71
временной метке (поле TS, рисунок 3.8) узел устанавливает отсчет
T
0
для своего
собственного времени.
Рисунок 3.8 – Формат кадра Ethernet в PON
Когда локальные часы на ONT достигают времени, ONT начинает
передавать ответное сообщение REPORT. Сообщение REPORT содержит MAC-
адрес данного ONT и временную метку
T
1
.
В
момент времени T
2
OLT получает REPORT от незарегистрированного
ONT, читает его MAC адрес и временную метку
T
1
и вычисляет время двойного
пробега:
RTT=(T
2
- T
0
) - (T
1
- T
0
) =T
2
- T
1
(3.47)
Поскольку несколько незарегистрированных ONT одновременно могут
попытаться зарегистрироваться и ответить своими сообщениями REPORT на
GATE, то может возникнуть коллизия. В этом случае те ONT, чьи сообщения
REPORT испытали коллизию, не будут зарегистрированы.
Узел ONT ожидает уведомление о
регистрации, и если по истечении
заданного тайм-аута не получает его, то считает, что произошла коллизия, и
попытается повторно зарегистрироваться, предварительно пропустив несколько
GATE-сообщений. Число пропущенных сообщений выбирается случайным
образом из заданного интервала, а интервал удваивается после каждой новой
коллизии. Используется так называемый усеченный экспоненциальный алгоритм,
аналогичный алгоритму разрешения коллизий в протоколе IEEE 802.3 CSMA/CD.
Если коллизии не возникло, то OLT посылает GATE-сообщение на MAC-
адрес регистрируемого ONT с
указанием выделенного уникального
идентификатора LLID. (Идентификатор LLID выполняет функцию тега и
необходим для того, чтобы сеть EPON могла эмулировать коммутацию уровня 2
и организовывать виртуальные сети). Получив этот GATE, узел ONT переходит в
нормальный режим работы.
Прежде всего, для нормального режима работы важно отметить, что
протокол MPCP не касается механизма распределения полосы в обратном потоке
между различными ONT. MPCP скорее является поддерживающим протоколом,
необходимым для доставки к узлам ONT принятых на OLT решений о
распределении полосы. Распределение полосы непосредственно возложено на
алгоритм DBA (dynamic bandwidth allocation) и выходит за рамки данной статьи.
72
На OLT диспетчер DBA посредством MPCP отправляет GATE-сообщения
для каждого ONT со следующей информацией: время, в
которое данный узел
ONT должен начать передачу, и длительность передачи. Протокол MPCP
обеспечивает единое время на часах OLT и на часах каждого ONT посредством
указания временных меток в управляющих GATE-кадрах.
Узел ONT, получив сообщение GATE (unicast), убеждается, что оно
адресовано ему, и узнает о времени начала передачи и длительности передачи.
Безусловно, OLT при вычислении времени начала передачи для ONT принимает
во внимание известное RTT для этого узла. ONT каждый раз проверяет
правильность своей синхронизации с OLT, сверяя содержащуюся в
полученном
GATE-сообщении временную метку со своим собственным временем. Если
расхождение превысит установленный порог, то ONT посчитает, что он потерял
синхронизацию и переключится из нормального режима в режим инициализации.
Если разница не превышает установленный порог, то ONT,
подкорректировав свои часы, будет дожидаться момента начала разрешенной
передачи. Выделенный тайм-слот может вместить несколько кадров Ethernet.
Передача фрагментов кадров исключена – если следующий в буфере кадр не
помещается в
незанятую часть разрешенного временного интервала, то кадр
будет дожидаться следующего временного интервала, разрешенного для
отправки. Произведем расчеты по вышеописанным формулам и сведем в
таблицу 3.5.
Таблица 3.5 - Характерные времена в EPON
Максимальное время передачи кадра Ethernet (с преамбулой), 1526
байтов
12 мкс
Периодичность опроса узлов в нормальном режиме, не реже чем
1-3 мс
Время передачи управляющего кадра GATE (с преамбулой), 72
байт
0.6 мкс
Время опроса состояния 32 узлов ONT сети, 32х0.6
20 мкс
Потребление полосы служебными ресурсами в нормальном
режиме
< 2 %
RTT (20 км)
200 мкс
Периодичность режима инициализации (параметр конфигурации)
> 1с
Интервал инициализации (молчания), максимальный
> 200.6
мкс
Расходы на регистрацию нового ONU, 2 сообщения GATE
1.2 мкс
Потребление полосы режимом инициализации
0.02 %