Redes Epon

7/24/2019 Redes Epon

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REDES EPON

Las redes EPON son redes basadas en tecnologa pasiva ptica con enlaces punto a

multipunto sobre fibra ptica, a velocidades de 1 Gbps, distancias de 10 20 kilmetros y

unidos con splitters pasivos pticos. Se ha diseado una ar!uitectura "#$% en la

herramienta de simulacin $#%"&, como se puede observar en la figura 1, con ob'etivo deestudiar las diferentes caractersticas !ue este tipo de red posee en relacin a otro tipo de

redes de acceso como son las redes de (able o las redes )*S+

Figura 1.Topologa de red EPON

gual !ue las redes G#$%, "#$% se compone tambi-n por los mismos tres elementos

bsicos/ $+&, $%$%&, splitter/

OLT (Optical Line Terminal): cabecera de red de la ar!uitectura "#$%.

Splitter:multiple)ador pasivo ptico.

ONU (Optical Netwr! Unit/ concentrador de trfico de los usuarios finales.

"liente#:&erminales, servidores o redes +3% "thernet.

Enlace#de fibra ptica monomodo a 1 Gbps.

na ar!uitectura clsica #$% se compone de un terminal $+& y varias $%s. "l mdulo

$+& traba'a como nodo de acceso, conectando la red de acceso ptica a la red troncal y es

la encargada de planificar y asignar los recursos de transmisin a las $%s.

Principi De Funcinamient

Tran#mi#i$n Dwn#tream

"n el sentido do4nstream 5desde $+& a $%s, una #$% es una red punto a multipunto,

mientras !ue en la direccin upstream se trata de una red punto a punto. "n la direccin

do4nstream, las tramas transmitidas por el terminal $+& pasan a trav-s de un splitter

pasivo!ue se encarga de retransmitirlas hacia todas las $%S. "ste comportamiento es


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similar a una red de medio compartido/ los pa!uetes son transmitidos de manera broadcast

por el mdulo $+& y la $% destino los e)trae si estn marcados con el identificador de

enlace propio.

Figura %.&ransmisin de downstreamen "#$%.

Tran#mi#i$n Up#tream

"n la direccin upstream las tramas de una $% 6nicamente han de alcan7ar el terminal$+&, no a las otras $%s. "sto se aseme'a a una ar!uitectura #unto a #unto, a diferencia de

!ue a!u, las tramas de diferentes $%s pueden colisionar, por lo !ue hay !ue compartir

recursos. +a solucin adoptada para el acceso al medio en sentido upstream es lamultiple)acion temporal 829. 3l adoptar la solucin de medio compartido, es necesaria una

sincroni7acin de todas las $%s, para !ue cada una de ellas transmita en su slot de tiempo

correspondiente. "n un :time slot; es posible transmitir varias tramas "thernet. na $%

tendr !ue almacenar las tramas recibidas de un suscriptor hasta !ue pueda transmitir.(uando llega su :time slot; correspondiente, la $% transmite la informacin almacenada

a la velocidad de "thernet, en este caso 1Gbps.

Figura &.&ransmisin de upstreamen "#$%."l estndar """ #(#/ >ulti?

point control protocol !ue facilita la implementacin de varias asignaciones de banda en


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las redes "#$%. "l protocolo >#(# fue desarrollado como una funcin de la subcapa

:control >3( 5>3( control;. "sta subcapa tiene como ob'etivo suministrar control entiempo real y manipulacin de la operacin de la subcapa >3(. "l protocolo >#(# tiene

dos modos de operacin/ >odo de asignacin de banda/ #ara mantener comunicacin entre

la $+& y las $%s, el protocolo >#(# debe suministrar peridicamente permisos de

transmisin para todas las $%s. >odo de auto?descubrimiento/ #ara descubrir nuevas$%s adicionadas a la red, el protocolo >#(# debe iniciar el proceso de auto?

descubrimiento peridicamente. #ara otras configuraciones la subcapa de control >3( es

opcional, pero para "#$% es obligatoria debido a !ue "#$% no consigue operar sin >#(#.

