Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang

1 Cấu hình tham chiếu mạng truy nhập quang: -Đầu cuối đường quang (OLT) -Mạng phối dây quang (ODN) -Khối mạng quang (ONU) -Module chức phối hợp (AF) • Khối chức OLT Khối đầu cuối đường quang (OLT- Optical Line Terminal) cung cáp giao diện quang mạng với ODN, đồng thời cung cấp giao diện với phía mạng dịch vụ OLT chia thành dịch vụ chuyển mạch dịch vụ không chuyển mạch OLT quản lý báo hiệu thông tin giám sát điều khiển đến từ ONU, từ cung cấp chức bảo dưỡng cho ONU OLT lắp đặt tổng đài nội hạt vị trí xa • Khối chức ONU Khối mạng quang (ONU- Optical Network Unit) ODN với th bao Phía mạng ONU có giao diện quang, phía thuế bao giao diện điện: cần có chức chuyển đổi quang/ điện Đồng thời thực chức xử lý quản lý bảo dưỡng tín hiệu điện ONU đặt phía khách hàng (FTTH/FTTB) ngồi trời (FTTB) ONU bao gồm phận trung tâm, phận dịch vụ phận chung • Khối chức ODN Khối mạng phân phối quang (ODN- Optical Distribution Network) đặt ONU OLT Chức phân phối cơng suất tín hiệu quang ODN chủ yếu linh kiện quang không nguồn sợi quang tạo thành mạng phân phối đường quang thụ động Cáp quang gốc (Feeder Cable): xuất phát từ phía nhà sản xuất dịch vụ (hay gọi chung Central Office) tới điểm phân phối gọi DP (Distribution Point) Điểm phân phối sợi quang (DP): điểm kết thúc đoạn cáp gốc thực tế triển khai, điểm phân phối sợi quang thường măng xông quang, tủ cáp quang phối, ưu tiên dùng măng xông quang Cáp quang phối (Distribution Optical Cable): xuất phát từ điểm phối quang (DP) tới điểm truy nhập quang (AP- Acess Point) hay từ tủ quang phối từ tập điểm quang • FTTH Trong kiến trúc FTTH/O, sợi quang kéo dài đến tận hộ gia đình văn phòng, ONT đặt th bao ONT điểm phân phát dịch vụ cho phép nhà khai thác cung cấp dịch vụ số liệu, thoại hình ảnh sợi ONT cung cấp giao diện dịch vụ bao gồm: POTS, GE, FE, E1/T1 FTTH/O cung cấp lượng băng tần dồi dào, nhiên chi phí cho việc xây dựng mạng lại cao Mục tiêu phương thức cung cấp tốc độ bít lớn đến văn phòng nhà thuê bao biệt thự, tòa nhà thương mại bar coa internet, nhằm đảm bảo mức quay vòng lớn Phương thức đặc biệt phù hợp cần phải lắp đặt mạng cáp thay cáp cũ Phương thức nhằm đến thuê bao có nh cầu ứng dụng băng tần lớn HDTV, VoD L2/L3 VPN • Cơng nghệ PON Mạng quang thụ động (PON- Passive Optical Network) kiến trúc mạng điểm đa điểm, sử dụng chia quang thụ động (không có nguồn cấp) để chia cơng suất quang từ sợi quang tới sợi quang cung cấp cho nhiều khách hàng, thường tỉ lệ chia 4,8,16,32,64,128…tùy thuộc vào cấu hình mạng Một mạng PON bao gồm mọt đầu cuối đường truyền quang OLT đặt tổng đài nhà cung cấp dịch vụ đơn vị mạng quang ONU đặt phía khách hàng PON bao gồm: Sợi quang, chia, kết hợp, ghép định hướng, thấu kính, lọc phụ kiện,… Điều giúp cho PON có số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng nhiễu nguồn, có độ tin cậy cao khơng cần phải bảo dưỡng tín hiệu khơng bị suy hao phần tử tích cực PON bao gồm: Sợi quang, chia, kết hợp, ghép định hướng, thấu kính, lọc phụ kiện… Điều giúp cho PON có số ưu điểm như: khơng cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng nhiẽu nguồn, có độ tin cậy cao khơng cần phải bảo dưỡng tín hiệu khơng bị suy hao phần tử tích cực Mạng quang thụ động có ba cấu hình là: -Cấu hình Ring -Cấu hình -Cấu hình bus • GPON (Gigabit PON) Mạng GPON FSAN chuẩn hóa vào năm 2001 với băng tần 1Gb/s Kiến trúc mạng GPON cho phép dịch vụ thoại liệu truyền tải với tốc độ lên đến 2.5Gb/s Băng tần dành cho thuê bao 31.25Mb/s cho luồng xuống mạng hoạt động với tốc độ 2.5Gb/s 15.625Mb/s mạng hoạt động với tốc độ 1Gb/s Đặc điểm hệ thống GPON GPON (Gigabit Passive Optical