Xem mẫu
- LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ ngày càng phát triển thì nh ững nhu c ầu cu ộc s ống c ủa con ng ười
ngày càng cao hơn. Những nhu cầu đó có thể là tìm ki ếm, trao đ ổi thông tin, vui
chơi, giải trí…Để đáp ứng những nhu cầu đó, các nhà cung c ấp d ịch v ụ vi ễn thông
không ngừng đổi mới công nghệ cũng như dịch vụ mới. V ấn đ ề đặt ra là làm th ế
nào để các nhà cung cấp có thể truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng, chính xác,
an toàn và kinh tế. Có nhiều giải pháp được đưa ra, trong đó vi ệc khai thác ngu ồn
tài nguyên băng rộng luôn được đặt lên hàng đầu. Tr ước kia, cáp đ ồng đã đ ược l ựa
chọn sử dụng chủ yếu cho hệ thống mạng truy nhập. Tuy nhiên v ới nh ững h ạn ch ế
như băng thông nhỏ, khả năng chống nhiễu kém, suy hao l ớn, ph ạm vi truy ền ng ắn,
cáp đồng đã tỏ ra không còn phù hợp với nhu cầu sử d ụng m ạng khi mà ngày nay
càng nhiều dịch vụ truy cập băng rộng ra đời như tripleplay, IPTV, VoD, VoIP… và
đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng của Internet. Vấn đề đ ặt ra là làm th ế nào đ ể
truyền tải được nhiều loại dữ liệu trong khi băng thông là có h ạn. V ới nh ững v ấn đ ề
đó, việc đưa cáp quang vào sử dụng trong mạng truy nh ập là m ột gi ải pháp h ữu
hiệu, và công nghệ PON (Passive Opical Netword: M ạng truy nh ập quang th ụ đ ộng)
Đồ án: ‘‘ Nghiên cứu công nghệ truy nhập quang Ethernet- Pon’’ Page 1
- ra đời đã mở ra một tiềm năng lớn cho việc triển khai các d ịch v ụ băng r ộng và thay
thế dần các hệ thống mạng truy nhập cáp đồng băng thông hẹp, chất lượng th ấp.
Trong các chuẩn PON thì hiện nay EPON (Ethernet - Pon: M ạng quang th ụ đ ộng
chuẩn Ethernet) đã được lựa chọn sử dụng nhiều nh ất đ ể thay th ế cho các m ạng
truy nhập của nhiều nước trên thế giới. Với những đặc đi ểm kỹ thu ật công ngh ệ
mềm dẻo hỗ trợ nhiều lựa chọn cho tốc độ truy nhập, EPON đang ngày càng kh ẳng
định là công nghệ của mạng truy nhập thế hệ mới.
Trong đồ án này, em đi sâu vào nghiên c ứu c ấu trúc c ủa công ngh ệ E-PON
và khả năng triển khai tại Việt Nam. Đồ án gồm 4 chương. Ch ương 1 trình bày khái
quát chung về mạng truy nhập quang, các công ngh ệ s ử d ụng mạng truy nh ập và
hướng phát triển của mạng truy nhập quang. Ch ương 2 đi sâu vào tìm hi ểu m ạng
truy cập PON. Chương 3 trình trình bày công ngh ệ Ethernet, c ấu trúc phân l ớp, gi ới
thiệu tổng quan về kỹ thuật Ethernet, kiến trúc mô hình m ạng, t ừ đó cho th ấy th ế
mạnh công nghệ này trong mạng truy nhập quang th ụ đ ộng và công ngh ệ EPON.
Chương 4 khả năng triển khai mạng E-PON vào hệ th ống m ạng truy ền t ải Vi ệt
Nam.
Hà Nội, ngày 14 tháng 3 năm 2013
sinh viên
Quách Văn Hiếu
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- MỤC LỤC
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- TỔNG HỢP THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT
Asymmetric Digital Subscriber Đường dây thuê bao bất
ADSL
Line đối xứng
Chế độ truyền tải không
ATM Asynchronous Tranfer Mode
đồng bộ
Broadband Passive Optical Mạng quang thụ động
BPON
Network băng rộng
CATV Cable Television Truyền hình cáp
Đa truy cập phân chia
CDMA Code Division Multiple Access
theo mã
Cấp phát băng thông
DBA Dynamic Bandwidth Alocation
động
Mang quang thụ động
EPON Ethernet PON
chuẩn Ethernet
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- Mạng truy cập dịch vụ
FSAN Full Service Access Network
đầy đủ
FTTB Fiber To The Building Cáp quang đến tòa nhà
Cáp quang đến cụm dân
FTTC Fiber To The Curb
cư
Cáp quang đến tận tổng
FTTE Fiber To The Exchange
đài
FTTH Fiber To The Home Cáp quang đến tận nhà
Cáp quang đến các
FTTN Fiber To The Node
node
Cáp quang đến văn
FTTO Fiber To The Office
phòng
Cáp quang đến tận
FTTU Fiber To The User
người dùng
Cáp quang đến khu vực
FTTX Fiber To The X
X
Gigabit Passive Optical Mang quang thụ động
GPON
Network Gigabit
Institute of Electrical and Hiệp hội các kỹ sư điện
IEEE
lectronics Engineers và điện tử thế giới
IPTV Internet Protocol Television Truyền hình Internet
ID Indentify Destination Chỉ định địa chỉ đích
IP Internet Protocol Giao thức Internet
Integrated Services Mạng dịch vụ số tích
ISDN
DigitaNetwork hợp
International Telecommunication Liên minh viễn thông
ITU
Union quốc tế
Hệ thống ngăn ngừa xâm
IPS Intrusion Prevention System
nhập
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- LAN Local Area Network Mạng cục bộ
MAN Metropolitan Area Network Mạng khu vực thủ đô
MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập
Mạng phân phối mạng
ODN Optical Distribution Network
quang
Thiết bị đầu cuối đường
OLT Optical Line Terminal
dây quang
ONT Optical Network Terminal Thiết bị đầu cuối mạng
ONU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức
PON Passive ptical Network Mạng quang thụ động
Time Division Multiplex Đa truy cập phân chia
TDMA
Access theo thời gian
Giao diện người sử dụng
UNI User Network Interface
- mạng
VOD Video On Demand Video theo yêu cầu
Ghép kênh phân chia
WDM Wave Division Multiplexing
theo bước sóng
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG
A.1 1.1. Giới thiệu chung.
A.2 1.1.1. Vị trí mạng truy nhập trong mạng viễn thông.
Mạng viễn thông gồm hai phần cấu thành chính: phần m ạng lõi và ph ần
mạng truy nhập.
Hình 1.1. Vị trí mạng truy nhập trong mạng viễn thông.
