Tổng số lượt truy cập
[GPON] VLANs và GEM Ports
Thứ Tư, 4 tháng 3, 2015
Bài viết này thảo luận về traffic flows trong mạng GPON. Như đã thảo luận ở bài viết Kiến thức căn bản về GPON, OLT là điểm tập hợp dữ liệu đầu tiên trong mạng truy nhập GPON. OLT kết thúc lớp GPON GTC ở phía người dùng và chuyển tiếp Ethernet frame tới lớp Ethernet trong mạng. Hình 1 biểu diễn điểm kết thúc cho ONU/ONT.
Điểm tham chiếu U đại diện cho giao diện kết nối tới người sử dụng của ONU/ONT. Điểm tham chiếu U có thể nằm trong ONU/ONT khi ONT và thiết bị RG (Residential Gateway) được kết hợp trong một thiết bị đơn.
Điểm tham chiếu R/S đại diện cho giao diện của ONT kết nối tới OLT. Điểm tham chiếu S/R đại diện cho giao diện trên OLT kết nối tới mạng ODN (Optical Distribution Network). Giao diện R/S và S/R chứa tất cả các giao thức cần thiết cho phép giao tiếp giữa OLT với một hoặc nhiều ONT qua ODN.
Điểm tham chiếu V đại diện cho giao diện kết nối tới mạng của OLT.
Mối quan hệ giữa T-CONT và GEM Port
Một số định nghĩa cần biết:
T-CONT là một đối tượng của ONU đại diện cho một nhóm các kết nối logic được dùng cho việc phân bổ băng thông chiều lên (Upstream) trong GPON. Đối với mỗi ONU cho trước, số lượng T-CONT được hỗ trợ là cố định. ONU sẽ tạo ra các T-CONT instances một cách độc lập trong quá trình kích hoạt. OLT sẽ lấy thông tin về số lượng T-CONT instance được hỗ trợ bởi ONU cho trước.
(Chú ý: T-CONT là một thực thể được tạo ra trong ONU, mỗi T-CONT instance là một thể hiện của T-CONT)
ALLOC_ID là một số 12 bit mà OLT gán cho ONU để xác định thực thể mang lưu lượng (traffic-bearing) của phân bố băng thông chiều lên trong ONU đó. Thực thể mang lưu lượng này được gọi là T-CONT (Transmission Containers). Mỗi ONU được gán một ALLOC_ID mặc định và chính bằng ONU-ID, và có thể được gán thêm ALLOC_ID bổ sung tùy theo cấu hình từ OLT.
GEM Port: GEM (GPON Encapsulation Method) port là một port ảo thực hiện đóng gói GEM trong truyền dẫn frame giữa OLT và ONT/ONU. Mỗi lớp traffic khác nhau trên một UNI (User Network Interface - Giao diện mạng người dùng, ví dụ như port Ethernet hoặc port POTS cho VoIP) được gán cho các GEM port khác nhau. Mỗi T-CONT chứa một hoặc nhiều GEM port. Mỗi GEM port mang một loại lưu lượng dịch vụ nhất định (loại T-CONT)
GEM port ID: Mỗi GEM port được xác định bằng một port ID duy nhất. Port ID có giá trị trong khoáng từ 0 đến 4095 (12 bit biểu diễn). Nó được cấp phát bởi OLT, nghĩa là một GEM port chỉ có thể sử dụng bởi một ONU/ONT trên mỗi giao diện PON của OLT.
Hình 2 biểu diễn mối quan hệ giữa T-CONT và GEM port.
Tags:
dien tu vien thong
,
dtvt
,
gpon
,
kien thuc co ban
,
mang vien thong
Điểm tham chiếu U đại diện cho giao diện kết nối tới người sử dụng của ONU/ONT. Điểm tham chiếu U có thể nằm trong ONU/ONT khi ONT và thiết bị RG (Residential Gateway) được kết hợp trong một thiết bị đơn.
Điểm tham chiếu R/S đại diện cho giao diện của ONT kết nối tới OLT. Điểm tham chiếu S/R đại diện cho giao diện trên OLT kết nối tới mạng ODN (Optical Distribution Network). Giao diện R/S và S/R chứa tất cả các giao thức cần thiết cho phép giao tiếp giữa OLT với một hoặc nhiều ONT qua ODN.
