Aluno: Pedro Paulo Dayrell Rossi
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Aluno: Pedro Paulo Dayrell RossiProfessores: Luís Henrique M. K. Costa e Otto Carlos M. B. Duarte
EPON – Ethernet Passive EPON – Ethernet Passive Optical NetworkOptical Network
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Índice • Introdução• Ethernet na Primeira Milha• IEEE 802.3ah EPON• A Rede EPON• Protocolo MPCP• EPON em Sentido Downstream• EPON em Sentido Upstream• Cálculo do RTT• Auto-Discovery• Conclusão• Perguntas
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Introdução• Backbone = Gbps!• Gargalo = loop ou local loop
(enlace local) = última milha = primeira milha
• Soluções: xDSL, cable modems, rádio
• Problemas: gargalos de desempenho, limitações para aumento de velocidade, complexidade de configuração e custo
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Ethernet na Primeira Milha
• Ponto-a-ponto a cobre• Ponto-a-ponto a fibra ótica• Ponto-a-multiponto a fibra ótica
• Operação, Administração e Manutenção (OAM – Operation, Administration, and Maintenance)
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IEEE802.3ah EPON
• Única fibra compartilhada• Dividida por splitters óticos• Passivo = Ativos somente nas
extremidades• Menos transceivers, menos fibras
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A Rede EPON
• OLT – Optical Line Terminal• ONU – Optical Network Unit• Full-duplex, não necessita CSMA/CD• ONU não enxerga tráfego de outra ONU• Ponto-a-ponto feito através da OLT• Tempo de transmissão controlado pelo
MPCP• Multiplexação usando diferentes
comprimentos de onda de luz
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Protocolo MPCP• Controlar a largura de banda p/ cada
usuário• Auto-descoberta (auto-discovery)• Ranging (busca ou telemetria)• 5 novas mensagens de controle MAC de
64 bytes: GATE, REPORT (estabelece e solicita largura de banda de transmissão), REGISTER_REQ, REGISTER, REGISTER_ACK (usadas no processo de auto-discovery)
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Protocolo MPCP
• Usa quadros Ethernet padrão• A OLT transmite os quadros Ethernet para
as ONus em broadcast• Cada ONU transmite quando autorizada
por quadro específico enviado pela OLT• A OLT regula a largura de banda upstream
de cada ONU controlando o tamanho da janela de transmissão
• Os quadros de controle são enviados na mesma conexão por onde trafegam os dados
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Protocolo MPCP
• Determina a etiqueta LLID das ONUs• Embute a LLID no preâmbulo dos quadros
MAC. 8 bytes, formato:
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Sentido Downstream
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• Mensagens do tipo GATE são enviadas pela OLT para estabelecer o tamanho das janelas de transmissão
• Ao receber uma mensagem GATE, a ONU sincroniza seu relógio interno para a indicação “timestamp” embutida no quadro
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Sentido Upstream
• O MPCP usa janelas de tempo durante as quais cada ONU pode transmitir diversos quadros, incluindo uma mensagem tipo REPORT
• Controle da largura de banda será determinada pelo tamanho da janela de tempo disponível para transmissão
• Enquanto puder transmitir, terá toda largura upstream da fibra (1Gbps)
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Sentido Upstream
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• As mensagens do tipo REPORT geradas pelas ONU’s também contém um registro de relógio interno efetuado pela própria ONU. Este registro será usado pela OLT para cálculo do RTT
• Este tempo RTT é necessário para cálculo correto dos tamanhos de janela e de outros temporizadores mantidos pelo protocolo
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Cálculo do RTT
1. OLT envia mensagem GATE no tempo T1;2. ONU recebe mensagem GATE contendo
tempo T1; sincroniza relógio interno para tempo T1;
3. ONU envia mensagem REPORT no tempo T2 de seu próprio relógio;
4. OLT recebe mensagem REPORT no tempo T3 referente a seu relógio interno;
5. OLT calcula RTT = T3 – T2.
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• Se pegarmos a diferença de tempo entre o envio da mensagem GATE e o recebimento da mensagem REPORT pela OLT (T3-T1), e subtrair dela a diferença de tempo entre o recebimento da mensagem GATE e o envio da mensagem REPORT pela ONU (T2-T1) o que sobra é justamente o tempo de viagem ida-e-volta, que pode ser observado destacado pelos triângulos na figura.
RTT = (T3 – T1) – (T2 – T1) = T3 – T2
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Auto-Discovery
• Tem como objetivo incluir de forma correta e sem distúrbios uma nova ONU na rede EPON
• A nova ONU precisa informar paramêtros como RTT, tempo de liga-desliga do laser, ter uma LLID, entre outros
• Processo: OLT envia Discovery GATE através de broadcast para rede; Uma nova ONU intercepta e responde com um REGISTER_ REQUEST; OLT responde com um REGISTER, designando um LLID e enviando um GATE
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• O processo termina com a ONU enviando um REGISTER_ACK para a OLT com a LLID registrada
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Conclusão• Diante do gargalo representado pela
Primeira Milha, as EPONs surgem como uma alternativa viável e mais barata (devido ao pequeno número de componentes ativos e fibras) para um rápida conexão do provedor de serviços com o usuário. Por se utilizar da fibra, pode contar com uma velocidade maior de acesso que se aproxime das permitidas no backbone. Possui vantagem em relação às opções existentes de banda-larga também no que diz respeito à facilidade de configuração
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Perguntas1.Quantas fibras ligam o OLT ao splitter?
Uma EPON tem somente uma fibra ligando a OLT ao splitter. Somente após o splitter que surgem novas fibras.
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Perguntas2. Por que são chamadas de redes
“passivas”?
Porque uma EPON não possui equipamentos eletrônicos ativos dentro da rede. Elementos ativos existem somente nas extremidades.
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Perguntas3. Como uma ONU filtra os quadros que
recebe?
Através da etiqueta LLID presente nos quadros enviados.
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Perguntas
4.Como é calculado o RTT entre o OLT e uma ONU específica?
Em uma operação de GATE/REPORT calcular a diferença entre T3-T1 (OLT) a T2-T1 (ONU).
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Perguntas5.Para que serve uma mensagem do tipo
GATE?
Para emitir autorização (grant) de transmissão as ONUs, calcular tamanho da janela de transmissão e iniciar o processo de auto-discovery.
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