tìm hiểu mạng truy nhập quang GPON

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
CƠ SỞ TẠI TP HỒ CHÍ MINH

khoa viễn thông

chuyên đề thông tin quang
đề tài:

tìm hiểu mạng truy nhập quang GPON

1


NỘI DUNG BÁO CÁO

1. Tổng quan về mạng quang thụ động PON

2. Tìm hiểu mạng truy nhập quang GPON

2


TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON
 Giới thiệu về mạng quang thụ động PON: Việc bùng nổ lưu lượng internet
trong thời gian qua càng làm trầm trọng thêm các vấn đề của mạng truy nhập
tốc độ thấp. Đứng trước tình hình đó, một số công nghệ mới đã được đưa ra
nhằm đáp ứng những đòi hỏi về băng thông như DSL hay cáp modem. Tuy
nhiên, cả DSL và cáp modem đều không đáp ứng được những yêu cầu về băng
thông cho mạng truy nhập Trong bối cảnh đó, công nghệ truy nhập quang thụ
động PON (Passive Optical Network) được cho là một giải pháp tối ưu cho
mạng truy nhập băng rộng

3


TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON
 Kiến trúc của PON:


Mô hình mạng thụ động quang:

4


TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON


Các phần tử tích cực:
 Các bảng mạch CO(chính là OLT):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

 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 tín hiệu phù hợp với từng thuê bao, ONU còn có các chức
năng chuyển mạch lớp 2 và lớp 3 cho phép định tuyến lưu lượng tại ONU

 ESM: 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.

5


TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON

 Các phần tử thụ động:

Sợi quang
Bộ tách/ghép quang
Mối hàn.
Đầu nối quang.

6


TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON


Các kiểu kiến trúc của PON:

7


TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON
 Kĩ thuật truy nhập cúa PON:


TMA PON



WDM PON

 Các chuẩn của PON:


APON (ATM Passive Optical Network)



BPON (Broadband PON)



GPON (Gigabit PON)



EPON (Ethernet PON hay GEPON – gigabit Ethernet PON)

8


TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON
 Kết luận: Công nghệ PON là một giải pháp đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề
tắc nghẽn băng thông trong mạng. Là mạng truy nhập có nhiều ưu điểm để
triển khai các dịch vụ băng rộng (thoại, dữ liệu, video) giữa các kết cuối đường
dây ở xa (ONU) và kết cuối mạng (OLT). Một mạng PON hỗ trỡ nhiều kiểu kiến
trúc mạng: hình cây, bus hoặc ring, do đó có thể linh hoạt trong việc tổ chức
mạng.

9


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Giới thiệu chung về mạng GPON: GPON(Gigabit passive Optical Network)
được định nghĩa theo chuẩn ITU-T G.984. GPON được mở rộng từ chuẩn BPON
G.983 bằng cách tăng cường băng thông, nâng hiệu suất băng thông nhờ sử
dụng gói lớn, có độ dài thay đổi và tiêu chuẩn hóa quản lý. GPON hỗ trợ nhiều
mức tốc độ khác nhau, trong đó hỗ trợ tới 2,488 Mbit/s của băng thông luồng
xuống và 1,244 Mbit/s của băng thông luồng lên. GPON hỗ trợ tốc độ cao,
tăng cường bảo mật và hỗ trợ cả dịch vụ với chi phí thấp cũng như cho phép
khả năng tương thích lớn giữa các nhà cung cấp thiết bị.

10


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Kiến trúc GPON:

11


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Các khối chức năng của GPON: OLT, ONU, ODN
 Kết cuối đường quang OLT:

12

TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON



Khối lõi PON (PON core shell): Khối này gồm hai phần, phần giao diện
ODN và chức năng PON TC



Khối kết nối chéo (Cross-connect shell): Cung cấp đường truyền thông
giữa khối lõi PON và phần dịch vụ



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.

