70

Click here to load reader

mạng truy nhập quang

  • Upload
    luanpho

  • View
    999

  • Download
    34

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

MỤC LỤC Trang Lời mở đầu.............................................................................................. .7 Chương I : Tổng quan về mạng truy nhập quang..............................8 I. Giới thiệu về mạng truy nhập ..............................................................8 II. Mạng truy nhập quang ........................................................................8 III. Giới thiệu về cáp quang .................................................................... 9 1. Cấu trúc cáp quang ....................................................................... 9 2. Phân loại cáp quang ......................................................................10 IV. Ưu, nhược điểm của mạng truy nhập quang .................................... 42 1. Ưu điểm ........................................................................................ 42 2. Nhược điểm .................................................................................. 42

Chương II : Cấu trúc mạng truy nhập quang .................................... 12 I. Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang ................................. 12 II. Các khối chức năng ........................................................................... .13

1. OLT .................................................................................................. 132. ONU ................................................................................................ 143. ODN ................................................................................................ 154. AF .................................................................................................... 15

Chương III : Các công nghệ truy nhập quang .................................. 16 I. Các công nghệ mạng truy nhập quang tích cực (AON) ...................... 16 1. Kiến trúc mạng truy nhập quang tích cực AON ........................... 17 2. Công nghệ PDH ............................................................................ 17 3. Công nghệ SDH ........................................................................... 19 4. Công nghệ NG-SDH .................................................................. .. 21 II. Mạng truy nhập quang thụ động PON ............................................... 22 1. Tổng quan về mạng PON ............................................................. 23 2. Đặc điểm của mạng PON.............................................................. 25 3, Thành phần cơ bản của mạng PON .............................................. 25 3.1 Sợi quang và cáp quang .............................................................. 25 3.2 Bộ tách- ghép quang ................................................................... 26 3.3 Đầu cuối đường quang OLT ....................................................... 28 3.4 Đơn vị mạng quang ONU .......................................................... 30 3.5 ODN ........................................................................................... 31 3.6 Bộ chia Splitter .......................................................................... 32 3.7 Mô hình PON ............................................................................ 32

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 1

Page 2: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

3.8 Các công nghệ trong mạng PON ............................................... 34 3.8.1 TDM PON............................................................................... 34 3.8.2 WDM PON ............................................................................. 35 III. So sánh mạng quang tích cực AON và mạng quang thụ động PON ........................................................................................................... 38 IV. Topology và các áp dụng của mạng truy nhập quang....................... 43 1. Aggregated Point to Point using a single channel per Optical Fiber ............................................................................................... 43 2. Aggregated Muntichannel Point to Point ...................................... 43 3. Spatially Distributed WDM .......................................................... 44 4. Arbitrary Mesh .............................................................................. 44 5. Link protection ........................................................................... ..45 Chương IV : Ứng dụng và hướng phát triển của mạng truy nhập quang .......................................................................................................... 45 I. Ứng dụng của mạng truy nhập quang ........................................... 45 II. Hướng phát triển của mạng truy nhập quang ...............................47

Tài liệu tham khảo ................................................................................ 48

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 2

Page 3: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Danh mục các bảng:

Danh mục các hình vẽ

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2

Số hiệu bảng

Tên bảng Trang

1 Các cấp độ truyền dẫn của SDH 182 Liệt kê suy hao của các bộ Splitter 293 Các công nghệ PON 384 Bảng so sánh AON và PON 42

3

Page 4: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Danh mục các từ viết tắt

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2

Số hiệu hình

Tên hình Trang

1 Cấu tạo cáp quang 92 Sơ đồ khối của mạng truy nhập quang 133 Cấu hình tham chiếu của mạng truy

nhập quang14

4 Cấu trúc OLT và thiết bị OTL thực tế 155 Cấu trúc ONU và thiết bị ONU thực tế 156 Kiến trúc mạng AON 167 Công nghệ AON 168 Cấu trúc Home Run 17

9 Sơ đồ tách ghép PDH 1810 Mô hình cung cấp dịch vụ mạng trên

công nghệ NG-SDH22

11 Mô hình mạng quang thụ động 2412 Cấu hình cơ bản của các loại Coupler 2613 Coupler 8x8 tạo ra từ nhiều Coupler 28

14 Sơ đồ khối chức năng OLT 2815 Các giao diện quang 3116 Mô hình cây 3217 Mô hình Bus 3318 Mô hình vòng 33

19 Mô hình trung kế cây 3320 Mạng PON sử dụng một sợi quang 3521 Cấu trúc của WDM PON 3722 So sánh mạng PON và AON 4123 Aggregated point to point 4324 Aggregated multichannel point to

point44

25 Spatially distributed WDM 4426 Arbitrary mesh 4527 Link protection 45

4

Page 5: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

AF Adaption function Khối chức năng phối

hợpADSL Asymmetric DSL DSL bất đối xứngAON Optical network Mạng quang tích cựcATM Asynchronous transfer

modePhương thức truyền tải không đồng bộ

APON ATM passive optical network

BPON Broadband passive optical network

CO Central office Tổng đài trung tâmCPE Customer premises

equipmentThiết bị trợ giúp người dùng

DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số

E/O Electronic/ Optical Điện/ QuangEMS Element management

systemHệ thống quản lý

EPON Ethernet passive optical network

EPON là một chuẩn của IEEE/EFM

EMI Electromangnetic interference

Nhiễu điện từ

FTTB Fiber to the building Cáp quang tới tòa nhàFTTH Fiber to the home Cáp quang thuê baoFTTC Fiber to the curb Cáp quang tới khu dân

cưFWAGPON Gigabit passive optical

networkGEPON Gigabit Ethernet

passive optical networkWiMAX Worldwide

interoperability for microwave access

Kết nối internet băng thông rộng không dây ở khoảng cách lớn

WDM Wavelength division multiple

Ghép kênh phân chia theo bước sóng

HDTV High definition Truyền hình độ nét cao

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 5

Page 6: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

televisionHFC Hybrid fiber/ Coax Cáp quang ghép đồng

trụcISDN Intergrated services

digital network subcriber line

Dịch vụ tích hợp mạng kỹ thuật số

IP Internet protocol Giao thức internetMAN Metropolitan area

networkMạng đô thị

NG-SDHOLT Optical line terminal Đầu cuối đường quangONU Optical network unit Đơn vị mạng quangODN Optical distribution

networkMạng phối quang

OAM Operation administrationand maintenance

PON Passive optical network Mạng quang thụ độngRFI Radio frequency

interferenceNhiễu tần số vô tuyến

SONET Synchronous optical networrk

Mạng quang đồng bộ

SDH Synchronous digital hierarchy

Hệ thống phân cấp số đồng bộ

SPF Service port function Chức năng cổng dịch vụ

SDMSNI Service network

interfaceGiao diện mạng dịch vụ

TDMA Time division multiple access

Truy nhập ghép kênh phân chia theo thời gian

TDM Time division multiple Ghép kênh phân chia theo thời gian

TU Ttributary unitTIR Total internal reflectionVSAT Very small aparture

terminalTruyền thông vệ tinh

UNI User network interface Giao diện người sử

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 6

Page 7: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

dụng mạng

Lời nói đầu

Ngày nay, trong đời sống kinh tế - xã hội của từng quốc gia cũng như kết nối toàn cầu, nhu cầu truyền thông ngày càng lớn với nhiều dịch vụ mới băng rộng/ tốc độ cao và đa phương tiện. Để đáp ứng được vai trò động lực thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên thông tin, mạng truyền thông cần phải có khả năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn,băng thông rộng, đa dịch vụ. Các nhà khoa học, các tổ chức viễn thông,các hãng cung cấp thiết bị... đã và đang nghiên cứu phát triển và áp dụng các giải pháp công nghệ mới băng rộng/tốc độ cao và đa phương tiện để phát triển trong mạng viễn thông. Các công nghệ mạng truy nhập hiện nay đang được sử dụng như : mạng điện thoại truy nhập truyền thống và ISDN , mạng truy nhập x.DSL , mạng truy nhập HFC và cable modem, mạng truy nhập quang, mạng truy nhập vô tuyến cố định (FWA) , mạng truy nhập vệ tinh VSAT và các mạng truy nhập vệ tinh di động và không dây.Trong đó, các giải pháp công nghệ mạng truy nhập quang với ưu điểm về tốc độ cao, băng thông rộng đang được tập trung nghiên cứu và phát triển. Nội dung của báo cáo bao gồm :

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 7

Page 8: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Chương I :Tổng quan về mạng truy nhập quang Chương II : Cấu trúc mạng truy nhập quang Chương III: Các công nghệ truy nhập của mạng truy nhập quang Chương IV : Ứng dụng và hướng phát triển của mạng truy nhập quang

Do có sự hạn chế về nhiều mặt nên báo cáo của chúng em sẽ có những thiếu sót và hạn chế. Chúng em mong thầy và các bạn đóng góp thêm ý kiến để báo cáo hoàn thiện hơn.

Chương I: Tổng quan về mạng truy nhập quang.

