Nghien-cứu-va-mo-phỏng-mạng-truy-nhập-quang-FTTx

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Nguyễn Như Huê

MSSV: 0720095

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG

MẠNG TRUY NHẬP QUANG FTTX

Chuyên ngành: Viễn Thông và Mạng

Thành phố HCM – Năm 2011

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Nguyễn Như Huê

MSSV: 0720095

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG

MẠNG TRUY NHẬP QUANG FTTX

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

CHUYÊN NGÀNH: VIỄN THÔNG VÀ MẠNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. TS. Bùi Hữu Phú

Thành phố HCM – Năm 2011

I

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sấu sắc nhất tới Thầy Bùi Hữu Phú

-Trưởng bộ môn Viễn Thông và Mạng. Trong suốt quá trình làm luận văn,

Thầy đã luôn hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành

luận văn này. Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Cô trong khoa

Điện Tử Viễn Thông, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia

Thành Phố HCM đã tận tình dạy dỗ em trong suốt 4 năm học tại trường.

Em đã cố gắng hết sức để hoàn thành luận văn này. Vì thời gian nghiên

cứu và trình độ có hạn nên luận văn của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em

rất mong sự quan tâm, góp ý của thầy cô và các bạn để luận văn tốt nghiệp của

em hoàn chỉnh hơn.

Em xin chân thành cám ơn!

II

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển dẫn tới sự phát triển của các khu vực kinh tế như:

khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu thương mại, khu chung cư cao cấp… cùng

với sự phát triển ngày càng lớn mạnh của các tổ chức kinh tế như: ngân hàng, kho bạc,

công ty… 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 như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân

hàng, game trực tuyến, các dịch vụ đào tạo từ xa,… Đặc biệt nhu cầu về các loại dịch

vụ tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu ngày càng gia tăng. Sự phát triển của các loại

hình dịch vụ mới đòi hỏi hạ tầng mạng truy cập phải đáp ứng các yêu cầu về băng

rộng, tốc độ truy cập cao. Công nghệ truy nhập cáp đồng xDSL đã được triển khai

rộng rãi nhưng hạn chế về tốc độ và cự ly không đáp ứng được yêu cầu dịch vụ. Vì

vậy, nghiên cứu triển khai các giải pháp truy nhập quang (FTTx) là vấn đề cấp thiết

hiện nay nhằm xây dựng hạ tầng mạng truy nhập đáp ứng yêu cầu băng thông rộng,

tốc độ cao của các loại hình dịch vụ mới.

Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON đã được ITU chuẩn hóa, hiện nay

là một trong những công nghệ được lựa chọn hàng đầu cho 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. GPON sẽ là công nghệ

truy nhập được lựa chọn triển khai hiện tại và tương lại.

Hiện nay, ở nước ta đã có một số nhà cung cấp dịch vụ như FPT, VNPT,

Viettel, CMC TI… đã và đang triển khai hệ thống mạng truy nhập quang (FTTx -

Fiber To The X). Và CMC TI là công ty đầu tiên tại Việt Nam triển khai mạng FTTx

theo công nghệ GPON. Do đó em chọn đề tài tốt nghiệp là “Nghiên cứu và mô phỏng

mạng truy nhập quang FTTx” để tìm hiểu về công nghệ này. Luận văn gồm 5

chương, nội dung cụ thể của các chương như sau :

Chương 1: Tổng quan về mạng FTTx

Chương này cho ta cái nhìn khái quát về sự ra đời, tình hình phát triển của

mạng FTTx trên thế giới và Việt Nam, những ứng dụng thực tiễn của mạng FTTx.

III

Chương 2: Các giải pháp triển khai mạng FTTx

Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét qua về kiến trúc mạng chủ động AON

và nghiên cứu chủ yếu mạng quang thụ động PON với chuẩn GPON.

Chương 3 : Triển khai mạng FTTx theo chuẩn GPON tại CMC TI

Trong chương này chúng ta sẽ xem xét triển khai mạng truy nhập quang theo

công nghệ GPON tại công ty CMCTI. Đi sâu tìm hiểu thiết bị OLT đang được sử dụng

tại CMC TI, thiết bị ISAM 7342 FTTU.

Chương 4 : Mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON

Chương này mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON. Một số tình

huống sẽ được đưa ra để đánh giá sự phụ thuộc của hệ thống mạng quang vào các yếu

tố như khoảng cách truyền, tốc độ bit, hệ số chia của splitter, suy hao, phương thức mã

hóa… Đánh giá hệ thống dựa trên tỉ lệ lỗi bit BER, đồ thị mắt, chỉ số Q.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của đề tài

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Như Huê

IV

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………..I

LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………II

MỤC LỤC………………………………………………………………………..IV

DANH MỤC HÌNH…………………………………………………………. . VIII

DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………….. X

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………….. XI

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG FTTx……….. .....................................3

1.1 Giới thiệu chương ...........................................................................................3

1.2 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FTTx ..............................................................3

1.3 Định nghĩa ......................................................................................................7

1.4 Phân loại .........................................................................................................7

1.4.1 Phân loại theo chiều dài cáp quang..........................................................7

1.4.2 Phân loại theo cấu hình ...........................................................................8

1.5 Ưu nhược điểm mạng FTTx ............................................................................9

1.5.1 Ưu điểm ................................................................................................ 10

1.5.2 Nhược điểm .......................................................................................... 11

1.6 Ứng dụng của FTTx ...................................................................................... 11

1.7 Tình hình phát triển FTTx trên thế giới và tại Việt Nam ................................ 12

1.7.1 Tình hình FTTx trên thế giới ...................................................................... 12

1.7.2.Tình hình FTTx tại Việt Nam ..................................................................... 14

1.8 Kết luận chương ............................................................................................ 14

CHƯƠNG 2 MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG VỚI CHUẨN GPON ................. 15

2.1 Giới thiệu chương ......................................................................................... 15

2.2 Mạng quang chủ động AON .......................................................................... 15

V

2.3 Mạng quang thụ động PON ........................................................................... 16

2.3.1 Mô hình mạng quang thụ động .............................................................. 16

2.3.2 Các chuẩn mạng PON ........................................................................... 19

2.3.2.1 APON ........................................................................................... 19

2.3.2.2 BPON ........................................................................................... 19

2.3.2.3 EPON ........................................................................................... 20

2.3.2.4 GPON ........................................................................................... 22

2.3.3 Ưu nhược điểm mạng PON ................................................................... 23

2.3.3.1 Ưu điểm ........................................................................................ 23

2.3.3.2 Nhược điểm .................................................................................. 23

2.3.4 So sánh mạng PON và AON ................................................................. 23

2.3.4.1 Về băng thông và lưu lượng .......................................................... 23

2.3.4.2 Về tính kinh tế .............................................................................. 24

2.4 Công nghệ GPON (Gigabit PON).................................................................. 25

2.4.1 Giới thiệu .............................................................................................. 25

2.4.2 Kiến trúc mạng GPON .......................................................................... 26

2.4.2.1 Kết cuối đường quang OLT ......................................................... 27

2.4.2.2 Thiết bị đầu cuối mạng ONU/ONT ............................................... 28

2.4.2.3 Mạng phân phối quang ODN ........................................................ 28

2.4.3 Các đặc tính cơ bản của GPON ............................................................ 29

2.4.3.1 Tốc độ bit ................................................................................... 29

2.4.3.2 Khoảng cách ............................................................................... 30

2.4.3.3 Tỉ lệ chia ...................................................................................... 30

2.4.4 Cấu trúc phân lớp của mạng quang GPON ............................................ 30

2.4.4.1 Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý PMD ........................................ 30

2.4.4.2 Lớp hội tụ truyền dẫn GTC .......................................................... 32

VI

2.4.4.2.1 Các chức năng chính hệ thống GTC ..................................... 34

2.4.4.2.2 Các chức năng của các phân lớp trong hệ thống GTC ........... 35

2.4.4.2.3 Phân lớp thích ứng và giao diện với các thực thể lớp trên .... 35

2.4.4.3 Cấu trúc khung GTC .................................................................... 36

2.4.4.3.1 Cấu trúc khung đường xuống ............................................... 36

2.4.4.3.2 Cấu trúc khung đường lên .................................................... 37

2.4.5 Cấp phát băng tần động DBA ............................................................... 38

2.4.5.3 Quản lý hoạt động DBA .............................................................. 40

2.5 Bảo vệ đối với phần mạng quang thụ động GPON ....................................... 40

2.6 Bảo mật ........................................................................................................ 41

2.7 Kết luận chương ........................................................................................... 42

CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI MẠNG FTTX TẠI CMC TI .............................. 43

3.1 Giới thiệu chương ........................................................................................ 43

3.2 Mô hình GPON tại CMC TI ......................................................................... 43

3.3 Các thiết bị trong mạng GPON ..................................................................... 44

3.3.1. Một số thiết bị ONT ............................................................................ 44

3.3.2 Cấu trúc thiết bị OLT sử dụng trên mạng FTTx tại CMC TI ............... 46

3.3.2.1. Tổng quan về sản phẩm 7342 ISAM FTTU ................................ 46

3.3.2.2 Tính năng GPON của 7342 ISAM FTTU ..................................... 46

3.3.2.3 Dịch vụ ........................................................................................ 47

3.3.2.4 Giao diện mạng ............................................................................ 47

3.3.2.5 Cấu trúc thiết bị ISAM 7342 FTTU ............................................ 49

3.3.2.6 Các khối chức năng của thiết bị ................................................... 49

3.3.2.7. Hoạt động quản lí và bảo trì ........................................................ 53

3.4 Các dịch vụ đang cung cấp trên mạng GPON CMCTI ................................. 57

3.4.1 FTTH/B ............................................................................................... 57

VII

3.4.2 Dịch vụ VoIP ....................................................................................... 58

3.4.3 Dịch vụ IPTV ....................................................................................... 58

3.4.4 Dịch vụ truyền số liệu VPN/MPLS ....................................................... 59

3.5 Kết luận chương ............................................................................................... 59

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG MẠNG FTTX THEO CHUẨN GPON ................... 60

4.1 Giới thiệu chương ............................................................................................ 60

4.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang .................................................. 61

4.2.1 Tỉ lệ lỗi bit BER .................................................................................... 61

4.2.2 Hệ số phẩm chất Q ................................................................................ 64

4.2.3 Đồ thị mắt ............................................................................................ 65

4.2.4 Mối quan hệ giữa đồ thị mắt và tỉ lệ lỗi bit BER ................................... 67

4.3 Các tham số đặc trưng cho mạng GPON .......................................................... 67

4.3.1 Bước sóng hướng xuống 1490 nm, hướng lên 1310 nm ........................ 67

4.3.2 Phương thức điều chế NRZ ................................................................... 68

4.3.2.1 Chức năng cơ bản của mã đường dây ............................................ 68

4.3.2.2 Tại sao lại dùng điều chế NRZ ...................................................... 69

4.4 Mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng GPON ......................... 71

4.4.1 Sơ đồ kết nối ......................................................................................... 71

4.4.2 Các tình huống mô phỏng ..................................................................... 73

4.4.2.1 Các thông số thiết lập chung ......................................................... 73

4.4.2.2 Ảnh hưởng của khoảng cách ........................................................ 74

4.4.2.3 Ảnh hưởng của hệ số chia của Splitter .......................................... 77

4.4.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ bit .............................................................. 79

4.5 Kết luận chương ............................................................................................... 80

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ....................... 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 82

Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx

Nguyễn Như Huê Page 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG FTTx

1.1 Giới thiệu chương Chương này cho ta cái nhìn khái quát về sự ra đời, tình hình phát triển của

mạng FTTx trên thế giới và tại Việt Nam cũng như những ứng dụng thực tiễn của

mạng FTTx.

1.2 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FTTx Ngày càng nhiều dịch vụ truy cập băng rộng ra đời mà băng thông của các

loại hình dịch vụ đó là rất lớn. Bảng 1.1 cho ta thấy nhu cầu về băng thông cho một

số loại hình dịch vụ như vậy.

Bảng 0.1 Yêu cầu băng thông đối với một số loại hình dịch vụ

Service Bandwidth (downstream)

Broadcast TV (MPEG 2) 2 - 6 Mbps

HDTV (MPEG 4) 6 - 12 Mbps

High speed internet 3 - 10 Mbps

Video Conferencing 300 - 570 Kbps

Voice/Video Telephony 64 - 570 Kbps

VoD 2 - 6 Mbps

Tính đến thời điểm tháng 9/2008 số thuê bao băng rộng ở nước ta vượt 1,8

triệu thuê bao. So với năm 2007 số lượng thuê bao tăng thêm khoảng 50%. Tốc độ

tăng chậm một phần do ảnh hưởng của suy thoái kinh tế. Trong các năm sau tốc độ

tăng trưởng sẽ tương đương và thậm chí là nhanh hơn bởi nền kinh tế ổn định và

phát triển.

Biểu đồ Hình 1.1 dưới đây cho biết về tốc độ tăng trưởng thuê bao Internet

tại Việt Nam tính từ năm 2008 đến năm 2012. Qua biểu đồ này, ta có thể thấy thị

phần của thị trường Internet băng thông rộng sẽ tăng dần so với thị phần Internet

chung và sẽ đạt mức tối đa 10% thị phần vào năm 2012.



Hình 1.1 Dự báo tăng trưởng Internet tại Việt Nam (nguồn CMC Telecom)

Tốc độ tăng số lượng người dùng Internet, cũng như số lượng thuê bao quy

đổi tại Việt Nam đang dần đi vào ổn định ở mức 10 – 30%. Số lượng người gia tăng

do tác động của hội nhập, phát triển và do tác động của công nghệ với mục tiêu

ngày càng tạo điều kiện thuận lợi hơn cho người sử dụng với tốc độ ngày một cao.

Trong sự phát triển đó thì một phần là sự chuyển đổi của người sử dụng Internet từ

công nghệ cũ (dial up) sang các công nghệ mới (đặc biệt là ADSL). Minh chứng là

tốc độ tăng thuê bao quy đổi khá ổn định khoảng 30%/năm nhưng tốc độ tăng thuê

bao băng rộng trong suốt mấy năm qua luôn ở mức trên 200% năm.

Năng lực kết nối của các ISP ra quốc tế có tốc độ tăng nhanh qua các năm, ở

mức trên 90% năm, điều đó chứng tỏ nhu cầu gia tăng cả về chất lượng cũng như số

lượng người sử dụng Internet. Mạng Internet đường trục của Việt Nam thường được

thiết kế với 3 port Internet đặt tại 3 miền, có hệ thống cáp biển và hệ thống cáp

ngầm, chạy ring nhằm backup lẫn nhau khi có sự cố và chủ yếu vẫn kết nối với 3

điểm chính là Nhật Bản, Hồng Kông và Singapore thông qua chủ yếu hệ thống cáp

quang biển. Đã có kết nối trung chuyển qua VNNIC và peering với nhau giữa các

ISP nhằm tận dụng đường truyền và lưu lượng trong nước.



Rõ ràng, với yêu cầu bức thiết của thị trường viễn thông Việt Nam, các ISP

đang ra sức tăng cường hạ tầng viễn thông mạng của mình để đáp ứng nhu cầu đó.

Trên nền hạ tầng mạng như vậy có rất nhiều công nghệ truy nhập. Các công nghệ

trong mạng truy nhập có thể được chia thành hai nhóm chính là:

Các công nghệ hữu tuyến:

xDSL (Digital Subscriber Line): ADSL, HDSL, VDSL.. qua đường cáp đồng.

FTTx: (FTTH, FTTB, FTTC, FTTN..) truy nhập băng rộng qua đường cáp

quang.

Truy nhập băng rộng qua đường điện (Broadband over Power Line – BPL hay

Power Line Communications – PLC).

Các công nghệ truy nhập vô tuyến:

Truy nhập qua vệ tinh.

Hệ thống truy nhập đa điểm nội hạt (LMDS – Local Multipoint Distribution

System).

WiFi, WiMAX.

3G, HSPA.

Công nghệ xDSL: tận dụng hệ thống hạ tầng cáp điện thoại bằng đồng có sẵn

để truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao, xDSL tách băng thông trên đường điện thoại

thành hai: một phần nhỏ dành cho truyền âm thoại, phần lớn dành cho truyền tải dữ

liệu ở tốc độ cao. xDSL có nhiều biến thể như ADSL (Asymetric DSL), ADSL2,

ADSL2+, VDSL (Very high bit-rate DSL), HDSL..

