Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng cho mạng truy nhập băng rộng của VNPT Hà Nội Công Ty Điện Thoại Hà Nội 1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG 1
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài: “ Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng cho mạng truy
nhập băng rộng của VNPT Hà Nội (Công Ty Điện Thoại Hà Nội 1)”
Giảng viên hướng dẫn : TS. CAO HỒNG SƠN
Sinh viên thực hiện : CAO THÁI ĐỒNG
Lớp : D08VT4
Khoá : 2008-2013
Hệ : CHÍNH QUY
Hà Nội – 12/2012
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

















Điểm: (bằng chữ ……………… )

Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp?
Hà Nội, Ngày Tháng Năm
Giáo viên hướng dẫn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

















Điểm: (bằng chữ ……………… )
Đồng ý/Không đồng ý cho sinh viên bảo vệ trước hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp?
Hà Nội, Ngày Tháng Năm
Giáo viên phản biện
Đồ án tốt nghiệp đại học
Lời cảm ơn
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin cảm ơn tới khoa Viễn Thông 1 - Học viện Công nghệ
Bưu chính Viễn thông Hà Nội và các thầy cô giảng dạy trực tiếp đã giúp đỡ, truyền

đạt cho tôi nhiều kiến thức bổ íchcho hoạt động công tác thực tiễn của bản thân
cũng như đúc kết kiến thức vào bản luận văn này.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Cao Hồng Sơn công tác
tại Trung tâm Công Nghệ Thông Tin, người thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp tôi
hoàn thành luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các chú, các anh, chị làm việc tại Công ty Điện
Thoại Hà Nội 1, Lãnh đạo Công ty Điện Thoại Hà Nội 1-VNPT Hà Nội đã giúp đỡ
về chuyên môn và tạo điều kiện về thời gian để tôi thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các bạn thuộc lớp D08VT4 đã động viên, giúp đỡ tôi
trong thời gian học tập và trong quá trình hoàn thiện luận văn.
Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thành luận văn, nhưng với thời gian và khả năng
có hạn, nên luận văn không thể tránh khỏi còn những thiếu sót, hạn chế. Tôi rất
mong được sự góp ý chân thành của các thầy, cô và các bạn để bổ sung hoàn thiện
trong quá trình nghiên cứu tiếp theo về vấn đề này.
Xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, ngày 5 tháng 12 năm 2012
Sinh viên
Cao Thái Đồng
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 i
Đồ án tốt nghiệp đại học
Mục lục
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 2
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ QUANG THỤ ĐỘNG (PON) 2
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 2

1.2. KIẾN TRÚC MẠNG PON 3
1.3. CÁC CÔNG NGHỆ PON 5
1.3.1. Công nghệ APON/BPON 5
1.3.2. Công nghệ EPON/GEPON 5
1.3.3. Công nghệ GPON 5
1.3.4. Công nghệ WDM PON 7
1.3.6. Nhận xét 8
1.4. KẾT LUẬN 9
CHƯƠNG 2 10
CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG GIGABIT.10
(GPON) 10
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG 10
2.2. KIẾN TRÚC GPON 11
2.2.1. Cấu trúc hệ thống GPON 11
2.2.2. Chức năng của các khối trong mạng GPON 11
2.3. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ GPON 14
2.3.1. Các thông số kỹ thuật 14
2.3.2. Khả năng cung cấp băng thông 15
2.3.3. Khả năng cung cấp dịch vụ 16
2.3.4. Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh 17
2.3.5. Lớp hội tụ truyền dẫn trong ngăn xếp giao thức GPON 18
2.3.6. Cấu trúc khung GPON 22
2.3.7. Phương thức đóng gói dữ liệu 25
2.3.8. Định cỡ và phân định băng thông động trong GPON 29
2.3.9. Bảo mật và mã hoá 36
2.3.10. Một số vấn đề cần quan tâm khi tính toán thiết kế đối với mạng GPON
36
2.4. TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI GPON TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT
NAM 37
2.4.1. Tình hình triển khai GPON trên thế gới 37

2.4.2. Tình hình triển khai GPON tại Việt Nam 38
2.5. KẾT LUẬN 38
CHƯƠNG 3 39
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPON CHO MẠNG TRUY NHẬP BĂNG
RỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 1 – VNPT HÀ NỘI 39
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 ii
Đồ án tốt nghiệp đại học
Mục lục
3.1. ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI GPON CỦA VNPT 39
3.1.1. Định hướng phát triển các dịch vụ mới cho khách hàng 39
Bảng 3.1. Băng thông của các dịch vụ 39
Bảng 3.2. Phân loại đối tượng khách hàng 40
3.1.2. Định hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng của VNPT 40
3.1.3. Định hướng công nghệ cho mạng truy nhập của VNPT 42
3.2. HIỆN TRẠNG MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG CỦA VIỄN
THÔNG HÀ NỘI 44
3.2.1. Mạng MAN-E 44
3.2.2. Mạng truy nhập quang 47
3.3. KHẢO SÁT NHU CẦU SỬ DỤNG CÁC DỊCH VỤ MẠNG CÁP
QUANG CỦA KHÁCH HÀNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI 48
3.3.2. Nhu cầu dịch vụ viễn thông của khối các doanh nghiệp, tổ chức, giáo
dục đào tạo 49
3.3.3. Nhu cầu của nội bộ Viễn thông Hà Nội 50
3.4. XÂY DỰNG CẤU TRÚC GPON CHO CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ
NỘI 1 50
3.4.1. Nguyên tắc xây dựng 50
3.4.2. Tính toán băng thông, nguyên tắc triển khai thiết bị 51
Hình 3.10.
Mạng GPON công ty điện thoại Hà Nội 1 55
56

