Thiết kế chế tạo máy thái sắn

Thiết kế chế tạo máy thái sắn trình bày các nội dung chính: tìm hiểu các vấn đề thực trạng của nền nông nghiệp nói chung và nền sản xuất sắn nói riêng và các vấn đề tồn tại của nó tại địa phương, tìm hiểu các quy trình sản xuất sắn tại địa phương, nêu ra các yếu kém cũn tồn tại, tìm các giải pháp nhằm nâng cao hiểu quả và mang lại hiệu quả cho sản xuất, đặc biệt là khâu chế biến sắn và đánh giá khả năng áp dụng cơ giới hoá trong sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

-ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG

ETHERNET-EPON

Giáo viên hướng dẫn: TS Trần Hoài Trung

Sinh viên thực hiện: Quách văn Hiếu

Hà Nội - 2013

Công nghệ ngày càng phát triển thì những nhu cầu cuộc sống của conngười ngày càng cao hơn Những nhu cầu đó có thể là tìm kiếm, trao đổi thôngtin, vui chơi, giải trí…Để đáp ứng những nhu cầu đó, các nhà cung cấp dịch vụviễn thông không ngừng đổi mới công nghệ cũng như dịch vụ mới Vấn đề đặt

ra là làm thế nào để các nhà cung cấp có thể truyền tải dữ liệu một cách nhanhchóng, chính xác, an toàn và kinh tế Có nhiều giải pháp được đưa ra, trong đóviệc khai thác nguồn tài nguyên băng rộng luôn được đặt lên hàng đầu Trướckia, cáp đồng đã được lựa chọn sử dụng chủ yếu cho hệ thống mạng truy nhập.Tuy nhiên với những hạn chế như băng thông nhỏ, khả năng chống nhiễu kém,suy hao lớn, phạm vi truyền ngắn, cáp đồng đã tỏ ra không còn phù hợp với nhucầu sử dụng mạng khi mà ngày nay càng nhiều dịch vụ truy cập băng rộng ra đờinhư tripleplay, IPTV, VoD, VoIP… và đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng củaInternet Vấn đề đặt ra là làm thế nào để truyền tải được nhiều loại dữ liệu trongkhi băng thông là có hạn Với những vấn đề đó, việc đưa cáp quang vào sử dụngtrong mạng truy nhập là một giải pháp hữu hiệu, và công nghệ PON (PassiveOpical Netword: Mạng truy nhập quang thụ động) ra đời đã mở ra một tiềmnăng lớn cho việc triển khai các dịch vụ băng rộng và thay thế dần các hệ thốngmạng truy nhập cáp đồng băng thông hẹp, chất lượng thấp Trong các chuẩnPON thì hiện nay EPON (Ethernet - Pon: Mạng quang thụ động chuẩn Ethernet)

đã được lựa chọn sử dụng nhiều nhất để thay thế cho các mạng truy nhập củanhiều nước trên thế giới Với những đặc điểm kỹ thuật công nghệ mềm dẻo hỗtrợ nhiều lựa chọn cho tốc độ truy nhập, EPON đang ngày càng khẳng định làcông nghệ của mạng truy nhập thế hệ mới

Trong đồ án này, em đi sâu vào nghiên cứu cấu trúc của công nghệ PON và khả năng triển khai tại Việt Nam Đồ án gồm 4 chương Chương 1 trìnhbày khái quát chung về mạng truy nhập quang, các công nghệ sử dụng mạngtruy nhập và hướng phát triển của mạng truy nhập quang Chương 2 đi sâu vào

E-trúc phân lớp, giới thiệu tổng quan về kỹ thuật Ethernet, kiến E-trúc mô hìnhmạng, từ đó cho thấy thế mạnh công nghệ này trong mạng truy nhập quang thụđộng và công nghệ EPON Chương 4 khả năng triển khai mạng E-PON vào hệthống mạng truyền tải Việt Nam.

Hà Nội, ngày 14 tháng 3 năm 2013

sinh viên

Quách Văn Hiếu

MỤC LỤC

TỔNG HỢP DANH MỤC HÌNH VẼ

TỔNG HỢP THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ADSL Asymmetric Digital Subscriber

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia

FTTB Fiber To The Building Cáp quang đến tòa nhà

FTTC Fiber To The Curb Cáp quang đến cụm dân

cư

FTTE Fiber To The Exchange Cáp quang đến tận tổng đài

FTTH Fiber To The Home Cáp quang đến tận nhà

FTTN Fiber To The Node Cáp quang đến các

node

FTTU Fiber To The User Cáp quang đến tận

IEEE Institute of Electrical and lectronics

Engineers

Hiệp hội các kỹ sư điện và điện tử thế giới

IPTV Internet Protocol Television Truyền hình Internet

ID Indentify Destination Chỉ định địa chỉ đích

IP Internet Protocol Giao thức Internet

ISDN Integrated Services

DigitaNetwork

Mạng dịch vụ số tích hợp

ITU International Telecommunication

MAN Metropolitan Area Network Mạng khu vực thủ đô

MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập

ODN Optical Distribution Network Mạng phân phối mạng

quang

OLT Optical Line Terminal Thiết bị đầu cuối đường

dây quang

ONT Optical Network Terminal Thiết bị đầu cuối mạng

ONU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức

PON Passive ptical Network Mạng quang thụ động

TDMA Time Division Multiplex Đa truy cập phân chia

UNI User Network Interface Giao diện người sử dụng

- mạng

WDM Wave Division Multiplexing Ghép kênh phân chia

theo bước sóng

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG 1.1 Giới thiệu chung.

1.1.1 Vị trí mạng truy nhập trong mạng viễn thông.

Mạng viễn thông gồm hai phần cấu thành chính: phần mạng lõi vàphần mạng truy nhập

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

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

Mạng lõi bao gồm hệ thống tổng đài, điểm cung cấp dịch và các hệthống chuyển tiếp, trung gian cùng hệ thống truyền dẫn liên đài, nhằm cungcấp các dịch vụ cho người dùng thông qua các điểm dịch vụ.[5]

1.1.2 Mạng truy nhập cáp đồng.

Hiện nay, các tổng đài quốc tế và tổng đài liên tỉnh đều đã được nângcấp, các tổng đài nội hạt được số hóa 100%, trung kế nội tỉnh tới các tổng đài

vệ tinh hầu như đã sử dụng 100% cáp quang Chỉ còn phần truyền tín hiệu tớithuê bao vẫn dùng đôi cáp đồng truyền thống Mạng truy nhập cáp đồng hiệnnay được sử dụng rộng dãi trong mạng trong mạng truy nhập thuê bao tại rấtnhiều quốc gia Đây là phương thức truyền dẫn đầu tiên từ khi mạng điệnthoại ra đời và cho đến nay nó không ngừng hoàn thiện và phát triển Cápđồng đôi dây xoắn thường có kích thước 0,4 - 0,6 mm, được bọc cách điện vàxoắn lại với nhau thành từng cụm vài trục đến vài trăm đôi Hệ thống mạngđồng có ưu điểm:

