EPON – Ethernet Passive
Optical Network
Aluno: Pedro Paulo Dayrell Rossi
Professores: Luís Henrique M. K. Costa
e Otto Carlos M. B. Duarte
Índice
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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
Introdução
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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
Ethernet na Primeira Milha
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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)
IEEE802.3ah EPON
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Única fibra compartilhada
Dividida por splitters óticos
Passivo = Ativos somente nas extremidades
Menos transceivers, menos fibras
A Rede EPON
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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
Protocolo MPCP
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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 autodiscovery)
Protocolo MPCP
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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
Protocolo MPCP
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Determina a etiqueta LLID das ONUs
Embute a LLID no preâmbulo dos quadros
MAC. 8 bytes, formato:
Sentido Downstream
Mensagens do tipo GATE são enviadas pela OLT para estabelecer o tamanho das
janelas de transmissão
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Ao receber uma mensagem GATE, a ONU sincroniza seu relógio interno para a
indicação “timestamp” embutida no quadro
Sentido Upstream
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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)
Sentido Upstream
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
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Este tempo RTT é necessário para cálculo correto dos tamanhos de janela e de
outros temporizadores mantidos pelo protocolo
Cálculo do RTT
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OLT envia mensagem GATE no tempo T1;
ONU recebe mensagem GATE contendo
tempo T1; sincroniza relógio interno para
tempo T1;
ONU envia mensagem REPORT no tempo T2
de seu próprio relógio;
OLT recebe mensagem REPORT no tempo T3
referente a seu relógio interno;
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-evolta, que pode ser observado destacado pelos triângulos na figura.
RTT = (T3 – T1) – (T2 – T1) = T3 – T2
Auto-Discovery
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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
Conclusão
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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
Perguntas
1.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.
Perguntas
2. Por que são chamadas de redes “passivas”?
Porque uma EPON não possui equipamentos
eletrônicos ativos dentro da rede. Elementos
ativos existem somente nas extremidades.
Perguntas
3. Como uma ONU filtra os quadros que recebe?
Através da etiqueta LLID presente nos
quadros enviados.
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).
Perguntas
5.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.