Mạng truy nhập nằm giữa người sử dụng dịch vụ viễn thông và điểm cung
cấp dịch vụ của mạng để truyền tải các dịch vụ sẵn có từ điểm cung cấp dịch vụ
đến người sử dụng.
Mạng lõi bao gồm hệ thống tổng đài, điểm cung c ấp d ịch và các h ệ th ống
chuyển tiếp, trung gian cùng hệ thống truyền dẫn liên đài, nhằm cung cấp các
dịch vụ cho người dùng thông qua các điểm dịch vụ.[5].
A.3 1.1.2. Mạng truy nhập cáp đồng.
Hiện nay, các tổng đài quốc tế và tổng đài liên tỉnh đ ều đã đ ược nâng c ấp,
các tổng đài nội hạt được số hóa 100%, trung kế n ội t ỉnh t ới các t ổng đài v ệ tinh
hầu như đã sử dụng 100% cáp quang. Ch ỉ còn phần truy ền tín hi ệu t ới thuê bao
vẫn dùng đôi cáp đồng truyền thống. Mạng truy nhập cáp đ ồng hi ện nay đ ược s ử
dụng rộng dãi trong mạng trong mạng truy nhập thuê bao t ại r ất nhi ều qu ốc gia.
Đây là phương thức truyền dẫn đầu tiên từ khi mạng điện thoại ra đ ời và cho đ ến
nay nó không ngừng hoàn thiện và phát tri ển. Cáp đ ồng đôi dây xo ắn th ường có
kích thước 0,4 - 0,6 mm, được bọc cách điện và xoắn lại với nhau thành t ừng
cụm vài trục đến vài trăm đôi. Hệ thống mạng đồng có ưu điểm:
Kế thừa được sự có sẵn của mạng truyền thống.
Đảm bảo tính linh hoạt, có thể chia nhỏ tới từng thuê bao ph ức tạp.
Cáp đồng thường có độ bền cơ lý cao.
Bên cạnh những ưu điểm đó hệ thống này đang dần bộc lộ nh ững h ạn ch ế
của nó trong khi nhu cầu về da dạng dịch vụ ngày càng l ớn đó là:
Phần mạng giao tiếp trực tiếp với khách hàng hi ện nay là cáp đ ồng n ội h ạt,
không đáp ứng được nhu cầu phát triển trong t ương lại vì d ải t ần c ủa đôi dây cáp
đồng chỉ đáp ứng được các dịch vụ thoại truyền thống và số liệu t ốc độ chậm.
Bán kính vùng phục vụ của tổng đài bị hạn chế do khả năng truyền tín hi ệu c ủa
cáp đồng, ở các thành phố lớn, vì lý do an toàn dung l ượng t ổng đài không th ể
quá lớn, điều này tạo ra một nhu cầu lớn về số l ượng các t ổng đài do đó khai
thác khó hiệu quả, còn ở những cấp dưới của mạng do dung lượng thuê bao
không cao, dung lượng tổng đài hay nút chuy ển m ạch th ường h ạn ch ế kho ảng
vài trăm đến vài nghìn thuê bao, số điểm cần ph ục v ụ l ại nhi ều, đi ều này cũng
tạo lên số lượng lớn các tổng đài độc lập, việc kết n ối các t ổng đài đ ộc l ập này
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- cũng làm tăng số cấp thuê bao của mạng.
Việc khai thác và quản lý kém hiệu quả do có nhiều loại thiết bị của nhà cung cấp
khác nhau trên mạng lưới, mỗi nhà cung cấp khác nhau trên m ạng l ưới l ại có
những đặc điểm riêng dẫn đến khó quản lý, đỏi hỏi phải xây d ựng các t ổng đài
độc lập để đáp ứng những nhu cầu phát triển.[6] [7].
A.4 1.1.3. Mạng truy nhập cáp quang.
Mạng truy nhập cáp quang có động lực phát tri ển từ việc tri ển khai cáp
quang vào mạng truy nhập thuê bao. Mạng này có th ể phân ph ối đ ến khách hàng
bất kỳ loại hình liên lạc, thông tin gi ải trí nào d ựa trên các d ịch v ụ tho ại, d ữ li ệu,
video … Mạng truy nhập có các ưu điểm sau:
Cho phép đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng c ủa khách hàng v ề d ịch v ụ m ới c ả
loại hình dịch vụ lẫn dải thông (VOD, CATV, các dịch vụ multimedia, k ết n ối LAN,
WAN…..).
Mạng truy nhập cho phép sử dụng cơ sở hạ tầng mạng có hiệu quả cao h ơn,
việc phát triển các dịch vụ mới cũng trở lên dễ dàng h ơn bằng các thêm các lo ại
card mới và phát triển các phần mềm tương ứng.
Mạng truy nhập cho phép triển khai các dịch vụ m ột cách nhanh chóng, t ạo ra
khả năng tích hợp các dịch vụ và giảm đáng kể các chi phí quản lý và b ảo d ưỡng
so với mạng cáp đồng hiện tại do đó mang lại kinh t ế cao.
Về mạng tối ưu cấu trúc mạng viễn thông, giảm số lượng nút chuyển mạch trong
mạng, tăng bán kính phục vụ của tổng đài n ội h ạt. V ới mạng truy nh ập, m ạng n ội
hạt hiện tại sẽ có số lượng tổng ít hơn nhưng dung lượng mỗi nút cao h ơn so v ới
mạng hiện tại.
Về quản lý mạng: mạng truy nhập có một hệ thống quản lý giúp m ạng ho ạt đ ộng
ổn định linh hoạt với các khả năng chuẩn đoán, khắc phục và sửa l ỗi t ốt.
A.5 1.2. Mạng truy nhập quang FTTx.
A.6 1.2.1. Giới thiệu.
Với sự bùng nổ về nhu cầu băng thông hiện nay, việc triển khai một hệ
thống mạng truy nhập quang đến từng hộ gia đình là một xu thế tất yếu. Đó
chính là mạng FTTH – Fiber to the home (cáp quang đến tận nhà).
FTTx (Fiber To The x) là một kiến trúc mạng trong đó sợi quang được kéo
từ các thiết bị chuyển mạch của nhà cung cấp dịch vụ đến các thuê bao. Ở
đây, “x” được hiểu là một ký hiệu đại diện cho các loại hình mạng khác nhau
như FTTH, FTTC, FTTB, FTTN... Do đó nó có thể thay thế cơ sở hạ tầng cáp
đồng hiện tại như dây điện thoại, cáp đồng trục. Đây là một kiến trúc mạng
tương đối mới và đang phát triển nhanh chóng bằng cách cung cấp băng thông
lớn hơn cho người dùng. Hiện nay, công nghệ cáp quang có thể cung cấp
đường truyền lên tới tốc độ 100 Mbps.
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- A.7 1.2.2. Phân loại mạng FTTx theo vị trí đặt ONU.
