Bài giảng công nghệ truy cập quang

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÀI GIẢNG IT CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG PT KHOA VIỄN THÔNG Tác giả: TS Nguyễn Đức Nhân ThS Trần Thủy Bình HÀ NỘI 12-2017 i LỜI MỞ ĐẦU Trong năm vừa qua chứng kiến phát triển mạnh mẽ công nghệ truy nhập quang FTTx để đáp ứng kịp nhu cầu truy nhập băng rộng người dùng Do giảng “Công nghệ truy nhập quang” viết nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức bổ ích liên quan đến mơn học tự chọn tên thay môn tốt nghiệp sinh viên năm cuối Tài liệu gồm chương với nội dung sau:  Chương 1: Trình bày tổng quan công nghệ truy nhập băng rộng bao gồm công nghệ truy nhập hữu tuyến đến vô tuyến  Chương 2: Giới thiệu mạng lai ghép HFC bao gồm kiến trúc mạng IT giao thức DOCSIS để triển khai dịch vụ liệu tốc độ cao mạng HFC  Chương 3: Trình bày tổng quan cơng nghệ mạng PON tập trung vào vấn đề mạng TDM-PON bao gồm kiến trúc mạng, PT thành phần tích cực thành phần thụ động sử dụng mạng, hoạt động truyền dẫn mạng  Chương 4: Trình bày cơng nghệ TDM-PON chuẩn hóa ITU-T IEEE bao gồm BPON, GPON EPON Các hoạt động liên lạc MAC chuẩn đề cập đến  Chương 5: Giới thiệu trình phát triển mạng PON, só giải pháp cơng nghệ sử dụng cho mạng PON hệ sau Một số đặc tính kỹ thuật chuẩn NG-PON1 NG-PON2 trình bày  Chương 6: Trình bày số vấn đề thiết kế đo kiểm mạng truy nhập quang FTTx Các vấn đề thiết kế tập trung vào tính tốn tham số tuyến sợi quang Các vấn đề đo kiểm mạng FTTx trình bày với thiết bị đo liên quan Chúng hy vọng giảng khơng tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên chuyên ngành viễn thông năm cuối mà cịn cung cấp kiến thức bổ ích mạng truy nhập quang cho kỹ sư mạng lưới ii người quan tâm khác Đây phiên viết thời gian ngắn khơng tránh khỏi sai sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp q thầy cơ, bạn sinh viên người quan tâm để hoàn thiện tài liệu TM Nhóm tác giả PT IT TS Nguyễn Đức Nhân iii MỤC LỤC DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT viii Chương Tổng quan công nghệ truy nhập băng rộng 1.1 Lịch sử phát triển 1.2 Công nghệ DSL 1.2.1 Các tiêu chuẩn DSL 1.2.2 Các phương pháp điều chế 1.3 Công nghệ HFC 10 1.3.2 DOCSIS 10 1.4 Công nghệ PLC 11 1.4.1 PLC 1.4.2 Modem BPL IT 1.3.1 Modem cáp 12 13 14 PT 1.4.3 Các thách thức BPL 1.5 Công nghệ truy nhập vô tuyến 14 1.5.1 Các mạng lưới Wi-Fi 15 1.5.2 Mạng truy nhập WiMAX 17 1.5.3 Mạng di động 18 1.5.4 Hệ thống vệ tinh 20 1.5.5 Hệ thống LMDS MMDS 22 1.6 Công nghệ truy nhập quang 24 1.7 Tổng kết chương 32 Câu hỏi/bài tập chương 32 Chương Công nghệ HFC 33 2.1 Kiến trúc mạng HFC 33 2.2 Giao thức DOCSIS 36 2.2.1 Các phần tử mạng DOCSIS 37 2.2.2 Lịch sử phát triển 41 iv 2.2.3 Lớp vật lý DOCSIS 44 2.2.4 Quá trình đồng định khoảng cách 51 2.2.5 Phân lớp MAC DOCSIS 55 2.3 DOCSIS mạng PON 59 2.4 Truyền tín hiệu RF sợi quang 62 2.5 Tổng kết chương 68 Câu hỏi/bài tập chương 68 70 3.1 Kiến trúc mạng PON 70 3.1.1 Mơ hình tham chiếu 70 3.1.2 Kiến trúc 71 3.1.3 Truyền dẫn hai chiều TDM-PON 74 3.1.4 Truyền dẫn xếp chồng tín