công nghệ gpon

Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
MỤC LỤC
BẢNG THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt
ACTS Advanced Communication
Techonologies and Services
Các kỹ thuật và dịch vụ
cải tiến
ADM Add Drop Multiplexer Bộ ghép xen kẽ
APON ATM Passive Optical
Network
Mạng quang thụ động dùng
ATM
ATM Asynchronous Tranfer
Mode
Chế độ truyền tải không
đồng bộ
AUI Attchment Unit Interface Cáp nối với các thiết bị
BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit
CDM Code Division Multiplexing Ghép kênh theo mã
CE Customer Equipment Thiết bị khách hàng
CO Central Office Tổng đầi trung tâm
CSMA/CD Carrie Sense Multiple
Access Collision Detect
Đa truy nhập cảm nhận
sóng mang/tách xung đột
DA Destination Address Địa chỉ đích
DCE Data Communications
Equipment
Thiết bị thông tin số liệu

DCS Digital Crossconect Bộ nối chéo
DLC Digital Loop Carrier Sóng mang vòng số
DTE Data Terminal Equiment Thiết bị đầu cuối số liệu
EMS Element Mangament
System
Phần tử quản lý hệ thống
EPON Ethernet Passive Optical
Network
Mạng truy nhập thụ động
dùng E
EVC Ethernet Virtural
Connection
Kết nối ảo Ethernet
FCS Frame Check Sequence Dãy bit kiểm tra khung
FDM Frequency Division
Multiplexing
Ghép kênh theo tần số
1
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
IP Internet Protocol Giao thức internet
IPG Internet Packet Gap Khoảng cách giữa 2 gói liền
kề
ISO International Organization
for Standardization
Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
LAN Local Area Network Mạng nội bộ

LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic
MPCP Multi Poit Control Protocol Giao thức điều khiển đa
điểm
MPLS Multi Protocol Label
Switching
Chuyển mạch đa giao thức
OLT Optical Line Terminal Thiết bị cuối kết đường
quang
ONU Optical Network Unit Thiết bị kết cuối mạng
quang
PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động
RVC Permanent Vitural Circuit Mạch ảo bán cố định
PRE Preamble Tiêu đề
SA Soucer Address Địa chỉ nguồn
SFD Stard of Frame Delimiter Gianh giới bắt đầu khung
SME Station Management Entity Thực tế quản lý trạm
SSM Standard Singler Mode Sợi đơn mode chuẩn
TDM Time Divison Multiplexing Ghéo kênh theo thời gian
TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền
tải
UNI User Network Interface Giao diện mạng người dùng
UTP Unshielded Twisted Pair Cáp trần xoắn đôi
VLAN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
WAN Wide Area Network Mạng riêng rộng
WDM Wavelength Division
Multiplexing
Ghép kênh theo bước sóng
2
Lớp D08VT2

Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Mô hình của mạng quang thụ động 8
Hình 1.2: Các kiểu kiến trúc của PON 9
Hình 1.3: Các bộ ghép 8*8 được tạo ra từ các bộ ghép 2*2 12
Hình 1.4: Cấu trúc luồng WDM-PON 14
Hình 2.1: Mô hình mạng GPON 20
Hình 2.2: Cấu hình hệ thống GPON 22
Hình 2.3: Các khối chức năng của OLT 23
Hình 2.4: Các khối chức năng của ONU 24
Hình 2.5: Cấu trúc cơ bản mạng cáp quang thuê bao 25
Hình 2.6: TDMA GPON 26
Hình 2.7: Điều khiển phương tiện trong hệ thống GTC 28
Hình 2.8: Cấu trúc khung hội tụ truyền dẫn lớp GTC 29
Hình 2.9: Điều khiển truy nhập phương tiện hội tụ truyền dẫn lớp GTC 30
Hình 2.10: Cấu trúc khung đường xuống hội tụ truyền dẫn lớp GTC 30
Hình 2.11: Mô tả chi tiết khung hướng xuống GTC 33
Hình 2.12: Khung hướng lên GTC 35
3
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Hình 2.13: Mô tả chi tiết khung hướng lên GTC 36
Hình 2.14: Các cell ATM ở hướng lên 37
Hình 2.15: Các khung GEM hướng lên 38

Hình 2.16: Báo cáo DBA ở hướng lên 38
Hình 2.17: Cấu trúc khung và mào đầu GEM 41
Hình 2.18: Mô tả chuyển trạng thái dựa trên tiêu đề GEM 42
Hình 2.19: Một số trường hợp phân mảnh 43
Hình 2.20: Mối quan hệ giữa khung GEM với khung GTC 44
Hình 2.21: Cấu trúc khung dữ liệu TDM trong khung GEM 45
Hình 2-22: TDM ánh xạ qua GEM 46
Hình 2-23: Cấu trúc khung Ethernet ánh xạ vào khung GEM 46
4
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ quang thụ động (GPON) theo chuẩn G.983 ra đời từ những năm 90 và
đã khẳng định được vị thế của mình trong mạng truy nhập nhằm cung cấp các dịch vụ
băng rộng và giá thành hạ. Tuy nhiên, do nhu cầu băng thông ngày một cao cho các dịch
vụ, các công nghệ APON,BPON không đáp ứng được yêu cầu nên ITU đã xây dựng và
phê duyệt chuẩn ITU-G.984 cho phép truyền dẫn băng thông tốc độ 2,488Gbps cho
đường xuống và 1,244Gbps cho đường lên được gọi là GPON. Công nghệ này có đặc
điểm hỗ trợ dịch vụ bộ ba Triple play cho các khách hàng qua mạng thụ động.
Chuyên đề” Công nghệ mạng quang thụ động GPON” nhằm nghiên cứu đặc điểm
công nghệ GPON ,cấu trúc,các tham số của phần tử mạng. Từ đó giúp chúng ta hiểu rõ
hơn về công nghệ GPON. Chuyên đề thực hiện gồm có 2 chương:
Chương 1: Mạng truy nhập quang thụ động PON.
Chương 2: Công nghệ mạng quang thụ động GPON.
Trong quá trình làm chuyên đề này,do thời gian có hạn ,sự thiếu hụt tài liệu tham
khảo và thiếu kinh nghiệm thực tế nên chúng em không tránh khỏi những thiếu sót. Vì
vậy chúng em rất mong nhận được những nhận xét góp ý quý báu từ thầy và các bạn.

