Download miễn phí Đề tài Giao thức điều khiển đa điểm trong Epon
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
Hiên nay, mạng viễn thông được phát triển theo hướng toàn số hóa đa phương tiên va internet . Điêu nay lam cho viêc tim kiêm phương an giai quyêt truy nhâp băng rông co gia thanh thâp, chât lương cao đa trơ nên câp thiêt.
Cùng với sự phát triển của xã hội thông tin , nhu câu sư dung dich vu viên thông ngay cang tăng , tư dich vu điên thoai đên dich vu truyên sô liêu , hình ảnh đa phương tiên . Viêc tich hơp cac dich vu vao cung môt mang sao cho mang viên thông trơ nên đơn gian hơn đang trơ thanh vân đê nong bong c ủa ngành viễn thông và đó cũng là xu hướng phát triển của mạng viễn thông hiện tại .
Trong đề tài này, chúng ta đi ngược lại dòng lịch sử của mạng viễn thông từ mạng Telex, dịch vụ điện thoại truyền thống POTS, mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN, mạng truyền số liệu, mạng truyền các tín hiệu truyền hình và nổi tiếng hơn cả là mạng Ethernet, Token Bus và Token Ring. Sau đó, mạng NGN ra đời đã thổi một luồng gió mới vào thị trường mạng viễn thông khi đưa ra các dịch vụ mới dựa trên giao thức IP và đưa ra mạng riêng ảo VPN – một hướng đi của các nhà khai thác đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối dạng any-to- any, các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tư, tích hợp xuyên suốt cùng với các mạng Intranet / Internet. Trong mạng viễn thông, nếu xét về góc độ kĩ thuật gồm những mạng sau: mạng chuyển mạch, mạng truy nhập và mạng truyền dẫn. Trong đó, mạng truy nhập quang đang được quan tâm và phát triển nhờ vào những ưu điểm vượt trội về băng thông lớn, ít bị suy hao trên đường truyền, giảm nhiễu, bảo mật tốt. Mạng truy nhập quang có hai mạng cơ bản là mạng quang tích cực AON và mạng quang thụ động PON. Những lợi ích của việc sử dụng kĩ thuật PON trong mạng truy nhập cho thấy việc tiến hành thực hiện những thiết kế mạng rất quan trọng. Bởi vì mạng truy nhập tập trung rất ít lưu lượng từ nhiều thuê bao nên nó có giá rất cạnh tranh. Vì thế, thiết kế PON không yêu cầu dự phòng và cho phép triển khai thêm. Tuy mang PON co nhưng ưu điêm vươt trôi hơn mang AON nhưng vân co môt sô nha cung câp chon AON la giai pháp cho riêng minh . Trong đó, xu hướng phát triển mạng truy nhập quang là giải pháp FTTH (Fiber-to-the-Home) – giải pháp đang được ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam.
PON là mạng quang thụ động mà tất cả các thành phần tích cực giữa tổng đài CO và người sử dụng sẽ không còn tồn tại. Thay vào đó là các thiết bị quang thụ động, để điều hướng các lưu lương trên mạng dựa trên việc phân tách năng lượng của các bước sóng quang học tới các điểm đầu cuối trên đường truyền. Mạng PON
có hai lớp (lớp vật lý và lớp vận chuyển) và được phân thành các loại mạng sau:
BPON, GPON, EPON và GEPON. Đặc điểm của mỗi mạng được thể hiện trong đề tài một cách cơ bản để ta có thể biết được những đặc trưng và cấu trúc mà mạng hiện có. Từ đó, ta chọn một cấu trúc mạng cụ thể để áp dụng một cách hiệu quả vào mạng hiện có ở nước ta.
Bằng phương pháp so sánh mạng GPON – mạng hiện đang được các nhà khai thác triển khai – với mạng EPON, ta sẽ thấy được những lợi ích trong việc triển khai mạng EPON. Đó chính là lý do mà em chọn EPON là hướng nghiên cứu cho đề tài này. Trong phần EPON, chúng ta sẽ tìm hiểu về tiêu chuẩn mạng, phạm vi hoạt động và nguyên tắc hoạt động . Xu hướng phát triển mạng EPON có hai giải pháp: một là giải pháp phát triển lên GEPON (điển hình là Nhật Bản đang phát triển mạng này), còn giải pháp thứ hai là kết hợp EPON với WIMAX BS để tạo ra sự kết hợp tốt về phân cấp băng thông và thực hiện hiệu quả việc phân bổ băng thông và lập lịch gói, giúp đạt được hiệu suất sử dụng băng thông và hỗ trợ QoS tốt hơn.
