báo cáo thực tập Mạng quang thụ động EPON

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

MỤC LỤC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP..........................................................................................1

PHIẾU NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên thực tập : Trương Văn Tuân
Đơn vị thực tập
: Viện Khoa Học Bưu Điện
Thời gian thực tập
: Từ ngày 23/6/2014 đến ngày 18/07/2014
NHẬN XÉT CỦA CƠ SỞ THỰC TẬP
1. Chấp hành nội quy và quy định của cơ quan:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
2. Ý thức học tập:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
3. Quan hệ, giao tiếp tại đơn vị:
………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Xác nhận của cơ quan thực tập

Hà nội, ngày ... , tháng…., năm 2014

(Ký, ghi rõ họ tên và đóng dấu)

Người đánh giá
(Ký và ghi rõ họ tên)

Trương Văn Tuân

1

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
VIỆN KHOA HỌC BƯU ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập Tự do Hanh phúc

ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
(Thời gian thực tập: Từ ngày 23/06/2014 đến ngày 18/07/2014 )
Họ và tên sinh viên: Trương Văn Tuân
Lớp: D10VT5
NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ:
1. Chấp hành kỷ luật: ………………………
2. Ý thức học tập: …………………………
3. Quan hệ, giao tiếp: ……………………..
4. Điểm: …………
CÁC Ý KIẾN KHÁC :
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Ngày….., tháng……, năm 2014
Giáo viên hướng dẫn thực tập
(Ký và ghi rõ họ tên)

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT
Trương Văn Tuân

2

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Chữ viết
tắt
PON
OLT
ONT

Thuật ngữ tiếng anh

Thuật ngữ tiếng việt

Passive Optical Network Optical

Line Terminal
Optical Network
Optical Network Terminal

Mạng quang thụ động
Thiết bị đầu cuối kênh
Thiết bị đầu cuối mạng

ONU

Optical Network Unit Đơn vị mạng
quang

Đơn vị mạng quang

GPON

Gigabit Passive Optical Network

Mạng quang thụ động tốc độ
Gigabit

APON

ATM Passive Optical Network

BPON

PON trên nền ATM

Ethernet Passive Optical Network

Network Mạng quang thụ động
băng thông rộng
Mạng quang thụ động dùng
Ethernet

FTTH
FTTB

WavelengthDivision Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo
bước song
Cáp quang nối tận nhà

Fiber to the Home

Cáp quang tới tòa nhà

FTTC
CO

Fiber To The Building

Cáp quang tới khu dân cư

Fiber To The Curt

Văn phòng trung tâm

EPON

Broadband Passive Optical

WDM

Centre Office

Trương Văn Tuân

3

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Nội dung

Trang

Hình 1.1 Hình 1.1: Mô hình mạng quang thụ động.................................................. 8

Hình 1.2: Cấu hình cơ bản các loại Coupler…………………………………….9
Hình 1.3: Coupler 8x8 được tạo ra từ nhiều Coupler……………………………9
Hình 1.4 C ác mô hình mạng PON………………………………………………11
Hình 1.5: Mạng PON sử dụng một sợi quang………………………..…………13
Hình 2.1: Mô hình kết nối điểm-điểm…………………………………………...15

Hình 2.2: Mô hình kết nối Bus đồng trục……………………………………......15
Hình 2.3: Mô hình kết nối sao…………………………………………………...16
Hình 2.4: Khuôn dạng truyền dữ liệu song công………………………………..18
Hình 2.5: Mô hình tham chiếu lớp vật lý Ethernet………………………………20
Hình 3.1: Lưu lượng hướng xuống trong EPON…………………………...……22
Hình 3.2: Lưu lượng hướng lên trong EPON…………………….......................22
Hình 3.3: Thời gian Round-trip…………………………………………………24
Hình 3.4: Giao thức MPCP-hoạt động của bản tin Gate………………………...25
Hình 3.5: Giao thức MPCP-hoạt động của bản tin Report………………………26
Hình 3.6: Trường Link ID được nhúng trong mào đầu………………………….27
Hình 3.7 a): Hướng xuống trong PtPE………………………………….……….27
Hình 3.7 b): Hướng lên trong PtPE………………………………………………28
Hình 3.8: Cầu giữa các ONU trong PtPE……………………………………......28
Hình 3.9 a): Hướng truyền xuống trong SME…………………………………...29
Hình 3.9 b): Hướng truyền lên trong SME…………………………………........29
Hình 4.1: Mô hình mạng truy cập EPON……………………………………......30
Hình 4.2 : Sự phát lưu lượng trong ONU……………………………………......31
Hình 4.3: Các bước của thuật toán Interleaved Polling…………………………32;33
Hình 4.4 : Các thành phần của trể gói……………………………………..…….36

Trương Văn Tuân

4

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm qua, hạ tầng mạng Viễn thông đã phát triển nhanh cả về công
nghệ và chất lượng cung cấp dịch vụ. Viễn thông đã trải qua một quá trình phát triển
lâu dài với nhiều bước ngoặt trong phát triển công nghệ và phát triển mạng lưới. Việt
Nam cũng như các nước trên thế giới, hiện nay có rất nhiều nhà khai thác Viễn thông
khác nhau với sự đa dạng của công nghệ và cấu hình mạng cũng như cung cấp dịch vụ.
Ngày nay, cùng với sự phát triển chóng mặt của khoa học kỹ thuật đã và đang gặt
hái được rất nhiều những thành công rực rỡ thì những nhu cầu về giải trí, học tập và
nắm bắt thông tin của con người cũng ngày một tăng lên. Do vậy để đáp ứng được hầu
hết các nhu cầu ấy đòi hỏi các nhà khai thác Viễn thông ở Việt Nam cần phải nâng cao
cả về chất lượng và công nghệ. Trong đó, công nghệ EPON có thể được coi là một giải
pháp hàng đầu cho mạng truy nhập với tốc độ cao.
Do những thực tế và suy nghĩ trên, em đã chọn đề tài “Mạng quang thụ động
EPON” làm đề tài cho báo cáo thực tập của mình
Trong quá trình làm đề tài ,mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do trình độ có
hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự phê
bình, hướng dẫn và giúp đỡ của thầy cô và bạn bè .
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Đức Thủy đã tận tình hướng
dẫn em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài này .