Chúng em chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 1 tháng 5 năm 2012
Nhóm sinh viên thực hiện – Lớp D08VT2
Phạm Ngọc Ánh
Nguyễn Thị Khánh Chi
Nguyễn Thị Đài Trang
5
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
CHƯƠNG 1: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON
1. Tổng quan
1.1 Giới thiệu
Công nghệ quang thụ động(PON) theo tiêu chuẩn G.983 ra đời từ những năm 90
và đã khẳng định vị thế của mình trong mạng truy nhập nhằm cung cấp các dịch vụ băng
rộng và giá thành hạ.
Mạng quang thụ động (PON:Passive Optical Network) là mạng quang điểm nối đa
điểm không sử dụng các phần tử tích cực trên đường truyền tín hiệu từ nguồn tới đích.chỉ
có các phần tử như bộ kết hợp, bộ ghép và bộ chia thụ động được sử dụng trong mạng
này.
Mạng quang thụ động là một giải pháp hiệu quả để triển khai sợi quang tới phía
khách hàng.
Ưu điểm của việc sử dụng PON cho mạng truy nhập là rất lớn:
- PON cho phép khoảng cách truyền dẫn xa hơn giữa tổng đài nội hạt và
khách hàng.trong khi công nghệ đường dây thuê bao số (DSL) khoảng cách
cực đại giữa tổng đà và khách hàng xấp xỉ 5,5km,một mạng truy nhập
quang thụ động có thể hoạt động ở khoảng cách lớn hơn 20km.
- PON giúp giảm thiểu việc triển khai sợi quang cả ở phía tổng đài và phía

đường thuê bao.
- PON có thể cung cấp băng thông lớn hơn do đưa sợi quang lại gần khách
hàng hơn.
- Vì sử dụng cấu hình mạng điểm nối đa điểm,PON cho phép truyền video
quảng bá.
- PON giúp loại trừ việc lắp đặt các bộ ghép và giải ghép kênh ở các vị trí
chia vì vậy không cần phải bảo dưỡng và cung cấp nguồn cho chúng. Thay
6
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
vì sử dụng các linh kiện tích cực tại các vị trí này.PON dùng các linh kiện
thụ động. Các linh kiện này có thể chôn xuống đất khi lắp đặt.
- PON cho phép dễ dàng nâng cấp lên tốc độ cao hơn hoặc truyền thêm bước
sóng.
Vì những ưu điểm trên PON hiện đang được triển khai mạnh cho mạng truy nhập

Hình 1.1: Mô hình của mạng quang thụ động
1.2 Kiến trúc của 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 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 ring cho các khu thương mại hoặc theo cấu hình bus khi triển
khai trong các trường sở,…

7
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
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 nhu cầu kết nối điểm – đa điểm phù hợp cho
mạng truy nhập như cấu hình cây, cây và nhánh, vòng ring, hoặc bus như.
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 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 và kết nối mạng truy
nhập quang với mạng đô thị (MAN) hay 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 cây 1:N , hay cấu hình cây và phân nhánh 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 đòi hỏi ngày càng tăng về băng thông.
1.2.1 Các phần tử tích cực (CO,ONU,EMS)
Các nhà cung cấp PON chủ yếu tập trung phát triển các thiết bị tích cực, như bảng
mạch CO và ONU để đặt tại các đầu cuối của PON. Bảng mạch CO được đặt tại các nhà
cung cấp ,chưa các đầu nối ,các điểm truy nhập và các OLT,các modul giao diện mạng
(NIM) và modul card chuyển mạch(SCM).
8
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang

Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
1.2.1.1 Bảng mạch CO
Bảng mạch CO cung cấp dao diện hệ thống PON và mạng lõi của các nhà cung
cấp dịch vụ.Các bảng mạch cung cấp kết nối với hệ thống quản lý mạng thông qua phần
tử quản lý hệ thống EMS. CO có các giao diện kết nối với các loại thiết bị như:
● Các bộ nối chéo DCS, được sử dụng để truyền tải các luồng lưu lượng TDM tới
mạng điện thoại.Các giao diện phổ biến DCS bao gồm DS-1, DS-3, tín hiệu truyền tải
đồng bộ STS1-1, OC-3.
● Các cổng thoại, được sử dụng để truyền tải các lưu lượng TDM thoại cục bộ tới các
mạng điện thoại công cộng (PSTN).
● Các thiết bị mạng video được sử dụng để truyền tải lưu lượng video tới mạng video
lõi.
Các chức năng và đặc điểm chính của OLT bao gồm:
● Giao diện đa dịch vụ kết nối với mạng lõi WAN
● Các giao diện để kết nối với mạng PON
● Chuyển mạch và định tuyến lớp 2 và lớp 3
● Tập trung lưu lượng
● Chứa các OLT và SCM
1.2.1.2 Kết cuối mạng ONU
ONU cung cấp giao diện giữa thuê bao sử dụng dịch vụ số liệu, video, thoại với
PON. Chức năng chủ yếu của ONU là tiếp nhận lưu lượng dưới dạng các gói tin quang và
chuyển đổi chúng thành dạng tính hiệu phù hợp với từng thuê bao (gói tin Ethernet, gói
tin IP quảng bá, tín hiệu thoại, T1,…) Ngoài ra, ONU còn có các chức năng chuyển mạch
lớp 2 và lớp 3 cho phép định tuyến lưu lượng tại ONU.
Các chức năng và đặc điểm chính của ONU bao gồm:
● Cung cấp giao diện với khách hàng đối với các dịch vụ điện thoại truyền thống, các
luồng T1, DS-3, 10/100 BASE-T, các gói tin quảng bá,…
● Có khả năng chuyển mạch và định tuyến lớp 2 và lớp 3.
● Cung cấp các luồng dữ liệu với tốc độ từ 64 Kb/s đến 1Gb/s.
● Cung cấp các giao diện chuẩn Ethernet.

Thông thường ở CO có thể có chứa nhiều OLT.
9
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
1.2.1.3 EMS
EMS quản lý các phần tử của mạng PON và cung cấp các giao diện kết nối với hệ thống
quản lý mạng cung cấp dịch vụ.Các chức năng quản lý của nó bao gồm kiểm soát lỗi,
thiết lập cấu hình, tính cước và bảo mật.
Các chức năng và đặc điểm chính của EMS bao gồm:
● Cung cấp các chức năng quản lý thông qua giao diện với người sử dụng.
● Có khả năng quản lý các thiết bị của mạng PON.
● Có khả năng hỗ trợ đồng thời hàng trăm giao diện người sử dụng.
● Cung cấp các giao diện chuẩn với hệ thống quản lý mạng.
1.2.2 Các phần tử thụ động (sợi quang, bộ ghép tách quang, mối hàn, đầu nối)
Các phần tử thụ động của sợi quang bao gồm:
● Sợi quang
● Bộ tách/ghép quang
● Mối hàn.
● Đầu nối quang.
1.2.2.1 Sợi quang
Sợi quang sử dụng trong PON được phân thành hai loại : đơn mode (SM) và đa
mode (MM), trong đó sự khác biệt chủ yếu giữa hai loại sợi này là sự tán sắc. So với sợi
đơn mode, sợi đa mode có hệ số tán sắc cao hơn do tín hiệu được truyền đi trong sợi theo
nhiều mode khác nhau. Hệ số tán sắc lớn sẽ dẫn đến sự giãn tín hiệu trong miền thời
gian.Một tham số khác nữa của sợi quang là băng tần điều chế cực đại. Đây là một đặc
tính khác nữa trong miền tần số, có lien quan trực tiếp đến độ tán sắc. Sợi đa mode bị hạn
chế về băng tần và không thích hợp với những hệ thống truyền dẫn tốc độ cao và khoảng

cách truyền dẫn lớn như trong PON. Vì vậy trong PON, người ta chỉ sử dụng sợi đơn
mode. Sợi đơn mode cho phép nâng cấp hệ thống trong tương lai bằng những công nghệ
điều chế khác nhau để đạt được tốc độ truyền dẫn cao hơn.
Trên thực tế, sợi đơn mode có thể phân tán làm ba loại:
● Sợi đơn mode chuẩn (SSM – Standard single – mode)
● Sợi tán sắc dịch chuyển (DSSM – Dispersion shifted single – mode)
● Sợi tán sắc phẳng (DSM – Dispersion flattened single – mode)
10
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Trong ba loại sợi trên, sợi SSM có tán sắc gần như bằng không tại bước sóng
1300nm, nhưng tại bước sóng này sợi lại có suy hao tương đối cao so với suy hao tại
bước sóng 1550nm.Sợi DSSM có tán sắc gần như bằng không tại bước sóng 1550nm,
nhưng độ tán sắc lại tăng đáng kể tại bước sóng 1300nm. Chỉ có sợi DFSM là có suy hao
thấp tại cả hai bước sóng 1300nm và 1550nm, và có độ tán sắc gần như bằng không tại
bước sóng 1550nm, và có thể coi là sợi lý tưởng cho các hệ thống sửu dụng bước sóng
đó. Tuy nhiên chi phí cho loại sợi này cao hơn nhiều sợi SSM.Hơn nữa việc hàn nối sợi
DFSM vào bộ ghép trong mạng PON khó khăn hơn nhiều so với sợi SSM.Chính vì vậy,
sợi SSM chính là sợi quang được sử dụng nhiều nhất trong mạng PON.
1.2.2.2 Bộ tách ghép quang
PON 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 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.Tỉ 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 N*N được chế tạo bằng cách ghép tầng nhiều bộ 2*2 với nhau

như hình 2-3 hoặc sử dụng công nghệ ống dẫn sóng phẳng.