'lgritm# e '#ignaci$n e Recur##

'#ignaci$n e Recur##

"l estndar de "@> determina el protocolo de seali7acin entre las entidades $% y $+&

de la ar!uitectura "#$% 5>#(#, pero no determina la poltica de asignacin de recursos acada $% ni el m-todo de planificacin y servicio de colas para la provisin de (alidad de

Servicio 5AoS. 3s mismo tampoco define la poltica de admisin de nuevas cone)iones5(3(, (onnection 3dmission (ontrol ni la forma de encuesta por parte de la $+& a las$%s para la planificacin del reparto de ancho de banda.

'lgritm P'"T P'"Tes un protocolo para la asignacin dinmica de ancho de banda en redes "#$%. Se basa enun es!uema de encuesta por parte de la $+& a las $%s !ue dependen de ella, similar a la

encuesta reali7ada por los hubs, donde cada $% se sondea antes de !ue la transmisin de

la anterior haya llegado. "l sondeo se reali7a con'untamente con el envo del permiso detransmisin a la $%, tras la transmisin de datos de la $% esta informa del estado de

sus colas. +a $+& distribuye los slots temporales de las $%S con un tamao de ventana

dinmico de acuerdo con el tamao instantneo de las colas de las $%s.

'lgritm e "icl Fi*&omando como base #3(&, se ha desarrollado un m-todo de asignacin dinmica de

ancho de banda dentro de un ciclo de tamao fi'o. "s decir, dentro del ciclo de transmisin!ue es de duracin constante se reparte el tiempo total asignando slots temporales variables

seg6n los re!uerimientos de cada $%

mplementaci$n OPNET

"n $#%"& se han implementado el algoritmo de (iclo Bariable y el algoritmo de (iclo

fi'o e)plicados anteriormente. #ara el diseo de "#$% en $#%"& se decidi estructurar lastransmisiones en ciclos de modo !ue con la informacin transmitida por las $%s el ciclo

anterior, la $+& hace el reparto de recursos y manda al principio del ciclo actual la totalidad

de la seali7acin indicando en !u- momento del siguiente ciclo deben de comen7ar las

ventanas de transmisin.

+ecani#m e Tran#mi#i$n


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"n el sentido do4nstream 5desde $+& a $%s, una #$% es una red punto a multipunto,

mientras !ue en la direccin upstream se trata de una red punto a punto.

"n la direccin do4nstream, las tramas transmitidas por el terminal $+& pasan a trav-s de

un splitter pasivo !ue se encarga de retransmitirlas hacia todas las $%S. "ste

comportamiento es similar a una red de medio compartido/ los pa!uetes son transmitidos de

manera broadcast por el mdulo $+& y la $% destino los e)trae si estn marcados con el

identificador de enlace propio.

"n la direccin upstream las tramas de una $% 6nicamente han de alcan7ar el terminal

$+&, no a las otras $%s. "sto se aseme'a a una ar!uitectura #unto a #unto, a diferencia de

!ue a!u, las tramas de diferentes $%s pueden colisionar, por lo !ue hay !ue compartir

recursos.

+a solucin adoptada para el acceso al medio en sentido upstream es la multiple)acion

temporal. 3l adoptar la solucin de medio compartido, es necesaria una sincroni7acin de

todas las $%s, para !ue cada una de ellas transmita en su slot de tiempo correspondiente.

"n un :time slot; es posible transmitir varias tramas "thernet. na $% tendr !uealmacenar las tramas recibidas de un suscriptor hasta !ue pueda transmitir. (uando llega su

:time slot; correspondiente, la $% transmite la informacin almacenada a la velocidad de

"thernet, en este caso 1Gbps.

"apacia EPON

3dmiten estandares redes #$% soportadas por una o dos fibras, emplendose la t-cnica

C*> 5Cavelength *ivisiDn >ultiple)ing en el primero de los casos para separar ambos

sentidos de transmisin, seg6n se ilustra en la &abla ad'unta, acorde con la recomendacin

&?&G.E


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"mparati-a entre EPON /PON

(laramente hay sustanciales diferencias entre la tecnologa "#$% y G#$%, sobre todo en

capa 2. Sin embargo los diseadores de ar!uitectura de red tambi-n encontraran diferencias

en t-rminos de ancho de banda, alcance, eficiencia, coste por usuario y gestin. "n este

apartado trataremos estas diferencias con mayor detalle/

Di#e0 e re

Aui7, la diferencia ms importante entre los dos protocolos es desde el punto de vista de la

ar!uitectura. >ientras G#$% posee tres capas de red/ 3&> para vo7, "thernet para datos y

un m-todo de encapsulacin propietario para video, "#$% emplea una 6nica capa de red

!ue usa # para transportar datos, vo7 y video.