A.8
Hình 1.2. Phân loại mạng FTTx theo vị trí đặt ONU.
Một cách tổng quan ta có thể nhìn thất rõ s ự phân lo ại h ệ th ống m ạng
FTTx thông qua hình 1.2. Như trong định nghĩa ta có các lo ại FTTH, FTTB, FTTU,
FTTE… Điểm khác nhau của các loại hình này là v ị trí đ ặt ONU đ ến thuê bao.
Nếu từ OLU đến ONU (thiết bị đầu cuối người dùng) hoàn toàn là cáp quang thì
người ta gợi FTTH/FTTB.
FTTH (Fiber To The Home): cáp quang chạy đến tận nhà thuê bao.
FTTB (Fiber To The Buiding): giống nh ư FTTH nh ưng ở đây kéo đ ến các tòa nhà
cao tầng.
FTTC (Fiber To The Curb): cáp quang đến một khu v ực dân c ư. Lúc đó t ừ ONU
đến thuê bao có thể sử dụng cáp đồng. Trong mô hình này, thi ết b ị đ ầu cu ối phía
người sử dụng được bố trí trong các ca bin trên đ ường ph ố, dây n ối t ới các thuê
bao vẫn là cáp đồng. FTTC cho phép san xẻ giá thành c ủa m ột ONU cho m ột
thuê bao do đó nó có thể hạ thấp được giá thành l ắp đ ặt ban đầu.
Ngoài ra còn có một số loại hình khác nh ư là FTTE (Fiber To The Exchange),
FTTN (Fiber To The Node)…
A.9 1.2.3. Phân loại mạng FTTx theo cấu hình.
Cấu hình Pointto Point: là kết nối điểm - điểm, có một kết n ối thẳng t ừ nhà
cung cấp dịch vụ đến khách hàng. Trong hệ thống đường quang tr ực ti ếp m ỗi s ợi
quang sẽ kết nối tới chỉ một khác hàng. Vì s ợi quag là s ừ d ụng riêng r ẽ nên c ấu
hình mạng tương đối đơn giản đồng thời do băng thông không chia s ẻ, t ốc đ ộ
đường truyền có thể lên rất cao. Quá trình truy ền dẫn trên c ấu trúc cũng r ất an
toàn do toàn bộ quá trình truyền chỉ trên một đ ường dây v ật lý, ch ỉ có các đ ầu
cuối là phát và thu dữ liệu, không bị lẫn với các khách hàng khác. Tuy nhiên c ấu
trúc này có một nhược điểm cơ bản mà khó có thể phát tri ển cho quy mô r ộng đó
là giá thành đầu tư cho một khách hàng rất cao, h ệ th ống s ẽ tr ở lên r ất c ồng
kềnh, khó khăn trong việc vận hành và bảo dưỡng khi s ố lượng khác hàng tăng
lên.
Cấu hình Point to Multipoint: kết nối điểm – đa đi ểm, m ột k ết n ối t ừ nhà
cung cấp dịch vụ đến nhiều khách hàng thông qua bộ chia spitter. Trong h ệ th ống
này mỗi đường quang đi từ nhà cung cấp dịch vụ được chia s ẻ s ử d ụng chung
cho một số khách hàng. Sẽ có một đường quang đi đ ến m ột nhóm khách hàng ở
gần nhau về mặt địa lý, tại đây đường quang dùng chung này s ẽ đ ược chia tách
thành các đường quang riêng biệt đi đến t ừng khách hàng. Đi ều này làm gi ảm chi
phí lắp đặt đường quang riêng biệt đi đến từng khách hàng. Đi ều này làm gi ảm
chi phí lắp đặt đường cáp quang và tránh cho hệ th ống khi phát tri ển kh ỏi c ồng
kềnh.
So sánh hai cấu hình:
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- Hai cấu hình mạng Point to Point và cấu hình mạng Point to Multipoints có
nhưng ưu nhược điểm riêng và áp dụng cho người sử dụng khác nhau nh ưng c ấu
hình Point to Multipoints có nhưng ưu điểm vượt trội đ ể áp d ụng vào tri ển khai
mạng thực tế. Đó là giảm chi phí lắp đặt đường truyền đến thuê bao, gi ảm các
thiết bị, tận dụng tối đa dung lượng đường truyền. Cấu hình Point to Multipoint là
cấu hình rất phù hợp với hệ thống mạng truy nhập cáp quang.
A.10 1.3. Các công nghệ cung cấp kết nối mạng quang FTTx.
A.11 1.3. 1. Mạng quang chủ động AON.
Để phân phối tín hiệu, mạng quang chủ động sử d ụng các thi ết b ị c ần
nguồn điện nuôi để phân tích dữ liệu như một chuyển mạch, router ho ặc
mulitiplexer. Dữ liệu từ phía nhà cung cấp của khách hàng nào s ẽ ch ỉ đ ược
chuyển đến khách hàng đó và dữ liệu từ phía khách hàng s ẽ tránh đ ược xung đ ột
khi truyền trên đường vật lý chung bằng việc sử d ụng b ộ đ ệm c ủa các thi ết b ị
chủ động.
Từ năm 2007, hầu hết các hệ thống mạng quang chủ đ ộng được g ọi là
Ethernet chủ động, Ethernet chủ động sử d ụng các chuy ển m ạch Ethernet quang
để phân phối tín hiệu, do đó sẽ kết nối các căn h ộ khách hàng v ới nhà cung c ấp
thành một hệ thống mạng Ethernet khổng lồ gi ống nh ư m ột m ạng máy tính thông
thường ngoại trừ mụch đích của chúng là kết nối các căn hộ và các tòa nhà v ới
các nhà cung cấp dịch vụ. Mỗi tủ chuyển mạch có thể qu ản lý t ới 1.000 khác
hàng, thông thường là 400 - 500 khách hàng. Các thi ết b ị chuy ển m ạch này th ực
hiện chuyển mạch và định tuyến dựa vào lớp 2 và lớp 3.
Một nhược điểm lớn của mạng quang chủ động chính là ở thi ết b ị chuy ển
mạch. Với công nghệ hiện tại, thiết bị chuyển mạch b ắt bu ộc ph ải chuyển tín
hiệu quang thành tín hiệu điện để phân tích thông tin rồi ti ếp t ục chuy ển ng ược
lại để truyền đi, điều này sẽ làm giảm t ốc đ ộ truy ền d ẫn t ối đa có th ể trong h ệ
thống FTTx. Ngoài ra do đây là những thiết bị chuyển mạch t ốc đ ộ cao nên các
thiết bị này có chi phí đầu tư lớn, không phù h ợp v ới vi ệc tri ển khai đ ại trà trong
mạng truy nhập.