I. Giới thiệu về mạng truy nhập Trước khi tìm hiểu về truy nhập quang chúng ta tìm hiểu thế nào là mạng truy nhập? -Mạng truy nhập ở vị trí cuối của mạng viễn thông, trực tiếp đấu nối với thuê bao, nó bao gồm tất cả các thiết bị và đường dây được lắp đặt giữa trạm chuyển mạch nội hạt(tổng đài) với thiết bị đầu cuối thuê bao. -Mạng truy nhập gồm các chức năng : ghép kênh, nối chéo, truyền dẫn. -Các công nghệ truy nhập bao gồm : + Truy nhập hữu tuyến : truy nhập cáp đồng và truy nhập cáp quang + Truy nhập vô tuyến : truy nhập vô tuyến cố định và truy nhập vô tuyến di động.- Dựa trên băng thông , ta có : truy nhập băng rộng và truy nhập băng hẹp. + Truy nhập băng hẹp : Truy nhập bằng quay số ( Dial-up Access) + Truy nhập băng rộng : DSL, Cable Modem, cáp quang, vô tuyến... Các công nghệ truy nhập băng rộng đều có những ưu điểm về băng thông, tốc độ truyền tải dữ liệu, tính bảo mật... Tuy nhiên, ta cũng có thể thấy được nhược điểm của các công nghệ băng rộng như DSL, cable modem hay WiMAX là không tối ưu để vận chuyển luồng dữ liệu. + ADSL : không phục vụ tốt được những ứng dụng thoại, dữ liệu và video.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 8

Page 9: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Thêm vào đó, khoảng cách vật lý mà CO có thể bao phủ với DSL bị giới hạn khoảng 18000 ft (5,5 km) + Cable Modem: .chỉ một vài kênh tần số vô tuyến được chỉ định cho dữ liệu, trong khi phần lớn băng thông phục vụ cho dịch vụ truyền hình tương tự. + WiMAX : tuy có tốc độ truyền cao và phạm vi phủ sóng lớn. Nhưng vẫn chưa tối ưu bằng so với sử dụng mạng truy nhập sợi quang. Hầu hết các nhà vận hành mạng nhận thấy rằng cần có một giải pháp truy nhập mới với dữ liệu tập trung là cần thiết. Nó phải rẻ hơn, đơn giản, và có khả năng phân phối thoại, dữ liệu và dịch vụ truyền hình đến khách hàng trên một mạng duy nhất, kiến trúc mới này sẽ được tối ưu cho luồng dữ liệu IP- giao thức thông tin đang thịnh hành hiện nay.

Giải pháp truy nhập quang : sợi quang với những ưu điểm như băng thông cao, suy hao thấp, ít xuyên nhiễu sẽ là giải pháp băng rộng lý tưởng cho mạng truy nhập II. Mạng truy nhập quang (OAN - Optical Access Network ) Mạng truy nhập quang là mạng truy nhập mà hệ thống truyền dẫn (TS) là hệ thống truyền dẫn quang. Mạng truy nhập quang chủ yếu sử dụng cáp quang làm phương tiện truyền dẫn. -Mạng truy nhập quang được chia làm 2 loại cơ bản là : mạng truy nhập quang tích cực AON và mạng truy nhập quang thụ động PON. + Mạng AON sử dụng các thiết bị tích cực như các bộ chia tích cực hoặc các bộ ghép kênh ở đoạn phân bố của mạng truy nhập. + Mạng PON không chứa bất kì một phần tử tích cực nào mà cần phải có sự chuyển đổi điện - quang. Thay vào đó, PON sẽ chỉ bao gồm : sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc,... Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như: * Không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn * Có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực.

Mạng truy nhập quang sử dụng sợi quang làm môi trường truyền dẫn chủ yếu. Sau đây, ta sẽ nghiên cứu về cáp sợi quang.

III. Cáp quang 1. Cấu trúc cáp quang:

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 9

Page 10: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 1 : Cấu tạo cáp quang Cáp quang gồm các thành phần: + Lõi : trung tâm phản chiếu của sợi quang nơi ánh sáng đi qua, đường kính nhỏ được phủ bằng một lớp ít trong suốt và được bao bọc bằng lớp vỏ + Cladding : vật cách quang bên ngoài bao bọc lõi mà phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi + Buffer coating : lớp phủ dẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt, dơ bẩn,cào xước.. + Jacket : hàng trăm hay hàng nghìn sợi quang được đặt trong bó gọi là cáp quang.Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ bên ngoài của cáp được gọi là jacket. Độ suy hao của sợi quang thấp hơn các loại cáp đồng do tín hiệu bị mất trong cáp quang ít hơn trong cáp đồng,nên có thể tải các tín hiệu đi xa hàng ngàn km. Dung lượng tải của cáp quang cao hơn vì sợi quang mỏng hơn cáp đồng, nhiều sợi quang có thể được bó vào với đường kính đã cho hơn cáp đồng. Điều này cho phép nhiều kênh đi qua một sợi cáp. Cáp quang cũng sử dụng điện nguồn ít hơn,bởi vì tín hiệu trong cáp quang giảm ít,máy phát có thể sử dụng nguồn thấp hơn thay vì máy phát với điện thế cao được dùng trong cáp đồng. Cáp quang không cháy,vì không có điện xuyên qua cáp quang,do đó không có nguy cơ xảy ra hỏa hoạn.Tuy vậy,cáp quang và các thiết bị đi kèm lại rất đắt tiền so với các loại cáp đồng.

Ánh sáng lan truyền dọc theo lõi bằng một quá trình TIR (Total Internal Reflection) . Điều này có được là nhờ vào hai lớp thủy tinh có chiết xuất khác nhau. Lõi thủy tinh bên trong có chiết xuất lớn hơn chiết xuất của lớp thủy tinh bên ngoài. Suy hao dọc theo sợi là bé và tín hiệu không bị ảnh

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 10

Page 11: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

hưởng bởi nhiễu điện từ trường như đối với các phương tiện truyền dẫn khác :radio,cáp kim loại. Tuy vậy,tín hiệu vẫn bị suy giảm bởi sự tán sắc và các hiệu ứng phi tuyến.

2. Phân loại cáp quang Cáp quang hiện nay có hai loại chính là Multimode và Singlemode :

Cáp quang Multi mode: có đường kính lớn hơn Single mode ( khoảng 6-8 lần), có thể truyền đực nhiều mode sóng trong lõi. hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng truyền dữ liệu với khoảng cách ≤ 5Km, thường được các doanh nghiệp, cơ quan sử dụng trong các hệ thống mạng nội bộ, truyền thông trong công nghiệp,...

Cáp quang Single mode là loại cáp có đường kính lõi nhỏ (<10 Micron),do chỉ truyền được nột mode sóng nên single mode không bị ảnh hưởng của sự tán sắc ánh sáng .vì thế nó truyền được dữ liệu với khoảng cách không giới rất xa, được các đơn vị viễn thông sử dụng để truyền dữ liệu trong hệ thống của họ. Hiện nay các dịch vụ viễn thông hiện nay được rất đông đảo người dân sử dụng nên các nhà cung cấp dịch vụ liên tục phải mở rộng hệ thống truyền dẫn quang của họ để có thể đáp ứng nhu cầu của khách hàng, do vậy đã làm cho cáp quang Singlemode trở nên rất phổ dụng, hạ thành hạ đi rất nhiều.

- Có 3 loại kích cỡ sợi quang được sử dụng trong truyền dữ liệu là 50/125, 62,5/125 ,8,3/125. Trong đó 50/125 và 62,5/125 micron là sợi đa mode và 8,3/125 micron là sợi đơn mode.

V. Ưu điểm và nhược điểm của mạng truy nhập quang.

1. Ưu điểm của mạng truy nhập quang : + Độ rộng băng thông cao,dung lượng lớn :các sợi quang có khả năng truyền những lượng lớn thông tin. Với công nghệ hiện nay trên hai sợi quang có thể truyền được đồng thời 60.000 cuộc đàm thoại. Một cáp sợi quang (có đường kính ngoài 2 cm) có thể chứa được khoảng 200 sợi quang, sẽ tăng được dung lượng đường truyền lên 6.O0O.OOO cuộc đàm thoại. So với các phương tiện truyền dẫn bằng dây thông thường, một cáp lớn gồm nhiều đôi dây có thể truyền được 500 cuộc đàm thoại. một cáp đồng trục có khả năng với 10.000 cuộc đàm thoại và một tuyến viba hay vệ tinh có thể mang được 2000 cuộc gọi đồng thời.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 11

Page 12: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

+ Suy hao thấp (sợi đơn mode sư dụng rộng rãi ngày nay có suy hao 02 dB/km) nên cự ly truyền dẫn xa hơn so với cáp đồng + Bảo mật cao : Sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy thông tin ở dạng tín hiệu quang. Các tia sáng truyền lan ở tâm sợi quang và rất ít hoặc không có tia nào thoát khỏi sợi quang đó. Thậm chí nếu đã trích vào sợi quang được rồi thì nó có thể bị phát hiện nhờ kiểm tra công suất ánh sáng thu được tại đầu cuối. Trong khi các tín hiệu thông tin vệ tinh và viba có thể dễ dàng thu để giải mã được + Chống nhiễu tốt hơn: Truyền dẫn bằng sợi quang không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ (EMI) hay nhiễu tần số vô tuyến (RFI) và nó không tạo ra bất kỳ sự nhiễu nội tại nào. Sợi quang có thể cung cấp một đường truyền “sạch" ở những môi trường khắc nghiệt nhất. Các công ty điện lực sử dụng cáp quang, dọc theo các đường dây điện cao thế để cung cấp đường thông tin rõ ràng giữa các trạm biến áp. Cáp sợi quang cũng không bị xuyên âm. Thậm chí dù ánh sáng bị bức xạ ra từ một sợi quang thì nó không thể thâm nhập vào sợi quang khác được.

