Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung của đồ án: Chương I: Tổng quan về PON và EPON. Chương này em trình bày các khái niệm, định nghĩa tổng quan trong PON nói chung và EPON nói riêng. Bên cạnh đó em giới thiệu chung về các chuẩn công nghệ khác dựa trên PON. Các phần so sánh giữa các công nghệ và giao thức điều khiển chính trong EPON là MPCP cũng được giới thiệu trong chương. Chương II: Các phương pháp cấp phát băng thông động trong EPON. Đây là một trong 2 chương chính của đồ án. Chương này em đi sâu vào các phương pháp, thuật toán cấp phát băng thông động cho EPON. Thuật toán cổ điển IPACT được giới thiệu trong chương này. Bên cạnh đó là các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề cấp phát băng thông. Ngoài ra em cũng giới thiệu sơ qua về cấp phát băng thông tĩnh – phương pháp đã ít được sử dụng ngày nay. Chương III: Một số thuật toán cấp phát băng thông động mới trong EPON
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA VIỄN THÔNG KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: “Cấp phát băng thông động trong EPON” Giảng viên hướng dẫn : ThS. NGÔ THỊ THU TRANG Sinh viên thực hiện: LÊ NHƯ LONG Lớp : D08VT5 Khoá : 2008-20012 Hệ : Đại học chính quy Hà Nội, tháng 12/2012 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay mạng truy nhập quang đang được nghiên cứu và triển khai mạnh mẽ. Công nghệ PON ra đời mởra một tiềm năng lớn cho triển khai các dịch vụbăng rộng và thaythếdần các hệthống mạng truy nhập cáp đồng băng thông hẹp và chất lượng thấp. Trong đó Ethernet PON là chuẩn công nghệ trên nền tảng PON thể hiện được khá nhiều ưu điểm so với các công nghệ cùng thời điểm. Hầu hết trong các mạng truy nhập, cũng như trong mạng truy nhập quang thụ động thì việc đảm bảo chất lượng dịch vụ khi không ngừng tăng về số lượng dịch vụ kết hợp với mở rộng mạng lưới luôn giữ vai trò rất quan trọng Vì thế để đảm bảo chất lượng dịch vụ trong mạng quang thụ động Ethernet thì vấn đề phải chú trọng là khả năng cấp phát băng thông động cho từng ONU khi lượng dữ liệu thay đổi. Nội dung đề tài “Cấp phát băng thông động trong EPON” được em trình bày với ba chương chính như sau: Chương I: Tổng quan về PON và EPON. Chương này em trình bày các khái niệm, định nghĩa tổng quan trong PON nói chung và EPON nói riêng. Bên cạnh đó em giới thiệu chung về các chuẩn công nghệ khác dựa trên PON. Các phần so sánh giữa các công nghệ và giao thức điều khiển chính trong EPON là MPCP cũng được giới thiệu trong chương. Chương II: Các phương pháp cấp phát băng thông động trong EPON. Đây là một trong 2 chương chính của đồ án. Chương này em đi sâu vào các phương pháp, thuật toán cấp phát băng thông động cho EPON. Thuật toán cổ điển IPACT được giới thiệu trong chương này. Bên cạnh đó là các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề cấp phát băng thông. Ngoài ra em cũng giới thiệu sơ qua về cấp phát băng thông tĩnh – phương pháp đã ít được sử dụng ngày nay. Chương III: Một số thuật toán cấp phát băng thông động mới trong EPON. Ở chương này em đi sâu trình bày thuật toán KI-DBA do Mr.Peng đề xuất năm 2011. Thuật toán này đã thể hiện được ưu điểm rõ ràng với thuật toán cổ điển IPACT. Ngoài ra em cũng trình bày tổng quan hai thuật toán mới khác là DSSPON và BA- DBA. Các thuật toán này cũng cho kết quả mô phỏng cho thấy rằng nó toàn diện hơn IPACT, nhưng sự khác biệt về ưu diểm giữa cả 3 thuật toán trên là không nhiều. Khả năng sử dụng băng thông, giảm trễ gói v.v… của cả 3 thuật toán là không khác biệt hoàn toàn, chưa thể hiện được sự nổi trội. Chính vì vậy mà việc nghiên cứu các thuật toán tối ưu hơn nữa nhằm cấp phát hiệu quả băng thông động trong EPON vẫn được các nhà nghiên cứu tìm tòi trên toàn thế giới. SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đó là tổng quan về đề tài mà em sẽ trình bày sau đây. Tuy đã cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài này, song do sự hạn chế về kiến thức nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong được sự phê bình, chỉ dẫn của thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn. SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LỜI CẢM ƠN Suốt trong thời gian học tập vừa qua, được sự quan tâm, giúp đỡ của Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, khoa Điện Tử Viễn Thông, nay em đã hoàn thành khoá học của mình. