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Page 1: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

GPON 光學網路上動態頻寬配置機制的設計

指導教授:吳和庭老師

Speaker :蘇泳蒼

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Page 2: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

OutlineIntroductionGPON DBASimulationFuture workReferences

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Page 3: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

Introduction

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ONU 1

ONU 2

ONU N

OLT......

Page 4: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

Introduction在 GPON ,上傳頻寬分配是用 T-CONT

(transmission container) 來做分配的, T-CONT是一群連接,且每一個 T-CONT 都會對到一個Alloc-ID 。

OLT 會利用 BWmap (upstream bandwidth map) 來指示 ONU 何時可以傳送資料。

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Page 5: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

ITU-T dynamic bandwidth assignment每個 Alloc-ID 都會有 traffic descriptor 來描述頻

寬分配的參數

RF : Fixed bandwidth

RA : Assured bandwidth

RM : Maximum bandwidth

χAB : Ternary eligibility indicator for additional bandwidth assignment {None, NA, BE}

iAB

iM

iA

iF

i RRRD ,,,

5

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ITU-T dynamic bandwidth assignment分配給 Alloc-ID 的頻寬可以分成兩個部分,分別是

guaranteed 和 additionalχAB = NA

χAB = BE

RG : Guaranteed bandwidth

RNA : Non-assured bandwidth

RBE : Best-effort bandwidth

)()()( tRtRtR iNA

iG

i

)()()( tRtRtR iBE

iG

i

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ITU-T dynamic bandwidth assignment Guaranteed bandwidth 的分配方式是

RL : Offered traffic load

分配完 guaranteed bandwidth 之後剩下的頻寬,就分配給 non-assured bandwidth

對於任兩個要求沒被滿足的 Alloc-ID ,分配方式如下

)(;max;min)( tRRRRtR iL

iF

iA

iF

iG

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jA

jF

jNA

iA

iF

iNA

RR

tR

RR

tR

)()(

Page 8: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

ITU-T dynamic bandwidth assignment 分配完 non-assured bandwidth 之後剩下的頻寬,接

著分配給 Best-effort bandwidth 對於任兩個要求沒被滿足的 Alloc-ID ,分配方式如下

)(

)(

)(

)(jA

jF

jM

jBE

iA

iF

iM

iBE

RRR

tR

RRR

tR

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Page 9: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

ITU-T dynamic bandwidth assignment T-CONT type 1 is suitable for carrying fixed-rate

traffic which is sensitive to delay and jitter. T-CONT type 2 is suitable for carrying on-off type

traffic with well-defined rate bound which does not have strict delay and jitter requirements.

T-CONT type 3 is suitable for carrying variable-rate bursty traffic which requires average rate guarantee.

T-CONT type 4 is suitable for carrying variable-rate bursty traffic which does not exhibit delay sensitivity.

T-CONT type 5 is a consolidation of other T-CONT types which can be applied to most general traffic flows.

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ITU-T dynamic bandwidth assignment

Traffic descriptorcomponen

t

Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5

Fixed BW RF RF

Assured BW RA RA RA

Maximum BW

RM = RF RM = RA RM > RA RM

RM ≥ RF + RA

Additional BW

eligibilityNone None NA BE Any

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Immediate allocation with colorless grant algorithm

T-CONT type Bandwidth Service parameters

1 Fixed SImax , ABmin

2 Assured SImax , ABmin

3Assured SImax , ABmin

Surplus SImin , ABsur

4For polling SImax , ABmin

Surplus SImin , ABsur

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Page 12: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

Immediate allocation with colorless grant algorithm

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配置頻寬Va(j) > 0

SImax_timer(j) = 1

SImax_timer(j)=SImax(j)

Va(j) = ABmin(j)

SImax_timer(j)--

Page 13: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

Immediate allocation with colorless grant algorithm

配置頻寬Vs(j) > 0

SImin_timer(j) = 1

SImin_timer(j)=SImin(j)

Vs(j) = ABsur(j)

SImin_timer(j)--

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Immediate allocation with colorless grant algorithm從 Alloc-ID 的頻寬需求、 Va 、剩下的頻寬中取最

小值,然後將此值作為分配給 Alloc-ID 的頻寬

將 Va 減掉分配給 Alloc-ID 的頻寬大小

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Immediate allocation with colorless grant algorithm若還有多餘的頻寬,則將多餘的頻寬平均分配給各

各 ONU 的 T-CONT type 5ONU 將會依 T-CONT type2 、 type3 、 type4 的

順序,來傳送 queue 裡的資料,直到頻寬被用盡或是 queue 裡都沒資料

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Simulation模擬工具: OMNeT++T-CONT type 1 traffic 類型:每 125 us 來 50

bytes packetT-CONT type 2 、 3 、 4 traffic 類型: PoissonT-CONT type 2 、 3 、 4 traffic 比例:為扣除 T-

CONT type 1 之後,平均分配Packet size : 64 ~ 1518 bytes模擬時間: 10 sec

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Page 17: GPON 光學網路上動態頻寬配 置機制的設計 指導教授:吳和庭老師 Speaker :蘇泳蒼 1

Simulation

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0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

0.0007

0.0008

0.0009

IACG type1IACG type2IACG type3IACG type4ITU-T type1ITU-T type2ITU-T type3ITU-T type4

Traffic load

Dela

y (

s)

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Simulation

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0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

IACGITU-T

Traffic load

Uti

lizati

on

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Future work研究在其他 traffic 的狀況下, DBA 的運作情形探討在 long reach 的情況下, DBA 是否能運作良

好設計更有效率的 DBA

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References ITU-T Rec. G.984.1, “Gigabit-capable Passive Optical

Networks (G-PON): General characteristics,” 2008. ITU-T Rec. G.984.3, “Gigabit-capable Passive Optical

Networks (G-PON): Transmission convergence layer specification,” 2008.

M.S. Han, H.Y., B.Y. Yoon, B. Kim and J.S. Koh, “Efficient dynamic bandwidth allocation for FSAN-compliant GPON,” Journal of Optical Networking, Vol. 7, Issue 8, 2008, pp. 783-795.

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Q&A

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