Tìm hiểu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTX

Contents
Contents.......................................................................................................................1
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................97

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của các khu vực kinh tế, các
tổ chức xã hội đã tạo ra nhu cầu rất lớn trong việc sử dụng các dịch
vụ tiện ích tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu. Bên cạnh đó, các
dịch vụ ứng dụng trên Internet ngày càng phong phú và phát triển
với tốc độ nhanh chóng như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân
hàng, các dịch vụ đào tạo từ xa, game trực tuyến,… Đặc biệt nhu
cầu về các loại dịch vụ gia tăng tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu
đang ngày càng tăng. Sự phát triển của các loại hình dịch vụ mới,
đòi hỏi hạ tầng mạng truy nhập phải đáp ứng các yêu cầu về băng
thông rộng, tốc độ truy nhập cao. Vậy nên mạng quang là một giải
pháp cần thiết và quan trọng để giải quyết các vấn đề trên. Trong
đó, mạng truy nhập quang thụ động GPON (Passive Optical
Network) là một giải pháp triển vọng đầy hứa hẹn trong mạng truy
nhập để làm giảm bớt hiện tượng tắc nghẽn mạng. Mạng GPON là
mạng điểm đến đa điểm mà không cần có các thành phần tích cực
trong tuyến truyền dẫn từ nguồn đến đích, cơ bản thì nó bao gồm
sợi quang, và các thiết bị thụ động. Điều này làm tiết kiệm chi phí
bảo dưỡng, phân phối thiết bị, cấp nguồn và tận dụng được kiến
trúc mạng quang.

1


Những năm gần đây Việt Nam cũng đã triển khai mạng truy
nhập quang thụ động GPON đang có nhiều ưu thế. Công nghệ
GPON hiện nay là một trong những công nghệ được lựa chọn hàng

đầu cho việc triển khai mạng truy nhập tại nhiều nước trên thế giới.
GPON là công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ mạng đầy đủ, tích
hợp thoại, hình ảnh và số liệu với băng thông rộng.
Xuất phát từ vị trí, vai trò của mạng truy nhập quang và
các công nghệ truy nhập quang trong sự phát triển chung của hệ
thống mạng viễn thông và mong muốn tìm hiểu mô hình hệ thống
GPON nên em đã chọn đề tài “Nguyên cứu và mô phỏng mạng
truy nhập quang thụ động theo chuẩn GPON dựa trên phần
mềm OptiSystem.” làm đề tài đồán tốt nghiệp của mình. Ngoài
phần lời mở đầu, nội dung đồ án được chia thành bốn chương cụ
thể như sau:
Chương 1: Tổng quan về mạng truy nhập quang FTTx.
Chương này trình bày khái niệm mạng truy nhập cũng như
phân loại mạng truy nhập quang. Những ưu điểm vượt trội của
mạng truy nhập.
Chương 2: Các công nghệ sử dụng trong mạng truy nhập
quang FTTx
Chương này trình bày kiến trúc, mô hình mạng quang thụ
động PON. Và tìm hiểu các chuẩn trong mạng PON, từ đó để biết
được ưu và nhược điểm của mạng PON.
Chương 3: Công nghệ mạng quang thụ động với chuẩn GPON.

2


Đây là chương rất quang trọng, nên chương này tìm hiểu cách
hoạt động, đặc điểm, các phân lớp, cũng như ưu và nhược điểm,
đồng thời ứng dụng quan trọng trong đời sống của mạng GPON.
Chương 4: Khảo sát và mô phỏng mạng truy nhập quang theo
tiêu chuẩn mạng GPON dựa trên phần mềm OPTISYSTEM.

Phần này giới thiệu qua về phần mềm optisystem. Để từ đó
có thể thiết kế và mô phỏng mà đồ án đang xây dựng để có kết quả
phù hợp với thực tiễn, đúng với đề tài đã đặt ra ban đầu.
CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG FTTX
(Fiberto the x- FTTx)
1.1. Giới thiệu chung
1.1.1. Vị trí mạng truy nhập trong mạng viễn thông
Mạng viễn thông gồm hai phần cấu thành chính: phần mạng lõi và phần
mạng truy nhập.

Hình 1.1. Vị trí mạng truy nhập trong mạng viễn thông.

Mạng truy nhập nằm giữa người sử dụng dịch vụ viễn thông và điểm cung
cấp dịch vụ của mạng để truyền tải các dịch vụ sẵn có từ điểm cung cấp dịch vụ

3


đến người sử dụng. Mạng lõi bao gồm hệ thống tổng đài, điểm cung cấp dịch và
các hệ thống chuyển tiếp, trung gian cùng hệ thống truyền dẫn liên đài, nhằm cung
cấp các dịch vụ cho người dùng thôngqua các điểm dịch vụ.
1.1.2. Mạng truy nhập cáp đồng
Hiện nay, các tổng đài quốc tế và tổng đài liên tỉnh đều đã được nâng cấp,
các tổng đài nội hạt được số hóa 100%, trung kế nội tỉnh tới các tổng đài vệ tinh
hầu như đã sử dụng 100% cáp quang. Chỉ còn phần truyền tín hiệu tới thuê bao
vẫn dùng đôi cáp đồng truyền thống. Mạng truy nhập cáp đồng hiện nay được sử
dụng rộng dãi trong mạng trong mạng truy nhập thuê bao tại rất nhiều quốc gia.
Đây là phương thức truyền dẫn đầu tiên từ khi mạng điện thoại ra đời và cho đến
nay nó không ngừng hoàn thiện và phát triển. Cáp đồng đôi dây xoắn thường có

