BẢO VỆ và PHỤC hồi TRONG MẠNG NGPON

Mạng XGPON là mạng PON thế hệ mới có tốc độ gấp nhiều lần so với mạng PON truyền thống. Tốc độ lớn tương đương với các mô hình bảo vệ và phục hồi cho mạng cũng phải lớn. Đồ án sẽ giúp bạn tìm hiểu mô hình các mạng này.

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: “BẢO VỆ VÀ PHỤC HỒI TRONG MẠNG NG-PON” Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Thị Thủy Bình Sinh viên thực hiện: Lớp : ĐẶNG NGỌC HUY D12VT2 Khoá : 2012-2017 Hệ : Đại học Chính quy Hà Nội, tháng 12/2016 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CỘNG HỒ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ……….… ………… Độc lập - Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN … ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: ĐẶNG NGỌC HUY Lớp: D12VT2 Khoá: D12 Ngành đào tạo: ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG Hệ đào tạo: Chính quy 1/ Tên đồ án tốt nghiệp Bảo vệ Phục hồi mạng NG PON 2/ Lý chọn đề tài NG PON hệ thống mạng quang tiên tiến phát triển nhằm nâng cao tốc độ truyền dẫn vượt qua mạng GPON Và để triển khai hệ thống mạng NG PON cần phải giải nhiều vấn đề đặt định cấu hình mạng, thiết kế tuyến, bảo vệ mạng, định tuyến phân bổ bước sóng… Để trì hoạt động an tồn mạng vấn đề đặt cần phải nghiên cứu vấn đề bảo vệ phục hồi cho mạng 3/ Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu Chương Tổng quan mạng NG PON Chương Bảo vệ phục hồi mạng NG PON Chương Mô số kịch bảo vệ phục hồi Kết luận kiến nghị 4/ Tài liệu tham khảo (dự kiến) Next-Generation PON-Part I: Technology Roadmap and General Requirements, Jun-ichi Kani Protection strategies for Next Generation Passive Optical Networks – 2, Abhishek Dixit 40-Gigabit-capable passive optical networks (NG-PON2): General requirements, ITU-T …… 6/ Ngày giao đề tài: 20 / 10 /2016 7/ Ngày nộp : 22 / 12 /2016 Hà Nội, ngày tháng năm 2016 CÁN BỘ, GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ giúp đỡ, dù trực tiếp hay gián tiếp người xung quanh Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ thầy cơ, gia đình bạn bè Đầu tiên, em xin gửi lời cám ơn đến Ban Giám hiệu Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng tạo điều kiện cho em có mơi trường rèn luyện tốt để em học tập tiếp thu kiến thức quý báu thời gian vừa qua Em xin cảm ơn tất thầy cô giáo, đặc biệt thầy cô khoa Viễn thơng I tận tình dạy kiến thức q báu để em hồn thành đồ án hành trang cần thiết để em bước đường ngiệp sau Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Trần Thị Thủy Bình, người trực tiếp hướng dẫn em thực đồ án Cô ln nhiệt tình, tâm huyết hướng dẫn em suốt quãng thời gian dài qua, từ trước bắt đầu thực đến hoàn thiện đồ án Mặc dù cố gắng hết sức, song đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thơng cảm bảo tận tình q thầy bạn để em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Cuối em xin kính chúc quỳ Thầy, Cơ, gia đình bạn bè dồi sức khỏe, thành công nghiệp Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực Đặng Ngọc Huy MỤC LỤC Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi DANH MỤC HÌNH ẢNH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AON AWG BP BUs CAPEX Active Optical Network Arrayed waveguide grating Backup Path Business user Capital expenditures