Cáp truyền hình: Truy nhập Internet tốc độ cao qua đường truyền hình cáp là

mô hình lai ghép HFC (Hybrid Fiber Coaxial), tận dụng cơ sơ hạ tầng cáp quang và

cáp đồng trục của mạng truyền hình cáp, cho phép kết nối Internet với tốc độ

download tối đa lên tới 10Mbps và tốc độ upload lên tới 2Mbps cao hơn nhiều so

với tốc độ đường ADSL (8 Mbps download, 600 Kbps upload). Mạng cáp CATV

truyền thống chỉ truyền tải thông tin 1 chiều từ nhà cung cấp nội dung chương trình

(các kênh TV) tới các thuê bao. Để sử dụng được Internet – loại hình thông tin hai

chiều thì các nhà cung cấp truyền hình cáp cần phải đầu tư nâng cấp thiết bị để có



khả năng truyền tải thông tin theo chiều ngược lại từ phía đầu cuối khách hàng.

Đồng thời cần có các kết nối ra Internet qua các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba. Điều

này là một nhược điểm của phương án này vì cần chi phí triển khai, duy tu và bảo

dưỡng cao.

WiFi: là công nghệ mạng nội bộ không dây (WLAN) dựa trên tiêu chuẩn IEEE

802.11. WiFi đã và đang được sử dụng rất rộng rãi ở các nơi công cộng. Tuy nhiên

Wifi không thích hợp là công nghệ truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ vì khoảng

cách bao phủ quá ngắn (dưới 100m). Với công nghệ Wi-Fi, các trạm đầu cuối truy

nhập theo điểm truy cập (Access point) trên cơ sở ngẫu nhiên. Vì thế, trạm xa điểm

truy cập dễ bị đứt kết nối hơn so với trạm ở gần. Điều này hạn chế việc triển khai

những dịch vụ chất lượng cao như IPTV, VoIP...

WiMAX: là một công nghệ truy cập không dây băng rộng do diễn đàn WiMAX

(WiMAX Forum) xây dựng và hướng đến cung cấp các dịch vụ từ cố định đến di

động, nó cho phép truy cập băng rộng vô tuyến đến đầu cuối (last mile) như một

phương thức thay thế cho cáp và DSL, đặc biệt hữu ích đối với các vùng không

triển khai được công nghệ DSL. WiMAX có thể cung cấp tốc độ hàng chục Mbps

tới người sử dụng và trong khoảng cách hàng chục km theo chuẩn IEEE 802.16,

tầm hoạt động có thể lên tới 50 km đối với các trạm cố định, và 5 - 15km cho di

động.

Tuy WiMAX có nhiều điểm ưu việt như vậy và có thể cạnh tranh với các

xDSL cũng chưa đủ đáp ứng nhu cầu băng thông cỡ Gigabit tới người dùng. Việc

triển khai công nghệ này cũng có những khó khăn nhất định. Mặt khác giá cả thiết

bị đầu cuối hiện còn đắt, dải tần mà WiMAX sử dụng không tương thích tại mọi

quốc gia. Mặt khác, quỹ băng tấn có hạn chỉ có thể cấp cho một số nhà khai thác.

Ngoài ra WiMAX sử dụng sóng vô tuyến nên chịu ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố

môi trường.

Để đáp ứng được nhu cầu cấp thiết cho thị trường viễn thông về cả mặt tốc độ,

loại hình dịch vụ… , người ta nghĩ đến một công nghệ truy nhập mới FTTx.



1.3 Định nghĩa 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. Trong đó,

sợi quang có hoặc không được sử dụng trong tất cả các kết nối từ nhà cung cấp đến

khách hàng. “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 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 cân bằng

lên tới tốc độ 100 Mbps.

1.4 Phân loại

1.4.1 Phân loại theo chiều dài cáp quang

Hình 1.2 Phân loại mạng FTTx theo chiều dài cáp quang

Một cách tổng quan ta có thể nhìn thấy rõ sự phân loại hệ thống mạng FTTx

thông qua Hình 1.2. Như trong định nghĩa ta có các loại FTTH, FTTB, FTTC,

FTTN… Điểm khác nhau của các loại hình này là do chiều dài cáp quang từ thiết bị

đầu cuối của ISP (OLT) đến các user. Nếu từ OLT đến ONU (thiết bị đầu cuối phía

user) hoàn toàn là cáp quang thì người ta gọi là FTTH/FTTB.



FTTH (Fiber To The Home): cáp quang chạy đến tận nhà thuê bao.

FTTB (Fiber To The Building): giống như FTTH nhưng ở đây là 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 cabin trên đường phố, dây nối

tới các thuê bao vẫn là cáp đồng. FTTC cho phép san sẻ giá thành của một

ONU cho một số 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)…

1.4.2 Phân loại theo cấu hình Cấu hình Point to Point: là kết nối điểm – điểm, có một kết nối thẳng từ nhà

cung cấp dịch vụ đến khách hàng, mỗi sợi quang sẽ kết nối tới chỉ một khách hàng,

nên cấu hình mạng tương đối đơn giản đồng thời do băng thông không bị chia sẻ,

tốc độ đường truyền có thể lên rất cao. Quá trình truyền dẫn trên cấu trúc P2P cũng

rất an toàn do toàn bộ quá trình được thực hiện chỉ trên một đường truyền 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 khó có thể phát triển cho quy mô rộng bởi giá thành đầu tư cho

một khách hàng rất cao, hệ thống sẽ trở lên rất cồng kềnh, khó khăn trong vận hành

và bảo dưỡng khi số lượng khách hàng tăng lên.

Cấu hình Point to Multipoints: kết nối điểm – đa điểm, một kết nối từ nhà

cung cấp dịch vụ đến nhiều khách hàng thông qua bộ chia splitter. 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 cáp quang và tránh cho hệ thống khi phát triển khỏi cồng kềnh.



1.5 Ưu nhược điểm mạng FTTx

1.5.1 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 > 2cm) có thể chứa được

khoảng 200 sợi quang, dung lượng đường truyền lên tới 6.000.000 cuộc đàm thoại.

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. 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.

Bảng 1.2 So sánh giữa FTTx và ADSL

Yếu tố so sánh ADSL FTTx

Môi trường truyền tín

hiệu

Cáp đồng Cáp quang

Độ ổn định Dễ bị suy hao do điện từ,

thời tiết, chiều dài cáp…

Không bị ảnh hưởng

Bảo mật Độ bảo mật thấp, dễ bị

đánh cắp tín hiệu đường

dây

Độ bảo mật cao, không thể

đánh cắp tín hiệu trên

đường truyền

Tốc độ truyền dẫn

(Upload và download )

Bất đối xứng :

Download > Upload

Tốc độ tối đa là 20 Mbps

Cho phép cân bằng :

Upload = download

Tốc độ tối đa là 10 Gbps

Yếu tố so sánh ADSL FTTx

Khả năng đáp ứng dịch

vụ băng rộng : Hosting

server riêng, VPN, hội

nghị truyền hình

Không phù hợp vì tốc độ

thấp

Rất phù hợp vì tốc độ rất

cao và có thể tùy biến tốc

độ.



1.5.2 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 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.

1.6 Ứng dụng của FTTx Những tính năng vượt trội của FTTx cho phép sử dụng các dịch vụ thoại,

truyền hình, internet 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 hình

cáp). 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 FPT, VNPT, SPT, VTC đã đưa IPTV, VoD... ra thị trường nhưng ở phạm vi và

quy mô nhỏ.

Các loại hình dịch vụ đòi hỏi tốc độ truyền cao, độ bảo mật tốt như truyền

hình hội nghị, Hosting server riêng, VPN cũng được các nhà cung cấp dịch vụ tập

trugn khai thác. 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…



1.7 Tình hình phát triển FTTx trên thế giới và tại Việt Nam

1.7.1 Tình hình FTTx trên thế giới Thị trường Trung Quốc:

Trung Quốc là thị trường băng rộng lớn nhất Châu Á, hiện có khoảng 69,1

triệu thuê bao băng rộng tính đến tháng 9/2008, trong đó có 6 triệu thuê bao

FTTH/B. Công nghệ truy cập DSL vẫn thống lĩnh 90,9% thị trường (China Telecom

chiếm 40 triệu thuê bao, China Netcom chiếm 25 triệu thuê bao), công nghệ cáp

chiếm 0,4%, FTTH/B chiếm đến 8,7%.

Các nhà cung cấp dịch vụ băng thông rộng ở Trung Quốc tập trung vào triển

khai FTTH/B là chính và theo xu hướng công nghệ PON, cụ thể là EPON và

GPON. IPTV là yếu tố tác động quan trọng nhất để phát triển FTTx tại Trung

Quốc. Trung Quốc có xu hướng truy cập mạng tốc độ cao với chất lượng ổn định

và truyền dẫn đối xứng.

Thông tin thị trường Hàn quốc

Hình 1.3 : Tốc độ phát triển FTTH tại Hàn Quốc

Mục tiêu truy cập băng rộng của Hàn Quốc: cung cấp truy cập tổng thể băng

rộng, các dịch vụ đa phương tiện mọi nơi, mọi lúc. Đã có 10 triệu thuê bao tốc độ

50 – 100 Mbps, và 10 triệu thuê bao không dây tốc độ thấp hơn 1Mbps vào năm

2010 tại Hàn Quốc.



Thông tin thị trường Nhật Bản

Nhật Bản xây dựng dự án 5 năm với mục tiêu: 38 triệu thuê bao aDSL, 18

triệu thuê bao FTTH , giá băng rộng giảm trên 60%, 97% cơ quan chính phủ làm

việc qua Internet, kết nối băng rộng đến được nông thôn và người già (trên 65 tuổi).

Công ty NTT dẫn đầu về FTTH ở Nhật đầu tư 5 ngàn tỷ Yên (47 tỷ USD) tính đến

năm 2010 để nâng cấp FTTH cho các đường dẫn cũ của 30 triệu thuê bao. NTT và

Tepco đưa gói dịch vụ lên đến 1Gbps cho phép xem TV trên FTTH.

Hình 1.4 Phát triển thuê bao FTTH tại Nhật Bản

Tại khu vực châu Âu: mạng FTTx cũng chứng tỏ tiềm năng phát triển qua

những con số đáng chú ý. Tại Mỹ, FTTH là giải pháp duy nhất đối với các công ty

cung cấp dịch vụ nội hạt tại Mỹ. Tính đến cuối quý 2 năm 2008, công ty Verzon đã

có tới 2 triệu thuê bao FTTH. Cuối quý 3 năm 2008, công ty Verizon đã vượt qua

con số 8,5 triệu thuê bao FTTH. Đến năm 2010, công ty này đạt được số lượng là

18 triệu thuê bao FTTH.

Qua những số liệu phân tích ở trên, có thể thấy rằng thị trường FTTx nói

chung và FTTH nói riêng là đầy tiềm năng. Không chỉ ở những nước phát triển như

Nhật Bản, mà cả những nước đang phát triển khác nhu cầu đường truyền tốc độ cao

như FTTH cũng là rất lớn. Tại Việt Nam, thị trường FTTx cũng vô cùng sôi động.



1.7.2.Tình hình FTTx tại Việt Nam Hiện nay, ở Việt Nam có một số nhà cung cấp dịch vụ FTTH sau :

Tháng 8/2006 FPT Telecom chính thức trở thành đơn vị đầu tiên cung cấp loại

hình dịch vụ tiên tiến này.

Ngày 1/5/2009, VNPT cung cấp dịch vụ Internet FTTH trên cáp quang với tốc

độ cao đến 20Mbps/20Mbps. Các chi nhánh của VNPT tại các tỉnh thành cũng

phát triển một cách rầm rộ.

Ngày 15/05/2009, Viettel chính thức triển khai cung cấp dịch vụ truy nhập

Internet FTTH (Fiber To The Home) – Cáp quang siêu tốc độ nhằm phục vụ

khách hàng doanh nghiệp mà dịch vụ truy cập Internet hiện tại (ADSL và

Leased Line) chưa đáp ứng được về tốc độ và chi phí sử dụng.

Ngày 10/4/2010, CMCTI chính thức khai trương dịch vụ FTTH. Đây là công

ty đầu tiên tại Việt Nam triển khai loại hình FTTH dựa trên chuẩn GPON là

chuẩn tiên tiến nhất hiện nay.

Những thống kê trên cho thấy các nhà cung cấp dịch vụ Internet hàng đầu Việt

Nam đã và đang ra sức xây dựng và triển khai hệ thống mạng cho công nghệ FTTx.

Mặc dù chi phí lắp đặt ban đầu còn cao nhưng dịch vụ FTTH sẽ dần phổ biến hơn

mà trước hết là hướng đến một số đối tượng khách hàng như các doanh nghiệp,

công ty, các quán game…

1.8 Kết luận chương Những phân tích trong Chương 1 đưa ra cái nhìn tổng quan về mạng FTTx.

Đó là một trong những thị trường vô cùng tiềm năng. 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 MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG VỚI CHUẨN GPON

2.1 Giới thiệu chương FTTx có thể sử dụng mạng quang chủ động Active Optical Network (AON)

hoặc mạng quang thụ động Passive Optical Network (PON) để triển khai mạng lưới.

Hai mạng này được phân biệt với nhau bởi kiến trúc có hay không có sự tham gia

của các thành phần tích cực trong tuyến truyền từ tổng đài nhà cung cấp (CO) tới

người sử dụng. Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét qua về kiến trúc mạng chủ

động AON và nghiên cứu chủ yếu mạng quang thụ động PON với chuẩn GPON.

2.2 Mạng quang chủ động AON Mạng quang chủ động sử dụng các thiết bị cần nguồn điện nuôi để phân tích

dữ liệu như một chuyển mạch, router hoặc multiplexer. 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. Mỗi tủ chuyển mạch có thể quản lý tới

1.000 khách 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 rất 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 chuyển mạch có tốc độ cao nên các thiết bị này có

chi phí đầu tư lớn, không phù hợp với việc triển khai đại trà cho mạng truy cập.

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 nay và dễ dàng cho các nhà cung cấp dịch vụ đã có sẵn

cơ sở hạ tầng. Bởi vì đặc điểm quan trọng của các hệ thống viễn thông là các thiết bị



đầu cuối thay đổi rất nhanh chóng nhưng những cơ sở hạ tầng mạng thì phải tồn tại

từ 15 đến 20 năm. Do đó lựa chọn 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

2.3 Mạng quang thụ động PON

2.3.1 Mô hình mạng quang thụ động

Hình 2.2 Mô hình 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 băng

thông từ một sợi duy nhất đến 64 người sử dụng (có thể là 32 hoặc 16, 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 ONU/ONT. Các thiết bị này có

nhiệm vụ là biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang. Sự khác biệt rõ nhất giữa

ONU và ONT là ONU không cần cấp nguồn còn ONT cần phải cấp nguồn và chỉ có

ONU mới có khả năng hỗ trợ dịch vụ IPTV.

Trong sơ đồ trên, các thành phần chính của một mạng PON là:

OLT (Optical Line Terminal): Đây là thiết bị kết cuối kênh quang đặt tại

Center Office. Nó là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống FTTH, 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 uplink.

ONU (Optical Network Unit): ONU 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 (Optical Network Terminal): Đây là thiết bị đầu cuối phía người sử

dụng, là điểm cuối cùng của ODN.

OND (Optical Network Distribution): Hệ thống phân phối cáp quang tính từ

sau OLT đến ONU/ONT. Cụ thể, hệ thống phân phối quang OND lại 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 (Optical Power

Splitter): 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 Bộ chia công suất quang

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 hướng lên, λ2, λ3 ở hướng xuống, 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 2.4 Kiến trúc mạng quang thụ động



Hình 2.4 đưa ra những mô hình mềm dẻo, phù hợp với nhu cầu phát triển

của thuê bao cũng như đòi hỏi ngày càng tăng về băng thông. Bằng cách sử dụng bộ

ghép 1:2 và các bộ chia 1:N, PON có thể triển khai theo bất cứ cấu hình nào theo

Hình 2.4. PON có thể thu gọn lại thành các vòng ring kép, hình cây hay một nhánh

của cây. Các tuyến truyền dẫn trong PON đều được thực hiện giữa OLT và ONU.

2.3.2 Các chuẩn mạng PON Các chuẩn mạng PON có thể chia thành 2 nhóm: nhóm 1 bao gồm các chuẩn

theo phương thức ghép kênh TDM PON như là APON, BPON (Broadband PON),

EPON (Ethernet PON), GPON (Gigabit PON); nhóm 2 bao gồm chuẩn theo các

phương thức truy nhập khác như WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing

PON) và CDMA-PON (Code Division Multiple Access PON).

2.3.2.1 APON Đây là mạng PON truyền theo kiểu không đồng bộ. APON do chuẩn G.983

của ITU-T quy định. Đây cũng là chuẩn mạng PON đầu tiên trên thế giới.