kích thước 0,4 - 0,6 mm, được bọc cách điện và xoắn lại với nhau thành từng cụm
vài trục đến vài trăm đôi. Hệ thống mạng đồng có ưu điểm:
•Kế thừa được sự có sẵn của mạng truyền thống.
•Đảm bảo tính linh hoạt, có thể chia nhỏ tới từng thuê bao phức tạp.
•Cáp đồng thường có độ bền cơ lý cao.
Bên cạnh những ưu điểm đó hệ thống này đang dần bộc lộ những hạn chế
của nó trong khi nhu cầu về da dạng dịch vụ ngày càng lớn đó là:
- Phần mạng giao tiếp trực tiếp với khách hàng hiện nay là cáp đồng nội hạt,
không đáp ứng được nhu cầu phát triển trong tương lại vì dải tần của đôi dây cáp
đồng chỉ đáp ứng được các dịch vụ thoại truyền thống và số liệu tốc độ chậm.
- Bán kính vùng phục vụ của tổng đài bị hạn chế do khả năng truyền tín hiệu
của cáp đồng, ở các thành phố lớn, vì lý do an toàn dung lượng tổng đài không thể
quá lớn, điều này tạo ra một nhu cầu lớn về số lượng các tổng đài do đó khai thác
khó hiệu quả, còn ở những cấp dưới của mạng do dung lượng thuê bao không cao,
dung lượng tổng đài hay nút chuyển mạch thường hạn chế khoảng vài trăm đến vài
nghìn thuê bao, số điểm cần phục vụ lại nhiều, điều này cũng tạo lên số lượng lớn
các tổng đài độc lập, việc kết nối các tổng đài độc lập này cũng làm tăng số cấp
thuê bao của mạng.
- Việc khai thác và quản lý kém hiệu quả do có nhiều loại thiết bị của nhà
cung cấp khác nhau trên mạng lưới, mỗi nhà cung cấp khác nhau trên mạng lưới
4


lại có những đặc điểm riêng dẫn đến khó quản lý, đỏi hỏi phải xây dựng các tổng
đài độc lập để đáp ứng những nhu cầu phát triển.
1.1.3. Mạng truy nhập cáp quang
Mạng truy nhập cáp quang có động lực phát triển từ việc triển khai cáp
quang vào mạng truy nhập thuê bao. Mạng này có thể phân phối đến khách hàng
bất kỳ loại hình liên lạc, thông tin giải trí nào dựa trên các dịch vụ thoại, dữ liệu,
video … Mạng truy nhập có các ưu điểm sau:

• Cho phép đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng về dịch vụ mới
cả loại hình dịch vụ lẫn dải thông (VOD, CATV, các dịch vụ multimedia, kết nối
LAN, WAN…..).
• Mạng truy nhập cho phép sử dụng cơ sở hạ tầng mạng có hiệu quả cao
hơn, việc phát triển các dịch vụ mới cũng trở lên dễ dàng hơn bằng các thêm các
loại card mới và phát triển các phần mềm tương ứng.
• Mạng truy nhập cho phép triển khai các dịch vụ một cách nhanh chóng,
tạo ra khả năng tích hợp các dịch vụ và giảm đáng kể các chi phí quản lý và bảo
dưỡng so với mạng cáp đồng hiện tại do đó mang lại kinh tế cao.
• Về mạng tối ưu cấu trúc mạng viễn thông, giảm số lượng nút chuyển
mạch trong mạng, tăng bán kính phục vụ của tổng đài nội hạt. Với mạng truy nhập,
mạng nội hạt hiện tại sẽ có số lượng tổng ít hơn nhưng dung lượng mỗi nút cao
hơn so với mạng hiện tại.
• Về quản lý mạng: mạng truy nhập có một hệ thống quản lý giúp mạng
hoạt động ổn định linh hoạt với các khả năng chuẩn đoán, khắc phục và sửa lỗi tốt.

1.2. Mạng truy nhập quang FTTx
1.2.1. Giới thiệu
Với sự bùng nổ về nhu cầu băng thông hiện nay, việc triển khai một hệ
thống mạng truy nhập quang đến từng hộ gia đình là một xu thế tất yếu. Đó chính
là mạng FTTH – Fiber to the home (cáp quang đến tận nhà).
FTTx (Fiber To The x) là một kiến trúc mạng trong đó sợi quang được kéo
từ các thiết bị chuyển mạch của nhà cung cấp dịch vụ đến các thuê bao. Ở đây,
“x” được hiểu là một ký hiệu đại diện cho các loại hình mạng khác nhau như
FTTH, FTTC, FTTB, FTTN... Do đó nó có thể thay thế cơ sở hạ tầng cáp đồng
5


hiện tại như dây điện thoại, cáp đồng trục. Đây là một kiến trúc mạng tương đối
mới và đang phát triển nhanh chóng bằng cách cung cấp băng thông lớn hơn cho

người dùng. Hiện nay, công nghệ cáp quang có thể cung cấp đường truyền lên tới
tốc độ 100 Mbps.

6


1.2.2. Phân loại mạng FTTx theo vị trí đặt ONU

Hình 1.2. Phân loại mạng FTTx theo vị trí đặt ONU.

Một cách tổng quan ta có thể nhìn thất rõ sự phân loại hệ thống mạng FTTx
thông qua hình 1.2. Như trong định nghĩa ta có các loại FTTH, FTTB, FTTU,
FTTE… Điểm khác nhau của các loại hình này là vị trí đặt ONU đến thuê bao.
Nếu từ OLU đến ONU (thiết bị đầu cuối người dùng) hoàn toàn là cáp quang thì
người ta gợi FTTH/FTTB.
• FTTH (Fiber To The Home): cáp quang chạy đến tận nhà thuê bao.
• FTTB (Fiber To The Buiding): giống như FTTH nhưng ở đây kéo đến các
tòa nhà cao tầng.
• FTTC (Fiber To The Curb): cáp quang đến một khu vực dân cư. Lúc đó từ
ONU đến thuê bao có thể sử dụng cáp đồng. Trong mô hình này, thiết bị đầu cuối
phía người sử dụng được bố trí trong các ca bin trên đường phố, dây nối tới các
thuê bao vẫn là cáp đồng. FTTC cho phép san xẻ giá thành của một ONU cho một
thuê bao do đó nó có thể hạ thấp được giá thành lắp đặt ban đầu.
Ngoài ra còn có một số loại hình khác như là FTTE (Fiber To The
Exchange), FTTN (Fiber To The Node)…
1.2.3. Phân loại mạng FTTx theo cấu hình
Cấu hình Pointto Point: là kết nối điểm - điểm, có một kết nối thẳng từ nhà
cung cấp dịch vụ đến khách hàng. Trong hệ thống đường quang trực tiếp mỗi sợi
quang sẽ kết nối tới chỉ một khác hàng. Vì sợi quag là sừ dụng riêng rẽ nên cấu
7