+ Kích cỡ của cáp quang cũng nhỏ nhẹ hơn cáp đồng do đó dễ dàng lắp đặt, đỡ hao phí sức lực cũng như các thiết bị chuyên chở cáp. + Tránh được hiện tượng sét lan truyền trong đường dây thuê bao làm hư hỏng các thiết bị trong tổng đài + Tình hình thị trường rất tốt + Chất lượng truyền dẫn tốt 2. Nhược điểm Mạng truy nhập quang có những ưu điểm vượt trội, nhưng nó cũng có một số nhược điểm. Đó là : + Vấn đề biến đổi điện- quang : tín hiệu điện phải được biến đổi thành sóng ánh sáng và ngược lại. Chi phí các thiết bị biến đổi cao, cần được xem xét khi thiết kế mạng. + Đường truyền thẳng : điều này không thích hợp cho các vùng rừng núi hay các nơi có địa hình phức tạp. + Yêu cầu lắp đặt đặc biệt do sợi chủ yếu làm bằng thủy tinh. + Đòi hỏi phải có kỹ năng tốt trong công tác lắp đặt và bảo dưỡng.

Chương II : Cấu trúc mạng truy nhập quang

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 12

Page 13: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

I. Cấu hình tham chiếu mạng truy nhập quang Dựa trên các khuyến nghị của ITU-T và tiêu chuẩn có liên quan để đưa ra cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang: - Mạng truy nhập quang dùng sợi quang làm môi trường truyền dẫn chủ yếu. -Thông tin trao đổi của tổng đài chuyển mạch và thông tin nhận được của thuê bao đều là tín hiệu điện Cần phải có biến đổi E/O ở phía tổng đài và biến đổi O/E ở đơn vị mạng quang để có thể thực hiện truyền dẫn tín hiệu quang :

Hình 2: Sơ đồ khối mạng truy nhập quang

Hình 3: Cấu hình tham chiếu mạng truy nhập quang - Cấu trúc trên bao gồm 4 khối cơ bản : + Đầu cuối đường quang (OLT) +Mạng phối dây quang (ODN) +Khối mạng quang (ONU) +Khối chức năng phối hợp (AF) - Điểm tham chiếu chủ yếu gồm có : + Điểm tham chiếu phát quang S

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 13

Page 14: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

+ Điểm tham chiếu thu quang R + Điểm tham chiếu giữa các nút dịch vụ + Điểm tham chiếu đầu cuối thuê bao T + Điểm tham chiếu a ở giữa các ONU. - Giao diện bao gồm : giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng UNI. II.Các khối chức năng Hệ thống truyền dẫn truy nhập cáp quang đảm bảo một loạt đường liên kết truy nhập và gồm các module : OLT, ODN , ONU , AF. 1. OLT - Optical Line Terminal - OLT cung cấp giao diện quang giữa mạng với ODN, đồng thời cung cấp biện pháp cần thiết để truyền các dịch vụ khác nhau. OLT có thể chia thành dịch vụ chuyển mạch và dịch vụ không chuyển mạch, quản lý báo hiệu và không gian giám sát điều khiển đến từ ONU. Từ đó cung cấp chức năng bảo dưởng cho ONU. - OLT có thể lắp đặt ở giao diện tổng đài chuyển mạch nội hạt cũng có thể lắp đặt ở đầu xa. Về mặt vật lý nó có thể là thiết bị độc lập cũng có thể nằm trong một thiết bị tổng thể khác.OLT gồm đơn vị trung tâm ,đơn vị dịch vụ và đơn vị chung tạo thành:

Hình 4 : Cấu trúc của OLT và thiết bị OLT thực tế Trong đó chức năng của từng đơn vị như sau: - Đơn vị trung tâm : + Nối chéo số + Ghép kênh truyền dẫn + Chức năng giao diện ODN :chức năng này căn cứ vào các loại sợi

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 14

Page 15: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

quang của ODN để cung cấp các giao diện quang vật lý, đồng thời thực hiện biến đổi E/O và O/E. - Đơn vị chung: +Chức năng cấp điện: chuyển đổi nguồn điện cung cấp từ bên ngoài thành trị số điện yêu cầu của nội bộ. + Chức năng OAM : thông qua giao diện tương ứng, thực hiện sự vận hành, quản lí và bảo dưỡng đối với tất cả các khối chức năng và đối với quản lý mạng lớp trên. - Đơn vị dịch vụ: +bộ phận dịch vụ là đầu vào của các dịch vụ +yêu cầu các dịch vụ phải có tốc độ sơ cấp của ISDN +có đảm nhận đồng thời hai dịch vụ khác nhau trở lên 2. ONU - Optical Network Unit

Hình 5 : Cấu trúc của ONU và thiết bị ONU thực tế Chức năng của từng đơn vị như sau: -Đơn vị trung tâm: +giao diện ODN :cung cấp một loạt các giao diện quang vật lý,nối với ODN đồng thời hoàn thành việc biến đổi E/O và O/E. +chức năng ghép kênh truyền dẫn : xử lý và phân phối thông tin +chức năng ghép kênh thuê bao và dịch vụ: tập hợp và phân phối các thông tin từ/ đến các thuê bao khác. - Đơn vị chung : cấp điện và OAM, tính chất chức năng bộ phận chung giống như trong OLT. - Đơn vị dịch vụ: cung cấp chức năng của thuê bao, bao gồm phối hợp nx64 Kbps và chuyển đổi báo hiệu.

3. ODN - Optical Distribution Network Mạng phân phối quang đặt giữa ONU và OLT. Chức năng của nó là phân phối công suất của tín hiệu quang.ODN chủ yếu là linh kiện quang không

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 15

Page 16: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

nguồn và sợi quang tạo thành mạng phân phối đường quang thụ động. Thông thường áp dụng cấu trúc hình cây 4. AF - Adaption Function Chủ yếu cung cấp chức năng phối hợp ONU với thiết bị thuê bao. AF có thể thuộc ONU hoặc độc lập. Kết luận : chương này cho chúng ta thấy mô hình tham chiếu và chức năng của từng khối trong mạng truy nhập quang. Chương III: Các công nghệ truy nhập quang I. Các công nghệ mạng truy nhập quang tích cực (AON) 1. Kiến trúc mạng AON

Hình 6 : Kiến trúc mạng AON

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 16

Page 17: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 7 : Công nghệ mạng truy nhập AON AON có nhiều ưu điểm như kéo dây xa, tính bảo mật cao, dễ dàng nâng cấp băng thông thuê bao, dễ xác định lỗi,... Tuy nhiên, nó có chi phí cao do việc vận hành các thiết bị trên đường truyền đều cần nguồn cung cấp, mỗi thuê bao là một sợi quang riêng, cần nhiều không gian chứa cáp.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 17

Page 18: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 8 : Cấu trúc Home run Trong các giải pháp truy nhập quang AON thì FTTH-AON được áp dụng phổ biến nhất. - Các công nghệ AON bao gồm : công nghệ SDH , PDH, NG-SDH

2. Công nghệ truyền dẫn cận đồng bộ (PDH).

Nguyên lý của công nghệ truyền dẫn cận đồng bộ là ghép các luồng số

cơ sở 2,048Mbit/s (hoặc 1,544Mbit/s) thành các luồng số có tốc độ cao hơn:

8Mbit/s,34Mbit/s,140Mbit/s (theo tiêu chuẩn Châu Âu) các luồng số này

được đưa đến bộ biến đổi điện – quang để truyền trên sợi quang. Tại đầu thu

quá trình diễn ra ngược lại.

Công nghệ ghép kênh PDH thích hợp với mạng có dung lượng truyền

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 18

Page 19: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

dẫn thấp, cấu trúc mạng đơn giản (điểm nối điểm). Với yêu cầu tổ chức

mạng phức tạp, dung lượng truyền dẫn cần cao hơn thì phương thức truyền

dẫn này bộc lộ nhiều nhược điểm.

Sơ đồ tách ghép PDH được mô tả trên hình sau:

Hình 9: Sơ đồ tách ghép PDH

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 19

Page 20: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

* Nhược điểm của hệ thống PDH:

- Mạng PDH chủ yếu đáp ứng các dịch vụ điện thoại, đối với các dịch vụ

mới như: mạng ISDN, truyền dẫn data, dịch vụ điện thoại hìn ảnh ,…thì

mạng PDH đáp ứng hạn chế.

- Mạng PDH không linh hoạt trong việc thiết kế trong việc kết nối các luồng

liên tục. Khi có nhu cầu xen rẽ luồng từ một luồng có dung lượng lớn thì

phải qua các cấp độ trung gian để hạ tốc độ từ độ cao xuống thấp tương ứng.

Cũng như việc ghép luồng phải trải qua đầy đủ các cấp từ độ thấp lên tốc độ

cao. Điều này rõ ràng là không mềm dẻo, không thuận tiện cho việc kết nối,

cần phải có đủ các cấp thiết bị để giải phép luồng do đó không tiết kiệm và

khó thực hiện đồng thời đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp.

- Các luồng thông tin về bảo trì không được liên kết trên toàn tuyến thông

tin mà chỉ đối với từng đoạn truyền dẫn riêng lẻ. Thủ tục bảo trì cho toàn

tuyến phức tạp .

- Chưa có tiêu chuẩn chung cho thiết bị đường dây, các nhà sản xuất mới chỉ

có tiêu chuẩn đặc trưng riêng cho thiết bị riêng của họ.