Công nghệ quang chủ động Cách tử ơng dẫn sóng ma trận Phần dự phòng Khách hàng doanh nghiệp Chi phí sở vật chất Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi CO CT CU DF DU FF FI Central Office Channel Termination Cost unit Distribution Fiber Dense Urban Feeder Fibres Failue Impact ITU-T International Telecommunication UnionTelecommunication Standardization Sector MBH Mobile Back Haul MTBF Mean Time Between Failures MTTR ODN OLT ONT ONU OPEX PF PON PS R RN RUs Mean Time To Repair Optical Distribution Network Optical Line Terminators Optical Network terminals Optical Network Unit Operational expenditures Protected fibres Passive Optical Network Power spiliter Rural Remote node Residental user TDM Time Division Multiplexing TDMA Time Division Multiple Access TWDM Time-Wavelength Division Multiplexing U Urban WDM Wavelength Division Multiplexing WP Working Path Tổng đài trung tâm Kênh đầu cuối Đơn vị chi phí Đường phân phối quang Khu dân cư đơng đúc Đường nhánh quang Các tác nhân gây lỗi Hiệp hội viễn thơng quốc tế-Tổ chức chẩn hóa kỹ thuật viễn thông Mạng di động xương sống Thời gian lần xảy lỗi trung bình Thời gian sửa chữa trung bình Mạng phân phối quang Thiết bị kết cuối kênh quang Thiết bị kết cuối mạng quang Đấu nối mạng quang Chi phí hoạt động Đường quang bảo vệ Mạng truy nhập quang thụ động Bộ chia công suất Nông thôn Node điều khiển Khách hàng cá nhân Đa ghép kênh phân chia theo thời gian Đa truy nhập phân chia theo thời gian Đa ghép kênh phân chia theo thời gian bước sóng Khu dân cư Đa ghép kênh phân chia theo bước sóng Phần làm việc Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ truyền tải quang dần trở nên gần gũi sống trở thành chìa khóa phát triển cơng nghiệp viễn thơng Với phát triển mơ hình mạng quang FTTH, việc tiếp cận với đường kết nối quang tốc độ cao trở nên phổ biến dễ dàng hết Hiện Việt Nam, công nghệ GPON triển khai cách rộng rãi nhà cung cấp FPT, CMC, Viettel … Đặc điểm trội công nghệ GPON tốc dộ đường downlink uplink vượt trội so với công nghệ quang trước AON tới 10 lần (tốc độ Down up GPON 2.5 /1.25 Gbps so với 100 Mbps hai chiều AON) Trong tương lai không xa dịch vụ Game online, học trực tuyến, TV 3D hệ đòi hỏi lượng băng thông lớn Và để đảm bảo yêu cầu hệ mạng PON phải đáp ứng nhu cầu lớn băng thông Tổ chức FSAN (Full Service Access Network) ITU-T tổ chức chuyên nghiên cứu đặt tiêu chuẩn mạng quang PON FSAN ITU-T tiếp tục nghiên cứu mạng NG-PON định nghĩa giai đoạn mạng NG-PON phải có chi phí thấp, cơng suất lớn, độ bao phủ rộng, dịch vụ đầy đủ, có khả tương tác với mạng PON hành PON hệ chia làm hai giai đoạn: NG-PON NG-PON NG-PON1 giai đoạn trung gian tương thích với mạng GPON hành NG-PON2 giải pháp mạng PON lâu dài tách hẳn khỏi công nghệ mạng GPON triển khai Mạng NG-PON có băng thơng lớn (với mạng NG-PON1 băng thông đường lên đường xuống 10Gbps/2.5 5Gbps; với mạng NG-PON băng thơng tăng lên tới 40Gbps), quãng đường truyền dẫn lớn, đáp ứng nhiều người sử dụng Với hệ thống đòi hỏi chất lượng đường truyền cao yêu cầu tất yếu hệ thống việc phải có chế bảo vệ phục hồi cho đường truyền quang tốc độ cao Vì mục tiêu đồ án làm rõ chế bảo vệ phục hồi cho mạng quang hệ NG-PON đưa số mơ hình kịch bảo vệ phục hồi cho mạng Đồ án gồm