 Kế thừa được sự có sẵn của mạng truyền thống

 Đảm bảo tính linh hoạt, có thể chia nhỏ tới từng thuê bao phức tạp

 Cáp đồng thường có độ bền cơ lý cao

Bên cạnh những ưu điểm đó hệ thống này đang dần bộc lộ những hạnchế của nó trong khi nhu cầu về da dạng dịch vụ ngày càng lớn đó là:

 Phần mạng giao tiếp trực tiếp với khách hàng hiện nay là cáp đồngnội hạt, không đáp ứng được nhu cầu phát triển trong tương lại vìdải tần của đôi dây cáp đồng chỉ đáp ứng được các dịch vụ thoạitruyền thống và số liệu tốc độ chậm

 Bán kính vùng phục vụ của tổng đài bị hạn chế do khả năng truyềntín hiệu của cáp đồng, ở các thành phố lớn, vì lý do an toàn dunglượng tổng đài không thể quá lớn, điều này tạo ra một nhu cầu lớn

về số lượng các tổng đài do đó khai thác khó hiệu quả, còn ở nhữngcấp dưới của mạng do dung lượng thuê bao không cao, dung lượngtổng đài hay nút chuyển mạch thường hạn chế khoảng vài trăm đếnvài nghìn thuê bao, số điểm cần phục vụ lại nhiều, điều này cũng tạolên số lượng lớn các tổng đài độc lập, việc kết nối các tổng đài độclập này cũng làm tăng số cấp thuê bao của mạng

 Việc khai thác và quản lý kém hiệu quả do có nhiều loại thiết bị củanhà cung cấp khác nhau trên mạng lưới, mỗi nhà cung cấp khácnhau trên mạng lưới lại có những đặc điểm riêng dẫn đến khó quản

lý, đỏi hỏi phải xây dựng các tổng đài độc lập để đáp ứng những nhucầu phát triển.[6] [7]

1.1.3 Mạng truy nhập cáp quang.

Mạng truy nhập cáp quang có động lực phát triển từ việc triển khai cápquang vào mạng truy nhập thuê bao Mạng này có thể phân phối đến kháchhàng bất kỳ loại hình liên lạc, thông tin giải trí nào dựa trên các dịch vụ thoại,

dữ liệu, video … Mạng truy nhập có các ưu điểm sau:

 Cho phép đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng về dịch

vụ mới cả loại hình dịch vụ lẫn dải thông (VOD, CATV, các dịch vụmultimedia, kết nối LAN, WAN… )

 Mạng truy nhập cho phép sử dụng cơ sở hạ tầng mạng có hiệu quảcao hơn, việc phát triển các dịch vụ mới cũng trở lên dễ dàng hơnbằng các thêm các loại card mới và phát triển các phần mềm tươngứng

 Mạng truy nhập cho phép triển khai các dịch vụ một cách nhanhchóng, tạo ra khả năng tích hợp các dịch vụ và giảm đáng kể các chiphí quản lý và bảo dưỡng so với mạng cáp đồng hiện tại do đó manglại kinh tế cao

 Về mạng tối ưu cấu trúc mạng viễn thông, giảm số lượng nútchuyển mạch trong mạng, tăng bán kính phục vụ của tổng đài nộihạt Với mạng truy nhập, mạng nội hạt hiện tại sẽ có số lượng tổng

ít hơn nhưng dung lượng mỗi nút cao hơn so với mạng hiện tại

 Về quản lý mạng: mạng truy nhập có một hệ thống quản lý giúp

mạng hoạt động ổn định linh hoạt với các khả năng chuẩn đoán,khắc phục và sửa lỗi tốt.

1.2 Mạng truy nhập quang FTTx.

1.2.1 Giới thiệu.

Với sự bùng nổ về nhu cầu băng thông hiện nay, việc triển khai một hệthống mạng truy nhập quang đến từng hộ gia đình là một xu thế tất yếu Đóchính là mạng FTTH – Fiber to the home (cáp quang đến tận nhà)

FTTx (Fiber To The x) là một kiến trúc mạng trong đó sợi quang được

kéo từ các thiết bị chuyển mạch của nhà cung cấp dịch vụ đến các thuê bao

Ở đây, “x” được hiểu là một ký hiệu đại diện cho các loại hình mạng khácnhau như FTTH, FTTC, FTTB, FTTN Do đó nó có thể thay thế cơ sở hạtầng cáp đồng hiện tại như dây điện thoại, cáp đồng trục Đây là một kiến trúcmạng tương đối mới và đang phát triển nhanh chóng bằng cách cung cấpbăng thông lớn hơn cho người dùng Hiện nay, công nghệ cáp quang có thểcung cấp đường truyền lên tới tốc độ 100 Mbps

1.2.2 Phân loại mạng FTTx theo vị trí đặt ONU.

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

Một cách tổng quan ta có thể nhìn thất rõ sự phân loại hệ thống mạngFTTx thông qua hình 1.2 Như trong định nghĩa ta có các loại FTTH, FTTB,FTTU, FTTE… Điểm khác nhau của các loại hình này là vị trí đặt ONU đếnthuê bao Nếu từ OLU đến ONU (thiết bị đầu cuối người dùng) hoàn toàn làcáp quang thì người ta gợi FTTH/FTTB

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

 FTTB (Fiber To The Buiding): giống như FTTH nhưng ở đây kéođến 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 hìnhnày, 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 FTTCcho phép san xẻ giá thành của một ONU cho một thuê bao do đó nó

có thể hạ thấp được giá thành lắp đặt ban đầu

Ngoài ra còn có một số loại hình khác như là FTTE (Fiber To The Exchange),FTTN (Fiber To The Node)…