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: - Quý thầy cô trong khoa Điện Tử Viễn Thông đã tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình học tập. - Quý thầy cô ở các khoa có liên quan đã cung cấp cho em những kiến thức cần thiết cho một sinh viên. - Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã tạo điều kiện cho em học tập trong suốt thời gian qua. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến cô giáo ThS.Ngô Thị Thu Trang đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Sinh viên thực hiện Lê Như Long SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ, CHO ĐIỂM (Của giảng viên hướng dẫn) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Điểm: …………………….………(bằng chữ: … …………… ….) Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp?. …………, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ- GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (ký, họ tên) SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MỤC LỤC BẢNG TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TẮT TÊN TIẾNG ANH TÊN TIẾNG VIỆT ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số không đối xứng AES Advanced Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến AON Active Optical Network Mạng quang chủ động ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dị bội BPON Broadband PON Mạng quang thụ động băng thông rộng DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DBA Dynamic Bandwith Allcation Cấp phát băng thông động EMS Element Management System Hệ thống quản lý EPON Ethernet Passive Optical Network Mạng quang thụ động Ethernet FSAN Full Service Access Network Mạng truy cập dịch vụ đầy đủ GEPON Gigabit Ethernet Passive Optical Network Mạng quang thụ động Ethernet Gigabit GPON Gigabit Passive Optical Network Mạng quang thụ động Gigabit IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Hiệp hội các kỹ sư điện và điện tử thế giới ID Indentify Destination Chỉ định địa chỉ đích IP Internet Protocol Giao thức Internet ITU International Liên hiệp viễn thông SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Telecommunication Union quốc tế LAN Local Area Network Mạng cục bộ LLID Link Logic ID Kênh logic MAN Metropolitan Area Network Mạng khu vực thủ đô MAC Media Access Control Lớp điều khiển truy nhập phương tiện MPCP MultiPoint Control Protocol Giao thức điều khiển đa điểm MPCPDU MultiPoint Control Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức điều khiển đa điểm NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NRZ Non-return-to-zero Mã không trở về 0 OAM Operations Administration and Maintenance Vận hành, quản lý và bảo dưỡng OLT Optical Line Terminal Kết cuối đường truyền quang phía nhà cung cấp dịch vụ ONT Optical Network Terminal Kết cuối đường truyền quang phía hộ gia đình ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang PLOAM Physical layer Operation, Administration and Maintenance Vận hành, quản lý và bảo dưỡng lớp vật lý PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RTT Round-Trip Time Thời gian Round-Trip SBA Static Bandwidth Allocation cấp phát băng thông cố định SLA Service Level Agreement Cam kết mức độ dịch vụ TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiplexing Đa truy nhập phân chia SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Access theo thời gian VDSL Very High bit-rate Speed Digital Subscriber Đường dây thuê bao số tốc độ rất cao VoIP Voice over IP Thoại qua mạng IP WAN Wide Area Network Mạng truy nhập diện rộng WDM Wave Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc mạng PON Hình 1.2: Các khối chức năng của OLT0 Hình 1.3: Các khối chức năng của ONU1 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1: So sánh các chuẩn công nghệ TDM PON ………………… … 25 Bảng 2: Các thông số mô phỏng KI-DBA……………………………………… 40 SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Bảng 2: Các thông số mô phỏng BA-DBA……………………………………….49 SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 10 [...]