chương: Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Chương 1: Tổng quan mạng NG-PON Chương 2: Vấn đề bảo vệ phục hồi mạng NG-PON Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi cho mạng NG-PON CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG NG-PON 1.1 Nhu cầu phát triển mạng quang hệ NG-PON Mạng PON có ưu điểm đơn giản thiết kế, chi phí thấp vận hành bảo dưỡng Tuy nhiên hệ thống PON gặp phải thách thức trình triển khai dịch vụ Để đáp ứng nhu cầu thông tin ngày tăng phát triển không ngừng ứng dụng dịch vụ PON phải đáp ứng nhu cầu băng thông lớn Vì việc nghiên cứu phát triển hệ thống PON cần thiết Các hạn chế hệ thống PON tại: - Băng thông bị hạn chế Tiêu chuẩn EPON tại, tốc độ liệu đường xuống lên 1.25Gbps chia sẻ tới 32 ONU GPON ITU có đường xuống 2.5Gbps tỉ lệ chia lên tới 64ONU Năng suất trung bình ONU khoảng 40-80Mbps - Triển khai dịch vụ không linh hoạt Trong hệ thống TDM-PON tại, OLT hỗ trợ 32 ONU phạm vi 10-20km Nói cách khác, cần lượng lớn CO thiết bị để hỗ trợ số lượng lớn thuê bao Mật độ cao sở hạ tần dãn đến khó khăng cơng tác bảo trì Mơ hình khơng linh hoạt khơng kinh tế để mở rộng quy mô cho việc phát triển - Sử dụng lượng không hiệu Trong mạng truy nhập quang nay, chia thụ động sử dụng lượng phân bổ đồng người sử dụng Dẫn tới dư thừa lượng lớn tồn thuê bao không sử dụng nhận lượng lượng người sử dụng Để CO cung cấp lượng liên tục, chế phân phối lượng linh hoạt cho phép mạng hỗ trợ nhiều người sử dụng - Dễ bị công Khi số lượng dịch vụ khách hàng hỗ trợ trăng nhanh sở hạ tầng truy cập cáp quang Các mạng truy nhập quang nay, tính chất thụ động, thiếu chế để chống lại công mạng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Vì yếu tố mà vấn đề phát triển mạng truy nhập quang phù hợp với nhu cầu tương lai thiết 1.2 Các kịch phát triển NG-PON Sự phát triển mạng quang hệ NG-PON dựa hai kịch kịch theo hướng dịch vụ kịch theo hướng dịch vụ độc lập: 1.2.1 Kịch theo định hướng dịch vụ Ở kịch nhà cung cấp nâng cấp cấu trúc mạng quang hành vè băng thông dịch vụ Một số thuê bao sử dụng mạng GPON muốn nâng cấp lên tốc độ truyền dẫn lên cao nhà cung cấp chuyển thuê bao lên mạng NG-PON, th bao khác khơng có nhu cầu tăng tốc độ hài long với dịch vụ nhà cung cấp sử dụng cơng nghệ GPON Tuy nhiên, sau nhà cung cấp nâng cấp từ công nghệ GPON lên NG-PON số lượng thuê bao sử dụng công nghệ GPON giảm Cả hai cơng nghệ sau tồn thời gian dài sau Để kịch xảy cần điều kiện: o GPON NG-PON phải tồn mạng phân phối quang (ODN) nơi mà thiết bị quang không phong phú cho công nghệ o Việc gián đoạn dịch vụ thuê bao không chuyển lên NG-PON phải giảm thiểu o NG-PON phải hỗ trợ / cạnh tranh với tất dịch vụ sách GPON để dịch vụ nâng cấp cách toàn diện 1.2.2 Kịch theo hướng dịch vụ độc lập Kịch cải tạo mạng truy nhập thành kiến trúc FTTx Và cơng nghệ NG-PON1 trở nên hồn thiện nhà cung cấp đầu tư triển khai mạng NG-PON nơi mà GPON chưa triển khai trước thay công nghệ GPON để tăng băng thông tăng tỉ lệ chia để đáp ứng nhu cầu Nhà cung cấp đạt lợi ích kinh tế lớn băng thơng mà người sử dụng yêu cầu không tăng giữ nguyên GPON Trong kịch việc đồng thời tồn hai cơng nghệ GPON NG-PON khơng cần thiết việc thay triển khai diễn nhanh chóng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Đồ án tốt