Hình 1.3. dưới đây mô tả kiến trúc mạng quang ch ủ đ ộng AON. V ới mô hình cáp
quang chạy đến từng hộ gia đình, một thuê bao c ủa m ạng quang ch ủ đ ộng hình
cây cách trung tâm điều khiển từ xa tới 20 km sẽ đ ược cấp m ột đ ường dây quang
riêng đủ để đáp ứng cho băng thông 2 chi ều. Cấu trúc m ạng này t ương t ự nh ư
cấu trúc của mạng cáp đồng hiện tại và vẫn dễ dàng cho các nhà cung c ấp d ịch
vụ đã có sẵn cơ sở hạ tầng. Mạng quang chủ đ ộng đ ược h ỗ tr ợ các chu ẩn
Ethernet quang và cấu trúc đơn giản và quan tr ọng nh ất nó r ất linh ho ạt cho s ự
tăng trưởng của hệ thống viễn thông trong t ương lai. B ởi vì đ ặc đi ểm quan tr ọng
của các hệ thống viễn thông là các thiết bị đầu cuối thay đ ổi r ất nhanh chóng
nhưng nhưng cơ sở hạ tầng mạng thì phải tồn tại từ 15 đến 20 năm. Do đó l ựa
trọn giải pháp nào là điều rất quan trọng đ ối v ới các nhà cung c ấp d ịch v ụ cũng
như những kỹ sư thiết kế hệ thống mạng.
Hình 1.3. Kiến trúc mạng quang chủ động.
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- A.12 1.3.2. Mạng quang thụ động PON.
Mạng quang thụ động có thể định nghĩa một cách ng ắn g ọn nh ư sau:
mạng quang thụ động (PON) là một mạng quang không có các ph ần t ử đi ện hay
các thiết bị quang điện tử.
Như vậy với khái niệm này, mạng PON sẽ không chứa bất kỳ một ph ần t ử
tích cực nào mà cần có sự chuyển đổi điện - quang. Thay vào đó, PON s ẽ ch ỉ
bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, b ộ ghép đ ịnh h ướng… đi ều này
giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn đi ện cung c ấp nên
không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và không cần b ảo dưỡng do
tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực.
Mạng PON ngoài việc giải quyết các vấn đề v ề băng thông, nó còn ưu
điểm là chi phí lắp đặt thấp do nó tận dụng đ ược nh ững s ợi quang trong m ạng có
từ trước. PON cũng dễ dàng và thuận tiện trong vi ệc ghép thêm các ONU theo
yêu cầu của các dịch vụ, trong khi việc thi ết l ập trong m ạng tích c ực khá ph ức
tạp do việc cấp nguồn tại mỗi nút mạng và trong mỗi nút mạng đều cần có các
bộ phát lại.
PON có thể hoạt động với chế độ không đối xứng. Chẳng h ạn, m ột m ạng
PON có thể truyền dẫn theo luồng 622Mbits ở đường xuống và truy nh ập theo
luồng 155Mbits ở đường lên. Một mạng đối xứng như vậy sẽ giúp cho cho phí
của các ONU giảm đi rất nhiều, do chỉ phải s ử d ụng các b ộ thu phát giá thành
thấp hơn.
Cấu trúc mạng PON cơ bản gồm các thành phần là OLT, splitter
quang, ONU/ONT. OLT là thiết bị đầu cuối đường truyền quang, có nhiệm vụ
kết nối tất cả các loại dịch vụ lại và truyền tín hiệu thông qua sợi cáp quang.
Tín hiệu từ OLT sẽ đến các splitter quang. Splitter quang được sử dụng để
phân chia băng thông từ một sợi duy nhất đến người sử dụng ( n là hệ số chia
của splitter, n có thể là 8, 16, 32, 64 hoặc 128) trên một khoảng cách tối đa là 20
km. Để thu được tín hiệu từ OLT, tại phía người sử dụng cần có các ONU/ONT.
Các thiết bị này có nhiệm vụ là biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang.
Hình 1.4. Kiến trúc mạng quang thụ động.
Trong sơ đồ trên, các thành phần chính của một mạng PON là:
OLT (Optical Line Terminal): đây là thiết b ị kết cu ối kênh quang đ ặt t ại Center
Office. Nó là thành phần quan trọng nhất trong hệ th ống FTTH, cung c ấp các dao
diện truy nhập PON cho thiết bị ONU phía người sử d ụng và các giao di ện khác
cho tín hiệu phía uplink.
ONU (Optical Network Unit): ONU là thiết bị lắp đ ặt tại phía khách hàng. Nó là
điểm cuối của mạng quang FTTH. ONU có nhi ệm vụ chuy ển tín hi ệu quang t ừ
giao diện PON thành các chuẩn tín hiệu cho các thiết b ị m ạng, tín hi ệu truy ền
hình, tín hiệu thoại được sử dụng tại thuê bao.
ONT (Optical Network Terminal): Đây là thiết bị đầu cu ối phía ng ười s ử d ụng, là
điểm cuối cùng của ODN.
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- OND (Optical Network Distribution): Hệ thống phân ph ối cáp quang tính t ừ sau
OLT đến ONU/ONT. Cụ thể, hệ thống phân phối quang OND lại bao g ồm các
thành phần sau đây:
Măng xông quang.
Dây nhảy quang.
Hộp phối quang ODF.
Splitter (bộ chia, ghépquang).
A.13 1.3.3. So sánh mạng PON và AON.
Có rất nhiều yếu tố để so sánh ưu đi ểm và nh ược đi ểm c ủa hai k ỹ thu ật
PON và AON. Tuynhiên, có một ưu điểm nổi bật của PON so với AON đó là sử
dụng các thiết bị chia quang thu động Spitter, chia các tín hi ệu đ ến t ừng thuê bao,
tín hiệu đều là tín hiệu quang đến tận khách hàng s ử dụng d ịch v ụ. Đ ối v ới AON
thì sử dụng thì các thiết bị chuyển mạch bắt buộc phải chuyển tín hi ệu quang
thành tín hiệu điện để phân tích thông tin r ồi tiếp t ục chuy ển ng ược l ại r ồi chuy ền
đi điều này sẽ giảm tốc độ truyền dẫn đi, sẽ làm giảm t ốc đ ộ truy ền d ẫn trong h ệ
thống FTTx, ngoài ra thiết bị này có chi phí l ớn không thu ận ti ện cho vi ệc tri ển
khai đại trà cho mạng truy nhập. vì vậy PON đ ược s ử d ụng r ộng rãi cho m ạng
truy nhâp.
A.14 1.4. Kết luận.
Chương I cho chúng ta cái nhìn tổng quan về mạng truy nhập, v ị trí m ạng
truy nhập trong mạng viễn thông, tổng quan về mạng quang FTTx, gi ới thi ệu
công nghệ mạng quang truy nhập AON, PON. T ừ đó so sánh và nêu lên ưu
nhược điểm của hai công nghệ, lựa chọn công nghệ phù h ợp cho m ạng truy nh ập
quang tại Việt Nam.