... đổi Trong chương này em sẽ trình bày các phương pháp cấp phát băng thông trong EPON - đặc biệt là cấp phát băng thông động và các thuật toán cổ điển dựa trên nó Trong EPON có hai chính sách cấp phát băng thông đó là cấp phát băng thông tĩnh và động Mỗi chính sách đều có ưu nhược điểm riêng của nó, tùy từng mô hình triển khai mạng mà ta sẽ áp dụng chính sách nào Tuy nhiên hiện nay các phương pháp cấp phát. .. HỌC CHƯƠNG II: CẤP PHÁT BĂNG THÔNG ĐỘNG TRONG EPON Chương II: Cấp phát băng thông động trong EPON 2.1 Giới thiệu chương Đối với các dịch vụ viễn thông thì vấn đề chất lượng dịch vụ giữ vai trò quan trọng Nó quyết định đến sự thành công hay thất bại của dịch vụ đó Với mạng truy nhập quang thụ động Ethernet EPON thì chất lượng mà cụ thể ở đây là trễ trong truyền tải, khả năng cấp phát băng thông truyền... chính sách nào Tuy nhiên hiện nay các phương pháp cấp phát băng thông động đang được nghiên cứu mạnh mẽ và sử dụng trên phạm vi rộng rãi hơn cấp phát băng thông tĩnh 2.2 Cấp phát băng thông tĩnh Cấp phát băng thông tĩnh (SBA – Static Bandwidth Allocation) là chính sách được đưa ra đầu tiên để phân phối băng thông trong EPON Trong SBA, OLT cấp phát các khe thời gian có cùng kích cỡ đến mỗi ONU Theo các... ĐẠI HỌC CHƯƠNG II: CẤP PHÁT BĂNG THÔNG ĐỘNG TRONG EPON phân phối băng thông liên tục cho mỗi ONU Việc phân phối này hoàn toàn công bằng nhưng lại cho hiệu quả thấp và nhiều sự lãng phí băng thông Trong phân phối băng thông động đưa ra khái niệm “cửa sổ truyền dẫn tối đa” để đảm bảo chia sẻ công bằng giữa các ONU mà lại ít gây hao phí băng thông Bên cạnh đó là kế hoạch lập lịch ưu tiên trong thuật toán... bổ băng thông đã được đề xuất nhưng chưa có đề án nào thực sự chứng tỏ được mình là tối ưu nhất nên trong phần này em sẽ trình bày các thuật toán phổ biến nhất dành cho EPON 2.3.1 Nguyên lý hoạt động chung Cấp phát băng thông động (DBA – Dynamich Bandwidth Allocation) là kỹ thuật chia sẻ băng thông theo nhu cầu và công băng giữa các người sử dụng băng thông đó Kỹ thuật này là một hình thức quản lý băng. .. sẽ phát bản tin REQUEST báo cho OLT biết được số lượng byte trong bộ đệm của ONU1 tại thời điểm này sau khi đã upload Ví dụ như hình vẽ là 550 byte SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II: CẤP PHÁT BĂNG THÔNG ĐỘNG TRONG EPON Hình 2.1 : Các bước thực hiện thuật toán IPACT SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II: CẤP PHÁT BĂNG THÔNG ĐỘNG TRONG EPON. .. cầu đủ băng thông Vì vậy một khía cạnh cần xem xét trong quá trình nghiên cứu các thuật toán là làm thế nào cung cấp băng thông cho các dịch vụ khác nhau mà vẫn đảm bảo QoS Phân phối băng thông động trong EPON sẽ ấn định trước một cửa sổ truyền với kích cỡ không đổi để xem xét dòng lưu lượng của các loại dịch vụ cần cung cấp 2.4 Ưu - nhược điểm của DBA: 2.4.1 Ưu điểm -Hiệu quả sử dụng băng thông cao... bảo vệ sẽ làm hao phí băng thông Ngoài chu kỳ cực đại Wimax cũng quyết định băng thông tối thiểu có thể dùng của ONUi Gọi Trong đó: Aimin : Băng thông tối thiểu của ONUi[bps] : Kích thước cửa sổ dành riêng cho bản tin Report Chẳng hạn như ONU được cam đoan băng thông tối thiểu là W imax byte trong hầu hết thời gian Tmax Dĩ nhiên, băng thông của các ONU sẽ bị giới hạn tại băng thông tối thiểu của nó... nghiên cứu trên toàn thế giới Ở chương tiếp theo em sẽ trình bày một số thuật toán DBA mới trong thời gian gần đây SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 35 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG III: MỘT SỐ THUẬT TOÁN CẤP PHÁT BĂNG THỘNG ĐỘNG MỚI TRONG EPON Chương III: Một số thuật toán cấp phát băng thông động mới trong EPON 3.1 Giới thiệu chương Mỗi thuật toán DBA hiện nay đều có những ưu điểm và nhược điểm Chưa... các ONU trong hệ thống sử dụng tất cả băng thông cho phép của nó Nếu ít nhất một ONU không có dữ liệu, nó sẽ được cấp cửa sổ truyền nhỏ hơn dẫn đến chu kỳ thời gian bảo vệ nhỏ hơn băng thông cho phép của các ONU còn lại sẽ tăng lên theo tỉ lệ Wimax của nó 2.5.2 Các thành phần trễ của gói tin SVTH: Lê Như Long – Lớp D08VT5 34 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHƯƠNG II: CẤP PHÁT BĂNG THÔNG ĐỘNG TRONG EPON Hình . vụ trong mạng quang thụ động Ethernet thì vấn đề phải chú trọng là khả năng cấp phát băng thông động cho từng ONU khi lượng dữ liệu thay đổi. Nội dung đề tài Cấp phát băng thông động trong EPON . nghệ và giao thức điều khiển chính trong EPON là MPCP cũng được giới thiệu trong chương. Chương II: Các phương pháp cấp phát băng thông động trong EPON. Đây là một trong 2 chương chính của đồ án pháp, thuật toán cấp phát băng thông động cho EPON. Thuật toán cổ điển IPACT được giới thiệu trong chương này. Bên cạnh đó là các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề cấp phát băng thông. Ngoài