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Redes Óticas de Acesso: Padrão EPON e GPON

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  • 1. Mestrado em Ciência da ComputaçãoUniversidade do Estado do Rio Grande do Norte – (UERN) Universidade Federal Rural do Semi-Árido – (UFERSA) REDES ÓTICAS DE ACESSO: PADRÃO EPON E GPON Diego Grosmann, Fabio Abrantes Diniz Thiago Reis
  • 2. 2Sumário• Introdução (Redes PON)• Tecnologias• Desafios• Arquitetura• GPON;
  • 3. 3 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.
  • 4. 4 Redes de Acesso LocaisOLT (Terminal de linha Óptica) , ONT (Terminal de Rede Óptica)
  • 5. 5Tecnologias de Acesso usando Cobre e FibraCO - Escritorio Central, HE – Central de Equipamentos
  • 6. 6Desafios:• 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;
  • 7. 7Arquitetura 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)
  • 8. 8 Arquitetura de Redes PONONU (Unidade de Rede Óptica, ou ONT, Terminal de rede Óptica)
  • 9. 9Arquitetura ODN (Rede de Distribuição Óptica)
  • 10. 10O 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.
  • 11. 11Redes EPON• Fornece versatilidade à rede
  • 12. 12Redes EPONRelação 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.
  • 13. 13Topoogia do Sistema EPON• As redes EPON têm tipicamente uma topologia em árvore ou em ramos, utilizando 1:N splitters ópticos passivos
  • 14. 14Transmissão de dados EPON• Canal de Distribuição (Downstream)
  • 15. 15Formato do Frame EPON
  • 16. 16Transmissão de dados EPON• Canal de Retorno (Upstream)
  • 17. 17Canal 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
  • 18. 18Canal de Retorno (Upstream)• Modo de Auto-descobrimento e alocação de Banda do MPCP
  • 19. 19Enlace 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)
  • 20. 20GPON• Tecnologia de acesso de grandes largura de banda;• Padronizada: ITU-T, série G 984.4;• Três componentes principais: • OLT GPON; • Repetidores ópticos; • ONT;
  • 21. 21GPON Fluxos de comprimento de onda distintos; Frequência reservada para vídeo; Alcance de 60 km; No entanto, o alcance 0-20 km devido a intemperes; Topologia GPON
  • 22. 22GPON• 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;
  • 23. 23Conceitos 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;
  • 24. 24Características 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;
  • 25. 25Vantagens 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;
  • 26. 26Evolução 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;
  • 27. 27Comparações GPON e EPON• Pretendo fazer mais 2 slides mostrando as comparações entre elas. Estou esperando thiago enviar seu slides.• Abraços
  • 28. 28Referências• 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 (COIN2006), Jeje Island, Korea, July 9-13, 2006

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