- Có nhiều thiết bị ghép luồng. một luồng 2Mbit/s có thể sẽ đi qua nhiều

hướng trước khi đi đến đích do đó vấn đề quản lý luồng tại mỗi trạm phải

đồng bộ và chặt chẽ.Trong thực tế nhiều khi sinh ra lỗi lầm trong thực tế

hoặc đấu nối không chỉ ảnh hưởng đến luồng đang kết nối mà có thể gây ra

mất liên lạc cho những luồng khác đang khai thác

- Hệ thống PDH thiếu các phương tiện giám sát, đo thử từ xa mà chỉ tiến

hành ngay tại chỗ.

3 . Công nghệ SDH. SDH là viết tắt của từ Synchronous Digital Hierarchy, xuất hiện vào cuối những năm 1980 và đến đầu năm 90 CCITT ( ITU-T) đã đưa ra những

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 20

Page 21: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

khuyến nghị về chuẩn của SDH. SDH có những ưu thế trong việc ghép kênh đơn giản, linh hoạt, giảm trang thiết bị trên mạng, băng tần truyền dẫn rộng, cung cấp giao diện tốc độ lớn hơn cho các dịch vụ trong tương lai, tạo ra khả năng quản lý mạng tập trung.

Ưu điểm :

Trong PDH việc ghép kênh được tiến hành tại mỗi cáp, quá trình ghép phải

lần lượt qua các mức trung gian từ 2 tới 140Mb/s. Việc truy cập trực tiếp đến

một luồng 2Mbit/s trong một luồng 140Mbit/s là không thể thực hiện được.

Chẳng hạn như khi cần nối chéo các luồng 2Mb/s thì phải thực hiện hạ kênh

từ luồng 140Mb/s qua nhiều cấp xuống tới 2Mb/s rồi mới dung cáp nhảy để

thực hiện nối chéo. Mạng lưới này rất cồng kềnh và phức tạp và không linh

hoạt đồng thời chi phí vận hành rất lớn do đòi hỏi nhiều sức lao động trong

các khâu lắp đặt và chuyển cáp.

Đối với SDH thì ưu điểm nổi bật hơn là đơn giản hóa mạng lưới, linh hoạt

trong việc sử dụng khai thác. Khác với PDH, trong mạng SDH quá trình

ghép kênh chỉ thực hiện qua một gian đoạn, do đó việc tách một kênh

2Mbit/s trong một luồng tốc độ cao là đơn giản. Hơn nữa, việc sử dụng phần

mềm trong quản lý bảo dưỡng luồng 2Mb/s đã làm cho việc đánh dấu chéo

các luồng 2Mbit/s trở nên thực sự đơn giản và nhanh chóng. Chính vì thế

việc vận hành và quản lý mạng lưới đơn giản hơn nhiều so với cùng công

việc này ở PDH.

- Trong SDH tốc độ bit lớn hơn 140Mbit/s lần đầu tiên được tiêu chuẩn hóa

trên phạm vi toàn thế giới.

- Mã truyền dẫn của tín hiệu quang được tiêu chuẩn hóa tương thích các

thiết bị của các nhà sản xuất.

- Có cấu trúc khối.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 21

Page 22: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

- Tốc độ bit và cấu trúc khung của cấp cao hơn được tạo thành từ tốc độ bit

và cấu trúc khung của luồng cơ bản cấp thấp hơn do đó việc ghép tách luồng

thông tin dễ dàng.

- Có các kênh riêng cho Giám sát, Quản lý đo thử hoặc điều khiển trong

phần mạng quản lý.

- Tất cả các tín hiệu PDH có tốc độ thấp hơn 140Mb/s đều có thể ghép được

vào cấp SDH thấp nhất là STM-1 có tốc độ 155Mbit/s.

Nhược điểm :

- Kỹ thuật phức tạp hơn do phải ghi lại sự tương quan về phase giữa các tín

hiệu luồng và overhead

- Việc nhồi byte-byte tăng độ Jitter hơn kiểu bit-bit của PDH

- Đồng hồ phải cung cấp từ ngoài

- Truyền dư thừa và thiếu mức 8Mb/s

Ta có thể đưa ra sự giống và khác nhau giữa PDH và SDH trong bảng sau:

PDH SDH

Mạng cận đồng bộ Mạng đồng bộ

Bộ dao động nội dao động chạy tự

do

Bộ dao động nôi được đồng bộ với

đồng hồ ngoài

Ghép kênh không đồng bộ Ghép kênh đồng bộ

Cấu trúc khung đặc trưng Cấu trúc khung đồng nhất

Ghép luồng theo nguyên lý xen

bitGhép luồng theo nguyên lý xen byte

Truy nhập luồng riêng lẻ sau

khigiair ghép đến cấp tương

đương

Truy nhập luồng trực tiếp từ khung

đồng truyền dẫn đồng bộ STM-1

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 22

Page 23: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Tốc độ chuẩn cao nhất là

140Mbit/sTốc độ cơ sở là 155,2Mbit/s

Trong những năm gần đây, SDH đã thâm nhập vào nước ta với tốc độ rất

nhanh, mạng đường trục Bắc-Nam đã có tốc độ 2,5 Gbps, mạng nội tỉnh và

thành phố cũng ứng dụng ngày càng nhiều SDH có tốc độ 155,52 Mbps hoặc

622 Mbps.

4. Công nghệ NG-SDH.

Công nghệ SDH được thiết kế tối ưu cho mục đích truyền tải các tín hiệu ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM). Với khuynh hướng truyền tải dữ liệu ngày càng tăng, hệ thống SDH truyền thống không thể đáp ứng được nhu cầu gia tăng của các dịch vụ số liệu nữa. SDH thế hệ sau (NG-SDH) được phát triển dựa trên nền mạng SDH hiện tại, là một cơ chế truyền tải cho phép truyền dữ liệu ở tốc độ cao, băng thông rộng và tồn tại đồng thời các dịch vụ truyền thống và các dịch vụ mới trên cùng một mạng mà không làm ảnh hưởng lẫn nhau. Điều quan trọng nhất là NG-SDH có thể thực hiện việc phân bố băng thông mà không làm ảnh hưởng tới lưu lượng hiện tại. Ngoài ra, SDH thế hệ sau còn có khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) thích hợp cho các dịch vụ mới và khả năng truyền tải đồng thời nhiều loại dịch vụ khác nhau trong cùng một môi trường. Mô hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai trên công nghệ NG-SDH được

chỉ ra ở hình sau:

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 23

Page 24: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

dịch vụ mạng: - dịch vụ Iternet tốc độ cao - dịch vụ truyền hình TV : CATV, SDTV, HDTV - dịch vụ điện thoại truyền hình - VPN - các dịch vụ thuê kênh viễn thông - các dịch vụ truyền dữ liệu Hình 10 : Mô hình cung cấp dịch vụ mạng trên công nghệ NG-SDH

II. Mạng truy nhập quang thụ động PON

PON là từ viết tắt của Passive Optical Network hay còn gọi là mạng quang

thụ động. Công nghệ mạng quang thụ động PON còn được hiểu là mạng

công nghệ quang truy nhập giúp tăng cường kết nối giữa các nốt mạng truy

nhập của nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng. Công nghệ PON được biết

tới đầu tiên đó là TPON-Telephony PON được triển khai vào những năm 90,

tiếp đó năm 1998, mạng BPON-Broadband PON được chuẩn hóa dựa trên

nền ATM. Hai năm 2003 và 2004 đánh dấu sự ra đời của hai dòng công nghệ

Ethernet PON-EPON và Gigabit PON-GPON, có thể nói hai công nghệ này

mở ra cơ hội mới cho các nhà cung cấp dịch vụ giải quyết hàng loạt vấn đề

truy nhập băng thông rộng tới người sử dụng đầu cuối. Thành viên mới nhất

trong gia đình PON đó là WDM PON. Trong công nghệ PON, tất cả thành

phần chủ động giữa tổng đài CO-Central Office và người sử dụng sẽ không

còn tồn tại mà thay vào đó là các thiết bị quang thụ động, để điều hướng các

lưu lượng trên mạng dựa trên việc phân chia năng lượng tới các điểm đầu

cuối trên đường truyền. Vì vậy mà người ta gọi là công nghệ mạng quang

thụ động.

Vị trí của hệ thống PON trong mạng truyền dẫn: Mạng quang thụ

động PON là một dạng của mạng truy nhập quang. Mạng truy nhập hỗ trợ

các kết nối đến khách hàng. Nó được đặt gần đầu cuối khách hàng và triển

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 24

Page 25: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

khai với số lượng lớn.

Mạng truy nhập tồn tại ở nhiều dạng khác nhau do nhiều lí do khác

nhau và PON là một trong những dạng đó. So với mạng truy nhập cáp đồng

truyền thống, sợi quang hầu như không giới hạn băng thông. Việc triển khai

sợi quang đến tận nhà thuê bao sẽ là mục đích phát triển trong tương lai.

Với những ưu điểm vượt trội, mạng quang thụ động PON-Passive

Optical Network là một sự lựa chọn thích hợp nhất cho mạng truy nhập.

1. Tổng quan về công nghệ PON

Mạng quang thụ động PON được trình bày như Hình 10, sử dụng

phần tử chia quang thụ động trong phần mạng phân bố nằm giữa thiết bị

đường truyền quang OLT-Otical Line Terminal và thiết bị kết cuối mạng

quang ONU-Optical network Unit.

Nguồn: Công nghệ và chuẩn hóa PON

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 25

Page 26: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 11 : Mô hình mạng quang thụ động

Trong đó các thuật ngữ trong hình được chú thích như sau:

o Passive slitter: Bộ chia thụ quang thụ động

o Feeder Fiber: Cáp Feeder

o Central office: Văn phòng trung tâm

o Distribution fiber: Phân phối quang

o Management system: Hệ thống quản lý

o Passive splitter: Bộ chia thụ động

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 như sợi quang, các

bộ tách /ghép quang thụ động, các đầu nối và các mối hàn quang. Các phần

tử tích cực như OLT và các ONU đều nằm ở đầu cuối của mạng PON. Tín

hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc

được kết hợp lại và truyền đi trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang,

phụ thuộc tín hiệu đó đi theo hướng lên hay xuống của mạng quang thụ động

PON.