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG PON.
A.15 2.1. Kiến trúc mạng PON.
Mạng quang thụ động PON sử dụng phần tử chia quang thụ đ ộng trong
mạng phân bố nằm giữa thiết bị đường truyền quang (OLT) và thi ết b ị k ết cu ối
mạng quang (ONU).[1] [5].
Hình 2.1. Mô hình kiến trúc mạng quang thụ động PON.
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- Các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay
còn gọi là mạng quang ngoại vi) bao gồm các phần tử nh ư sợi quang, các b ộ tách
ghép quang thụ động, các đầu nối và các mối hàn quang. Các ph ần t ử tích c ực
như OLT và ONU đều nằm ở đầu cuối của mạng PON. Tín hiệu trong PON có th ể
được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang ho ặc đ ược k ết h ợp l ại và truy ền
đi trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang, ph ụ thu ộc tín hi ệu đó đi theo
hướng lên hay xuống của PON.
A.16 2.2. Mô hình mạng PON.
Có một vài mô hình thích hợp cho mạng truy cập nh ư mô hình cây, vòng
hoặc bus. Mạng quang thụ động PON có thể triển khai linh đ ộng trong b ất kỳ mô
hình nào nhờ sử dụng một tapcoupler quang 1: 2 và b ộ tách quang 1: N.
Mô hình cây:
Hình 2.2. Mô hình cây.
Mỗi thiết bị liên kết điểm nối với một bộ điều khiển trung tâm.
Ưu điểm:
Cấu hình mạng đơn giản và ít tốn kém hơn so với cấu hình mạng l ưới, m ỗi
thiết bị chỉ cần có một cổng vào, ra dữ liệu.
Nhược điểm:
Sử dụng ít cáp nối hơn mô hình dạng vòng.
Mô hình dạng bus:
Hình 2.3. Mô hình dạng bus.
Trong cấu hình này, một cáp chạy dọc, gọi là cáp đ ường tr ục liên k ết các
nút mạng, đây là cấu hình liên kết đa điểm (áp dụng cho m ạng LAN)
Ưu điểm:
Thiết lập mạng đơn giản.
Ít cáp nối hơn so với các cấu hình mạng khác.
Nhược điểm:
Liên kết mạng bị phá vỡ khi cáp đường trục bị lỗi.
Xung đột dữ liệu xảy ra trên cáp đường trục khi có 2 liên k ết th ực hi ện đ ồng th ời,
dẫn đến giới hạn khả năng truyền tải dữ liệu trong mạng.
Mô hình dạng vòng:
Hình 2.4. Mô hình dạng vòng.
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- Trong mô hình này thực hiện liên kết đi ểm n ối đi ểm v ới hai nút k ế c ận
trong mạng, dữ liệu trong mạng sẽ chạy dọc theo vòng liên k ết cho t ới khi t ới
đich.
Ưu điểm:
Thiết lập cấu hình mạng đơn giản.
Nhược điểm:
Liên kết trong mạng sẽ bị phá vỡ khi một cổng bị lỗi.
A.17 2.3. Các thành phần cơ bản của mạng quang thụ động PON.
A.18 2.3.1. Sợi quang, cáp quang.
Sợi quang là một thành phần quan trọng trong m ạng, nó t ạo s ự k ết n ối
giữa các thiết bị. Hai thông số cơ bản của sợi quang là suy hao và tán s ắc. Tuy
nhiên sợi quang ứng dụng trong mạng PON thì ch ỉ cần quan tâm đ ến suy hao mà
không cần quan tâm đến tán sắc bởi khoảng cách truy ền t ối đa ch ỉ là 20km và
tán sắc thì ảnh hưởng không đáng kể. Do đó, ng ười ta s ử d ụng s ợi quang có suy
hao nhỏ, chủ yếu sử dụng loại sợi single mode.
Các loại cáp quang sử dụng trong mạng PON:
Cáp gốc (cáp phân bổ từ OLT đến splitter): thường là loose-tube – lo ại cáp này thì
được khuyến nghị ứng dụng ở hầu hết mạng PON.
Cáp phối (cáp phân bổ từ splitter đến dây drop): có th ể s ử d ụng cáp loose-tube
hoặc ribbon.
Dây drop (kéo đến nhà thuê bao).
A.19 2.3.2. Bộ tách, ghép quang.
Thiết bị chia, ghép sử dụng trong PON là các thiết b ị tách, ghép quang th ụ
động (Slitter), thực hiện chia, ghép tín hiệu quang t ừ nhà cung c ấp d ịch v ụ đ ến
khách hàng và ngược lại để tận dụng hiệu quả sợi quang. Thành ph ần đ ược
nhắc chủ yếu trong mạng PON là bộ chia, dùng để chia công su ất quang t ừ m ột
sợi ra nhiều sợi khác nhau. Từ OLT đến ONU, ONT có thể sử dụng nhi ều loại b ộ
chia có tỉ lệ khác nhau như 1: 2, 1: 4, 1: 8, 1: 16, 1: 32, 1: 64,1: 128. S ử d ụng b ộ
chia có tỉ lệ lớn khác như 1: 32 hay 1: 64 hay có th ể s ử d ụng b ộ chia nhi ều l ớp
với lớp thứ nhất sử dụng bộ chia 1: 2 và lớp thứ hai sử dụng hai bộ chia 1: 4. T ỉ l ệ
bộ chia càng cao thì suy hao bộ chia càng lớn, đối với b ộ chia 1: 2 thì có suy hao
bộ chia nhỏ nhất là 3dB.
A.20 2.3.3. Các đầu cuối mạng PON.
OLT (Optical Line Terminal – thiết bị đường truyền quang): là thi ết b ị đ ầu
cuối phía nhà sản xuất, có nhiệm vụ kết n ối tất c ả các lo ại d ịch v ụ l ại và truy ền
thông qua cáp quang, cáp quang t ừ OLT sẽ trải dài và k ết n ối t ới m ỗi ONT. OLT
bao gồm các chức năng chính:
Chức năng kết nối chéo.
Chức năng giao diện cổng dịch vụ.
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- Chức năng giao diện mạng phân phối quang OND.
ONU, ONT: ONU và ONT về cơ bản là các thiết bị có chức năng nh ư nhau,
đều làm nhiệm vụ biến đổi quang thành tín hiệu đi ện. Tuy nhiên s ự khác nhau
của hai loại thiết bị kết cuối này là: ONT được đặt ngay t ại nhà thuê bao, c ần
phải được cấp nguồn và không hỗ trợ dịch vụ IPTV. Còn ONU thì được đ ặt bên
ngoài nhà thuê bao, không cần cấp ngu ồn, th ường có s ố l ượng c ổng giao ti ếp l ớn
và có hỗ trợ dịch vụ IPTV.