hình mạng tương đối đơn giản đồng thời do băng thông không chia sẻ, tốc độ
đường truyền có thể lên rất cao. Quá trình truyền dẫn trên cấu trúc cũng rất an toàn
do toàn bộ quá trình truyền chỉ trên một đường dây vật lý, chỉ có các đầu cuối là
phát và thu dữ liệu, không bị lẫn với các khách hàng khác. Tuy nhiên cấu trúc này
có một nhược điểm cơ bản mà khó có thể phát triển cho quy mô rộng đó là giá
thành đầu tư cho một khách hàng rất cao, hệ thống sẽ trở lên rất cồng kềnh, khó
khăn trong việc vận hành và bảo dưỡng khi số lượng khác hàng tăng lên.
Cấu hình Point to Multipoint: kết nối điểm – đa điểm, một kết nối từ nhà
cung cấp dịch vụ đến nhiều khách hàng thông qua bộ chia spitter. Trong hệ thống
này mỗi đường quang đi từ nhà cung cấp dịch vụ được chia sẻ sử dụng chung cho
một số khách hàng. Sẽ có một đường quang đi đến một nhóm khách hàng ở gần
nhau về mặt địa lý, tại đây đường quang dùng chung này sẽ được chia tách thành
các đường quang riêng biệt đi đến từng khách hàng. Điều này làm giảm chi phí lắp
đặt đường quang riêng biệt đi đến từng khách hàng. Điều này làm giảm chi phí lắp
đặt đường cáp quang và tránh cho hệ thống khi phát triển khỏi cồng kềnh.
So sánh hai cấu hình:
Hai cấu hình mạng Point to Point và cấu hình mạng Point to Multipoints có
nhưng ưu nhược điểm riêng và áp dụng cho người sử dụng khác nhau nhưng cấu
hình Point to Multipoints có nhưng ưu điểm vượt trội để áp dụng vào triển khai
mạng thực tế. Đó là giảm chi phí lắp đặt đường truyền đến thuê bao, giảm các thiết
bị, tận dụng tối đa dung lượng đường truyền. Cấu hình Point to Multipoint là cấu
hình rất phù hợp với hệ thống mạng truy nhập cáp quang.

1.3. Ưu, nhược điểm của mạng FTTx
1.3.1. Ưu điểm
Công nghệ FTTx sử dụng cáp quang nên nó có rất nhiều ưu điểm của hệ
thống quang nói chung.
• Dung lượng lớn: Các sợi quang có khả năng truyền những lượng lớn

thông tin. Với công nghệ hiện nay trên hai sợi quang có thể truyền được đồng thời
60.000 cuộc đàm thoại. Một cáp sợi quang (có đường kính > 2 cm) có thể chứa
được khoảng 200 sợi quang, sẽ tăng được dung lượng đường truyền lên 6.000.000
cuộc đàm thoại. So với các phương tiện truyền dẫn bằng dây thông thường, một
8


cáp lớn gồm nhiều đôi dây có thể truyền được 500 cuộc đàm thoại. Cáp đồng trục
có khả năng với 10.000 cuộc đàm thoại và một tuyến viba hay vệ tinh có thể mang
được 2000 cuộc gọi đồng thời.
• Tính cách điện: Cáp sợi quang làm bằng chất điện môi thích hợp không
chứa vật dẫn điện và có thể cho phép cách điện hoàn toàn cho nhiều ứng dụng. Nó
có thể loại bỏ được nhiễu gây bởi các dòng điện chạy vòng dưới đất hay những
trường hợp nguy hiểm gây bởi sự phóng điện trên các đường dây thông tin như sét
hay những trục trặc về điện.
• Tính bảo mật: Sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi
quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông
thường như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy
thông tin ở dạng tín hiệu quang.
• Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng: Do không chịu ảnh hưởng của hiện
tượng fading và do có tuổi thọ cao nên yêu cầu về bảo dưỡng đối với hệ thống
quang là ít hơn so với các hệ thống khác.
• Tính linh hoạt: Các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết
các dạng thông tin số liệu, thoại và video. Các hệ thống này đều có thể tương thích
với các chuẩn RS.232, RS422,V.35, Ethernet, E1/T1, E2/T2, E3/T3, SONET/SDH,
thoại 2/4 dây.
• Tính mở rộng: Các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể dễ
dàng được mở rộng khi cần thiết. Một hệ thống dùng cho tốc độ số liệu thấp, ví dụ
E1/T1 (2,048 Mbps/1,544 Mbps) có thể được nâng cấp trở thành một hệ thống tốc
độ số liệu cao hơn bằng cách thay đổi các thiết bị điện tử. Hệ thống cáp sợi quang

có thế vẫn được giữ nguyên như cũ.
• Sự tái tạo tín hiệu: Công nghệ ngày nay cho phép thực hiện những đường
truyền thông bằng cáp quang dài trên 70 km trước khi cần tái tạo tín hiệu, khoảng
cách này còn có thể tăng lên tới 150 km nhờ sử dụng các bộ khuếch đại laser.
Ngoài những ưu điểm trên của sợi quang nói chung, công nghệ FTTx còn có một
số ưu điểm khác. Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc
độ download lên đến 10 Gbps, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+. Tốc độ truyền
dẫn với ADSL là không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống.
9


Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau và cho phép
tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính. Tốc độ đi
Internet cam kết tối thiểu của FTTx ≥ 256 Kbps. Ngoài ra, chúng ta có thể thấy rõ
hơn những ưu điểm mới và vượt trội của công nghệ FTTx so với các công.
1.3.2. Nhược điểm
Mạng quang nói chung và công nghệ FTTx nói riêng có rất nhiều ưu điểm
nhưng không tránh khỏi những nhược điểm. Mặc dù sợi quang rất rẻ nhưng chi phí
cho lắp đặt, bảo dưỡng, thiết bị đầu cuối lại rất lớn. Hơn thế nữa, do thiết bị đầu
cuối còn khá đắt cho nên không phải lúc nào hệ thống mạng FTTx cũng phù hợp.
Đối với những ứng dụng thông thường, không đòi hỏi băng thông lớn như lướt
Web, check mail… thì cáp đồng vẫn được tin dùng. Do đó càng ngày người ta
càng cần phải đầu tư nghiên cứu để giảm các chi phí đó. Ngoài ra, mặc dù băng
thông của cáp quang là rất lớn nhưng băng thông dành cho các dịch vụ về game
còn hạn chế.