Phần chính của đề tài là trình bày giao thức điều khiển đa điểm (MPCP).
Trước khi tìm hiểu giao thức này, ta phải biết về cấu trúc khung của MPCP (gồm năm bản tin: REPORT, GATE, REGISTER_REQ, REGISTER và REGISTER_ACK). Mỗi bản tin có những cấu trúc đặc trưng riêng. Nguyên lý truyền của giao thức MPCP chủ yếu dựa vào các bản tin trên và được trình bày cụ thể trong đề tài này. Và để thấy rõ sự ứng dụng của giao thức, ta thực hiện chương trình demo truyền dữ liệu 64-QAM trong dịch vụ IPTV.
Đề tài này bao gồm sáu chương. Sau đây là bố cục của đề tài:
- Chương I: Mở đầu
- Chương II: Mạng truy nhập quang
- Chương III: Mạng quang thụ động (PON – Passive Optical Network)
- Chương IV: Mạng quang thụ động Ethernet (EPON – Ethernet Passive
Optical Network)
- Chương V: Giao thức điều khiển đa điểm (MPCP – Multipoint Control
Protocol) trong EPON
- Chương VI: Kết luận
Mặc dù, có nhiều cố gắng nhưng do thời gian hạn hẹp nên đề tài không thể
tránh khỏi nhiều thiếu sót. Kính mong quý thầy cô nhận xét và góp ý kiến để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
MỤC LỤC
MỤC LỤC . 1
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG 5
2.1 Tổng quan về mạng viễn thông: 5
2.1.1. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện tại: . 5
2.1.2. Hệ phân cấp mạng: . 6
2.1.3. Các loại mạng viễn thông: 7
2.2. Tổng quan về mạng truy nhập quang: . 11
2.2.1. Lý do phát triển mạng quang: [1] . 11
2.2.2. Đặc điểm mạng truy nhập quang: . 12
2.2.3. Phân loại mạng truy nhập quang: . 13
2.2.4. Xu hướng phát triển của mạng truy nhập quang: 18
CHƯƠNG III: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON-PASSIVE OPTICAL NETWORK) 20
3.1 Cấu trúc phân lớp: 20
3.1.1. Lớp vật lý: 20
3.1.2. Lớp vận chuyển: 21
3.2. Phân loại: 22
3.2.1. Mạng quang thụ động băng rộng (BPON – Broadband PON): 22
3.2.2. Mạng quang thụ động Gigabit (GPON - Gigabit Passive Optical
Network): . 26
3.2.3. Mạng quang thụ động Ethernet (EPON - Ethernet Passive Optical
Network): . 33
3.2.4. Mạng quang thụ động Gigabit Ethernet (GEPON – Gigabit Ethernet
Passive Optical Network): 33
CHƯƠNG IV: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET (EPON - ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK) 35
4.1 Nhu cầu của mạng EPON: 35
4.1.1 So sánh mạng EPON và mạng GPON: . 35
4.1.2 Kết luận: 38
4.2 Tiêu chuẩn mạng EPON: 39
4.3 Phạm vi hoạt động: . 40
4.4 Nguyên tắc hoạt động: 42
4.5 Xu hướng phát triển mạng EPON: 44
CHƯƠNG V: GIAO THỨC ĐIÊU KHIÊN ĐA ĐIÊM (MPCP – MULTIPOINT CONTROL PROTOCOL) TRONG EPON 47
5.1 Cấu truc khung MPCP: . 47
5.1.2. Khung điêu khiên GATE : . 53
5.1.3. Khung điêu khiên REGISTER _REQ: . 56
5.1.4. Khung điêu khiên REGISTER : 57
5.1.5. Khung điêu khiên REGISTER _ACK: 58
5.2. Giao thức điêu khiên đa điêm (MPCP – Multipoint Control Protocol): . 59
5.3. Chương trình demo: 63
5.3.1. Giới thiệu: 63
5.3.2. Nội dung: . 63
5.3.3. Mục đích: . 65
5.3.4. Hạn chế chương trình demo: 65
CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN . 66
DANH MỤC HÌNH VẼ .
http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/25/de_tai_giao_thuc_dieu_khien_da_diem_trong_epon.6j7DFDuKIf.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-30889/Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ideo.
o Chất lƣợng dịch vụ tốt hơn.