hiệu truyền hình cáp tương tự 78 3.2 Các thành phần PON tích cực 80 3.2.1 Khối OLT 80 81 PT 3.2.2 Khối ONU/ONT IT Chương Mạng truy nhập quang thụ động 3.3 Các thành phần thụ động 82 3.3.1 Bộ ghép WDM 82 3.3.2 Bộ chia tách công suất 87 3.3.3 Cáp quang cho hệ thống PON 89 3.3.4 Kết nối quang 91 3.4 Bộ thu phát PON 96 3.4.1 Chế độ truyền dẫn kiểu burst 96 3.4.2 Các công nghệ thu phát 100 3.5 Tổng kết chương 104 Câu hỏi/bài tập chương 104 Chương Các công nghệ TDM-PON 106 4.1 Giới thiệu 106 4.2 Công nghệ BPON 107 v 107 4.2.2 Đặc tính hoạt động BPON 109 4.2.3 Điều khiển lưu lượng BPON 115 4.3 Công nghệ GPON 119 4.3.1 Kiến trúc GPON 119 4.3.2 Đặc tính GPON 123 4.3.3 Lớp hội tụ truyền dẫn 126 4.4 Công nghệ Ethernet mạng truy nhập quang 138 4.4.1 Kiến trúc EPON 139 4.4.2 Chức MPCP 143 4.4.3 Ethernet điểm – điểm 148 4.5 Tổng kết chương 149 Chương Công nghệ PON hệ 151 5.1 Xu hướng phát triển mạng PON 151 5.2 Các công nghệ PON miền quang khác 153 5.2.1 WDM-PON 153 PT IT 4.2.1 Kiến trúc BPON 5.2.2 CDMA-PON 158 5.2.3 OFDM-PON 160 5.3 Công nghệ NG-PON1 163 5.3.1 Kiến trúc mạng XG-PON 163 5.3.2 Các tiêu chuẩn liên quan đến lớp vật lý 165 5.3.3 Lớp hội tụ tuyền dẫn cấu trúc khung 167 5.3.4 Sửa lỗi tiến (FEC) 171 5.3.5 Phương pháp đóng gói tin XG-PON (XGEM) 171 5.3.6 Quản lý XG-PON 173 5.3.7 Bảo mật XG-PON 173 5.4 Công nghệ NG-PON2 174 5.4.1 Yêu cầu NG-PON2 174 5.4.2 Lựa chọn cơng nghệ cho NG-PON2 175 vi 177 5.5 Tổng kết chương 181 Chương Một số vấn đề thiết kế đo kiểm mạng FTTx 183 6.1 Các tiêu chuẩn thiết kế 183 6.1.1 Các yêu cầu 184 6.1.2 Dự trữ hệ thống 185 6.1.3 Các mức bù công suất 186 6.2 Quỹ cơng suất tuyến 188 6.2.1 Tính quỹ công suất 189 6.2.2 Quỹ công suất cửa sổ 1310 nm 191 6.2.3 Quỹ công suất cửa sổ 1490 nm 194 6.3 Ước tính dung lượng tuyến 196 6.3.1 Cơng thức 196 IT 5.4.3 Tiêu chuẩn ITU-T cho NG-PON2 198 6.4 Các chế độ bảo vệ mạng 199 6.5 Đo kiểm mạng FTTx 201 PT 6.3.2 Thời gian lên tuyến 6.5.1 Các thiết bị đo kiểm 202 6.5.2 Các phép đo kiểm tham số quang 203 6.6 Tổng kết chương 209 Tài liệu tham khảo 212 vii DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt A ADM Add Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ APON ATM Passive Optical Network Mạng quang thụ động dùng ATM ATM Asynchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải không đồng AUI Attchment Unit Interface Cáp nối với thiết bị B BER BPON Bit Error Rate Tỷ lệ bit lỗi Mạng quang thụ động băng rộng Broadband Passive Optical IT Network C CE CIR CO CRC CSMA/CD Code Division Multiplexing PT CDM Ghép kênh theo mã Customer Equipment Thiết bị khách hàng Constant Information Rate Tốc độ thông tin tốt Central Office Tổng đài trung tâm Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dư Carrier sense Multiple access Đa truy nhập cảm nhận sống mang/tách xung đột collision detect D DA Destination Address Địa đích DCE Data Communications Equipment Thiết bị thơng tin số liệu DCS Digital Crossconect Bộ nối chéo số DFSM Dispersion Flattened single Mode Sợi tán sắc phẳng viii DLC Digital Loop Carrier Sóng mang vịng số DSL Digital