1.4. Ứng dụng của FTTx
Thông thường, chúng sử dụng các dịch vụ viễn thông như là thoại, truyền
hình, internet một cách riêng biệt. Tức là chúng ta có thể sử dụng dịch vụ thoại của
nhà cung cấp A, truyền hình cáp của nhà cung cấp B, internet của một nhà cung

cấp C. Thậm chí với mỗi nhà cung cấp hay với mỗi một loại hình dịch vụ lại cần
tới một đường dây thuê bao riêng. Điều đó gây những khó khăn nhất định trong
việc thu cước, thiết bị, chất lượng dịch vụ… Trong khi đó, những tính năng vượt
trội của FTTx cho phép sử dụng các dịch vụ này từ một nhà cung cấp duy nhất với
một đường dây thuê bao duy nhất. Điều đó tạo nên sự thuận tiện không chỉ trong
việc nhỏ gọn về thiết bị, đường dây, chi phí mà điều quan trọng là nó mang lại chất
lượng đường truyền tốt nhất. Công nghệ đáp ứng điều đó được triển khai trên nền
mạng FTTx chính là IPTV.
IPTV (Internet Protocol TV) là dịch vụ truyền hình qua kết nối băng rộng
dựa trên giao thức Internet. Đây là một trong các dịch vụ Triple - play mà các nhà
khai thác dịch vụ viễn thông đang giới thiệu trên phạm vi toàn thế giới. Hiểu một
cách đơn giản, Triple - play là một loại hình dịch vụ tích hợp 3 trong 1: dịch vụ
thoại, dữ liệu và video được tích hợp trên nền IP (tiền thân là từ hạ tầng truyền
10


hình cáp). Hãng viễn thông Orange Telecom (France) khá thành công với gói dịch
vụ Orange TV tại Pháp, Hàn Quốc mở rộng IPTV ra cả nước, PCCW thành công
với dịch vụ IPTV tại Hồng Kông, Nokia Siemens Networks triển khai IPTV tại Ba
Lan (4/2007)… IPTV đã và đang phát triển với tốc độ rất nhanh. Theo Telecom
Asia, số thuê bao IPTV ở riêng khu vực châu Á - Thái Bình Dương sẽ gia tăng
75% mỗi năm, đạt 34,9 triệu thuê bao và doanh thu 7 tỷ USD vào năm 2011. Tại
Việt Nam, IPTV đã trở nên khá gần gũi đối với người sử dụng Internet tại Việt
Nam. Các nhà cung cấp như VNPT, FPT, SPT, VTC đã đưa IPTV, VoD... ra thị
trường nhưng ở phạm vi và quy mô nhỏ.
Để sử dụng dịch vụ IPTV, các user có thể thông qua máy vi tính PC hoặc
máy thu hình phổ thông cộng với hộp phối ghép set topbox. IPTV có 2 đặc điểm
cơ bản là: dựa trên nền công nghệ IP và phục vụ theo nhu cầu. Tính tương tác là ưu
điểm của IPTV so với hệ thống truyền hình cáp CATV hiện nay vì truyền hình
CATV tương tự cũng như CATV số đều theo phương thức phân chia tần số, định

trước thời gian và quảng bá đơn hướng (truyền từ một trung tâm đến các máy tivi
thuê bao). Mạng CATV hiện nay chủ yếu dùng cáp đồng trục hoặc lai ghép cáp
đồng trục với cáp quang (HFC) đều phải chiếm dụng tài nguyên băng tần rất rộng.
Hơn nữa kỹ thuật ghép nối modem cáp hiện nay đều sản sinh ra tạp âm. So
với mạng truyền hình số DTV thì IPTV có nhiều đổi mới về dạng tín hiệu cũng
như phương thức truyền bá nội dung. Trong khi truyền hình số thông qua các
menu đã định trước (thậm chí đã định trước hàng tuần, hoặc hàng tháng) để các
user lựa chọn, thì IPTV có thể đề cao chất lượng phục vụ có tính tương tác và tính
tức thời. Người sử dụng (user hoặc viewer) có thể tự do lựa chọn chương trình TV
của mạng IP băng rộng. Với ý nghĩa đúng của phương tiện truyền thông giữa
server và user.
Ngoài ra còn rất nhiều dịch vụ khác như check mail, lướt Web, chat, game
online, xem phim, nghe nhạc trực tuyến, học trực tuyến…

11


1.5. So sánh ADSL và FTTH
Bảng 1. Bảng so sánh ADSL và FTTX
Yếu tố so sánh
Cấu trúc

ADSL
Dày

FTTH
Mỏng - Cáp quang là một loại cáp
làm bằng thủy tinh.Cáp quang dài,
mỏng thành phần của thủy tinh
trong suốt bằng đường kính của

một sợi tóc. Chúng được sắp xếp
trong bó được gọi là cáp quang và
được sử dụng để truyền tín hiệu

Môi trường truyền tínCáp đồng, tín hiệu điện
hiệu
Tốc độ truyền dẫn

trong khoảng cách rất xa.
Cáp Quang, tính hiệu ánh sáng

Không cân bằng (Bất đốiCho phép cân bằng (Đối xứng,
xứng,

Download

>Download = Upload). Công nghệ

Upload). Tối đa 20 Mbps,cho phép tối đa là 10 Gbps.
gói của Gv chỉ 4 Mbps
Tốc độ cam kết rathường không có cam kết >= 512Kbps
Quốc tế
Bảo mật

Thấp, do là cáp đồng tínCao - Cáp được chế tạo là lõi thuỷ
hiệu điện nên có thể bịtinh, tín hiệu truyền là ánh sáng
đánh cắp tín hiệu trênnên hầu như không thể bị đánh cắp
đường dây. Mặt khác -, dễ tín hiệu trên đường dây. Không
ảnh hưởng đến máy chủ và dẫn sét nên có thể đảm bảo an toàn

Chiều dài cáp

hệ thống dữ liệu.
cho dữ liệu cao.
Tối đa 2,5 Km để đạt sự ổnCó thể lên tới 10Km

Độ ổn định

định cần thiết
Bị ảnh hưởng nhiều củaCao - (không bị ảnh hưởng của
môi trường, điện từ…suythời tiết, điện từ, xung điện, sét...).
giảm theo thời gian.TínKhông bị suy hao tín hiệu trong
hiệu suy giảm trong quáquá trình truyền dấn nên có thể đạt
trình truyền dẫn nên chỉ đạtđến tốc độ tối đa.