nghiệp đại học 1.3 Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Biểu đồ phát triển mạng NG-PON Sự phát triển mạng PON hệ bao gồm hai giai đoạn: NG-PON1 NG-PON2 Ở hệ mạng sau GPON, NG-PON1 phát triển để triển khai với mạng GPON Nói cách khác mạng NG-PON1 phải bảo lưu sở vật chất mạng GPON sau phát triển thiết bị đảm bảo mạng NG-PON1 GPON tồn Giai đoạn tiến lên NG-PON1 cần phải tiến hành cách liên tục Hình 1.1: Biểu đồ phát triển mạng NG-PON 1.4 Các công nghệ cho mạng NG-PON1 NG-PON1 bao gồm công nghệ XG-PON (X số la mã biểu thị cho số 10) bao gồm XG-PON1 XG-PON2 XG-PON1 gọi kiến trúc bất đối xứng với đường xuống có tốc độ 10Gbit/s 2.5Gbits đường lên Trong XGPON2 có tốc độ đường lên đường xuống 10Gbit/s XG-PON sử dụng truy nhập theo bước sóng WDM, sử dụng đường quang với nhiều kênh bước sóng khác để truyền dẫn cho nhiều đường kết nối XG-PON XG-PON có đường truyền dẫn có tốc độ lên tới 10Gb/s đường xuống Tốc độ cho đường xuống tổ chức ITU-T đưa 9.95328 Gbps khác với tốc độ mà IEEE đưa 10GEPON Tốc độ đường xuống 2.5 10Gb/s phụ thuộc vào chi phí tính khả thi Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi hình C có ảnh hưởng tác nhân gây lỗi FI nhỏ mơ hình B α tăng dần Điều chứng tỏ mơ hình bảo vệ B bị hồn tồn khơng thể hoạt động bên mơ hình bảo vệ C khách hàng doanh nghiệp bảo vệ hai lần tức hoạt động qua đường dự phòng e Tổng chi phí số người sử dụng Tổng chi phí số người sử dụng mơ hình khác cho hình 2.12 Ta đánh giá dựa thành phần chi phí: chi phí bồi thường, chi phí mặt bằng, chi phí tiêu thụ lượng, chi phí sửa chữa, sở hạ tầng, trang thiết bị Hình 2.13 Tính tốn chi phí cho mơ hình khu vực công nghệ truyền dẫn khác Chi phí bồi thường chiếm phần lớn tổng chi phí chi phí bồi thường giảm độ bảo vệ tăng Vì tất lý mà việc trả bồi thường cho người sử dụng rắc rối Tuy nhiên độc lập người sử dụng mở rộng nhà cung cấp trả phí bồi thường chia cho người sử dụng cá nhân Tất thành phần khác chi phí tăng mức độ bảo vệ tăng từ A tới D Tổng chi phí cho người sử dụng giảm với độ bảo vệ tăng Mỗi nhà cung cấp phải trả phí bồi thường cho người sử dụng doanh nghiệp khoảng đơn vị chi phí (2CU) Rõ ràng, động lực cho nhà cung cấp để tiền hành bảo vệ cho mạng Tất nhiên, khơng có mối liên quan phí bồi thường lỗi xảy bảo vệ khơng cần thiết Điểm tối ưu mức bồi thường 0.06CU / Chi phí thấp khẳng định cần thiết việc bảo vệ để sử dụng hiệu chi phí triển khai mạng truy cập Đồ án tốt nghiệp đại học 2.4 Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Kết luận chương Trên ta vừa xét mơ hình bảo vệ để nâng cao việc đảm bảo hiệu công nghệ NG-PON WDM TWDM-PON Các mơ hình nhiều mức bảo vệ từ mức không bảo vệ tới mức bảo vệ tuyệt đối cho khách hàng doanh nghiệp, bảo vệ OLT FF cho khách hàng cá nhân Chúng ta xét qua tham số đánh giá cho việc đánh giá hiệu hệ thống FI Các mơ hình bảo vệ phân tích xem xét phạm vi bảo vệ, tính sẵn có, tác động gây lỗi chi phí nhiều kịch với phạm vi dân cư khác Các phân tích cho thấy tính khơng sẵn có, FI tổng chi phí chủ đầu tư giảm xuống theo chiều tăng cấp bảo vệ Tất nhiên chi phí bị ảnh hưởng khoản tiền bồi thường cho khách hàng doanh nghiệp lỗi việc cung cấp dịch vụ Ngay chi phí cho việc bồi thường 0.06 CU/giờ chi phí triển khai kiến trúc phù hợp đáp ứng đòi hỏi