2.3.2.2 BPON Mạng quang thụ động băng rộng BPON được chuẩn hóa trong chuỗi các

khuyến nghị G.938. 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 hướng lên và

hướng xuống, các giao tiếp vật lý, giao tiếp quản lý và điều khiển ONT và DBA.



Hình 2.5 Kiến trúc mạng BPON

Trong mạng BPON, dữ liệu được đóng khung theo cấu trúc của các tế bào

ATM. Một khung hướng xuống có tốc độ 155Mbit/s hoặc 622 Mbit/s và một tế bào

quản lý vận hành bảo dưỡng lớp vật lý OAM (PLOAM – Physical layer Operation

Administration and Maintenance) 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 hướng lên và các

bản tin OAM.

Căn cứ vào các thông tin về mã số nhận dạng kênh ảo và nhận dạng đường

ảo (VPI/VCI) trong cấu trúc ATM, các ONT nhận biết và tách dữ liệu đường xuống

của mình. Mỗi một kênh (time slot) gồm có một tế bào ATM/PLOAM và 24 bit từ

mào đầu. Từ mào đầu mang thông tin về thời gian bảo vệ (guard time), 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 bào ATM rỗi hoặc làm đầy tất cả hướng lên bởi dữ liệu

của ONT. OLT dừng định kỳ việc truyền hướng lên do vậy nó có khả năng mời bất

kỳ ONT mới nào tham gia vào hoạt động 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.

2.3.2.3 EPON EPON được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3. Trong EPON dữ liệu hướng 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 (LLID – Link logic ID) nhằm xác định duy nhất một ONU MAC.

Hình 2.6 Kiến trúc mạng EPON

Trong hướng 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 (MPCPDU –

Multi Point Control Protocol Data Unit) 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 hướng 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 hướng xuống và hướng 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. Tốc độ truyền dữ liệu EPON có thể đạt tới 1Gbit/s.



2.3.2.4 GPON

Hình 2.7 Kiến trúc mạng GPON

GPON 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 (G-PON Encapsulation Method - GEM). 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 (GPON Transmission Conversion) cho

cả hai hướng xuống và hướng lên. Khung hướng xuống bắt đầu với một từ mào đầu

PLOAM, tiếp sau đó là vùng tải tin GEM và/hoặc các tế bào ATM. PLOAM gồm

có thông tin cấu trúc khung và sắp đặt băng thông cho ONT gửi dữ liệu trong khung

hướng lên tiếp theo. Khung hướng 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.



2.3.3 Ưu nhược điểm mạng PON

2.3.3.1 Ưu điểm Sử dụng các thiết bị thụ động nên không cần cấp nguồn, loại bỏ hoàn toàn sự

cần thiết của nguồn ngoài. Dẫn tới giá thành rẻ.

Giảm chi phí bảo dưỡng và vận hành.

Tốc độ down load và up load cao.

Giảm chi phí sợi quang và giảm chi phí các thiết bị cho phép nhiều người dùng

chia sẻ chung một sợi.

2.3.3.2 Nhược điểm Giới hạn băng thông cho các thuê bao vì splitter chia đều băng thông

Giới hạn vùng phủ sóng: tối đa là 20 km, phụ thuộc vào số lượng splitter (càng

nhiều splitter thì khoảng cách truyền càng giảm)

Khi có OLT mới cần lắp đặt thì giá thành đối với mỗi thuê bao có kết nối đến

OLT đó sẽ tăng lên cho đến khi các port của OLT lấp đầy

2.3.4 So sánh mạng PON và AON Có rất nhiều yếu tố để so sánh ưu điểm và nhược điểm của hai kỹ thuật PON

và AON. Tuy nhiên, ở đây chúng ta sẽ xem xét một số thông số quan trọng như

băng thông, khả năng điều khiển luồng, khoảng cách… Đó là những thông số về kỹ

thuật. Ngoài ra, 2 chỉ tiêu rất quan trọng khi người ta đánh giá mức độ khả thi của

một dự án chính là vốn đầu tư cho thiết bị và kinh phí cho khai thác, vận hành và

bão trì hệ thống.

2.3.4.1 Về băng thông và lưu lượng Ngày càng có nhiều dịch vụ viễn thông yêu cầu tốc độ cao như IPTV, VOD,

Conference meeting… Do đó băng thông là một vấn đề vô cùng quan trọng.

Các chuẩn của mạng PON được nghiên cứu rộng rãi cho phép băng thông cấp

phát đến các port tại OLT là giống nhau. Và để điều chỉnh băng thông và lưu lượng

của một thuê bao thì rất khó vì nó phụ thuộc vào cấu trúc của mạng PON. Điều này

có thể được cải tiến nếu cấu trúc mạng PON có cấu hình dự phòng n +1.



Mạng AON: với mỗi một thuê bao sử dụng riêng một đường cáp quang thì

băng thông có thể nằm trong khoảng từ 100Mbps đến 1Gbps (đối với hộ gia đình

hoặc một công ty). Việc điều chỉnh băng thông khá dễ dàng. Khi một node truy cập

được cấu tạo từ các module thì người ta có thể nâng cấp được băng thông cho một

thuê bao nào đó bằng cách can thiệp vào phần cứng.

2.3.4.2 Về tính kinh tế Vốn đầu tư cho thiết bị của các hãng:

Bảng 2.1 So sánh AON và PON về giá thành thiết bị

AON PON Giá thành

Giá thành thiết bị đầu cuối

Thấp

Bởi vì các chuẩn Ethernet đã

được sử dụng nên thiết bị đầu

cuối tại phía người sử dụng

tương đối rẻ.

Cao

Cấu trúc mạng không giống những

mạng truyền thống nên phải xây

dựng các chuẩn mới nên thiết bị

đầu cuối cũng khó khăn hơn trong

việc nghiên cứu và chế tạo.

AON ưu

thế hơn

Giá thành các thành phần cấu thành nên mạng (các thiết bị chủ động)

Cao

Một thuê bao cần có một port

laser tại node truy cập nên một

đường quang được chia ra làm

nhiều kết nối thì công suất của

các thiết bị cũng phải tăng lên.

Thấp

Bởi vì một port trên OLT có thể

cung cấp cho nhiều thuê bao nên

khi số lượng thuê bao tăng lên

người ta có thể sử dụng các splitter

PON

chiếm ưu

thế

Giá thành các thành phần mạng (các thiết bị thụ động và cấu trúc hạ tầng)

Cao

Số lượng các giao diện quang

trên các node truy cập khá lớn.

Thấp

Vì mỗi một nguồn laser trên OLT

sẽ chia sẻ cho nhiều thuê bao.

PON ưu

thế hơn



Kinh phí cho khai thác vận hành và bảo trì hệ thống :

Bảng 2.2 So sánh AON và PON về chi phí vận hành và bảo trì hệ thống

AON PON Đánh giá

Nguồn điện tiêu thụ

Lớn Nhỏ PON tốt hơn

Chi phí bảo dưỡng

Mỗi một node truy cập yêu

cầu một nguồn điện riêng. Do

đó khó bảo dưỡng và chi phí

bảo dưỡng cao.

Trong một cabinet đặt ở ngoài

trời, splitter gần như không cần

bảo dưỡng và cũng không cần

nguồn ngoài để cung cấp cho

thiết bị này.

PON tốt hơn

vì có ít thiết bị

thụ động hơn

trong cấu hình

mạng.

Giá thành các thành phần mạng (các thiết bị thụ động và cấu trúc hạ tầng)

Cao

Bởi vì số lượng các giao diện

quang trên các node truy cập

là khá lớn.

Thấp

Vì mỗi một nguồn laser trên

OLT sẽ chia sẻ cho nhiều thuê

bao.

PON ưu thế

hơn

Tóm lại, mỗi cấu hình mạng đều có những ưu điểm riêng của nó. Tùy vào

khả năng tài chính của từng nhà cung cấp dịch vụ cũng như các điều kiện khác mà

lựa chọn mạng PON hay là AON. Tuy nhiên với những ưu điểm đặc biệt, mạng

PON đang dần chiếm lĩnh thị trường băng rộng.

2.4 Công nghệ GPON (Gigabit PON)

2.4.1 Giới thiệu Bộ khuyến nghị G.984 của ITU đưa ra tiêu chuẩn cho mạng PON tốc

độ gigabit (GPON) là phiên bản mới nhất đối với công nghệ mạng PON. Mạng

GPON có dung lượng ở mức gigabit cho phép cung cấp các ứng dụng video,

truy nhập internet tốc độ cao, multimedia, và các dịch vụ băng thông rộng.

Tiêu chuẩn mới này đưa ra khả năng xử lý IP và Ethernet hiệu quả hơn.



Hệ thống GPON thông thường gồm một thiết bị kết cuối đường dây

OLT (Optical Line Termination) và thiết bị kết cuối mạng ONU (Optical Network

Unit) hay ONT (Optical Network Termination) được nối với nhau qua mạng phân

phối quang ODN (Optical Distribution Network). Quan hệ giữa OLT và ONU là

quan hệ một-nhiều, một OLT sẽ kết nối với nhiều ONU.

2.4.2 Kiến trúc mạng GPON Hình 2.8 dưới mô tả cấu trúc hệ thống GPON bao gồm OLT, các ONU, một

bộ chia quang và các sợi quang. Sợi quang được kết nối với các nhánh OLT tại bộ

chia quang ra 64 sợi khác và các sợi phân nhánh được kết nối với ONU.

Hình 2.8 : Kiến trúc mạng GPON

Trong đó :

OLT (Optical Line Terminal) : thiết bị kết nối cáp quang tích cực lặp đặt tại

phía nhà cung cấp dịch vụ, thường được đặt tại các trạm đài.

ONT (Optical Network Terminal): thiết bị kết nối OLT thông qua mạng phân

phối quang (ODN) dùng cho trường hợp kết nối quang tới nhà thuê bao (FTTH)

ONU (Optical Network Unit): thiết bị kến nối OLT thông qua mạng phân

phối quang (ODN) dung cho trường hợp kết nối quang tới buiding hoặc tới các vỉa

hè, cabin (FTTB, FTTC, FTTN).

Bộ chia/ ghép quang thụ động (Splitter): dùng để chia/ghép thụ động tín hiệu

quang từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng và ngược lại giúp tận dụng hiệu quả



sợi quang vật lý. Splitter thường được đặt tại các điểm phân phối quang (DP) và các

điểm truy nhập quang (AP). Bộ chia/ghép quang có hai loại, một đặt tại nhà trạm

viễn thông, sử dụng các tủ kiểu indoor, loại kia sẽ là loại thiết bị được bọc kín có

thể mở ra khi cần thiết và đặt tại các điểm măng xông.

FDC: Fiber Distribution Cabinet : tủ phối quang

FDB - Fiber Distribution Box: Hộp phân phối quang loại nhỏ.

2.4.2.1 Kết cuối đường quang OLT OLT được kết nối tới mạng chuyển mạch thông qua các giao diện được

chuẩn hóa. Ở phía phân tán, OLT đưa ra giao diện truy nhập quang tương ứng với

các chuẩn GPON như tốc độ bit, quỹ công suất, jitter…

OLT bao gồm ba phần chính: Chức năng giao diện port dịch vụ, chức năng

kết nối chéo và giao diện mạng phân tán quang.

Hình 2.9 : Các khối chức năng trong OLT

Pon core shell : khối này gồm hai phần, phần giao diện ODN và chức năng

PON TC. Chức năng PON TC bao gồm tạo khung, điều khiển truy cập phương tiện,

OAM, DBA, và quản lý ONU. Mỗi PON TC có thể lựa chọn hoạt động theo một

chế độ ATM, GEM hoặc cả hai.

Cross-connect shell: cung cấp đường truyền giữa PON core shell và Service

shell. OLT cung cấp chức năng kết nối chéo tương ứng với các chế độ được lựa

chọn (ATM, GEM hoặc cả hai).



Service shell: phần này hỗ trợ chuyển đổi giữa các giao diện dịch vụ và giao

diện khung TC của phần PON.

2.4.2.2 Thiết bị đầu cuối mạng ONU/ONT Hầu hết các khối chức năng của ONU/ONT tương tự như các khối chức

năng của OLT. Do ONU hoạt động với một giao diện PON (hoặc tối đa 2 giao

diện khi hoạt động ở chế độ bảo vệ), chức năng đấu nối chéo (cross-connect

function) có thể được bỏ qua. Thay vào đó là chức năng ghép và tách kênh dịch

vụ (MUX và DMUX) để xử lý lưu lượng. Cấu hình tiêu biểu của ONU được

thể hiện trong Hình 2.10. Sơ đồ các khối chức năng ONU. Mỗi PON TC sẽ lựa

chọn một chế độ truyền dẫn ATM, GEM hoặc cả hai.

Hình 2.10 : Các khối chức năng của ONU

2.4.2.3 Mạng phân phối quang ODN Mạng phân phối quang kết nối giữa một OLT với một hoặc nhiều ONU sử

dụng thiết bị tách/ghép quang và mạng cáp thuê bao.

Bộ tách/ghép quang:

Là thiết bị thụ động để chia tín hiệu quang từ một sợi để truyền đi trên nhiều

sợi và ngược lại, kết hợp các tín hiệu quang từ nhiều sợi thành tín hiệu trên một sợi.

Dạng đơn giản nhất là bộ ghép quang bao gồm hai sợi dính vào nhau. Tín hiệu nhận

được ở bất kỳ đầu nào cũng chia làm hai. Các bộ tách/ghép NxN được chế tạo bằng

cách ghép nhiều bộ 2x2 với nhau hoặc sử dụng công nghệ ống dẫn sóng.



Hình 2.11 : Các bộ ghép 8x8 được tạo ra từ các bộ 2x2

Các bộ tách ghép được đặc trưng bởi các tham số:

Suy hao chia: là tỉ lệ giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào của bộ ghép,

tính theo Db. Với một bộ 2x2 lý tưởng, giá trị này là 3dB. Hình trên biểu diễn hai

mô hình của bộ 8x8 dựa trên các bộ 2x2. Trong mô Hình 2.11 a, chỉ có 1/16 công

suất đầu được đưa tới từng đầu ra. Hình 2.11 b biểu diễn mô hình thiết kế hiệu quả

hơn, mỗi đầu ra nhận được 1/8 công suất đầu vào.

Suy hao ghép: đây là công suất bị tổn hao do quá trình sản xuất, giá trị này

thông thường khoảng 0.1 dB đến 1dB.

Thông thường các bộ tách/ghép chỉ chế tạo có một đầu vào hoặc một đầu ra.

Bộ có một đầu vào gọi là bộ chia (tách), bộ có một đầu ra gọi là bộ ghép. Tuy nhiên

có những bộ 2x2 được chế tạo không đối xứng (với tý số chia 5/95 hoặc 10/90).

2.4.3 Các đặc tính cơ bản của GPON

2.4.3.1 Tốc độ bit GPON hướng tới tốc độ truyền dẫn lớn hơn hoặc bằng 1.2 Gbit/s. GPON

định nghĩa 7 dạng tốc độ bit như sau: Đường lên/ xuống: 155 Mbit/s/1.2 Gbit/s;

622 Mbit/s/1.2 Gbit/s; 1.2 Gbit/s/1.2 Gbit/s; 155 Mbit/s/2.4 Gbit/s; 622 Mbit/s/2.4

Gbit/s; 1.2 Gbit/s/2.4 Gbit/s; 2.4 Gbit/s/2.4 Gbit/s.

2.4.3.2 Khoảng cách

Khoảng cách logic: là khoảng cách lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT

ngoại trừ khoảng vật lý. Trong mạng GPON, khoảng cách logic lớn nhất là 60 km.



Khoảng cách vật lý: là khoảng cách vật lý lớn nhất giữa ONU/ONT và

OLT. Trong mạng GPON, có hai tùy chọn cho khoảng cách vật lý và 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.

2.4.3.3 Tỉ lệ chia Đối với nhà khai thác mạng thì tỉ lệ chia càng lớn càng tốt. Tuy nhiên tỉ lệ

chia lớn thì đòi hỏi công suất quang phát cao hơn để hỗ trợ khoảng cách vật lý lớn

hơn. 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.

2.4.4 Cấu trúc phân lớp của mạng quang GPON Cấu trúc phân lớp của mạng GPON được cho trong Bảng 2.3:

Lớp hội tụ truyền dẫn (TC)

(Transmission convergence)

Phân lớp tương thích hội tụ truyền dẫn

(TC adaption sub- layer).