Điểm tham chiếu V đại diện cho giao diện kết nối tới mạng của OLT.
Mối quan hệ giữa T-CONT và GEM Port
Một số định nghĩa cần biết:
T-CONT là một đối tượng của ONU đại diện cho một nhóm các kết nối logic được dùng cho việc phân bổ băng thông chiều lên (Upstream) trong GPON. Đối với mỗi ONU cho trước, số lượng T-CONT được hỗ trợ là cố định. ONU sẽ tạo ra các T-CONT instances một cách độc lập trong quá trình kích hoạt. OLT sẽ lấy thông tin về số lượng T-CONT instance được hỗ trợ bởi ONU cho trước.
(Chú ý: T-CONT là một thực thể được tạo ra trong ONU, mỗi T-CONT instance là một thể hiện của T-CONT)
ALLOC_ID là một số 12 bit mà OLT gán cho ONU để xác định thực thể mang lưu lượng (traffic-bearing) của phân bố băng thông chiều lên trong ONU đó. Thực thể mang lưu lượng này được gọi là T-CONT (Transmission Containers). Mỗi ONU được gán một ALLOC_ID mặc định và chính bằng ONU-ID, và có thể được gán thêm ALLOC_ID bổ sung tùy theo cấu hình từ OLT.
GEM Port: GEM (GPON Encapsulation Method) port là một port ảo thực hiện đóng gói GEM trong truyền dẫn frame giữa OLT và ONT/ONU. Mỗi lớp traffic khác nhau trên một UNI (User Network Interface - Giao diện mạng người dùng, ví dụ như port Ethernet hoặc port POTS cho VoIP) được gán cho các GEM port khác nhau. Mỗi T-CONT chứa một hoặc nhiều GEM port. Mỗi GEM port mang một loại lưu lượng dịch vụ nhất định (loại T-CONT)
GEM port ID: Mỗi GEM port được xác định bằng một port ID duy nhất. Port ID có giá trị trong khoáng từ 0 đến 4095 (12 bit biểu diễn). Nó được cấp phát bởi OLT, nghĩa là một GEM port chỉ có thể sử dụng bởi một ONU/ONT trên mỗi giao diện PON của OLT.
Hình 2 biểu diễn mối quan hệ giữa T-CONT và GEM port.
Giữa OLT và ONT là mạng ODN, và Ethernet frame được mang trong mạng này sử dụng GEM channel. Trong GPON, GEM channel là một phần của lớp GTC (GPON Transmission Convergence Layer - Lớp hội tụ truyền dẫn GPON). GEM channel mang các Ethernet frame có độ dài thay đổi. Mỗi GEM channel được xác định bởi một GEM port ID. Số định danh (ID) này được gán bởi OLT ngay sau khi tạo một channel mới và nó chỉ có giá trị trong toàn bộ vòng đời của channel đó. Mỗi giao diện GPON, mỗi ONT có thể có vài GEM port. Một GEM port là duy nhất trên mỗi giao diện GPON và đại diện cho một traffic cụ thể hoặc nhóm các flow giữa OLT và ONT.
Có hai loại GEM channel:
- GEM Channel chỉ dành cho Downtream: Những channel này được sử dụng để truyền traffic downstream broadcast/multicast từ OLT đến tất cả ONT. ONT xác định traffic có nghĩa với chúng dựa vào GEM Port ID.
- GEM channel hai chiều: Những channel này được sử dụng cho cả upstream và downstream giữa OLT và ONT. Các frame được truyền từ OLT vào giao diện GPON và được chuyển tiếp chỉ trên U interface của ONT (nơi mà GEM port được gán cho ONT).
GEM port được sử dụng để phân biệt các lớp traffic (TC - traffic classes). Một U interface có thể liên kết với vài GEM port và những GEM port này hỗ trợ việc nhiều lớp traffic khác nhau. Do đó, trong mỗi giao diện GPON, mỗi GEM port mang một hoặc nhiều luồng traffic với một lớp traffic cụ thể.