phải hiệu khơng lãng phí Tính khơng sẵn có WDM TWDM- PON gần Các tác động gây lỗi FI bên TWDM-PON xuất nhiều TWDM-PON cung cấp dịch vụ cho khách hàng tỉ lệ chia lớn so với WDM CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KỊCH BẢN BẢO VỆ VÀ PHỤC HỒI Phục hồi mạng PON ngày trở nên quan trọng việc hỗ trợ ứng dụng doanh nghiệp ứng dụng có giá trị cao IPTV đặc biệt Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi kịch node tập trung Node tập trung tạo lượng lớn đường thuê bao truy cập node với tốc độ cao Vì cần có chế để dự phòng làm giảm việc gián đoạn dịch vụ không cho mà tới hàng ngàn người sử dụng sợi cáp hay thiết bị bị hỏng Bên cạnh phần cứng dự phòng thơng thường OLT thiết bị truyền dẫn backhaul (mạng metro/core) cần phải cần đường quang hay đường OLT dự phòng để tránh ảnh hưởng tới lượng lớn khách hàng gặp cố phải cung cấp dịch vụ đầy đủ cho khối khách hàng doanh nghiệp cách cung cấp mơ hình bảo vệ loại C Hệ thống NG-PON2 bắt buộc phải hỗ trợ khả phục hồi bảo vệ cho mạng Hình 3.1: Ví dụ đường quang đảm bảo phục hồi đường quang bị đứt phân đoạn mạng Bộ chia dự phòng triển khai phân cấp cao hệ thống Các yêu cầu dự phòng khách hàng cá nhân không cần yêu cầu cao trừ khách hàng doanh nghiệp lớn khách hàng cao cấp Các mô hình bảo vệ phải u cầu phục hồi nhanh chóng Ví dụ, thời gian gián đoạn dịch vụ phải nhỏ 50ms cho doanh nghiệp người sử dụng cao cấp Dưới ta xét kịch bảo vệ cho mơ hình loại B, C mơ hình có tính ứng dụng thực tế cao đáp ứng đầy đủ yêu cầu dịch vụ cho nhiều khách hàng Ngoài ra, ta xem xét thêm mơ hình bảo vệ khác ITU khuyến nghị sử dụng mơ hình bảo vệ loại W phần cuối chương Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi 3.1 Kịch phục hồi mơ hình bảo vệ loại B 3.1.1 Kiến trúc 1:1 mơ hình bảo vệ dạng dual-parenting loại B Trong kịch lỗi xảy xảy chủ yếu thiết bị thu phát nhánh quang Trong mơ hình bảo vệ loại B, thiết bị OLT kênh đầu cuối OLT nhánh quang bảo vệ Hình 3.2: Kiến trúc 1:1 mơ hình bảo vệ dạng dual-parenting loại B Hình 3.2 thể mơ hình 1:1 mơ hình bảo vệ kép loại B Phương thức phục hồi giống với bảo vệ loại B GPON/XG-PON OLT dự phòng OLT giống hệt OLT hoạt động Khi đường quang từ OLT tới chia bị đứt OLT dự phòng dựng lên để bảo vệ Vì tất kênh đầu cuối OLT dự phòng sử dụng chung bước sóng với kênh đầu cuối OLT mà xảy hỏng hóc hay kết nối OLT OLT dự phòng đảm bảo việc xử lý tín hiệu đối OLT Tất kênh đầu cuối OLT dự phòng phải ngắt chuyển sang chế độ bảo vệ Đánh giá Kiến trúc bảo vệ phù hợp bảo vệ cho khu vực đông đúc cần độ bảo vệ cao Các kênh dự phòng hoạt động có cố xảy nên gây lãng phí tài nguyên tiêu tốn chi phí cho việc mua thiết bị OLT Đồ án tốt nghiệp đại học 3.1.2 Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Kiến trúc 1:1 mô hình bảo vệ loại B với kênh đầu cuối dự phòng Hình 3.3: Mơ hình bảo vệ 1:1 loại B với kênh đầu cuối dự phòng Trong kiến trúc bảo vệ hình 3.3, OLT dự phòng có kênh đầu cuối OLT để bảo vệ cho OLT với nhiều kênh đầu cuối Khi xảy lỗi kênh đầu cuối OLT hệ thống chuyển sang chế độ bảo vệ, ONU chuyển sang sử dụng cặp bước sóng hỗ trợ kênh đầu cuối OLT dự phòng Kênh đầu cuối OLT dự phòng phải ngắt chế độ bảo vệ kích hoạt Lỗi kênh đầu cuối Hình 3.4 Xử lý lỗi kênh đầu cuối sử dụng OLT dự phòng có thu phát điều chỉnh