Hà Nội, tháng 07 năm 2014
Sinh viên

Trương Văn Tuân

Trương Văn Tuân

5

Lớp D10VT5

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Chương 1: Giới thiệu về mạng truy nhập quang
thụ đông PON
1.1

Giới thiệu chương

Với những ưu điểm vượt trội, mạng quang thụ động PON( Passive Optical
Network) là một sự lựa chọn thích hợp nhất cho mạng truy nhập. Trong chương này sẽ
nói về PON là như thế nào, hoạt động ra sao, cấu trúc của nó cũng như phương thức
được sử dụng để truyền dữ liệu WDM và TDM PON. Từ đó đưa ra ưu và
nhược của từng phương thức.

1.2 Tổng quang về công nghệ PON
Mạng quang thụ động PON (hình 1.1) sử dụng phần tử chia quang thụ động
trong phần mạng phân bố nằm giữa thiết bị đường truyền quang (OLT) và thiết bị kết
cuối mạng quang (ONU). Hoạt động của mạng PON được điều khiển bởi giao thức
truy nhập theo địa chỉ MAC (lớp 2)

Hình 1.1: Mô hình mạng quang thụ động
các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn gọi là
mạng quang ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các bộ Có hai dạng chuyển
mạch khe thời gian đó là chuyển mạch thời gian (T) và 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 mạng PON. Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo
Trương Văn Tuân

6

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền đi trên một sợi quang thông qua bộ
ghép quang, phụ thuộc tín hiệu đó đi theo hướng lên hay uống của PON.

1.3

Bộ tách / ghép quang

Một mạng quang thụ động sử dụng một thiết bị thụ động để tách một tín hiệu
quang từ một sợi quang sang một vài sợi quang và ngược lại. Thiết bị này là
Coupler quang. Để đơn giản, một Coupler quang gồm hai sợi nối với nhau. Tỷ số tách
của bộ tách có thể được điều khiển bằng chiều dài của tầng nối và vì thế nó là hằng số.

Hình 1.2: Cấu hình cơ bản các loại Coupler
Hình 1.2 a có chức năng tách tia cào thành 2 tia ở đầu ra, đây là Coupler Y.
Hình 1.2 b là Coupler ghép các tín hiệu quang tại hai đầu vào thành một tín hiệuại đầu
ra. Hình 1.2c vừa ghép vừa tách quang và gọi là Coupler X hoặc Coupler phân hướng
2x2. Coupler có nhiều hơn hai cổng vào và nhiều hơn hai cổng ra gọi là Coupler hình
sao. Coupler NxN được tạo ra từ nhiều Couper 2x2.

Hình 1.3: Coupler 8x8 được tạo ra từ nhiều Coupler
khe 0 và khe 16 và quá trình đàm thoại bắt đầu. khi có một bên gác máy, quá trình báo
hiệu kết thúc cuộc gọi bắt đầu và kênh thoại cũng như quá trình báo hiệu dành cho
cuộc gọi này chỉ thực sự giải phóng khi bên còn lại gác máy. Trên đây chỉ mô tả
Coupler được đặc trưng bởi các thông số sau:
Trương Văn Tuân

7

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
• Splitting loss (tổn hao tách): Mức năng lượng ở đầu ra của Coupler so với
năng lượng đầu vào (db). Đối với Coupler 2x2 lý tưởng, giá trị này là 3dB. Hình 1.3
minh hoạ hai mô hình 8x8 Coupler dựa trên 2x2 Coupler. Trong mô hình 4 ngăn (hình
a), chỉ 1/6 năng lượng đầu vào được chia ở mỗi đầu ra. Hình (b) đưa ra mô hình hiệu
quả hơn gọi là mạng liên kết mạng đa ngăn. Trong mô hình này mỗi đầu ra nhận được
1/8 năng lượng đầu vào.
• Insertion loss(tổn hao chèn): Năng lượng tổn hao do sự chưa hoàn hảo của
quá trình xử lý. Giá trị này nằm trong khoảng 0,1dB đến 1dB.
• Directivity (định hướng): Lượng năng lượng đầu vào bị rò rỉ từ một cổng
đầu vào đến các cổng đầu vào khác. Coupler là thiết bị định hướng cao với thông số
định hướng trong khoảng 40-50dB. Thông thường, các Coupler được chế tạo chỉ
có một cổng vào hoặc một Combiner (bộ kết hợp). Đôi khi các Coupler 2x2 được
chế tạo có tính không đối xứng cao ( với tỷ số tách là 5/95 hoặc 10/90). Các Coupler
loại này được sử dụng để tách một phần năng lượng tín hiệu, ví dụ với mục đích định
lượng. Các thiết bị như thế này được gọi là “tap coupler”.

1.4 Các đầu cuối mạng PON
• Optical Line Terminal (OLT thiết bị đường truyền quang ): OLT cung cấp giao
tiếp giữa hệ thống mạng truy cập quang thụ động EPON và mạng quang đường
trục của các nhà cung cấp dịch vụ thoại, dữ liệu và video. OLT cũng kết nối đến
mạng lõi của nhà cung cấp dịch vụ thông qua hệ thống quản lý
EMS(Element Management System).
• Optical Network Unit (ONU: thiết bị kết cuối mạng quang): ONU cung cấp

giao tiếp giữa mạng thoại, video và dữ liệu người dùng với mạng PON. Chức
năng cơ bản của ONU là nhận dữ liệu ở dạng quang và chuyển sang dạng phù
hợp với người dùng như Ethernet, POST,T1...
• Element Management System (EMS :hệ thống quản lý ): EMS quản lý các phần
tử khác nhau của mạng PON và cung cấp giao diện đến mạng lõi của các nhà
cung cấp dịch vụ. EMS có chức năng quản lý về cấu hình, đặc tính và bảo mật.

1.5 Mô hình PON
Có một vài mô hình thích hợp cho mạng truy cập như mô hình cây, vòng
- hoặc bus. Mạng quang thụ động PON có thể triển khai linh động trong bất kỳ
mô hình nào nhờ sử dụng một tapcoupler quang 1:2 và bộ tách quang 1:N

Trương Văn Tuân

8

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Hình 1.4 C ác mô hình mạng PON
Ngoài những mô hình trên, PON có thể triển khai trong cấu hình Redundant
Trương Văn Tuân

9

Lớp D10VT5

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
như là vòng đôi hoặc cây đôi hay cũng có thể là một phần của mạng PON được gọi là
trung kế cây. Tất cả sự truyền dẫn trong mạng PON đều được thực hiện giữa OLT và
các ONU. PLT ở tại tổng đài (Central Office), kết nối truy nhập quang đến mạng
đường trục (có thể là mạng IP, ATM hay SONET). ONU ở tại đầu cuối người sử
dụng (trong giải pháp FTTH_Fiber To The Home, FTTB_Fiber To The Building)
hoặc ở tại Curb trong giải pháp FTTC_Fiber To The Cur và có khả năng cung cấp các
dịch vụ thoại, dữ liệu và video băng rộng. Tuỳ theo điểm cuối của tuyến cáp quang
xuất phát từ tổng đài mà các mạng truy nhập thuê bao quang có tên gọi khác nhau như
sợi quang đến tận nhà FTTH, sợi quang đến khu dân cư FTTC...