Phân lớp đóng khung GTC

(GTC framing sub- layer)

Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý

(Physical Media Dependence)

Bảng 2.3 Cấu trúc phân lớp mạng GPON

2.4.4.1 Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý PMD Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý (Physical Media Dependence) quản lý

các thông tin về tốc độ, phương tiện vật lý và phương thức truyền cũng như mã hóa

đường dây và bước sóng hoạt động.

Tốc độ tín hiệu:

Tốc độ đường truyền là các tốc độ bội số của 8 kHz. Hệ thống được chuẩn

hóa sẽ có các tốc độ (đường xuống/đường lên) như sau:



• 1244.16 Mbit/s/155.52 Mbit/s, 1244.16 Mbit/s/622.08 Mbit/s,



• 2488.32 Mbit/s/2488.32 Mbit/s.

Các thông số này tương đương với với các thông số trong mạng quang để

đạt được tỉ lệ lỗi bit BER ≥ 1 × 10–10 trong trường hợp điều kiện suy hao và

tán sắc đường truyền lớn nhất do ảnh hưởng bởi môi trường và yếu tố thời gian.

Phương tiện vật lý và phương thức truyền

Tín hiệu được truyền ở cả hướng lên và hướng xuống bằng phương tiện

truyền dẫn. Việc truyền dẫn song hướng được thực hiện bằng cách ghép kênh

theo bước sóng WDM để truyền trên một sợi quang hoặc truyền đơn hướng trên

hai sợi quang.

Tốc độ bit

Tốc độ đường xuống: Tốc độ bit tín hiệu từ OLT tới ONU là 1244.16

hoặc 2488.32 Mbit/s. Khi OLT và đầu xa đang hoạt động ở tốc độ danh định

(đường lên/ đường xuống) của nó thì tốc độ này được theo dõi bởi một đồng hồ

lớp 1 với độ chính xác 1 × 1011. Khi đầu xa hoạt động ở chế độ tự do, tốc độ của

tín hiệu đường xuống được theo dõi bởi đồng hồ lớp 3 với độ chính xác 4.6 ×

106. Khi OLT hoạt động ở chế độ tự do, tốc độ của tín hiệu đường xuống được

theo dõi bởi đồng hồ lớp 3 với độ chính xác 3.2 × 105.

Tốc độ đường lên: Tốc độ bit tín hiệu từ ONU tới OLT là 155.52, 622.08,

1244.16 hoặc 2488.32 Mbit/s. Khi đang ở trạng thái hoạt động và được cấp

quyền, ONU sẽ phát tín hiệu với độ chính xác bằng độ chính xác của tín hiệu

thu được ở đường xuống. ONU sẽ không phát tín hiệu khi không đang ở trạng thái

hoạt động hoặc không được cấp quyền.

Mã hóa đường dây

Mã hóa đường lên và đường xuống sử dụng mã NRZ. Phương thức ngẫu

nhiên hóa không được định nghĩa trong lớp phụ thuộc vật lý. Quy định sử dụng



mức logic quang là: phát mức cao cho bit 1, phát mức thấp cho bit 0

Bước sóng hoạt động

Đường xuống: Dải bước sóng hoạt động cho đường xuống trong hệ thống

sử dụng một sợi quang là 1480-1500 nm. Dải bước sóng hoạt động cho đường

xuống trong hệ thống sử dụng hai sợi quang là 1260-1360 nm.

Đường lên: Dải bước sóng hoạt động cho đường lên là 1260-1360 nm.

2.4.4.2 Lớp hội tụ truyền dẫn GTC Lớp GTC bao gồm hai phân lớp: phân lớp đóng khung GTC (GTC framing

sub-layer) và phân lớp tương tích hội tụ truyền dẫn (TC adaption sub-layer).

Trong Hình 2.12, phần ATM, GEM, OAM và PLOAM trong phân lớp

đóng khung GTC được phân biệt theo vị trí trong một khung tín hiệu GTC. Chỉ

có phần OAM mang thông tin vận hành, quản lý và bảo dưỡng được kết cuối

tại phân lớp đóng khung GTC để lấy các thông tin điều khiển cho phân lớp này vì

thông tin trong phần OAM được gắn trực tiếp vào tiêu đề của khung GTC. Thông

tin vận hành, quản lý và bảo dưỡng lớp vật lý PLOAM (Physical layer Operation

Administration and Maintenance) được xử lý tại khối PLOAM trong phân lớp

này. Các gói tin dịch vụ SDU (Service Data Unit) trong phần ATM và GEM

được chuyển thành từ gói tin giao thức PDU (Protocol Data Unit) của phần ATM

và GEM tại mỗi phân lớp thích ứng hội tụ tương ứng. Ngoài ra các PDU còn bao

gồm dữ liệu kênh OMCI, được xem xét ở phân lớp hội tụ này và được trao đổi với

thực thể giao diện điều khiển và quản lý ONU (OMCI-ONU Management and

Control Interface).

Khối điều khiển cấp phát băng tần động (DBA control) là khối chức năng

chung, có trách nhiệm cấp phát băng tần động cho toàn bộ các ONU.



Hình 2.12 Ngăn xếp giao thức hệ thống GTC

Trong lớp hội tụ GTC, OLT và ONU không cần thiết phải có cả 2 chế độ

hỗ trợ giao thức ATM hay GEM. Việc nhận dạng chế độ nào đang được yêu cầu

ngay khi cài đặt hệ thống. ONU thông báo chế độ làm việc ATM hay GEM thông

qua bản tin Serial_Number. Nếu OLT có thể giao tiếp với một trong số các chế độ

mà ONU đưa ra thì nó sẽ tiến hành thiết lập kênh giao diện điều khiển và quản lý

ONU (OMCI) và thiết bị ONU sẽ xuất hiện trong mạng. Nếu OLT không hỗ trợ

chế độ hoạt động mà ONU đưa ra thì ONU sẽ được xếp vào hàng đợi nhưng sẽ

được thông báo không tương thích với hệ thống đang hoạt động.

OAM và PLOAM: quản lý các chức năng phụ thuộc phương tiện vật lý

PMD và các lớp GTC.

OMCI: cung cấp hệ thống quản lý đồng bộ các lớp cao hơn (lớp dịch vụ)

Kênh PLOAM bao gồm các thông tin được dành riêng chỗ trong khung GTC.

Kênh này được dùng cho tất cả các thông tin quản lý GTC và PMD khác không

được gửi qua kênh OAM.

Kênh OMCI được dùng để quản lý các lớp dịch vụ nằm trên lớp GTC.

GTC cung cấp 2 lựa chọn về giao diện truyền tải cho lưu lượng quản lý này là



ATM và GEM. Chức năng GTC cung cấp phương tiện để cấu hình các kênh tùy

chọn này sao cho đáp ứng được khả năng của thiết bị bao gồm nhận dạng luồng

giao thức truyền tải (VPI/VCI hoặc Port-ID).

2.4.4.2.1 Các chức năng chính hệ thống GTC

Hai chức năng chính của lớp hội tụ truyền dẫn mạng GPON (GTC) chính là

điều khiển truy nhập phương tiện và đăng kí ONU.

Điều khiển truy nhập phương tiện (Media access control flow) :

Lớp GTC thực hiện điều khiển truy nhập cho lưu lượng đường lên. Về cơ

bản các khung dữ liệu đường sẽ chỉ ra vị trí lưu lượng đường lên sẽ được phép

truyền trong các khung đường lên đã được đồng bộ với các khung đường xuống.

Hình 2.13 Điều khiển phương tiện trong hệ thống GTC

Khái niệm điều khiển truy nhập phương tiện trong hệ thống GTC được minh

họa trong Hình 2.13 OLT gắn các con trỏ (pointer) vào khối điều khiển vật lý

đường xuống PCBd, con trỏ này cho biết thời gian ONU bắt đầu và kết thúc

việc truyền dữ liệu. Với cách này, chỉ một ONU có thể truy nhập phương tiện

tại thời điểm bất kì, không có xung đột trong quá trình truyền. Các con trỏ trong

các byte thông tin cho phép OLT điều khiển phương tiện hiệu quả tại băng tần cố

định 64 kbit/s. Tuy nhiên một số OLT có thể chọn cách thiết lập các giá trị cho

con trỏ tại các tốc độ lớn hơn và thực hiện điều khiển băng tần bằng cơ chế động.



Đăng ký ONU

Việc đăng kí ONU được thực hiện trong thủ tục discovery tự động. Có

hai phương thức đăng kí ONU. Trong phương thức A, số serial của ONU được

đăng ký tại OLT qua hệ thống quản lý (NMS hoặc EMS). Trong phương thức B,

số serial của ONU không được đăng kí tại OLT qua hệ thống quản lý.

2.4.4.2.2 Các chức năng của các phân lớp trong hệ thống GTC Phân lớp đóng khung GTC (GTC framing sub-layer) thực hiện ba chức

năng:

Ghép kênh và phân kênh: Các thành phần PLOAM, ATM và GEM được ghép

kênh vào khung TC đường xuống tùy theo thông tin về ranh giới trong tiêu đề

của khung. Mỗi thành phần được trích ra từ một đường lên tùy theo chỉ thị trong

tiêu đề.

Tạo tiêu đề và giải mã: Tiêu đề khung TC được tạo và định dạng trong khung

đường xuống. Tiêu đề trong khung đường lên được giải mã.

Chức năng định tuyến nội bộ dựa trên Alloc-ID: Định tuyến dựa trên Alloc-ID

được thực hiện đối với dữ liệu đến/từ bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn ATM và GEM

2.4.4.2.3 Phân lớp thích ứng GTC và giao diện với các thực thể lớp trên Phân lớp thích ứng bao gồm 3 bộ thích ứng phân lớp hội tụ: bộ thích ứng

hội tụ truyền dẫn ATM (ATM TC adapter), bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn GEM

(GEM TC adapter) và bộ thích ứng giao diện điều khiển quản lý ONU (OMCI

adapter). Các bộ thích ứng hội tụ ATM và GEM xem xét các PDU của phần

ATM và GEM trong phân lớp đóng khung GTC và ánh xạ các PDU vào từng

phần. Các bộ thích ứng cung cấp giao diện sau đây cho các thực thể lớp trên:

1) Giao diện ATM

Phân lớp đóng khung GTC và bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn ATM liên kết

với nó cung cấp các giao diện ATM chuẩn theo tiêu chuẩn ITU-T Rec. I.432.1

cho các dịch vụ ATM. Các thực thể lớp ATM thường có thể được sử dụng như

là các ATM client.

2) Giao diện GEM



Bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn GEM có thể được cấu hình để tương

thích các khung vào nhiều loại giao diện truyền khung khác nhau.

Các bộ thích ứng còn nhận dạng các kênh OMCI theo tên kênh ảo/tên

đường ảo (VPI/VCI) đối với ATM và theo Port-ID đối với GEM. Bộ thích ứng

OMCI có thể trao đổi dữ liệu kênh OMCI cho các bộ thích ứng ATM TC và

GEM TC. Bộ thích ứng OMCI nhận dữ liệu từ các bộ thích ứng TC này và truyền

nó tới thực thể OMCI và chuyển dữ liệu từ thực thể OMCI tới các bộ thích ứng TC

này.

2.4.4.3 Cấu trúc khung GTC

2.4.4.3.1 Cấu trúc khung đường xuống Hình 2.14 Cấu trúc khung đường xuống hội tụ truyền dẫn lớp GTC.

Khung có chiều dài 125 s cho cả tốc độ dữ liệu 1.24416 Gbit/s và 2.48832 Gbit/s

do đó khung dài 19440 byte trong hệ thống tốc độ 1.24416 Gbit/s và dài 38880

byte trong hệ thống tốc độ. Chiều dài của PCB đường xuống là như nhau cho cả

hai tốc độ và phụ thuộc vào số lượng cấu trúc cấp phát đối với mỗi khung.

Hình 2.14 Cấu trúc khung đường xuống hội tụ truyền dẫn lớp GTC

2.4.4.3.2 Cấu trúc khung đường lên Ví dụ cấu trúc khung đường lên được cho trong Hình 2.15 Cấu trúc khung

đường lên GTC.



Hình 2 .15 Cấu trúc khung đường lên GTC

Độ dài khung bằng độ dài của khung đường xuống đối với các loại tốc độ.

Mỗi khung bao gồm các truyền dẫn cho một hoặc nhiều ONU. BWmap (ánh xạ

băng tần) thực hiện sắp xếp các truyền dẫn này. Trong quá trình cấp phát băng tần

theo sự điều khiển của OLT, ONU có thể phát từ 1 tới 4 loại tiêu đề PON và dữ

liệu người dùng. Các loại tiêu đề này như sau:

Tiêu đề lớp vật lý đường lên (PLOu);

Quản lý vận hành và bảo dưỡng lớp vật lý đường lên (PLOAMu);

Chuỗi định mức công suất đường lên (PLSu);

Báo cáo băng tần động đường lên (DBRu).

Tiêu đề khung đường lên GTC chỉ ra chi tiết nội dung của các tiêu đề này.

Hình 2.16 Tiêu đề khung đường lên GTC

OLT sử dụng trường flag trong Bwmap để chỉ ra thông tin PLOAMu,

PLSu hay DBRu sẽ được truyền trong mỗi lần cấp phát băng tần hay không.

Lịch truyền các thông tin này trong OLT cần phải tính đến nhu cầu về băng tần và

độ trễ của các kênh phụ thuộc khi thiết lập tần số truyền dẫn.



Mỗi khi một ONU đến lượt sử dụng phương tiện mạng PON từ một ONU

khác, nó phải gửi một bản copy mới của thông tin tiêu đề lớp vật lý đường lên

PLOu. Trong trường hợp một ONU được nhận 2 nhận dạng cấp phát (Alloc ID)

liên tiếp (thời gian kết thúc của 1 nhận dạng nhỏ hơn 1 so với thời gian bắt đầu của

nhận dạng tiếp theo), thì ONU sẽ bỏ qua việc gửi thông tin PLOu cho nhận dạng

cấp phát thứ 2. ONU có thể bỏ qua việc gửi này nhiều lần bằng với số nhận dạng

cấp phát mà OLT cấp cho nó. Yêu cầu cấp phát quyền truy nhập liên tục giúp

OLT tránh việc bỏ qua các khoảng trống giữa các lần truyền của cùng một

ONU. Các cấp phát truy nhập phải liên tục hoặc theo lịch trình nếu chúng xuất

phát từ hai ONU khác nhau.

Sau tiêu đề truyền dẫn là dữ liệu tải tin của người dùng được gửi cho đến

khi việc cấp phát được chỉ định bởi con trỏ kết thúc (StopTime pointer).

2.4.5 Cấp phát băng tần động DBA Trong cơ chế cấp phát băng tần động, khi các gói tin GEM có độ dài thay đổi

thì sẽ được chuẩn hóa thành các khối có độ dài cố định.

2.4.5.1 Yêu cầu cấp phát băng tần động Các chức năng DBA được thực hiện đối với mọi loại T-CONT. Các chức

năng này được phân loại thành các phần sau:

Phát hiện trạng thái tắc nghẽn do OLT và/hoặc ONU thực hiện

Báo cáo trạng thái tắc nghẽn tới OLT

Cập nhật băng tần đã cấp phát bởi OLT theo các tham số được cung cấp OLT thực hiện cấp quyền theo băng tần đã được cập nhật và theo loại T- CONT

Quản lý đối với hoạt động DBA

2.4.5.2 Hoạt động DBA Hoạt động DBA bao gồm 2 chế độ: DBA báo cáo trạng thái (SR-DBA) và

DBA không báo cáo trạng thái (NSR-DBA) trong mỗi T-CONT. Chức năng báo cáo

DBA là tuỳ chọn đối với ONU. Các OLT bắt buộc phải hỗ trợ cả chế độ báo cáo và

không báo cáo, do vậy tất cả các ONU được cung cấp các mức độ đối với chức năng



DBA. Các chế độ này được thể hiện bằng tình huống dịch vụ và khả năng của ONU

được cho trong bảng sau đây..

SR ONU NSR ONU

DBA OLT SR-DBA hoặc/và NSR-DBA NSR-DBA

Bảng 2.4 : Các chế độ hoạt động DBA

SR-DBA: để báo cáo tắc nghẽn của T-CONT, khi một T-CONT gửi dữ liệu ở

đường lên từ ONU tới OLT, số lượng tế bào hay khối tin trong bộ đệm T-CONT

được thiết lập trong trường DBA của báo cáo băng tần đường lên DBRu. Nếu OLT

không muốn cho phép truyền dữ liệu cho T-CONT, OLT có thể cấp thời gian cho

riêng báo cáo DBRu đó. Tuy nhiên, có thể có trường hợp OLT nhận được báo cáo

nhưng không áp dụng báo cáo đó đối với việc cập nhật băng tần. Mặt khác, nếu một

T-CONT không thể báo cáo số tế bào hay gói tin được lưu trữ trong bộ đệm, nó sẽ

gửi tới OLT một mã số không có giá trị trong trường DBA. Hình 2.17 tổng kết các

hoạt động DBA. Trong chế độ này, việc truyền trường tin DBA trong DBRu là bắt

buộc nếu OLT yêu cầu vì nếu thiếu trường DBA, khuôn dạng của dữ liệu đường lên

không được nhận ra.