Hình 1.3: Các bộ ghép 8*8 được tạo ra từ các bộ ghép 2*2
Các bộ tách ghép được đặc trưng bởi 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 2*2 lý tưởng, giá trị này là 3dB.Hình 2-3 a biểu diễn hai mô
hình của bộ 8*8 dựa trên các bộ 2*2.Trong mô hình 4 tầng (hình 2-3 a), chỉ có 1/16 công
suất đầu vào được đưa tới từng đầu ra.Hình 2-3 b biểu diễn mô hình thiết kế hiệu quả
hơn, mỗi đầu ra sẽ nhận được 1/8 công suất đầu vào.
11
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Suy hao ghép – Đây là công suất bị tổn hao do quá trình sản xuất, giá trị này thông
thường khoảng 0.1dB đến 1dB.
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 40dB đến 50dB.
Thông thường, các bộ tách/ghép thường chỉ được cấu tạo với một đầu vào hoặc
một đầu ra. Bộ tách/ghép có một đầu vào ta goi là bộ chia(tách), còn bộ có một đầu ra
được gọi là bộ kết hợp(ghép). Tuy nhiên cũng có những bộ 2*2 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.
1.2.2.3 Mối hàn
Mối hàn được sử dụng để kết nối vĩnh cửu các sợi quang có độ dài sản xuất nhỏ
hơn độ dài yêu cầu lắp đặt trong mạng, hoặc để nối các đầu sợi quang trong của bộ ghép
với sợi quang của mạng phân bố. Có hai kiểu hàn nối sợi quang: hàn cơ khí và hàn nóng

chảy.
Hàn cơ khí (hay ghép cơ khí) thực hiện trên một rãnh chữ V giữ cố định hai sợi
cần hàn.Để có được mối hàn đảm bảo chất lượng, ta cần phải đổ vào giữa hai đầu sợi
ghép một chất lỏng có chiết suất phù hợp. Kiểu hàn này có ưu điểm là đơn giản dễ thực
hiện, nhưng có nhược điểm là độ tin cậy thấp do điểm yếu cơ khí của chúng.
Kiểu nóng chảy cần phải có thiết bị hàn nóng chảy đặc biệt, nhưng mối hàn có suy
hao thấp và độ tin cậy cao hơn nhiều so với hàn cơ khí, và được sử dụng rất nhiều trong
các mạng phân bố quang.
1.2.2.4 Đầu nối quang
Đầu nối quang được sử dụng tại giao diện mà yêu cầu kết nối không cố định.
Những kết nối như vậy tạo điều kiện dễ dàng cho việc đo thử, chẳng hạn như đo công
suất quang đầu ra của thiêt bị kết cuối. Do đó đầu nối quang thường nằm giữa mạng phân
bố quang và thiết bị đầu cuối.
Các đầu nối quang dung trong các hệ thống tốc độ cao phải đáp ứng được những
yêu cầu: suy hao xen thấp, phản xạ thấp, độ ổn định cao và khả năng sử dụng nhiều lần
cao. Cách duy nhất để đáp ứng những yêu cầu này là thực hiện tiếp xúc vật lý giữa các
sợi.Một số bộ kết nối vật lý đã đạt được giá trị phản xạ từ -45dB đến -60dB và suy hao
xen 0.5dB.
12
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
2. CÁC CHUẨN TRONG MẠNG PON
Các chuẩn mạng PON có thể chia thành 2 nhóm: nhóm 1 bao gồm các chuẩn
theo phương thức truy nhập TDMA-PON như là B-PON (Broadband PON), E-
PON(Ethernet PON), G-PON (Gigabit PON) (đặc tính các của chuẩn TDMA-PON được
so sánh trong Bảng 1.1); nhóm 2 bao gồm chuẩn theo các phương thức
truy nhập khác như WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) và CDMA-

PON (Code Division Multiple Access PON)
2.1 B-PON
Mạng quang thụ động băng rộng B-PON được chuẩn hóa trong chuỗi các khuyến
nghị G.928 của ITU-T. Các khuyến nghị này đưa ra các tiêu chuẩn về các 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. Trong mạng BPON dữ liệu được đóng khung theo cấu trúc của tế
bào ATM. Một khung hướng xuống có tốc độ 155Mbps( 56 tế bào ATM có kích thước
53byte) hoặc 622Mbps(4*56 tế bào ATM) và một tế bào quản lý vận hành bảo dưỡng lớp
vật lý OAM(PLOAM PhysicalLayer OAM) được chèn vào cứ mỗi 28 tế bào trong kênh.
PLOAM có một bit để nhận dạng các tế bào PLOAM. Ngoài ra các tế bào PLOAM có
khả băng lập trình bằng được và chứa thông tin như là băng thông hướng lên và các bản
tin OAM. Căn cứ vào các thông tin về mã số nhận dạng kênh ảo và nhận dạng đường
ảo(VPI/VCI) trong cấu trúc ATM, các ONT nhận biết và tách dữ liệu đường xuống của
mình. Cấu trúc khung hướng lên bao gồm 56 tế bào ATM(53 BYTE). Mỗi một kênh(time
slot) gồm có một tế bào ATM/PLOAM và 24 bit từ mào đầu. Từ mào đầu mang thông tin
về khoảng thời gian bảo vệ , mào đầu cho phép đồng bộ và khôi phục tín hiệu tại OLT và
các thông tin chứa trong đó được lập trình bởi OLT. Các ONT thực hiện gửi các tế bào
PLOAM khi chúng nhận được yêu cầu từ OLT. B-PON sử dụng giao thúc DBA để cho
phép OLT nhận biết lượng băng thông cần thiết cấp cho các ONT. OLT có thể giảm hoặc
tăng băng thông cho các ONT dựa vào gửi các tế bào ATM rỗi hoặc làm đầy tất cả hướng
lên bởi dữ liệu của ONT. OLT dừng định kỳ việc truyền hướng lên do vậy nó có khả năng
mời bất kỳ ONT mới nào tham gia vào hoạt động . các ONT mới phát một bản tin phức
hồi trong cửa sổ này với thời gian trễ ngẫu nhiên để tránh xung đột khi mà có nhiều ONT
mới muốn tham gia. OLT xác định khoảng các tới mỗi ONT mới bằng việc gửi tới ONT
một bản tin đo cự ly và xác định khoảng thời gian bao lâu để thu được bản tin phúc hồi.
Sau đó OLT gửi tới ONT một giá trị trễ, giá trị này được sử dụng để xác định thời gian
bảo vệ ứng với các ONT.
13
Lớp D08VT2

Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
2.2 EPON và Gigabit PON
E-PON là giao thức mạng truy nhập đầy đủ dịch vụ FSAN (Full Service Access
Network) TDMA Pon thứ nhất được phát triển dựa trên khai thác các ưu điểm của công
nghệ Ethernet ứng dụng trong thông tin quang. E-PON được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3.
Trong E-PON dữ liệu hướng xuống được đóng khung theo khuôn dạng Ethernet. Các
khung E-PON có cấu trúc tương tự như các liên kết Gigabit Ethernet điểm tới điểm ngoại
trừ từ mào đầu và thông tin xác định điểm bắt đầu của khung được thay đổi để mang
trường nhận dạng kênh logic LLID (Link logic ID) nhằm xác định duy nhất một ONU
MAC. Trong hướng lên các ONU phát các khung Ethernet trong các khe thời gian đã
được phân bố. ONU sử dụng giao thức điều khiển đa điểm MPCPDU (Multipoint Control
Protocol Data Unit) gửi các bản tin “Report” yêu cầu băng thông, trong khi đó OLT gửi
bản tin “Gate” cấp phát băng thông cho ONU. Các bản tin “Gate” bao gồm thông tin về
thời gian bắt đầu và khoảng thời gian cho phép truyền dữ liệu đối với ONU. OLT cũng
định kỳ gửi các bản tin “Gate” tới các UNO hỏi xem chúng có yêu cầu băng thông hay
không. Các ONU cũng có thể gửi “Report” cùng với dữ liệu được phát trong hướng lên.
Ngoài ra, giao thức DBA cũng có thể được sử dụng trong E-PON để thực hiện cơ chế
điều khiển phân bố băng thông. Do không có cấu trúc khung thống nhất với hướng xuống
và hướng lên, do vậy trong cấu trúc của E-PON, các khe thời gian và giao thức xác định
cự ly là khác so với B-PON và G-PON. OLT và các ONU duy trì các bộ đếm cục bộ riêng
và tăng thêm 1 sau mỗi 16ns. Mội một MPCPDU mang theo một thời gian mẫu, mẫu này
là giá trị của bộ đệm cục bộ của ONU tương ứng. Tốc độ truyền dữ liệu E-PON có thể đạt
tới 1Gbit/s. Một chuẩn khác cũng cùng họ với E-PON là chuẩn Gbit/s Ethernet PON
(IEEE 802.3 av – Gbit/s PON). Chuẩn này là phát triển của E-PON tại tốc độ 10Gbit/s và
được ứng dụng trong các mạng quảng bá video số. Gbit/s PON cho phép phân phối nhiều
dịch vụ đòi hỏi băng thông lớn, độ phân giải cao, đóng gói IP các luồng dữ liệu video
ngay cả khi hệ số OLT/ONT là 1:64 hoặc cao hơn. Tại thời điểm hiện tại, tốc độ chiều

xuống của GPON khoảng 2.5 Gbps, và chiều lên là 1.25 Gbps.
Nếu 1 OLT phục vụ duy nhất một thuê bao thì thuê bao đó có thể được khai thác
toàn bộ băng thông như trên, tuy nhiên thông thường trong các mạng đã triển khai tại một
số nước trên thế giới, nhà cung cấp thường thiết kế tốc độ cho một thuê bao sử dụng PON
vào khoảng 100Mbps cho chiều xuống và 40Mbps cho chiều lên. Với tốc độ truy cập như
vậy, băng thông đã thỏa mãn hầu hết các ứng dụng cao cấp như HDTV( khoảng 10Mbps,
chiều lên chiều xuống, chiều lên cho peer-to-peer HDTV). Tuy nhiên, GPON cũng có
nhược điểm chính là: thiếu tính hội tụ IP; có một kết nối duy nhất giữa OLT và bộ chia,
nếu kết nối náy mất toàn bộ ONT không được cung cấp dịch vụ.
14
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
G-PON là giao thức FSAN TDMA PON thứ 2 được định nghĩa trong chuỗi
khuyến nghị G.984 của ITU-T. G-PON được xây dựng trên trải nghiệm của B-PON và E-
PON. Mặc dù G-PON hỗ trợ truyền tải tin ATM, nhưng nó cũng đưa vào một cơ chế thích
nghi tải tin mà được tối ưu hóa cho truyền tải các khung Ethernet được gọi là phương
thức đóng gói G-PON (GEM-GPON Encapsulation Method). GEM là phương thức dựa
trên thủ tục đóng gói khung chung trong khuyến nghị G.701 ngoại trừ việc GEM tối ưu
hóa từ mào đầu để phục vụ cho ứng dụng của PON, cho phép sắp xếp các dữ liệu
Ethernet vào tải tin GEM và hỗ trợ sắp xếp TDM. G-PON sử dụng cấu trúc khung GTC
cho cả hai hướng xuống và lên. Khung hướng xuống bắt đầu với một từ mào đầu
PLOAM, tiếp sau đó là vùng tải tin GEM và/hoặc các tế bào ATM. PLOAM gồm có
thông tin cấu trúc khung và sắp đặt băng thông cho ONT gửi dữ liệu trong khung hướng
lên tếp theo. Khung hướng lên bao gồm các nhóm khung gửi từ ác ONT. Mỗi một nhóm
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. Ngoài ra, các trước
PLOAM và các yêu cầu băng thông chi tiết hơn được gửi đi kèm với các nhóm hướng lên

