Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang

1. Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang:
-Đầu cuối đường quang (OLT)
-Mạng phối dây quang (ODN)
-Khối mạng quang (ONU)
-Module chức năng phối hợp (AF)
• Khối chức năng OLT
Khối đầu cuối đường quang (OLT- Optical Line Terminal) cung cáp giao
diện quang giữa mạng với ODN, đồng thời cũng cung cấp ít nhất một giao diện
với phía mạng dịch vụ. OLT có thể chia thành dịch vụ chuyển mạch và dịch vụ
không chuyển mạch. OLT cũng quản lý báo hiệu và thông tin giám sát điều khiển
đến từ ONU, từ đó cung cấp chức năng bảo dưỡng cho ONU. OLT có thể lắp đặt
ở tổng đài nội hạt hoặc một vị trí ở xa.
• Khối chức năng ONU
Khối mạng quang (ONU- Optical Network Unit) ở giữa ODN với thuê bao.
Phía mạng của ONU có giao diện quang, còn phía thuế bao là giao diện điện: do
đó cần có chức năng chuyển đổi quang/ điện. Đồng thời có thể thực hiện chức
năng xử lý và quản lý bảo dưỡng các tín hiệu điện. ONU có thể đặt ở phía khách
hàng (FTTH/FTTB) hoặc ngoài trời (FTTB). ONU bao gồm các phận trung tâm,
bộ phận dịch vụ và bộ phận chung.
• Khối chức năng ODN
Khối mạng phân phối quang (ODN- Optical Distribution Network) đặt giữa
ONU và OLT. Chức năng của nó là phân phối công suất tín hiệu quang. ODN


chủ yếu là linh kiện quang không nguồn và sợi quang tạo thành mạng phân phối
đường quang thụ động.
Cáp quang gốc (Feeder Cable): xuất phát từ phía nhà sản xuất 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, ưu tiên dùng măng xông quang.
Cáp quang phối (Distribution Optical Cable): xuất phát từ điểm phối quang
(DP) tới các điểm truy nhập quang (AP- Acess Point) hay từ các tủ quang phối từ
các tập điểm quang.
• FTTH
Trong kiến trúc FTTH/O, sợi quang được kéo dài đến tận hộ gia đình hoặc
văn phòng, trong đó một ONT được đặt tại thuê bao. ONT là điểm phân phát
dịch vụ cho phép các nhà khai thác cung cấp dịch vụ số liệu, thoại và hình ảnh
trên cùng một sợi. ONT cung cấp các giao diện dịch vụ bao gồm: POTS, GE, FE,
E1/T1.
FTTH/O cung cấp lượng băng tần dồi dào, tuy nhiên chi phí cho việc xây
dựng mạng lại rất cao. Mục tiêu của phương thức này là cung cấp tốc độ bít lớn
đến các văn phòng hoặc nhà thuê bao như các biệt thự, các tòa nhà thương mại
và các bar coa internet, nhằm đảm bảo được mức quay vòng lớn. Phương thức
này đặc biệt phù hợp khi cần phải lắp đặt các mạng cáp mới hoặc thay thế cáp
cũ. Phương thức này nhằm đến các thuê bao có nh cầu đối với các ứng dụng
băng tần lớn như HDTV, VoD và L2/L3 VPN.


• Công nghệ PON
Mạng quang thụ động (PON- Passive Optical Network) là một kiến trúc mạng
điểm đa điểm, sử dụng các bộ chia quang thụ động (không có nguồn cấp) để chia
công suất quang từ một sợi quang tới các sợi quang cung cấp cho nhiều khách
hàng, thường tỉ lệ chia là 4,8,16,32,64,128…tùy thuộc vào cấu hình mạng. Một
mạng PON bao gồm mọt đầu cuối đường truyền quang OLT đặt tại tổng đài của
nhà cung cấp dịch vụ và các đơn vị mạng quang ONU đặt tại phía khách hàng.
PON sẽ chỉ bao gồm: Sợi quang, bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng,
thấu kính, bộ lọc và các phụ kiện,… Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm
như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi nhiễu nguồn,
có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng tín hiệu không bị suy hao như đối

với các phần tử tích cực.
PON sẽ chỉ bao gồm: Sợi quang, bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng,
thấu kính, bộ lọc và các phụ kiện… Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm
như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi nhiẽu nguồn,
có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao như
đối với các phần tử tích cực.
Mạng quang thụ động có ba cấu hình cơ bản đó là:
-Cấu hình Ring
-Cấu hình cây
-Cấu hình bus
• GPON (Gigabit PON)