1.2.3 Phân loại mạng FTTx theo cấu hình.

Cấu hình Pointto Point: là kết nối điểm - điểm, có một kết nối thẳng từnhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng Trong hệ thống đường quang trực tiếpmỗi sợi quang sẽ kết nối tới chỉ một khác hàng Vì sợi quag là sừ dụng riêng

rẽ nên cấu hình mạng tương đối đơn giản đồng thời do băng thông không chia

sẻ, tốc độ đường truyền có thể lên rất cao Quá trình truyền dẫn trên cấu trúccũng rất an toàn do toàn bộ quá trình truyền chỉ trên một đường dây vật lý, chỉ

có các đầu cuối là phát và thu dữ liệu, không bị lẫn với các khách hàng khác.Tuy nhiên cấu trúc này có một nhược điểm cơ bản mà khó có thể phát triểncho quy mô rộng đó là giá thành đầu tư cho một khách hàng rất cao, hệ thống

sẽ trở lên rất cồng kềnh, khó khăn trong việc vận hành và bảo dưỡng khi sốlượng khác hàng tăng lên

Cấu hình Point to Multipoint: kết nối điểm – đa điểm, một kết nối từnhà cung cấp dịch vụ đến nhiều khách hàng thông qua bộ chia spitter Trong

hệ thống này mỗi đường quang đi từ nhà cung cấp dịch vụ được chia sẻ sửdụng chung cho một số khách hàng Sẽ có một đường quang đi đến một nhómkhách hàng ở gần nhau về mặt địa lý, tại đây đường quang dùng chung này sẽđược chia tách thành các đường quang riêng biệt đi đến từng khách hàng.Điều này làm giảm chi phí lắp đặt đường quang riêng biệt đi đến từng kháchhàng Điều này làm giảm chi phí lắp đặt đường cáp quang và tránh cho hệthống khi phát triển khỏi cồng kềnh

So sánh hai cấu hình:

Hai cấu hình mạng Point to Point và cấu hình mạng Point toMultipoints có nhưng ưu nhược điểm riêng và áp dụng cho người sử dụng

khác nhau nhưng cấu hình Point to Multipoints có nhưng ưu điểm vượt trội để

áp dụng vào triển khai mạng thực tế Đó là giảm chi phí lắp đặt đường truyềnđến thuê bao, giảm các thiết bị, tận dụng tối đa dung lượng đường truyền Cấuhình Point to Multipoint là cấu hình rất phù hợp với hệ thống mạng truy nhậpcáp quang

1.3 Các công nghệ cung cấp kết nối mạng quang FTTx.

1.3 1 Mạng quang chủ động AON.

Để phân phối tín hiệu, mạng quang chủ động sử dụng các thiết bị cầnnguồn điện nuôi để phân tích dữ liệu như một chuyển mạch, router hoặcmulitiplexer Dữ liệu từ phía nhà cung cấp của khách hàng nào sẽ chỉ đượcchuyển đến khách hàng đó và dữ liệu từ phía khách hàng sẽ tránh được xungđột khi truyền trên đường vật lý chung bằng việc sử dụng bộ đệm của cácthiết bị chủ động

Từ năm 2007, hầu hết các hệ thống mạng quang chủ động được gọi làEthernet chủ động, Ethernet chủ động sử dụng các chuyển mạch Ethernetquang để phân phối tín hiệu, do đó sẽ kết nối các căn hộ khách hàng với nhàcung cấp thành một hệ thống mạng Ethernet khổng lồ giống như một mạngmáy tính thông thường ngoại trừ mụch đích của chúng là kết nối các căn hộ

và các tòa nhà với các nhà cung cấp dịch vụ Mỗi tủ chuyển mạch có thể quản

lý tới 1.000 khác hàng, thông thường là 400 - 500 khách hàng Các thiết bịchuyển mạch này thực hiện chuyển mạch và định tuyến dựa vào lớp 2 và lớp3

Một nhược điểm lớn của mạng quang chủ động chính là ở thiết bịchuyển mạch Với công nghệ hiện tại, thiết bị chuyển mạch bắt buộc phảichuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện để phân tích thông tin rồi tiếp tụcchuyển ngược lại để truyền đi, điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa

có thể trong hệ thống FTTx Ngoài ra do đây là những thiết bị chuyển mạchtốc độ cao nên các thiết bị này có chi phí đầu tư lớn, không phù hợp với việctriển khai đại trà trong mạng truy nhập.

Hình 1.3 dưới đây mô tả kiến trúc mạng quang chủ động AON Với mô hìnhcáp quang chạy đến từng hộ gia đình, một thuê bao của mạng quang chủ độnghình cây cách trung tâm điều khiển từ xa tới 20 km sẽ được cấp một đườngdây quang riêng đủ để đáp ứng cho băng thông 2 chiều Cấu trúc mạng nàytương tự như cấu trúc của mạng cáp đồng hiện tại và vẫn dễ dàng cho các nhàcung cấp dịch vụ đã có sẵn cơ sở hạ tầng Mạng quang chủ động được hỗ trợcác chuẩn Ethernet quang và cấu trúc đơn giản và quan trọng nhất nó rất linhhoạt cho sự tăng trưởng của hệ thống viễn thông trong tương lai Bởi vì đặcđiểm quan trọng của các hệ thống viễn thông là các thiết bị đầu cuối thay đổirất nhanh chóng nhưng nhưng cơ sở hạ tầng mạng thì phải tồn tại từ 15 đến 20năm Do đó lựa trọn giải pháp nào là điều rất quan trọng đối với các nhà cungcấp dịch vụ cũng như những kỹ sư thiết kế hệ thống mạng

Hình 1.3 Kiến trúc mạng quang chủ động.

1.3.2 Mạng quang thụ động PON.

Mạng quang thụ động có thể định nghĩa một cách ngắn gọn như sau:mạng quang thụ động (PON) là một mạng quang không có các phần tử điệnhay các thiết bị quang điện tử

Như vậy với khái niệm này, mạng PON sẽ không chứa bất kỳ một phần

tử tích cực nào mà cần có sự chuyển đổi điện - quang Thay vào đó, PON sẽchỉ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng… điềunày giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấpnên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và không cần bảodưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực

Mạng PON ngoài việc giải quyết các vấn đề về băng thông, nó còn ưuđiểm là chi phí lắp đặt thấp do nó tận dụng được những sợi quang trong mạng

có từ trước PON cũng dễ dàng và thuận tiện trong việc ghép thêm các ONUtheo yêu cầu của các dịch vụ, trong khi việc thiết lập trong mạng tích cực kháphức tạp do việc cấp nguồn tại mỗi nút mạng và trong mỗi nút mạng đều cần

có các bộ phát lại

PON có thể hoạt động với chế độ không đối xứng Chẳng hạn, mộtmạng PON có thể truyền dẫn theo luồng 622Mbits ở đường xuống và truynhập theo luồng 155Mbits ở đường lên Một mạng đối xứng như vậy sẽ giúpcho cho phí của các ONU giảm đi rất nhiều, do chỉ phải sử dụng các bộ thuphát giá thành thấp hơn

Cấu trúc mạng PON cơ bản gồm các thành phần là OLT, splitterquang, ONU/ONT OLT là thiết bị đầu cuối đường truyền quang, có nhiệm

vụ kết nối tất cả các loại dịch vụ lại và truyền tín hiệu thông qua sợi cápquang Tín hiệu từ OLT sẽ đến các splitter quang Splitter quang được sửdụng để phân chia băng thông từ một sợi duy nhất đến người sử dụng ( n là

hệ số chia của splitter, n có thể là 8, 16, 32, 64 hoặc 128) trên một khoảngcách tối đa là 20 km Để thu được tín hiệu từ OLT, tại phía người sử dụngcần có các ONU/ONT Các thiết bị này có nhiệm vụ là biến đổi tín hiệuđiện thành tín hiệu quang.