13


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Chức năng của OLT:


OLT là thiết bị kết cuối quang tích cực đặt tại nhà trạm



OLT giao tiếp với các ONT, mini DSLAM của mạng PON



OLT thực hiện truyền thông tin đi và đến nhiều người sử dụng qua một tuyến sợi
quang



OLT có thể thực hiện chức năng chuyển mạch để tạo các cổng dịch vụ cho đường lên
hoặc đường xuống



OLT cung cấp kết nối quang P2P và P2MP



OLT là thiết bị thuộc lớp access của mạng MANE. Giao diện đa dịch vụ kết nối với
mạng lõi. Tập trung lưu lượng

14


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Khối mạng quang ONU:

15


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Chức năng của ONU:

 Là thiết bị đầu cuối đặt phía người sử dụng
 Cung cấp các luồng dữ liệu với tốc độ từ 64 Kb/s đến 1 Gb/s.
 Giao diện đường lên có tốc độ và giao thức hoạt động tương thích với cổng
xuống của OLT.

 ONU có dung lượng vừa và nhỏ và có cung cấp đa dịch vụ như POST,
ADSL, LAN…

16


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 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

 Mạng cáp quang thuê bao:

17


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON

 Mạng cáp được cấu thành bởi:
o

Cáp quang gốc (Feeder cable)

o

Điểm phân phối sợi quang (DP)

o

Cáp quang phối (Distribution Optical Cable)

o

Cáp quang thuê bao (Drop Cable)

o

Điểm quản lý quang FMP(Fiber management Point)

18


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON

 Đặc tính cơ bản của GPON:

 Tốc độ truyền dẫn:
o Đường lên 155 Mbit/s, đường xuống 1.2 Gbit/s;
o Đường lên 622 Mbit/s up, đường xuống 1.2 Gbit/s;
o Đường lên 1.2 Gbit/s up, đường xuống 1.2 Gbit/s;
o Đường lên 155 Mbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s;
o Đường lên 622 Mbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s;
o Đường lên 1.2 Gbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s;
o Đường lên 2.4 Gbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s.

19


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Khoảng cách:
• Khoảng cách lôgic: Khoảng cách logic là khoảng cách lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT.
Trong mạng GPON, khoảng cách logic lớn nhất là 60 km.

•

Khoảng cách vật lý: khoảng cách vật lý lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT. Trong mạng
GPON, có hai khoảng cách vật lý là 10 km và 20 km. Đối với vận tốc truyền lớn nhất
là 1.25 Gbit/s thì khoảng cách vật lý là 10 km.

 Tỉ lệ chia: Tỉ 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
dụng.

20


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 GPON dùng kĩ thuật truy nhập TDMA:

21


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG 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

•

Một đặc tính quan trọng của GPON sử dụng TDMA là yêu cầu bắt buộc về
đồng bộ và lưu lượng đường lên để tránh xung đột dữ liệu. Dễ dàng lắp đặt
thêm các ONU nếu có nhu cầu mở rộng mạng.

22


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Phương thức ghép kênh trong GPON: Phương thức ghép kênh là ghép kênh
song hướng.Hiện nay các hệ thông GPON đều sử dụng ghép kênh phân chia
không gian .Nó thực hiện nhờ sử dụng những sợi riêng biệt cho truyền dẫn
đường lên và đường xuống .
Ưu điểm: -Tăng được quỹ công suất trong mạng .
-Việc sử dụng hai sợi quang làm cho việc thiết kế mềm dẻo hơn.
-Khả năng mở rộng trong tương lai.
-Chi phí giảm do sủ dụng cùng bước sóng ,bộ phát và bộ thu.
Nhược điểm : cần gấp đôi số lượng sợi, connector

23


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON

 Lớp hội tụ truyền dẫn GTC:
 Một số khái niệm cơ bản:

o Hội tụ truyền dẫn GPON GTC (GPON Transmission Convergence): là lớp giao thức
chính trong ngăn xếp giao thức của GPON.

o Các khối truyền dẫn T-CONT (Transmission Containers)
o Lớp hội tụ truyền dẫn được xếp ở vị trí giữa môi trường vật lý và các đối tượng
của GPON (ATM client, GEM client,…).

24


TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON
 Ngăn xếp giao thức:

25