3.5. Đề xuất dịch vụ triển khai GPON của Công ty Điện Thoại Hà Nội 1 57
3.6. KẾT LUẬN 58
KẾT LUẬN 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 iii
Đồ án tốt nghiệp đại học
Danh mục các hình vẽ và đồ thị
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 2
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ QUANG THỤ ĐỘNG (PON) 2
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG 2
1.2. KIẾN TRÚC MẠNG PON 3
1.3. CÁC CÔNG NGHỆ PON 5
1.4. KẾT LUẬN 9
CHƯƠNG 2 10
CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG GIGABIT.10
(GPON) 10
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG 10
2.2. KIẾN TRÚC GPON 11
2.3. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ GPON 14
2.4. TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI GPON TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT
NAM 37
2.5. KẾT LUẬN 38
CHƯƠNG 3 39
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPON CHO MẠNG TRUY NHẬP BĂNG

RỘNG TẠI CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 1 – VNPT HÀ NỘI 39
3.1. ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI GPON CỦA VNPT 39
Bảng 3.1. Băng thông của các dịch vụ 39
Bảng 3.2. Phân loại đối tượng khách hàng 40
3.2. HIỆN TRẠNG MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG CỦA VIỄN
THÔNG HÀ NỘI 44
3.2.1. Mạng MAN-E 44
3.2.2. Mạng truy nhập quang 47
3.3. KHẢO SÁT NHU CẦU SỬ DỤNG CÁC DỊCH VỤ MẠNG CÁP
QUANG CỦA KHÁCH HÀNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI 48
3.4. XÂY DỰNG CẤU TRÚC GPON CHO CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ
NỘI 1 50
Hình 3.10.
Mạng GPON công ty điện thoại Hà Nội 1 55
3.6. KẾT LUẬN 58
KẾT LUẬN 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 iv
Đồ án tốt nghiệp đại học
Danh mục các bảng
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.3: So sánh các chuẩn công nghệ TDMA PON Error: Reference source not
found
Bảng 3.1. Băng thông của các dịch vụ Error: Reference source not found
Bảng 3.2. Phân loại đối tượng khách hàng Error: Reference source not found
Bảng 3.6. Chỉ số băng thông của các loại dịch vụ. Error: Reference source not
found
Bảng 3.7 : tính toán băng thông chi tiết cho mạng GPON Hà Nội 1 Error:
Reference source not found
Bảng 3.8: Danh sách các trạm OLT-GPON Error: Reference source not found

Bảng 3.9: Số lượng thiết bị tại khu vực Hà Nội 1 Error: Reference source not
found
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 vi
Đồ án tốt nghiệp đại học
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
AES Advanced Encryption Standar Chuẩn mã hoá tiên tiến
Alen ATM (partition) length Chiều dài phần ATM
Alloc-ID Allocation Identifier Bộ nhận dạng phân định
APON ATM Passive Optical Network Mạng quang thụ động ATM
ATM Asynchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ
BCH Bose-Chaudhuri-Hocquengham Mã BCH
BER Bit Error Rate Tỷ lệ bit lỗi
BIP Bit Interleaved Parity Bit kiểm tra chẵn lẻ
Blen Bwmap length Chiều dài bản đồ băng thông
B-PON Broadband Passive Optical Network Mạng quang thụ động băng rộng
BW Bandwith Băng thông
BWmap Bandwith map Bản đồ băng thông
CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dư
DBA Dynamic Bandwith Assigment Phân định băng thông động
DBR Deterministic Bit Rate Tốc độ bit danh định
DBRu
Dynamic Bandwith Report Upstream
Báo cáo băng thông động luồng lên
DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số
EPON Ethernet Passive Optical Network Mạng quang thụ động Ethernet
FCS Frame Check Sequence Dãy bit kiểm tra khung
FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước
FTTB Fiber to the Building Cáp quang nối đến toà nhà

FTTC Fiber to the Curb Cáp quang nối đến cụm dân cư
FTTH Fiber to the Home Cáp quang nối đến nhà thuê bao
GEM G-PON Encapsulation Method Phương thức đóng gói GPON
GPM G-PON Physical Media Môi trường vật lý GPON
GPON Gigabit Passive Optical Network Mạng quang thụ động Gigabit
GTC G-PON Transmission Convergence Hội tụ truyền dẫn GPON
HEC Header Error Control Điều khiển lỗi mào đầu
OAM Operation Administration

Maintenance
Vận hành, quản lý, bảo dưỡng
ODN Optical Distribution Network Mạng phân phối quang
OLT Optical Line Terminal Thiết bị kết cuối đường quang
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 vi
Đồ án tốt nghiệp đại học
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
OMCI
ONU Management and Control
Interface
Giao diện quản lý và điều khiển

ONU
ONT Optical Network Termination Thiết bị kết cuối mạng quang
ONU Optical Network Unit
Thiết bị đầu cuối quang người dùng
ONU-ID ONU Identifier Nhận dạng ONU
PCBd Physical Control Block downstream
Khối điều khiển vật lý hướng xuống
PDU Protocol Data Units Đơn vị số liệu giao thức