2. Đặc điểm của mạng PON

Đặc trưng của hệ thống PON là thiết bị thụ động phân phối sợi quang

đến từng nhà thuê bao sử dụng bộ chia có thể lên tới 1:128.

PON hỗ trợ giao thức ATM, Ethernet. PON hỗ trợ các dịch vụ thoại,

dữ liệu và hình ảnh với tốc độ cao và khả năng cung cấp băng thông rộng.

Trong hệ thống PON, băng thông được chia sẻ cho nhiều khách hàng

điều này sẽ làm giảm chi phí cho khách hàng sử dụng. Cũng như khả năng

tận dụng công nghệ WDM, ghép kênh phân chia theo dải tần, TDMA và

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 26

Page 27: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

cung cấp băng thông động để giảm thiểu số lượng cáp quang cần thiết để kết

nối giữa OLT và bộ chia.

PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên

cùng 1 sợi quang. PON có thể hỗ trợ mô hình: hình cây, sao, bus và ring.

3. Thành phần cơ bản của mạng quang thụ động PON

3.1 Sợi quang và cáp quang

Sợi quang là một thành phần quan trọng trong mạng, nó tạo sự kết nối

giữa các thiết bị. Hai thông số cơ bản của sợi quang là suy hao và tán sắc,

tuy nhiên sợi quang ứng dụng trong mạng PON thì chỉ cần quan tâm đến suy

hao không quan tâm đến tán sắc bởi khoảng cách truyền tối đa chỉ là 20 km

và tán sắc thì ảnh hưởng không đáng kể. Do đó, người ta sử dụng sợi quang

có suy hao nhỏ, chủ yếu là sử dụng sợi quang theo chuẩn G.652.

Trên thực tế, để khắc phục nhược điểm trong truyền dẫn thông tin của

cáp đồng, đã từ lâu người ta đã cho ra đời cáp quang cùng với những tính

năng ưu việt hơn. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp

quang dùng ánh sáng để truyền tín hiệu đi. Chính vì sự khác biệt đó, mà cáp

quang ít bị nhiễu, tốc độ cao và có khả năng truyền xa hơn. Tuy vậy, phải

đến giai đoạn hiện nay thì cáp quang mới được phát triển bùng nổ, nhất là

trong lĩnh vực kết nối liên lục địa, kết nối xuyên quốc gia. Và việc sử dụng

công nghệ truyền dẫn hiện đại này cũng đang bắt đầu thay thế dần mạng cáp

đồng ADSL phục vụ trực tiếp đến người sử dụng.

3.2 Bộ tách - ghép quang

Một mạng quang thụ động sử dụng một thiết bị thụ động để tách một

tín hiệu quang từ một sợi quang sang một vài sợi quang và ngược lại. Thiết

bị này là Coupler quang. Để đơn giản, một Coupler quang gồm hai sợi nối

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 27

Page 28: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

với nhau. Tỷ số tách của bộ tách có thể được điều khiển bằng chiều dài của

tầng nối và vì vậy nó là hằng số.

Hình 12 : Cấu hình cơ bản của các loại Coupler

Hình 12a: có chức năng tách 1 tia vào thành 2 tia ở đầu ra, đây là

Coupler Y. Hình 12b là Coupler ghép các tín hiệu quang tại hai đầu vào

thành một tín hiệu tại đầu ra. Hình 12c vừa ghép vừa tách quang và gọi là

Coupler X hoặc Coupler phân hướng 2x2. Coupler có nhiều hơn hai cổng

vào và nhiều hơn hai cổng ra gọi là Coupler hình sao. Coupler NxN được tạo

ra từ nhiều Couper 2x2 Coupler được đặc trưng bởi các thông số sau:

Tổn hao tách: Mức năng lượng ở đầu ra của Coupler so với năng

lượng đầu

vào. Đối với Coupler 2x2 lý tưởng, giá trị này là 3dB. Hình 13 minh hoạ hai

mô hình 8x8 Coupler dựa trên 2x2 Coupler. Trong mô hình 4 ngăn như Hình

13a, chỉ 1/6 năng lượng đầu vào được chia ở mỗi đầu ra. Hình 13b đưa ra

mô hình hiệu quả hơn gọi là mạng liên kết mạng đa ngăn. Trong mô hình

này, mỗi đầu ra nhận được 1/8 năng lượng đầu vào.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 28

Page 29: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Tổn hao chèn: Năng lượng tổn hao do sự chưa hoàn hảo của quá trình

xử lý.

Giá trị này nằm trong khoảng 0,1dB đến 1dB.

Định hướng: Lượng năng lượng đầu vào bị rò rỉ từ một cổng đầu vào

đến các

cổng đầu vào khác. Coupler là thiết bị định hướng cao với thông số định

hướng trong khoảng 40-50dB.

Thông thường, các Coupler được chế tạo chỉ có một cổng vào hoặc

một bộ kết hợp. Các Coupler loại này được sử dụng để tách một phần năng

lượng tín hiệu, ví dụ với mục đích định lượng. Các thiết bị như thế này được

gọi là “tap coupler”.

a.Coupler 4ngăn 8x8 b.Coupler 3 ngăn 8x8

Hình 13: Coupler 8x8 tạo ra từ nhiều coupler

3.3 Đầu cuối đường quang OLT

OLT cung cấp giao tiếp giữa hệ thống mạng quang thụ động PON và mạng quang đường trục của các nhà cung cấp dịch vụ thoại, dữ liệu và video. OLT có thể được đặt bên trong tổng đài hoặc tại một trạm từ xa. OLT cũng kết nối tới mạng lõi của nhà cung cấp dịch vụ thông qua hệ thống quản lý EMS.

a) Phần lõi OLT

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 29

Page 30: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Phần lõi OLT bao gồm các chức năng sau:

Chức năng kết nối chéo được số hóa cung cấp các kết nối giữa phần mạng lõi với phần mạng phối quang ODN.

Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp kết nối VP giữa chức năng cổng dịch vụ SFT và giao diện ODN.

Hình 14 : Sơ đồ khối chức năng OLT Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp việc truyền và ghép các kênh trên mạng phối quang ODN.

Chức năng giao diện ODN cung cấp môi trường truyền dẫn quang kết nối OLT với một hoặc nhiều ONU bằng việc sử dụng thiết bị thụ động. Nó điều khiển quá trình chuyển đổi quang điện và điện quang.

b) Giao diện ODN

Đầu cuối đường dây PON xử lý chuyển đổi quang điện. Giao diện ODN chèn các tế bào ATM vào.

c) Phần dịch vụ OLT

Phần dịch vụ OLT thì có chức năng cổng dịch vụ. Các cổng dịch vụ sẽ truyền ít nhất tốc độ ISDN và sẽ có thể cấu hình một số dịch vụ hay có thể hỗ trợ đồng thời 2 hay nhiều dịch vụ khác nhau ví dụ như dịch vụ truyền

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 30

Page 31: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

hình độ phân giải cao HDTV, game online, truyền dữ liệu... Bất kỳ khối TU- Ttributary Unit cũng đều cung cấp hai hay nhiều port có tốc độ 2Mbps phụ thuộc vào cách cấu hình trên mỗi port. Khối TU có nhiều port có thể cấu hình mỗi port một dịch vụ khác nhau.

Chức năng cổng dịch vụ SPF đóng vai trò giao tiếp với node dịch vụ. Chức năng cổng dịch vụ thực hiện chèn tế bào ATM vào tải trọng SDH đường lên, và tách tế bào ATM từ tải trọng SDH đường xuống. Chức năng này phải được dự phòng, do đó chuyển mạch bảo vệ là cần thiết.

d) Phần chung OLT

Phần chung OLT bao gồm chức năng cấp nguồn và chức năng hoạt động, quản lý và bảo dưỡng OAM - Operation, Administration and Maintenance. Chức năng cấp nguồn chuyển đổi nguồn ngoài thành nguồn mong muốn. Chức năng OAM cung cấp các phương tiện để điều khiển hoạt động, quản lý và bảo dưỡng cho tất cả khối OLT.