1.6. WDM và TDM PON
Ở hướng xuống (từ OLT đến ONU), mạng PON là mạng điểm-đa điểm. OLT
chiếm toàn bộ băng thông hướng xuống. Trong hướng lên, mạng PON là mạng đa
điểm-điểm: nhiều ONU truyền tất cả dữ liệu của nó đến một OLT. Đặc tính hướng của
các bộ tách ghép thụ động là việc truyền thông của một ONU sẽ không được nhận biết
bởi các ONU khác. Tuy nhiên các luồng dữ liệu từ các ONU khác nhau được truyền
cùng một lúc cũng có thể bị xung đột. Vì vậy trong hướng lên, PON sẽ sử dụng một vài
cơ chế riêng biệt trong kênh để tránh xung đột dữ liệu và chia sẽ công bằng tài nguyên
và dung lượng trung kế. Một phương pháp chia sẽ kênh ở hướng lên của ONU là sử
dụng ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM, với phương pháp này thì mỗi ONU
sẽ hoạt động ở một bước sóng khác nhau. Giải pháp WDM yêu cầu một bộ thu điều
khiển được hoặc là một mảng bộ thu ở OLT để nhận các kênh khác nhau. Thậm chí
nhiều vấn đề khó khăn cho các nhà khai thác mạng là kiểm kê từng bước sóng của
ONU: thay vì chỉ có một loại ONU, thì có nhiều loại ONU dựa trên các bước sóng
Laser của nó. Mỗi ONU sẽ sử dụng một laser hẹp và độ rộng phổ điều khiển được cho
nên rất đắt tiền. Mặc khác, nếu một bước sóng bị sai lệch sẽ gây ra nhiễu cho các
ONU khác trong mạng PON. Việc sử dụng Laser điều khiển được có thể khắc phục
được vấn đề này nhưng quá đắt cho công nghệ hiện tại. Với những khó khăn như vậy
thì WDM không phải là giải pháp tốt cho môi trường hiện nay. Một số giải pháp khác

dựa trên WDM cũng được đề xuất nhưng giá cả khá cao. Do vậy, TDM PON đã ra đời.
Trong TDM PON, việc truyền đồng thời từ vài ONU sẽ gây ra xung đột khi đến bộ kết
hợp. Để ngăn chặn xung đột dữ liệu, mỗi ONU phải truyền trong cửa sổ (khe thời gian)
truyền của nó. Một thuận lợi lớn của TDM PON là tất cả các ONU có thể hoạt động
cùng một bước sóng, OLT cũng chỉ cần một bộ thu đơn. Bộ thu phát ONU hoạt động ở
tốc độ đường truyền, thậm chí băng thông có thể dùng của ONU thấp hơn. Tuy nhiên,
đặc tính này cũng cho phép TDM PON đạt hiệu quả thay đổi băng thông được dùng
cho từng ONU bằng cách thay đổi kích cở khe thời gian được ấn định hoặc thậm chí sử
dụng ghép kênh thống kê để tận dụng hết băng thông được dùng của mạng PON.
Trong mạng truy cập thuê bao, hầu hết các luồng lưu lượng lên và xuống không
phải là Peer to Peer (user to user). Vì
Trương Văn Tuân

10

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
vậy điều này dường như là hợp lý để tách kênh lên và xuống. Một phương pháp tách
kênh đơn giản có thể dựa trên ghép kênh phân chia không gian(SDM) mà nó tách
PON được cung cấp theo hướng truyền lên xuống. Để tiết kiệm cho sợi quang
và giảm chi phí sửa chữa và bảo quảng, một sợi quang có thể được sử dụng cho
truyền theo hai hướng. Trong trường hợp này, hai bước sóng được dùng là:
hướng lên

=1310nm, hướng xuống

=1550nm. Dung lượng kênh ở mỗi bước

sóng có thể phân phối linh động giữa các ONU.

Hình 1.5: Mạng PON sử dụng một sợi quang
Ghép kênh phân chia theo thời gian là phương pháp được ưu tiên hiện nay
cho việc chia sẽ kênh quang trong mạng truy cập khi mà nó cho phép một bước sóng
đơn ở hướng lên và bộ thu pháp đơn ở OLT đã làm cho giải pháp này có ưu thế hơn về
chi phí đầu tư.

Chương 2: Công Nghệ ETHERNET
2.1 Giới thiệu chương
FASN (Full Service Access Network) (theo ITU G.983) định nghĩa một mạng
truy nhập quang dựa trên công nghệ PON sử dụng ATM (Asynchronous
Transfer Mode) như là giao thức lớp hai của nó. Vào năm 1995, khi mà việc khởi
xướng được bắt đầu, ATM có hy vọng cao để trỡ thành công nghệ thịnh hành trong
mạng. LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) và mạng
đường trục (backbone). Tuy nhiên, cũng từ thời gian đó, công nghệ Ethernet đã đẩy lùi
ATM. Ethernet đã trở thành một chuẩn được chấp nhận phổ biến với trên 320 triệu
cổng triển khai trên toàn thế giới. Việc triển khai Gigabit Ethernet tốc độ cao và họ sản
phẩm 10 Gigabit Ethernet đã trở nên hiện thực. Ethernet dễ dàng triển khai và quản
lý, đang chiến thắng vùng đất mới trong MAN và WAN. Suy cho cùng thì 95% LAN
Trương Văn Tuân

11

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
sử dụng Ethernet nên ATM-PON không thể là lựa chọn tốt nhất cho việc kết nối mạng
Ethernet. Một thiếu sót của ATM là việc hư hỏng và sai lệch của các cell ATM sẽ làm

mất hiệu lực hoàn toàn khung IP. Tuy nhiên các cell còng lại sẽ mang mức của cùng
khung IP sẽ được truyền xa hơn, vì vậy việc chi phối tìa
nguyên mạng là không cần thiết. Ngoài ra, có lẽ điều quan trọng nhất là ATM không
thể đạt được một công nghệ chi phí thấp như mong muốn. Các chuyển mạch ATM và
Card mạng là khá đắt so với chuyển mạch Ethernet và Card mạng Ethernet. Nói một
cách khác, Ethernet là một lựa chọn hợp lý cho mạng truy nhập IP được tối ưu hoá dữ
liệu. Kỹ thuật QoS được chấp nhận mới đã làm cho mạng Ethernet có khả năng cung
cấp thoại, data và video. Kỹ thuật này bao gồm mô hình truyền dẫn song công và sự
ưu tiên (P802.1p). Ethernet là công nghệ với chi phí thấp, phổ biến và phù hợp với
nhiều thiết bị cũ khác nhau. Vì vậy, trong chương này sẽ trình bày tổng quan về kỹ
thuật Ethernet, kiến trúc khung của Ethernet và quan hệ giữa Ethernet với mô hình 7
lớp OSI.