Plend Payload Length downstream Chiều dài tải hướng xuống
PLI Payload Length Indicator Chị thị chiều dài tải
PLOAM Physical Layer OAM Lớp vật lý OAM
PLOAMd PLOAM downstream PLOAM hướng xuống
PLOAMu PLOAM upstream PLOAM hướng lên
PLOu Physical Layer Overhead upstream Mào đầu lớp vật lý hướng lên
PLSu Power Levelling Sequence upstream Điều khiển công suất hướng lên
PMD Physical Medium Dependent Phụ thuộc môi trường vật lý
PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động
Port-ID Port Identifier Nhận dạng cổng
PTI Payload Type Indicator Chỉ thị loại tải
RTD Round Trip Delay Trễ khứ hồi
SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ
TC Transmission Convergence Hội tụ truyền dẫn
T-CONT Transmission Container Khối truyền dẫn
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập theo thời gian
TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian
VC Virtual Channel Kênh ảo
VCI Virtual Channel Identifier Nhận dạng kênh ảo
VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng đường ảo
WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh theo bước song
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 vii
Đồ án tốt nghiệp đại học
Mở đầu
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, thế giới đang bước sang kỷ nguyên của nền kinh tế tri thức,
trong đó thông tin là động lực thúc đẩy sự phát triển của xã hội. Do đó, nhu cầu
truyền thông ngày càng lớn với nhiều dịch vụ mới băng rộng/tốc độ cao và đa
phương tiện trong đời sống kinh tế – xã hội của từng quốc gia cũng như kết nối
toàn cầu. 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 đáp ứng mọi nhu cầu trao đổi thông tin của
xã hội, trong đó mạng truy nhập đóng vai trò rất quan trọng trong việc đưa các
dịch vụ tốc độ cao, băng thông rộng đến người sử dụng.
Để đáp ứng nhu cầu đó, các nhà khoa học, các tổ chức viễn thông quốc tế,
các hãng cung cấp thiết bị, các nhà khai thác,… 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 mạng viễn thông. Trong đó, công nghệ PON (Passive Optical
Network) nói chung và GPON (Gigabit Passive Optical Network) nói riêng là
một giải pháp đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề băng thông trong mạng truy
nhập, cho phép triển khai các dịch vụ băng rộng/tốc độ cao và các dịch vụ có
tính tương tác.
Hiện tại, ở nước ta mạng truy nhập cáp đồng truyền thống vẫn còn khá lớn,
không thể đáp ứng được các yêu cầu trên của xã hội mà hầu như chỉ đáp ứng
được dịch vụ thoại và các dịch vụ số liệu tốc độ thấp. Vì vậy, các nhà cung cấp
dịch vụ viễn thông của nước ta hiện nay, trong đó có Tập đoàn VNPT nói chung
và Viễn thông Hà Nội nói riêng, đã và đang nghiên cứu lựa chọn các giải pháp
công nghệ xây dựng mạng truy nhập có băng thông rộng, trong đó công nghệ
PON nói chung và GPON nói riêng là một xu hướng có tính khả thi cao, để đáp
ứng nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội.
Xuất phát từ những cơ sở khoa học và thực tiễn đó, em đã quyết định chọn
đề tài: "Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng cho mạng truy nhập băng
rộng của VNPT Hà Nội (Công ty Điện Thoại Hà Nội 1)" làm luận văn tốt
nghiệp. Luận văn gồm 3 chương:
Chương 1. Tổng quan về công nghệ mạng truy nhập quang thụ động (PON)
Chương 2. Công nghệ mạng truy nhập quang thụ động Gigabit (GPON)
Chương 3: Ứng dụng công nghệ GPON cho mạng truy nhập băng rộng tại Công ty
Điện Thoại Hà Nội 1 -VNPTHà Nội.
Do hạn chế về thời gian và kiến thức do vậy trong báo cáo còn có nhiều
thiếu sót nên em rất mong sự nhận xét và đóng góp của các thầy cô. Em xin chân

thành cảm ơn.
Sinh viên
Cao Thái Đồng
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 1
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ QUANG THỤ ĐỘNG (PON)
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
PON là từ viết tắt của Passive Optical Network, nghĩa là mạng quang thụ động.
Công nghệ mạng quang thụ động PON còn được hiểu là mạng công nghệ quang
truy nhập giúptăng 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 (Wavelength
Division Multiplexer PON).
Trong công nghệ PON, tất cả thành phần active 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 traffic trên mạng dựa trên việc phân chia năng lượng
tới các điểm đầu cuối trên đường truyền chính vì vậy mà người ta gọi là công nghệ
mạng quang thụ động (PON).
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 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 (hàng THz). Việc triển khai sợi quang đến tận

nhà thuê bao sẽ là mục đích phát triển trong tương lai.
Đặc điểm chính của hệ thống 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 splitter có thể lên tới 1:128.
• PON hỗ trợ giao thức ATM, Ethernet.
• PON hỗ trợ các dịch vụ voice, data và video tốc độ cao.
• Khả năng cung cấp băng thông cao.
• 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.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 2
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
• Khả năng tận dụng công nghệ WDM, ghép kênh phân chia theo dải tần
và cung cấp băng thông động để giảm thiểu số lượng cáp quang cần
thiết để kết nối giữa OLT và splitter.
• PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên
cùng 1 sợi quang.
• PON có thể hỗ trợ topo hình cây, sao, bus và ring.
Các chuẩn mạng PON: Có ba loại tiêu chuẩn chính:
• ITU-T G.983
o APON (ATM Passive Optical Network): là chuẩn mạng PON
đầu tiên, dựa trên công nghệ ATM.
o BPON (Broadband PON): là chuẩn dựa trên APON. Nó hỗ trợ
thêm công nghệ WDM, băng thông giành cho đường lên được
cấp phát động. Nó cũng được cung cấp giao diện quản lý chuẩn
OMCI giữa OLT và ONU cho phếp nhiều nhà cung cấp dịch vụ
cùng hoạt động.
• ITU-T G.984
o GPON (Gigabit PON) là sự nâng cấp của chuẩn BPON. Đây là
chuẩn mới nhất, hỗ trợ tốc độ cao hơn, bảo mật được tăng cường
và sự đa dạng, linh hoạt trong việc lựa chọn giao thức lớp 2:

ATM, GEM hoặc Ethernet.
• IEE 803.3ah
o EPON (Ethernet PON hay GEPON – Gigabit Ethernet PON): là
một chuẩn của IEEE/EFM cho việc sử dụng giao thức Ethernet
để truyền dữ liệu.
1.2. KIẾN TRÚC MẠNG PON
Mô hình mạng quang thụ động với các phần tử được mô tả trong hình 1.1.
Hình 1.1: Mô hình mạng quang thụ động.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 3
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
Các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn
gọi là mạng 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 PON. Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và
truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền trên một sợi quang
thông qua bộ ghép quang, phụ thuộc vào tín hiệu đó là đi theo hướng lên hay hướng
xuống của PON. PON thường được triển khai trên sợi quang đơn mode, với cấu
hình cây là phổ biến. PON cũng có thể được triển khai theo cấu hình vòng cho các
khu thương mại hoặc theo cấu hình bus khi triển khai trong các khu trường sở,
Về mặt logic, PON được sử dụng như mạng truy nhập kết nối điểm - đa điểm,
với một CO phục vụ cho nhiều thuê bao. Có một số cấu hình kết nối điểm - đa điểm
phù hợp cho mạng truy nhập như cấu hình cây, cây và nhánh, vòng ring, hoặc bus
như trong hình 1.2.
Hình 1.2: Các kiểu kiến trúc của PON.
Bằng cách sử dụng các bộ ghép 1:2 và bộ chia quang 1:N, PON có thể triển
khai theo bất cứ cấu hình nào trong các cấu hình trên. Ngoài ra, PON còn có thể thu
gọn lại thành các vòng ring kép, hay hình cây, hay một nhánh của cây. Tất cả các
tuyến truyền dẫn trong PON đều được thực hiện giữa OLT và ONU. OLT nằm ở
CO (Center Office) và kết nối mạng truy nhập quang với mạng đô thị (MAN) hay
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 4

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
mạng diện rộng (WAN), được biết đến như là những mạng đường trục. ONU nằm
tại vị trí đầu cuối người sử dụng (FTTH hay FTTB hoặc FTTC).
Trong các cấu hình trên, cấu hình hình cây 1:N như hình 1.2 (a), hay cấu hình
cây và phân nhánh hình 1.2 (b) được sử dụng phổ biến nhất. Đây là những cấu hình
rất mềm dẻo, phù hợp với nhu cầu phát triển của thuê bao, cũng như những đòi hỏi
ngày càng tăng về băng thông.
1.3. CÁC CÔNG NGHỆ PON
1.3.1. Công nghệ APON/BPON
Từ năm 1995, 7 nhà khai thác mạng hàng đầu thế giới đã lập nên nhóm FSAN
(Full Service Access Network) với mục tiêu là thống nhất các tiêu chí cho mạng
truy nhập băng rộng. Các thành viên của FSAN đã phát triển một tiêu chí cho mạng
truy nhập PON sử dụng công nghệ ATM và giao thức lớp 2 của nó. Hệ thống này
được gọi là APON (viết tắt của ATM PON). Cái tên APON sau đó được thay thế
bằng BPON với ý diễn đạt PON băng rộng.
Mạng quang thụ động băng rộng B-PON được chuẩn hóa trong chuỗi các
khuyến nghị G.938 của ITU-T. Các khuyến nghị này đưa ra các tiêu chuẩn về các
khối chức năng ONT và OLT, khuôn dạng và tốc độ khung của luồng dữ 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 và DBA
1.3.2. Công nghệ EPON/GEPON
Năm 2001, IEEE thành lập một nhóm nghiên cứu Ethernet in the First Mile
(EFM) với mục tiêu mở rộng công nghệ Ethernet hiện tại sang mạng truy nhập
vùng, hướng tới các mạng đến nhà thuê bao hoặc các doanh nghiệp với yêu cầu vẫn
giữ các tính chất của Ethernet truyền thống. Ethernet PON (EPON) được bắt đầu
nghiên cứu trong thời gian gian này. EPON là mạng trên cở sở PON mang lưu
lượng dữ liệu gói trong các khung Ethernet được chuẩn hóa theo IEEE 802.3. Sử
dụng mã đường truyền 8b/10B và hoạt động với tốc độ 1Gbps.
1.3.3. Công nghệ GPON
Từ năm 2003-2004, ITU-T đã chuẩn hóa một loạt các tiêu chuẩn cho mạng

Gigabit PON (GPON) bao gồm G.984.1,G.984.2, G.984.3 và G.984.4.
Chuẩn GPON hiện nay được định nghĩa dựa trên các giao thức cơ bản của
chuẩn SONET/SDH ITU. Các giao thức của nó khá đơn giản và đòi hỏi rất ít thủ
tục. Chính vì thế mà hiệu suất băng thông của GPON đạt tới trên 90%. GPON có
các ưu điểm như: Cung cấp dịch vụ bộ ba: hỗ trợ các dịch vụ âm thanh, dữ liệu và
video truyền theo định dạng gốc của nó.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 5
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
Dưới đây là bảng so sánh các chuẩn công nghệ TDMA PON:
Đặc tính B-PON G-PON E-PON
Tổ chức chuẩn hóa FSAN và ITU-T
SG15 (G.983 series)
FSANvà ITU-T
SG15 (G.984
series)
IEEE 802.3
(802.3ah)
Tốc độ dữ liệu 155.52 Mbit/s hướng
lên. 155.52 hoặc
622.08 Mbit/s hướng
xuống
Lên tới 2.488
Gbit/s cả 2 hướng
1 Gbit/s cả 2
hướng
Tỷ lệ chia
(ONUs/PON)
1:64 1:64 1:64 **
Mã đường truyền Scrambled NRZ Scrambled NRZ 8B/10B
Số lượng sợi quang 1 hoặc 2 1 hoặc 2 1