bước sóng Hình 3.4 thể kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ loại B OLT dự phòng bao một kênh đầu cuối OLT với điều khiển thu phát để bảo vệ kênh đầu cuối OLT Khi kênh đầu cuối OLT bị lỗi, kênh đầu cuối OLT dự phòng điều chỉnh kênh bước sóng để bảo vệ kênh đầu cuối bị hỏng, điều chỉnh bước sóng OLT dự phòng bước sóng kênh CT3 Các ONU đường kết nối Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi với kênh đầu cuối bị lỗi OLT hoạt động khơng cần thay đổi giữ ngun bước sóng hoạt động Lỗi đường quang Hình 3.5 Lỗi truyền dẫn sử dụng OLT dự phòng với thu phát điều chỉnh bước sóng Hình 3.5 thể kịch lỗi đường nhánh quang từ OLT tới chia 2:n Khi nhánh quang kênh đầu cuối OLT bị đứt tất ONUs phải điều chỉnh kênh bước sóng để phù hợp với kênh bước sóng kênh đầu cuối OLT dự phòng Đánh giá Kiến trúc phù hợp để dự phòng cho khách hàng cao cấp khách hàng doanh nghiệp bảo vệ riêng biệt Kiến trúc tiết kiệm sử dụng kênh dự phòng đơn lẻ khơng cần phải dự phòng cho toàn kênh 3.1.3 Kiến trúc bảo vệ 1:n mơ hình bảo vệ dạng dual-parenting loại B Kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ loại B thể hình 3.6 với chế bảo vệ kép OLT dự phòng hỗ trợ kênh bước sóng OLT Khi xảy lỗi OLT nhánh quang OLT dự phòng tiếp tục hoạt động mạng PON kết nối tới ONUs Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Hình 3.6 Kiến trúc bảo vệ 1:n mơ hình bảo vệ dạng dual-parenting loại B Đánh giá Kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ kép loại B có thêm OLT dự phòng hoạt động với kênh bước sóng với OLT khác Mơ hình linh hoạt song có lỗi xảy nhiều OLT lúc khó phục hồi khắc phục thời gian ngắn 3.2 Kịch phục hồi mơ hình bảo vệ loại C 3.2.1 Kiến trúc 1+1 mơ hình bảo vệ loại C với ONU có thu phát điều chỉnh Kiến trúc 1+1 mơ hình bảo vệ loại C bảo vệ tồn hệ thống, ONU có hai thu phát điều chỉnh Lỗi khắc phục thời điểm cách chuyển mạch tới thiết bị chế độ chờ mà thu phát Cấu hình bước sóng đặt kênh TWDM kênh TWDM dự phòng cài đặt giống để đơn giản hóa việc quản lý bảo vệ cung cấp cho cấu hình dịch vụ cách nhanh chóng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Hình 3.7: Kiến trúc 1+1 mơ hình bảo vệ loại C với ONU có hai thu phát điều chỉnh bước sóng Đánh giá Kiến trúc 1+1 mơ hình bảo vệ loại C với hai thu phát điều chỉnh bước sóng làm cho giá thành ONU tăng lên có cấu tạo phức tạp Tuy nhiên bù lại thời gian phục hồi giảm độ bảo vệ tăng lên nhờ chế bảo vệ phục hồi linh hoạt hiệu nhờ ONU điều chỉnh bước sóng OLT dự phòng 3.2.2 Kiến trúc 1+1 mơ hình bảo vệ loại C với ONU có thu phát điều chỉnh thu phát có kênh cố định Trong hình 3.8, ONU chọn thu phát điều chỉnh bước sóng với thu phát có bước sóng cố định để hỗ trợ dự phòng Trong trường hợp này, bước sóng xác định khoảng điều chỉnh cho cổng PON dự phòng giống với bước sóng mạng PON hoạt động Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Hình 3.8: Kiến trúc bảo vệ 1+1 mơ hình bảo vệ loại C với thu phát điều chỉnh thu phát cố định ONU Nếu ONU hoạt động với kiến trúc MAC mơ hình bảo vệ loại C, ONU lúc hoạt động với OLT OLT dự phòng qua MAC PON khác với hai thu phát Thời gian phục hồi cho dịch vụ nhanh tối đa 50ms Đánh giá Kiến trúc cải tiến kiến trúc 1+1 với hai thu phát điều chỉnh ONU Kiến trúc sử dụng thu phát điều