Subcriber Loop Vòng thuê bao số DSSM Dispersion Shifted Single Mode Sợi tán sắc dịch chuyển Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối số liệu Dense Wavelength Division Ghép bước sóng với mật độ cao DTE DWDM Multiplexing E E-LAN Ethernet Local Area Network Mạng LAN Ethernet E-Line Ethernet Line Đường Ethernet EMS Element Management System Phần tử quản lý hệ thống EVC Ethernet Passive Optical Network Mạng quang thụ động dùngEthernet IT EPON Ethernet Virtual Connection Kết nối ảo Ethernet F Frame Check Sequence Dãy bit kiểm tra khung Frequency Division Multiplexing Ghép kênh theo tần số Full Service Access Network Tập dịch vụ mạng truy nhập Fiber to the Building Cáp quang nối đến nhà FTTC Fiber to the Curb Cáp quang nối đến cụm dân cư FTTH Fiber to the Home Cáp quang nối tận nhà FDM FSAN FTTB PT FCS H Hybrid Fiber Coax Television HFC System Hệ thống phân phối tín hiệu truyền hình lai ghép cáp quangcáp đồng trục I IFG Inter Frame Gap Khoảng cách hai khung liền kề IP Internet Protocol Giao thức Internet ix IPG ISO Inter Packet Gap Khoảng cách hai gói liền kề International Organization for Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế Standardization L LAN Local Area Network Mạng nội LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic LMDS LTE Local MultiPoint Disttribution Hệ thống phân bố đa điểm cục System Line Terminal Equipment Thiết bị kết cuối đường dây M Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MAN Metro Area Network Mạng diện rộng MAU Media Access Unit Khối truy nhập môi trường MDI Medium Dependent Interface Giao diện độc lập môi trường MEN MIB MII MMDS PT MEF IT MAC Metro Ethernet Forum Diễn đàn Ethernet mạng diện rộng Metro Ethernet Network Mạng diện rộng dùng Ethernet Management Information Base Cơ sở thông tin quản lý Medium Independent Interface Giao diện phụ thuộc môi trường Hệ thống phân bố đa kênh, đa Multi Channel Multi Point điểm distribution System MPCP MultiPoint Control Protocol Giao thức điều khiển đa điểm MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức N NIC Network Interface cards Card giao diện mạng NLP Normal Link Pulse Xung báo hiệu liên kết bình thường O x Thời gian lên hệ thống 0.1 ns (tính theo cơng thức 6.6) Vì tín hiệu FTTx sử dụng dạng NRZ, nên thời gian lên hệ thống phải nhỏ 0.7/(1250 Mbit/s) = 0.56 ns Vì vậy, tiêu chuẩn thời gian lên đảm bảo Tương tự tính tốn quĩ cơng suất, tính tốn thời gian lên, nên dùng bảng tính (như minh họa bảng 6.5) 6.4 Các chế độ bảo vệ mạng Khuyến nghị ITU-T G.983.5 phần mở rộng cho khuyến nghị ITU-T G.983.1 mơ tả chức liên quan đến bảo vệ mạng nhằm cung cấp dịch vụ với độ tin cậy cao Cụ thể, G.983.5 đưa vấn đề liên quan đến kiến trúc bảo vệ mạng PON, tiêu chuẩn chất lượng bảo vệ, tiêu chuẩn chuyển mạch IT bảo vệ giao thức Hình 6-7 minh họa ba kiến trúc chuyển mạch bảo vệ loại A, loại B loại C PT Sợi quang bảo vệ với sơ đồ loại A 199 IT PT Hình 6-7 Các kiến trúc bảo vệ mạng FTTP Để việc thực chuyển mạch bảo vệ đơn giản, số chuyển mạch tái cấu hình cho tuyến chuyển sang phần thiết bị truyền