Bước song 1310nm cả 2 hướng
hoặc 1490nm xuống
& 1310nm lên
1310nm cả 2
hướng hoặc
1490nm xuống &
1310nm lên
1490nm xuống &
1310nm lên
Cự ly tối đa OLT-
ONU
20 km (10 – 20) km (10 – 20) km
Chuyển mạch bảo vệ Có hỗ trợ Có hỗ trợ Không hỗ trợ
Khuân dạng dữ liệu ATM GEM và/hoặc
ATM
Không (sử dụng
trực tiếp các
khung Ethernet)
Hỗ trợ TDM Qua ATM Trực tiếp (qua
GEM hoặc ATM)
hoặc CES
CES
Hỗ trợ thoại Qua ATM Qua TDM hoặc
VoIP
VoIP
QoS Có (DBA) Có (DBA) Có (ưu tiên
802.1Q)
Sửa lỗi hướng tới
trước FEC (Forward
Error Correction)

Không RS(255, 239) RS(255, 239)
Mã hóa bảo mật AES – 128 AES - 128, 192,
256
Không
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 6
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
OAM PLOAM và ATM GTC và
ATM/GEM OAM
802.3ah Ethernet
OAM
Bảng 1.3: So sánh các chuẩn công nghệ TDMA PON
1.3.4. Công nghệ 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 ONT 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.
Cấu trúc của WDM-PON được mô tả như trong Hình 1.4 Trong đó WDM-
PON có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như là FTTx, các ứng
dụng 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 (Arrayed Waveguide Grating - AWG). Một
AWG có thể được đặt ở môi trường trong nhà hoặc ngoài trời

Hình 1.4: Cấu trúc của WDM PON
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, 10/100/1000Base 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.

1.3.5. 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.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 7
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
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.
1.3.6. Nhận xét
Hiện nay mạng APON/BPON không được quan tâm phát triển do chỉ hỗ trợ
dịch vụ ATM và tốc độ truy nhập thấp hơn nhiều so với các công nghệ hiện hữu
khác như GPON hay EPON.
Trong khi, EPON chỉ cung cấp tốc độ truyền là 1,25 Gbit/s thì GPON lại cho
phép đạt tới tốc độ 2,448 Gbit/s. Càng ngày các nhà cung cấp dịch vụ càng cố tiết
kiệm chi phí bằng việc tận dụng tối đa băng thông vì vậy EPON đang dần không
được lựa chọn. EPON lại tốn khá nhiều băng thông cho việc quy định các thủ tục
truyền thông vì vậy nó chỉ đạt hiệu suất từ 50% ÷ 70%, băng thông của EPON bị
giới hạn trong khoảng 600Mbps đến 900Mbps. Trong khi đó, GPON có thể đạt tới
hiệu suất mạng 93%, điều đó có nghĩa là chỉ có 7% độ rộng băng tần được sử dụng
cho việc quy định các thủ tục của giao thức truyền thông. GPON cho phép các nhà
cung cấp dịch vụ phân phối với băng thông lên đến 2.300 Mbps, độ rộng băng tần
lớn, GPON hứa hẹn mang lại nhiều lợi nhuận cho các nhà cung cấp dịch vụ. Đã
được chuẩn hoá theo ITU–T G.984, GPON cho phép cung cấp đường truyền với
các định dạng gốc như IP và TDM, đây thực sự là một giải pháp công nghệ PON
đạt hiệu quả kinh tế có thể sử dụng cho cả các dịch vụ gia đình cũng như là cho các
doanh nghiệp. Độ rộng băng GPON có thể đáp ứng cho cho truyền dữ liệu Internet,
yêu cầu nhiều dòng IPTV đồng thời (Internet Protocol Television) và có thể hỗ trợ
truyền thông cả SDTV (Standard Definition Television) và HDTV (High Definition

TeleVision), GPON đã thực sự được đánh giá là kinh tế hơn EPON.
Mặt khác trong khi tiêu chuẩn IEEE 803.2ah chỉ hỗ trợ 2 lớp ODN : lớp A và
lớp B thì ITU-GT.984.2 GPON GPM hỗ trợ cả lớp C, lớp cấp cao hơn. Lớp C cho
phép mạng PON mở rộng cự ly tới 20 Km, cung cấp cho số lượng lớn người dùng
cuối, đạt tới 64 thậm chí 128 ONU/ONT.
Bên cạnh đó trong khi EPON chỉ hỗ trợ duy nhất một tốc độ truyền dẫn đối
xứng 1,25/1,25 Gbps. ITU- T G.984.2 GPON GEM linh hoạt và biến đổi được hơn
nhiều hơn, cho phép các tốc độ hướng xuống 1,25 và 2,5 Gbps, hướng lên cho phép
155 Mbps, 622 Mbps hay 1,25 và 2,5 Gbps. Cả hai công nghệ đều nhắm tới thị
trường truy nhập, bao gồm các ứng dụng FTTH và FTTB/FTTC . Trong khi GPON
cho phép các nhà cung cấp dịch vụ để thiết lập những tốc độ kết nối theo nhu cầu
thực tế, EPON không thực hiện được điều này. Mặc dù đây không là một vấn đề lớn
về chi phí đối với kết nối tốc độ cao, tuy nhiên để hỗ trợ 1,25 Gbps hướng lên, đòi
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 8
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1: Tổng quan về công nghệ PON
hỏi phải cung cấp laser DFP ở đầu cuối và điôt quang thác APD đắt tại trung tâm
mạng quang CO.
Từ những so sánh trên có thể thấy rằng GPON thích hợp hơn so với EPON
trong việc lắp đặt các hệ thống mạng để cung cấp các khả năng dự phòng cần thiết
hỗ trợ cho O&M, khả năng tương thích cũng như là bảo mật. Đây là những điều
kiện cần thiết để điều hành một mạng kích cỡ lớn.
1.4. KẾT LUẬN
PON là mạng truy nhập có nhiều ưu điểm 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). Một
mạng PON hỗ trợ nhiều kiểu kiến trúc mạng: hình cây, bus, hoặc ring, do đó giúp
cho việc linh hoạt trong vấn đề tổ chức mạng.
Các hệ thống PON đang được triển khai trên thế giới gồm: APON/BPON,
WDM PON, GPON và EPON. Trong đó APON/BPON là những hệ thống được