Độ an toàn điện

được 80% tốc độ cam kết.
Có thể cháy do tín hiệuKhông cháy - Vì không có điện

12


điện, mặt khác lại có thểxuyên qua Cáp quang, vì vậy
truyền dẫn sét

không có nguy cơ hỏa hạn xảy ra.

Khả năng ứng dụng cácKhông phù hợp vì tốc độRất phù hợp vì tốc độ rất cao và có
dịch

vụ

đòi

download và

hỏithấp và chiều upload khôngthể tùy biến tốc độc download và
uploadthể vượt quá 01 Mbps.upload. Modem hỗ trợ Wireless.

đều cao như: HostingModem
server

riêng,

VPN,Wireless.

Video Conferrence…

không

hỗ

trợĐặc biệt hiệu quả với các dịch vụ:
Hosting Server riêng, VPN (mạng
riêng ảo), Truyền dữ liệu, Game
Online, IPTV (truyền hình tương
tác), VoD (xem phim theo yêu
cầu), Video Conferrence (hội nghị
truyền hình), IP Camera

1.6. Kết luận chương
Những phân tích trong Chương 1 đưa ra cái nhìn tổng quan về mạng FTTx.
Đó là một trong những tiềm năng tốt. Nó đem đến chất lượng tốt hơn đối với
không chỉ loại hình dịch vụ truyền thông như thoại, data mà còn cả những dịch vụ
mới như Triple-play. Để tìm hiểu sâu hơn về kiến trúc mạng này chúng ta sẽ
nghiên cứu tiếp Chương 2.

CHƯƠNG 2:
CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG MẠNG
13


TRUY NHẬP QUANG FTTx
2.1. Mạng quang chủ động AON
Để phân phối tín hiệu, mạng quang chủ động sử dụng các thiết bị cần nguồn
điện nuôi để phân tích dữ liệu như một chuyển mạch, router hoặc mulitiplexer. Dữ
liệu từ phía nhà cung cấp của khách hàng nào sẽ chỉ được chuyển đến khách hàng
đó và dữ liệu từ phía khách hàng sẽ tránh được xung đột khi truyền trên đường vật
lý chung bằng việc sử dụng bộ đệm của các thiết bị chủ động.
Từ năm 2007, hầu hết các hệ thống mạng quang chủ động được gọi là
Ethernet chủ động, Ethernet chủ động sử dụng các chuyển mạch Ethernet quang để
phân phối tín hiệu, do đó sẽ kết nối các căn hộ khách hàng với nhà cung cấp thành
một hệ thống mạng Ethernet khổng lồ giống như một mạng máy tính thông thường
ngoại trừ mụch đích của chúng là kết nối các căn hộ và các tòa nhà với các nhà
cung cấp dịch vụ. Mỗi tủ chuyển mạch có thể quản lý tới 1.000 khác hàng, thông
thường là 400 - 500 khách hàng. Các thiết bị chuyển mạch này thực hiện chuyển
mạch và định tuyến dựa vào lớp 2 và lớp 3.
Một nhược điểm lớn của mạng quang chủ động chính là ở thiết bị chuyển
mạch. Với công nghệ hiện tại, thiết bị chuyển mạch bắt buộc phải chuyển tín hiệu

quang thành tín hiệu điện để phân tích thông tin rồi tiếp tục chuyển ngược lại để
truyền đi, điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa có thể trong hệ thống
FTTx. Ngoài ra do đây là những thiết bị chuyển mạch tốc độ cao nên các thiết bị
này có chi phí đầu tư lớn, không phù hợp với việc triển khai đại trà trong mạng
truy nhập.
Hình 2.1 dưới đây mô tả kiến trúc mạng quang chủ động AON. Với mô
hình cáp quang chạy đến từng hộ gia đình, một thuê bao của mạng quang chủ động
hình cây cách trung tâm điều khiển từ xa tới 20 km sẽ được cấp một đường dây
quang riêng đủ để đáp ứng cho băng thông 2 chiều. Cấu trúc mạng này tương tự
như cấu trúc của mạng cáp đồng hiện tại và vẫn dễ dàng cho các nhà cung cấp dịch
vụ đã có sẵn cơ sở hạ tầng. Mạng quang chủ động được hỗ trợ các chuẩn Ethernet
quang và cấu trúc đơn giản và quan trọng nhất nó rất linh hoạt cho sự tăng trưởng
của hệ thống viễn thông trong tương lai. Bởi vì đặc điểm quan trọng của các hệ
14


thống viễn thông là các thiết bị đầu cuối thay đổi rất nhanh chóng nhưng nhưng cơ
sở hạ tầng mạng thì phải tồn tại từ 15 đến 20 năm. Do đó lựa trọn giải pháp nào là
điều rất quan trọng đối với các nhà cung cấp dịch vụ cũng như những kỹ sư thiết
kế hệ thống mạng.

Hình 2.1. Kiến trúc mạng quang chủ động.