dẫn Ví dụ, chế quang thực chuyển mạch từ sợi bị lỗi sang sợi dự phòng cách độc lập với thủ tục truyền dẫn, ví dụ thủ tục ranging Điều có nghĩa thủ tục ranging cần thực trở lại sau có chuyển mạch bảo vệ loại A Trong sơ đồ bảo vệ loại B, trạm trung tâm, thiết bị OLT có thiết bị dự phòng Mỗi thiết bị OLT nối đến chia quang mạng PON qua sợi độc lập Một thiết bị OTL coi thiết bị làm việc, thiết bị OLT thứ hai đóng vai trị thiết bị dự phịng nóng Điều có nghĩa sợi làm việc thiết bị OLT thứ bị cố, dịch vụ chuyển sang OLT tuyến dự phòng Việc điều khiển chuyển mạch bảo vệ thực trạm trung tâm Cơ chế bảo vệ loại C sử dụng mạng PON để dự phịng hồn tồn Trong trường hợp này, mạng dự phịng mạng đầu hoạt động Kiến trúc cho 200 phép thời gian chuyển mạch tương đương cỡ tối đa 50 ms qui định chuyển mạch bảo vệ cho mạng SONET SDH Thiết bị thu, thơng thường, lấy tín hiệu từ mạng PON Tuy nhiên, chất lượng tín hiệu từ hai mạng PON liên tục giám sát tín hiệu từ mạng dự phịng thay cho mạng trường hợp tín hiệu từ mạng bị suy giảm chất lượng Vì vậy, lương ONU chuyển mạch cách độc lập dựa chất lượng tín hiệu mà ONU thu Kiến trúc loại C thực bảo vệ mạng có cố xảy cáp cáp nhánh cáp thuê bao có cố xảy OLT ONT 6.5 Đo kiểm mạng FTTx Các tham số cần đo mạng FTTx bao gồm: mức công suất quang số điểm mạng, suy hao công suất tín hiệu qua thành phần mạng PON, suy hao phản xạ quang Các thiết bị đo thường sử dụng gồm có IT máy đo cơng suất quang, nguồn phát quang laser có khả phát ba bước sóng 1310, 1490 1550 nm, thiết bị đo phản xạ miền thời gian quang (OTDR), thiết bị đo suy hao quang chuyên dụng, visual fault indicator… Một số tố chức quốc tế liên quan đến việc đưa qui định việc PT đo kiểm cho mạng PON, điển hình IEEE, ITU-T, TIA, EIA Telcordia Technologies Trong bảng 6.5 tóm tắt tiêu chuẩn liên quan đến đo kiểm mạng PON tổ chức đưa Các tiêu chuẩn đưa phương pháp đo đánh yêu cầu liên quan đến thành phần mạng PON đo kiểm sợi quang, cáp quang, thành phần thụ động thành phần quang điện Bảng 6.5 Các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến đo kiểm mạng PON Tổ chức Địa internet Các hoạt động liên quan đến PON IEEE www.ieee.org Xây dựng ban hành qui trình đo kiểm tuyến mạng PON: ITU-T - Định nghĩa phương pháp đo lớp vật - lý IEEE 802.3ah www.itu.int/ITU-T Xây dựng ban hành tiêu chuẩn lĩnh vực viễn thông: - Seri G cho viễn thông 201 Telcordia www.telcordia.org TIA/EIA www.tiaonline.org www.eia.org - Seri L cho mạng ngoại vi - Khuyến nghị ITU-T G.983 (BPON) - Khuyến nghị ITU-T G.984 (GPON) - Khuyến nghị ITU-T G.985 (EPON) Xây dựng yêu cầu chung cho phần tử mạng: - Connector quang - Tủ thiết bị nhà ngồi trời - Măng xơng mặt đất mặt đất Xây dựng 120 đo cho mạng thiết bị quang: - Định nghĩa phương pháp đo lớp vật lý - Các tài liệu TIA/EIA-455-XX FOTP- IT XX 6.5.1 Các thiết bị đo kiểm PT Các thiết bị đo dùng để đo mạng FTTP gồm có thiết bị đo cơng suất quang, nguồn quang (có thể phát ba bước sóng 1310, 1490 1550 nm), thiết bị kiểm tra lỗi mắt thường, thiết bị đo phản xạ miền thời gian quang (OTDR) thiết bị đo suy hao phản hồi