Hình 1.4 Kiến trúc mạng quang thụ động.

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

 OLT (Optical Line Terminal): đây là thiết bị kết cuối kênh quangđặt tại Center Office Nó là thành phần quan trọng nhất trong hệthống FTTH, cung cấp các dao diện truy nhập PON cho thiết bịONU phía người sử dụng và các giao diện khác cho tín hiệu phíauplink

 ONU (Optical Network Unit): ONU là thiết bị lắp đặt tại phía kháchhàng Nó là điểm cuối của mạng quang FTTH ONU có nhiệm vụchuyển tín hiệu quang từ giao diện PON thành các chuẩn tín hiệucho các thiết bị mạng, tín hiệu truyền hình, tín hiệu thoại được sửdụng tại thuê bao

 ONT (Optical Network Terminal): Đây là thiết bị đầu cuối phíangười sử dụng, là điểm cuối cùng của ODN.

 OND (Optical Network Distribution): Hệ thống phân phối cápquang tính từ sau OLT đến ONU/ONT Cụ thể, hệ thống phân phốiquang OND lại bao gồm các thành phần sau đây:

 Măng xông quang

 Dây nhảy quang

 Hộp phối quang ODF

 Splitter (bộ chia, ghépquang)

độ truyền dẫn trong hệ thống FTTx, ngoài ra thiết bị này có chi phí lớn khôngthuận tiện cho việc triển khai đại trà cho mạng truy nhập vì vậy PON được sửdụng rộng rãi cho mạng truy nhâp

1.4 Kết luận.

Chương I cho chúng ta cái nhìn tổng quan về mạng truy nhập, vị trímạng truy nhập trong mạng viễn thông, tổng quan về mạng quang FTTx,giới thiệu công nghệ mạng quang truy nhập AON, PON Từ đó so sánh và nêu

lên ưu nhược điểm của hai công nghệ, lựa chọn công nghệ phù hợp cho mạngtruy nhập quang tại Việt Nam.

CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG PON 2.1 Kiến trúc mạng PON.

Mạng quang thụ động PON sử dụng phần tử chia quang thụ động trongmạng phân bố nằm giữa thiết bị đường truyền quang (OLT) và thiết bị kếtcuối mạng quang (ONU).[1] [5]

Hình 2.1 Mô hình kiến trúc mạng quang thụ động PON.

Các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang(hay còn gọi là mạng quang ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các

bộ tách ghép quang thụ động, các đầu nối và các mối hàn quang Các phần tử

tích cực như OLT và ONU đều nằm ở đầu cuối của mạng PON Tín hiệutrong PON có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc đượckết hợp lại và truyền đi trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang, phụthuộc tín hiệu đó đi theo hướng lên hay xuống của PON.

2.2 Mô hình mạng PON.

Có một vài mô hình thích hợp cho mạng truy cập như mô hình cây,vòng hoặc bus Mạng quang thụ động PON có thể triển khai linh động trongbất kỳ mô hình nào nhờ sử dụng một tapcoupler quang 1: 2 và bộ tách quang1: N

• Sử dụng ít cáp nối hơn mô hình dạng vòng

 Mô hình dạng bus:

Hình 2.3 Mô hình dạng bus.

Trong cấu hình này, một cáp chạy dọc, gọi là cáp đường trục liên kếtcác nút mạng, đây là cấu hình liên kết đa điểm (áp dụng cho mạng LAN)

Ưu điểm:

• Thiết lập mạng đơn giản

• Ít cáp nối hơn so với các cấu hình mạng khác

Nhược điểm:

• Liên kết mạng bị phá vỡ khi cáp đường trục bị lỗi

• Xung đột dữ liệu xảy ra trên cáp đường trục khi có 2 liên kếtthực hiện đồng thời, dẫn đến giới hạn khả năng truyền tải dữliệu trong mạng

 Mô hình dạng vòng:

Hình 2.4 Mô hình dạng vòng.

Trong mô hình này thực hiện liên kết điểm nối điểm với hai nút kế cậntrong mạng, dữ liệu trong mạng sẽ chạy dọc theo vòng liên kết cho tới khi tớiđich

Ưu điểm:

• Thiết lập cấu hình mạng đơn giản

Nhược điểm:

• Liên kết trong mạng sẽ bị phá vỡ khi một cổng bị lỗi

2.3 Các thành phần cơ bản của mạng quang thụ động PON.

2.3.1 Sợi quang, cáp quang.

Sợi quang là một thành phần quan trọng trong mạng, nó tạo sự kết nốigiữa các thiết bị Hai thông số cơ bản của sợi quang là suy hao và tán sắc Tuynhiên sợi quang ứng dụng trong mạng PON thì chỉ cần quan tâm đến suy hao

mà không cần quan tâm đến tán sắc bởi khoảng cách truyền tối đa chỉ là 20km

và tán sắc thì ảnh hưởng không đáng kể Do đó, người ta sử dụng sợi quang

có suy hao nhỏ, chủ yếu sử dụng loại sợi single mode

Các loại cáp quang sử dụng trong mạng PON:

 Cáp gốc (cáp phân bổ từ OLT đến splitter): thường là loose-tube –loại cáp này thì được khuyến nghị ứng dụng ở hầu hết mạng PON

 Cáp phối (cáp phân bổ từ splitter đến dây drop): có thể sử dụng cáploose-tube hoặc ribbon

 Dây drop (kéo đến nhà thuê bao)