2.2 Tổng quan về Ethernet
Thuật ngữ Ethernet được quy vào họ sản phẩm của mạng LAN thuộc chuẩn 802.3 và
được định nghĩa như là một giao thức CSMA/CD (Carrier Sence Multiple
Access/Collision Detect). Hiện tại có 4 tốc độ dữ liệu được định nghĩa cho hoạt
động trên cáp sợi quang:
• 10Mps-10Base-T Ethernet.
• 100Mbps-Fast Ethernet.
• 1000Mbps-Gigabit Ethernet.
• 10000Mbps-10Gigabit Ethernet

2.3 Các phần tử của mạng Ethernet

Nhiều giao thức và công nghệ khác nhau được đưa ra nhưng Ethernet vẫn
tồn tại như là một công nghệ LAN bởi giao thức của nó có những đặc tính sau:
• Dễ hiểu, dễ thực hiện, dễ quản lý và bảo dưỡng.
• Cho phép triển khai mạng với chi phí thấp.
• Cung cấp nhiều mô hình linh hoạt cho việc cài đặt mạng.

• Bảo đảm kết nối thành công và hoạt động theo tiêu chuẩn của sản phẩm,
bất chấp nhà chế tạo..

2.4 Kiến trúc mô hình mạng Ethernet
Mạng LAN Ethernet bao gồm các node mạng và phương tiện liên kết. Các
node mạng nằm trong hai lớp chính:
• DTE (Data Terminal Equipment): là thiết bị nguồn hay đích của khung dữ liệu.
Các thiết bị DTE điển hình như PC, trạm làm việc, file server hoặc print server
như là một nhóm ở trạm đầu cuối.
• DCE (Data Communication Equipment): là các thiết bị mạng trung gian có
nhiệm vụ nhận và chuyển tiếp các khung dữ liệu thông qua mạng. DCE có thể là
Trương Văn Tuân

12

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
các thiết bị Standalone như là bộ lặp, bộ chuyển mạch hay các thiết bị
giao tiếp truyền thông như là Card giao tiếp.
Các thiết bị mạng trung gian Standalone được xem như là một node trung
gian hoặc DCE. Card giao tiếp mạng được xem như là một NIC (Network Interface
Card).

2.5 Quan hệ vật lý giữa IEEE802.3 và mô hình tham chiếu OSI
Mạng LAN có nhiều mô hình kiến trúc khác nhau, nhưng bất chấp sự rắc rối
và kích cở của nó, tất cả đều kết hợp từ ba kiến trúc kết nối cơ bản: Kiến trúc đơn giản
nhất là kết nối điểm-điểm (hình 3.1). Chỉ 2 đơn vị mạng được kết nối với nhau và kết
nối này có thể là DTE với DTE, DTE với DCE, DCE với DCE. Dây cáp trong kết nối

điểm điểm được gọi là network link. Chiều dài cho
phép lớn nhất của cáp phụ thuộc vào kiểu cáp và phương thức truyền được sử dụng.

Hình 2.1: Mô hình kết nối điểm-điểm
Mạng Ethernet cơ sở được thực hiện với kiến trúc bus cáp đồng trục (hình 2.2).
Chiều dài của Segment (đoạn) được giới hạn ở 500m và có thể kết nối 100 trạm vào
một Segment. Từng Segment có thể kết nối với các trạm lặp, miễn là nhiều đường
không tồn tại giữa hai trạm bất kỳ trên mạng và số lượng DTE không vượt quá giá trị
qui định.

Hình 2.2: Mô hình kết nối Bus đồng trục
Mặc dầu những mạng mới không được kết nối trong cấu hình bus nhưng một
vài mạng bus cũ vẫn tồn tại và vẫn được sử dụng hữu ích. Từ đầu thập niên 90, cấu
hình mạng được lựa chọn là mô hình kết nối sao (hình 3.3). Đơn vị mạng rung tâm là
bộ lặp đa cổng (còn gọi là Hub) hoặc là một chuyển mạch mạng. Tất cả kết nối trong
mạng sao là kết nối điểm điểm được thực hiện với cáp sợi quang.
Trương Văn Tuân

13

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Hình 2.3: Mô hình kết nối sao

2.6 Lớp con MAC Ethernet
Lớp con MAC có hai chức năng chính:
• Đóng gói dữ liệu kể cả đóng khung trước khi truyền, phân tích và dò lỗi

trong suốt và sau khi nhận khung.
• Điều khiển truy nhập phương tiện bao gồm khởi tạo một sự truyền khung
và phục hồi lại sự truyền bị hỏng.

2.6.1 Dạng khung cơ bản của Ethernet
Chuẩn 802.3 định nghĩa dạng khung dữ liệu cơ bản được yêu cầu cho tất cả
sự thi hành của MAC, cộng thêm một vài khuôn dạng để chọn bổ sung mà được sử
dụng để mở rộng giao thức. Dạng khung dữ liệu cơ sở gồm có 7 trường:

• PRE (Preamble): gồm có 7 byte. PRE là các mức logic 0 và 1 xen kẻ nhau
để báo cho trạm nhận khung dữ liệu đang đến và cung cấp phương tiện để đồng bộ
mức thu nhận khung của lớp vật lý bên nhận với luồng bit đến.
• DA (Destination Address): trường DA xác định trạm sẽ nhận khung. Một
Trương Văn Tuân