NSR-DBA: OLT nhận dạng trạng thái tắc nghẽn của từng T-CONT bằng

cách giám sát dòng lưu lượng đến. Trong chế độ này, trường DBA trong DBRu

không được gửi đi do OLT sẽ không yêu cầu. Trong tình huống ngoại lệ khi OLT

yêu cầu DBRu thì ONU phải gửi bản tin này mặc dù nội dung thông tin sẽ bị OLT

bỏ qua.



Hình 2.17 Hoạt động của SR-DBA

2.4.5.3 Quản lý hoạt động DBA Để hoạt động cơ chế DBA có một số thông số cần được cung cấp và thỏa

thuận bởi các chức năng quản lý. OLT và ONU sử dụng các chức năng quản lý để

thỏa thuận về chế độ hoạt động DBA, và đáp lại thích hợp với các yêu cầu của hai

bên. Tất cả các thông số DBA sẽ được cung cấp và thỏa thuận bởi giao diện điều

khiển quản lý ONU của GPON (GPON OMCI).

2.5 Bảo vệ đối với phần mạng quang thụ động GPON Kiến trúc bảo vệ của mạng GPON cần thiết trong việc tăng cường độ tin

cậy cho mạng truy nhập. Việc triển khai mạng bảo vệ cần được xem xét như

một cơ chế tùy chọn vì việc này phụ thuộc vào điều kiện kinh tế của từng nhà

khai thác mạng. Có hai loại chuyển mạch bảo vệ tương tự với chuyển mạch bảo

vệ trong hệ thống SDH:

Chuyển mạch tự động được kích thích khi phát hiện ra các lỗi như mất tín

hiệu, mất khung, giảm tín hiệu (tỉ lệ lỗi bit BER thấp hơn mức ngưỡng quy

định) ...

Chuyển mạch bắt buộc được kích hoạt trong quá trình quản trị mạng như

định tuyến lại tuyến quang, thay thế sợi quang...



Hình 2.18 Mô hình hệ thống bảo vệ kép mô tả mô hình hệ thống bảo vệ

kép cho mạng truy nhập. Các phần liên quan đến việc bảo vệ trong mạng GPON

có thể là một phần bảo vệ giữa giao diện ODN trong OLT và giao diện ODN

trong ONU qua mạng ODN, không bao gồm giao diện SNI trong OLT.

Hình 2.18 Mô hình hệ thống bảo vệ kép

Các yêu cầu đối với chuyển mạch bảo vệ:

Chức năng chuyển mạch bảo vệ nên là chức năng tùy chọn.Trong hệ thống

GPON có thể có cả hai loại chuyển mạch bảo vệ trên.

Cơ chế chuyển mạch thường được thực hiện bởi chức năng OAM, vì vậy,

trường thông tin OAM phải được dự trữ trong khung OAM.

Mọi kết nối giữa nốt dịch vụ và thiết bị đầu cuối phải được giữ sau khi

chuyển mạch.

Tùy theo yêu cầu cuối cùng việc triển khai nốt dịch vụ POTS yêu cầu quá

trình mất khung phải nhỏ hơn 120 ms. Nếu thời gian mất khung dài hơn khoảng

thời gian này, nốt dịch vụ sẽ cắt kết nối và yêu cầu thiết lập lại cuộc gọi sau khi

chuyển mạch bảo vệ. Do GPON hỗ trợ phát triển các dịch vụ hiện tại như POTS

và ISDN, cần phải xem xét thời gian ngắt kết nối này.

2.6 Bảo mật Trong hệ thống PON thì hướng xuống, dữ liệu được truyền broadcast đến tất

cả ONU. Mỗi ONU chỉ có thể truy cập dữ liệu của mình, nhưng nếu người dùng nào

có ý định phá hoại thì có thể giả ONU của người dùng khác để truy cập dữ liệu, hệ

thống bảo mật PON sẽ ngăn chặn việc này. Giống như các mạng khác, GPON sử

dụng thủ tục mật mã để ngăn ngừa việc nghe trộm các tín hiệu không mong muốn.

Không giống như truy cập wireless hay modem, trong mạng PON, bất kì ONU nào



cũng không thể thấy được lưu lượng hướng lên của ONU khác. Điều này cho phép

làm đơn giản hóa thủ tục mật mã. Đầu tiên là chỉ cần mật mã ở hướng truyền xuống

của dữ liệu. Thứ 2 là dữ liệu hướng lên có thể truyền khóa mật mã. GPON sử dụng

chuẩn mật mã AES (Advanced Encryption Standard). Đó là một khối mật mã mà nó

hoạt động trên một khối dữ liệu 16 byte (128 bit). Đặc biệt chế độ đếm được sử

dụng. Khối mật mã giả ngẫu nhiên 16 byte được phát ra và XOR với dữ liệu ngõ

vào để tạo ra dữ liệu mật mã ở OLT. Ở ONU, dữ liệu được mật mã này thì XOR với

chuỗi giả ngẫu nhiên 16 byte tương tự như ở OLT để tạo lại dữ liệu ban đầu. Với

ATM chỉ có 48 byte được mật mã, với GEM chỉ có phần tải GEM được mật mã.

OLT khởi tạo việc trao đổi khóa bằng việc gửi bản tin đến ONU thông qua kênh

PLOAM. Sau đó ONU sẽ chịu trách nhiệm tạo ra khóa và phát ngược trở về OLT.

2.7 Kết luận chương Chương 2 đã nêu lên được các giải pháp triển khai mạng FTTx: AON và

PON. Đi sâu tìm hiểu PON và nghiên cứu kỹ các đặc tính kỹ thuật, kiến trúc của mạng GPON. Chương cũng đưa ra cấu trúc của các thiết bị ONT và OLT. Chương 3 sẽ tìm hiểu cụ thể hơn về các thiết bị đầu cuối này.



CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI MẠNG FTTX TẠI CMC TI

3.1 Giới thiệu chương Công ty Cổ phần Hạ tầng Viễn thông CMC (CMC TI) là đơn vị triển khai

mạng GPON đầu tiên ở Việt Nam. CMC TI đã lựa chọn dòng thiết bị 7342 ISAM

FTTU của hãng Alcatel-Lucent để cung cấp giải pháp mạng quang thụ động gigabit

(Gigabit Passive Optical Network - GPON). Mạng GPON này cho phép CMC TI

triển khai các dịch vụ Triple play tiên tiến, bao gồm Internet tốc độ cao, các dịch vụ

truyền thông và thông tin, và truyền hình/video độ phân giải cao cho các khu dân cư

và các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Chương này sẽ đi sâu về các tính năng kỹ thuật

của thiết bị 7342 ISAM FTTU.

3.2 Mô hình GPON tại CMC TI

Hình 3.1 Mô hình GPON tại CMC TI

Mô hình tổng thể mà các nơi cần cung cấp dịch vụ mạng tới người tiêu dùng

là đường đi từ ONT tới OLT rồi truyền tới các nơi như IP voice, data, video. Tùy

vào nhu cầu của người tiêu dùng mà người ta sẽ chuyển tới những server khác nhau.

Tại CMCTI, Alcatel-Lucent triển khai giải pháp GPON hàng đầu của mình là

7342 Intelligent Services Access Manager Fiber-to-the-User - ISAM FTTU (thiết bị

quản lý các dịch vụ truy nhập thông minh 7342, được sử dụng cho việc công nghệ



đưa cáp quang tới người dùng đầu cuối). Nền tảng GPON cũng được bổ sung bằng

5520 Access Management System (AMS), tức hệ thống quảng lý mạng truy nhập

5520 AMS, là hệ thống quản lý cho các phần tử mạng thế hệ mới của Alcatel-

Lucent, bao gồm tất cả các sản phẩm ISAM, DSL và truy nhập fiber-based.

.

Hình 3.2: Vị trí của 7342 ISAM FTTU

3.3 Các thiết bị trong mạng GPON

3.3.1. Một số thiết bị ONT ONT chia thành nhiều loại: trong nhà (Indoor series), bên ngoài (Outdoor

series), doanh nghiệp (Business series), modular (Modular series).

Thiết bị I-series ONT (Indoor- series)

Hình 3.3 Thiết bị Indoor-series ONT

Là thiết bị dùng cho gia đình. Indoor ONT cung cấp kết nối giữa cáp quang



PON và thiết bị của người sử dụng, Indoor ONT phục vụ như một điểm vào duy

nhất cho các dịch vụ. Nhiều ONT được kết nối với mạng 7342 ISAM FTTU.

Indoor ONT cung cấp các interface cho:

• 2 kênh dịch vụ thoại (POTS)

• 2 cáp Ethernet 10/100Base-T

• 1 kết nối video RF

• 1 port cáp quang và 1 port nguồn

Thiết bị Outdoor-series ONT: được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài nhà ở.

Hình 3.4 Thiết bị Outdoor-series ONT

Outdoor ONT sử dụng ba loại connector: các POTS (RJ-11),connector

data(10/100Base-T RJ-45) và quang(SC/APC connector) .

Thiết bị Bussiness-series ONT

Hình 3.5 Thiết bị Bussiness-series ONT

Thiết bị Bussiness ONT phù hợp trong các doanh nghiệp cho những ứng

dung SOHO. Thiết bị này hỗ trợ các connetor: POTS (RJ-11),connector data

(10/100Base-T RJ-45) , quang (SC/APC connector) và video.

Thiết bị MDU-series ONT



Hình 3.6 Thiết bị MDU-series ONT

Được sử dụng bên trong hoặc bên ngoài nhà, trên tường hoặc trong các tủ

rack. Modular ONT được thiết kế chắc chắn và kín để chống bụi, mưa...

Cáp nối được gắn vào phía sau của ONT, hỗ trợ nhiều loại connector : POTS

(RJ-11),connector data(10/100Base-T RJ-45) , quang(SC/APC connector)

3.3.2 Cấu trúc thiết bị OLT sử dụng trên mạng FTTx tại CMC TI.

3.3.2.1. Tổng quan về sản phẩm 7342 ISAM FTTU 7342 ISAM FTTU là một hệ thống với sợi quang cung cấp các dịch vụ về

đàm thoại, dữ liệu, và các dịch vụ về video cho các khu dân cư và kinh doanh. 7342

ISAM FTTU thu thập và phân phối với tốc độ cao các thông tin kỹ thuật số, bằng

cách sử dụng công nghệ của mạng quang thụ động GPON.

Hình 3.7 Thiết bị 7342 ISAM FTTU



Các GPON mạng cáp quang kết nối P-OLT và ONTs là một mạng quang thụ

động (PON). Mỗi kết nối mạng GPON từ OLT-P là một kết nối cáp quang đơn. P-

OLT hỗ trợ lên đến tối đa là 32 kết nối mạng GPON.

Các 7342 ISAM FTTU hỗ trợ nhiều dịch vụ hơn GPON, bao gồm: voice, dữ

liệu, và video. Sử dụng V-OLT, các 7342 ISAM FTTU hỗ trợ cáp tiêu chuẩn các

dịch vụ video, truyền hình, cũng như các kênh analog và digital. V-OLT hỗ trợ các

tần số vô tuyến đầy đủ (RF) phổ tần số 47 MHz đến 862 MHz .

3.3.2.2 Tính năng GPON của 7342 ISAM FTTU Các 7342 ISAM FTTU cung cấp các tính năng GPON sau đây :

• Cung cấp dịch vụ voice, dữ liệu, và các dịch vụ IPTV cho tối đa là 64 port

thuê bao.

• Sửa chữa lỗi về phía trước (FEC) trên giao diện PON.

• RF video phân phối các dịch vụ có hỗ trợ các kênh analog và kỹ thuật số.

• Cấu hình hỗ trợ cho đa phương tiện trên cáp đồng trục Alliance (MoCA)

cho ONTs có hỗ trợ MoCA

• Dòng mức 2,488 Gb/s Down Stream dùng bước sóng 1490 nm và 1,244

Gb/s Up Stream dùng bước sóng 1310 nm.

• Khoảng cách tối đa là 20 Km.

• GEM-đóng gói dựa trên GPON.

• Phù hợp với mạng truy cập đầy đủ dịch vụ (FSAN) tiêu chuẩn.

3.3.2.3 Dịch vụ Các 7342 ISAM FTTU hỗ trợ nhiều dịch vụ, bao gồm: đàm thoại, dữ liệu,

IPTV và RF video, qua mạng chuyển mạch gói (PSN).

3.3.2.4 Giao diện mạng Các 7342 ISAM FTTU cung cấp một tốc độ cao và mạng truy cập băng

thông cao. Truy cập mạng này bao gồm các giao diện sau đây:

• Các giao diện P-OLT giữa mạng gigabit Ethernet (GE) và các ONTs

• Các giao diện V-OLT giữa các mạng cung cấp dịch vụ video và các ONTs



• Các giao diện ONT giữa OLT-P và thiết bị thuê bao

• Các giao diện hỗ trợ các kết nối sau đây: P-OLT quang kết nối mạng với

mạng Ethernet: LC / UPC

• P-OLT quang kết nối mạng đến các GPON: SC / UPC

• ONT quang kết nối mạng đến các GPON: SC / APC

P-OLT giao diện hệ thống P-OLT cung cấp cho chế biến lõi, chuyển đổi, và

chức năng kiểm soát. Trong hướng Down Stream, P-OLT tương tác với các chuyển

mạch Ethernet và voice gateway bằng cách sử dụng việc chấm dứt mạng (NT) card.

Trong hướng UP Stream, P-OLT phân phối thoại, dữ liệu và video trong bản nhạc,

hoặc lưu lượng truy cập đến các ONTs trên GPON. Tại P-OLT, line chấm dứt (LT)

card chấm dứt kết nối GPON. P-OLT cũng có chứa một card kiểm soát báo động và

các giao diện thủ công, cho phép EMS truy cập vào các hệ thống 7342 ISAM FTTU

cho hoạt động, hành chính, và bảo dưỡng (OAM). Mỗi hệ thống P-OLT hỗ trợ tối

đa là:

• Hai card NT

• 16 card LT

• 32 Pons mỗi P-OLT với mỗi card LT hỗ trợ hai Pons

• 64 ONTs trong nhà, ONTs ngoài trời, hoặc ONTs kinh doanh cho mỗi PON

• 48-Gb / s khả năng chuyển đổi

V-OLT giao diện :

- V-OLT RF phân phối các dịch vụ video qua PON các từ dịch vụ video nhà

cung cấp cho các thuê bao.

- V-OLT cung cấp giao diện giữa mạng và cung cấp dịch vụ video phân chia

bước sóng (WDM) đơn vị. Các ONTs kết nối với videocung cấp dịch vụ mạng bằng

cách sử dụng GPON và WDM.

Quản lí thiết bị: EMS có chức năng quản lý P-OLT từ xa từ một vị trí trung

tâm. Bản phát hành có các hỗ trợ sau đây:

- 5.523 AWS

- 5.528 WAM



3.3.2.5 Cấu trúc thiết bị ISAM 7342 FTTU 7342 ISAM FTTU cung cấp 1 gigabit qua mang quang (GPON) là cơ sở

mạng truy nhập và có 3 đặc điểm chính :

- Gói dữ liệu thiết bị đường quang (P- OLT) cung cấp chuyển mạch trung tâm,

xử lý và chức năng điều khiển.

- Video thiết bị đường quang (V-OLT) cung cấp xử lý và phân bổ dịch vụ

video.

- Mạng thiết bị quang (ONT ) cung cấp chuyển mạch vùng xử lý và chức năng

điều khiển.

3.3.2.6 Các khối chức năng của thiết bị Chức năng của thiết bị bao gồm chức năng của các khối : Khối nguồn, Khối

điều khiển, Khối modul cung cấp dịch vụ, Khối thu phát tín hiệu quang P-OLT.

Khối thu phát tín hiệu quang gồm hai khối chức năng chính là:

• Thiết bị mạng (NT)

• Đường dây thiết bị (LT)

Hình 3.8. P-OLT các khối chức năng với một EHNT



Các khối chức năng được xây dựng trên nền tảng phần mềm ứng dụng, bao

gồm thông tin liên lạc và các giao thức quản lý, dịch vụ cốt lõi và các ứng dụng

quản lý, và các ứng dụng truyền tải.