3.4 Đơn vị mạng quang ONU- Optical Network Unit

ONU đặt tại phía khách hàng, ONU cung cấp các phương tiện cần thiết để phân phối các dịch vụ khác nhau được điều khiển bởi OLT. Một ONU có thể được chia làm 3 phần :

a) Phần lõi ONU

ONU gồm giao diện ODN, cổng người dùng, chức năng ghép kênh và phân kênh truyền dẫn, dịch vụ và khách hàng và cấp nguồn.+ Giao diện ODN xử lý các quá trình chuyển đổi quang điện. Giao diện ODN trích các tế bào ATM từ tải trọng PON đường xuống và chèn các tế bào ATM vào tải trọng đường lên trên cơ sở đồng bộ sự định thời khung đường xuống.+ Ghép kênh : chỉ các tế bào ATM có hiệu lực mới có thể đi qua bộ phận ghép kênh, do đó nhiều VP có thể chia sẻ băng thông đường lên một cách hiệu quả. Chức năng ghép kênh truyền dẫn cung cấp các chức năng phân phối tìn hiệu giữa ODN và khách hàng.+ Chức năng ghép khách hàng và dịch vụ có nhiệm vụ nếu ở về phía khách hàng thì dữ liệu sẽ được ghép trước khi truyền đến ODN, còn nếu về phía ODN thì các dịch vụ sẽ tách ra phù hợp cho từng user đã yêu cầu dịch vụ

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 31

Page 32: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

b) Phần dịch vụ ONU

Phần dịch vụ ONU cung cấp các chức năng cổng của người dùng. Chức năng cổng của người dùng cung cấp cho các giao diện dịch vụ của khách hàng và bộ thích nghi của chúng là 64Kbps hay n x 64 Kbps. Chức năng này có thể được cấp bởi một khách hàng hay một nhóm khách hàng. Nó cũng cung cấp các chức năng chuyển đổi tín hiệu tùy thuộc vào giao diện vật lý. Ví dụ : rung chuông, báo hiệu ...

c) Phần chung ONU

Bao gồm chức năng cấp nguồn và chức năng hoạt động, quản lý và bảo dưỡng OAM. Chức năng cấp nguồn cung cấp nguồn cho ONU, ví dụ như chuyển đổi xoay chiều thành một chiều hay ngược lại. Nguồn có thể được cấp tại chỗ hay từ xa. Nhiều ONU có thể chia sẻ nguồn. ONU có thể hoạt động bằng nguồn dự phòng. Chức năng OAM cung cấp các phương tiện để điều khiển các chức năng hoạt động, quản lý và bảo dưỡng cho tất cả khối của ONU.

3.5 ODN

ODN cung cấp phương tiện truyền dẫn quang cho kết nối vật lý giữa OLT và ONU. Các ODN riêng lẻ có thể được kết hợp và mở rộng nhờ các bộ khuếch đại quang. ODN bao gồm các thành phần quang thụ động : cáp và sợi quang đơn mode, connector quang, thiết bị rẽ nhánh quang thụ động, bộ suy hao quang thụ động và mối hàn.

Giao diện quang

ODN cung cấp đường quang giữa OLT và ONU, mỗi đường quang

được định nghĩa là khoảng ở giữa các điểm tham chiếu tại một cửa sổ bước

sóng nhất định.

Oru, Ord Giao diện quang tại điểm tham chiếu S/R giữa ONU và

ODN cho đường lên và đường xuống tương ứng.

Olu, Old Giao diện quang tại điểm tham chiếu R/S giữa OLT và ODN

cho đường lên và đường xuống tương ứng.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 32

Page 33: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 15: Các giao diện quang

3.6 Bộ chia Splitter

Bộ chia là thiết bị thụ động, công dụng của nó là để chia công suất quang từ một sợi ra nhiều sợi khác nhau. Từ OLT đến ONU có thể sử dụng nhiều dạng bộ chia có tỉ lệ chia là 1:2 , 1:4 , 1:8 , 1:16 , 1:32 , 1:64 , 1:128. Hầu hết hệ thống PON sử dụng bộ chia là 1:16 và 1:32.

Bảng 2: Liệt kê suy hao của các bộ spliter tương ứng

Số cổng Suy hao Splitter

2 3 db

4 6 db

8 9 db

16 12 db

32 15 db

64 18 db

3.7 Mô hình PON

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 33

Page 34: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 16 : Mô hình cây

Hình 17 : Mô hình bus

Hình 18 : Mô hình vòng

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 34

Page 35: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 19 : Mô hình trung kế cây

Tất cả sự truyền dẫn trong mạng PON đều được thực hiện giữa OLT

và các ONU. OLT ở tại tổng đài hay còn gọi là Central Office, kết nối truy

nhập quang đến mạng khu vực đô thị MAN hoặc mạng diện rộng WAN còn

được gọi là mạng xương sống, mạng đường dài chẳng hạn như mạng IP,

ATM hay SONET. ONU ở tại đầu cuối người sử dụng trong giải pháp

FTTH-Fiber To The Home, FTTB-Fiber To The Building hoặc ở tại lề đường

trong giải pháp FTTC-Fiber To The Curb và có khả năng cung cấp các dịch

vụ thoại, dữ liệu và video băng rộng.

Tuỳ theo điểm cuối của tuyến cáp quang xuất phát từ tổng đài mà các

mạng truy nhập thuê bao quang có tên gọi khác nhau như sợi quang đến tận

nhà FTTH, sợi quang đến khu dân cư FTTC, sợi quang đến tòa nhà FTTB...

3.8 Các công nghệ của mạng PON

3.8.1 TDM PON

Trong TDM PON, việc truyền đồng thời từ vài ONU sẽ gây ra xung

đột khi đến bộ kết hợp. Để ngăn chặn xung đột dữ liệu, mỗi ONU phải

truyền trong cửa sổ hay còn gọi là khe thời gian truyền của nó. Một thuận lợi

lớn của TDM PON là tất cả các ONU có thể hoạt động cùng một bước sóng,

OLT cũng chỉ cần một bộ thu đơn. Bộ thu phát ONU hoạt động ở tốc độ

đường truyền, thậm chí băng thông có thể dùng của ONU thấp hơn. Tuy

nhiên, đặc tính này cũng cho phép TDM PON đạt hiệu quả thay đổi băng

thông được dùng cho từng ONU bằng cách thay đổi kích cở khe thời gian

được ấn định hoặc thậm chí sử dụng ghép kênh thống kê để tận dụng hết

băng thông được dùng của mạng PON.

Trong mạng truy nhập thuê bao, hầu hết các luồng lưu lượng lên và

xuống không phải là Peer to Peer. Vì vậy điều này dường như là hợp lý để

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 35

Page 36: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

tách kênh lên và xuống. Một phương pháp tách kênh đơn giản có thể dựa

trên ghép kênh phân chia không gian SDM mà nó tách PON được cung cấp

theo hướng truyền lên xuống. Để tiết kiệm sợi quang và giảm chi phí sửa

chữa và bảo quản, một sợi quang có thể được sử dụng cho truyền theo hai

hướng. Trong trường hợp này, hai bước sóng được dùng là: hướng lên

λ1=1310nm, hướng xuống λ2=1550nm. Dung lượng kênh ở mỗi bước sóng

có thể phân phối linh động giữa các ONU.

Nguồn: Công nghệ và chuẩn hóa PON

Hình 20 : Mạng PON sử dụng một sợi quang

Các thuật ngữ trong hình được chú thích như sau:

o ONU: Offtical Network Unit-Đơn vị mạng quang

o Data transmitsion: Dữ liệu vào

o Data Receiver: Dữ liệu ra

o WDM: Ghép kênh phân chia theo bước sóng

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 36

Page 37: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Ghép kênh phân chia theo thời gian là phương pháp được ưu tiên hiện

nay cho việc chia sẻ kênh quang trong mạng truy nhập khi mà nó cho phép

một bước sóng đơn ở hướng lên và bộ thu phát đơn ở OLT đã làm cho giải

pháp này có ưu thế hơn về chi phí đầu tư.

3.8.2 WDM PON

WDM-PON là mạng quang thụ động sử dụng phương thức đa ghép

kênh phân chia theo bước sóng thay vì theo thời gian như trong phương thức

TDMA. OLT sử dụng một bước sóng riêng rẽ để thông tin với mỗi ONU

theo dạng điểm điểm. Mỗi một ONU có một bộ lọc quang để lựa chọn bước

sóng tương thích với nó, OLT cũng có một bộ lọc cho mỗi ONU. Nhiều

phương thức khác đã được tìm hiểu để tạo ra các bước sóng ONU như là:

Sử dụng các khối quang có thể lắp đặt tại chỗ lựa chọn các bước sóng

ONU, dùng các laser điều chỉnh được, và cắt phổ tín hiệu.

Các phương thức thụ động mà theo đó OLT cung cấp tín hiệu sóng mang tới

các ONU. Sử dụng tín hiệu hướng xuống để điều chỉnh bước sóng đầu ra của

laser ONU.

Cấu trúc của WDM-PON được mô tả như trong Hình 3.6. Trong đó,

WDM-PON có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như là

FTTx, các ứng dụng cho đường dây thuê bao số tốc độ rất cao VDSL và các

điểm truy nhập vô tuyến từ xa. Các bộ thu WDM-PON sử dụng kỹ thuật lọc

quang mảng ống dẫn sóng. Một bộ lọc quang ống dẫn sóng có thể được đặt ở

môi trường trong nhà hoặc ngoài trời.

Giải pháp WDM yêu cầu một bộ thu điều khiển được hoặc là một

mảng bộ thu ở OLT để nhận các kênh khác nhau. Thậm chí nhiều vấn đề khó

khăn cho các nhà khai thác mạng là kiểm kê từng bước sóng của ONU: thay

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 37

Page 38: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

vì chỉ có một loại ONU, thì có nhiều loại ONU dựa trên các bước sóng Laser

của nó. Mỗi ONU sẽ sử dụng một laser hẹp và độ rộng phổ điều khiển được

cho nên rất đắt tiền. Mặc khác, nếu một bước sóng bị sai lệch sẽ gây ra nhiễu

cho các ONU khác trong mạng PON. Việc sử dụng Laser điều khiển được có

thể khắc phục được vấn đề này nhưng quá đắt cho công nghệ hiện tại. Với

những khó khăn như vậy thì WDM không phải là giải pháp tốt cho môi

trường hiện nay.

