1.4.2 Общая среда и соединение точка-точка
Стандарт IEEE 802.3 определяет две основные конфигурации сетей
Ethernet. В одной конфигурации это – сеть передачи данных со случайным
методом доступа к общей среде и разрешением конфликтов (коллизий)
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Данная
конфигурация свойственна ранним сетям Ethernet с общей шиной на основе
тонкого коаксиального кабеля и более поздним решениям на основе
концентраторов Ethernet, или коммутаторов с полудуплексными каналами.
Архитектура EPON должна быть прозрачной в рамках двух
представленных конфигураций в том смысле, что она должна со стороны
внешних сетей Ethernet вести себя подобно коммутатору уровня 2 и иметь
возможность эмуляции как соединения точка-точка P2PE (Point-to-Point
Emulation), так и общей среды SME (Shared-Medium Emulation). Для реализации
этой задачи в EPON на центральном и абонентских узлах добавляется еще один
подуровень, который получил название подуровня эмуляции соединения точка-
точка и общей среды. Этот подуровень располагается ниже уровня MAC и
обеспечивает работу последнего в соответствии со стандартом 802.3. Работа
подуровня эмуляции основана на вставляемых в преамбулу кадров Ethernet тегах
c уникальными идентификаторами LLID абонентских узлов, (рисунок. 1.11-б).
Рассмотрим подробнее указанные подуровни.
а) Эмуляция точка-точка.
39
В режиме эмуляции точка-точка P2PE (Point-to-Point Emulation) OLT
формирует у себя таблицу из N идентификаторов LLID (по числу
зарегистрированных ONT) с соответствующими MAC-адресами рабочих станций,
прикрепленных к различным ONT. Далее обсуждаются различные направления
движения кадров в дереве PON.
OLT→ ONT. Рассмотрим движение кадра 802.3 по маршруту от OLT к
ONT, (рисунок 1.12-а). Перед отправкой кадра подуровень эмуляции P2PE на
OLT помещает в преамбулу кадра идентификатор канала LLID (тип “unicast”) ,
соответствующий тому ONT, за которым закреплен MAC-адрес посылаемого
кадра. Несмотря на то, что кадр в силу архитектуры PON будет размножен и
получен всеми ONT, только тот узел ONT, собственный LLID которого совпадает
с указанным в кадре, примет его и перенаправит на уровень MAC для
дальнейшей верификации. Уровни MAC других OLT никогда не увидят его, так
как он раньше будет отфильтрован. Таким образом происходит эмуляция сетью
EPON соединения точка-точка в направлении от OLT к ONT.
Рисунок 1.12 - Эмуляция точка-точка
ONT→ OLT. Узел ONT, передавая полученные от пользователя кадры в
обратный поток, в свою очередь вставляет в преамбулы (всех кадров) свой
собственный идентификатор LLID с типом “unicast”. Подуровень эмуляции P2PE
на OLT, читая LLID, перенаправляет кадр на тот MAC интерфейс, который
соответствует данному LLID, (рисунок 1.12-б).
ONT→ ONT. При движении кадра по маршруту от одного ONT к другому
ONT, кадр должен побывать на OLT. При наличии коммутатора уровня 2 в
центральном узле, легко понять, как может быть реализована эмуляция P2PE
между двумя ONT, (рисунок 1.12-в).
б) Эмуляция общей среды.
В режиме эмуляции общей среды кадр, переданный любым узлом (OLT или
ONT) должен быть получен всеми остальными узлами.
40
OLT→ ONT. В прямом направлении OLT вставляет "широковещательный"
LLID, в результате чего кадр принимается и передается дальше на уровень MAC
всеми ONT, (рисунок 1.13-а).
Рисунок 1.13 - Эмуляция общей среды
ONTOLT→ OLT, ONT. Чтобы обеспечить режим SME для обратного
направления, подуровень эмуляции SME на OLT должен направить кадр без
изменения обратно в прямом потоке (зеркалировать), чтобы кадр смогли
получить другие узлы ONT, (рисунок 1.14-б). Во избежание дублирования кадра,
т.е. чтобы ONT, отправивший кадр, не получил его обратно своим уровнем MAC,
подуровень эмуляции должен его отфильтровать. Он это делает следующим
образом – прочитав первый бит в поле LLID, подуровень эмуляции видит, что
кадр широковещательный и далее принимает его только в том случае, если
оставшееся поле LLID не совпадает с собственным идентификатором.
в) Комбинированная эмуляция P2PE и SME.
По отдельности каждый из рассмотренных режимов эмуляции имеет свои
определенные недостатки. Так в режиме эмуляции P2PE потребуется передавать
N отдельных кадров (по числу ONT), если стоит задача донести одну и ту же
информацию до каждого ONT. Очевидно, что при предоставлении таких услуг,
как широковещательное видео, других многопользовательских приложений
реального времени, сеть EPON будет неэффективно использовать полосу в
прямом направлении, дублируя N кадров "unicast" вместо одного
широковещательного кадра.
Эмуляция
общей
среды
P2MPE
напротив
предоставляет
широковещательные возможности. Однако поскольку любой кадр в обратном
потоке должен будет отразиться обратно в прямой поток, то будет иметь место
потеря полосы в прямом потоке.
Чтобы обеспечить оптимальную работу, в EPON предусмотрено
одновременное сосуществование двух режимов эмуляции, (рисунок 1.14). Для
этого в сети EPON (c N узлами ONT) центральный узел должен содержать N+1
MAC-адресов: по одному для каждого отдельного ONT (эмуляция P2PE) и еще
41
один для эмуляции общей среды. Каждый узел ONT должен иметь два MAC-
адреса, соответствующих режимам эмуляции канала точка-точка и общей среды.
Для того, чтобы оптимально разделять трафики по характеру вещания, более
высокие уровни (над уровнем MAC) должны принимать решение, на какой порт
послать данные.
Рисунок 1.14 - Комбинированная эмуляция P2PE и SME
Важно обеспечить совместимость с такими протоколами, как IEEE 802.1D и
IEEE 802.1Q/p. Эти задачи возлагаются на встроенный коммутатор уровня 2 на
узле OLT.
Достарыңызбен бөлісу: |