Network termination: Các khối chức năng NT có chứa một cặp NT card và

card ACU cung cấp các chức năng chính sau đây:

- Lớp chuyển mạch.

- NT dự phòng.

- Kiểm soát và quản lí.

- Đồng bộ hóa

- Kết nối.

Lớp chuyển mạch: Thiết bị đầu cuối NT và LT làm việc cùng nhau để cung

cấp các lớp chuyển mạch chuyển đổi chức năng. Các NT card cung cấp các lớp

chuyển mạch ảo mạng cục bộ (VLAN) quản lý chức năng.Chức năng này kiểm soát

ánh xạ port, bao gồm cả người sử dụng để giao diện mạng (UNI) tới một port và

GPON đóng gói module (GEM) tới port VLAN lập một đường truyền dẫn dữ

liệu.Thiết bị LT cung cấp lớp chuyển mạch tại kết nối chéo hoặc chế độ iBridge.

NT Dự phòng: Chức năng thứ hai là hai lớp chuyển mạch NT dự phòng được

cung cấp để chia sẻ. Bình thường trường hợp khi cả hai card NT đang hoạt động, bộ

điều khiển on-board (OBC) trên lớp chuyển mạch chuyển đổi chức năng đóng vai

trò điều khiển hoạt động của cả hai thiết bị chuyển mạch.

Kiểm soát và quản lý: Các lớp chuyển đổi có OBC kiểm soát riêng chức

năng định tuyến của giao thức Internet(IP). Chuyển đổi này được quản lý riêng biệt

từ card NT. Các switch có cơ sở quản lý thông tin riêng (MIB) có thể được truy cập

vào trực tiếp bằng cách sử dụng giao thức đơn giản là quản lý mạng (SNMP) hoặc

gián tiếp bằng cách sử dụng giao thức với ngôn ngữ (TL1) hoặc giao diện dòng lệnh

(CLI). Các OBC trên card NT chính điều khiển hoạt động của toàn bộ thiết bị P-

OLT. Các OBC NT có tốc độ quản lí nhanh hơn Ethernet (FE), OBC NT kết nối

cho OBC trên lớp chuyển mạch để đồng bộ hóa các cơ sở dữ liệu. Các OBC NT

quản lí thông tin riêng (MIB) của mình mà có thể được truy cập trực tiếp bằng cách



sử dụng giao thức quản lí mạng SNMP hoặc gián tiếp bằng cách sử dụng ngôn ngữ

TL1 hay dùng dòng lệnh CLI. Các Swich có cơ sở quản lí thông tin MIB sẽ kiểm

soát ứng dụng có liên quan đến các khối thiết bị P-OLT.

Đồng bộ hóa: Hệ thống 7342 ISAM FTTU phải được đồng bộ với một với

các dịch vụ như voice, video, dịch vụ (CES). Hệ thống này có thể được cấu hình

đồng bộ hóa mạng bằng cách tích hợp cung cấp (BITS) với giao diện mạng

IEEE1588v2 và khả năng của giao diện mạng EXNT.

Kết nối: Card EHNT sử dụng một liên kết dựa trên năng lực Ethernet điểm-

điểm, card (eHCL) theo dõi trên bảng nối đa năng P-OLT tốc độ lên đến 2 Gb/s của

unicast, multicast, và trong băng thông quản lý truyền dẫn cho từng LT (lên đến 4

Gb/s từ cả hai card NT). 10 gigabit Ethernet (GE) đính kèm giao diện thiết bị được

cung cấp giữa hai NTS.

Lớp chuyển mạch layer 2 cung cấp 48 port GE và hai port10-GE. Các port

cung cấp chức năng sau đây:

• Upstream hoặc mạng giao diện: bốn port 1-GE và một port 10-GE giới hạn

trên mặt trước để cung cấp một giao diện với giao diện mạng Ethernet (E-

MAN).

• Dowstream hoặc người sử dụng giao diện với hai port của card LT: tối đa 32

port tại bảng điều khiển trở lại để cung cấp giao diện cho các card LT. Mỗi

card LT yêu cầu hai port GE.

• Dowstream hoặc người sử dụng giao diện với 4 port của card LT trên một kệ

OLTS-M: tối đa 56 port tại bảng điều khiển trở lại để cung cấp giao diện cho

các card LT. Mỗi card LT yêu cầu bốn port GE.

• NT dự phòng kết nối: Một port 10-GE cung cấp một giao diện với card NT

dự phòng để chia sẻ và truyền tải thông tin liên lạc liên kết với cơ sở dữ liệu.

Line termination (Thiết bị đầu cuối OLT): P-OLT cung cấp các chức năng

bằng cách sử dụng chức năng của card LT. Các card LT cung cấp chức năng chính

sau đây:

- Cấu hình cho GPON.



- Cấu hình cho các card NT.

- lớp chuyển mạch.

- kiểm soát và quản lý.

Cấu hình cho GPON: Mỗi card LT cung cấp cấu hình cho GPON. Cấu hình

hỗ trợ GPON để sửa lỗi (FEC), giảm Raman. FEC cung cấp mã hóa dữ liệu dự

phòng, cho phép card LT để phát hiện và sửa lỗi truyền dẫn từ các ONT, và nâng

cao độ tin cậy của upstream dữ liệu. Upstream hỗ trợ FEC được kích hoạt hay vô

hiệu hóa bằng cách sử dụng lệnh TL1.

Cấu hình cho các card NT: Mỗi card LT liên kết nối với card NT thông qua

các giao thức liên kết. Các loại hình liên kết truyền thông phụ thuộc vào loại card

NT trong kệ. Với EHNT cài đặt liên kết eHCL được sử dụng. EHCL là gói tin dựa

trên giao diện Ethernet mà cung cấp truyền dẫn từ điểm đến điểm và cho truy cập

mạng từ card NT. Các liên kết eHCL hỗ trợ năng lực với tốc độ 4 Gb/s, nhận (Rx)

và truyền (Tx) cho card NT. Với EXNT cài đặt liên kết XAUI được sử dụng. XAUI

là một gói tin dựa trên giao diện Ethernet cung cấp truyền dẫn từ điểm đến điểm và

và cho truy cập mạng từ card NT. Các liên kết XAUI, trên hai port của card LT, hỗ

trợ với tốc độ 5 Gb/s, nhận (Rx) và truyền (Tx) cho card NT. Các XAUI liên kết,

trên bốn port của card LT, hỗ trợ công suất 20 Gb/s , nhận (Rx) và truyền (Tx) cho

card NT.

Lớp chuyển mạch: Các khối chức năng LT cung cấp lớp chuyển mạch

chuyển đổi cụ thể để truy cập mạng bằng cách hỗ trợ kết nối qua chế độ iBridge.

Khối LT phục vụ như một lớp chuyển mạch đó là chức năng độc lập của khối NT.

Cả LT và NT hoạt động độc lập trên phương tiện truyền thông truy cập kiểm soát

(MAC) địa chỉ. Khối LT cũng cung cấp nhân bản truyền dẫn multicast. Multicast

trùng lặp trên LT card có thể làm tăng hiệu quả của băng thông vào các liên kết

eHCL giữa NT card và card LT. Mỗi PON có thể đồng thời hỗ trợ lên đến 2,4 Gb/s

của multicast với cách tiếp cận này, mặc dù NT để LT công suất là 4 Gb/s. Các khối

chức năng LT cung cấp chức năng quản lý GPON để kiểm soát chức năng vận

chuyển, chẳng hạn như thiết lập các luồng GEM trên PON này. Các GPON quản lý



chức năng thiết lập liên kết giữa các khe, port, dịch vụ và UNIS. Các card LT

chuyển tải container truyền (T-CONT) để phân bổ nhận dạng (ID), ID port, khu vực

ưu tiên và chất lượng dịch vụ (QoS) thông tin cho ONTs cá nhân. T-CONTs được

sử dụng để quản lý các dự án gốc phân bổ băng thông trong phần PON của lớp hội

tụ truyền dẫn. Các ONTs sử dụng T-CONTs và sự phân công năng động, băng

thông để yêu cầu phía Upstream băng thông.

Kiểm soát và quản lý: Các OBC LT gửi thông tin quản lý ONT thông qua

các VLAN OAM đến NT card. Thông tin này bao gồm báo động và sự kiện thay

đổi trạng thái xảy ra trên ONTs hỗ trợ bởi card LT.

3.3.2.7. Hoạt động quản lí và bảo trì. Quản lí giao diện:

Giao diện quản lý cho phép việc thực hiện các hoạt động quản lý, chẳng hạn

như cấu hình, dự phòng, theo dõi, báo cáo, và xử lý sự cố. Các 7342 ISAM FTTU

hỗ trợ các giao diện quản lý sau đây cho khu vực gần và quản lý từ xa:

• Port thủ công hoặc port Ethernet trên card AACU cho một khu vực gần

được kết nối thiết bị đầu cuối.(Hình 3.9)

Hình 3.9: AACU-C thủ công và các kết nối Ethernet

• Các port thủ công với 2 port trên bảng nối đa năng P-OLT cho một thiết bị

đầu cuối kết nối thủ công từ xa.(Hình 3.10 và Hình 3.11)



Hình 3.10. ALTS-N bảng nối đa năng thủ công và các kết nối Ethernet

Hình 3.11. OLTS-M bảng nối đa năng thủ công và các kết nối Ethernet



• Port Ethernet trên bảng nối đa năng P-OLT cho băng thông ra kết nối từ xa

kết nối thủ công thông qua một thiết bị đầu cuối của hệ thống quản lý mạng

thông qua một Mạng IP

• Cột port Ethernet gigabit (GE) trên card NT định tại băng tần kết nối thủ

công từ xa với thiết bị đầu cuối thông qua một hệ thống quản lý mạng thông

qua một mạng IP.

Thiết lập thủ công thiết bị đầu cuối: Sử dụng lệnh TL1 thông qua kết nối

gần hoặc từ xa đến điểm cuối là cách thiết lập thủ công. Các P-OLT cung cấp lựa

chọn hai giao diện thủ công. Một giao diện thủ công có vị trí trên card AACU trong

kệ, xem Hình 3.9. Giao diện thủ công là một giao diện RS-232 với một đầu nối

DB-9. Thiết bị đầu cuối của cáp có thể sử dụng một đầu nối DB-9 hoặc đầu nối DB-

25 tùy thuộc vào loại thiết bị đầu cuối của giao diện thủ công được sử dụng. Giao

diện thủ công trên card AACU thường được sử dụng để truy cập gần. Một giao diện

thủ công từ xa nằm ở khu vực kết nối của thiết bị P-OLT. Đây là một DB-9 nối

được gắn nhãn RCFT (remote thủ công) trên kệ ALTS-N và là có nhãn giao diện

thủ công 2 trên các kệ OLTS-M. Thiết bị đầu cuối của cáp có thể sử dụng một DB-9

hoặc DB-25 nối tùy thuộc vào loại thiết bị đầu cuối thủ công, hoặc modem sử dụng.

Giao diện 2 thủ công thường kết nối với một modem có thể được truy cập từ xa.

TL1 và giao thức truy cập với tùy chọn CLI: Các 7342 ISAM FTTU hỗ trợ

các giao thức sau đây TL1 và CLI tùy chọn truy cập:

• CLI thông qua Telnet và SSH.

• TL1 thông qua Telnet, SSH, và UDP.

Port Ethernet trên bảng nối đa năng AACU và P-OLT: P-OLT cung cấp hai

port Ethernet có thể được sử dụng cho nhiệm vụ quản lý. Một port Ethernet là trên

AACU và port khác là trên bảng nối đa năng P-OLT. Chúng có thể được được sử

dụng như một port Ethernet hoặc thủ công cho giải băng thông ngoài kết nối mạng

IP đến một EMS. Chỉ có một port Ethernet có thể được sử dụng tại một thời điểm.

Các port Ethernet có thể được cấu hình trong các cách sau:



• Như cấu hình thủ công thiết bị đầu cuối khi các kênh quản lý bước sóng

thông qua các port GE trên card NT.

• Quản lý băng thông ngoài khi các port GE được sử dụng chỉ cho dữ liệu

lưu lượng truy cập.

• Không được sử dụng

Chức năng EMS: Các 7342 ISAM FTTU cung cấp hệ thống quản lý chức

năng (EMS) thông qua hệ thống mạng lưới quản lý sau đây:

• 5520 AMS

Các 5520 AMS là một hệ thống quản lý chức năng cung cấp một giải pháp

quản lý hoàn chỉnh cho hệ thống 7342 ISAM FTTU. Nhiệm vụ quản lý cho 7342

ISAM FTTU có thể được thực hiện thông qua GUI cung cấp bởi 5520 AMS. Các

5.520 AMS là từ xa kết nối với 7342 ISAM FTTU hệ thống thông qua kết nối mạng

đến các port GE trên NT,hoặc vào port Ethernet trên bảng nối đa năng P-OLT.

• 5528 WAM

Các WAM 5528 là một máy tính và công cụ quản lý dựa trên hệ điều hành

Solaris cho cấu hình,duy trì, và khắc phục sự cố các 7342 ISAM FTTU. Nhân viên

điều hành có thể sử dụng một trình duyệt web. trình duyệt web hỗ trợ bao gồm

Microsoft Internet Explorer và Mozilla Firefox. Các WAM 5528 là phù hợp với các

mạng nhỏ. Nó cũng có thể cung cấp một bổ sung bảo dưỡng và khả năng xử lý sự

cố cho các mạng lớn. Nó làm tăng số người sử dụng có trong hệ thống và cho phép

kết nối gần.

Các WAM 5528 là kết nối từ xa với hệ thống 7342 ISAM FTTU thông qua

mạng lưới kết nối đến các port GE trênNT, hoặc vào port Ethernet trên AACU hoặc

qua bảng kết nối đa năng P-OLT. Các WAM 5528 sử dụng dựa trên kiến trúc web

mở được đánh giá cao khả năng mở rộng. Nó cung cấp tổng thể thiết bị đồ họa,

CLI, và truy cập TL1.

Khắc phụ sự cố và bảo trì: Phần cứng hoạt động, quản lí và nhiệm vụ bảo trì

cho 7342 ISAM FTTU bao gồm: dựa trên khả năng nâng cấp của 7342 ISAM



FTTU, đáp ứng đối với chỉ dẫn LED, thay thế hoặc thêm card, khắc phục sự cố các

sự cố lớp vật lí.

Sửa chữa ONT và xử lí thông tin được gửi trở lại được lưu trữ trong RAM dễ

bị mất ở ONT có thể được lấy từ bộ nhớ Flash bằng cách sử dụng một phiên quản lý

EMS với các-P OLT. Một nút nhấn trên ONT cũng có thể được dùng để thu thập

các thông tin mới nhất. Một khi khởi xướng, các thông tin ONT đã được lưu giữ

trong bộ nhớ RAM được lưu vào bộ nhớ FLASH, từ đó thông tin có thể được lấy ra

để xem bằng cách sử dụng WAM 5528.

3.4 Các dịch vụ đang cung cấp trên mạng GPON CMCTI

3.4.1 FTTH/B Hiện tại CMC TI đang triển khai gói thầu xây lắp cáp quang đến nhà thuê

bao để triển khai dịch vụ GigaNet dựa trên công nghệ FTTx – GPON lần đầu tiên

triển khai tại Việt Nam của CMC TI, cung cấp các gói cước GigaNet Speed1

(24Mbps), GigaNet Speed2 (32Mbps), GigaNet Speed3 (48Mbps) và GigaNet

Bmax (480Mbps)

Dịch vụ Giganet cho phép băng thông đạt tới 2.5 Gbps, đáp ứng đầy đủ nhu

cầu phát sinh các dịch vụ viễn thông của khách hàng như: Voip, Video on Demand,

truyền số liệu, MPLS … mà không bị suy giảm chất lượng kết nối.

CMC TI triển khai mạng FTTx cho cả bussiness và home. Mỗi khách hàng

có 1 ONT siêng được kết nối bằng cáp quang .

GIGANET B - Dịch vụ Internet FTTB của CMC TI, là dịch vụ truy nhập

Internet băng thông rộng bằng cáp quang sử dụng công nghệ tiêu chuẩn quốc tế

GPON, hỗ trợ đa dịch vụ trên một kết nối với đường cáp quang đưa đến chân tòa

nhà. Là quá trình chuyển tiếp công nghệ từ internet băng rộng (ADSL) lên internet

cáp quang (FTTH) với khả năng cung cấp băng thông upload/download đối xứng,

chiều dài cáp nhỏ hơn và tốc độ nhanh gấp nhiều lần ADSL.