nghiên cứu và triển khai từ giữa những năm 90 của thế kỷ 20, đây là các hệ thống
truy nhập quang băng rộng hỗ trợ chỉ cho lưu lượng ATM. Thế hệ kế tiếp của
APON/BPON là 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 là hỗ trợ cả lưu lượng ATM và IP.
GPON được chuẩn hoá bởi ITU-T với chuẩn G.984. Được nghiên cứu muộn hơn, từ
năm 2001, hệ thống EPON cũng đã được triển khai khá phổ biến tại một số nước
trên thế giới. EPON được xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet, khác với GPON,
EPON chỉ hỗ trợ truyền dẫn đối xứng.
Hiện nay GPON đã được triển khai rộng rãi tại một số nước, GPON cũng đã được
lựa chọn để thay thế cho các mạng truy nhập của nhiều nước trên thế giới. Với
những đặc điểm kỹ thuật công nghệ mềm dẻo hỗ trợ nhiều lựa chọn cho tốc độ truy
nhập, đồng thời hỗ trợ cả lưu lượng ATM và IP, cung cấp nhiều loại hình dịch vụ
tích hợp với chất lượng cao, GPON đang ngày càng khẳng định là công nghệ của
mạng truy nhập thế hệ mới.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 9
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Công nghệ (GPON)
CHƯƠNG 2
CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG GIGABIT
(GPON)
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG
GPON (Gigabit Passive Optical Network) được định nghĩa theo chuẩn ITU-T
G.984. GPON được mở rộng từ chuẩn BPON G.983 bằng cách tăng băng thông,
nâng hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi và tiêu chuẩn hóa
quản lý. GPON hỗ trợ nhiều mức tốc độ khác nhau, trong đó hỗ trợ tới 2,488 Mbit/s
của băng thông luồng xuống và 1,244 Mbit/s của băng thông luồng lên. Phương
thức đóng gói GEM (GPON Encapsulation Method) cho phép đóng gói lưu lượng
người dùng rất hiệu quả, với sự phân đoạn khung cho phép nâng cao chất lượng
dịch vụ QoS (Quality of Service) phục vụ lưu lượng nhạy cảm như truyền thoại và
video. GPON hỗ trợ tốc độ cao, tăng cường bảo mật và hỗ trợ cả dịch vụ TDM và
Ethernet, điều đó cho phép GPON hỗ trợ nhiều loại dịch vụ với chi phí thấp cũng

như cho phép khả năng tương thích lớn giữa các nhà cung cấp thiết bị.
 Tình hình chuẩn hóa GPON: GPON được ITU-T chuẩn hóa theo chuẩn
G.984 bắt đầu từ năm 2003, mở rộng từ chuẩn BPON G.893.
• ITU-T G.894.1 (03/2003) “G-PON: General characteristics”: cung cấp các
giao diễn mạng người dùng (UNI), giao diện nút dịch vụ (SNI) và một số
dịch vụ. chuẩn này kế thừa hệ thống G.892 (APON) và G.892.x (BPON).
• ITU-T G.894.2 (03/2003) “G-PON: PDM layer specifinication”: chỉ ra các
yêu cầu cho lớp vật lý và các chi tiết kĩ thuật cho lớp PMD. Nó bao gồm các
hệ thống có tốc độ xuống 1244.160 Mbit/s, 2488.320 Mbit/s và hướng lên
155.520 Mbit/s, 622.080 Mbit/s, 1244.160 Mbit/s, 2488.320 Mbit/s. Mô tả cả
hệ thống GPON đối xứng và bất đối xứng.
• ITU-T G.894.2 Adm1 (02/2006): thêm phụ lục cho ITU-T G.894.2, các xác
minh về khả năng chấp nhận giá thành sản xuất công nghiệp đối với hệ thống
GPON 2.488/1.244 Gbit/s.
• ITU-T G.894.3 (02/2004) “G-PON: TC layer specifinication”: mô tả lớp hội tụ
truyền dẫn (Transmission convergence-TC) cho các mạng GPON bao gồm
định dạng khung, phương thức điều khiển truy nhập môi trường, phương
thức ranging, chức năng OAM và bảo mật.
• ITU-T G.894.4 (06/2004) “GPON: ONT management and control interface
specification”: cung cấp chỉ tiêu kĩ thuật giao diện điều khiển (OMCI0 và
quản lí ONT các hệ thống GPOn.
• ITU-T G.894.4 Adm2 (03/2006): làm rõ nghĩa cho phần G-OMCI, mô tả các
mức cảnh báo, giới hạn tốc độ các cổng Ethernet, OMCI cho OMCI, vận
chuyển lưu lượng.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 10
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Công nghệ (GPON)
2.2. KIẾN TRÚC GPON
2.2.1. Cấu trúc hệ thống GPON
Kiến trúc hệ thống GPON được mô tả như hình 2.1: bao gồm OLT, các ONU,
bộ chia quang và các sợi quang. Sợi quang được kết nối tới các nhánh OLT tại bộ