14

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
bit ngoài cùng bên trái chỉ định có phải là địa chỉ của một địa chỉ cá nhân ( chỉ định bởi
0) hoặc của một nhóm địa chỉ (chỉ định bởi 1). Bit thứ hai kể từ bên trái chỉ định
mứt 0 hoặc điều hành nội bộ (chỉ định mứt 1), 46 bit còn lại là một nhóm các trạm
hoặc tất cả các trạm trên mạng.
• SA( Source Address): 6 byte: trường SA xác định trạm nguồn (trạm
gởi).Trường SA luôn là địa chỉ duy nhất và bit đầu tiên bên trái luôn ở mức 0.
• Length/Type -4byte: Trường này chỉ định số byte dữ liệu của lớp con
MAC-Client mà được chứa trong trường dữ liệu của khung hoặc kiểu ID khung
nếu khung được tập hợp sử dụng một dạng khung lựa chọn. Nếu giá trị

của trường Length/Type ít hơn hoặc bằng 1500, số byte của LLC trong trường
dữ liệu bằng giá trị của trường Length/Type. Nếu lớn hơn 1536, khung này là
một kiểu khung lựa chọn và giá trị của trường Length/Type chỉ định kiểu
của khung sẽ được gởi và nhận.
• Data: Là sự nối tiếp của n byte giá trị bất kỳ với n 1500. Nếu chiều dài
của trường dữ liệu nhỏ hơn 46, trường dữ liệu phải được mở rộng bằng cách thêm một
filler thích hợp để mang trường dữ liệu dài 46 byte.
• FCS(Frame Check Sequence): 4 byte: trường này chứa một giá trị 32 bit
kiểm tra độ dư vòng được tạo bởi lớp MAC bên gởi và được tính toán lại ở lớp MAC
bên thu để kiểm tra độ hư hại của khung. FCS được phát trên các trường
DA,SA, Length/Type và Data.

2.6.2 Sự truyền khung dữ liệu
Bất cứ lúc nào, một trạm MAC đầu cuối nhận một yêu cầu truyền khung kèm
theo địa chỉ và thông tin dữ liệu từ lớp con LLC, lớp MAC bắt đầu truyền một cách
tuần tự bằng cách truyền thông tin LLC vào bộ đệm khung lớp MAC
• Việc định ranh giới mào đầu khung được chèn vào trường PRE và SOF.
• Địa chỉ nguồn và đích được chèn vào trường địa chỉ.
• Số byte dữ liệu LLC được tính và chèn vào trường Length/Type.
• Số byte dữ liệu LLC được chèn vào trường dữ liệu. Nếu lượng byte dữ liệu
LLC nhỏ hơn 46 thì phải đệm thêm để trường dữ liệu dài 46byte.
• Một giá trị FCS được phát trên trường DA, SA, Length/Type, data và được gán
vào phần sau của trường dữ liệu.
Sau khi khung được tập hợp, quá trình phát khung phụ thuộc vào lớp MAC hoạt động
ở chế độ đơn công hay song công. Chuẩn IEEE 802.3 hiện tịa yêu cầu tất cả các lớp
MAC Etherhet hỗ trợ hoạt động ở chế độ đơn công, trong chế độ này lớp MAC có thể
truyền và nhận khung nhưng không thể thực hiện cả hai. Ở chế độ hoạt động song
công cho phép lớp MAC có thể đồng thời truyền và nhận khung

Trương Văn Tuân

15

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.6.2.1 Truyền đơn công phương thức truy nhập CSMA/CD
Giao thức CSMA/CD được bắt đầu phát triển như là một phương thức để hai
hoặc nhiều trạm có thể chia sẽ chung một phương tiện trong một môi trường không
chuyển mạch khi giao thức không yêu cầu xử lý tập trung, truy nhập Token hoặc ấn
định khe thời gian để cho biết khi nào một trạm sẽ được phép truyền. Mỗi Ethernet
MAC tự quyết định khi nó sẽ được phép gởi khung dữ liệu.
• Carrier sense: mỗi trạm liên tục lắng nghe lưu lượng trên cáp để xác định
khi nào khoảng trống giữa các khung truyền xãy ra.
• Multiple Access: các trạm có thể bắt đầu truyền bất cứ lúc nào nó dò thấy
mạng rỗi.
• Collision detect: nếu hai hoặc nhiều trạm trong cùng mạng CSMA/CD bắt đầu
truyền cùng một lúc, thì các luồng bit này sẽ bị xung đột xãy ra trước khi nó
hoàn thành việc gởi dữ liệu. Nó phải ngưng truyền ngay khi phát hiện xung đột
và phải đợi đến một khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi sẽ thử truyền lại.

2.6.2.2 Truyền song công-một cách tiếp cận để hiệu quả mạng cao hơn.
Sự hoạt động song công là một khả năng lựa chọn MAC cho phép truyền
đồng thời theo hai hướng tông qua kết nối điểm điểm. Truyền song công về mặt chức
năng là đơn giản hơn truyền đơn công bởi vì nó không tranh chấp phương tiện truyền
thông, không xung đột, không phải truyền lại và không caan fbit mở rộng trong các
khung ngắn. Kết quả là không những chỉ có nhiều thời gian cho việc truyền tải
dữ liệu mà còn gấp đôi hiệu quả băng thông vì mỗi đường có thể hổ trợ tốc độ cao nhất

và truyền đồng thời theo hai hướng.
Quá trình truyền thường bắt đầu ngay khi khung sẵn sàng để gởi. Chỉ có một
giới hạn là phải có một khoảng trống IFG(InterFrame Gap) giữa các khung liên tiếp
(hình 3.7) và mỗi khung phải phù hợp với dạng khung Ethernet chuẩn.

Hình 2.4: Khuôn dạng truyền dữ liệu song công

Trương Văn Tuân

16

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

2.7. Lớp vật lý Ethernet
Các thiết bị Ethernet chỉ được sử dụng ở dưới của lớp 2 trong ngăn giao thức OSI,
thiết bị điển hình được sử dụng như Card giao tiếp mạng (NIC). Các NIC khác nhau
được xác định dựa trên thuộc tính lớp vật lý. Việc đặt tên qui ước là một sự sâu chuỗi
của ba thuật ngữ xác định tốc độ truyền, phương pháp truyền và phương tiện mã hoá
tín hiệu. Ví dụ:
• 10 Base-T = 10 Mbps, băng thông cơ sở, trên 2 cáp xoắn đôi.
• 100 Base-T2 = 100 Mbps, băng thông cơ sở, trên 2 cáp xoắn đôi.
• 100 Base-T4 = 100 Mbps, băng thông cơ sở, trên 4 cáp xoắn đôi.
• 1000 Base-LX = 1000 Mbps, bước sóng dài trên cáp sợi quang.