Network) định nghĩa theo chuản IUT-T G984 GPON mở rộng từ chuẩn BPON G983 cách tăng băng thông, nâng hiệu suất băng thơng nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi tiêu chuẩn hóa quản lý Thêm nữa, chuẩn cho phép vài lựa chọn tốc độ bit: cho pép băng thông luồng xuống 2,488Mb/s băng thông luồng lên 1,244MB/s Phương thức đóng gói GPON-GEM cho phép đóng gói lưu lượng người dùng hiệu quả, với phân đoạn khung cho phé chất lượng dịch vụ QoS cao phục vụ lưu lượng nhạy cảm truyền thoại hay video GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng cường bảo mật chọn giao thức (ATM, GEM, Ethernet nhiên thực tế ATM chưa sử dụng) Điều cho phép GPON phân phối thêm dịch vụ tới nhiều thuê bao PHẦN 3: CÔNG NGHỆ EOC I Giới thiệu EoC EoC biết đến công nghệ truy nhập băng rộng cáp đồng trục (Ethernet over Coaxial) nghiên phát triển cách 13 năm Sự xuất EoC đại diện công nghệ CMTS+CM( Cable Modem Terminal System+ Modem Cable) sau Unlink,v v Dịnh vụ truyền số liệu • Dịch vụ theo u cầu Có khả đáp ứng dịch vụ truyền hình theo yêu cầu, truyền hình tương tác dịch vụ truyền liệu tốc độ cao Truyền hình tương tác hoạt động tố mạng HFC chiều với công nghệ IPQAM, IP, Thoại nhiều cơng nghệ khác Tuy nhiên để có dịch vụ truyền liệu tốc độ cao cần phải có cáp đồng trục vào tận hộ gia đình • Băng thơng u cầu Dịch vụ truyền liệu tốc độ cao 2-4 Mbps Game tương tác Mbps Dịch vụ thoại video 500 Kbps Băng thông yêu cầu 3.5-6 Mbps Một vài dịch vụ truy cập liệu • CMTS+CM Triển khai dịch vụ sau triển khai công nghệ CMTS CM dựa mạng HFC hai chiều Ưu điểm: dựa tiêu chuẩn DOCSIS, với khả hoạt động linh hoạt thiết bị, phổ biến nước Bắc Mỹ Nhược điểm: Yêu cầu mạng CATV với thông số kỹ thuật cao, băng thơng hạn chế, tính cạnh tranh II Cơng nghệ truy nhập EOC Overview: • Dựa tiêu chuẩn Home Plug, sử dụng mạng HFC với dải tần số 5-30 MHz để phát triển truy nhập liệu • Sử dụng kỹ thuật điều chế đa truy nhập sóng mang trực giao OFDM cho khả kháng nhiễu cao • Khả truyền tải tốc độ mõi Modul cao so với CMTS, chi phí cho MHz lại thấp nhiều • Dựa mạng truyền dẫn đồng trục có sănc mà không cần phải nâng cấp hay xây dựng mạng • Link loss: 70-90 dB, nhiên mức độ tối đa cho phép nên mức 75-80 dB • Triển khai dễ dàng mạng CATV chiều mà khơng cần nâng cấp khuyếch đại • Các master thường lắp đặt cổng cao tần node quang • Mỗi master module quản lý/ cấp phát tối đa cho 64 modem Tốc đọ down/up tối đa cho master 60 Mbps ( năm 2011 nâng cấp lên 200 Mbps) • Mỗi master có địa IP riêng để truy cập từ xa giám sát tình trạng cấu hình băng thơng cho modem Nguyên tắc kỹ thuật a Kỹ thuật OFDM Homeplus dựa kỹ thuật OFDM, nguyên lý OFDM chia luồng liệu tốc độ cao thành luồng liệu tốc độ thấp phát đồng thời số sóng mang trực giao Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho sóng mang song song tốc độ thấp hơn, lượng nhiễu gây độ trải trễ đa đường giảm xuống Nhiễu xuyên ký tự ISI dược hạn chế hoàn toàn việc đưa vào khoảng thời gian bảo vệ symbol OFDM Trong OFDM, liệu sóng mang chồng lên liệu sóng mang lân cận chồng lấn nguyên nân làm tăng hiệu sử dụng phổ OFDM Ta thấy số điều kiện cụ thể, tăng dung lượng đáng kể cho hệ thống OFDM cách làm thích nghi tốc độ liệu sóng mang tùy theo tỷ lệ số tín hiệu tạp âm SNR sóng mang Tính trực giao sóng mang hiểu theo phương trình hàm tốn học sau: Ts Ts ∫e j 2π f k e − j 2π fl Ts 1, k = l dt = ∫ e j 2π ( f k − fl ) dt =  Ts 0, k ≠ l Nguyên lý điều chế dải điều chế OFDM: Các phươg thức để phân tách sóng mangtrong kỹ thuật OFDM tìm hiểu đánh giá suốt q trình phát triển Hai phương thức ban đầu sử dụng lọc để phân tách dải, gặp phải nhiều khó khăn việc thực thi lọc có dải sườn thấp Phương thức thứ ba