Mạng GPON đầu tiên được FSAN chuẩn hóa vào năm 2001 với băng tần là
1Gb/s. Kiến trúc của mạng GPON cho phép dịch vụ thoại và dữ liệu được truyền
tải với tốc độ lên đến 2.5Gb/s. Băng tần dành cho mỗi thuê bao là 31.25Mb/s cho
luồng xuống khi mạng hoạt động với tốc độ 2.5Gb/s và 15.625Mb/s khi mạng
hoạt động với tốc độ 1Gb/s.

Đặc điểm của hệ thống GPON
GPON (Gigabit Passive Optical Network) định nghĩa theo chuản IUT-T
G984. GPON được mở rộng từ chuẩn BPON G983 bằng cách tăng băng thông,
nâng hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi và tiêu chuẩn
hóa quản lý. Thêm nữa, chuẩn cho phép vài sự lựa chọn của tốc độ bit: cho pép
băng thông luồng xuống là 2,488Mb/s và băng thông luồng lên là 1,244MB/s.
Phương thức đóng gói GPON-GEM cho phép đóng gói lưu lượng người dùng rất
hiệu quả, với sự phân đoạn khung cho phé chất lượng dịch vụ QoS cao hơn phục
vụ lưu lượng nhạy cảm như truyền thoại hay video. GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn,
tăng cường bảo mật và chọn 2 giao thức (ATM, GEM, Ethernet tuy nhiên trên
thực tế ATM chưa từng sử dụng). Điều đó cho phép GPON phân phối thêm các

dịch vụ tới nhiều thuê bao.


PHẦN 3: CÔNG NGHỆ EOC
I.

Giới thiệu về EoC
EoC được biết đến là công nghệ truy nhập băng rộng trên cáp đồng trục

(Ethernet over Coaxial) được nghiên cứ và phát triển cách đây 13 năm. Sự xuất
hiện của EoC được đại diện bằng công nghệ CMTS+CM( Cable Modem
Terminal System+ Modem Cable) và sau đó là Unlink,v v.
1. Dịnh vụ truyền số liệu
• Dịch vụ theo yêu cầu
Có khả năng đáp ứng được dịch vụ truyền hình theo yêu cầu, truyền hình
tương tác và dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao. Truyền hình tương tác hoạt động
tố trên mạng HFC 2 chiều với công nghệ IPQAM, IP, Thoại và nhiều công nghệ
khác. Tuy nhiên để có được dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao thì cần phải có cáp
đồng trục vào tận hộ gia đình.
• Băng thông yêu cầu
Dịch vụ truyền dữ
liệu tốc độ cao
2-4 Mbps

Game tương tác
1 Mbps

Dịch vụ thoại
video
500 Kbps

Băng thông yêu
cầu
3.5-6 Mbps

2. Một vài dịch vụ truy cập dữ liệu
• CMTS+CM
Triển khai dịch vụ sau khi triển khai công nghệ CMTS và CM dựa trên mạng
HFC hai chiều.
Ưu điểm: dựa trên tiêu chuẩn DOCSIS, với khả năng hoạt động linh hoạt của
thiết bị, phổ biến ở các nước Bắc Mỹ.


Nhược điểm: Yêu cầu mạng CATV với các thông số kỹ thuật cao, băng thông
hạn chế, và tính cạnh tranh kém.
II.