2.2. Mạng thụ động PON
2.2.1. Khái niệm mạng quang thụ động
Mạng quang thụ động PON là một mạng quang không có các phần tử điện
phụ hay thiết bị quang điện tử. PON là công nghệ sử dụng các bộ chia quang
(Splitter) để nối tới rất nhiều thiết bị đầu cuối mạng quang. Như vậy, trong PON sẽ
bao gồm: Sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ
lọc, chính nhờ vào cấu trúc như thế mà PON có những ưu điểm đặc trưng như:

• Không yêu cầu cung cấp nguồn điện nên không ảnh hưởng của lỗi nguồn.
• Tạo thành đường truyền thông suốt giữa tổng đài và thuê bao. Làm cho
cấu trúc mềm dẻo hơn vì nó chỉ phụ thuộc vào dạng tín hiệu. Và việc sử dụng linh
kiện thụ động sẽ làm tăng độ tin cậy của hệ thống.
• Chi phí cho khai thác vận hành và bảo dưỡng nhỏ.
• Đối với cấu trúc mạng PON, công suất quang sẽ quyết định số bộ chia
quang. Tín hiệu có băng tần càng lớn, công suất quang càng nhỏ thì mức thu giảm,
vì vậy khả năng chia kênh sẽ bị giảm so với trường hợp tín hiệu băng hẹp. Cho nên

15


để tăng băng tần hệ thống phải áp dụng các công nghệ truyền dẫn tiên tiến như kĩ
thuật thu kết hợp hay kĩ thuật ghép bước sóng.
2.2.2. Đặc điểm chính của hệ thống
• 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.
• 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.
2.2.3. Kiến trúc mạng quang thụ động PON
Cấu trúc mạng PON cơ bản gồm các thành phần là OLT, splitter quang,

ONU/ONT. OLT chính là thiết bị đầu cuối phía nhà sản xuất, có nhiệm vụ kết nối
tất cả các loại dịch vụ lại và truyền tín hiệu thông qua sợi cáp quang. Tín hiệu từ
OLT sẽ đến các splitter quang. Splitter quang được sử dụng để phân chia công suất
từ một sợi duy nhất đến x người sử dụng (x có thể là 32, 64 hoặc 128, điều đó phụ
thuộc vào hệ số chia của splitter) trên một khoảng cách tối đa là 20 km. Để thu
được tín hiệu từ OLT, tại phía người sử dụng cần có các bộ ONU/ONT.

16


Hình 2.2. Kiến trúc chung của mạng quang thụ động PON.

Từ kiến trúc chungở trên, mạng PON còn được triển khai dưới các dạng
kiến trúc như sau:
Trong sơ đồ trên, các thành phần chính của một mạng PON là:
• OLT: Đây là thiết bị kết cuối kênh quang đặt tại Center Office. Nó là
thành phần quan trọng nhất trong hệ thống GPON, cung cấp các giao diện truy
nhập PON cho thiết bị ONU phía người sử dụng và các giao diện khác cho tín hiệu
phía đường lên.
• ONU: Đây là thiết bị lắp đặt tại phía khách hàng. Nó là điểm cuối của
mạng quang FTTH. ONU có nhiệm vụ chuyển tín hiệu quang từ giao diện PON
thành các chuẩn tín hiệu cho các thiết bị mạng, tín hiệu truyền hình, tín hiệu thoại
được sử dụng tại thuê bao.
• ONT: Đây là thiết bị đầu cuối phía người sử dụng, là điểm cuối cùng của ODN.

17


• ODN: Hệ thống phân phối cáp quang tính từ sau OLT đến ONU/ONT.
Cụ thể, hệ thống phân phối quang ODN bao gồm các thành phần sau đây:

- Măng xông quang
- Dây nhảy quang
- Hộp phối quang ODF
• Splitter (bộ chia/ghép quang). Ở đây bộ chia/ghép quang chính là bộ chia
công suất quang. Dùng để chia một tín hiệu quang ở đầu vào thành nhiều tín hiệu ở
đầu ra. Các hệ số chia thông thường là 1:4, 1:8… Đây là bộ chia thụ động tức là
không phải cấp nguồn. Suy hao trong bộ chia phụ thuộc vào hệ số chia. Hệ số chia
càng lớn thì suy hao càng lớn. Với hệ số chia là 1:2 thì suy hao khoảng 3 dB, với
hệ số chia là 1:32 thì suy hao tối thiểu là 15dB. Suy hao này chính là suy hao xen
tạo ra bởi sự chưa hoàn hảo trong quá trình xử lý. Hình 2.3 cho biết nguyên lý
chung của bộ chia công suất quang. Giả sử tại đầu vào có 3 bước sóng λ1 ở đường
xuống, λ2, λ3 ở đường lên, với bộ chia công suất có hệ số chia là 1:2 thì đầu ra có
2 cửa ra, một cửa có bước sóng vào là λ2và bước sóng ra là λ1, một cửa khác lại có
bước sóng vào là λ3và bước sóng ra là λ1.

Hình 2.3. Bộ chia công suất quang.

18


2.2.4. Mô hình mạng 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.
• Mô hình cây
Mỗi thiết bị liên kết điểm nối với một bộ điều khiển trung tâm.
Ưu điểm:
Cấu hình mạng đơn giản và ít tốn kém hơn so với cấu hình mạng lưới, mỗi
thiết bị chỉ cần có một cổng vào, ra dữ liệu.
Nhược điểm:

Sử dụng ít cáp nối hơn mô hình dạng vòng.

Hình 2.4. Mô hình cây.

• Mô hình dạng bus
Trong cấu hình này, một cáp chạy dọc, gọi là cáp đường trục liên kết các
nút mạng, đây là cấu hình liên kết đa điểm (áp dụng cho mạng LAN)
Ưu điểm:
o Thiết lập mạng đơn giản.
o Ít cáp nối hơn so với các cấu hình mạng khác.
Nhược điểm:
o Liên kết mạng bị phá vỡ khi cáp đường trục bị lỗi.
o Xung đột dữ liệu xảy ra trên cáp đường trục khi có 2 liên kết thực hiện
đồng thời, dẫn đến giới hạn khả năng truyền tải dữ liệu trong mạng.

19


Hình 2.5. Mô hình dạng bus.

• Mô hình dạng vòng
Trong mô hình này thực hiện liên kết điểm nối điểm với hai nút kế cận
trong mạng, dữ liệu trong mạng sẽ chạy dọc theo vòng liên kết cho tới khi tới đich.
Ưu điểm:
o Thiết lập cấu hình mạng đơn giản.
Nhược điểm:
o Liên kết trong mạng sẽ bị phá vỡ khi một cổng bị lỗi.