· Chi phí đầu tƣ thấp hơn: Hệ thống EPON đang khắc phục giữa chi phí và hiệu suất bằng sợi quang và các linh kiện Ethernet. EPON cung cấp các chức năng và đặc tính sợi quang với giá có thể so sánh đƣợc với DSL. Hơn nữa, việc giảm chi phí đạt đƣợc nhờ kiến trúc đơn giản, hiệu quả hoạt động cao và chi phí bảo dƣỡng thấp. EPON chuyển giao những cơ hội giảm giá sau:
o Loại trừ những phần tử ATM và SONET phức tạp, đắt đỏ.
o Các linh kiện quang thụ động sƣ dung lâu đã gi ảm đƣợc chi phí bảo dƣỡng.
o Những giao diện Ethernet chuẩn loại trừ nhu cầu cho DSL và Modem cáp bổ sung.
· Nhiều lợi nhuận hơn: EPON có thể hô trợ đồng thời các dịch vụ thoại, dữ liệu và video, cho phép nhà cung cấp nâng cao dịch vụ băng rộng và linh hoạt. Ngoài ra, nó cũng cung cấp các dịch vụ truyền thống nhƣ POTS, T1, 10/100 Base- T, hô trợ các dịch vụ trên nền ATM, TDM và SONET.
4.2 Tiêu chuẩ n mạ ng EPON:
IEEE thành lập một nhóm nghiên cứu có cuộc họp đầu tiên vào tháng 1 năm
2001. EFM nhanh chóng trở thành một trong những nhóm nghiên cứu đƣợc tham gia nhiều nhất.
Nhóm nghiên cứu EFM tập trung vao vi ệc đƣa Ethernet vào vòng lặp thuê bao nội bộ theo những yêu cầu của mạng truy nhập dân cƣ và mạng truy nhập thƣơng nghiệp. Trong khi điều này có thể trở thành nhiệm vụ đơn giản thì thực tế những yêu cầu của nhà cung cấp tổng đài nội hạt lai khác v ới những yêu cầu của mạng xí nghiệp tƣ nhân trong việc thiết kế Ethernet. Để phát triển Ethernet cho mạng thuê bao nội hạt, nhóm nghiên cứu EFM tập trung vào 4 tiêu chuẩn chính:
- Ethernet qua cáp đồng
- Ethernet qua cáp quang điểm - điểm (P2P)
- Ethernet qua cáp quang điểm - đa điểm (P2MP) (đƣợc xem nhƣ mạng
EPON)
- Vận hành, quản lý và bảo dƣỡng (OAM)
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 39
CHƯƠNG IV: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET - EPON
Tầm quan trọng của EFM ở cáp quang và cáp đồng đêu đánh giá cho công nghệ first mile và chung h ợp với nhau bằng hệ thống OAM chung, đặc biệt là co tầm nhìn tốt do nó cho phép nhân viên vận hành mạng nội bộ lựa chọn Ethernet để sử dụng nền phần cứng và quản lý chung. Ở mỗi tiêu chuân này , đặc điểm lớp vật lý mới đƣợc bàn luận và thông qua để đƣa ra những yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ trong khi vẫn lƣu trữ tính toàn vẹn của Ethernet.
Để phát triển đề tài này, nhóm nghiên cứu phải chứng tỏ rằng những đăc điêm kĩ thuật thỏa mãn 5 chỉ tiêu sau đây:
- Tiềm năng thị trƣờng rộng
- Tƣơng thích với cấu trúc 802 bao gồm việc bắc cầu và cơ sở dữ liệu thông tin quản lý (MIB – Management Information Base)
- Nhận dạng riêng biệt, ví dụ nhƣ: sự khác biệt từ những tiêu chuẩn IEEE
802 khác
- Tính khả thi kĩ thuật
- Tính khả thi kinh tế
4.3 Phạ m vi hoạ t đ ộ ng:
Phạm vi hoạt động của IEEE 802.3 bị giới hạn bởi hai lớp thấp nhất của mô hình tham chiếu OSI là: lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu. Mỗi lớp này đƣợc chia thành những lớp con và giao diện. Hình IV.3 đƣa ra những lớp con và những giao
diện xác định cho những thiết bị Ethernet hoạt động ở tốc độ dữ liệu 1 Gbps.
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 40
CHƯƠNG IV: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET - EPON
Hình IV.3: Mối quan hệ giữa mô hình phân lớp IEEE 802.3 và mô hình tham chiếu
OSI[3]
IEEE 802.3 sử dụng sự phân cấp lớp vật lý sau đây (từ lớp con thấp nhất đến lớp con cao hơn):
- Giao diện phụ thuộc môi trƣờng (MDI – Medium Dependent Interface) chỉ ra những tín hiệu môi trƣờng vật lý và giao diện cơ điện giữa môi trƣờng truyền và thiết bị lớp vật lý.