Ưu điểm chính của WDM-PON là nó khả năng cung cấp các dịch vụ dữ liệu

theo các cấu trúc khác nhau như DS1/E1/DS3, 10/100/1000Base Ethernet,

tùy theo yêu cầu về băng thông của khách hàng. Tuy nhiên, nhược điểm

chính của WDM-PON là chi phí khá lớn cho các linh kiện quang để sản xuất

bộ lọc ở những bước sóng khác nhau. WDM-PON cũng được triển khai kết

hợp với các giao thức TDMA PON để cải thiện băng thông truyền tin.

WDM-PON được phát triển mạnh ở Hàn Quốc.

Nguồn: Công nghệ và chuẩn hóa PON

Hình 21 : Cấu trúc của WDM PON

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 38

Page 39: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Các thuật ngữ được chú thích trong hình:

o CO :Center office : Văn phòng trung tâm

o FTTH: Fiber to the home-Cáp quang thuê bao

o FTTB : Fiber to the building- Cáp quang tới tòa nhà

o FTTC : Fiber to the curt- cáp quang tới khu dân cư

o VDSL switch: Thiết bị định tuyến đường dây thuê bao số tốc

độ rất cao.

o Wireless Access point : Điểm truy cập mạng không dây.

APON BPON EPON GPON WDM PON

Tiêu chuẩn

FSAN ITU-T G.983

FSAN ITU-T G.983

EFM IEEE802.3h

FSAN ITU-TG.984

Chưa có

Khung ATM ATM, Ethernet, phân bố Vodee

Ethernet GPON kiểu đóng gói

Không phụ thuộc

Tốc độ xuống

622- 1244 M

1,244 G 1- 10 G 2,488 G 1- 10 G đơn kênh

Tốc độ lên

155- 622 M

622 M 1- 10 G 2,488 G 1/10 G đơn kênh

Số thuê bao/nhánh

16 32 16 64

Băng tần/thuê bao

20M 20M 60M 40M 1-10G

Dịch vụ video

RF RF RF/IP RF/IP RF/IP

Giá Thấp Thấp Thấp nhất Trung bình Cao

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 39

Page 40: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

thành

Bảng 3 : Các công nghệ PON

III. So sánh mạng quang tích cực AON và mạng quang thụ động PON

Mạng AON sử dụng các thiết bị tích cực,thông qua các công nghệ truyền tải như SDH, NG-SDH để thiết lập mạng truy nhập cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Công nghệ SONET/SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hóa để truyền tải các lưu lượng dịch vụ thoại. Trong khi công nghệ NG-SDH là công nghệ truyền dẫn được phát triển trên nền SDH để truyền tải lưu lượng IP, nhưng nó vẫn tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng hiện có sử dụng SDH. Đồng thời nó khắc phục được những hạn chế của SDH cũ. -Các hệ thống PON đang được triển khai trên thế giới như : APON/BPON, WDM PON, GPON và EPON. Trong đó, APON/BPON là các hệ thống truy nhập quang băng rộng hỗ trợ chỉ cho lưu lượng ATM. GPON với việc cải thiện hơn về tốc độ, hỗ trợ nhiều tốc độ khác nhau cho cả đường lên và đường xuống, đặc biệt hỗ trợ cả ATM và IP... EPON được xây dựng trên cơ sở công nghệ mạng Ithernet, nó chỉ hỗ trợ truyền dẫn đối xứng.

Mạng quang chủ động AON : để phân phối tín hiệu, mạng quang chủ động sử dụng các thiết bị sử dụng điện để phân tích dữ liệu như chuyển mạch, router hoặc multiplexer. Dữ liệu từ phía nhà cung cấp của khách hàng nào sẽ chỉ được chuyển đến khách hàng đó. Dữ liệu từ phía khách hàng sẽ tránh xung đột khi truyền trên đường vật lý chung bằng việc sử dụng các bộ đệm của các thiết bị chủ động. Từ năm 2007, hầu hết các hệ thống mạng quang chủ động được gọi là ethernet chủ động. Ethernet chủ động sử dụng các chuyển mạch ethernet quang để phân phối tín hiệu, do đó kết nối các căn hộ khách hàng với nhà cung cấp thành một hệ thống mạng Ethernet khổng lồ giống như một máy tính ethernet thông thường ngoại trừ mục đích của chúng là kết nối các căn hộ và các tòa nhà với nhà cung cấp dịch vụ. Mỗi tủ chuyển mạch có thể quẩn lý tới 1000 khách hàng, thông thường là 400-500 khách hàng. Các thiết bị chuyển mạch này thực 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 thiết bị chuyển mạch. Với công nghệ hiện tại, thiết bị chuyển mạch bắt buộc phải chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện để phân tích thông tin rồi tiếp tục chuyển ngược lại để truyền đi. Điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa có thể có trong

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 40

Page 41: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

hệ thống FTTX. Ngoài ra, do đây là những chuyển mạch có tốc độ cao nên các thiết bị này rất đắt, không phù hợp cho viêc triển khai đại trà cho mạng truy cập. Phân tích ưu, nhược điểm và lựa chọn công nghệ : nhiều chuẩn mạng truy nhập FTTx khác nhau và không tương thích với nhau. Vì thế có sự linh hoạt về lựa chọn công nghệ,tuy nhiên nó cũng mang lại rất nhiều rủi ro khi quyết định đầu tư vào FTTx. ( FTTx là cụm từ viết tắt của Fiber to the x", bao gồm FTTH (fiber to the home), FTTB (fiber to the buiding), FTTN (fiber to the node), FTTC (fiber to the carbinet) FTTx là việc dẫn đường truyền cáp quang tới một điểm, điểm đó có thể là hộ gia đình, tòa nhà, điểm, tủ,. Thực chất FTTx là hệ thống cung cấp Internet qua đường truyền cáp quang tới các điểm nói trên. FTTx là một thuật ngữ chug mô tả bất kì một kiến trúc mạng băng thông rộng nào đó mà ở đó sử dụng cáp quang thay thế một phần hay tất cả mạch vòng truyền dẫn bằng cáp đồng thông thường từ trạm viễn thông cuối tới khách hàng. Để triển khai được các dịch vụ FTTx người ta cần xây dựng mạng trục truyền dẫn có băng thông lớn, khả năng chuyển mạch nhanh, kết nối giữa các điểm mạng(node) bằng các tuyến cáp quang và được gọi tổng quát là mạng phân phối quang ODN).

Vì đây là một dịch vụ mạng tính chất kỹ thuật cao nên yếu tố công nghệ mang tính chất quyết định sống còn. Việc lựa chọn công nghệ nào sẽ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố : - Giá thành, độ phức tạp, - Khả năng và quy mô triển khai -Sự chuẩn hóa về thiết bị. Giữa hai công nghệ mạng quang trực tiếp và mạng quang chia sẻ ta sẽ dùng mạng quang chia sẻ. Do mạng quang trực tiếp có chi phí rất lớn. Hơn nữa, việc triển khai mạng quang trực tiếp tại thời điểm này còn gặp một số vấn đề cả về tài chính và kỹ thuật. Trong mạng quang chia sẻ ta dùng công nghệ mạng thụ động PON, do công nghệ mạng chủ động AON có những hạn chế về thiết bị chuyển mạch dẫn đến hạn chế về tốc độ của toàn mạng. Hiện tại những chuyển mạch quang tốc độ cao có giá thành rất cao chỉ phù hợp cho thiết kế mạng lõi.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 41

Page 42: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Key : A- data or voice a single customer V- video for multiple customers

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 42

Page 43: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 22: mạng AON và PON

Bảng 4 : bảng so sánh AON và PONCông nghệ AON PON

Băng thông trên mỗi thuê bao

100Mbps - 1Gbps 2.5 Gbps/1.25 Gbps nếu không dùng splitter, triển khai theo mô hình điểm-điểm, tuy nhiên thương chia thành 1: 32 (78Mbps) hay 1:64 (39 Mbps)

Tăng băng thông tạm thời cho thuê bao

Đơn giản Phức tạp

Số thuê bao bị ảnh hưởng khi có lỗi

Ít Nhiều

Thời gian xác định lỗi

Nhanh Chậm hơn

Khả năng bị nghe nén

Rất thấp Cao

Độ tin cậy của đường cáp đến thuê bao

Cao, do tùy mô hình khách hàng có thể được kết nối theo dual-homing (có 2 đường truyền khác nhau), vòng tròn hay 2 kết nối

Thấp, không có phương án 2 kết nối trên một PON

Chi phí triển khai

Cao, do mỗi thuê bao là một sợi quang riêng

Thấp, vì sợi quang từ OLT sẽ được chia sẻ cho nhiều thuê bao qua bộ chia thụ động

Chi phí vận Cao, các thiết bị như Thấp, do OLT kích thước

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 43

Page 44: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

hành Access Node cần cấp nguồn và kích thước cũng lớn, yêu cầu không gian. Không gian cho cáp cũng cần nhiều

nhỏ và Passive splitter không cần nguồn. Phục vụ khoảng 8000 thuê bao chỉ cần không gian của một tủ rack

Chi phí nâng cấp

Thấp, do đặc tính điểm đến điểm nên việc nâng cấp băng thông đơn giản, chẳng hạn chỉ cần thay thế thiết bị đầu cuối

Cao, do toàn bộ thuê bao trong một dây PON (từ OLT qua splitter đến người dùng) phải được nâng cấp

IV. Topology và các áp dụng của truy nhập quang

Có một số topology truy nhập quang được sử dụng để đáp ứng cho lưu lượng có tóc độ cao trong mạng truy nhập như: hub and spoke, multidrop ring và mesh.

