bắt đầu gửi khung rỗi thì OLT sẽ giảm bớt băng thơng cấp phát sao cho phù hợp.
NSR DBA có điểm tiện lợi ở chỗ, các ONU không cần biết đến DBA. Tuy nhiên, bất lợi ở chỗ, khơng có cách để OLT biết được làm thế nào để cấp phát băng thơng đến các ONU có hiệu quả nhất.
Trong chế độ này, trường DBA trong DBRu khơng được gửi đi do OLT khơng u cầu.
Hình 3-30: Các bước hoạt động của DBA Các bước hoạt động của DBA như hình 3-30. Các bước hoạt động của DBA như hình 3-30. Các bước hoạt động của DBA như hình 3-30.
1) ONU lưu dữ liệu cho lưu lượng hướng lên được nhận từ người dùng vào bộ đệm. 2) Khối dữ liệu chứa trong bộ đệm được báo tới OLT như một yêu cầu được quy
định bởi OLT.
3) OLT chỉ định thời gian bắt đầu truyền dẫn và khoảng thời gian truyền cho phép (cửa sổ truyền dẫn) tới ONU như một sự cấp phép.
4) ONU chờ đợi thời gian được cấp và truyền khối dữ liệu đến OLT.
3.9.3. Các loại T-CONT và tham số hoạt động
Các khung truyền dẫn T-CONT hướng lên chia thành 5 loại, sử dụng để quản lý việc cấp phát băng thông hướng lên. Có số nhận dạng là Alloc-ID. Mỗi T-CONT được mơ tả bằng các tham số hoạt động riêng. Tuy nhiên, đơn vị của tham số hoạt động được chỉ ra như sau: Đối với ATM, đơn vị hoạt động là số lượng tế bào. Còn đối với GEM, đơn vị hoạt động là số lượng khối có chiều dài cố định (48 byte), được quy định bởi OMCI.
Đồ án tốt nghiệp 58 Sinh viên: Bùi Thị Phong
Có băng thơng cố định và được sử dụng chính cho các dịch vụ nhạy với trễ và có độ ưu tiên cao như VOIP.
T-CONT loại 2 và T-CONT loại 3
Có băng thơng cung cấp được bảo đảm, nghĩa là băng thông trung bình được cấp phát cố định trong những khoảng các khoảng thời gian xác định. Băng thông này khác với băng thông cố định trong T-CONT loại 1 được điều khiển cho một dải độ trễ nhỏ. T-CONT loại 1 bảo đảm độ trễ truyền và sự thay đổi trễ và tốc độ truyền còn T- CONT loại 2, 3 chỉ đảm bảo tốc độ truyền. Loại T-CONT này được sử dụng chính cho các dịch vụ video và dữ liệu có độ ưu tiên cao hơn.
T-CONT loại 4
Có nổ lực cho băng thơng tốt nhất (best effort), được sử dụng cho các dịch vụ dữ liệu như internet và những dịch vụ có độ ưu tiên thấp và khơng địi hỏi băng thơng cao.
T-CONT loại 5
Các tham số mô tả cho lưu lượng T-CONT loại 5 là băng thông cố định (đặt trước), băng thông đảm bảo (đặt trước), băng thông không đảm bảo (cấp phát động), băng thông nổ lực tốt nhất best effort (cấp phát động), băng thông tối đa (đặt trước), được sử dụng cho tất cả các loại băng thông và hiệu lực với tất cả các dịch vụ.
Trong trường hợp truyền dẫn là ATM, việc cấp phát tài nguyên được thực hiện sử dụng VPI. VPI được định dạng bởi thông sô mô tả lưu lượng và được truyền trong các T-CONT tùy theo yêu cầu QoS. Cơ chế ánh xạ giữa độ đảm bảo QoS và loại T- CONT do nhà điều hành quản lý.
Trong trường hợp truyền dẫn là gói GEM thì các kết nối GEM được xác định bằng Port-ID có thể được định dạng lưu lượng bởi các thông số mô tả lưu lượng và được truyền trong các T-CONT.