Hình 2.6. Mô hình dạng vòng.

2.2.5. PHÂN LOẠI PON
Xét về kĩ thuật thì mạng PON có thể chia làm 2 loại: thứ nhất là dựa vào kĩ
thuật ghép kênh phân chia theo thời gian sử dụng ở hƣớng down và kĩ thuật truy
cập ghép kênh theo thời gian ở hướng up thì ta có các loại như sau APON/BPON
(ATM PON/Broadband PON, GPON(Gigabit PON) và EPON(Ethernet PON); thứ
hai dựa vào kĩ thuật ghép kênh theo bước sóng thì ta có WDM PON.
2.2.6. Các chuẩn mạng PON
2.2.6.1. APON (ATM Pasive Optical Network)
Mạng quang thụ động ATM. Đây là chuẩn mạng quang thụ động đầu
tiên.Từng được sử dụng chủ yếu cho các ứng dụng thương mại trên nền ATM.
20


2.2.6.2. BPON
Mạng quang thụ động băng rộng BPON( Broadband 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 đường lên và đường xuống, giao thức truy nhập đường 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 các tế bào
ATM. Một khung đường xuống có tốc độ 155Mbit/s hoặc 622 Mbit/s và một tế
bào quản lý vận hành bảo dưỡng lớp vật lý OAM được chèn vào cứ mỗi 28 tế bào
trong kênh. PLOAM có một bít để nhận dạng các tế bào PLOAM. Ngoài ra các tế
bào PLOAM có khả năng lập trình được và chứa thông tin như là băng thông
đường 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. Mỗi một kênh gồm có một tế bào ATM/PLOAM và 24 bit từ mào
đầu. Từ mào đầu mang thông tin về thời gian bảo vệ, mào đầu cho phép đồng bộ
và khôi phục tín hiệu tại OLT, và thông tin nhận dạng điểm kết thúc của từ mào

đầu. Chiều dài của từ mào đầu 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. BPON sử dụng giao thức 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 báo ATM rỗi hoặc làm đầy tất cả đường lên bởi dữ liệu
của ONT. OLT dừng định kỳ việc truyền đường lên do vậy nó có khả năng mời bất
kỳ ONT mới nào tham gia vào hoạt động hệ thống. Các ONT mới phát một bản tin
phúc 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 cách tới mỗi ONT mới
bằng việc gửi tới ONT một bản tin đo cự ly và xác định thời gian bao lâu để thu
được bản tin phúc đáp. 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.

21


2.2.6.3. EPON
EPON được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3. Trong EPON dữ liệu đường xuống
được đóng khung theo khuôn dạng Ethernet. Các khung EPON 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 nhằm xác định duy nhất một ONU MAC. Trong đường lên, các ONU
phát các khung Ethernet trong các khe thời gian đã được phân bổ. ONU sử dụng
giao thức điều khiển đa điểm PDU để gửi các bản tin “Report” yêu cầu băng
thông, trong khi đó OLT gửi bản tin “Gate” cấp phát băng thông cho các 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
ONU hỏi xem chúng có yêu cầu băng thông hay không. Các ONU cũng có thể gửi
“Report” cùng với dữ liệu được phát trong đường lên. Ngoài ra, giao thức DBA
cũng có thể được sử dụng trong EPON để thực hiện cơ chế điều khiển phân bổ

băng thông. Do không có cấu trúc khung thống nhất đối với đường xuống và
đường lên, do vậy trong cấu trúc của EPON, các khe thời gian và giao thức xác
định cự ly là khác so với BPON và GPON. OLT và các ONU duy trì các bộ đếm
cục bộ riêng và tăng thêm 1 sau mỗi 16ns. Mỗi 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 EPON có thể đạt tới 1Gbit/s.
2.2.6.4. GPON
GPON( Gigabit PON) được xây dựng dựa trên BPON và EPON. Mặc dù
GPON 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 Ethernet được gọi là phương
thức đóng gói GPON. GEM là phương thức dựa trên thủ tục đóng 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.
GPON sử dụng cấu trúc khung GTC cho cả hai đường xuống và đường lên.
Khung đường 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

22


sắp đặt băng thông cho ONT gửi dữ liệu trong khung đường lên tiếp theo. Khung
đường lên bao gồm các nhóm khung gửi từ các ONT. Mỗi một nhóm được bắt đầu
với từ mào đầu lớp vật lý mà có chức năng tương tự trong BPON, nhưng cũng bao
hàm tổng hợp các yêu cầu băng thông của các ONT. Ngoài ra, các PLOAM và các
yêu cầu băng thông chi tiết hơn được gửi đi kèm với các nhóm đường lên khi có
yêu cầu từ OLT.
Bảng 2.1. So sánh các chuẩn công nghệ TDMA PON

Đặc tính

Tổ chức chuẩn hóa

Tốc độ dữ liệu
Tỷlệchia(ONUs/PON
)
Mã đường truyền
Số lượng sợi quang

B-PON
G-PON
FSAN và ITU-T SG FSAN và ITU-T SG
15
15
(G.983 series)
(G.983 series)
Down: 155,
Down:155,
622,1244,2488Mbps
622,1244 Mbps
Up:155, 622, 1244
Up:155, 622 Mpbs
Mpbs

E-PON
IEEE802.3
(802.3ah)
Down và Up: 1250
Mpbs

Tối đa 1:64

Tối đa 1:128

Khoảng cách
Chuyển mạch bảo vệ

Scramble NRZ
1 hoặc 2
1310nm cả 2 hướng
hoặc 1490nm xuống
& 1310nm lên
20 km
Có hỗ trợ

Khuôn dạng dữ liệu

ATM

Hỗ trợ TDM

Quan ATM

Scramble NRZ
8B/10B
1 hoặc 2
1
1310nm cả 2 hướng
1490nm xuống &
hoặc 1490nm xuống
1310nm lên