2.8 Quan hệ giữa lớp vật lý Ethernet và mô hình tham chiếu ISO

Mặc dầu mô hình vật lý cụ thể của lớp vật lý có thể thay đổi từ phiên bản này

sang phiên bản khác nhưng tất cả Ethernet NIC nói chung đều tương thích với mô hình
được minh hoạ trong hình 2.8. Lớp vật lý đối với từng tốc độ truyền được phân thành
các lớp con độc lập với kiểu phương tiện truyền thông riêng biệt và lớp con
theo kiểu phương tiện truyền thông hay mã hoá tín hiệu.
• Lớp con Reconciliation (hoà giải ) và MII (Media Independent Interface)
cung cấp kết nối logic giữa lớp con MAC và tập hợp khác nhau của lớp phụ thuộc
phương tiện. MII và GMII được định nghĩa với các đường dẫn dữ liệu thu và phát
riêng biệt ở tốc độ dữ liệu là 10 Mbps (độ rộng là 1 bit), với tốc độ 100Mbps (độ
rộng là 4 bit), với tốc độ là 1000 Mbps(độ rộng là 8 bit). Giao tiếp độc lập phương tiện
(MII) và lớp con Reconciliation có chung từng tốc độ truyền của nó và được cấu hình
cho hoạt động song công.
• Lớp con mã hoá vật lý phụ thuộc phương tiện(PCS): cung cấp logic cho
mã hoá, ghép kênh và đồng bộ của luồng dữ liệu đi cũng như sựu liên kết mã tách kênh
và giải mã cho dữ liệu đến.
• Lớp con PMA(Physical Medium Attachment): chứa tín hiệu thu và phát
cũng như phục hồi đồng hồ cho luồng dữ liệu thu.
• MDI (Medium Dependent Interface): là bộ kết nối cáp giữa tín hiệu thu
nhận và đường truyền.
• Auto-negotiation Sublayer cho phép NIC ở mỗi đầu cuối đường truyền
trao đổi thông tin về khả năng riêng có của nó, sau đó thương lượng và chọn lựa mô
hình hoạt động thuận lợi nhất mà cả hai mô hình đều có thể hổ trợ. Auto-negotiation là
một tuỳ chọn trong Ethernet trước đây và được uỷ thác phiên bản sau. Phụ thuộc vào
kiểu mã hoá tín hiệu được sử dụng và cấu hình đường truyền
như thế nào mà PCS và PMA có thể hoặc không thể hổ trợ hoạt động song công

Trương Văn Tuân

17

Lớp D10VT5

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Hình 2.5: Mô hình tham chiếu lớp vật lý Ethernet

Chương 3: Mạng truy nhập quang thụ đông
ETHERNET –EPON
3. 1 Giới thiệu chương
Việc vượt trội về khả năng truyền dữ liệu của mạng quang thụ động PON là
không phủ nhận, nhưng để khai thác tối đa khả năng của nó thì còn tuỳ thuộc vào công
nghệ được lựa chọn trong truyền tải. Chương này trình bày sự kết hợp cộng nghệ
Ethernet trong mạng truy nhập quang thụ động gọi tắt EPON, và đưa ra
nguyên lý truyền,lợi ích của nó và EPON với kiến trúc IEEE 802, giao thức điều khiển
đa điểm MPCP(Multi Point Control Protocol)

3.2 Lợi ích của mạng truy cập quang thụ động Ethernet _ PON
EPON là sự kết hợp giữa mạng truy cập quang thụ động PON và kỷ thuật
Ethernet nên nó mang ưu điểm của cả hai công việc này. Việc triển khai EPON
mang lại lợi ích rất to lớn bao gồm:
• Băng thông cao hơn: EPON sẽ cung cấp băng thông cao nhất cho người
dùng trong bất kỳ hệ thống truy cập quang thụ động nào. Tốc độ lưu lượng hướng
xuống là 1Gbps và lưu lượng lên từ 64 ONU có thể vượt quá 800 Mbps. Với khả
năng cung cấp băng thông rất lớn như vậy, EPON có một số lợi ích sau:
 Số lượng thuê bao trên một mạng PON lớn.
Trương Văn Tuân

18

Lớp D10VT5

Báo cáo thực tập tốt nghiệp
 Băng thông trên mỗi thuê bao nhiều.
 Khả năng cung cấp video.
 Chất lượng dịch vụ tốt hơn.
• Chi phí đầu tư thấp hơn: Hệ thống EPON đang khắc phục giữa chi phí và
hiệu suất bằng sợi quang và các lênh kiện Ethernet. EPON cung cấp các chức năng và
đặc tính sợi quang với giá có thể so sánh được với DSL và cáp đồng T1s. Hơn nữa,
việc giảm chi phí đạt được nhờ kiến trúc đơn giản, hiệu quả hoạt động cao và chi phí
bảo dưỡng thấp. EPON chuyển giao những cơ hội giảm giá sau:
 Loại trừ những phần tử ATM và SONET phức tạp và đắc đỏ.
 Các lênh kiện quang thụ động sống lâu đã giảm được chi phí bảo dưỡng
 Những giao diện Ethernet chuẩn loại trừ nhu cầu cho DSL và Modem cáp
bổ sung.
Nhiều lợi nhuận hơn: EPON có thể hổ trợ đồng thời các dịch vụ thoại, dữ
liệu và video, cho phép nhà cung cấp nâng cao dịch vụ băng rộng và linh hoạt.
Ngoài ra, nó cũng cung cấp các dịch vụ truyền thống như POST, T1, 10/100 BaseT,
hổ trợ các dịch vụ trên nền ATM, TDM(Time Division Multiplexing) và
SONET.

3.3 Mạng truy cập quang thụ động EPON
EPON là mạng dựa trên mạng PON mà nó mang lưu lượng dữ liệu được đóng
gói vào khung Ethernet. Nó sử dụng chuẩn mã đường truyền 8b/10b (8 bit người
dùng được mã hoá như 10 bit đường truyền ) và hoạt động ở tốc độ chuẩn của
Ethernet.

3.3.1 Nguyên lý hoạt động
Chuẩn IEEE 802.3 định nghĩa hai cấu hình cơ bản cho một mạng Ethernet.
Một cấu hình trong đó các trạm sử dụng chung môi trường truyền dẫn với giao thức đa

truy cập sóng mang có phát hiện xung đột (CSMA/CD) và cấu hình còn lại, các trạm sẽ
giao tiếp với nhau thông qua một chuyển mạch sử dụng các tuyến kết nối điểm- điểm
và song công. Tuy nhiên, EPON có một số đặc tính mà khiến cho nó không thể triển
khai trên một trong hai cấu hình này mà thay vào đó ta phải kết hợp cả hai. Ở hướng
xuống, EPON hoạt động như một mạng quảng bá. Khung Ethernet được truyền bởi
OLT qua bộ chia quang thụ động đến từng ONU ( với N trong khoảng từ 4 đến
64). ONU sẽ lọc bỏ các gói tin không phải là của nó nhờ vào địa chỉ MAC(Media
Access Control) trước khi truyền các gói tin còn lại đến người dùng.