chia quang ra 64 sợi khác và các sợi phân nhánh được kết nối tới ONU.
Trong lớp GPON TC, giá trị lý thuyết cực đại là 60 km trong khi khoảng cách
giữa các ONU xa nhất và gần nhất là 20 km. Sự khác biệt này bị hạn chế ở chỗ kích
thước cửa số không được mở rộng vì các vấn đề chất lượng dịch vụ. Giống như đối
với tỉ số chia, lớp TC hỗ trợ tới 128 nhánh chia.
Hình 2.1: Kiến trúc mạng GPON
2.2.2. Chức năng của các khối trong mạng GPON
Hệ thống GPON bao gồm ba thành phần cơ bản: OLT, ONU và ODN.
2.2.2.1. Khối kết cuối đường quang OLT
OLT (optical line terminal) được kết nối tới mạng chuyển mạch thông qua
các giao diện chuẩn. Về phía mạng phân phối, OLT bao gồm các giao diện truy
nhập quang tương ứng với các chuẩn GPON như tốc độ bit, quỹ đường truyền,
jitter,…. OLT bao gồm ba phần chính:
- Chức năng giao diện cổng dịch vụ (service port Interface Function);
- Chức năng kết nối chéo (cross-connect function);
- Giao diện mạng phân phối quang
Các khối chức năng chính của OLT được mô tả trong Hình 2.2:
Khối lõi PON (PON core shell): Khối này gồm hai phần, phần giao diện ODN
và chức năng PON TC. Chức năng của PON TC bao gồm khung tín hiệu, điều
khiển truy nhập phương tiện, OAM, DBA và quản lý ONU. Mỗi PON TC có thể lựa
chọn một phương thức truyền dẫn như ATM, GEM hoặc cả hai.
Khối kết nối chéo (Cross-connect shell): cung cấp đường truyền giữa khối lõi
PON và khối dịch vụ. Công nghệ để kết nối phụ thuộc vào các dịch vụ, kiến trúc
bên trong của OLT và các yếu tố khác. OLT cung cấp chức năng kết nối chéo tương
ứng với các phương thức truyền dẫn đã lựa chọn(ATM, GEM hoặc cả hai).
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 11
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Công nghệ (GPON)
Hình 2.2: Các khối chức năng của OLT
Khối dịch vụ (Service shell): thực hiện chuyển đổi giữa các giao diện dịch vụ
và giao diện khung TC của phần mạng PON.

2.2.2.2. Khối mạng quang ONU
Các khối chức năng của ONU hầu hết đều giống như của OLT. Vì ONU hoạt
động chỉ với một giao diện PON đơn (hoặc nhiều nhất là hai giao diện với mục đích
bảo vệ), chức năng kết nối chéo có thể bị bỏ đi. Tuy nhiên, thay cho chức năng này,
chức năng ghép và giải ghép dịch vụ (MUX và DMUX) được hỗ trợ để xử lý lưu
lượng. Cấu hình điển hình của một ONU được mô tả trong Hình 2.3.

Hình 2.3: Các khối chức năng của ONU
2.2.2.3. Mạng phân phối quang ODN
Mạng phân phối quang kết nối giữa một OLT với một hoặc nhiều ONU sử
dụng thiết bị tách/ghép quang và mạng cáp quang thụê bao.
2.2.2.3.1 Bộ tách/ghép quang
GPON sử dụng thiết bị thụ động để chia tín hiệu quang từ một sợi để truyền đi
trên nhiều sợi và ngược lại, kết hợp các tín hiệu quang từ nhiều sợi thành tín hiệu
trên một sợi. Thiết bị này được gọi là bộ tách/ghép quang. Dạng đơn giản nhất của
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 12
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Công nghệ (GPON)
nó là một bộ ghép quang bao gồm hai sợi quang được hàn dính vào nhau. Tín hiệu
nhận được ở bất cứ đầu vào nào cũng bị chia thành hai phần ở đầu ra. Tỷ lệ phân
chia của bộ tách/ghép có thể được điều khiển bởi độ dài của mối hàn và vì vậy đây
được coi là tham số không đổi. Các bộ tách/ghép NxN được chế tạo bằng cách ghép
nhiều tầng bộ 2x2 với nhau như Hình 2.4 hoặc sử dụng công nghệ ống dẫn sóng
phẳng.
Hình 2.4: Các bộ ghép 8x8 được tạo ra từ các bộ ghép 2x2.
Các bộ tách/ghép được đặc trưng bằng các tham số sau đây:
Suy hao chia: là tỷ lệ giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào của bộ ghép,
tính theo dB. Với một bộ 2x2 lý tưởng, giá trị này là 3 dB. Hình 2 - 4 a: biểu diễn
hai mô hình của bộ 8x8 dựa trên các bộ 2x2. Trong mô hình 4 tầng (hình 2 - 4 a),
chỉ có 1/16 công suất đầu vào được đưa tới từng đầu ra. Hình 2-4 b biểu diễn mô
hình thiết kế hiệu quả hơn, mỗi đầu ra sẽ nhận được 1/8 công suất của đầu vào.

