3.2 Mạng truy cập thế hệ mới
3.2.4.4 Quá trình khám phá đối với EPON 10G
Các kênh DS 1G và 10G của mạng EPON 10G phân biệt nhau nhờ kỹ thuật WDM. Kênh US đợc chia sẻ cho EPON 1G và EPON 10G nhờ kỹ thuật TDM, đòi hỏi sự phân lịch chính xác lu lợng từ các ONU đi tới OLT, độc lập với tốc độ dữ
liệu mà chúng đang truyền. Một vấn đề quan trọng đợc đặt ra là agent DBA OLT phải nắm đợc thông tin về tốc độ dữ liệu do các ONU hỗ trợ, theo đó có thể cấp phát khe thời gian một cách chính xác. Chức năng này không đợc hỗ trợ bởi quá
trình khám phá cũ. Dới đây sẽ là những đề xuất thay đổi quá trình khám phá cũ nhằm hỗ trợ EPON 10G.
• Những thay đổi trong các bản tin MPCP a) Thay đổi trong bản tin khám phá GATE
Theo yêu cầu thực hiện thành công quá trình khám phá EPON 10G, OLT phải thông báo cho ONU biết khả năng thu US của nó (tức là nó có khả năng nhận các luồng dữ liệu 1G hoặc 10 G hoặc cả hai). Theo đề xuất này, bản tin khám phá
GATE đợc mở rộng theo cách dới đây:
OLT có thể mang một hay hai khe thời gian (phụ thuộc loại ONU có trong hệ thống). Mỗi khe thời gian theo yêu cầu đợc cấp phát cho cửa sổ khám phá hoặc 1G
hoặc 10G hoặc đồng thời cả hai, độc lập nhau, chèn nhau hay tách rời nhau. Điều này có nghĩa là trờng cờ trong bản tin GATE sẽ đợc thiết lập nh sau (hình .12):3
• Trờng số lợng sự cho phép (bit 0..2): hoặc là 1 hoặc là 2 (giá trị 0x01/0x02) phụ thuộc vào việc đếm khe thời gian.
• Trờng khám phá:1 (giá trị 0x08, đây là bản tin khám phá GATE).
• Thông báo bắt buộc giành cho sự cho phép: giá trị 0x00 (thiết lập tất cả các bit vÒ 0).
Hình 3.12 Bản tin GATE mở rộng a) với ONU 1G hoặc 10G; b)với ONU 1G và 10G
Sau các khe thời gian đợc cấp phát, một byte từ trờng pad/reserved sẽ đợc gán các tham số lựa chọn, gồm các bitcờ, nhtrong bảng 3.1.
Bảng 3.1 Trờng lựa chọn trong bản tin GATE mở rộng
b) Thay đổi đối với bản tin REGISTER_REQ
Bản tin REGISTER_REQ mở rộng đợc truyền trong US bởi một ONU trong quá trình đăng ký. Trong quá trình khám phá của EPON 10G, một ONU cần thông báo cho OLT biết năng lực truyền dẫn của nó theo cả hai US và DS, nhờ đó, OLT sẽ khám phá đợc năng lực truyền dẫn của ONU. Để thực hiện đợc việc này, một byte trong trờng pad/reserved của bản tin REGISTER_REQ, bao gồm các bit cờ, sẽ có các lựa chọn nh theo bảng 3.2a.
Bảng 3.2 Trờng cờ trong bản tin REGISTER_REQ
Cấu trúc tiêu chuẩn của trờng cờ trong bản tin REGISTER_REQ đợc mô tả
trong bảng 64 3 thuộc điều khoản 64, tiêu chuẩn IEEE 802.3- -2008. Tất cả các bản tin REGISTER_REQ mở rộng đợc truyền bởi các ONU tuân theo IEEE 802.3av sẽ thiết lập bit thứ 3 về mức 1 (giá trị 0x04), thông báo sự tồn tại của trờng các lựa chọn trong trờng pad/reserved. Cấu trúc thay đổi của trờng cờ trong bản tin REGISTER_REQ đợc giới thiệu trong bảng 3.2b. Mặt nạ thể hiện sự tồn tại của trờng lựa chọn (0x04) phải đợc kết hợp với mặt nạ Register/Deregister (0x01/0x03) để tạo một bản tin REGISTER_REQ có chức năng hoàn chỉnh.
c) Thay đổi đối với bản tin REGISTER
Cấu trúc tiêu chuẩn của trờng cờ trong bản tin REGISTER đợc thể hiện trong bảng 64 4 thuộc điều khoản 64, tiêu chuẩn IEEE 802.3- -2008. Tất cả các bản tin REGISTER mở rộng đợc truyền bởi OLT tuân theo IEEE 802.3av sẽ thiết lập bit 4 đến mức 1 (giá trị 0x04), thông báo sự tồn tại của trờng các lựa chọn trong vùng pad/reserved. Cấu trúc thay đổi của trờng cờ trong bản tin REGISTER đợc giới thiệu trong bảng 3.3b. Mặt nạ cho phép các lựa chọn (0x08) phải đợc kết hợp với mặt nạ Register/ eregister/Ack/Nack (0x01/0x02/0x03/0x04) để tạo một bản tin D REGISTER có chức năng hoàn chỉnh. Sau trờng echoed pending grants, mọt byte của trờng pad/reserved sẽ có các giá trị lựa chọn nh trong bảng 3.3a (hình 3.13b và bảng 3.3a.).