2.3.2 Bộ tách, ghép quang.

Thiết bị chia, ghép sử dụng trong PON là các thiết bị tách, ghép quangthụ động (Slitter), thực hiện chia, ghép tín hiệu quang từ nhà cung cấp dịch vụđến khách hàng và ngược lại để tận dụng hiệu quả sợi quang Thành phầnđược nhắc chủ yếu trong mạng PON là bộ chia, dùng để chia công suất quang

từ một sợi ra nhiều sợi khác nhau Từ OLT đến ONU, ONT có thể sử dụngnhiều loại bộ chia có tỉ lệ khác nhau như 1: 2, 1: 4, 1: 8, 1: 16, 1: 32, 1: 64,1:

128 Sử dụng bộ chia có tỉ lệ lớn khác như 1: 32 hay 1: 64 hay có thể sử dụng

bộ chia nhiều lớp với lớp thứ nhất sử dụng bộ chia 1: 2 và lớp thứ hai sử dụnghai bộ chia 1: 4 Tỉ lệ bộ chia càng cao thì suy hao bộ chia càng lớn, đối với

bộ chia 1: 2 thì có suy hao bộ chia nhỏ nhất là 3dB

2.3.3 Các đầu cuối mạng PON.

OLT (Optical Line Terminal – thiết bị đường truyền quang): là thiết bịđầu cuối phía nhà sản xuất, có nhiệm vụ kết nối tất cả các loại dịch vụ lại vàtruyền thông qua cáp quang, cáp quang từ OLT sẽ trải dài và kết nối tới mỗiONT OLT bao gồm các chức năng chính:

 Chức năng kết nối chéo

 Chức năng giao diện cổng dịch vụ

 Chức năng giao diện mạng phân phối quang OND

ONU, ONT: ONU và ONT về cơ bản là các thiết bị có chức năng như

nhau, đều làm nhiệm vụ biến đổi quang thành tín hiệu điện Tuy nhiên sựkhác nhau của hai loại thiết bị kết cuối này là: ONT được đặt ngay tại nhàthuê bao, cần phải được cấp nguồn và không hỗ trợ dịch vụ IPTV Còn ONUthì được đặt bên ngoài nhà thuê bao, không cần cấp nguồn, thường có sốlượng cổng giao tiếp lớn và có hỗ trợ dịch vụ IPTV

2.4 Các công nghệ của PON.

Các công nghê PON có thể chia theo các chuẩn mạng PON thành 2nhóm: nhóm 1 bao gồm các chuẩn theo phương thức truy nhập TDMA như làAPON, BPON, EPON, GPON, GEPON; nhóm thứ 2 bao gồm chuẩn theo cácphương thức truy nhập khác như WDM-PON và CDMA-PON.[4]

2.4.1 APON/BPON.

APON (ATM Passive Optical Network) là chuẩn mạng PON đầu tiên,dựa trên công nghệ ATM, được quy định trong chuẩn G.983 của ITU-T.BPON (Broadband PON): Là chuẩn phát triển dựa trên APON và được chuẩnhóa trong chuỗi khuyến nghị G.938 của ITU-T Các khuyến nghị này đưa racác tiêu chuẩn về các khối chức năng ONT và OLT, khuôn dạng và tốc độkhung của luồng dữ liệu hướng lên và hướng xuống, giao thức truy nhậphướng lên TDMA, các giao tiếp vật lý, các giao tiếp quản lý và điều khiểnONT Hệ thống BPON hỗ trợ tốc độ không đối xứng 155 Mbps hướng lên và

622 Mbps hướng xuống hoặc tốc độ đối xứng 622 Mbps Các hệ thống BPON

đã được sử dụng ở nhiều nơi, tập trung ở Bắc Mỹ, Nhật Bản và một phầnChâu Âu

2.4.2 EPON/GEPON.

EPON được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3 Trong EPON dữ liệu hướngxuống được đóng khung theo khuôn dạng Ethernet Các khung EPON có cấutrúc tương tự như các liên kết Gigabit Ethernet điểm tới điểm ngoại trừ từmào đầu và thông tin xác định điểm bắt đầu của khung được thay đổi đểmang trường nhận dạng kênh logic (LLID – Link logic ID) nhằm xácđịnh duy nhất một ONU MAC Trong hướng lên, các ONU phát các khungEthernet trong các khe thời gian đã được phân bổ ONU sử dụng giao thứcđiều khiển đa điểm PDU (MPCPDU – Multi Point Control Protocol Data

Unit) để gửi các bản tin “Report” yêu cầu băng thông, trong khi đó OLTgửi 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 cácONU hỏi xem chúng có yêu cầu băng thông hay không Các ONU cũng cóthể gửi “Report” cùng với dữ liệu được phát trong hướng lên Ngoài ra, giaothức DBA cũng có thể được sử dụng trong EPON để thực hiện cơ chế điềukhiển phân bổ băng thông Do không có cấu trúc khung thống nhất đối vớihướng xuống và hướng lên, do vậy trong cấu trúc của EPON, các khe thờigian và giao thức xác định cự ly là khác so với BPON và GPON OLT vàcác ONU duy trì các bộ đếm cục bộ riêng và tăng thêm 1 sau mỗi 16ns.Mỗi một MPCPDU mang theo một thời gian mẫu, mẫu này là giá trị của bộđệm cục bộ của ONU tương ứng Tốc độ truyền dữ liệu EPON có thể đạt tới1Gbits

GEPON là một chuẩn của IEEE-EFM cho việc sử dụng giao thứcEthernet để truyền dữ liệu Nó là EPON nhưng tốc độ đạt ở mức Gigabit

Một hệ thống GEPON với tỷ lệ chia là 32 có thể cung cấp một băngthông đối xứng là trên 30 Mbps cho mỗi khách hàng Băng thông này là đủ

để cung cấp các dịch vụ yêu cầu băng thông lớn như các ứng dụng videocũng như các ứng dụng thoại và data Thậm chí với đồng thời 3 luồng video

nộ nét cao với dung lượng mỗi luồng là 6-7 Mbps (tổng cộng là 18 -21Mbps)thì vẫn còn đủ dung lượng cho VoIP và truy cập Internet Dung lượng dànhriêng cho VoIP thông thường chỉ khoảng 64k trên một kênh thoại trong khitruy nhập Internet tốc độ cao thường giới hạn ở các mức 512kbps, 1Mbps,2Mbps, 4Mbps Băng thông tổng cộng cho cả 3 dịch vụ chỉ khoảng 25Mbps,

do đó GEPON là một công nghệ mạng truy cập lý tưởng cho việc hỗ trợ đadịch vụ hiện có cũng như các dịch vụ của tương lai

Hiện tại, chuẩn GEPON cũng đang được phát triển để có thể hỗ trợ

băng thông tối đa lên tới 10GB và tỉ lệ chia sẻ trên một sợi quang là 1: 64 2.4.3 GPON.