1. Aggregated Point to Point using a single channel per Optical Fiber (tổng hợp điểm để sử dụng kênh duy nhất cho mỗi sợi quang) Chi phí của các channel card với giao tiếp đến thiết bị CPE hoặc PoP/Co có thể xuống trong trường hợp không có các liên kết WDM. Các chi phí quản lý có thể được giảm xuống nhờ vào các kỹ thuật như tốc độ cấu hình bằng phần mềm và các chẩn đoán ban đầu.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 44

Page 45: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Hình 23 : Aggregated Point to Point 2. Aggregated Multichannel Point to Point (tổng hợp đa kênh điểm tới điểm).

Các liên kết WDM rộng lớn làm giảm chi phí sợi quang, và cung cấp giải pháp đa kênh một cách hoàn toàn thỏa đáng cho các liên kết mạng truy nhập mà ở dó không có yêu cầu ghép kênh bước sóng với mật độ sử dụng cao. Nó gần giống như các hệ thống đa kênh được trộn lẫn với kênh đơn, các liên kết điểm- điểm.

Hình 24 : Aggregated Multichannel Point to Point

3. Spatially Distributed WDM ( không gian phân phối WDM).

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 45

Page 46: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Cấu hình multidrop Thường dành cho cá ứng dụng mạng campus và riser.

Hình 25 : Spatially Distributed WDM

4. Arbitrary Mesh (lưới tùy ý). Các nút trong mạng truy nhập cần sự liên kết để kết nối các thiết bị của mạng khách hàng. Yêu cầu có các liên kết WDM và không WDM

Hình 26 : Arbitrary Mesh

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 46

Page 47: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

5. Link Protection (liên lết bảo vệ).

Hình 27 : Link protection

Chương IV : Ứng dụng và hướng phát triển của mạng truy nhập quang I. Ứng dụng của mạng truy nhập quang - Mạng truy nhập quang phù hợp để triển khai các dịch vụ băng rộng ( truy cập internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, IPTV/ Triple Play, truyền hình độ nét cao (HDTV, SDTV ), game online, các dịch vụ băng rộng phục vụ y tế, giáo dục,...) giữa các khối kết cuối đường dây ở xa (ONU) và kết cuối mạng (OLT). - Mạng truy nhập quang ứng dụng trong các dịch vụ: FTTH (Fiber-to-the-home) cáp quang thuê bao; FTTB (Fiber-to-the-building) cáp quang tới toà nhà; FTTC (Fiber-to-the-cabinet) cáp quang tới khu dân cư; VDSL (Very-hight-bit-rate digital subscriber line) thiết bị định tuyến đường dây thuê bao số tốc độ rất cao. + FTTC ( Fiber to the cabinet ) : Fibre băng thông rộng là một loại mới của băng thông rộng hiện đang được triển lhai ở Anh BT, Virgin Media và nhà khai thác, trong đó sử dụng cáp quang để giúp tăng tốc độ kết nối băng thông rộng của bạn. Nó thường được gọi là " băng thông rộng siêu nhanh" hoặc "băng thông rộng thế hệ tiếp theo"

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 47

Page 48: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

vì nó cung cấp tốc độ nhanh hơn đac có sẵn cho đến nay sử dụng các mạng thế hệ cũ. Nó có sẵn cho cả người dùng gia đình và kinh doanh. + FTTH ( Fiber to the home) : Là công nghệ truy nhập Internet tốc độ cao bằng cáp quang mới nhất trên thế giới: Tốc độ truy nhập Internet cao, lên đến 10 Gbps, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+ Chất lượng tín hiệu ổn định, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết, chiều dài cáp,... An toàn cho thiết bị ( không sợ sét đánh lan truyền trên đường dây) Nâng cấp băng thông dễ dàng mà không cần kéo cáp mới Đáp ứng hiệu quả cho các ứng dụng công nghệ thông tin hiện đại như : Hosting Server , VNP (mạng riêng ảo), VoD (xem phim theo yêu cầu), IP camera..... - Dịch vụ Internet FTTH GPON (Gigabits Passive Optical Network – mạng quang thụ động), là dịch vụ truy nhập Internet băng thông rộng bằng cáp quang sử dụng công nghệ GPON – công nghệ tiêu chuẩn quốc tế của nhà cung cấp dịch cung cấp đến khách hàng. Dịch vụ FTTH GPON hỗ trợ đa dịch vụ trên một kết nối quang duy nhất với băng thông có thể lên đến 2.5 Gbps nhằm đáp ứng các nhu cầu phát sinh các dịch vụ viễn thông khác của khách hàng trong tương lai như: VoIP, Video on Demand, truyền số liệu, MPLS….mà không bị suy giảm chất lượng kêt nối. + Lợi ích dịch vụ Internet cáp quang GPONDịch vụ FTTH GPON là dịch vụ sử dụng công nghệ băng rộng mới nhất trên thế giới mà các nhà cung cấp dịch vụ đang hướng tới nhằm đáp ứng xu thế nhiều dịch vụ trên một kết nối.

+ Dịch vụ FTTH GPON có thể hỗ trợ đa dịch vụ trên một đường dây duy nhất với băng thông đến mỗi thuê bao có thể lên đến 2.5 Gbps, đáp ứng hoàn tòan các nhu cầu phát sinh của khách hàng trong tương lai như: VoIP, Video On Demand, IPTV, truyền số liệu, MPLS….

+ Dịch vụ FTTH GPON không bị suy giảm chất lượng tín hiệu theo khoảng cách, khoảng cách tối đa có thể lên tới 20km.

+ Dịch vụ FTTH GPON có ưu điểm sử dụng các thiết bị splitter không cần cấp nguồn, có giá thành thấp và có thể

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 48

Page 49: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

đặt ở bất kì đâu, không phụ thuộc và các điều kiện môi trường, không cần phải cung cấp nguồn điện dự phòng cho các thiết bị giữa phòng máy trung tâm và phía người dùng.

II. Hướng phát triển của mạng truy nhập quang-Tình hình triển khai PON tại Việt Nam:

+ Năm 2010 VNPT đang triển khai công nghệ GPON tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh sử dụng thiết bị của hãng Huawei và Alcatel, dự kiến hai hệ thống này có thể cung cấp được trên 140.000 thuê bao FTTx.+ Cuối tháng 1-2010 công ty Cổ phần Hạ tầng Viễn thông CMC (CMC TI) đã lựa chọn Alcatel-Lucent (Euronext Paris và NYSE: ALU) để cung cấp giải pháp mạng quang thụ động gigabit (Gigabit Passive Optical Network - GPON) đầu tiên ở Việt Nam.

Cách đây 20 năm, từ khi hệ thống thông tin cáp sợi quang chính thức được đưa vào khai thác trên mạng viễn thông, mọi người đều thừa nhận rằng phương thức truyền dẫn quang đã thể hiện khả năng to lớn trong công việc chuyển tải các dịch vụ viễn thông ngày càng phong phú. Và hiện đại của nhân loại, các hệ thống thông tin quang với những ưu điểm về băng tần rộng, có cự li thông tin cao đã có sức hấp dẫn mạnh đối với các nhà khai thác. Các hệ thống thông tin quang không chỉ đặc biệt phù hợp với ccas tuyến thông tin xuyên lục địa, đường trục và trung kế mà còn có tiềm năng to lớn trong việc thực hiện các chức năng của mạng nội hạt với cấu trúc linh hoạt và đáp ứng mọi loại hình dịch vụ hiện tại và tương lai. Bước vào thiên niên kỷ mới, chúng ta đã thấy những thay đổi to lớn trong ngành công nghiệp viễn thông. Nó đã phát triển vượt bậc, cho ra đời nhiều loại hình dịch vụ mới đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cao của người sử dụng. Hiện nay, số lượng người sử dụng các dịch vụ viễn thông ngày càng tăng nhanh. Xu hướng phát triển của của viễn thông là các loại hình mạng với dung lượng cao, băng thông rộng, phạm vi hoạt động lớn và có khả năng chống nhiễu, bảo mật tốt. Để làm được điều này, mạng truy nhập cần phải có sự phát triển mạng về cả quy mô và công nghệ. Một trong những nhân tố quan trọng tạo nên bước phát triển đột phá cho mạng viễn thông đó là truy nhập quang. Hệ thống thông tin quang với nhiều ưu điểm vượt trội hiện đang là một loại dịch vụ đang được sử dụng phổ biến. Nó ngày càng được phát triển hoàn thiện và có thể đáp ứng được mọi loại hình dịch vụ hiện tại và tương lai.

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 49

Page 50: mạng truy nhập quang

GVHD :Lê Anh Ngọc Mạng truy nhập quang

Kết luận Mạng quang ra đời đã đánh dấu một thành tựu lớn trong công nghệ viễn thông. Dung lượng truyền dẫn lớn của nó sẽ thỏa mãn các nhu cầu của khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ. Hiện nay, mạng truyền dẫn cơ bản đã được quang hóa, mạng thuê bao thì dùng kết nối LAN tốc độ cao, giải pháp sợi quang cho mạng truy nhập sẽ khắc phục được hiện tượng nghẽn cổ chai băng thông.

Tài liệu tham khảo : 1.Mạng Truy nhập – Học Viện Bưu Chính Viễn Thông 2.http://doan.edu.vn/do-an/do-an-tim-hieu-cac-phuong-phap-bao-ve-trong-mang-truy-nhap-soi-quang-17481/3.http://luanvan.net.vn/luan-van/luan-van-mang-truy-nhap-quang-da-dich-vu-22146/ 4. http://luanvan.co/luan-van/tong-quan-ve-cong-nghe-ng-sdh-35879/

Nhóm 6 - Đ5ĐTVT2 50