weinstein Ebert giới thiệu, phương thức sử dụng biện pháp xử lý băng gốc, đó, máy phát máy thu ó thể thực thi cách sử dụng phép biến đổi Fourier rời rạc (DFT) Pilot symbol and virtual carrier Data Mapper Serial to Add CP parallel source (P/S) FEC Bit coding interleaver IFFT Windowing Parallel to serial (P/S) DAC RF TX Channel RF RX ADC Remove CP serial to parallel bit De-mapper Channel (P/S) equalizer FFT Data sink FEC Parallel to decoding serial (P/S) Khối thu phát điều chế OFDM: Trên sơ đồ khối hệ thống OFDM có sử dụng mã sửa sai Dữ liệu đầu vào ánh xạ thành N-phần tử cách sử dụng phép điều chế M-trị thông thường Sau đó, thành phần thực ảo tách mã hóa chập riêng biệt Bộ xen rẽ khối có chức thực xen rẽ sóng mang khối IFFT tạo dạng sóng miền thời gian Sau thêm CP vào ký hiệu OFDM tín hiệu phát qua kênh fading nhiều đường, đồng thời chịu ảnh hưởng nhiễu trắng cộng sinh AWGN Tại máy thu, sau loại bỏ CP khỏi ký hiệu OFDM, người ta thực cân biến đổi FFT Tín hiệu miền thời gian thu sau giải xen kẽ, giải mã sử sai theo thuận toán viterti cuối giải điều chế M-trị để trở thành luồng liệu ban đầu Các ưu nhược điểm: • Hệ thống OFDM loại bỏ hoàn toàn nhiễu liên ký hiệu độ dài chuỗi bảo vệ lớn trễ truyền dẫn lớn kênh • Phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng thông, ảnh hưởng phân tập tần số đốivới chất lượng hệ thống giảm nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang • Hệ thống có cấu trúc thu đơn giản Bên cạnh đó, kỹ thuật OFDM có vài nhược điểm là: • Một vấn đề OFDM có cơng suất đỉnh cao so với cơng suất trung bình Khi tín hiệu OFDM điều chế RF, thay đổi diễn tương tự biên độ sóng mang, sau tín hiệu truyền mơi trường tuyến tính, nhiên độ tuyến tính khó giữ điều chế cơng suất cao, méo dạng tín hiệu kiểu hay diễn khuyếch đại công suất phát Bộ thu thiết kế khơng tốt gây méo dạng trầm trọng Méo dạng gây hầu hết vấn đề trải phổ, gây nhiễu hệ thống truyền tần số RF kề • Việc sử dụng chuỗi bảo vệ tránh nhiễu ISI lại làm giảm phần hiệu suất đường truyền thân chuỗi bỏa vệ khơng mang thơng tin có ích • Do yêu cầu điều kiện trực giao sóng mang phụ, hệ thống OFDM nhạy cảm với hiệu ứng Doppler dịch tần dịch thời gian sai số đồng • ảnh hưởng sai lệnh thời gian đồng bộ: OFDM có khả chịu đựng tốt sai số thời gian nhờ khoảng bảo vệ symbol Với kênh truyền khơng có delay hiệu ứng đa đường, time offset khoảng bảo vệ mà khơng tính trực giao, gây xoay pha sóng mang mà thơi Nếu lỗi time offset lớn khoảng bảo vệ hoạt động hệ thống suy giảm nhanh chóng Nguyên nhân la fdo symbol trước đến FFT bao gồm phần nội dung symbol khác, dẫn đến ISI b Lớp tiêu chuẩn Homeplus AV Tiêu chuẩn HomePlus AV phát triển tảng tiêu chẩun Home Plus áp dụng rộng rãi khu vực Bắc Mỹ khu vực Châu Âu, với nhu cầu thơng thường đọc báo, lướt web, cần tiêu chuẩn HomePlus đủ, nhiên nhu cầu cao băng thông game tương tác, nhu cầu xem phim, nhạc chất lượng cao tiêu chuẩn MPEG-2,4,7 yêu cầu đường truyền lớn mà HomePlus không đáp ứng được, tiêu chuẩn Home Plus AV sinh nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng đa phương tiện  ... tử tích cực Mạng quang thụ động có ba cấu hình là: -Cấu hình Ring -Cấu hình -Cấu hình bus • GPON (Gigabit PON) Mạng GPON FSAN chuẩn hóa vào năm 2001 với băng tần 1Gb/s Kiến trúc mạng GPON cho... v Dịnh vụ truy n số liệu • Dịch vụ theo u cầu Có khả đáp ứng dịch vụ truy n hình theo yêu cầu, truy n hình tương tác dịch vụ truy n liệu tốc độ cao Truy n hình tương tác hoạt động tố mạng HFC... chia quang thụ động (khơng có nguồn cấp) để chia cơng suất quang từ sợi quang tới sợi quang cung cấp cho nhiều khách hàng, thường tỉ lệ chia 4,8,16,32,64,128…tùy thuộc vào cấu hình mạng Một mạng