GPON được xây dựng dựa trên APON và BPON Mặc dù GPON

hỗ trợ truyền tải tin ATM, nhưng nó cũng đưa vào một cơ chế thích nghitải 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 nghịG.701 ngoại trừ việc GEM tối ưu hóa từ mào đầu để phục vụ cho ứngdụng 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 lên Khung hướng xuống bắt đầu với một từ màođầu PLOAM, tiếp sau đó là vùng tải tin GEM hoặc các tế bào ATM.PLOAM gồm có thông tin cấu trúc khung và sắp đặt băng thông cho ONTgửi dữ liệu trong khung hướng lên tiếp theo Khung hướng lên bao gồm cácnhóm khung gửi từ các ONT Mỗi một nhóm được bắt đầu với từ mào đầulớp vật lý mà có chức năng tương tự trong BPON, nhưng cũng bao hàmtổng hợp các yêu cầu băng thông của các ONT Ngoài ra, các trướcPLOAM và các yêu cầu băng thông chi tiết hơn được gửi đi kèm với cácnhóm hướng lên khi có yêu cầu từ OLT OLT gán các thời gian cho việcgửi dữ liệu hướng lên từ cho mỗi ONT

Được ITU-T đã chuẩn hóa trong một loạt các khuyến nghị G.984.1,G.984.2, G.984.3 và G.984.4 Hiệu suất và tốc độ đường truyền: GPON hỗ trợtốc độ bít cao nhất từ trước tới nay với tốc độ hướng xuống, hướng lên tương

ứng lên tới 2,5-2,5 Gbits GPON cung cấp độ rộng băng lớn chưa từng có từtrước tới nay và là công nghệ tối ưu cho các ứng dụng của mạng FTTx.

Hiện nay cũng như trong tương lai GPON là công nghệ phù hợp choviệc truyền thông Ethernet/IP với việc hỗ trợ truyền tiếng nói và video quaPON bằng việc sử dụng giao thức SONET/SDH

2.4.4 WDM- PON.

Công nghệ mạng quang thụ động sử dụng ghép kênh phân chia theobước sóng Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network(WDM PON) là thế hệ kế tiếp của mạng truy nhập quang và cho băng thônglớn nhất TDM PON (bao gồm BPON, GPON và GEPON) sử dụng các bộchia công suất quang thụ động, hướng xuống là quảng bá và ONU nhận dữliệu của mình thông qua nhãn địa chỉ nhúng, hướng lên sử dụng ghép kênhtrong miền thời gian WDM PON sử dụng các bộ ghép sóng WDM thụ động,hướng xuống mỗi ONU nhận dữ liệu trên một bước sóng, hướng lên các bướcsóng khác nhau được ghép thông qua bộ ghép sóng WDM tới ONU Do sửdụng một bước sóng cho mỗi ONU nên WDM PON có tính bảo mật và tínhmềm dẻo tốt hơn Ưu điểm chính của WDM-PON là nó khả năng cung cấpcác dịch vụ dữ liệu theo các cấu trúc khác nhau (DS1/E1/DS3, 10/100/1000Base Ethernet…) tùy theo yêu cầu về băng thông của khách hàng Tuynhiên, nhược điểm chính của WDM-PON là chi phí khá lớn cho các linh kiệnquang để sản xuất bộ lọc ở những bước sóng khác nhau WDM-PON cũngđược triển khai kết hợp với các giao thức TDMA PON để cải thiện băngthông truyền tin, và nó sẽ là sự lựa chọn của tương lai, là bước phát triển kếtiếp cho các công nghệ mạng truy nhập quang PON

2.4.5 CDMA-PON

Công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA cũng có thểtriển khai trong các ứng dụng PON Cũng giống như WDM-PON, CMDA-PON cho phép mỗi ONU sử dụng khuôn dạng và tốc độ dữ liệu khác nhautương ứng với các nhu cầu của khách hàng CDMA PON cũng có thể kếthợp với WDM để tăng dung lượng băng thông CDMA PON truyền tảicác tín hiệu khách hàng với nhiều phổ tần truyền dẫn trải trên cùng mộtkênh thông tin Các ký hiệu từ các tín hiệu khác nhau được mã hóa và nhậndạng thông qua bộ giải mã Phần lớn công nghệ ứng dụng trong giải mã.Phần lớn công nghệ ứng dụng trong CDMA PON tuân theo phương thứctrải phổ chuỗi trực tiếp Trong phương thức này mỗi ký hiệu 0, 1 (tươngứng với mỗi tín hiệu) được mã hóa thành chuỗi ký tự dài hơn và có tốc độ caohơn

Mỗi ONU sử dụng trị số chuỗi khác nhau cho kí tự của nó Để khôiphục lại dữ liệu, OLT chia nhỏ tín hiệu quang thu được sau đó gửi tới các bộlọc nhiễu xạ để tách lấy tín hiệu của mỗi ONU Ưu điểm chính của CDMAPON là cho phép truyền tải lưu lượng cao và có tính năng bảo mật nổi trội

so các chuẩn PON khác Tuy nhiên, một trở ngại lớn trong CDMA-PON làcác bộ khuếch đại quang đòi hỏi phải được thiết kế sao cho đảm bảo tươngứng với tỷ số tín hiệu/tạp âm (S/N) Với hệ thống CDMA-PON không có

bộ khuếch đại quang thì tùy thuộc vào tổn hao bổ sung trong các bộ chia,

bộ xoay vòng, các bộ lọc mà hệ số tỷ chia ONU/OLT chỉ là 1:2 hoặc 1:8.Trong khi đó với bộ khuyếch đại quang hệ số này có thể đạt 1:32 hoặc caohơn Bên cạnh đó các bộ thu tín hiệu trong CDMA-PON là khá phức tạp vàgiá thành tương đối cao Chính vì những nhược điểm này nên hiện tạiCDMA-PON chưa được phát triển rộng rãi

2.4.6 So sánh các chuẩn công nghệ của TDMA-PON.

Bảng 2.1: So sánh các chuẩn công nghệ của TDMA-PON.

Tổ chức chuẩn

hóa

FSAN và ITU- T SG15 (G.983 eries)

FSAN và ITU- T SG15 (G.984 series)

IEEE 802.3 (802.3ah)

Tốc độ dữ liệu

155.52 Mbit/s hướng lên 155.52 hoặc 22.8 Mbit/s hướng xuống

Lên tới 2.488 Gbit/s

cả hai hướng

1 Gbit/s cả haihướng

Mã đường

truyền

ScrambledNRZ

1310nm cả 2 hướng hoặc 1490nm xuống

& 1310nm lên

1490nm xuống & 1310nm lên

Sửa lỗi hướng

 EPON và GPON có thể được áp dụng trong các cách sử dụng khácnhau, mỗi công nghệ đều có những lợi thế riêng của nó trong cácmạng truy nhập thuê bao, EPON tập chung vào các ứng dụng truy

cập internet tốc độ cao, VoID, IPTV, trong khi FTTH GPON tậpchung vào hỗ trợ đầy đủ các dịch vụ mới và các dịch vụ truyềnthông hiện có như ATM và TDM.

