1. Mestrado em Ciência da Computação
Universidade 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
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.
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Redes de Acesso Locais
OLT (Terminal de linha Óptica) , ONT (Terminal de Rede Óptica)
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Tecnologias de Acesso usando Cobre e Fibra
CO - Escritorio Central, HE – Central de Equipamentos
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Desafios:
• 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;
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Arquitetura 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)
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Arquitetura de Redes PON
ONU (Unidade de Rede Óptica, ou ONT, Terminal de rede Óptica)
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O 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.
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Redes EPON
Relação 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.
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Topoogia do Sistema EPON
• As redes EPON têm tipicamente uma topologia em árvore ou em
ramos, utilizando 1:N splitters ópticos passivos
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Canal 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
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Canal de Retorno (Upstream)
• Modo de Auto-descobrimento e alocação de Banda do MPCP
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Enlace 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)
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GPON
• Tecnologia de acesso de grandes largura de
banda;
• Padronizada: ITU-T, série G 984.4;
• Três componentes principais:
• OLT GPON;
• Repetidores ópticos;
• ONT;
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GPON
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
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GPON
• 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;
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Conceitos 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;
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Características 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;
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Vantagens 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;
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Evolução 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;
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Comparações GPON e EPON
• Pretendo fazer mais 2 slides mostrando as comparações
entre elas. Estou esperando thiago enviar seu slides.
• Abraços
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Referências
• 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 (COIN'2006), Jeje Island,
Korea, July 9-13, 2006
