在EPON架構下針對資訊下傳流量排程探討

Scheduling Downstream Traffic in EPON

林健富(Chien-Fu Lin)

指導教授 ： 嚴威 ； 葉慶隆

大同大學/電機資訊學院/資訊工程學系所/碩士(2008年)

摘要

無庸置疑的，EPON (Ethernet Passive Optical Network) 是最有希望成為未來下一代寬頻存取網路的一項核心技術。 EPON 可以透過低成本的光纖架構及共享式的傳輸媒介利用 FTTx (Fiber To The Home 或 Fiber To The Building) 的方式，在局端與客戶之間提供多樣性的服務整合。根據我們的研究與觀察，許多的學術或技術文件與 EPON 領域的研究者針對在 EPON 上對上傳資料的動態頻寬分配的機制與方法做了許多的討論，但是在下傳資料的頻寬分配的部份似乎都沒有專門的研究及探討。

在 IEEE 802.3ah 的技術文件中詳細的定義了 EPON 的技術規格與規範，但是其中並沒有特別對 EPON 的頻寬分配及傳輸機制有任何明確的規範與建議。在 EPON 頻寬分配的機制中，無論是在資料上傳或是資料下傳的傳輸，GATE 與 REQUEST 信息是其中重要的兩個因素。這兩個重要的因素連帶著影響到 EPON 的效能，因為在 EPON 的通訊協訂架構中對於控制信號所預留的頻寬是有限的。

在這篇論文中，我們將針對在 EPON 架構中對於資料下傳所需要的頻寬分配機制作一個詳細的說明，同時，特別指出在目前現有的架構下所遭遇到的問題並加以分析探討。此外，我們並將在這篇論文中對於一些 EPON 資料下傳的已存在的問題作一個澄清，並且評估能否忽略之前專家學者對於 EPON 資料下傳傳輸時所作的一些假設。本文首先針對 EPON 的動作原理及 EPON 目前在市場上的發展現況作一個詳細敘述，再檢視目前現有 EPON 頻寬分配機制並提出相關的分析與解決方案。

關鍵字

乙太被動式光纖網路 ； 光纖到府 ； 排程 ； GATE 信息 ； REPORT 信息 ； 頻寬分配機制 ； 下傳 ； 上傳

並列摘要

There is no doubt that Ethernet passive optical network (EPON) is one of the most promising technology for the next generation broadband access network. It provided integrated services with the low-cost fiber infrastructure and shared transmission media between the CO equipment and users in FTTx application. According to our survey, there are many journal papers and researches discussing the dynamic bandwidth allocation mechanism for upstream traffic only in EPON, not much discussion for downstream traffic.

IEEE 802.3ah defines the specification of EPON but it didn’t describe any mechanism for scheduling, bandwidth allocation and transmission. GATE and REPORT messages are critical factors in EPON bandwidth allocation mechanism whatever downstream or upstream. Unfortunately, they also impact the performance of EPON e.g. limited control-plane bandwidth issue.

In this paper, we will describe a scheduling mechanism for the downstream traffic in EPON and highlight the problems. Furthermore, we would like to clarify those exist problem in downstream whether could be ignore as like previous researchers mention.

並列關鍵字

EPON ； FTTx ； Scheduling ； GATE message ； REPORT message ； Bandwidth Allocation Mechanism ； Upstream ； Downstream

參考文獻

[1] ITU-T recommendation G.983.1. “Broadband Optical Access Systems based on Passive Optical Networks (PON)”, Janurary 2005.

[2] ITU-T recommendation G.984.1. “Gigabit-capable Passive Optical Networks”, March 2003.

[3] IEEE Standards 802.3ah, 2004.

[4] Yu-mi Kim, Jung Yul Choi, Jeong-hee Ryou, Hyun-mi Baek, Ok-sun Lee, Hong-shil Park, and Minho Kang, “Cost Effective Protection Architecture to Provide Diverse Protection Demands in Ethernet Passive Optical Network”.

[5] Glen Kramer and Gerry Pesavento, Alloptic, Inc., “Ethernet Passive Optical Network (EPON): Building a Next-Generation Optical Access Network”.