 EPON như là một công nghệ của FTTH, là một giải pháp lý tưởngcho băng thông rộng Các thiết bị đầu cuối dây quang (OLT), đơn vịmạng quang (ONU) và mạng lưới phân phối quang (ODN), trong đóbao gồm một hệ thống PON, quyết định các chi phí triền khaiGPON và EPON Một ODN bao gồm cáp quang, tủ quang, splitter.Đối với một số người sử dụng, chi phí cho các sợi quang và loại tủEPON và GPON là tương tự nhau Các chipset của GPON rất đắt và

có ít nhà sản xuất cung cấp Các modum của GPON cũng đắt hơn sovới EPON, khi triển khai GPON, chi phí ước tính của một OLTGPON gấp 1,5 đến 2 lần so với một OLT của EPON, và chi phí ướctính của một ONT GPON sẽ là 1,2 đến 1,5 lần so với một ONTEPON

 Châu á là thị trường lớn cho EPON, chiếm 80% thuê bao PON trêntoàn thế giới, tại Nhật Bản vào cuối năm 2006 có hơn 7 triệu thuêbao FTTx, và dự kiến sẽ tăng lên hơn 17 triệu vào cuối năm 2010.Đến cuối năm 2006, triền khai EPON chiếm khoảng 80% thị trườngthế giới, 20% còn lại của thị trường FTTH dựa trên GPON, BPON

 EPON là giải pháp FTTH chiếm ưu thế ở Nhật Bản, Hàn Quốc vàcác quốc gia khác của châu Á- Thái Bình Dương, đáp ứng cho cácdịch vụ như truy cập internet tốc độ cao, VoID IPTV… Ở cácnước khác, đặc biệt tại Mỹ, GPON là sự lựa chọn số một, và GPON

có thể tồn tại với các hệ thống PON truyền thống Điều này giảithích tại sao EPON xuất hiện chiếm một thị phần lớn trên thị trườngChâu Á, nơi mà BPON không được sử dụng rộng rãi

2.5 Kết luận chương.

Nội dung trên đã trình bày cho ta biết tổng quan về mạng truy nhậpquang thụ động PON Và cũng cho ta thấy cấu trúc cơ bản của nó Các chuẩncủa PON, so sánh giữa EPON và GPON từ đó thấy được ưu nhược điểm củacác công nghệ Chương tiếp theo sẽ trình bày một công nghệ được sử dụngtrong mạng PON, nhằm khai thác khả năng tốt nhất của mạng truy nhậpquang thụ động Đó là công nghệ Ethernet và được gọi là mạng truy nhậpquang thụ động Ethernet – EPON

CHƯƠNG III: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG

ETHERNET-PON 3.1 Tổng quan về công nghệ Ethernet.

Ethernet là mạng cục bộ do ba công ty Xerox, Intel và Digitalequipment xây dựng và phát triển Ethernet là mạng thông dụng nhất đối vớicác mạng nhỏ hiện nay (chiếm hơn 90% thị phần mạng hiện nay) EthernetLAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của mô hình thamchiếu ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại máytính khác nhau kể cả máy tính mini Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếusau đây:

 Có cấu trúc dạng tuyến phân đoạn, đường truyền dùng cáp đồngtrục, tín hiệu truyền trên mạng được mã hoá theo kiểu đồng bộ(Manchester), tốc độ truyền dữ liệu là 10 Mbs

 Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến

khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 nút là 2,8 km.

Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặctuyến token (token bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong cácgói Gói (packet) thông tin dùng trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte.Với việc ra đời Gigabit Ethernet, ban đầu như là một công nghệ LAN thì giờđây đã trở thành một chuẩn MAN và WAN.[3]

Thành công chủ yếu của Ethernet là do các yếu tố sau:

 Đơn giản và dễ dàng bảo trì

 Có khả năng phối hợp với các công nghệ khác

 Tin cậy

 Chi phí lắp đặt và nâng cấp thấp

Tất cả các chuẩn phát triển sau này về cơ bản đều tương thích vớichuẩn gốc Một frame của Ethernet xuất phát từ một NIC 10 Mbps cáp đồngtrục loại cũ trong một máy PC, đặt lên liên kết Ethernet quang tốc độ 10 Gbps

và kết thúc tại một NIC 100 Mbps Các gói trên một mạng Ethernet không bịthay đổi

3.1.1 Kiến trúc mô hình mạng Ethernet.

Mạng LAN có nhiều mô hình kiến trúc khác nhau, nhưng bất chấp sựrắc rối và kích cỡ của nó, tất cả đều kết hợp từ ba kiến trúc kết nối cơ bản:

Kiến trúc đơn giản nhất là kết nối điểm - điểm (hình 3.1) Chỉ 2 đơn vịmạng được kết nối với nhau và kết nối này có thể là DTE với DTE, DTE vớiDCE, DCE với DCE Dây cáp trong kết nối điểm điểm được gọi là networklink Chiều dài cho phép lớn nhất của cáp phụ thuộc vào kiểu cáp và phươngthức truyền được sử dụng

Hình 3.1 Mô hình kết nối điểm – điểm.

Mạng Ethernet cơ sở được thực hiện với kiến trúc bus cáp đồng trục(hình 3.2) Chiều dài của Segment (đoạn) được giới hạn ở 500m và có thể kếtnối 100 trạm vào một Segment Từng Segment có thể kết nối với các trạm lặp,miễn là nhiều đường không tồn tại giữa hai trạm bất kỳ trên mạng và số lượngDTE không vượt quá giá trị qui định

Hình 3.2 Mô hình kết nối bus đồng trục.

Mặc dầu những mạng mới không được kết nối trong cấu hình busnhưng một vài mạng bus cũ vẫn tồn tại và vẫn được sử dụng hữu ích

Từ đầu thập niên 90, cấu hình mạng được lựa chọn là mô hình kết nốisao (hình 3.3) Đơn vị mạng trung tâm là bộ lặp đa cổng (còn gọi là Hub)hoặc là một chuyển mạch mạng Tất cả kết nối trong mạng sao là kết nối điểmđiểm được thực hiện với cáp sợi quang

Hình 3.3 Mô hình kết nối sao.