A.21 2.4. Các công nghệ của PON.
Các công nghê PON có thể chia theo các chu ẩn mạng PON thành 2 nhóm:
nhóm 1 bao gồm các chuẩn theo phương th ức truy nhập TDMA nh ư là APON,
BPON, EPON, GPON, GEPON; nhóm thứ 2 bao g ồm chu ẩn theo các ph ương
thức truy nhập khác như WDM-PON và CDMA-PON.[4].
A.22 2.4.1. APON/BPON.
APON (ATM Passive Optical Network) là chuẩn mạng PON đ ầu tiên, d ựa
trên công nghệ ATM, được quy định trong chuẩn G.983 c ủa ITU-T. BPON
(Broadband PON): Là chuẩn phát triển dựa trên APON và đ ược chu ẩn hóa trong
chuỗi khuyến nghị G.938 của ITU-T. Các khuyến nghị này đ ưa ra các tiêu chu ẩn
về các khối chức năng ONT và OLT, khuôn dạng và t ốc độ khung c ủa lu ồng d ữ
liệu hướng lên và hướng xuống, giao thức truy nhập hướng lên TDMA, các giao
tiếp vật lý, các giao tiếp quản lý và điều khiển ONT. Hệ thống BPON h ỗ tr ợ t ốc đ ộ
không đối xứng 155 Mbps hướng lên và 622 Mbps h ướng xu ống ho ặc t ốc đ ộ đ ối
xứng 622 Mbps. Các hệ thống BPON đã được sử dụng ở nhiều nơi, t ập trung ở
Bắc Mỹ, Nhật Bản và một phần Châu Âu.
A.23 2.4.2. EPON/GEPON.
EPON được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3. Trong EPON dữ liệu hướng
xuống được đóng khung theo khuôn dạng Ethernet. Các khung EPON có cấu
trúc tương tự như các liên kết Gigabit Ethernet điểm tới điểm ngoại trừ từ mào
đầu và thông tin xác định điểm bắt đầu của khung được thay đổi để mang
trường nhận dạng kênh logic (LLID – Link logic ID) nhằm xác định duy nhất
một ONU MAC. Trong hướng lên, các ONU phát các khung Ethernet trong các
khe thời gian đã được phân bổ. ONU sử dụng giao thức điều khiển đa điểm
PDU (MPCPDU – Multi Point Control Protocol Data Unit) để gửi các bản tin
“Report” yêu cầu băng thông, trong khi đó OLT gửi bản tin “Gate” cấp phát
băng thông cho các ONU. Các bản tin “Gate” bao gồm thông tin về thời gian
bắt đầu và khoảng thời gian cho phép truyền dữ liệu đối với ONU. OLT cũng
định kỳ gửi các bản tin “Gate” tới các ONU hỏi xem chúng có yêu cầu băng
thông hay không. Các ONU cũng có thể gửi “Report” cùng với dữ liệu được phát
trong hướng lên. Ngoài ra, giao thức DBA cũng có thể được sử dụng trong
EPON để thực hiện cơ chế điều khiển phân bổ băng thông. Do không có cấu
trúc khung thống nhất đối với hướng xuống và hướng lên, do vậy trong cấu
trúc của EPON, các khe thời gian và giao thức xác định cự ly là khác so với
BPON và GPON. OLT và các ONU duy trì các bộ đếm cục bộ riêng và tăng
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- thêm 1 sau mỗi 16ns. Mỗi một MPCPDU mang theo một thời gian mẫu, mẫu này
là giá trị của bộ đệm cục bộ của ONU tương ứng. Tốc độ truyền dữ liệu EPON
có thể đạt tới 1Gbits.
GEPON là một chuẩn của IEEE-EFM cho việc sử dụng giao thức Ethernet
để truyền dữ liệu. Nó là EPON nhưng tốc độ đạt ở mức Gigabit.
Một hệ thống GEPON với tỷ lệ chia là 32 có thể cung cấp một băng
thông đối xứng là trên 30 Mbps cho mỗi khách hàng. Băng thông này là đủ để
cung cấp các dịch vụ yêu cầu băng thông lớn như các ứng dụng video cũng như
các ứng dụng thoại và data. Thậm chí với đồng thời 3 luồng video nộ nét cao với
dung lượng mỗi luồng là 6-7 Mbps (tổng cộng là 18 -21Mbps) thì vẫn còn đủ
dung lượng cho VoIP và truy cập Internet. Dung lượng dành riêng cho VoIP thông
thường chỉ khoảng 64k trên một kênh thoại trong khi truy nhập Internet tốc độ
cao thường giới hạn ở các mức 512kbps, 1Mbps, 2Mbps, 4Mbps. Băng thông
tổng cộng cho cả 3 dịch vụ chỉ khoảng 25Mbps, do đó GEPON là một công
nghệ mạng truy cập lý tưởng cho việc hỗ trợ đa dịch vụ hiện có cũng như các
dịch vụ của tương lai.
Hiện tại, chuẩn GEPON cũng đang được phát triển để có thể hỗ trợ
băng thông tối đa lên tới 10GB và tỉ lệ chia sẻ trên một sợi quang là 1: 64.
A.24 2.4.3. GPON.
GPON được xây dựng dựa trên APON và BPON. Mặc dù GPON hỗ
trợ truyền tải tin ATM, nhưng nó cũng đưa vào một cơ chế thích nghi tải tin
mới mà được tối ưu hóa cho truyền tải các khung Ethernet được gọi là phương
thức đóng gói GPON (G-PON Encapsulation Method - GEM). GEM là phương
thức dựa trên thủ tục đóng khung chung trong khuyến nghị G.701 ngoại trừ việc
GEM tối ưu hóa từ mào đầu để phục vụ cho ứng dụng của PON, cho phép
sắp xếp các dữ liệu Ethernet vào tải tin GEM và hỗ trợ sắp xếp TDM.
GPON sử dụng cấu trúc khung GTC (GPON Transmission Conversion) cho
cả hai hướng xuống và lên. Khung hướng xuống bắt đầu với một từ mào đầu
PLOAM, tiếp sau đó là vùng tải tin GEM hoặc các tế bào ATM. PLOAM gồm có
thông tin cấu trúc khung và sắp đặt băng thông cho ONT gửi dữ liệu trong khung
hướng lên tiếp theo. Khung hướng lên bao gồm các nhóm khung gửi từ các
ONT. Mỗi một nhóm được bắt đầu với từ mào đầu lớp vật lý mà có chức năng
tương tự trong BPON, nhưng cũng bao hàm tổng hợp các yêu cầu băng thông
của các ONT. Ngoài ra, các trước PLOAM và các yêu cầu băng thông chi tiết
hơn được gửi đi kèm với các nhóm hướng lên khi có yêu cầu từ OLT. OLT gán
các thời gian cho việc gửi dữ liệu hướng lên từ cho mỗi ONT.