Trên U interface, traffic được phân loại vào các VLAN với nhiều trường ưu tiên dựa vào: Port vật lý, VLAN ID, 802.1p bit, và/hoặc DSCP. Một khi traffic được gán với một giá trị VLAN và COS (P-bit 802.1p), hai giá trị này được sử dụng để lựa chọn upstream GEM port, do đó QoS có thể được áp dụng cho các flow được mang bởi GEM port. Một GEM port luôn luôn thuộc về một T-CONT. Ở hướng downstream, ONT chuyển tiếp dữ traffic nhận được từ GEM port cho U interface thích hợp.
Ánh xạ VLAN 1:1
Trong kiến trúc ánh xạ VLAN 1:1, ONT ánh xạ mỗi VLAN vào mỗi U interface. Có hai loại gán tag tại V interface ở chiều upstream: traffic tại V interface có thể được gán double tags hoặc single tag.
Ở chiều downstream, OLT loại bỏ outer tà hoặc chuyển traffic đến GEM port thích hợp dựa vào giá trị tag và P-bit (priority bit). ONT loại bỏ tag và chuyển tiếp frame từ GEM port đến U interface liên kết tương ứng.
Ánh xạ VLAN N:1
Đối với mô hình ánh xạ VLAN N:1, ONT luôn luôn bổ sung S-VLAN ID hoặc dịch tag của traffic thành S-VLAN ID cho chiều lên. OLT sẽ chuyển tiếp bất kỳ upstream traffic nào với S-VLAN ID của chúng.
Ở chiều downstream, OLT sẽ chuyển tiếp traffic với S-VLAN ID đến ONT bằng cách xác định GEM port dựa trên địa chỉ MAC và P-bit.
Nếu GEM port không thể xác định được, frame đó sẽ được flood sử dụng GEM port vô hướng kết hợp với S-VLAN ID đó. ONT sẽ loại bỏ tag và chuyển tiếp frame từ GEM port đến U interface thích hợp. Đối với mô hình N:1, traffic luôn luôn là single-tagged tại V interface.
Quản lý chất lượng dịch vụ (QoS) và Traffic
Như đã xem ở hình 1, GPON link kết nối OLT và ONT để truyền dịch vụ Ethernet. Chú ý rằng GPON cũng có thể đòng gói được các dịch vụ ATM và TDM (E1, E3). Lớp con GTC Adaptation ánh xạ các Ethernet frame vào các GPON GEM frame. Một cơ chế QoS được yêu cầu trong GEM để hỗ trợ Ethernet Qó (802.1p bit). Hai cơ chế QoS được triển khai:
Hình 5 biểu diễn một mô hình mẫu của quản lý upstream traffic. Hình này biểu diễn 4 T-CONT trên một PON interface, với mỗi T-CONT đại diện cho một lớp traffic cụ thể. Classifier (Bộ phân loại) nhận traffic từ U interface và ánh xạ tới các queue (hàng đợi) theo cấu hình sử dụng các GEM port tương ứng. Nếu một UNI interface thứ hai có mặt, nó cũng sẽ thực hiện việc phân loại và ánh xạ traffic đến lớp traffic cụ thể. Như đề cập ở trên, một GEM port bắt buộc phải mang một hoặc nhiều T-CONT. Upstream từ những ONT khác được ánh xạ đến 4 T-CONT khác dựa vào lớp traffic.
Tại OLT, mỗi lớp traffic được ánh xạ đến một queue riêng biệt. Các T-CONT từ nhiều ONT chia sẻ cùng lớp traffic đều được ánh xạ vào cùng một queue, và Scheduler (bộ lập lịch) được sử dụng giữa các queue đến port nối với mạng (V interface).
Quản lý Downstream Traffic
Hình 6 biểu diễn một mô hình mẫu cho quản lý downstream traffic. Ở chiều downstream, T-CONT không được sử dụng. Traffic nhận được từ V interface tại OLT được gán vào các queue dựa vào các lớp traffic. Sau đó traffic được truyền theo chiều downstream đến các PON interface sử dụng bộ lập lịch. Tại ONT, traffic được phân loại một lần nữa và được chứa trong các queue thích hợp đối với từng U interface. Một bộ lập lịch được sử dụng để truyền frame đến U interface.
Ánh xạ VLAN 1:1
Trong kiến trúc ánh xạ VLAN 1:1, ONT ánh xạ mỗi VLAN vào mỗi U interface. Có hai loại gán tag tại V interface ở chiều upstream: traffic tại V interface có thể được gán double tags hoặc single tag.