- Lớp con môi trƣờng vật lý phụ thuộc (PMD – Physical Medium Dependent) chịu trách nhiệm cho việc chỉ định giao diện trong môi trƣờng truyền. PMD chỉ đặt trên MDI.
- Lớp con gắn với môi trƣờng vật lý (PMA – Physical Medium
Attachment) chứa những chức năng truyền dẫn, thu, phục hồi xung đồng hồ và
đồng chỉnh pha.
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 41
CHƯƠNG IV: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET - EPON
- Lớp con mã hóa vật lý (PCS – Physical Coding Sublayer) chứa những chức năng giải mã bit dữ liệu vào những nhóm mã hóa có thể đƣợc truyền qua môi trƣờng vật lý.
- Giao diện môi trƣờng gigabit độc lập (GMII – Gigabit Media Independent Interface) đƣa ra giao diện giữa lớp MAC có khả năng giagabit và lớp vật lý gigabit (PHY – Physical Layer). Mục đích của giao diện này là cho phép nhiều thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE – Data Terminal Equipment) trộn lẫn với nhiều thiết bị lớp vật lý tốc độ gigabit.
- Lớp con tái giải điều (RS – Riconciliation Sublayer) cung cấp việc ánh xạ tín hiệu GMII vào những định nghĩa dịch vụ điều khiển truy nhập môi trƣờng.
Lớp liên kết dữ liệu bao gồm các lớp con sau đây ( từ lớp thấp hơn đến lớp
cao hơn):
- Lớp con điều khiển truy nhập môi trƣờng xác định chức năng độc lập môi trƣờng chịu trách nhiệm cho việc truyền dữ liệu đến lớp vật lý và từ lớp vật lý. Nhìn chung, lớp con MAC xác định việc đóng gói dữ liệu (đóng khung, lập địa chỉ và phát hiện lỗi) và truy nhập môi trƣờng (phát hiện xung đôt và xƣ ly trê).
- Lớp con điều khiển MAC là lớp con tự chọn thực hiện điều khiển thời gian thực và thƣc hiên thao tác v ận hành lớp con MAC. Đặc điểm cấu trúc điều khiển MAC cho phép bổ sung những chức năng mới vào tiêu chuẩn trong tƣơng lai.
- Lớp con điều khiển liên kết logic (LLC – Logic Link Control) chỉ ra phần độc lập truy nhập môi trƣờng của lớp liên kết dữ liệu. Lớp con này ở ngoài phạm vi của chuẩn IEEE 802.3. Lơp con LLC hoat đông nhƣ môt giao diên giƣa lơp con MAC va lơp mang . Nó giống với những môi trƣờng vât ly khác nhƣ: Ethernet, Token Ring va WLAN (Wide Local Area Network).
Nhóm tác v ụ phụ điểm – đa điểm tập trung vào những lớp thấp hơn của mạng EPON. Công việc xác định câu trúc mang EPON chia thành nhƣng đăc điêm nhƣ : đặc điểm lớp con phụ thuộc môi trƣờng vật lý, đặc điểm giao thức P2MP và mở rộng tái giải điều, mã hóa vật lý và những lớp con gắn môi trƣờng vật lý.
4.4 Nguyên tắ c hoạ t đ ộng:
Chuẩn IEEE 802.3 định nghĩa hai cấu hình cơ bản cho một mạng Ethernet.
Một cấu hình trong đó các trạm sử dụng chung môi trƣờng truyền dẫn với giao thức
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 42
CHƯƠNG IV: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET - EPON
đa truy nhập sóng mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) và cấu hình còn lại, các trạm sẽ giao tiếp với nhau thông qua một chuyển mạch sử dụng các tuyến kết nối điểm - điểm và song công. Tuy nhiên, EPON có một số đặc tính khiến cho nó không thể triển khai trên một trong hai cấu hình này mà thay vào đó ta phải kết hợp cả hai.
Ở hƣớng xuống, EPON hoạt động nhƣ một mạng quảng bá. Khung Ethernet đƣợc truyền bởi OLT qua bộ chia quang thụ động đến từng ONU (với N trong khoảng từ 4 đến 64). ONU sẽ lọc bỏ các gói tin không phải là của nó nhờ vào địa chỉ MAC (Media Access Control) trƣớc khi truyền các gói tin còn lại đến ngƣời dùng.
Hình IV.4: Lưu lượng hướng xuống trong EPON[3]
Ở hƣớng lên, vì đặc tính định hƣớng của bộ kết hợp quang thụ động, khung dữ liệu từ bất kỳ ONU nào chỉ đến OLT và không đến các ONU khác. Trong trƣờng hợp đó, ở hƣớng lê...