Được ITU-T đã chuẩn hóa trong một loạt các khuyến ngh ị G.984.1,
G.984.2, G.984.3 và G.984.4. Hiệu suất và tốc độ đường truyền: GPON h ỗ tr ợ t ốc
độ bít cao nhất từ trước tới nay với tốc độ hướng xuống, h ướng lên t ương ứng lên
tới 2,5-2,5 Gbits. GPON cung cấp độ rộng băng lớn chưa từng có t ừ trước t ới nay
và là công nghệ tối ưu cho các ứng dụng của mạng FTTx.
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- Hiện nay cũng như trong tương lai GPON là công nghệ phù h ợp cho vi ệc
truyền thông Ethernet/IP với việc hỗ trợ truyền tiếng nói và video qua PON b ằng
việc sử dụng giao thức SONET/SDH.
A.25 2.4.4. WDM- PON.
Công nghệ mạng quang thụ động sử dụng ghép kênh phân chia theo b ước
sóng Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network (WDM PON) là
thế hệ kế tiếp của mạng truy nhập quang và cho băng thông l ớn nh ất. TDM PON
(bao gồm BPON, GPON và GEPON) sử dụng các b ộ chia công su ất quang th ụ
động, hướng xuống là quảng bá và ONU nhận dữ liệu của mình thông qua nhãn
địa chỉ nhúng, hướng lên sử dụng ghép kênh trong mi ền th ời gian. WDM PON s ử
dụng các bộ ghép sóng WDM thụ động, hướng xu ống m ỗi ONU nh ận d ữ li ệu trên
một bước sóng, hướng lên các bước sóng khác nhau đ ược ghép thông qua b ộ
ghép sóng WDM tới ONU. Do sử dụng một bước sóng cho m ỗi ONU nên WDM
PON có tính bảo mật và tính mềm dẻo tốt hơn. Ưu điểm chính của WDM-PON là
nó khả năng cung cấp các dịch vụ dữ liệu theo các cấu trúc khác nhau
(DS1/E1/DS3, 10/100/1000 Base Ethernet…) tùy theo yêu c ầu v ề băng
thông của khách hàng. Tuy nhiên, nh ược đi ểm chính c ủa WDM-PON là chi phí
khá lớn cho các linh kiện quang để sản xuất b ộ l ọc ở nh ững b ước sóng khác
nhau. WDM-PON cũng được triển khai kết hợp với các giao th ức TDMA PON đ ể
cải thiện băng thông truyền tin, và nó sẽ là s ự l ựa ch ọn c ủa t ương lai, là b ước
phát triển kế tiếp cho các công nghệ mạng truy nhập quang PON.
A.26 2.4.5. CDMA-PON.
Công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA cũng có thể triển
khai trong các ứng dụng PON. Cũng giống như WDM-PON, CMDA-PON cho
phép mỗi ONU sử dụng khuôn dạng và tốc độ dữ liệu khác nhau tương ứng với
các nhu cầu của khách hàng. CDMA PON cũng có thể kết hợp với WDM để
tăng dung lượng băng thông. CDMA PON truyền tải các tín hiệu khách hàng
với nhiều phổ tần truyền dẫn trải trên cùng một kênh thông tin. Các ký hiệu từ
các tín hiệu khác nhau được mã hóa và nhận dạng thông qua bộ giải mã.
Phần lớn công nghệ ứng dụng trong giải mã. Phần lớn công nghệ ứng dụng
trong CDMA PON tuân theo phương thức trải phổ chuỗi trực tiếp. Trong phương
thức này mỗi ký hiệu 0, 1 (tương ứng với mỗi tín hiệu) được mã hóa thành chuỗi
ký tự dài hơn và có tốc độ cao hơn.
M ỗi ONU sử dụng trị số chuỗi khác nhau cho kí tự của nó. Để khôi phục lại
dữ liệu, OLT chia nhỏ tín hiệu quang thu được sau đó gửi tới các bộ lọc nhiễu xạ
để tách lấy tín hiệu của mỗi ONU. Ưu điểm chính của CDMA PON là cho phép
truyền tải lưu lượng cao và có tính năng bảo mật nổi trội so các chuẩn PON
khác. Tuy nhiên, một trở ngại lớn trong CDMA-PON là các bộ khuếch đại quang
đòi hỏi phải được thiết kế sao cho đảm bảo tương ứng với tỷ số tín hiệu/tạp
âm (S/N). Với hệ thống CDMA-PON không có bộ khuếch đại quang thì tùy
thuộc vào tổn hao bổ sung trong các bộ chia, bộ xoay vòng, các bộ lọc mà hệ
số tỷ chia ONU/OLT chỉ là 1:2 hoặc 1:8. Trong khi đó với bộ khuyếch đại quang
hệ số này có thể đạt 1:32 hoặc cao hơn. Bên cạnh đó các bộ thu tín hiệu trong
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- CDMA-PON là khá phức tạp và giá thành tương đối cao. Chính vì những
nhược điểm này nên hiện tại CDMA-PON chưa được phát triển rộng rãi.
A.27 2.4.6. So sánh các chuẩn công nghệ của TDMA-PON.
Bảng 2.1: So sánh các chuẩn công nghệ của TDMA-PON.
Đặc tính B - PON G – PON E – PON
FSAN và ITU- T FSAN và ITU- T IEEE 802.3
Tổ chức chuẩn SG15 (G.983 eries) SG15 (G.984 series) (802.3ah)
hóa
155.52 Mbit/s hướng
1 Gbit/s cả hai
lên 155.52 hoặc 22.8 Lên tới 2.488 Gbit/s
Tốc độ dữ liệu hướng
Mbit/s hướng xuống cả hai hướng
Tỷ lệ chia 1: 64 1: 64 1:64**
Scrambled Scrambled
Mã đường truyền
NRZ NRZ 8B/ 10B
Số lượng sợi
quang 1 hoặc 2 1 hoặc 2 1
1310nm cả 2 hướng 1310nm cả 2 hướng
1490nm xuống
hoặc 1490nm xuống hoặc 1490nm xuống
Bước sóng & 1310nm lên
& 1310nm lên & 1310nm lên
Cự ly tối đa OLT
20 km (10 – 20) km (10 – 20) km
Chuyển mạch
Không hỗ trợ
bảo vệ Có hỗ trợ Có hỗ trợ
Không (sử
dụng trực tiếp
Khuôn dạng dữ các khung
ATM GEM và/hoặc ATM
liệu Ethernet)
Trực tiếp (qua GEM
Hỗ trợ TDM Qua ATM hoặc ATM) hoặc CES CES
Hỗ trợ thoại Qua ATM Qua TDM hoặc VoIP VoIP
QoS Có (DBA) Có (DBA) Có (ưu tiên)
Sửa lỗi hướng tới
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- FEC (Forward
Không RS (255, 239) RS(255, 239)
Error Correction)
GTC và ATM/ GEM 802.3ah
OAM PLOAM và ATM
OAM Ethernet OAM
So sánh EPON và GPON.