Dịch vụ FTTB chuyển cáp quang tới các ONT cố định đặt tại tòa nhà. mỗi

ONT có 24 port , dùng cáp đồng tới từng người sử dụng.



3.4.2 Dịch vụ VoIP VoIP (Voice over Internet Protocol)- Truyền thoại trên giao thức IP. Nó sử

dụng các gói dữ liệu IP (trên mạng LAN, WAN, Internet) với thông tin được truyền

tải là mã hoá của âm thanh.

Tuân theo chuẩn SIP,H323 cho phép kết nối tới tất cả các nhà cung cấp dịch

vụ thoại IP. Cùng với sự phát triển của công nghệ cho phép người dùng có thể gọi

đồng thời cả 2 mạng IP và mạng PSTN.Với các cơ chế bảo mật điều khiển truy xuất

vật lý, chứng thực, quyền hạn của người dùng với các dịch vụ và sự mã hóa giúp

cho hệ thống VoIP luôn được bảo mật cao nhất. Trong các dịch vụ thì Voip được ưu

tiên đàm thoại để giảm tối thiểu khả năng rớt mạng.

Hình 3.12 : Mô hình Voip CMCTI

3.4.3 Dịch vụ IPTV IPTV - Internet Protocol TV - là mạng truyền hình kết hợp chặt chẽ với

mạng viễn thông. Nói rộng hơn IPTV là dịch vụ giá trị gia tăng sử dụng mạng băng

rộng IP phục vụ cho nhiều người dùng (user). Các user có thể thông qua máy vi tính

PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với hộp phối ghép Settopbox (STB) để sử

dụng dịch vụ IPTV.

IPTV có 2 loại là :

Unicast được truyền từ nhà ISP tới CMCTI. Đây là chương trình truyền hình

tivi kèm theo dịch vụ IPTV.



Multicast được truyền từ nhà ISP tới CMCTI. Đây là chương trình truyền

trên Tivi thông thường

3.4.4 Dịch vụ truyền số liệu VPN/MPLS Dịch vụ truyền số liệu nội hạt liên tỉnh Gigawan dựa trên công nghệ chuyển

mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol Label Switching) đảm bảo việc

truyền dữ liệu tốc độ cao, chất lượng, dễ dàng nâng cấp mở rộng phù hợp với các

khách hàng có nhu cầu truyền dữ liệu đa điểm, tốc độ cao.

Dịch vụ GIGAWAN được các Doanh nghiệp trong khối ngân hàng, doanh

nghiệp, bảo hiểm tài chính, tập đoàn xuyên quốc gia, Doanh nghiệp, tổ chức lớn

có nhiều chi nhánh, văn phòng giao dịch ưa chuộng để truyền số liệu và chất lượng

đường truyền ổn định, chi phí sử dụng thấp, đặc biệt là hỗ trợ khả năng support rất

nhanh khi xảy ra sự cố kỹ thuật hay lỗi cáp... Hiện trên thị trường các ISP cung cấp

với nhiều tốc độ khác nhau từ 128k, 256k, 1Mbps…Còn CMC TI chỉ cung cấp cho

các đối tác có nhu cầu sử dụng từ tốc độ 1Mbps đến 450Mbps nội hạt hay liên tỉnh

với giá thành phù hợp nhất.

3.5 Kết luận chương Chương 3 đã nêu lên được mô hình mạng GPON tại công ty cổ phần viễn thông

CMC TI. Tìm hiểu chi tiết về thiết bị GPON tại công ty- 7342 ISAM FTTU, và các

dịch vụ đang được CMC TI cung cấp trên mạng GPON. Chương 4 sẽ mô phỏng hệ

thống mạng GPON, các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng đường truyền như tốc độ

bit, khoảng cách và tỉ lệ chia.



CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG MẠNG FTTX THEO CHUẨN GPON

4.1 Giới thiệu chương Chương 4 mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON bằng phần

mềm OptiSystem 7.0. Một số tình huống đưa ra để đánh giá sự phụ thuộc của hệ

thống mạng quang vào các yếu tố như khoảng cách truyền, tốc độ bit, công suất

phát, suy hao, phương thức mã hóa. Cụ thể, trong phần mô phỏng này gồm 2 phần:

Phần 1: Mô phỏng các tham số cơ bản của mạng GPON

Bảng 0.1 Các thông số cơ bản mạng GPON

Đặc tính Thông số

Tốc độ bit tối đa 2,488 Gbit/s đối với cả 2 hướng lên và xuống

Tỉ lệ chia (ONU/ONT) 1:16 hoặc 1:8

Mã đường dây NRZ

Bước sóng 1550 nm xuống & 1310nm lên

1490 nm xuống & 1310nm lên

Khoảng cách Khoảng cách tối đa giữa ONT và OLT 20 km

Phần 2: Mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng GPON

- Khoảng cách

- Hệ số chia của Splitter

- Tốc độ bit

Khi hệ thống quang càng trở nên phức tạp hơn, các nhà khoa học và kỹ sư

ngày càng phải áp dụng các kỹ thuật phần mềm mô phỏng tiên tiến hỗ trợ vấn đề

thiết kế linh hoạt, hiệu quả. Bởi vậy, OptiSystem ra đời. Optisystem một phần mềm

thiết kế các hệ thống quang chuyên nghiệp được xây dựng bởi Optiwave Systems

Inc. Phiên bản OpticSystem 7.0 là phiên bản mới cung cấp các tính năng, tạo điều

kiện mô phỏng và thiết kế các công nghệ mạng truy nhập quang mới. Môi trường

mô phỏng mạnh mẽ cho phép người dùng kiểm tra, lập kế hoạch và mô phỏng các



hệ thống quang trong các lớp vật lý của một loạt các mạng quang thụ động: BPON,

EPON, GPON. Hơn nữa, OptiSystem còn hỗ trợ các công cụ phân tích như giản đồ

mắt, BER, Q-Factor, tín hiệu chirp để đánh giá hệ thống. Vì thế, trong phần mô

phỏng này, sẽ sử dụng phần mềm mô phỏng OptiSystem 7.0.

4.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang

4.2.1 Tỉ lệ lỗi bit BER Định nghĩa: Là tỉ lệ bit bị lỗi trên tổng số bit truyền đi. Trong đó, xác suất lỗi

bit là một trong những cách hiệu quả để đánh giá tín hiệu một cách định lượng.

Khi máy thu nhận được tín hiệu quang, nó sẽ chuyển tín hiệu quang thành tín

hiệu điện thông qua một photodiode. Sau đó, tín hiệu điện lại được khuếch đại tín

hiệu nhờ một bộ khuếch đại. Tín hiệu này sau đó được lấy mẫu để tương ứng với

mỗi bit, ta có một mức điện thế xác định. Với một ngưỡng cho trước, mức tín hiệu

nào lớn hơn ngưỡng thì là bit “1”, ngược lại là bit “0”. Nếu nhiễu quá lớn, các mức

điện thế có thể vượt qua ngưỡng để được đọc thành bit “1” và ngược lại tạo ra lỗi..

Nhờ kĩ thuật mã hóa sửa sai FEC, người ta có thể hạ thấp tỉ lệ lỗi bit từ 10-4 xuống

còn 10-12. Tuy nhiên, thông thường tỉ lệ lỗi bit trong tín hiệu quang thường là 10-9.

Cách tính BER với nhiễu biên độ tuân theo hàm phân bố Gaussian.

(a) (b)



Hình 4.1 Mối liên quan tín hiệu nhận được và hàm phân bố xác suất

Hình a chỉ ra dạng tín hiệu nhận được. Giá trị dòng điện I dao động từ I0 tới

I1 và ID là dòng ngưỡng. Nếu I > ID thì đó là bit “1” còn ngược lại đó là bit “0”.

BER có thể được tính theo xác xuất lỗi bit:

BER = P(1)P(0/1) + P(0)P(1/0) (4.1)

Trong đó:

P(1) và P(0) là xác suất nhận được bit 1 và 0.

P(0/1) là xác suẩt lựa chọn bit 0 khi bit 1 được nhận

P(1/0) là xác suất lựa chọn bit 1 khi bit 0 được nhận

Do có thể xảy ra trường hợp: P(1) = P(0) = 1/2. Khi đó:

BER = [P(0/1) + P(1/0)] (4.2)

Hình b chỉ ra xác suất P(0/1) và P(1/0) phụ thuộc vào hàm mật độ xác xuất

P(I). Dạng hàm P(I) phụ thuộc vào thống kê nguồn nhiễu. Với nhiễu biên độ tuân

theo hàm phân bố Gaussian, ta có:

(4.3)

(4.4)

(Mỗi một hàm Gaussian có một giá trị σ khác nhau.)

Trong đó erfc là hàm bù lỗi được định nghĩa như sau:

(4.5)

Thay vào công thức trên ta có:



(4.6)

Phương trình này chỉ ra rằng BER phụ thuộc vào dòng ngưỡng ID. Trên thực

tế ID được đánh giá dựa trên giá trị BER nhỏ nhất. Trường hợp nhỏ nhất khi ID được

chọn theo công thức:

(4.7)

Tính xấp xỉ ta có :

(4.8)

Suy ra:

(4.9)

Ta có: σ0 = σ1,

(4.10)

Khi đó, BER min. Khi đó P(1/0) = P(0/1). Điều này có thể nhìn thấy rõ trong

hình (b). Thay các giá trị tìm được vào công thức tính BER ta có:

(4.11)

Với:

(4.12)

Phương trình trên chỉ ra mối quan hệ giữa BER và hệ số Q: Q giảm thì BER

tăng và ngược lại. Ta có thể thấy rõ điều đó thông qua đồ thị dưới đây:



Hình 4.2 Mối quan hệ giữa hệ số phẩm chất Q và tỉ lệ lỗi bit BER

4.2.2 Hệ số phẩm chất Q Định nghĩa: Hệ số chất lượng tín hiệu là tỉ số tương đương với tỉ lệ tín hiệu

trên nhiễu (SNR) của tín hiệu điện ở bộ thu sau khi được khuếch đại. Hệ số này

được tính dựa theo công thức (4.12).

Hình 4.3 Hệ số Q tính theo biên độ



4.2.3 Đồ thị mắt Định nghĩa: Biểu đồ mắt hay mẫu mắt là một hình ảnh cho thấy rất rõ mức

độ méo của tín hiệu số. Ở đầu ra phần băng gốc của hệ thống (sau khi lọc băng gốc,

trước khi lấy mẫu quyết định bit truyền là 1 hay 0), các hệ thống luôn có một điểm

đo, từ đó dẫn tín hiệu vào một oscilloscope. Nếu tần số quét của oscilloscope bằng

với tốc độ bit của tín hiệu thì trên màn hình hiển thị của oscilloscope, các tín hiệu sẽ

dừng lại trùng lên nhau. Nếu xem mức tín hiệu dương là mí mắt bên trên, tín hiệu

âm là mí mắt bên dưới, ta sẽ có một hình ảnh như một mắt người mở. Đó chính là

mẫu mắt. Mẫu mắt với vô số tín hiệu đi vào oscillocscope thì chồng lên nhau.

Những hình ảnh đó cho thấy mức độ méo của tín hiệu và độ dự trữ tạp âm.

Gọi giá trị đỉnh dương của tín hiệu không méo lý tưởng là 1 còn giá trị đỉnh

âm của tín hiệu không méo lý tưởng là -1 thì độ mở của mẫu mắt lý tưởng sẽ là

(2/2)x100% = 100%, trong thực tế thì độ mở mẫu mắt sẽ là khoảng trắng lớn nhất

giữa các đường cong tín hiệu âm và dương, chia 2 và tín theo phần trăm. Mẫu mắt

cảng mở (số % càng lớn ) thì chất lượng tín hiệu càng tốt. Ngược lại với độ mở mẫu

mắt là độ đóng mẫu mắt

Mẫu mắt được gọi là mở nếu độ mở mẫu mắt lớn hơn 0. Mẫu mắt được gọi

là đóng nếu độ mở bằng 0. Mẫu mắt thường là từ 20% – 30%, tùy theo hệ thống có

mã chống nhiễu hay không. Mẫu mắt được xem là bình thường nếu ở khoảng lớn

hơn 50 %. Thực tế thì yêu cầu lớn hơn, khoảng 75%.

Hình 4.4 mô tả chi tiết cách thức dựng lên đồ thị mắt. Giả sử ta có 8 chuỗi

bit lần lượt là “000”, “100”, “010”, “110”, “111”, “001”, “101”, “011”, “111”. Ứng

với các chuỗi bit đó ta có các dạng tín hiệu tương ứng. Ví dụ như với chuỗi bi

“000”, ta sẽ có giá trị đỉnh âm của mẫu mắt (trong hình dưới lấy là đỉnh dương), với

chuỗi bit “111”, ta sẽ có giá trị đỉnh dương của mẫu mắt (trong hình dưới lấy là đỉnh

âm). Ngoài ra còn có một số chuỗi bit khác. Tổng hợp các chuỗi bit đó ta được đồ

thị mắt tương ứng như hình vẽ. Nếu số chuỗi bit càng lớn thì hình dạng của biểu đồ

mắt sẽ gồm rất nhiều đường chồng chập lên nhau. Ta có thể thấy rất rõ điều này



trong biểu đồ mắt ở Hình 4.5. Ở đây, đồ thị mắt được lấy trong một chu kì bit, độ

mở mắt là khoảng 50%, một con số có thể chấp nhận được trong thực tế.

Hình 4.4 Sự hình thành đồ thị mắt

Hình 4.5 cho ta thấy một kết quả thực tế của đồ thị mắt. Có rất nhiều chuỗi

bit được tổng hợp lại ở phía thu tạo nên đồ thị mắt có hình dạng khá phức tạp.

Hình 4.5 Đồ thị mắt



4.2.4 Mối quan hệ giữa đồ thị mắt và tỉ lệ lỗi bit BER Đồ thị mắt là sự kết hợp của các mẫu điện áp hoặc thời gian của các tín hiệu

gốc. Một oscilloscope, có thể có tốc độ lấy mẫu là 10 Gbps. Vậy phần lớn các mẫu

mắt được tạo ra từ một số ít các mẫu tín hiệu. Trong trường hợp số mẫu ít, những

nhiễu liên quan đến hoặc xuất phát từ các hiệu ứng crosstalk và các hiệu ứng giao

thoa có thể không xuất hiện trong đồ thị mắt nhưng nó lại ngăn cản việc liên kết các

mức tín hiệu (có thể hiểu ở đây là các mức điện áp đặc trưng cho các bit “0” và

“1”). Ví dụ để liên kết được các mức tín hiệu thì tỉ lệ lỗi bit là cỡ 10-12, trong khi đó

thì đồ thị mắt chỉ hiện được tín hiệu ở mức 10-5. Sự mất mát những bit đó gây ra sự

thiếu hụt về thông tin. Có thể khắc phục vấn đề đó bằng nhiều cách. Đầu tiên là xây

dựng đồ thị mắt bằng cách đo các thông số về điện áp/thời gian với một mô hình có

hiệu suất lấy mẫu lớn hơn. Giải pháp thứ 2 đó là sử dụng những mẫu bit trực tiếp từ

đường truyền, điều đó sẽ tránh được điều kiện là sự giới hạn làm việc của thiết bị.

4.3 Các tham số đặc trưng cho mạng GPON

4.3.1 Bước sóng hướng xuống 1490 nm, hướng lên 1310 nm

Hình 4.6 Phổ tín hiệu tập trung ở bước sóng 1490 nm



Hình 4.7 Phổ tín hiệu tập trung ở bước sóng 1310nm

Hình 4.6 và Hình 4.7 cho thấy mật độ phổ tập trung ở 2 tần số ứng với 2

bước sóng tương ứng là 1490 nm (hướng xuống) và 1310 nm (ứng với hướng lên).

4.3.2 Phương thức điều chế NRZ

4.3.2.1 Chức năng cơ bản của mã đường dây: Một vấn đề quan trọng trong xử lý tín hiệu băng gốc đó là tách tín hiệu định

thời từ tín hiệu được chuyển tới. Tín hiệu định thời thường được tách từ các chuyển

đổi cực tính xung thành phần. Trong trường hợp sử dụng các tín hiệu NRZ thì việc

tách các tín hiệu định thời là rất khó khăn vì giả sử tín hiệu định thời là bit “1” và

bit tín hiệu dữ liệu cũng liên tiếp sau đó là “1” rõ ràng rất khó để xác định. Để khắc

phục điều này, người ta mã hóa tín hiệu nhị phân đơn cực trước khi truyền trực tiếp

trên đường dây. Cách thức mã hóa như vậy gọi là mã hóa đường dây.