quang Với thiết bị đo mạng, khơng cần độ xác q cao thiết bị đo sử dụng phịng thí nghiệm phải gọn nhẹ có độ bền cao, hoạt động tốt điều kiện môi trường, ảnh hưởng nhiệt độ, độ ảm, bụi, tác động học Bảng 6.6 Một số thiết bị đo quang sử dụng đo kiểm mạng PON Thiết bị đo Thiết bị đo cơng suất quang Tính Đo cơng suất quang dải bước sóng định Thiết bị xác định cố Sử dụng ánh sáng nhìn thấy để xác định điểm mắt thường đứt gãy sợi quang Các nguồn laser (phát Hỗ trợ phép đo kiểm tra đáp ứng phụ thuộc vào nhiều bước sóng bước sóng thành phần mạng dải bước sóng băng rộng) tuyến quang 202 Bộ suy hao quang Giảm mức công suất để tránh làm hỏng thiết bị tránh tín hiệu bị méo thiết bị làm việc mức công suất tải thực đo Thiết bị đo OTDR Đo suy hao tuyến cáp, suy hao mối hàn/connector, đo mức phản xạ, đo chiều dài, xác định điểm gãy sợi Các thiết bị đo quang đa chức Thiết bị gồm nhiều mô đun thay đổi, tháo lắp để thực nhiều phép đo khác Thiết bị đo suy hao phản hồi Đo tỷ lệ mức công suất quang phản hồi công suất quang truyền điểm tuyến quang Thiết bị phân tích phổ quang Đo cơng suất quang thay đổi theo bước sóng (OSA) Đánh giá chất lượng đường truyền tín hiệu số IT Thiết bị đo lỗi bit (BER) 6.5.2 Các phép đo kiểm tham số quang a Đo nghiệm thu thiết bị PT Thiết bị cần đo kiểm tra xem có hoạt động xác khơng trước đưa vào lắp đặt tuyến Thủ tục gọi đo nghiệm thu thiết bị Trên hình 6-8 thiết bị đo chuyên dụng (OST) dùng cho hoạt động đo Hình 6-8 Thiết bị đo chuyên dụng dùng để đo nghiệm thu thiết bị Thiết bị đo với khả chủ động tạo suy giảm chất lượng tín hiệu đo cho phép kiểm tra khả đáp ứng thiết bị tín hiệu thực Các suy giảm chất lượng mà máy đo tạo tín hiệu đo thay đổi mức 203 công suất quang, thay đổi tỷ số phân biệt, tạo jitter biên độ pha, can thiệp từ nguồn laser khác, thay đổi OSNR tín hiệu …Các tham số thay đổi cách độc lập kết hợp thay đổi đồng thời nhiều tham số Thiết bị cho phép đo hiển thị tham số thiết bị lỗi bit, độ nhạy thu, mức công suất thu tải, nhiễu ảnh hưởng đến thiết bị đó, độ thiệt thịi thiết bị gây nên b Đo kiểm tra mạng Để đo kiểm tra mạng PON sau lắp đặt xong có đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế khơng cần phải thực qui trình đo sau: - Test 1: đo kiểm tra phần tuyến, trạm trung tâm phần cáp ngoại vi - Test 2: đo kiểm tra quĩ suy hao tuyến hai chiều end-to-end - Test 3: đo suy hao mối hàn, suy hao connector quang coupler bước IT sóng - Test 4: đo kiểm tra suy hao phản xạ hai chiều end-to-end - Test 5: kiểm tra xem ONU có thu xác tín hiệu gửi từ OLT tín PT hiệu video gửi từ thiết bị video đặt trạm trung tâm hay không (bước sóng 1490 1550 nm) - Test 6: kiểm tra xem OLT có nhận xác tín hiệu từ ONU gửi đến hay khơng 204 Hình 6-9 Các phép đo cần thực cho phần mạng OLT ONU đo nghiệm thu mạng PON c Đo suy hao phần tuyến Suy hao phần mạng cần kiểm tra trước nối vào chia quang Việc đo suy hao phải thực đo hai chiều, đo cáp nhánh, cáp phân bố cáp thuê bao Với đường xuống cần đo hai bước sóng 1490 1550 nm Với đường lên cần đo bước sóng 1310 nm Việc đo hai chiều thực theo nhiều cách