Trương Văn Tuân

19

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
• Hình 3.1.

Hình 3.1: Lưu lượng hướng xuống trong EPON
• Ở hướng lên, vì đặc tính định hướng của bộ kết hợp quang thụ động, khung
dữ liệu từ bất kỳ ONU nào chỉ đến OLT và không đến các ONU khác. Trong trường
hợp đó, ở hướng lên: đặc tính của EPON giống như kiến trúc điểm- điểm. Tuy
nhiên, không giống như mạng điểm - điểm thật sự, các khung dữ liệu trong EPON từ
các ONU khác nhau được truyền đồng thời vẫn có thể bị xung đột. Vì vậy, ở hướng
lên (từ người dùng đến mạng), ONU cần sử dụng một vài cơ chế tránh xung đột dữ
liệu và chia sẽ dung lượng kênh quang hợp lý. Ở đây, luồng dữ liệu hướng lên được
phân bố theo thời gian.
Hình 3.2

Hình 3.2: Lưu lượng hướng lên trong EPON
Nếu không có khung nào trong bộ đệm để điền vào khe thời gian thì 10 bit
đặc tính rỗng sẽ được truyền. Sự sắp xếp định vị khe thời gian hợp lý có thể định vị
tĩnh (TDMA cố định) hoạt động dựa vào hàng đợi tức thời trong từng ONU (thực hiện
thống kê ). Có nhiều mô hình định vị như là định vị dựa vào quyền ưu tiên của dữ liệu,
dựa vào chất lượng dịch vụ QoS hay dựa vào mức dịch vụ cam kết (SLAs :Service
Level Agreements).
Trương Văn Tuân

20

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

3.3.2 Giao thức điều khiển đa điểm MPCP(Multi Point Control
Protocol)
Để hổ trợ việc định vị khe thời gian bởi OLT, giao thức MPCP đang được
nhóm IEEE 802.3ah phát triển. MPCP không xây dựng một cơ chế phân bổ băng tần
cụ thể, mà thay vào đó, nó là một cơ chế hổ trợ thiết lập các thuật toán phân bổ băng
tần khác nhau trong EPON. Giao thức này dựa vào hai bản tin Ethernet: Gate và
Report. Bản tin Gate được gởi từ OLT đến ONU để ấn định một khe thời gian truyền.
Bản tin Report được ONU sử dụng để truyền đạt các thông tin về trạng thái hiện tại của
nó (như mức chiếm dữ của bộ đệm) đến OLT, giúp OLT có thể phân bổ khe thời gian
một cách hợp lý. Cả hai bản tin Gate và Report đều là các khung điều khiển MAC (loại
88-08) và được xử lý bởi lớp con điều khiển MAC. Có hai mô hình hoạt động của
MPCP: tự khởi tạo và hoạt động bình thường. Trong mô hình tự khởi tạo được dùng
để dò các kết nối ONU mới, nhận biết trễ Round-trip và địa chỉ MAC của ONU đó.
Trong mô hình bình thường được dùng để phân bổ cơ hội truyền dẫn cho tất cả các

ONU được khởi tạo. Từ nhiều ONU có thể yêu cầu khởi tạo cùng một lúc, mô hình
khởi tạo tự động là một thủ tục dựa vào sự cạnh tranh. Ở lớp cao hơn nó làm việc như
sau:
1. OLT chỉ định một khe khởi tạo, một khoảng thời gian mà không có ONU
khởi tạo trước nào được phép truyền. Chiều dài của khe khởi tạo này phải tối thiểu
là: <transmission size> + <maximum round-trip time> - time>; với <transmission size> là chiều dài của cửa sổ truyền mà một ONU không
khởi tạo có thể dùng.
2. OLT gởi một bản tin khởi tạo Gate báo hiệu thời gian bắt đầu của khe
khởi tạo và chiều dài của nó. Trong khi chuyển tiếp bản tin này từ lớp cao hơn đến lớp
MAC, MPCP sẽ gán nhãn thời gian được lấy theo đồng hồ của nó.
3. Chỉ các ONU chưa khởi tạo mới đáp ứng bản tin khởi tạo Gate. Trong lúc
nhận bản tin khởi tạo Gate, một ONU sẽ thiết lập thời gian đồng hồ của nó theo nhãn
thời gian đến trong bản tin khởi tạo Gate.
4. Khi đồng hồ trong ONU đến thời gian bắt đầu của khe thời gian khởi tạo
(cũng được phân phối trong bản tin Gate), ONU sẽ truyền bản tin của chính
nó (khởi tạo Report). Bản tin Report sẽ chứa địa chỉ nguồn của ONU và nhãn thời gian
tượng trưng cho thời gian bên trong của ONU khi bản tin Report được gởi.
5. Khi OLT nhận bản tin Report từ một ONU chưa khởi tạo, nó nhận biết
địa chỉ MAC của nó và thời gian Round-trip. Như được minh họa ở hình 3 .3, thời gian
Round-trip của một ONU là thời gian sai biệt giữa thời gian bản tin Report được
nhận ở OLT và nhãn thời gian chứa trong bản tin Repor.

Trương Văn Tuân

21

Lớp D10VT5

Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Hình 3.3: Thời gian Round-trip
Từ nhiều ONU chưa khởi tạo, có thể đáp ứng cùng bản tin khởi tạo Gate, bản
tin Report có thể xung đột. Trong trường hợp đó, bản tin Report của ONU bị xung đột
sẽ không thiết lập bất kỳ khe nào cho hoạt động bình thường của nó. Nếu như ONU
không nhận được khe thời gian trong khoảng thời gian nào đó, nó sẽ kết luận rằng sự
xung đột đã xãy ra và nó sẽ thử khởi tạo lại sau khi bỏ qua một số bản tin khởi tạo Gate
ngẫu nhiên. Số bản tin bỏ được chọn ngẫu nhiên từ một khoảng thời gian gấp đôi sau
mỗi lần xung đột. Dưới đây chúng ta mô tả hoạt động bình thường của MPCP:
1. Từ lớp cao hơn (MAC control client), MPCP trong OLT đưa ra yêu cầu
để truyền bản tin Gate đến một ONU cụ thể với các thông tin như sau: thời điểm
ONU bắt đầu truyền dẫn và thời gian của quá trình truyền dẫn (hình 3.4).

