Aon vs pon 2

TRUNG TÂM CỐ ĐỊNH- VIETTEL TELECOM

CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG

AON VÀ PON

Viettel TelecomViettel Telecom

Nội dung

CÔNG NGHỆ G-PON

CÁC CHUẨN MẠNG PON

MẠNG QUANG TÍCH CỰC AON

MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON

2


Mạng quang tích cực AON

Mô hình kết nối mạng quang tích cực AON: Điểm- điểm

3



Các thiết bị sử dụng trong mạng quang tích cực:

Switch: switch L2, metro Access switch.

Router

DSLAM

Thiết bị đầu cuối khách hàng CPE

4



Cơ chế chuyển mạch trong công nghệ AON

5


Mô hình kết nối mạng quang thụ động PON: Điểm- đa điểm

Mạng quang thụ động PON

6


Các thiết bị sử dụng trong mạng quang thụ động: Thiết bị kết cuối kênh quang OLT (Optical line terminal) Giao diện Uplinks: GE hoặc 10 GE Giao diện Downlinks: PON port (tối đa 2.5 Gbps đối với

GPON)


7


Thiết bị kết cuối mạng quang ONT/ONU (Optical network terminal/Optical Network Unit)

Giao diện Uplinks: PON port Giao diện Downlinks: GE, FE (Quang hoặc điện), ADSL,

VDSL, VoIP …


8



Splitter: là thiết bị thụ động dùng để chia/ghép tín hiệu quang, có các loại 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32, 1:64, 1:128

9


Cơ chế hoạt động mạng PON

Cơ chế hoạt động hướng xuống (downstream): broadcast mode

10


Cơ chế hoạt động hướng lên (upstream): TDMA mode

Cơ chế hoạt động mạng PON

11


So sánh PON và AON

Đặc điểm AON PON

Mô hình kết nối Điểm- Điểm Điểm- Đa điểm

Thiết bị sử dụng Các loại thiết bị chủ động (dùng điện): switch, router, CPE

Thiết bị chủ động OLT, ONT/ONU và thiết bị thụ động Splitter (không sử dụng điện)

Băng thông uplink 1 GE hoặc 10 GE 1 GE hoặc 10 GE

Băng thông downlink

GE hoặc FE Tối đa lên tới 2.5 Gbps đối với GPON

Phương thức hoạt động

Routing/Switching Broadcast mode/TDMA mode

12


TDMA PON:B-PON (Broadband PON)E-PON (Ethernet PON)G-PON (Gigabit PON)

WDM PONCDMA PON

Các chuẩn mạng PON

13


B-PON: Chuẩn hóa theo chuỗi khuyến nghị G.938 của

ITU-T. Dữ liệu được đóng khung theo cấu trúc của tế

bào ATM. Tốc độ đường xuống: 155 Mbps hoặc 622

Mbps. Tốc độ đường lên: 155 Mbps. Sử dụng giao thức DBA để điều khiển việc

phân bổ băng thông.


14


E-PON (Ethernet- PON) Được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3 Băng thông 1 Gbps cho cả hai hướng

upstream và downstream. Dữ liệu được đóng khung theo khuôn dạng

Ethernet. Sử dụng giao thức điều khiển đa điểm

MPCPDU để điều khiển việc cấp phát băng thông cho các ONT.


15


G-PON (GIGABIT- PON) Tổ chức chuẩn hóa bởi ITU-T (G.984 Series) Băng thông lên tới 2.488 Gbps cho cả hai

hướng upstream và downstream. Dữ liệu được đóng khung theo khuôn dạng

GEM hoặc ATM Sử dụng giao thức điều khiển đa điểm DBA

để điều khiển việc cấp phát băng thông cho các ONT.


16


WDM- PON Sử dụng phương thức đa ghép kênh phân chia theo

bước sóng thay vì theo thời gian như trong phương thức TDMA.


17


CDMA PON: Sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia

theo mã CDMA-PON truyền tải các tín hiệu khách

hàng với nhiều phổ tần truyền dẫn trải trên cùng một kênh thông tin.

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.


