REDES ÓTICAS DE ACESSO:

PADRÃO EPON E GPON

Diego Grosmann,

Fabio Abrantes Diniz

Thiago Reis

Mestrado em Ciência da Computação

Universidade do Estado do Rio Grande do Norte – (UERN)

Universidade Federal Rural do Semi-Árido – (UFERSA)

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Sumário

• Introdução (Redes PON)

• Tecnologias

• Desafios

• Arquitetura

• GPON;

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Introdução

• A evolução cada vez mais rápida da internet, vem

demandando maiores taxas de transmissão de dados entre

máquinas.

• A rede óptica passiva (PON) vem se apresentar como uma

opção para essa problemática.

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Redes de Acesso Locais

OLT (Terminal de linha Óptica) , ONT (Terminal de Rede Óptica)

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Tecnologias de Acesso usando Cobre e Fibra

CO - Escritorio Central, HE – Central de Equipamentos

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Desafios:

• Conectar residências, pequenas, médias e grandes

empresas aos serviços oferecido pela rede;

• Oferecer multiserviços: voz, vídeo e dados;

• Redução de custo – baixo compartilhamento;

• Ambiente não controlado – fora das estações;

• Alimentação

• Expectativa de 100% de confiabilidade pelo cliente;

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Arquitetura FTTx Fiber To The Building (Fibra até o edificio)

Fiber To The Home (Fibra até a casa)

Fiber To The Desk (Fibra até o computador)

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Arquitetura de Redes PON

ONU (Unidade de Rede Óptica, ou ONT, Terminal de rede Óptica)

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Arquitetura

ODN (Rede de Distribuição Óptica)

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O que é Redes EPON

Nome dado ao padrão IEEE 802.3ah

Possui o protocolo e o formato de quadro 802.3 do IEEE (Ethernet).

Realiza um tratamento das informações de modo nativo com as redes Ethernet.

Sem necessidade de camadas adicionais de protocolo para a extensão dessas redes até o usuário final

Taxas de até 10 Gbit/s em redes locais, metropolitanas e de longas distâncias (20km)(LANs, MANs,WANs)

topologia de fibra óptica do tipo ponto-multiponto

• Serviços conectividade Ethernet e serviços viáveis.

• Transporta os dados encapsulados em frames Ethernet

• facilita o transporte de pacotes IP e a operabilidade entre as LANs Ethernet instaladas.

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Redes EPON

• Fornece versatilidade à rede

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Redes EPON

Relação entre IEEE 802 e Modelo OSI da ISSO

• Não podemos falar da Ethernet Óptica sem observar a sua

relação com o modelo OSI da ISO.

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Topoogia do Sistema EPON

• As redes EPON têm tipicamente uma topologia em árvore ou em

ramos, utilizando 1:N splitters ópticos passivos

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Transmissão de dados EPON

• Canal de Distribuição (Downstream)

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Formato do Frame EPON

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Transmissão de dados EPON

• Canal de Retorno (Upstream)

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Canal de Retorno (Upstream)

• Problema de colisão de dados.

• Controle de Acesso ao Meio para o Meio Garantido

• Tipo centralizado

• IEEE 802.3ah assumiu como modelo o esquema centralizado para o canal de retorno (upstream)

• Ou distribuído

• Problema de alocação de banda

• O protocolo de controle multi-ponto (MPCP: Multi-point control protocol) que facilita a implementação de varias alocações de banda na EPON.

• O MPCP tem dois modos de operação:

• Modo de alocação de banda

• Modo de auto-descobrimento

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Canal de Retorno (Upstream)

• Modo de Auto-descobrimento e alocação de Banda do MPCP

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Enlace Gigabit Ethernet

• Ampliação do padrão Ethernet (concretamente a versão

802.3ab e 802.3z do IEEE)

• Consegue uma capacidade de transmissão de 1 Gigabit por segundo,

correspondentes a uns 2000 Megabits por segundo de rendimento.

• Tecnologia muito recente e ainda pouco normalizada.

• Não exige grande investimento, já que as especificações

técnicas são mantidas.

• A rede Gigabit Ethernet suporta transmissões Full-duplex.

• aumentam-se as distâncias de alcance, transmissão de dados pode

chegar a 2 Gb/s e é eliminada a colisão.

• Tecnologias Ópticas de 100 Gigabit Ethernet (futuro)

GPON

• Tecnologia de acesso de grandes largura de

banda;

• Padronizada: ITU-T, série G 984.4;

• Três componentes principais:

• OLT GPON;

• Repetidores ópticos;

• ONT;

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GPON

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Topologia GPON

Fluxos de comprimento de

onda distintos;

Frequência reservada para

vídeo;

Alcance de 60 km;

No entanto, o alcance 0-20

km devido a intemperes;

GPON

• Redes passivas;

• Informação é transmitida bidirecional;

• Broadcast;

• Necessidade de utilização de sistema

criptográfico (dowstream):

• No canal de retorno (upstream) a transmissão é

realizada pelo TDMA;

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Conceitos sobre GPON

• Velocidades de transmissão maiores ou igual a 1,2 Gbps;

• Utilizado: 1,2 Gbps (upstream); 2,4 Gbps (dowstream);

• GPON define o alcance lógico e físico;

• Lógico: 60 km

• Físico: 10 km e 20 km

• 10 km é a máxima distância, para altas taxas de transferência

• GPON pode ser demultiplexado até para 64 usuário;

• A proteção na GPON é considerada como uma melhoria

na confiabilidade;

• Proteção: chaveamento forçado e chaveamento

automático;

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Características da GPON

• FEC (Forward Error Correction);

• Utiliza técnicas matemáticas de processamento de sinais;

• T-CONT (Transmission Containers);

• Utilizada na gestão de banda de uma GPON upstream;

• DBA (Dynamic Bandwidth Allocation);

• Utilizar rápida alocação de bandas dos usuários;

• Segurança;

• AES (Advanced Encryption Standard), chave de 128, 192 e 256

bytes;

• Comutação de Proteção;

• Proteção de investimento;

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Vantagens da GPON

• Apresenta vantagem relação a outras PON;

• GPON vs EPON

• 90% de eficiência de Banda, largura de banda

de 2,5 Gbps;

• GPON vs APON ou BPON

• 20% mais eficiente;

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Evolução da GPON (10G GPON)

• GPON suporta uma gama de aplicações e

serviços;

• Diferentes arquiteturas;

• Oferece novas funcionalidades e facilidades;

• 10 Gbps (dowstream); 2,5 Gbps (upstream), 120

Km e 128 usuários;

• 10G GPON deve ser capaz de operar com

GPON implantando no ODN;

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Comparações GPON e EPON

• Pretendo fazer mais 2 slides mostrando as comparações

entre elas. Estou esperando thiago enviar seu slides.

• Abraços

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Referências • Gonçalves, Cláudio Marcelo Livramento. GPON/FTTH. Dissertação,

Universidade de Madeira. 2009

• BONILHA, Mauricio Lopez. Análise Crítica de Plataformas GPON e

EPON para Aplicação em Redes Ópticas de Acesso de Alta

Capacidade. Dissertação, Universidade Estadual de campinas. 2008

• TAKEUTI, Paulo. Projeto de Dimensionamento de Redes Ópticas

Passivas (PONs). Dissertação, Universidade Estadual de São Paulo.

2005

• KRAMER, G. What is next for Ethernet PON?, in proceedings of the

5th Intercional Conference on Optical Internet (COIN'2006), Jeje Island,

Korea, July 9-13, 2006