khi có yêu cầu từ OLT. OLT gán các thời gian cho việc gửi dữ liệu hướng lên cho mỗi
ONT.
Đặc tính B-PON GPON EPON
Tổ chức chuẩn hóa FSAN và ITU-T
SG15(G.983 series)
FSAN VÀ ITU-T
SG15(G.984 series)
IEEE 802.3(802.3
ah)
Tốc độ dữ liệu 155.52Mbit/s hướng
lên.155.52 hoặc
622.08 Mbit/s
hướng xuống.
Lên tới 2.488Gbit/s
cả 2 hướng
1Gbit/s cả 2
huwongs
Tỷ lệ
chia(ONUs/PON0
1:64 1:64 1:64
Mã đường truyền Scrambled NRZ Scrambled NRZ 8B/10B
Bước sóng 1310nm cả 2 hướng
hoặc 1490nm xuống
và 1310 nm lên
1310nm cả 2 hướng
hoặc 1490nm xuống
và 1310nm lên
1490nm xuống và
1310nm lên
Số lượng sợi quang 1 hoặc 2 1 hoặc 2 1

Cự ly tối đa OLT-
ONU
20km 10-20km 10-20km
Chuyển mạch bảo
vệ
Có hỗ trợ Có hỗ trợ Không hỗ trợ
Hỗ trợ TDM Qua ATM Trực tiếp (quan
GEM hoặc ATM
) hoặc CES
CES
15
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Hỗ trợ thoại Qua ATM TDM hoặc VoIP VoIP
QoS Có (DBA) Có (DBA) Có (ưu tiên 801.1Q)
Sửa lỗi hướng tới
trước FEC
Không RS(255,239) RS(255,239)
Mã hóa bí mật AES-128 AES-128,192,256 Không
OAM PLOAM và ATM GTC và ATM/GEM
OAM
802.3ah Ethernet
OAM

Bảng so sánh các chuẩn công nghệ TDMA PON
2.3.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.
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 sử dụng được.
- 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 miêu tả như trong hình 1.8. Trong đó WDM- PON
có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như là FTTH, 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 AWG (Array Waveguide Grating). Một AWG có thể được đặt
ở môi trường trong nhà hoặc ngoài trời.
16
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Hình 1.4- Cấu trúc của WDM- PON.
Ưu điểm chính của WDM- PON là có khả năng cung cấp dịch vụ dữ liệu theo các
cấu trúc khác nhau (DS1/E1/DS3, 10/100/1000 Base 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 linhk kiện quang để sản xuất bộ lọc ở những bước sóng khác nhau. WDM-
PON cũng được triển khai kết hợp các giao thức TDMA- PON để cải thiện băng thông
truyền tin.
2.4. 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, CDMA- 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 có thể kết hợp với WDM để tăng dung lượng băng thông.
CDMA- PON truyền tải các tín hiệu khách hàng với nhiều phổ tần truyền dẫn trải trên
cùng một kênh thông tin. Các ký hiệu từ các tín hiệu khác nhau được mã hóa và nhận
dạng thông qua bộ giải mã. Phần lớn công nghệ ứng dụng trong CDMA- PON tuân theo
17
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
phương thức trải phổ chuỗi trực tiếp. Trong phương thức này mỗi ký hiệu 0,1 (tương ứng
với mỗi tín hiệu) được mã hóa thành chuỗi ký tự dài hơn và có tốc độ cao hơn.
Mỗi ONU sử dụng trị số chuỗi khác nhau cho ký tự của nó. Để khôi phục lại dữ liệu,
OLT thu nhỏ tín hiệu quang thu được sau đó gửi tới các bộ phận lọc nhiễu xạ để tách lấy
tín hiệu của mỗi ONU.
Ưu điểm chính của CDMA- PON là cho phép truyền tải lưu lượng cao và có tính
năng bảo mật nổi trội so với các chuẩn PON khác. Tuy nhiên một trở ngại lớn trong
CDMA- PON là các bộ khuếch đại quang đòi hỏi phải được thiết kế sao cho đảm bảo
tương ứng với tỷ số tín hiệu/ tạp âm. Với hệ thống CDMA- PON không có bộ khuếch đại
quang thì thùy thuộc bào tổn hao bổ sung trong các bộ chia, bộ xoay vòng, các bộ lọc mà
hệ số chia ONU/OLT chỉ là 1:2 hoặc 1:8. Trong khi đó với bộ khuếch đại quang hệ số này
có thể đạt 1:32 hoặc cao hơn. Bên cạnh đó các bộ thu tín hiệu trong CDMA- PON là khá
phức tạp và giá thành tương đối cao. Chính vì những nhược điểm này nên hiện tại
CDMA- PON chưa được phát triển rộng rãi.
3. KẾT LUẬN
Công nghệ PON ra đời mở ra một tiềm năng lớn cho triển khai các dịch vụ băng
rộng và thay thế dần các công nghệ mạng truy nhập cáp đồng băng thông hẹp và chất