 DCE (Data Communication Equiment): là các thiết bị mạng trunggian có nhiệm vụ nhận và chuyển tiếp các khung dữ liệu thông quamạng DCE có thể là các thiết bị Standalone như là bộ lặp, bộchuyển mạch hay các thiết bị giao tiếp truyền thông như là Cardgiao tiếp

Các thiết bị mạng trung gian Standalone được xem như là một nodetrung gian hoặc DCE Card giao tiếp mạng được xem như là một NIC(Network Interface Card)

3.1.3 Quan hệ vật lý giữa IEEE802.3 và mô hình tham chiếu ISO.

Với giao thức IEEE802, lớp liên kết dữ liệu trong OSI được chia thànhhai lớp con IEEE802: lớp con MAC (Media Access Control) và lớp conMAC-Client Lớp vật lý IEEE802.3 tương đương với lớp vật lý OSI

Hình 3.4 Quan hệ vật lý của Ethernet với mô hình tham chiếu OSI.

Lớp con MAC-Client có thể là một trong các lớp con sau:

 Là lớp con LLC (Logical Link Control) nếu đầu cuối là một DTE.Lớp con này cung cấp giao tiếp giữa Ethernet MAC và lớp trêntrong ngăn giao thức của trạm đầu cuối Lớp con LLC được địnhnghĩa trong chuẩn IEEE802.2

 Là thực thể cầu nối (Bridge Entity) nếu đầu cuối là DCE Thực tếcầu nối cung cấp giao tiếp LAN to LAN giữa các mạng LAN sửdụng cùng giao thức (ví dụ Ethernet to Ethernet) và cũng cung cấpgiữa các giao thức khác nhau (ví dụ Ethernet với Token Ring) Thựcthể cầu nối được định trong chuẩn IEEE802.1

Bởi vì đặc điểm kỹ thuật của LLC và thực thể cầu nối là chung cho tất

cả các giao thức LAN IEEE802, tính tương thích của mạng là cơ sở của cácgiao thức mạng đặc biệt Hình 3.5 minh hoạ các yêu cầu tương thích khácnhau được lợi dụng bởi lớp vật lý và lớp MAC trong truyền thông dữ liệu cơ

Hình 3.5 Lớp vật lý và lớp Mac tương thích với các yêu cầu cho truyền

thông dữ liệu cơ sở.

Lớp MAC điều khiển sự truy nhập của một node đến phương tiệntruyền thông của mạng và đặc biệt là đến các giao thức riêng biệt Tất cả lớpMAC phải có thiết lập cơ bản về các yêu cầu vật lý, bất chấp liệu có phảichúng bao gồm một hay nhiều giao thức mở rộng được lựa chọn định nghĩa.Chỉ những nhu cầu cho truyền thông cơ sở (truyền thông không có nhu cầulựa chọn giao thức mở rộng) giữa hai node mạng thì cả hai lớp MAC phải hổtrợ cùng tốc độ truyền

Lớp vật lý 802.3 qui định rõ tốc độ truyền dữ liệu, mã hoá tín hiệu, vàkiểu kết nối phương tiện giữa hai node Ví dụ, Gigabit Ethernet định nghĩahoạt động trên cáp xoắn đôi hoặc cáp sợi quang, nhưng tuỳ theo mỗi thủ tục

mã hoá tín hiệu hoặc từng kiểu cáp riêng biệt mà yêu cầu một sợi thi hành lớpvật lý khác nhau

3.1.4 Lớp con Mac Ethernet.

Lớp con MAC có hai chức năng chính:

 Đóng gói dữ liệu kể cả đóng khung trước khi truyền, phân tích và dòlỗi trong suốt và sau khi nhận khung.

 Điều khiển truy nhập phương tiện bao gồm khởi tạo một sự truyềnkhung và phục hồi lại sự truyền bị hỏng

Dạng khung cơ bản của Ethernet:

Chuẩn 802.3 định nghĩa dạng khung dữ liệu cơ bản được yêu cầu chotất cả sự thi hành của MAC, cộng thêm một vài khuôn dạng để chọn bổ sung

mà được sử dụng để mở rộng giao thức Dạng khung dữ liệu cơ sở gồm có 7trường:

Hình 3.6 Dạng khung dữ liệu cơ bản Ethernet.

 PRE (Preamble): gồm có 7 byte PRE là các mức logic 0 và 1 xen kẽnhau để báo cho trạm nhận khung dữ liệu đang đến và cung cấpphương tiện để đồng bộ mức thu nhận khung của lớp vật lý bênnhận với luồng bit đến

 A (Destination Address): trường DA xác định trạm sẽ nhận khung.Một bit ngoài cùng bên trái chỉ định có phải là địa chỉ của một địachỉ cá nhân ( chỉ định bởi 0) hoặc của một nhóm địa chỉ (chỉ định

bởi 1) Bit thứ hai kể từ bên trái chỉ định có phải DA là điều hànhtoàn bộ (globally administered) được chỉ định mức 0 hoặc điều hànhnội bộ (chỉ định mức 1), 46 bit còn lại là một nhóm các trạm hoặctất cả các trạm trên mạng.

 SA (Source Address): 6 byte: trường SA xác định trạm nguồn (trạmgởi).Trường SA luôn là địa chỉ duy nhất và bit đầu tiên bên trái luôn

ở mức 0

 Length/ Type -4byte: Trường này chỉ định số byte dữ liệu của lớpcon MAC-Client mà được chứa trong trường dữ liệu của khunghoặc kiểu ID khung nếu khung được tập hợp sử dụng một dạngkhung lựa chọn Nếu giá trị của trường Length/ Type ít hơn hoặcbằng 1500, số byte của LLC trong trường dữ liệu bằng giá trị củatrường Length/ Type Nếu lớn hơn 1536, khung này là một kiểukhung lựa chọn và giá trị của trường Length/ Type chỉ định kiểu củakhung sẽ được gởi và nhận

 Data: Là sự nối tiếp của n byte giá trị bất kỳ với n ≤ 1500 Nếuchiều dài của trường dữ liệu nhỏ hơn 46, trường dữ liệu phải được

mở rộng bằng cách thêm một filler thích hợp để mang trường dữliệu dài 46 byte

 FCS (Frame Check Sequence): 4 byte: trường này chứa một giá trị

32 bit kiểm tra độ dư vòng được tạo bởi lớp MAC bên gởi và đượctính toán lại ở lớp MAC bên thu để kiểm tra độ hư hại của khung.FCS được phát trên các trường DA, SA, Length/ Type và Data