- Đối với gán double tags tại V interface, ONT có thể hoặc gán C-VLAN ID hoặc dịch một C-VLAN ID. OLT bổ sung thêm S-VLAN ID (Subscriber 1 ở hình 3)
- Đối với gán double tags tại V interface, ONT có thể gán S-C VLAN ID cho traffic đến, và OLT chỉ truyền traffic qua (Subscriber 2 ở hình 3)
- Đối với gán single tại V interface, ONT bổ sung S-VLAN ID hoặc dịch S-VLAN ID của gói tin đến, và OLT chỉ truyền traffic qua (Subscriber 3 ở hình 3)
Ở chiều downstream, OLT loại bỏ outer tà hoặc chuyển traffic đến GEM port thích hợp dựa vào giá trị tag và P-bit (priority bit). ONT loại bỏ tag và chuyển tiếp frame từ GEM port đến U interface liên kết tương ứng.
Đối với mô hình ánh xạ VLAN N:1, ONT luôn luôn bổ sung S-VLAN ID hoặc dịch tag của traffic thành S-VLAN ID cho chiều lên. OLT sẽ chuyển tiếp bất kỳ upstream traffic nào với S-VLAN ID của chúng.
Ở chiều downstream, OLT sẽ chuyển tiếp traffic với S-VLAN ID đến ONT bằng cách xác định GEM port dựa trên địa chỉ MAC và P-bit.
Nếu GEM port không thể xác định được, frame đó sẽ được flood sử dụng GEM port vô hướng kết hợp với S-VLAN ID đó. ONT sẽ loại bỏ tag và chuyển tiếp frame từ GEM port đến U interface thích hợp. Đối với mô hình N:1, traffic luôn luôn là single-tagged tại V interface.
Quản lý chất lượng dịch vụ (QoS) và Traffic
Như đã xem ở hình 1, GPON link kết nối OLT và ONT để truyền dịch vụ Ethernet. Chú ý rằng GPON cũng có thể đòng gói được các dịch vụ ATM và TDM (E1, E3). Lớp con GTC Adaptation ánh xạ các Ethernet frame vào các GPON GEM frame. Một cơ chế QoS được yêu cầu trong GEM để hỗ trợ Ethernet Qó (802.1p bit). Hai cơ chế QoS được triển khai:
- Phân loại traffic vào các lớp traffic.
- Chuyển tiếp các lớp traffic vào các GEM port và T-CONT được cấu hình để mô phỏng Ethernet QoS.
Hình 5 biểu diễn một mô hình mẫu của quản lý upstream traffic. Hình này biểu diễn 4 T-CONT trên một PON interface, với mỗi T-CONT đại diện cho một lớp traffic cụ thể. Classifier (Bộ phân loại) nhận traffic từ U interface và ánh xạ tới các queue (hàng đợi) theo cấu hình sử dụng các GEM port tương ứng. Nếu một UNI interface thứ hai có mặt, nó cũng sẽ thực hiện việc phân loại và ánh xạ traffic đến lớp traffic cụ thể. Như đề cập ở trên, một GEM port bắt buộc phải mang một hoặc nhiều T-CONT. Upstream từ những ONT khác được ánh xạ đến 4 T-CONT khác dựa vào lớp traffic.
Tại OLT, mỗi lớp traffic được ánh xạ đến một queue riêng biệt. Các T-CONT từ nhiều ONT chia sẻ cùng lớp traffic đều được ánh xạ vào cùng một queue, và Scheduler (bộ lập lịch) được sử dụng giữa các queue đến port nối với mạng (V interface).
Quản lý Downstream Traffic
Hình 6 biểu diễn một mô hình mẫu cho quản lý downstream traffic. Ở chiều downstream, T-CONT không được sử dụng. Traffic nhận được từ V interface tại OLT được gán vào các queue dựa vào các lớp traffic. Sau đó traffic được truyền theo chiều downstream đến các PON interface sử dụng bộ lập lịch. Tại ONT, traffic được phân loại một lần nữa và được chứa trong các queue thích hợp đối với từng U interface. Một bộ lập lịch được sử dụng để truyền frame đến U interface.
Comments[ 0 ]
Đăng nhận xét