3 continuacin podemos ver la diferencia entre una tpica red G#$% y "#$%/

Fig.*iseo ed Gpon


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Fig.*iseo ed "pon

N2mer e ONU3# #prta# (optical network units)

"n cuanto al n6mero de $%Hs !ue puede soportar cada una, G#$% puede soportar hasta

12< $%Hs por $+&, mientras !ue con "#$%, no hay lmite en cuanto al n6mero de

$%Hs. "ste depende de la amplitud del diodo del laser utili7ado, es decir, si utili7amos

pticas de ba'o coste, "#$% podra soportar apro)imadamente unas =2 $%Hs por $+& o

IJ si utili7amos @"( 5for4ard error correction.

"#te pr #u,#criptr

especto al coste por subscriptor, el uso de "#$% conlleva la eliminacin de comple'os

elementos 3&> y Sonet para simplificar las redes, por tanto abarata el coste. 3ctualmente,

los e!uipos "#$% cuestan un E0K menos !ue los e!uipos G#$%.

+4# i#tancia 5ue DSL

na de las caractersticas !ue diferencian esta tecnologa a la hora de implementarla, es el

alcance fsico de la fibra ptica. (on el 3*S+ la seal disminuye a medida !ue la central

est ms ale'ada del usuario y su m)ima e)tensin es de L kilmetros, en cambio con las

redes #$% es posible llegar a usuarios !ue est-n hasta 20 kilmetros del nodo o la central.

'nc6 e ,ana apr-ec6a,le

+os anchos de banda varan entre los dos protocolos. G#$% promete 1.2LGbps 2.LGbps

en canal descendente y un ancho de banda escalable desde 1LL>bps hasta los 2.LGbps.

"#$%, por su parte, ofrece un acho de banda sim-trico de 1Gbps donde se desperdician


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apro)imadamente 2L0>bps en la codificacin


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"l uso de "#$% elimina completamente los costosos y comple'os e!uipos de transporte

3&>S*N de los operadores de transporte, simplificando sus redes y, por lo tanto, no

imputando sus costes a los usuarios. Se ha estimado !ue "#$% repercute un 10K menos

!ue G#$% el coste de los e!uipos de cabecera sobre los usuarios, estando al mismo nivel

!ue otras tecnologas de acceso como B*S+.

E8iciencia e caa e#t4nar

3mbos protocolos #$% aaden overhead 5trfico no 6til a las tramas del protocolo !ue

encapsulan 5#. "#$% es una estndar optimi7ado para longitud variable de pa!uete

5tramas ethernet de hasta 1L1< bytes seg6n el estndar 5incluido G#$% los datos se transmiten en tramas fi'as 5celdas de L= bytes 5J eleva

este valor hasta el 1=.22K.

#or otro lado, la codificacin


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3mbos protocolos disponen de mecanismos de proteccin de red especficos de cada

implementacin por parte del fabricante. "stos mecanismos incluyen proteccin del tramo

de red y del tramo de intercone)in con el operador de transporte.

9enta*a# Tcnica# EPONTplg;a

#unto?>ultipunto full?duple)

(oncentracin de trfico en ed de 3cceso 5ar!uitectura Nub/ #((

@le)ible 5lineal en rbol yo edundante 5S, S


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@%A S. (. Grady, &he book on @&& @rom *esign &o *eployment/ 3 #ractical Guide &o @&&nfrastructure, 3*( &elecommunications %(, 200L.

@&A &?& :Gigabit?capable #assive $ptical %et4orks 5G#$%/ General characteristics;, &?&

ecommendation G.Ear7o 200=.

@BA &?& :Gigabit?capable #assive $ptical %et4orks 5G#$%/ #hysical >edia *ependent5#>* layerspecification;, &?& ecommendation G.Ear7o 200=.

@CA """ :&elecommunications and nformation e)change bet4een systemsT+ocal andmetropolitan area net4orksTSpecific e!uirements.T#art =/ (arrier Sense >ultiple 3ccess 4ith

(ollision *etection 5(S>3(* 3ccess >ethod and #hysical +ayer Specification;, 3%S"""Standard :"thernet #$% 5"#$%; 8$nline9. 3vailable/http/444.ieee

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