Các chức năng chủ yếu của mã hóa đường dây là:

Chuyển phổ tín hiệu băng gốc (tập trung chủ yếu tại miền tần thấp và chứa

thành phần một chiều rất lớn) lên miền tần số cao hơn để lọt vào băng thông

đường dây để truyền không điều chế tín hiệu băng gốc đi được xa hơn.



Tăng mật độ chuyển đổi cực tính của tín hiệu nhằm hỗ trợ cho quá trình đồng

bộ đồng hồ ở phía thu.

Có khả năng kiểm soát lỗi (thường chỉ có khả năng phát hiện lỗi chứ không có

khả năng sửa).

4.3.2.2 Tại sao lại dùng điều chế NRZ Đường truyền dẫn quang là loại chỉ truyền 2 trạng thái sáng và tối. Do đó cần

phải dùng mã chỉ có 2 mức. Trong thông tin quang, người ta thường sử dụng loại

mã nhị phân nBmB.

Mã nhị phân nBmB: Người ta coi một chu kì bit đầu vào là n bit và chu kì bit

đầu ra là m bit. Tín hiệu nhị phân thích hợp với việc truyền trên sợi quang học với

bit “1” được quy định là xung có ánh sáng còn bit “0” là xung không có ánh sáng.

Để không khó khăn trong việc khôi phục định thời do không có chuyển đổi cực tính

xung kéo dài khi có chuỗi bit (hiểu là một chuỗi chu kì bit) liên tiếp là “0” hoặc “1”,

người ta sử dụng mã nBmB. Giả sử ở đây người ta sử dụng mã 5B6B. Trong đó 5

bit ở lối vào sau mã hóa sẽ có 6 bit ở lối ra. 5 bit đó sẽ tạo thành một nhóm. Khi mã

hóa thì một nhóm bit đó sẽ tương ứng với một mức điện áp của tín hiệu NRZ. Số tổ

hợp từ mã của nhóm 5 bit là 32, của nhóm 6 bit là 64. Tức là còn thừa 32 bit nên

người ta dùng để phát hiện lỗi. Ngoài ra, khi dùng mã 5B6B thì tốc độ bit tăng lên

6/5 =1,2 lần. Điều này không ảnh hưởng đáng kể đối với hệ thống quang (vốn được

xem là băng tần vô hạn). Với hệ thống truyền dẫn hạn chế, nói chung hệ thống này

không đảm bảo được hiệu quả sử dụng kênh.

Dưới đây chúng ta sẽ xem xét việc sử dụng các loại điều chế hóa kênh sẽ ảnh

hưởng như thế nào đến tỉ lệ lỗi bit.

Sử dụng điều chế NRZ :

Điều chế NRZ làm cho cực tính của tín hiệu không thay đổi trong một chu kỳ bit. Hình 4.8 ta thấy độ rộng của đồ thị mắt là khá lớn. Cụ thể ở đây, ta có thể thấy Min BER = 1.752e-13. Ngoài ra, đồ thị này còn mang hình dáng đặc trưng của phương thức điều chế NRZ. Cực tính của tín hiệu được giữ nguyên trong một chu kì bit.



Hình 4.8 Sử dụng điều chế NRZ

Sử dụng NZ:

Hình 4.9 Sử dụng điều chế RZ



Theo đồ thị Hình 4.9 ta nhìn thấy rõ được độ rộng đồ thị mắt là quá nhỏ,

chưa đạt tới 20%. Tỉ lệ lỗi bit là lớn (= 1.552e-5) tức là cỡ 10-5. Đây là tỉ lệ lỗi bit

quá lớn và không chấp nhận được trong hệ thống thông tin quang, khi yêu cầu BER

chỉ cỡ 10-9. Vậy tại sao lại như vậy? Rõ ràng là trong một chu kì bit, với tín hiệu

RZ, cực tính của tín hiệu đã bị thay đổi một lần, điều này gây khó khăn cho phía thu

xác định được cực tính nhất là với tốc độ mã hóa càng cao. Trong khi đó, với mã

hóa RZ, cực tính của tín hiệu giữ nguyên trong một chu kì bit. Do đó việc xác định

cực tính dể hơn. Điều đó giải thích tại sao trong hệ thống mạng GPON người ta lại

sử dụng NRZ chứ không phải RZ.

4.4 Mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng GPON

4.4.1 Sơ đồ kết nối Mô hình kết nối mạng được mô tả ở Hình 4.10. Trong sơ đồ trên ta thấy hệ

thống mạng FTTx theo chuẩn GPON có các thành phần chính là:

Thiết bị đầu cuối phía nhà sản xuất OLT. Đó chính là bộ ghép kênh phân

chia theo bước sóng. Ở đây các dữ liệu đã được điều chế lên các bước sóng thuộc

cửa sổ quang 1550 nm. Sau khi điều chế các tín hiệu sẽ được đưa vào bộ ghép kênh

theo bước sóng WDM.

Circulator dùng để tách một bước sóng ra để phân tích tín hiệu trên đường

truyền.

Sợi quang đơn mode có chiều dài là 20 km tính từ phía nhà sản xuất đến

người sử dụng. Các thông số của sợi quang:

Splitter quang: về bản chất, splitter quang là một bộ chia công suất. Có nhiều

loại splitter quang, có loại thì công suất ở các ngõ đầu ra bằng nhau nhưng cũng có

loại thì công suất đầu ra theo các tỉ lệ 1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32 … Nó cũng là bộ chia

băng thông. Giả sử, tốc độ hướng xuống là 1,244 Gbps, hệ số chia của splitter là

1:16 thì băng thông tối đa dành cho các user hướng xuống sẽ là 1,244 : 16 =

0,07775 Gbps hay là 77,5 Mbps.



Hình 4.10 Sơ đồ mạng GPON



Hình 4.11 Cấu trúc ONU

ONU là thiết bị đầu cuối phía người sử dụng. Nó có chức năng là biến đổi tín

hiệu quang thành tín hiệu điện. Số lượng ONU là 8. Cấu trúc bên trong của ONU

được cụ thể như Hình 4.11 Ta có thể thấy trong sơ đồ, ONU sẽ gồm 2 phần thu và

phát. Phần thu gồm có một Photodetecor, một bộ lọc Bessel. Tín hiệu khi đến đầu

vào của ONU nó sẽ được Photodetector thu, qua bộ lọc Besel nó sẽ lọc lấy những

tín hiệu có tần số thấp rồi qua bộ khôi phục tín hiệu và cuối cùng đưa vào bộ phân

tích tỉ lệ lỗi bit BER. Phần phát gồm một bộ ghép kênh quang WDM gồm các tham

số đã được thiết lập như hình vẽ. Qua các bộ dynamic Select (về bản chất nó có

chức năng như là một switch), tín hiệu sẽ được truyền đi theo hướng lên

Ngoài ra còn có một số thiết bị khác để phân tích tín hiệu như máy phân tích

phổ (Optical Spectrum Analyser), bộ tái tạo tín hiệu (3R Generation), bộ hiển thị

thời gian (Optical Time Domain Visualizer).

4.4.2 Các tình huống mô phỏng

4.4.2.1 Các thông số thiết lập chung: Mạng GPON Với bộ chia 1:16

Phía phát:

Phương thức mã hóa: NRZ

Công suất phát: - 3 dBm



Tốc độ bit: 1224.16Mbps

Bước sóng hướng xuống: 1490 nm

Độ rộng mỗi kênh: 10 MHz

Kênh truyền:

Sợi đơn mode

Suy hao: 0,2 dB/km

Độ tán sắc: 16,75 ps/nm/km

Phía thu:

Phương thức mã hóa: NRZ

Tốc độ bit: 1224.16Mbps

Bước sóng hướng lên: 1310 nm

Độ rộng mỗi kênh: 10 MHz

Công suất phát: - 3 dBm

4.4.2.2 Ảnh hưởng của khoảng cách Với khoảng cách là 20km, thì đồ thị mắt, BER và Q như sau:

Hình 4.12 Đồ thị mắt, BER, Q ở khoảng cách 20km



Khi khoảng cách càng lớn thì tỉ lệ lỗi bit càng lớn. Theo tiêu chuẩn của ITU

– T 984, khoảng cách truyền tối đa trong mạng GPON là 20km. Ta sẽ thử nghiệm

với 2 khoảng cách: 20 km và 10 km để thấy sự khác biệt. Trên thực tế thì CMCTI

sử dụng khoảng cách truyền là 10 km.

Như Hình 4.12 trên, ta có thể thấy ở khoảng cách 20km ta có các thông số cơ

bản như :

Max Q factor: 6.89129

Min BER: 2.74131e-012

Eye height: 3.50054e-006

Threshold: 4.17419e-006

Hình 4.13 Đồ thị BER min ở khoảng cách 20 km



Hình 4.14 Đồ thị mức ngưỡng ở khoảng cách 20 km

Từ hình vẽ 4.12, 4.13, 4.14, ta thấy rằng trong một chu kì bit, tại sườn của tín

hiệu I biến thiên nhanh nhất, nên khó phân biệt là mức trên hay mức dưới . Do đó

tỉ lệ lỗi bit ở khu vực này là cao. Phần còn lại tỉ lệ lỗi bit là khó xảy ra. Như ta thấy

trên hình 4.13, BER min= 2.74131e-012 nằm ở khu vực đỉnh tín hiệu.

So sánh 2 hình 4.12 và 4.13 ta thấy rõ rằng khi BER min tăng, thì Q giảm và

ngược lại. Ứng với BER min= 2.74131e-012 thì Max Q factor = 6.89129. Điều này

hoàn toàn đúng với công thức (4.10). và = 4.17419e-006.



Hình 4.15 Đồ thị mắt, BER, Q factor ở khoảng cách 10 km

Tương tự như trên, ở khoảng cách 10 km ta có các thông số như sau:

Max Q factor: 10.4515

Min BER: 7.1845e-026

Eye height: 6.9262e-006

Threshold: 5.5553e-006

Đánh giá: Qua các kết quả mô phỏng ở trên ta thấy rằng, ở khoảng cách càng

ngắn thì tỉ lệ lỗi bit càng giảm. Ở khoảng cách là 10 km, BER là 7.1845e-026 còn ở

khoảng cách 20 km thì BER là 2.74131e-012. Rõ ràng sự chênh lệch là khá lớn.

Ngoài ra, dựa vào 2 đồ thị trên ta còn có thể thấy được các thông số như Q factor

4.4.2.3 Ảnh hưởng của hệ số chia của Splitter Theo tiêu chuẩn của ITU-T G984.4, hệ số chia của splitter có thể là 1:4, 1:8,

1:16, 1:32, 1:64. Trong mô hình mô phỏng ở đây, chúng ta sẽ thử nghiệm với 2 hệ

số chia đó là hệ số chia 1:8 (Hình 4.16) và 1:16 (Hình 4.17) dưới đây:



Hình 4.16 Đồ thị mắt ở khoảng cách 20 km, hệ số chia của splitter là 1:8

Hình 4.17 Đồ thị mắt với hệ số chia là 1:16

Như vậy, khi hệ số chia càng nhỏ thì độ mở của đồ thị mắt càng lớn, hệ số Q

max càng lớn. Với cùng một công suất phát ở máy phát và cùng một ngưỡng thu ở



máy thu, khi suy hao đường truyền càng nhỏ thì công suất thu càng lớn. Công suất

thu càng lớn hơn ngưỡng thu bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu. Khi đó thì tỉ lệ lỗi bit

càng giảm.

Trên lý thuyết thì hệ số chia tối đa trong mạng GPON đạt ở mức là 1 :164.

Tuy nhiên trong phần mềm mô phỏng ta chỉ có thể thấy chất lượng mạng đạt ở mức

1 :64 với tốc độ là 622.08 Mbps.

4.4.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ bit Khi tốc độ bit càng cao, thì công suất phát cũng phải cao hơn và bộ thu cũng

phải có bộ nhạy thu cao hơn. Ở đây, ta tăng công suất phát lên 3dBm (vẫn nằm

trong giới hạn khuyến nghị của ITU). Dưới đây chúng ta sẽ xem xét các tốc độ có

thể thực hiện được với chuẩn GPON.

Bảng 4.2 Các tốc độ download và upload có thể trong mạng GPON

Tốc độ down link(Mbps) Tốc độ up link (Mbps)

1244.16 155.52

1244.16 622.08

1244.16 1244.16

2448.32 155.52

2448.32 622.08

2448.32 1244.16

2448.32 2448.32

Với các giả định: tốc độ download lần lượt sẽ là 622.08 Mbps và 1244.16 Mbps. Ta

có các kết quả như Hình 4.18 và Hình 4.19.



Hình 4.18 Đồ thị mắt GPON 1:16 tốc độ 1224.16MHz (down link)

Hình 4.19 Đồ thị mắt GPON 1:16 tốc độ 2448.32MHz (down link)

4.5 Kết luận chương Từ những kết quả trên ta thấy rằng, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất

lượng mạng GPON. Đó có thể là khoảng cách truyền dẫn, hệ số chia splitter (đây là

đặc điểm đặc trưng của FTTx). Ngoài ra còn có một số yếu tố ảnh hưởng khác như

tốc độ bit… Tuy nhiên, trong chương trình mô phỏng chúng ta chỉ xét đến 2 yếu tố

trên.



CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

Sau thời gian thực hiện luận văn với sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của

Thầy Bùi Hữu Phú, luận văn Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx

đã hoàn thành đúng thời gian quy định.

Luận văn đã trình bày chi tiết về mạng truy nhập quang FTTx cùng với công

nghệ GPON- chuẩn mới nhất được triển khai tại Việt Nam. Đưa ra các mô hình

mạng truy nhập quang với những ưu điểm vượt trội về tốc độ, băng thông cũng như

chất lượng. Hứa hẹn sự phát triển vượt bậc cho mạng truy nhập, đáp ứng nhu cầu

khách hàng. Hiện tại PON đang được triển khai rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới.

Tại Việt Nam, những nhà cung cấp dịch vụ như Viettel, FPT, SPT, CMC TI cũng

đang đẩy mạnh phát triển PON dựa trên nhiều chuẩn khác nhau. Luận văn cũng tập

trung nghiên cứu quá trình triển khai mạng FTTx dựa trên công nghệ GPON tại

CMC TI. Đồng thời em đã mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON và sự

ảnh hưởng của một vài yếu tố tới chất lượng mạng. Những kết quả mô phỏng phần

nào đã phản ánh được chất lượng của mạng FTTx.

Hướng phát triển tiếp theo của em là nghiên cứu đi sâu hơn nữa về chuẩn

GPON này theo hướng: Cải thiện chất lượng mạng quang nói chung và mạng

GPON nói riêng bằng cách sử dụng mã Turbo code. Trong quá trình truyền tín hiệu

quang, ở tốc độ khoảng vài Gbps thì hiện tượng tán sắc gây ra ảnh hưởng rất lớn

đến tỉ lệ lỗi bit. Người ta có thể cải thiện BER bằng cách sử dụng mã hóa kênh như

mã Turbo code.



TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Gerd Keiser, PhotonicsComm Solutions, Inc, FTTX Concepts and Applications,

Wiley Series in Telecommunications and Signal Processing Publication Date:

January 2006 Wiley-IEEE Press

[2] Paul E. Green Jr., Fiber to the Home: The New Empowerment» John Wiley &

Sons

[3] Cedric F. Lam (Editor), Passive Optical Networks: Principles and Practice

(Hardcover)

[4] Glen Kramer, University of California, Davis Biswanath Mukherjee, University

of California, Davis Ariel Maislos, Passave Networks, Israel, Ethernet Passive

Optical Network (EPON)

[5] The FTTH Prism, Vol.5 No.2, February 2008, OFC/NFOEC 2008 Issue

[6] Lucent Technologies, Bell Lab Innovations, FTTx in Europe: Technology

Options and Economics

[7] Jeroen Wellen, Lucent Technologies, Outlook: Next Generation FTTX Access

Networks

[8]. ITU G.984.3 (2004), Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON):

Transmission convergence layer specification.

[9]. ITU G.984.2 (2003), Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification. [10]. Hoàng Văn Bình, Nghiên cứu giải pháp quang thụ động Gigabit phù hợp với yêu cầu mạng VNPT. [11]. Nguyễn Việt Hùng, Học Viện CNBCVT, Công nghệ truy nhập trong mạng

NGN.

[12]. Quang Minh - Công nghệ và chuẩn hóa mạng quang thụ động .

[13]. http://vntelecom.org/diendan/forum.php (truy cập ngày 27/04/2011)

[14].http://www.diendantinhoc.vn (truy cập ngày 15/05/2011).

Documents

Nghien-cứu-va-mo-phỏng-mạng-truy-nhập-quang-FTTx