lượng thấp. Các mạng PON sử dụng hệ thống thông tin quang có băng thông tỷ lệ lỗi bít
thấp. Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là giá thành xây dựng tương đối cao và không
triển khai được tại những địa hình phức tạp. Có nhiều chuẩn PON khác nhau, do vậy
trong thực tế tùy vào yêu cầu thực tế mà một nhà khai thác cần lựa chọn giải pháp cho
phù hợp.
18
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ QUANG
THỤ ĐỘNG GPON
1. Giới thiệu chung
1.1 GPON
GPON viết tắt của từ Gigabit Passive Optical Network được định nghĩa theo chuẩn
ITU-T G.984. G-PON được mở rộng từ chuẩn B-PON G.983 bằng cách tăng băng
thông ,nâng cao hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi và tiêu
chuẩn hóa quản lý.
Hình 2.1: Mô hình mạng GPON
19
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Ngoài ra chuẩn cho phép vài sự lựa chọn của tốc độ bít:cho phép băng thông luồng
xuống là 2,488Mbit/s và băng thông luồng lên là 1,244Mbit/s . Phương thức đóng gói
GPON-GEM cho phép đóng gói lưu lượng người dùng rất hiệu quả với sự phân đoạn
khung cho phép chất lượng dịch vụ QoS cao hơn phục vụ lưu lượng nhạy cảm như truyền

thoại và video.
GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng cường bảo mật và chọn lớp 2 giao thức (ATM,
GEM, Ethernet tuy nhiên thực tế ATM chưa từng được sử dụng). Điều đó cho phép
GPON phân phối thêm các dịch vụ tới nhiều thuê bao.
• Cho phép GPON phân phối thêm các dịch vụ tới nhiều thuê bao hơn với chi phí
thấp hơn cũng có khả năng tương thích lớn hơn giữa các nhà cung cấp thiết bị.
• GPON là công nghệ đa dịch vụ với sắp xếp Cell, gói và TDM sử dụng phương
pháp đóng gói khung gigabit cho phép hỗ trợ đa dịch vụ. GPON sử dụng thuật
toán sửa lỗi tieena FEC(Forward Error Corection) cho phép tăng BER.
Hiện nay hai công nghệ GPON và GEPON được triển khai đồng thời trên thế giới.
Trong đó GPON chủ yếu được triển khai ở các nước vốn có mạng B-PON như ở Mỹ và
Châu Âu. Tại đâu về cơ bản các nhà cung cấp dịch vụ FTTH sử dụng kiến trúc BPON và
với sự phát triển cũng như những ưu điểm vượt trội của GPON nhiều nhà cung cấp dịch
vụ đã chuyển sang kiến trúc GPON. Khu vực Châu Á chủ yếu sử dụng GEPON tuy nhiên
vẫn có một số nhà cung cấp dịch vụ sử dụng GPON , điển hình tại Trung Quốc đã được
triển khai GPON từ năm 2005.
1.2 Các đặc tính cơ bản của GPON
1.2.1.Tốc độ bit
Về cơ bản GPON hướng tới tốc độ truyền dẫn lớn hơn hoặc bằng 1,2Gbit/s. Tuy
nhiên trong trường hợp dịch vụ xDSL không đối xứng cho FTTH thì không cần thiết đến
tốc độ cao như vậy. GPON định nghĩa 7 dạng tốc độ bit như sau:
- Đường lên 155Mbit/s ,đường xuống 1,2Gbit/s;
- Đường lên 622Mbit/s ,đường xuống 1,2Gbit/s;
- Đường lên 1.2Mbit/s ,đường xuống 1,2Gbit/s;
- Đường lên 155Mbit/s ,đường xuống 2.4Gbit/s;
- Đường lên 622Mbit/s ,đường xuống 2.4Gbit/s;
- Đường lên 1.2Mbit/s ,đường xuống 2.4Gbit/s;
- Đường lên 2.4Mbit/s ,đường xuống 2.4Gbit/s;
20
Lớp D08VT2

Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
1.2.2. Khoảng cách
- Khoảng cách logic: là khoảng cách lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT ngoại trừ
khoảng các vật lý. Trong mạng GPON khoảng cách logic lớn nhất là 60km.
- Khoảng cách vật lý: là khoảng cách vậy lý lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT .
Trong mạng GPON, có hai tùy chọn cho khoảng cách vật lý và 10km và 20km. Đối với
vận tốc truyền lớn nhất là 1,25Gbit/s thì khoảng cách vật lý là 10km.
- Khoảng cách sợi quang chênh lệch: Trong mạng GPON khoảng cách sợi quang
chênh lệch là 20km .Thông số này có ảnh hưởng đến kích thước vùng phủ mạng và cần
tương thích với tiêu chuẩn ITU-T Rec.G.983.1.
1.2.3. Tỷ lệ chia
Đối với nhà khai thác mạng thì tỉ lệ chia càng lớn càng tốt. Tuy nhiên tỷ lệ chia
lớn thì đòi hỏi công suất quang phát cao hưn để hỗ trợ khoảng cách vật lý lớn hơn.Tỷ lệ
chia 1:64 là tỉ lệ lý tưởng cho lớp vật lý với công nghệ hiện nay. Tuy nhiên trong các
bước phát triển tiếp theo thì tỉ lệ 1:128 có thể được sử dùng.
2. Kiến trúc của GPON
Hình 2.2 Cấu hình hệ thống GPON
21
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Hình mô tả cấu hình hệ thống GPON bao gồm OLT, các ONU, một bộ chia quang
cả các sợi quang. Sợi quang được kết nối tới các nhánh OLT tại bộ chia quang ra 64 sợi
khác nhau và các bộ phận nhánh được kết nối tới ONU.
2.1 Các khối chức năng