chỉnh có bước sóng giảm chi phí cho ONU 3.3 Mơ hình bảo vệ loại W 3.3.1 Kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ loại W với kênh đầu cuối OLT dự phòng Dưới giới thiệu thêm mơ hình bảo vệ loại W Mơ hình ITU khuyến nghị sử dụng “40-Gigabit-capable passive optical networks (NGPON2): General requirements”, ITU-T Trong mô hình bảo vệ loại W, có OLT kênh đầu cuối OLT bảo vệ Trong số trường hợp, mơ hình bảo vệ xây dựng cách điều chỉnh bước sóng ONU Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Hình 3.9 Kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ loại W với kênh đầu cuối OLT dự phòng Kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ W thể hình 3.9 Hệ thống TWDM, kênh đầu cuối OLT cấu hình để trở thành kênh dự phòng cho kênh hoạt động khác Trong hình 3.9, CT4 đặt thành kênh dự phòng Khi có lỗi hệ thống xảy OLT hoạt động ONU điều chỉnh để phù hợp với kênh TWDM dự phòng nối tới dựa thơng tin cấu hình trước lưu ONU Lỗi kênh đầu cuối Hình 3.10: Xử lý lỗi kênh đầu cuối kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ loại W Hình 3.10 thể kiến trúc 1:n khác mô hình bảo vệ loại W Tính bảo vệ cài đặt cố hữu chất ONU điều chỉnh bước sóng mạng NG-PON2 Tất kênh đầu cuối OLT kích hoạt thời gian hoạt động Mỗi kênh đầu cuối bảo vệ kênh khác Nếu kênh đầu cuối OLT bị lỗi ONU kết nối tới OLT điều chỉnh bước Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi sóng phù hợp với kênh đầu cuối OLT khác Trong hình 3.10, kênh lỗi bảo vệ kênh đầu cuối Để giảm thời gian bảo vệ xuống kênh dự phòng cấu hình trước ONU Khi có lỗi xảy ra, ONU bị tác động lỗi điều chỉnh đáp ứng kênh dự phòng mà khơng phải chờ đợi dẫn từ OLT Đánh giá Mơ hình có ưu điểm bảo vệ phục hồi với chi phí thấp khơng gây tốn Kênh dự phòng kích hoạt thời gian hoạt động giúp tiết kiệm tài nguyên Tuy nhiên xảy lỗi hàng loạt mơ hình khơng thể đáp ứng 3.3.2 Kiến trúc 1:n mơ hình bảo vệ loại W với kênh đầu cuối OLT dự phòng Hình 3.11: Kiến trúc (n+1):n mơ hình bảo vệ W Một kênh đầu cuối OLT xác định với thu phát điều chỉnh cấu hình thành kênh dự phòng Khi kênh hoạt động bị lỗi, kênh dự phòng ( thu phát điều chỉnh ) điều chỉnh kênh bước sóng để phù hợp với kênh bước sóng hoạt động kênh OLT hoạt động Để tránh giả mạo hoạt động OLT, kênh dự phòng điều chỉnh bước sóng sau nhận kênh hoạt động bị lỗi Mơ hình khơng u cầu hoạt động ONU việc bảo vệ chuyển mạch Đồ án tốt nghiệp đại học 3.3.3 Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi Kiến trúc 2:n mơ hình bảo vệ loại W với dạng dual-parenting Trong mơ hình 3.12 Các kênh đầu cuối OLT chia làm hai nhóm: nhóm hoạt động nóm dự phòng Hình 3.12: Kiến trúc 2n:n mơ hình bảo vệ loại W với dạng bảo vệ dual-parenting Khi lỗi xảy nhóm hoạt động nhóm dự phòng bảo vệ truyền dẫn cách dẫn ONU bị ảnh hưởng điều chỉnh bước sóng phù hợp với bước sóng nhóm dự phòng Kiến trúc có tính mơ hình bảo vệ B: đường nhánh quang nhân đôi Lưu ý khác biệt lớn mơ hình bảo vệ hình kiến trúc 2n:n mơ hình bảo vệ loại W hình 3.12 nhóm dự phòng mơ hình 2n:n mơ hình bảo vệ loại W kích hoạt để mang lưu lượng phát sinh với bước sóng khác chưa có lỗi xảy Trong nhóm dự phòng bên mơ hình bảo vệ B chế độ chờ có bước sóng với nhóm hoạt động Đánh giá Trong kiến trúc OLT dự phòng sử dụng kênh đầu cuối