Bảng 3.3 Trờng cờ trong bản tin REGISTER
Sự thay đổi của tốc độ dữ liệu DS và (hoặc) US tác động đến tất cả các giá trị LLID gắn với ONU, và đợc phản ánh lên OLT bởi sự di chuyển của tất cả các giá
trị LLID gắn với ONU từ bất kỳ vùng US và (hoặc) DS trớc đó nào đến vùng US và (hoặc) DS xác định (nếu đợc lắp đặt). Chức năng này là cần thiết do một ONU có thể không hoạt động với hai tốc độ trong kênh DS. Trong trờng hợp có nhiều LLID trên một ONU, thì do đó cần thiết phải đảm bảo rằng tất cả các giá trị LLID đợc
nhận và truyền ở cùng một tốc độ dữ liệu. Nếu không thì phải cần một cơ cấu chuyển đổi tốc độ lắp vào trong thiết bị khách hàng.
Có một điều chắc chắn là agent khám phá của OLT chỉ thiết lập 1 bit về mức 1 cho các kênh DS và US (tức là, bit 0 hoặc 1 cho kênh DS, bit 2 hoặc 3 cho kênh US). Một bản tin REGISTER với các 0 và 1 hoặc 2 và 3 đợc thiết lập về mức 1 hoặc 0 sẽ bị từ chối khi nhận. Trong trờng hợp này, một ONU đang đăng ký sẽ giữ
nguyên tình trạng cha đăng ký và đợi cửa sổ khám phá phù hợp tiếp theo.
Hình 3.13 Cấu trúc mở rộng của các bản tin: a) REGISTER_REQ; b) REGISTER; c) REGISTER_ACK
d) Thay đổi đối vởi bản tin REGISTER_ACK
Cấu trúc tiêu chuẩn của trờng cờ giành cho bản tin REGISTER_ACK đợc mô tả trong bảng 64-5 thuộc điều khoản 64, tiêu chuẩn IEEE 802.3-2008. Tất cả các bản tin REGISTER_ACK đợc truyền bởi các ONU tuân theo IEEE 802.3av có bit 1
đợc thiết lập về mức 1 (0x02), thông báo sự tồn tại của trờng các lựa chọn trong vùng pad/reserved, nh trong bảng 3.4b.
Mặt nạ cho phép các lựa chọn (0x02) phải đợc nhập với mặt nạ Ack/Nack (0x00/0x01) để tạo một bản tin REGISTER_ACK có chức năng hoàn chỉnh. Lỗi khi nhập các mặt nạ này có thể làm mất hiệu lực của bản tin điều khiển khi phát. Sau trờng echoed SyncTime, một byte của trờng pad/reserved sẽ đợc cấp phát các tham số lựa chọn. đợc giới thiệu trong bảng .4a. 3
Nếu việc cấp phát kênh US và (hoặc) DS bị từ chối, thì giá trị LLID vẫn duy trì tình trạng không đợc đăng ký cho đến khi một cửa sổ khám phá kế tiếp đợc mở và lần thử đăng ký mới lại đợc tiếp tục. Sự từ chối cấp phát kênh US/DS có thể bị gây ra bởi một thực thể lớp cao hơn buộc ONU phải hoạt động ở tốc độ dữ liệu cao hơn hoặc thấp hơn.
Bảng 3.4 Trờng cờ trong bản tin REGISTER_ACK
• Quá trình khám phá giành cho EPON-10G Bớc 1: Thiết lập quá trình khám phá ở OLT
Bớc đầu tiên trong quá trình khám phá trong EPON 10G tơng tự với quá - trình khám cũ. Agent khám phá trên OLT thiết lập quá trình khám phá bằng cách xác định kích thớc cửa sổ khám phá kênh US, cũng nh dựa vào agent DBA để tính thời điểm khởi tạo. Nếu tăng lên tới hai cửa sổ độc lập thì sẽ phân lịch, giành cho các ONU có khả năng US 1G và US 10G. Một ONU phải có thể tự xác định liệu nó
đợc phép đáp ứng với cửa sổ khám phá không, và trong trờng hợp ONU tốc độ kép thì có thể , đáp ứng với loại cửa sổ nào (1G hoặc 10G).
