Princípios do GPON: Análise do Protocolo GPON

Protocolo Padrão GPON

No artigo de hoje, vamos falar então sobre a análise do protocolo GPON. Mas, antes precisamos saber que o protocolo padrão GPON é definido pela organização ITU-T, onde estão incluídos os padrões G.984.1/2/3/4/5/6/7.

Assim, neste artigo, descreveremos a estrutura do frame GTC e o seu gerenciamento, com G.984.3 ou G.984.4.

Modelo Service Bearer GPON

O modelo de Service Bearer GPON é como nossa pilha de protocolo TCP/IP, que possui cinco camadas.

Como sabemos, nossa rede de acesso pode fornecer serviços triple-play como voz, dados e vídeo.

Eles estão na camada 5. Sabemos que TCP e UDP estão na camada 4 e o endereço IP está na camada 3. O cabeçalho Ethernet está na camada 2.

Então este é o nosso frame Ethernet padrão que pode ser mapeado no frame GPON.

Chamamos o frame GPON também como frame GTC.

Então, os dados são transmitidos na fibra através do subplayer de framing GTC. Por outro lado, já vimos que ATM é uma tecnologia antiga e neste curso, não falamos sobre isso.

Mapeamento de Serviço GPON – Multiplexação Upstream

Aqui está o mapeamento do serviço GPON na direção upstream.

Como sabemos, podemos conectar uma porta OLT ou PON a várias ONUs.

Existe um T-CONT dentro da ONU. Mas o que significa T-CONT? É a abreviação de container de transmissão, usado para armazenar os dados em buffer.

Olhando para nossa ONU, em T-CONT, a porta representa o frame GPON e é também designado por porta GEM. A porta GEM é identificada pelo ID da porta, o que significa que o frame GPON é identificado pelo ID da porta.

O T-CONT é identificado pelo Alloc-ID e a ONU é identificada pelo ONU-ID.

Conforme demonstrado na topologia acima, representamos diferentes serviços com cores distintas. Por exemplo, os serviços triple-play são nas cores azul, vermelho e verde.

Também colocamos diferentes serviços em diferentes portas GEM. E uma porta GEM indica nosso frame GPON.

Em seguida, colocamos os frames GPON dentro dos T-CONTs, que são como containers.

Nesse caso, colocamos o frame Ethernet dentro do frame GPON.

Então, colocamos o frame GPON dentro do T-CONT. Usamos o T-CONT para armazenar os dados.

Podemos adicionar várias portas GEM a uma porta PON.

Posteriormente, apresentaremos quantas portas GEM podemos adicionar em uma porta PON.

Mapeamento do Serviço GPON – Multiplexação Downstream

Como sabemos, no sentido downstream, a OLT envia os dados para a ONT no modo broadcast, ou seja, todas as ONTS receberão seus próprios dados pelo filtro da porta GEM.

Portanto, a transmissão é usada na direção downstream.

Em uma porta PON, o ID da porta GEM é único e não pode ser o mesmo.

Somente a porta GEM multicast é a porta GEM compartilhada.

Na direção downstream, todos os serviços são encapsulados na porta GEM na unidade de processamento de serviços GPON e transmitidos para todos os ONUS conectados à porta GPON. Uma ONU filtra os dados conforme o ID da porta GEM, retém apenas a porta GEM pertencente à ONU, desencapsula o serviço e, em seguida, envia o serviço da interface de serviço da ONU para o equipamento do usuário.

Uma porta GEM compartilhada é uma porta GEM multicast.

Estrutura do Frame GPON

Quanto à estrutura do frame GPON, nesta topologia, a OLT envia dados para a ONUS.

O frame downstream também é chamado de frame GTC, cujo comprimento é de 125 µs.

Ele pode ser dividido em duas partes, incluindo o mapa de largura de banda upstream no PCBd e o payload, também chamado de frame GPON ou porta GEM.

No mapa de largura de banda da upstream, há um Alloc ID com início e fim.

Após o AllocID, temos o início e o fim, que indicam o time slot.

A ONU receberá o mapa e enviará os dados um a um, seguindo o intervalo de tempo entre início e fim (time slot). Isso porque o T-CONT está dentro da ONU e é o recurso físico dela.

Além disso, o T-CONT é identificado pelo Alloc ID. Quando a ONU receber o Alloc ID, o T-CONT enviará os dados um a um seguindo o timeslot.

Por exemplo, T-CONT1 na ONT1 envia dados do slot 100 para o slot 200.

Modo de mapeamento de serviços Ethernet em GPON

O sistema GPON analisa o frame Ethernet e mapeia a parte de dados para a GEM payload da transmissão.

Então, o frame GEM encapsula automaticamente as informações do cabeçalho.

Assim, o formato de mapeamento é claro e fácil de implementar, e a compatibilidade é excelente.

Desse modo temos aqui o modo de mapeamento do serviço Ethernet no GPON.

Como sabemos, o frame Ethernet padrão inclui endereço de destino (DA), e endereços de origem (SA), comprimento/tipo e dados.

Podemos mapear diretamente DA, SA, comprimento/tipo, dados e FEC no GEM payload.

Em seguida, adicione o cabeçalho do frame GEM, que inclui o PLI, ID da porta, PTI e HEC, totalizando 5 bytes.

O comprimento do ID da porta é de 12 bits, ou 2^12, igual a 4096. Isso significa que podemos adicionar 4096 portas GEM na porta PON.

O ID da porta GEM é único. Nossa rede GPON também suporta serviços TDM.

Modo de mapeamento de serviços TDM em GPON

Os serviços TDM são primeiro enfileirados no buffer e multiplexados em frames GEM para transmissão com base no número fixo de bytes.

Neste modo, os serviços TDM são transmitidos de forma transparente sem serem identificados.

Os frames GEM têm um comprimento fixo, o que é benéfico para a transmissão do serviço TDM.

O ID da porta GEM é único. Nossa rede GPON também suporta serviços TDM

Podemos colocar dados TDM diretamente no payload.

Os dados TDM são fixos, então podemos mapear diretamente os dados TDM no payload do frame GPON.

Conclusão

Por fim, no artigo de hoje, dei uma visão geral do que veremos na série de artigos: princípios do GPON.

Temos bastante assunto para falar nesta série de artigos, então deixarei para entrar no conteúdo propriamente, no próximo artigo, quando falaremos da arquitetura da rede GPON.

Te espero na sequência desta série, até lá.