Hệ thống GPON bao gồm ba thành phần cơ bản: OLT, ONU, ODN.
2.1.1 Kết cuối đường quang OLT
OLT được kết nối tới mạng chuyển mạch thông qua các giao diện được chuẩn hóa.
Ở phía phân tán, OLT đưa ra giao diện truy nhập quang tương ứng với các chuẩn GPON
như tốc độ bit, quỹ công suất, jitter,… OLT bao gồm ba phần chính: Chức năng giao diện
cổng dịch vụ; Chức năng kết nối chéo và giao diện mạng phân tán quang. Các khối OLT
được mô tả trong hình 2.3:
Hình 2.3 : Các khối chức năng của OLT
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 tạo khung, điều khiển truy nhập
phương tiện OAM, DBA và quản lý ONU. Mỗi PON TC có thể lựa chọn hoạt động theo
một chế độ ATM, GEM và Dual.
Khối kết nối chéo (Cross-connect shell): Cung cấp đường truyền thông giữa khối
lõi PON và phần dịch vụ. Các công nghệ sử dụng cho đường này phụ thuộc vào các dịch
22
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
vụ, kiến trúc bên trong của OLT và các yếu tố khác.OLT cung cấp chức nẳng kết nối chéo
tương ứng với các chế độ được lựa chọn (ATM, GEM và Dual).
Khối dịch vụ (Service shell): Phần này hỗ trợ chuyển đổi giữa các giao diện dịch
vụ và giao diện khung TC của phần PON.
2.1.2 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 DEMUX) được hỗ trợ để xử lý lưu lượng.Cấu hình
điển hình của một ONU được mô tả ở hình 2.4.

Hình 2.4: Các khối chức năng của ONU
2.1.3 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 thuê bao. Bộ tách/ghép quang được trình bày
và phân tích trên.
Mạng cáp quang thuê bao:
23
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Mạng cáp thuê bao được xác định trong phạm vi ranh giợ từ giao tiếp sợi quang giữa
thiết bị OLT đến thiết bị ONU/ONT.

Hình 2.5: Cấu trúc cơ bản mạng cáp quang thuê bao
Mạng cáp quang thuê bao được cấu thành bởi các thành phần chính như sau:
• Cáp quang gốc (Feeder cable): xuất phát từ phía nhà cung cấp dịch vụ (hay còn
gọi chung là Central Office) 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 thuê 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.

3. Phương pháp đa truy nhập và ghép kênh
24
Lớp D08VT2


Chuyên đề Thông tin quang
Phạm Ngọc Ánh-Nguyễn Thị Khánh Chi-Nguyễn Thị Đài Trang
Công nghệ truyền dẫn đa truy nhập là các kỹ thuật chia sẻ tài nguyên hữu hạn cho
một lưu lượng khách hang. Trong hệ thống GPON, tài nguyên chia sẻ chính là băng tần
truyền dẫn. Người sử dụng cùng chia sẻ tài nguyên này bao gồm thuê bao, nhà cung cấp
dịch vụ, nhà khai thác và những thành phần mạng khác. Tuy không còn là một lĩnh vực
mới mẻ trong ngành viễn thông trên thế giới nhưng các kỹ thuật truy nhập cũng là một
trong những công nghệ đòi hỏi những yêu cầu ngày càng cao để hệ thống thỏa mãn được
các yêu cầu về độ ổn định cao, thời gian xử lý thông tin và trễ thấp, tính bảo mật và an
toàn dữ liệu cao.
3.1 Kỹ thuật truy nhập
Kỹ thuật truy nhập được sử dụng phổ biến trong các hệ thống GPON hiện nay là
đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA). TDMA là kỹ thuật phân chia băng tần
truyền dẫn thành những khe thời gian kế tiếp nhau. Những khe thời gian này có thể được
ấn định trước cho mỗi khách hang có thể phân theo yêu cầu tùy thuộc vào phương thức
chuyển giao đang sử dụng. Hình 2.6 dưới đây là một số ví dụ về việc sử dụng TDMA trên
GPON hình cây.Mỗi thuê bao được phép gửi dữ liệu đường lên trong khe thời gian riêng
biệt. Bộ tách kênh sắp xếp số liệu đến theo vị trí khe thời gian của nó hoặc thông tin được
gửi trong bản thân khe thời gian. Số liệu đường xuống cũng được gửi trong những khe
thời gian xác định.


Hình 2.6: TDMA GPON
GPON sử dụng kỹ thuật TDMA có ưu điểm rất lớn đó là các ONU có thể hoạt
động trên cùng một bước sóng, và OLT hoàn toàn có khả năng phân biệt được lưu lượng

của từng ONU. OLT cũng chỉ có cần một bộ thu, điều này sẽ dề dàng cho việc triển khai
25
Lớp D08VT2