Một vấn đề đƣợc đặt ra là làm thế nào để việc gán khe thời gian cho các ONU khác nhau mà không trùng lặp. Ở chế độ gán khe thời gian tuần tự, OLT gán một khe thời gian đến ONU thứ i chỉ sau khi dữ liệu từ ONU ( i - 1 ) đã đƣợc nhận. Việc gán nhƣ vậy là không hiệu quả bởi sau khi một thông báo GATE đƣợc gửi từ OLT xuống, kênh truyền vẫn ở trạng thái rỗi trong một khoảng thời gian lặp đi lặp lại . Khoảng thời gian rỗi này đƣợc gọi là walk-time. Trong mạng EPON khoảng cách giữa OLT và ONU có thể lên tới 20 km vì thế walk-time có thể cao khoảng 200μs.
Để loại trừ vấn đề walk-time quá lớn này MPCP cho phép gán khe thời gian kiểu đƣờng ống . Ở chế độ này OLT cần gửi một thông báo GATE đến ONU i trƣớc khi dữ liệu từ ONU i-1 đến. Chế độ đƣờng ống yêu cầu OLT biết khoảng thời gian Round-Trip tới mỗi ONU. Để làm đƣợc điều này OLT cần phải tính toán thời gian tƣơng lai khi tất cả các quá trình truyền sẽ hoàn thành và kênh truyền theo đƣờng lên sẽ rỗi, quá trình lập lịch để phân bố khe thời gian sẽ bắt đầu tại thời điểm này. Việc đo khoảng thời gian Round-Trip cho các ONU mới là một trong những
48
nhiệm vụ chính của thủ tục tự động tìm kiếm, thủ tục này sẽ đƣợc trình bày trong phần tới.
Hai chế độ phân phối khe thời gian tuần tự và đƣờng ống đƣợc minh họa nhƣ sau:
Hình 2.9: Cơ chế gán khe thời gian tuần tự
Hình 2.10: Cơ chế gán khe thời gian kiểu đƣờng ống
Định thời gian cho downstream và upstream
Một vài trƣờng hơp các khe thời gian đƣợc biểu diễn trong thông báo GATE chỉ bởi tham số độ dài length thay cho cặp tham số {startTime, length}. Do vậy, nếu chƣơng trình DBA agent trong OLT nhận dữ liệu của ONU thứ k tại thời điểm t, thông báo GATE phải đƣợc gửi đến ONU này chính xác tại thời điểm ( t – RTTk ) . Dễ dàng nhận thấy một thông báo GATE có thể bị chặn sau khi một khung dữ liệu bắt đầu truyền. Mặt khác thông báo GATE cũng có thể bị chặn khi tồn tại các thông
49
báo GATE khác vì thế một thông báo GATE bị chặn có thể truyền với một khoảng thời gian trễ nhất định.
Việc thông báo GATE trễ là nguyên nhân gây ra trễ đối với dữ liệu hƣớng lên từ một ONU kết quả làm giảm hiệu quả hƣớng lên của kênh truyền. Một loạt các vấn đề sẽ phát sinh nếu một thông báo GATE đến ONU thứ k đƣợc lập lịch truyền sau khi GATE thứ k+1 truyền nhƣng GATE thứ k bị trễ. Một phần dữ liệu truyền từ ONU thứ k đó sẽ gây xung đột với ONU thứ k+1.
Để giải quyết vấn đề, phải tách thời gian truyền thông báo GATE với quá trình truyền của luồng upstream. Đó là quá trình tách khe thời gian truyền trên mỗi thông báo GATE. Việc sử dụng thông báo GATE khi đến ONU đƣợc hiểu nhƣ một mốc thời gian chuẩn, ONU bắt đầu truyền khi xung đồng hồ của nó bằng với giá trị startTime đƣợc truyền trong thông báo GATE. Trễ truyền thông báo GATE thƣờng không gây ảnh hƣởng đến thời gian truyền của upstream bởi thông báo GATE đến trƣớc khi khe thời gian truyền bắt đầu đƣợc tính. Khi đó có một thời gian trễ giữa thông báo GATE đến và thời điểm tính khe thời gian truyền. Vì lí do này hệ thống yêu cầu xung giữa OLT và các ONU phải đƣợc đồng bộ tốt.
Đồng bộ xung MPCP
Để tách thời gian truyền thông báo GATE với thời điểm truyền của các khe thời gian, OLT và mỗi ONU cần phải duy trì một đồng hồ xung cục bộ gọi là MPCP clock. MPCP clock là một bộ đếm 32 bit với các đơn vị thời gian lƣợng tử (Time quanta-TQ). Khoảng thời gian lƣợng tử TQ là khoảng thời gian khéo dài 16ns hay là thời gian truyền đƣợc 2 byte dữ liệu tại luồng có tốc độ 1Gbps. Vì thế các thời điểm khe thời gian và độ dài trong thông báo GATE đƣợc xem nhƣ độ dài hàng đợi trong các thông báo REPORT và đƣợc biểu diễn theo TQ.
Để đồng bộ, từ đồng hồ MPCP của các ONU tới đồng hồ của OLT đều đƣợc xây dựng một trƣờng gọi là timestamp. Bộ hợp kênh điểu khiển OLT gi giá trị MPCP clock vào trƣờng MPCP đối với thông báo GATE. Khi thông báo GATE đến ONU, bộ phận điều khiển tách thiết lập giá trị MPCP clock cục bộ của nó tới giá trị đƣợc nhận trong trƣờng timestamp.
Qúa trình đồng bộ dựa vào giả thiết trễ truyền khung giữa bộ hợp kênh của thiết bị truyền và bộ điều khiển tách tại thiết bị nhận gần nhƣ là hằng số. Trong các trƣờng hợp khác khung truyền không thể bị chặn hay trễ ở các lớp con MAC hay vật lí.
50
Hình 2.11: Qúa trình tách giữa thời gian đến của thông báo GATE và thời điểm bắt đầu truyền của khe thời gian