Công nghệ truy nhập EOC

Overview:
• Dựa trên tiêu chuẩn Home Plug, sử dụng mạng HFC với dải tần số 5-30
MHz để phát triển và truy nhập dữ liệu
• Sử dụng kỹ thuật điều chế và đa truy nhập sóng mang trực giao OFDM
cho khả năng kháng nhiễu cao
• Khả năng truyền tải tốc độ của mõi Modul là cao hơn so với CMTS,
nhưng chi phí cho mỗi MHz lại thấp hơn rất nhiều.
• Dựa trên mạng truyền dẫn đồng trục có sănc mà không cần phải nâng cấp
hay xây dựng một mạng mới.
• Link loss: 70-90 dB, tuy nhiên mức độ tối đa cho phép nên ở mức 75-80
dB

• Triển khai dễ dàng trên mạng CATV 1 chiều mà không cần nâng cấp
khuyếch đại
• Các master thường lắp đặt tại các cổng ra cao tần của node quang
• Mỗi master module quản lý/ cấp phát tối đa cho 64 modem. Tốc đọ
down/up tối đa hiện nay cho master là 60 Mbps ( trong năm 2011 sẽ nâng
cấp lên 200 Mbps)
• Mỗi master có một địa chỉ IP riêng để truy cập từ xa giám sát tình trạng và
cấu hình băng thông cho modem
1. Nguyên tắc kỹ thuật
a. Kỹ thuật OFDM
Homeplus dựa trên kỹ thuật OFDM, nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một
luồng dữ liệu tốc độ cao thành các luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát đồng
thời trên một số các sóng mang con trực giao. Vì khoảng thời gian symbol tăng
lên cho các sóng mang con song song tốc độ thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây
ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống. Nhiễu xuyên ký tự ISI dược hạn chế


hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảng thời gian bảo vệ trong mỗi
symbol OFDM.
Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng
mang lân cận. sự chồng lấn này là nguyên nân làm tăng hiệu quả sử dụng phổ
trong OFDM. Ta thấy trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng
kể cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng
mang tùy theo tỷ lệ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó.
Tính trực giao của các sóng mang được hiểu theo phương trình hàm toán học
như sau:

1
Ts

Ts

∫e

j 2π f k

0

.e

− j 2π fl

Ts
1, k = l
1
dt = ∫ e j 2π ( f k − fl ) dt = 
Ts 0
0, k ≠ l

Nguyên lý điều chế và dải điều chế OFDM:
Các phươg thức để phân tách các sóng mangtrong kỹ thuật OFDM đã được tìm
hiểu và đánh giá trong suốt quá trình phát triển của nó. Hai phương thức ban đầu
sử dụng các bộ lọc để phân tách các dải, và đã gặp phải nhiều khó khăn trong
việc thực thi các bộ lọc có dải sườn thấp. Phương thức thứ ba là weinstein và
Ebert giới thiệu, là phương thức sử dụng các biện pháp xử lý ở băng gốc, khi đó,
cả máy phát và máy thu đều ó thể được thực thi bằng cách sử dụng phép biến đổi
Fourier rời rạc (DFT).

Pilot symbol
and virtual

carrier

Data

Mapper

Serial to

Add CP

parallel

source

(P/S)
FEC

Bit

coding

interleaver

IFFT

Windowing


Parallel to
serial (P/S)

DAC

RF TX

Channel

RF RX

ADC

Remove CP

serial to
parallel
bit

De-mapper

Channel

(P/S)

equalizer
FFT
Data sink

FEC

Parallel to

decoding

serial (P/S)