Suy hao ghép: đây là công suất bị tổn hao do quá trình sản xuất, giá trị này
thông thường khoảng 0,1 dB đến 1 dB.
Điều hướng: đây là mức công suất đo được ở đầu vào bị dò từ một đầu vào
khác. Với những bộ tách/ghép là thiết bị có khả năng định hướng cao thì tham số
điều hướng khoảng từ 40 đến 50 dB.
Thông thường, các bộ tách/ghép thường chỉ được chế tạo với một đầu vào
hoặc một đầu ra. Bộ tách/ghép có một đầu vào ta gọi là bộ chia (tách), còn bộ có
một đầu ra ta gọi là bộ kết hợp (ghép). Tuy nhiên, cũng có những bộ 2x2 được chế
tạo không đối xứng (với tỷ số chia khoảng 5/95 hoặc 10/90). Loại tách/ghép này
chủ yếu được dùng để trích ra một phần tín hiệu quang cho mục đích kiểm tra, được
gọi là bộ ghép rẽ.
2.2.2.3.2. Mạng cáp quang thụê bao.
Mạng cáp thuê bao quang được xác định trong phạm vi ranh giới từ giao tiếp
sợi quang giữa thiết bị OLT đến thiết ONU/ONT. Cấu trúc mạng cáp quang thụê
bao xem trong Hình 2.5.
Mạng cáp quang thụê bao được cấu thành bởi các thành phần chính như sau:
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 13
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Công nghệ (GPON)
- Cáp quang gốc (Feeder Cable): xuất phát từ phía nhà cung cấp dịch vụ (hay
còn gọi chung là CO) tới điểm phân phối được gọi là DP (Distribution Point).
- Điểm phân phối sợi quang (DP): là điểm kết thúc của đoạn cáp gốc. Trên thực
tế triển khai, điểm phân phối sợi quang thường là măng xông quang, hoặc các
tủ cáp quang phối.
- Cáp quang phối (Distribution Optical Cable): xuất phát từ điểm phối quang
(DP) tới các điểm truy nhập mạng AP (Access Point) hay từ các tủ quang phối
tới các tập điểm quang.
- Cáp quang thụê bao (Drop Cable): xuất phát từ các điểm truy nhập mạng
(AP) hay là từ các tập điểm quang đến thuê bao.
Điểm quản lý quang FMP (Fiber Management Point): được sử dụng cho xử lý
sự cố và phát hiện đứt đường.

Hình 2.5: Cấu trúc cơ bản mạng cáp quang thụê bao
2.3. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ GPON
2.3.1. Các thông số kỹ thuật
Các thông số kỹ thuật cơ bản của GPON tốc độ truyền dẫn và các thông số kỹ
thuật khác.
2.3.1.1. Tốc độ truyền dẫn:
Về cơ bản, GPON hướng tới tốc độ truyền dẫn lớn hoặc bằng 1.2 Gbit/s. Tuy nhiên,
trong trường hợp dịch vụ xDSL không đối xứng cho FTTH hoặc FTTH thì không
cần thiết tốc độ cao như vậy. GPON định nghĩa 7 dạng tốc độ truyền dẫn như sau:
- 155 Mbit/s đường lên, 1.2 Gbit/s đường xuống.
- 622 Mbit/s đường lên, 1.2 Gbit/s đường xuống.
- 1.2 Gbit/s đường lên, 1.2 Gbit/s đường xuống.
- 155 Mbit/s đường lên, 2.4 Gbit/s đường xuống.
- 622 Mbit/s đường lên, 2.4 Gbit/s đường xuống.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 14
Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2: Công nghệ (GPON)
- 1.2 Gbit/s đường lên, 2.4 Gbit/s đường xuống.
- 2.4 Gbit/s đường lên, 2.4 Gbit/s đường xuống.
2.3.1.2. Các thông số kỹ thuật khác:
- Bước sóng: 1260-1360nm đường lên; 1480-1500nm đường xuống
- Đa truy nhập hướng lên: TDMA
- Cấp phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwith Allocation)
- Loại lưu lượng: dữ liệu số
- Khung truyền dẫn: GEM
- Dịch vụ: dịch vụ đầy đủ (Ethernet, TDM, POTS)
- Tỉ lệ chia của bộ chia thụ động: tối đa 1:128
- Giá trị BER lớn nhất: 10
-12
- Phạm vi công suất sử dụng luồng xuống: -3 đến +2 dBm (10km ODN) hoặc
+2 đến +7 (20Km ODN)

- Phạm vi công suất sử dụng luồng lên: -1 đến +4 dBm (10Km và 20Km ODN)
- Suy hao tối đa giữa các ONU:15dB
- Cự ly cáp tối đa: 20Km với DFB laser luồng lên, 10Km với Fabry-Perot
2.3.2. Khả năng cung cấp băng thông
Công nghệ GPON hỗ trợ 1,25 Gbit/s hoặc 2,5 Gbit/s hướng xuống, và hướng lên có
thể xê dịch từ 155 Mbit/s đến 2,5 Gbit/s. Hiệu suất băng thông đạt > 90%
2.3.2.1. Băng thông hướng xuống
Yêu cầu băng thông của các dịch vụ cơ bản:
- Băng thông yêu cầu của một kênh HDTV = 12 Mbit/s
- Băng thông yêu cầu của một kênh SDTV = 3 Mbit/s
- Truy cập Internet tốc độ cao = 100 Mbit/s trên mỗi thuê bao với tỷ lệ dùng
chung 20:1
- Voice IP tốc độ 100 Kbit/s
Trong đó tốc độ hướng xuống của GPON = 2,488 Mbit/s × hiệu suất 92% = 2289
Mbit/s. Trong ứng dụng nhiều nhóm người sử dụng (MDU: multiple-dwelling-unit),
với tỷ lệ chia là 1:32, GPON có thể cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm truy cập
Internet tốc độ cao và Voice đến 32 ONU, mỗi ONU cung cấp cho 8 thuê bao.
SVTH: Cao Thái Đồng, Lớp D08VT4 15