Phần trên đã nêu một cách tổng quan và khái quát nh ất v ề PON, các công
nghệ sử dụng trong PON, mỗi công nghệ đều có nh ững ưu đi ểm riêng đ ể áp
dụng vào từng mạng cụ thể, nổi bật đó mà hai công ngh ệ EPON và GPON.
Nhưng với những đặc điểm sau mà công nghệ EPON đã được lựa chọn hàng đ ầu
của các nhà mạng:
EPON và GPON có thể được áp dụng trong các cách sử d ụng khác nhau, m ỗi
công nghệ đều có những lợi thế riêng của nó trong các mạng truy nh ập thuê bao,
EPON tập chung vào các ứng dụng truy cập internet t ốc đ ộ cao, VoID, IPTV,
trong khi FTTH GPON tập chung vào hỗ trợ đầy đ ủ các d ịch v ụ m ới và các d ịch
vụ truyền thông hiện có như ATM và TDM.
EPON như là một công nghệ của FTTH, là một gi ải pháp lý t ưởng cho băng thông
rộng. Các thiết bị đầu cuối dây quang (OLT), đơn vị mạng quang (ONU) và m ạng
lưới phân phối quang (ODN), trong đó bao g ồm m ột h ệ th ống PON, quy ết đ ịnh
các chi phí triền khai GPON và EPON. Một ODN bao g ồm cáp quang, t ủ quang,
splitter. Đối với một số người sử dụng, chi phí cho các s ợi quang và lo ại t ủ EPON
và GPON là tương tự nhau. Các chipset của GPON rất đắt và có ít nhà s ản xu ất
cung cấp. Các modum của GPON cũng đắt h ơn so v ới EPON, khi tri ển khai
GPON, chi phí ước tính của một OLT GPON gấp 1,5 đ ến 2 lần so v ới m ột OLT
của EPON, và chi phí ước tính của một ONT GPON s ẽ là 1,2 đ ến 1,5 l ần so v ới
một ONT EPON.
Châu á là thị trường lớn cho EPON, chiếm 80% thuê bao PON trên toàn th ế gi ới,
tại Nhật Bản vào cuối năm 2006 có hơn 7 triệu thuê bao FTTx, và d ự ki ến s ẽ tăng
lên hơn 17 triệu vào cuối năm 2010. Đến cuối năm 2006, tri ền khai EPON chi ếm
khoảng 80% thị trường thế giới, 20% còn lại của th ị tr ường FTTH d ựa trên
GPON, BPON.
EPON là giải pháp FTTH chiếm ưu thế ở Nhật Bản, Hàn Qu ốc và các qu ốc gia
khác của châu Á- Thái Bình Dương, đáp ứng cho các d ịch v ụ nh ư truy c ập
internet tốc độ cao, VoID. IPTV….. Ở các nước khác, đ ặc bi ệt t ại M ỹ, GPON là
sự lựa chọn số một, và GPON có thể tồn tại với các hệ thống PON truy ền th ống.
Điều này giải thích tại sao EPON xuất hiện chiếm một thị phần l ớn trên th ị tr ường
Châu Á, nơi mà BPON không được sử dụng rộng rãi.
A.28 2.5. Kết luận chương.
Nội dung trên đã trình bày cho ta biết t ổng quan v ề m ạng truy nh ập quang
thụ động PON. Và cũng cho ta thấy cấu trúc cơ bản c ủa nó. Các chu ẩn c ủa
PON, so sánh giữa EPON và GPON từ đó thấy đ ược ưu nh ược đi ểm c ủa các
công nghệ. Chương tiếp theo sẽ trình bày một công ngh ệ đ ược s ử d ụng trong
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
- mạng PON, nhằm khai thác khả năng tốt nhất của mạng truy nhập quang th ụ
động. Đó là công nghệ Ethernet và được gọi là m ạng truy nh ập quang th ụ đ ộng
Ethernet – EPON.
CHƯƠNG III: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG
ETHERNET-PON
A.29 3.1. Tổng quan về công nghệ Ethernet.
Ethernet là mạng cục bộ do ba công ty Xerox, Intel và Digital equipment
xây dựng và phát triển. Ethernet là mạng thông d ụng nh ất đ ối v ới các m ạng nh ỏ
hiện nay (chiếm hơn 90% thị phần mạng hiện nay). Ethernet LAN được xây d ựng
theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của mô hình tham chi ếu ISO, m ạng truy ền
số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại máy tính khác nhau k ể c ả máy
tính mini. Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:
Có cấu trúc dạng tuyến phân đoạn, đường truyền dùng cáp đ ồng tr ục, tín hi ệu
truyền trên mạng được mã hoá theo kiểu đồng bộ ( Manchester), tốc độ truyền dữ
liệu là 10 Mbs.
Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đo ạn tuy ến này có th ể
được kết nối lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và kho ảng cách l ớn nh ất cho
phép giữa 2 nút là 2,8 km.
Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến ( bus access) hoặc
tuyến token (token bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các gói.
Gói (packet) thông tin dùng trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte. V ới vi ệc ra
đời Gigabit Ethernet, ban đầu như là một công nghệ LAN thì gi ờ đây đã tr ở thành
một chuẩn MAN và WAN.[3].
Thành công chủ yếu của Ethernet là do các yếu t ố sau:
Đơn giản và dễ dàng bảo trì.
Có khả năng phối hợp với các công nghệ khác.
Tin cậy.
Chi phí lắp đặt và nâng cấp thấp.
Tất cả các chuẩn phát triển sau này về cơ bản đều tương thích v ới chu ẩn
gốc. Một frame của Ethernet xuất phát từ một NIC 10 Mbps cáp đ ồng tr ục lo ại cũ
trong một máy PC, đặt lên liên kết Ethernet quang t ốc đ ộ 10 Gbps và k ết thúc t ại
một NIC 100 Mbps. Các gói trên một mạng Ethernet không b ị thay đ ổi.
A.30 3.1.1. Kiến trúc mô hình mạng Ethernet.
Mạng LAN có nhiều mô hình kiến trúc khác nhau, nh ưng b ất ch ấp s ự r ắc
rối và kích cỡ của nó, tất cả đều kết hợp từ ba kiến trúc kết nối cơ bản :
SV: Quách Văn Hiếu GVHD: TS.Trần Hoài Trung
nguon tai.lieu . vn