khác với kênh đầu cuối OLT hoạt động Ưu điểm kiến trúc có khả mang lưu lượng phát sinh chưa có lỗi xảy dự phòng băng thơng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi 3.4 Tổng kết đặc tính mơ hình bảo vệ Dưới ta có bảng tổng kết đặc tính kiến trúc mơ hình bảo vệ A, B, C, W: Loại mơ hình A Kiến trúc 1:1 1:1 Dual Parenting Khơng Khơng Có Khơng B 1:n C 1+1 D Các thành phần bảo vệ Đường nhánh quang OLT đường nhánh quang Kênh đầu cuối OLT đường nhánh quang Không Không Không OLT, đường nhánh quang, ONU Khơng Có OLT, Đường nhánh quang, Các ONU Có Có (n+1):n 2n:n Khơng Có Khơng Có Kênh đầu cuối OLT OLT Các thiết bị cần cho bảo vệ Không OLT đường nhánh quang 1:n W ONU điều chỉnh bước sóng Khơng Có OLT dự phòng, chia 2:n, đường quang Kênh đầu cuối OLT dự phòng, chia 2:n đường nhánh quang thêm OLT dự phòng, chia 2:n, chuyển mạch quang 1:n đường quang thêm OLT dự phòng, chia 2:n, đường quang thêm, thêm ONU OLT dự phòng, đường quang thêm, ONU dự phòng, chia cơng suất Khơng cần thêm thiết bị TRx điều chỉnh, chia 2:n, thêm sợi quang OLT dự phòng, thêm sợi quang dự phòng Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi KẾT LUẬN Sau thời gian thực nghiên cứu với hướng dẫn giúp đỡ tận tình Trần Thủy Bình đồ án “Bảo vệ phục hồi mạng NG-PON”đã hoàn thành thời gian quy định Đồ án trình bày tổng quan kỹ thuật mơ hình sử dụng việc bảo vệ phục hồi cho mạng NG-PON Đồ án trình bày ưu điểm hạn chế mơ hình bảo vệ việc áp dụng để bước đưa vào thực tiễn Qua cải thiện chất lượng cung cấp dịch vụ mạng NGPON Để giải vấn đề bảo vệ phục hồi mạng NG-PON mơ hình bảo vệ mạng em trình bày chương có kịch bảo vệ chương đồ án Tuy nhiên, hạn chế thời gian, tài liệu khả hiểu biết thân em hạn chế, nên nội dung đồ án em dừng lại mức lý thuyết nhận xét đánh giá mang tính chủ quan nhiều sai sót Vì em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Jun-ichi Kani, Next-Generation PON-Part I: Technology Roadmap and General Requirements, IEEE Communications Magazine, November 2009 Abhishek Dixit, Protection strategies for Next Generation Passive Optical Networks – 2, September 2009 ITU-T, 40-Gigabit-capable passive optical networks (NG-PON2): General requirements, August 2015 M Vogt, R Martens, and T Andvaag, “Availability modeling of services in IP networks”, DRCN, Banff, Canada, Oct 2003 OASE Project, D5.1: Overview of methods and tools, Sep 2010 Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi A Dixit, B Lannoo, D Colle, M Pickavet, and P Demeester, “Wavelength Switched Hybrid TDMA/WDM (TWDM) PON: a Flexible Next-Generation Optical Access Solution [Invited],” ICTON, Coventry, U.K, July 2012 ... 2: BẢO VỆ VÀ PHỤC HỒI TRONG MẠNG NG-PON 2.1 Yêu cầu bảo vệ phục hồi mạng NG-PON2 Ở mạng quang hệ trước vấn đề phục hồi bảo vệ không coi trọng Tuy nhiên nghiên cứu mạng NG-PON phục hồi bảo vệ. .. Một số kịch bảo vệ phục hồi Chương 1: Tổng quan mạng NG-PON Chương 2: Vấn đề bảo vệ phục hồi mạng NG-PON Chương 3: Một số kịch bảo vệ phục hồi cho mạng NG-PON CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG NG-PON... việc phải có chế bảo vệ phục hồi cho đường truyền quang tốc độ cao Vì mục tiêu đồ án làm rõ chế bảo vệ phục hồi cho mạng quang hệ NG-PON đưa số mơ hình kịch bảo vệ phục hồi cho mạng Đồ án gồm chương: