II. Mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network)

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 (hàng THz).

Việc triển khaisợi 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

Việc thay thế các thiết bị chủ động sẽ tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp

dịch vụ vì họ không còn cần đến năng lượng và các thiết bị chủ động trên đường

truyền nữa. Các bộ ghép / tách thụ động chỉ làm các công việc đơn thuần như cho

đi qua hoặc chặn ánh sáng lại… Vì thế, không cần năng lượng hay các động tác

xử lý tín hiệu nào và từ đó, gần như kéo dài vô hạn thời gian MTBF (Mean Time

Between Failures), giảm chi phí bảo trì tổng thể cho các nhà cung cấp dịch vụ.

Một hệ thống mạng PON bao gồm các thiết bị kết cuối kênh quang (OLT –

Optical line terminators) đặt tại CO và bộ các thiết bị kết cuối mạng quang (ONT

– Optical network terminals) được đặt tại người sử dụng. Giữa chúng là hệ thống

mạng quang (ODN – Optical distribution network) bao gồm cáp quang, các thiết

bị ghép / tách thụ động trong hệ thống mạng PON, cáp quang có thể xuất phát từ

tổng đài dịch vụ, đi tới các phân khu truyền dẫn và sau đó kết nối với từng tòa nhà

hoặc các thiết bị dịch vụ có thể ghép / tách tín hiệu từ sợi cáp quang chính, sử

dụng các thiết bị ghép / tách thụ động. Điều này cho phép các phần cáp quang đắt

tiền nối từ tổng đài đi ra có thể được nhiều người sử dụng cùng chia sẻ, từ đó

giảm một cách đáng kể chi phí triển khai các ứng dụng hệ thống cáp quang FTTB

(fiber to the business) và FTTH(fiber to the home). Trong khi đó, việc sử dụng

từng cặp cáp quang riêng cho từng khách hàng đã làm tăng đáng kể chi phí.

Trục cáp quang chính trên mạng PON có thể hoạt động ở tốc độ 155 Mbps,

622 Mbps, 1.25 Gbps hay 2.5 Gbps, sử dụng các công nghệ APON (ATM PON) /

BPON (Broadband PON), EPON (Ethernet based PONs) hay chuẩn GPON

(Gigabit PON). Băng thông cho mỗi khách hàng từ băng thông tổng cộng có thể

13



gán tĩnh hoặc động để hỗ trợ các ứng dụng voice, video và data. Với PON, một

sợi cáp quang đơn từ tổng đài nhà cung cấp dịch vụ có thể phục vụ cho 16, 32 tòa

nhà hoặc nhiều hơn nữa, vừa sử dụng các thiết bị thụ động để tách tín hiệu quang,

vừa sử dụng các giao thức PON để điều khiển việc gửi và truyền dẫn tín hiệu trên

thiết bị truy nhập dùng chung.

Việc xử lý các dữ liệu downstream tới các thiết bị đầu cuối của khách hàng

khác với các dữ liệu upstream. Dữ liệu downstream được quảng bá từ OLT đến

mỗi ONT và mỗi ONT này thực hiện xử lý dữ liệu đến nó bằng cách so sánh dịa

chỉ trong phần header. Dữ liệu upstream phức tạp hơn nhiều. Cần phải có sự phối

hợp truyền dẫn giữa các ONT tới OLT để tránh xung đột. Upstream data được

truyền dẫn theo cơ chế điều khiển trong OLT, sử dụng phương thức TDMA, trong

đó dành riêng các khe thời gian trên mỗi frame cho từng ONT. Các khe thời gian

được đồng bộ để việc truyền dẫn từ các ONT sẽ không bị đụng độ lẫn nhau.

Mô hình mạng quang thụ động (PON) như sau:



14



Hình 2 : Mô hình mạng PON

Trong đó :

-



•



Passive slitter : Bộ chia thụ quang thụ động

Feeder Fiber : Cáp Feeder

Central office : Văn phòng trung tâm

Distribution fiber : Phân phối quang

Management system : Hệ thống quản lý

Passive splitter : Bộ chia thụ động



Các thành phần mạng PON

-



Optical Line Terminal (OLT thiết bị đường truyền quang ): OLT cung

cấp giao tiếp giữa hệ thống mạng truy cập quang thụ động EPON và

mạng quang đường trục của các nhà cung cấp dịch vụ thoại, dữ liệu và

video. OLT cũng kết nối đến mạng lõi của nhà cung cấp dịch vụ thông



-



qua hệ thống quản lý EMS(Element Management System).

Optical Network Unit (ONU: thiết bị kết cuối mạng quang): ONU cung

cấp giao tiếp giữa mạng thoại, video và dữ liệu người dùng với mạng

15



PON. Chức năng cơ bản của ONU là nhận dữ liệu ở dạng quang và

-



chuyển sang dạng phù hợp với người dùng như Ethernet, POST,T1...

Element Management System (EMS :hệ thống quản lý ): EMS quản lý

các phần tử khác nhau của mạng PON và cung cấp giao diện đến mạng

lõi của các nhà cung cấp dịch vụ. EMS có chức năng quản lý về cấu hình,

đặc tính và bảo mật.



•



Mô hình PON :

Có một vài mô hình thích hợp cho mạng truy cập như mô hình cây, vòng



hoặc bus. Mạng quang thụ động PON có thể triển khai linh động trong bất kỳ mô

hình nào nhờ sử dụng một tapcoupler quang 1:2 và bộ tách quang 1:N.



HÌnh 3 : Mô hình cây ( sử dụng splitter 1:N)(a)



16



HÌnh 4 : Mô hình bus sử dụng tapcoupler



HÌnh 5 : Mô hình vòng



Mô hình cây với ređunant trunk (d)



HÌnh 6 : Mô hình cây mạng PON



Ngoài những mô hình trên, PON có thể triển khai trong cấu hình Redundant

như là vòng đôi hoặc cây đôi hay cũng có thể là một phần của mạng PON được

gọi là trung kế cây.

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

ONU. PLT ở tại tổng đài (Central Office), kết nối truy nhập quang đến mạng

đường trục (có thể là mạng IP, ATM hay SONET). ONU ở tại đầu cuối người sử

17



dụng (trong giải pháp FTTH_Fiber To The Home, FTTB_Fiber To The Building)

hoặc ở tại Curb trong giải pháp FTTC_Fiber To The Cur 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...

1.

1.1



Mạng truy nhập quang thụ động Gigabit PON (GPON)

Hệ thống GPON

G-PON là giao thức FSAN TDMA PON thứ 2 được định nghĩa trongchuỗi



khuyến nghị G.984 của ITU-T. G-PON được xây dựng trên trải nghiệm củaBPON và E-PON.GPON viết tắt của từ Gigabit Passive Optical Network. GPON là

sự pháttriển của APON/BPON nó hoạt động ở tốc độ lên tới hàng Gbps và đã

được chuẩnhóa thành ITU-T G.984.

GPON không phụ thuộc vào ATM, GPON sử dụng lớpcon truyền dẫn hội tụ

(GTC- GPON Transmission Convergence), khung GTC cóthể đóng gói các cell

ATM. Không giống như APON/BPON, khung GTC có thểđóng gói trực tiếp các

gói dữ liệu thông qua phương pháp đóng gói GPON (GEM-GPON Encapsulation

Method). Phần tải khung GTC chứa cả ATM và GEM.Mặc dù G-PON 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 Ethernetđược gọi là phương thức đóng

gói G-PON (G-PON Encapsulation Method -GEM). GEM là phương thức dựa

trên thủ tục đóng khung chung trong khuyếnnghị 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 xếpTDM.G-PON sử dụng cấu trúc

khung GTC (G-PON Transmission Conversion)cho cả hai hướng xuống và hướng

lên. Khung hướng xuống bắt đầu với một từmào đầu PLOAM, tiếp sau đó là vùng

tải tin GEM hoặc các tế bào ATM.PLOAM gồm có thông tin cấu trúc khung và

18



sắp đặt băng thông choONT/ONU gửi dữ liệu trong khung hướng lên tiếp

theo.Khung hướng lên bao gồm các nhóm khung gửi từ các ONT. Mỗi mộtnhóm

được bắt đầu với từ mào đầu lớp vật lý mà có chức năng tương tự trong B-PON,

nhưng cũng bao hàm tổng hợp các yêu cầu băng thông của các ONT. Cácyêu cầu

băng thông chi tiết hơn được gửi đi kèm với các nhóm hướng lên khi cóyêu cầu từ

OLT.OLT gán các thời gian cho việc gửi dữ liệu hướng lên từ cho mỗi

ONT/ONU.Tối ưu hóa cho truyền tải các khung Ethernet bằng phương thức

GEM(GPON encapsulation method).Sử dụng cấu trúc khung GTC (GPON

tranmission coversion) cho cả haihướng lên và xuống.



Hình 7: Lớp con truyền dẫn hội tụ

1.2



Chức năng của GTC

Chức năng chính của lớp truyền dẫn hội tụ GPON (GTC- GPON



Transmission Convergence) là để cung cấp ghép kênh vận chuyển giữa OLT

vàONU. Các chức năng khác bao gồm:Thích nghi với giao thức tín hiệu lớp con,

các chức năng hoạt động, quảnlí và bảo dưỡng lớp vật lí PLOAM, giao diện phân

19