Có thể dự đoán trớc rằng cả hai cửa sổ sẽ không bị chèn lên nhau, cho phép hoạt động của PMD đợc đơn giản hóa trong suốt quá trình khám phá, và không cần dùng chế độ thu đồng thời burst tốc độ kép. Tuy nhiên, có thể phân lịch cho cả
những cửa sổ chèn nhau, cho dù xác suất xung đột bị tăng lên khiến cho lợc đồ cấp
nhau hay tách rời) không bị hạn chế, do nó phụ thuộc năng lực PMD của OLT. Từ quan điểm kỹ thuật, việc cấp phát hai cửa sổ khám phá tách rời nhau sẽ khiến đơn giản hơn khi lắp đặt ngăn xếp OLT, xử lý PMD Ngay khi agent khám phá của OLT . thiết lập kích thớc và thời điểm bắt đầu của các cửa sổ khám phá, thông tin sẽ đợc
ánh xạ vào trong một bản tin GATE mở rộng và đợc truyền DS trong giao diện 10G. Cửa sổ khám phá 1G có thể phù hợp với việc cấp phát cửa sổ khám phá giành cho các ONU 1G cũ, gây ra một vùng xung đột đơn cho tất cả các ONU 1G US. Bản tin khám phá GATE mở rộng sẽ đợc gắn một nhãn thời gian với thông số đồng hồ OLT, để có thể tính RTT.
Bớc 2: Thiết lập quá trình khám phá tại ONU
Chỉ các ONU cha đăng ký LLID sẽ trả lời bản tin khám phá GATE. Ngoài việc đồng bộ đồng hồ, ONU còn kiểm tra tính nhất quán của bản tin điều khiển đã
nhận. Phụ thuộc vào năng lực US của ONU (1G, 10G hay cả hai), ONU có thể hoặc không thể đa ra một bản tin REGISTER_REQ.
Sau khi lu lại kích thớc và thời điểm khởi tạo cửa sổ, quá trình thử đăng ký sẽ đợi cho đến thời điểm khởi tạo cửa sổ khám phá đợc mở bởi OLT. Khi đồng hồ MPCP của ONU đi đến một giá trị đã thông báo trớc đợc xem nh là thời điểm khởi tạo cửa sổ khám phá, RDM sẽ đợc áp dụng. REGISTER_REQ đợc tạo và truyền US (hình 3.14). ONU dùng các bit cờ trong trờng lựa chọn của bản tin REGISTER_REQ để thông báo năng lực kênh US và DS. Bản tin REGISTER_REQ thiếu phần chỉ thị tốc độ thì coi nh là sai và bị từ chối ngay khi nhận.
Bớc 3: Phân tích REGISTER_REQ tại phía OLT
Ngay khi nhận bản tin REGISTER_REQ không có sự xung đột, agent khám phá của OLT có thể biết đợc địa chỉ MAC của ONU và tham số RTT ứng với ONU
đó. Tiếp theo, agent khám phá sẽ phát bản tin REGISTER đến ONU đang đăng ký nhờ địa chỉ MAC đã biết. Ngoài thông tin tiêu chuẩn chứa trong bản tin REGISTER, OLT còn xác nhận loại kênh cấp phát với ONU bằng các bit cờ trong trờng lựa chọn. Sau bản tin REGISTER là bản tin GATE, đợc truyền trên kênh unicast DS, chứa ít nhất một khe thời gian giành cho kênh US, với tốc độ dữ liệu đã thiết lập trong bản tin REGISTER.
Hình 3.14 Quá trình khám phá trong EPON 10Gb/s
Bớc 4: Hoàn tất quá trình khám phá.
ở phần kết thúc của quá trình khám phá, ONU hoàn tất việc đăng ký bằng cách gửi bản tin REGISTER_ACK vào trong khe thời gian đợc cấp trớc đó trong bản tin GATE, phát US trên kênh unicast. Ngoài các cờ tiêu chuẩn đợc định nghĩa trong điều khoản nhỏ 64.3.6.5 của IEEE 802.3 2008, ONU còn thông tin đến OLT - chấp nhận dùng cả hai kênh DS và US đợc cấp phát trong bản tin REGISTER trớc
đó. Việc từ chối cấp phát kênh US/DS trong trờng hợp cụ thể không cần một sự giải thích cụ thể nào. Hiện tợng từ chối đăng ký xảy ra ở ONU có thể do một thực thể ở lớp cao hơn buộc ONU phải hoạt động ở một tốc độ thấp hơn hay cao hơn. Bản tin REGISTER_ACK đợc nhận thành công tại phía OLT hoàn tất quá trình khám phá
và đăng ký, bắt đầu thiết lập đờng truyền giữa OLT và ONU.
Cửa sổ khám phá
MPCPDU GATE
MPCPDU register MPCPDU register_req
MPCPDU GATE MPCPDU register_ACK
MPCPDU GATE
MPCPDU REPORT+dữ liệu Thêi
gian OLT ONU
0 5, RTT TrÔ ngẫu nhiên
Kênh quảng bá
Bắt đầu khe thêi gian
Bắt đầu khe thêi gian
Bắt tay xử lý khám pháBắt tay truyền dẫn tiêu chuẩn
Cửa sổ khám phá OLT DS 1 /10G G, OLT US 1 /10G G
ONU DS 1 /10G và US 1 /10G bằng G G cách dùng DS 1 /10G G, US 1 /10G G
Dùng DS 1 /10G và US 1 /10G G G
ACK/NACK 1 /10G DSG ACK/NACK 1 /10G USG