tùy thuộc vào thiết bị đo có sẵn, ví dụ như: - Sử dụng nguồn phát quang đầu thiết bị đo công suất quang đầu lại - Hoặc đầu sử dụng OLTS Mỗi OLTS bao gồm nguồn quang kết hợp với thiết bị đo công suất quang Hoặc sử dụng cặp thiết bị đo đa chức hình 13.10 thay cho OLTS IT - d Đo kiểm tra quĩ suy hao Mỗi mạng PON thiết kế có quĩ suy hao thuộc loại B loại C, PT tương ứng với quĩ suy hao 25 30 dB Thông thường, quĩ suy hao loại A (20 dB) sử dụng Như thấy hình 6-10, sau cáp nhánh cáp phân bố nối vào chia quang, OLT ONU nối vào mạng qua dây nhảy, đo tổng suy hao OLT ONU cách sử dụng cặp OLTS Nếu giá trị đo vượt quĩ suy hao cho phép, chất lượng tín hiệu thu không đảm bảo Việc đo cần thực hai chiều đo với nhánh chia quang Chiều xuống đo hai bước sóng 1490 1550 nm, chiều lên đo bước sóng 1310 nm 205 Hình 6-10 Đo suy hao tổng OLT ONU cặp OLTS e Đo kiểm tra tuyến end-to-end OTDR sử dụng để kiểm tra tuyến end-to-end Phép đo thực đầu OTDR cho phép đo suy hao phần tuyến, xác định vị trí suy hao mối hàn, connector, chia quang coupler WDM bất thường tuyến Các bất thường cáp bị uốn IT cong mức, vết nứt gẫy sợi, khơng phù hợp kích thước lõi lợi tuyến sử dụng nhiều loại sợi Hình 6-11 Đo suy hao đường lên cho phần tuyến từ chia quang đến OLT OTDR PT f Đo suy hao phản xạ (OLR) ORL cần đo hai hướng, sau tuyến kết nối OLT-ONU hồn thành Phép đo thực nhờ sử dụng cặp thiết bị đo ORL cặp thiết bị đo đa chức năng, thiết bị đầu tuyến Với mạng PON loại B, công suất quang phản xạ tối thiểu phải nhỏ 30 dB so với mức cơng suất tín hiệu đến Nhìn chung giá trị dải -30 đến -35 dB chấp nhận g Đo kiểm tra đầu OLT thiết bị video Sau đo kiểm tất phần tuyến, cần thực đo mức công suất quang đến ONT gửi đến từ OLT thiết bị video Mức công suất cần đo với bước sóng 1490 nm (cho tín hiệu thoại liệu gửi đến từ OLT) bước sóng 1550 nm (cho tín hiệu video) Đầu OLT cần kiểm tra vài điểm tuyến, cụ thể là: - Điểm đầu coupler WDM trạm trung tâm - Tại cổng chia quang - Tại đầu cuối cáp thuê bao ONU 206 h Đo kiểm đầu ONU Việc đo kiểm tín hiệu từ ONU gửi đến OLT cần thực số điểm tuyến Phép đo cần tiến hành bước sóng 1310 nm Để thực phép đo cần sử dụng thiết bị đo có tính đo pass-though Tính có nghĩa thiết bị nối vào đường truyền OLT ONU, thiết bị đo trích phần nhỏ cơng suất tín hiệu để đưa đến thu máy đo Lý cần có chức đặc biệt ONU gửi tín hiệu có cho phép từ OLT Trên hình 6-12 điểm cần đo cơng suất theo chiều tín hiệu gửi từ ONU đến OLT, thực đo từ P1 đến P5 P1 công suất phát đầu ONU, P2 công suất điểm nối từ cáp phân bố vào chia quang, P3 công suất đầu chia quang theo hướng đường lên tín hiệu, P4 công suất trước PT IT đưa vào coupler WDM P5 công suất đến đầu vào OLT Hình 6-12 Đo cơng suất quang từ ONU gửi đến OLT điểm tuyến i Đo kiểm tra xác định cố mạng FTTx Trong q trình hoạt động mạng, khơng thể tránh khỏi xảy cố Sự cố xảy OLT, ONU phần OSP Điển hình có cố sau: - Hỏng card OLT ONU - Suy giảm chất lượng connector quang ảnh hưởng ẩm, bụi, khớp nối không tốt… - Suy giảm chất lượng ONT có thuê bao khác kết nối vào thiết bị - Sự cố nguồn pin dự phòng 