& 1310nm lên
Tối đa 60 km
20 km
Có hỗ trợ
Không hỗ trợ
Không(sử
dụng
GEM và ATM
trực tiếpcáckhung
Ethernet)
Trực tiếp( qua GEM
CES
hoặc ATM0 hoặc CES
Qua TDM hoặc VoIP VoIP
Có (DBA)
Có (ưu tiên 802.1Q)

Bước sóng

Hỗ trợ thoại
Qua ATM
QoS
Có (DBA)
Sửa lỗi hướng tới
Không
trước FEC
Mã hóa bảo mật
AES-128
OADM

PLOAM và ATM

RS (255,239)

Tối đa 1:64

RS (255,239)

AES-128, 192, 256
Không
GTC và ATM/GEM 802.3ah Ethernet
OAM
OAM

2.2.6.5. GEPON

23


Trong tháng 6 năm 2004, công nghệ Ethernet được khuyến nghị dùng cho
mạng truy nhập và có tên là IEEE 802.3ah. Nó được coi là một hệ thống mạng truy
nhập quang tốc độ cao. Do đây là hệ thống mạng PON được tối ưu cho công nghệ
Ethernet nên có tên thường gọi là EPON. Ngoài ra nó còn có thêm tiền tố G là viết
tắt của “Gigabit” nên còn gọi là GEPON.
Một hệ thống GEPON với tỷ lệ chia là 32 có thể cung cấp một băng thông
đối xứng là trên
30 Mbps cho mỗi khách hàng. Băng thông này là đủ để cung cấp các dịch
vụ yêu cầu băng thông lớn như các ứng dụng video cũng như các ứng dụng thoại
và data. Thậm chí với đồng thời 3 luồng video nộ nét cao với dung lượng mỗi
luồng là 6 đến 7 Mbps (tổng cộng là 18 đến 21Mbps) thì vẫn còn đủ dung lượng

cho VoIP và truy cập internet. Dung lượng dành riêng cho VoIP thông thường chỉ
khoảng 64k trên một kênh thoại trong khi truy cập internet tốc độ cao thường giới
hạn ở các mức 512kbps, 1Mbps, 2Mbps, 4Mbps. Băng thông tổng cộng cho cả 3
dịch vụ chỉ khoảng 25Mbps, do đó GEPON là một công nghệ mạng truy nhập lý
tưởng cho việc hỗ trợ đa dịch vụ hiện có và trong tương lai.
Hiện tại, chuẩn GEPON cũng đang được phát triển để có thể hỗ trợ băng
thông tối đa lên tới 10GB và tỉ lệ chia sẻ trên một sợi quang là 1:64.
GEPON có các đặc điểm chính sau đây:
• PON topology
• Tốc độ truyền tối đa 1,25Gbps trên một đường quang và tốc độ tới từng user
có thể thay đổi tùy theo tỷ lệ chia (trên 30Mbps/1 user khi có tỷ lệ chia là 1:32)
• Tín hiệu được gửi và nhận bằng các khung Ethernet.
Trong hệ thống PON, mục đích của việc chia sẻ đường quang cũng như
thiết bị tại phòng máy trung tâm là vì lý do kinh tế. Thêm vào đó, việc gửi và nhận
các tín hiệu bằng khung Ethernet, làm cho hệ thống mạng trở lên đơn giản và giá
thành thấp.
Công suất và dạng sóng của tín hiệu quang được điều chế ở lớp vật lý. Có 2
chuẩn cơ bản là 1000 BASE-PX10 dùng để truyền với khoảng cách tối đa 10km và
1000 BASE-PX20 dùng để truyền với khoảng cách tối đa 20km. Bước sóng truyền
trên sợi quang được quy định dựa trên khuyến nghị ITU-T G.983.3 là 1490nm cho
24


đường xuống và 1310nm cho đường lên, và ta có thể cung cấp thêm dịch vụ truyền
hình quảng bá trên bước sóng 1550nm. Số lượng đầu chia tối đa không được quy
định trong IEEE 802.3ah vì nó phụ thuộc vào suy hao của tín hiệu quang trên thực
tế, và thông thường số lượng đầu chia là 32. GEPON cung cấp 2 octet (16 bit) cho
thành phần định danh liên kết logic (LLID - Link logic ID) và 15 bit dành cho mỗi
một địa chỉ MAC. Vì vậy có thể có hơn 30.000 bộ ONU được sử dụng trong một
mạng PON. Đặc điểm chính của GEPON đó là dữ liệu được truyền nhận bằng các

khung Ethernet có kích thước thay đổi tới 1518 octets. Với dữ liệu downstream,
OLT sẽ broadcast khung Ethernet đến tất cả các ONU trong một mạng PON.
Tuy nhiên phần LLID bao gồm thông tin địa chỉ nhờ đó chỉ có ONU được
đánh địa chỉ mới tiếp nhận khung dữ liệu có địa chỉ MAC của nó, các ONU sẽ loại
bỏ những khung mà không đánh địa chỉ tương ứng với chúng. Ngoài ra việc truyền
dữ liệu upstream dựa trên công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian
(TDMA) để tránh xung đột dữ liệu giữa các ONU. OLT phân phối một cửa sổ
truyền dẫn được gọi là cổng ứng với một ONU. Khi một ONU nhận được một
khung cổng, nó sẽ truyền các khung dữ liệu với tốc độ 1 Gbit/s trong suốt khe thời
gian được đăng ký bởi cổng. Giao thức điều khiển đa điểm (MPCP) quản lý các
cổng được cấp cho mỗi ONU, cổng được yêu cầu từ ONU và được dùng để phát
hiện và đăng ký các ONU với mạng PON. Do đó mỗi ONU chỉ có thể nhận tín
hiệu có địa chỉ ứng với địa chỉ duy nhất của nó nên một thành phần định danh sẽ
được gửi kèm ở đầu khung Ethernet.
2.2.6.6. 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 TDM.
OLT sử dụng một bước sóng riêng rẽ để thông tin với mỗi ONT theo dạng P2P.
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 nhau đã được tìm hiểu để tạo ra các bước sóng
ONU như là:
• Sử dụng các khối quang có thể lắp đặt tại chỗ lựa chọn các bước sóng ONU.
• Dùng các laser điều chính được.
25