Trương Văn Tuân

22

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp

Hình 3.4: Giao thức MPCP-hoạt động của bản tin Gate
2 Trong lớp MPCP (của cả OLT và ONU) duy trì một đồng hồ. Trong khi
truyền bản tin Gate từ lớp cao hơn đến lớp MAC, MPCP sẽ gán vào bản tin này nhãn
thời gian được lấy theo đồng hồ của nó.
3. Trong khi tiếp nhận bản tin Gate có địa chỉ MAC phù hợp (địa chỉ của
các bản tin Gate đều là duy nhất), ONU sẽ ghi lên các thanh ghi trong nó thời gian bắt
đầu truyền và khoảng thời gian truyền. ONU sẽ cập nhật đồng hồ của nó theo thời gian

lưu trên nhãn của bản tin Gate nhận được. Nếu sự sai biệt đã vượt quá ngưỡng đã được
định trước thì ONU sẽ cho rằng, nó đã mất sự đồng bộ và sẽ tự chuyển vào mode chưa
khởi tạo. Ở mode này, ONU không được phép truyền. Nó sẽ chờ đến bản tin Gate khởi
tạo tiếp theo để khởi tạo lại.
4. Nếu thời gian của bản tin Gate được nhận gần giống với thời gian được
lưu trên nhãn của bản tin Gate, ONU sẽ cập nhật đồng hồ của nó theo nhãn thời gian.
Khi đồng hồ trong ONU chỉ đến thời điểm bắt đầu của khe thời gian truyềndẫn, ONU
sẽ bắt đầu phiên truyền dẫn. Quá trình truyền dẫn này có thể chứa nhiều khung
Ethernet. ONU sẽ đảm bảo rằng không có khung nào bị truyền gián đoạn. Nếu phần
còn lại của khe thời gian không đủ cho khung tiếp theo thì khung này sẽ được để lại
cho khe thời gian truyền dẫn tiếp theo và để trống một phần không sử dụng trong khe
thời gian hiện tại. Bản tin Report sẽ được ONU gởi đi trong cửa sổ truyền dẫn gán cho
nó cùng với các khung dữ liệu. Các bản tin Report có thể được gởi một cách tự động
hay theo yêu cầu của OLT. Các bản tin Report được tạo ra ở lớp trên lớp điều khiển
MAC (MAC Control Client) và được gán nhãn thời gian tại lớp điều khiển MAC (Hình
3.5). Thông thường Report sẽ chứa độ dài yêu cầu cho khe thời gian tiếp theo dựa trên
độ dài hàng đợi của ONU. Khi yêu cầu một khe thời
Trương Văn Tuân

23

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
gian, ONU cũng có tính đến cả các phần mào đầu bản tin, đó là các khung mào đầu 64
bit và khung mào đầu IFG 96 bit được ghép vào trong khung dữ liệu.

Hình 3.5: Giao thức MPCP-hoạt động của bản tin Report
Khi bản tin Report đã được gán nhãn thời gian đến OLT, nó sẽ đi qua lớp

MAC (lớp chịu trách nhiệm phân bổ băng tần). Ngoài ra, OLT cũng sẽ tính lại chu
trình đi và về với mỗi nguồn ONU như trong hình 2.8. Sẽ có một số chênh lệch nhỏ
của RTT mới và RTT được tính từ trước bắt nguồn từ sự thay đổi trong chiết suất của
sợi quang do nhiệt độ thay đổi. Nếu sự chênh lệch này là lớn thì OLT sẽ được cảnh
báo ONU đã mất đồng bộ và OLT sẽ không cấp phiên truyền dẫn cho ONU cho đến
khi nó được khởi tạo lại. Hiện nay giao thức MPCP vẫn đang tiếp tục được xây dựng
và phát triển bởi nhóm 802.3ah của IEEE. Đây là nhóm có nhiệm vụ phát triển và đưa
ra các giải pháp Ethernet cho các thuê bao của mạng truy nhập.

3.3.3 EPON với kiến trúc 802
Kiến trúc IEEE 802 định nghĩa hai phương thức: Share Medium và song
công. Trong phuơng thức chia sẽ trung gian (Share Medium), tất cả các trạm được kết
nối đến miền truy nhập đơn, ở đó phần lớn một trạm có thể phát tại một lúc và tất cả
các trạm có thể nhận bất cứ lúc nào. Trong phương thức song công, đó là sự kết nối
PtP kết nối hai trạm và cả hai trạm có thể phát và nhận đồng thời. Dựa vào định nghĩa
đó, các cầu không bao giờ chuyển tiếp khung quay trở lại cổng vào của nó. Nói khác,
nó cho rằng tất cả các trạm được kết nối đến cùng một cổng của cầu và có thể truyền
thông với nhau mà không cần thông qua cầu. Phương thức này đã tạo ra khả năng các
người dùng được

Trương Văn Tuân

24

Lớp D10VT5


Báo cáo thực tập tốt nghiệp
kết nối đến các ONU khác nhau trong cùng mạng PON và có thể truyền thông với
nhau mà dữ liệu không cần xử lý ở lớp 3 hoặc lớp cao hơn.Để giải quyết vấn đề này và

đảm bảo thích hợp với các mạng Ethernet khác, các thiết bị gắn liền với EPON sẽ có ở
lớp con thêm vào, dựa trên cấu hình của nó sẽ chọn Share Medium hoặc Point to Point
Medium. Lớp con này được xem như là
lớp con Share Medium Emulation (PtPE). Lớp con này phải ở dưới lớp MAC để đảm
bảo hoạt động của Ethernet MAC hiện tại được định nghĩa trong chuẩn P802.3 của
IEEE. Hoạt động của lớp Emulation dựa vào tagging của Ethernet với tag duy nhất
cho mỗi ONU( hình 3.6). Những tag này được gọi là LinkID và được đặt vào trong
mào đầu trước mỗi khung.

Hình 3.6: Trường Link ID được nhúng trong mào đầu
Để bảo đảm sự duy nhất cho LinkID, OLT sẽ ấn định một hoặc nhiều tag cho
mỗi ONU trong suốt quá trình đăng ký lúc đầu.

3.3.3.1 Point to Point Emulation
Trong mô hình này, OLT phải có N cổng MAC, một cổng cho một ONU(
hình 3.7a). Khi một khung được gửi xuống (từ OLT đến ONU), lớp con PtPE trong
OLT sẽ chèn LinkID kết hợp với cổng MAC cụ thể vào khung dữ liệu. Các khung sẽ
được chia sẽ cho từng ONU nhưng chỉ một lớp MAC của nó. Ở lớp MAC của các
ONU còn lại sẽ không nhận được khung này. Trong khả năng này, nó sẽ xuất hiện nếu
chỉ khi khung được gửi theo kết nối PtP chỉ cho một ONU.

Hình 3.7 a): Hướng xuống trong PtPE
Trương Văn Tuân

25

Lớp D10VT5