Khối thu phát điều chế cơ bản OFDM:
Trên là sơ đồ khối của một hệ thống OFDM có sử dụng mã sửa sai. Dữ liệu đầu
vào sẽ được ánh xạ thành các bộ N-phần tử bằng cách sử dụng bất cứ phép điều
chế M-trị thông thường nào. Sau đó, các thành phần thực và ảo sẽ được tách ra


và được mã hóa chập riêng biệt. Bộ xen rẽ khối có chức năng thực hiện xen rẽ
các sóng mang và khối IFFT sẽ tạo ra dạng sóng ở miền thời gian. Sau khi thêm
CP vào ký hiệu OFDM thì tín hiệu sẽ được phát đi qua kênh fading nhiều đường,
đồng thời nó cũng chịu ảnh hưởng của nhiễu trắng cộng sinh AWGN. Tại máy
thu, sau khi loại bỏ CP khỏi ký hiệu OFDM, người ta thực hiện cân bằng và biến
đổi FFT. Tín hiệu miền thời gian thu được sau đó sẽ được giải xen kẽ, giải mã sử
sai theo một thuận toán viterti và cuối cùng được giải điều chế M-trị để trở thành
luồng dữ liệu ban đầu.
Các ưu nhược điểm:
• Hệ thống OFDM có thể loại bỏ hoàn toàn nhiễu liên ký hiệu nếu độ dài
chuỗi bảo vệ lớn hơn trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh.
• Phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng thông, do ảnh hưởng
của sự phân tập về tần số đốivới chất lượng hệ thống được giảm nhiều so
với hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang.
• Hệ thống có cấu trúc bộ thu đơn giản.
Bên cạnh đó, kỹ thuật OFDM cũng có một vài nhược điểm cơ bản đó là:
• Một trong những vấn đề của OFDM là nó có công suất đỉnh cao hơn so
với công suất trung bình. Khi tín hiệu OFDM được điều chế RF, sự thay
đổi này diễn ra tương tự đối với biên độ sóng mang, sau đó tín hiệu được

truyền đi trên môi trường tuyến tính, tuy nhiên độ tuyến tính rất khó giữ
khi điều chế ở công suất cao, do vậy méo dạng tín hiệu kiểu này hay diễn
ra trên bộ khuyếch đại công suất của bộ phát. Bộ thu thiết kế không tốt có
thể gây ra méo dạng trầm trọng hơn. Méo dạng gây ra hầu hết các vấn đề
như trải phổ, gây ra nhiễu giữa các hệ thống khi truyền trên các tần số RF
kề nhau.


• Việc sử dụng chuỗi bảo vệ có thể tránh được nhiễu ISI nhưng lại làm giảm
đi một phần hiệu suất đường truyền do bản thân chuỗi bỏa vệ không mang
thông tin có ích.
• Do yêu cầu về điều kiện trực giao giữa các sóng mang phụ, hệ thống
OFDM rất nhạy cảm với hiệu ứng Doppler cũng như là sự dịch tần và dịch
thời gian do sai số đồng bộ.
• ảnh hưởng của sự sai lệnh thời gian đồng bộ: OFDM có khả năng chịu
đựng tốt các sai số về thời gian nhờ các khoảng bảo vệ giữa các symbol.
Với một kênh truyền không có delay do hiệu ứng đa đường, time offset có
thể bằng khoảng bảo vệ mà không mất đi tính trực giao, chỉ gây ra sự xoay
pha của sóng mang con mà thôi. Nếu lỗi time offset lớn hơn khoảng bảo
vệ thì hoạt động của hệ thống suy giảm nhanh chóng. Nguyên nhân la fdo
các symbol trước khi đến bộ FFT sẽ bao gồm một phần nội dung của các
symbol khác, dẫn đến ISI.
b. Lớp tiêu chuẩn Homeplus AV
Tiêu chuẩn HomePlus AV phát triển trên nền tảng của tiêu chẩun Home Plus
được áp dụng rộng rãi ở khu vực Bắc Mỹ và khu vực Châu Âu, với các nhu cầu
thông thường như đọc báo, lướt web, thì chỉ cần tiêu chuẩn HomePlus là đủ, tuy
nhiên đối với các nhu cầu cao về băng thông như game tương tác, nhu cầu xem
phim, nhạc chất lượng cao các tiêu chuẩn MPEG-2,4,7 thì yêu cầu đường truyền
khá lớn mà HomePlus không đáp ứng được, tiêu chuẩn Home Plus AV sinh ra
nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng đa phương tiện.