18


Công nghệ GPON

ITU-T G.984.3• Cấu trúc của GTC frame

• Quá trình đăng ký và kích hoạt ONU

• Mô tả về thuật toán DBA

ITU-T G-984.1/2/3/4

ITU-T G.984.1• Mô tả những thông số cơ bản của công

nghệ GPON

ITU-T G.984.4• Định dạng bản tin OMCI

• Nguyên tắc hoạt động của OMCI

ITU-T G.984.2• Những yêu cầu về mạng ODN

• Những yêu cầu về cổng quang Downlink và Uplink

• Sự phân bổ dung lượng mào đầu ở lớp vật lý

19


Các thông số cơ bản của GPON:– Tốc độ truyền tải dữ liệu được chia là 7 mức:

0.15552 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up, 1.24416 Gbit/s down0.15552 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down0.62208 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down2.48832 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down

Trong các loại trên 1.24416 Gbit/s up, 2.48832 Gbit/s down là tốc độ chính được sử dụng hiện nay.

Khoảng cách tối đa theo lý thuyết: 60 km Khoảng cách tối đa thực tế: 20 km Loại sợi quang sử dụng: quang 1 sợi, bước sóng 1490 nm cho

chiều xuống và 1310 nm cho chiều lên. Tỉ lệ chia tối đa của Splitter : 1:128

Công nghệ GPON

20

Viettel TelecomViettel TelecomPage21

IFpon

O

N

U

O

N

UO

N

U

T-CONTPort

T-CONTPort

Port

T-CONT

T-CONT

Port

Port

Port

Port

Port

ONU-ID identifies ONUs

Alloc-IDs identifies T-CONTs

Port-ID identifies GEM ports

OLT ONT

T-CONT

T-CONT

GEM Port GEM Port

GEM Port: đơn vị nhỏ nhất dùng để truyền tải các dịch vụ.

T-CONT: là một kiểu bộ nhớ đệm dùng để truyền tải các dịch vụ. Nó được dùng chủ yếu ở hướng lên.

IF pon: GPON interface. Các loại dữ liệu khác nhau sẽ được đóng vào các

GEM port sau đó là các T-CONT, một GEM port có thể tương ứng với một T-CONT hoặc nhiều GEM port sẽ tương ứng với một T-CONT.

Một giao diện GPON của một ONU sẽ chứa nhiều T-CONT.

Kiến trúc ghép kênh trong GPON

21


Cấu trúc frame của GPON

Physical Control Block Downstream (PCBd)

Payload

AllocID Start End AllocID Start End

1 100 200 2 300 500

T-CONT1

(ONT 1)

T-CONT 2

(ONT 2)

Slot

100

Slot

200

Slot

300

Slot

500

PLOu PLOAMu PLSu DBRu XPayload x DBRu Y Payload y

Upstream

Bandwidth Map

125usDownstream Framing

Upstream Framing

OLT

ONT64

ONT1

22


DBA

DBA là gì?DBA là giao thức gán băng thông động (Dynamic Bandwidth Assignment)

Tại sao cần phải dùng DBA?Dùng DBA để tối ưu việc sử dụng băng thông đường lên của các cổng PON.

-> Người dùng có thể sử dụng băng thông một cách hiệu quả hơn.

23


Cơ chế hoạt động của DBA

DBA algorithm

logic

DBA report

BW Map

Time slot

T-CONT

T-CONT

T-CONTScheduler

ONUOLT

Control platform

Data platform

Khối điều khiển DBA tại OLT sẽ thu thập thông tin từ các DBA report một cách định kỳ từ các ONU sau đó gửi trả kết quả cho các ONU dưới dạng bản đồ băng thông.

Dựa trên các bản đồ băng thông nhận được các ONU sẽ gửi dữ liệu lên vào các thời điểm được dành cho chúng và qua đó tối ưu hóa việc sử dụng băng thông.

24


Phương thức hoạt động của DBA

PayloadUS BW

Map

Data Report

PCBd

D/S Direction

U/S Direction

OLT

ONT

①

②

③

④

Dựa trên kết quả cuả thuật toán vào lần trước OLT sẽ gửi bản đồng băng thông dưới dạng các

header của frame hướng xuống. Dựa trên các thông tin phân bổ

băng thông ONU gửi các báo cáo về trạng thái của các dữ liệu đang chờ ở các T-CONT.

OLT nhận các báo cáo của ONU cập nhật bản đồ băng thông bằng cách sử dụng thuật toán DBA sau đó gửi lại bản đồ băng thông trong frame kế tiếp.

ONU nhận được bản đồ băng thông từ OLT và gửi dữ liệu vào các thời điểm được phép.

SR(Status Reporting )-DBA

25


Phương thức hoạt động của DBA

NSR là một thuật toán dùng để dự đoán băng thông phân

bổ dành cho các ONU dựa trên lượng traffic nhận được từ

các ONU.

Các bước thực hiện: Bước 1: thống kê số gói dữ liệu nhận được từ

OLT trong một khoảng thời gian nhất định. Bước 2: sử dụng kết quả nhận được từ bước 1 để

tính toán tỉ lệ sử dụng băng thông. Bước 3: phát hiện ra việc nghẽn băng thông thông

qua việc so sánh tỉ lệ sử dụng với giới hạn cho

phép.

NSR (Non Status Reporting)-DBA

26


T-CONT loại 1 là loại T-CONT băng thông cố định và được sử dụng chủ yếu cho các dịch vụ nhạy cảm với độ trễ và những dịch vụ có độ ưu tiên cao như dịch vụ.

T-CONT loại 2 và 3 là loại T-CONT băng thông đảm bảo và được sử dụng chủ yếu cho các dịch vụ video và data là những loại dữ liệu có độ ưu tiên cao.

T-CONT loại 4 là T-CONT dùng cho các dịch vụ dữ liệu có độ ưu tiên thấp như Internet hay email. Những dịch vụ này đòi hỏi băng thông không cao.

T-CONT loại 5 là loại T-CONT kết hợp của các loại T-CONT trên, nó dùng để truyền tải tất cả các loại dịch vụ.

Các loại T-CONT

27


Kỹ thuật QoS tại ONU

GPONVOIP

VOD

DATA

TDM

Traffic-flow

Scheduling

And buffer

control

Service

differentia

based on

802.1p

GPON

VOIP

VOD

TDM

Traffic-flow

Scheduling

And buffer

control

Service

differentia

based on

802.1p

OLT

Splitter

Service traffic based on

GEM Port-id

Dữ liệu được phân loại dựa trên tiêu chuẩn LAN/802.1q. Các dịch vụ được lập lịch để truyền dựa trên thuật toán Strict Priority hoặc

Round Robin. Việc truyền tải còn dựa trên việc gắn kết các T-CONT khác nhau nhằm nâng

cao hiệu quả sử dụng băng thông và độ tin cậy.

28


VOIP

BTV

DATA

TDM

GPON

GPON

GE/10GE

Upstream service traffic based on different VLANs

Ethernet

bridging

Non-

blocking

switching

802.1p

COS

Queuing &

scheduling

DBA

TDM Gateway

PSTN

BSR

OLT

Dữ liệu được phân loại dựa trên tiêu chuẩn LAN/802.1q.

Các dịch vụ được lập lịch để truyền dựa trên thuật toán Strict Priority hoặc Round Robin.

Sử dụng thuật toán DBA để tối ưu hóa băng thông uplinks.

Sử dụng ACL- Access Control List để kiểm soát những lớp trên lớp 2.

Kỹ thuật QoS tại OLT

29


Mã hóa AES

End UserEnd User11

End UserEnd User11

End UserEnd User33

End UserEnd User33

ONTEnd UserEnd User22

End UserEnd User22

33 33

1133

33

2211

1111 11

22

ONT

ONT

1133

33

2211

11

11 33 3322 11 11OLT

Encryption

Decryption

Decryption

Decryption

11

11 33 3322 11 11

OLT sử dụng thuật toán mã hóa AES- Advanced Encryption Standard 128 bit để mã hóa dữ liệu.

Chỉ có dữ liệu được mã hóa (không mã hóa các tham số điều khiển- header). Hệ thống GPON khởi tạo các khóa AES mới theo chu kỳ để nâng cao tính bảo

mật.

AES: Advanced Encrypt Standard

A globally-used encryption algorithm

30


Câu hỏi kiểm tra

Hãy so sánh những đặc điểm nổi bật của hai công nghệ AON và PON?

Bước sóng được sử dụng trong công nghệ GPON là bao nhiêu?

Khoảng cách tối đa theo lý thuyết mà công nghệ GPON đáp ứng được là bao nhiêu?

Tỉ lệ chia tối đa của Splitter sử dụng trong công nghệ GPON là bao nhiêu?

31

Viettel TelecomViettel Telecom32

Technology

Aon vs pon 2