207 - Sự cố tủ phân phối đầu cuối truy nhập - Cáp bị đứt thiên tai, động vật gặm nhấm hoạt động người Các cố dẫn đến tình trạng tín hiệu quang nhiều ONU, suy giảm chất lượng tín hiệu, làm tăng BER Trong phần trình bày qui trình cần tuân thủ đo kiểm tra xác định cố Để thuận tiện việc xác định cố, tuyến truyền dẫn từ OLT đến ONU PT IT chia thành vùng hình 6-13 Hình 6-13 Định nghĩa vùng xác định cố mạng PON Giả thiết tất ONU mạng bị vài tất tín hiệu Trong trường hợp này, cố xảy phần mạng từ đầu vào điện đưa đến OLT đầu chia quang Sự cố nằm OLT thiết bị phát video (vùng 1), cố dây nhảy trạm trung tâm (vùng 1), dọc theo cáp nhánh (vùng 2), chia quang (vùng 3) Cách dễ dàng để xác định cố trạm trung tâm (vùng 1) kiểm tra trạng thái thiết bị truyền dẫn Nếu thu ONU nhận loại dịch vụ (ví dụ video data), điều có nghĩa có cố OLT thiết bị phát video Nếu ONU không nhận loại dịch vụ nào, sử dụng OTDR trạm trung tâm để kiểm tra xem có cố phần dây nhảy, giá phân phối sợi quang phần cáp nhánh Vì đoạn cáp trạm trung tâm ngắn nên phải dùng nén xung quang kết hợp với OTDR xác định cố vùng 208 Nếu có vài ONU bị tín hiệu, cố nằm phần phân bố mạng FTTx Như hình 6-14, cố xảy trạm phân bố (vùng 3), cáp phân bố (vùng 4), cáp thuê bao (vùng 6), đầu cuối truy nhập (vùng 5) phần cấp nguồn (vùng 7) Có thể sử dụng OTDR từ điểm A (trên hình 6-14) để tìm xem có số phần cáp phân bố cáp thuê bao hay không Tuy nhiên cần lưu ý để OTDR hoạt động bước sóng 1550 nm để tránh gây nhiễu đến ONT PT IT khác hoạt động gửi tín hiệu đến OLT Hình 6-14 Các vị trí lỗi trường hợp một vài ONU bị ảnh hưởng nguồn Trong trường hợp có ONT khơng nhận tín hiệu khơng thể liên lạc cách xác với OLT Nếu ONU không hoạt động, nguyên nhân hết nguồn bảng mạch ONU bị hỏng Nếu ONU hoạt động tốt nhận dịch vụ liên lạc với OLT, cố nằm phần đường quang ONT chia quang 6.6 Tổng kết chương Trong chương trình bày số vấn đề liên quan đến thiết kế đo kiểm mạng FTTx Đối với phần thiết kế, tài liệu đề cập đến yêu cầu thiết kế, phương pháp tính tốn quĩ cơng suất quĩ thời gian lên thiết kế mạng FTTx Tuy nhiên tính tốn thiết kế cho mạng FTTx đơn giản Với mạng FTTx phức tạp hơn, thiết kế cần có kết hợp sử dụng cơng cụ mô để hỗ trợ thiết kế mạng 209 - Các thiết bị đo cần sử dụng cách thực để đo kiểm mạng FTTx: đo lắp đặt đo xác định cố Một số vấn đề liên quan đến bảo vệ mạng FTTx trình bày PT IT chương Câu hỏi/ tập chương 6-1/ Trình bày nguyên tắc bước thực để thiết kế mạng PON 6-2/ Trình bày cách tính tốn quĩ cơng suất thiết kế mạng PON 6-3/ Trình bày cách tính tốn quĩ thời gian lên thiết kế mạng PON 6-4/ Trình bày nguyên tắc chung phép đo cần thực đo kiểm mạng PON 6-5/ Cho mạng truy nhập quang thu động BPON sử dụng splitter 1:32 có tổn hao trội 0,5 dB Biết mức phát OLT dBm độ nhạy thu ONU -26 dBm, suy 210 hao connector sử dụng kết nối 0,5 dB Hãy vẽ sơ đồ cấu hình mạng tính khoảng cách tối đa OLT ONU Giả sử hệ thống cần quỹ dự phịng dB sử dụng sợi có hệ số suy hao trung bình 0,25 dB/km 6-6/ Cho mạng truy nhập quang thu động PON sử dụng splitter 1:32 có tổn hao trội 0,5 dB Biết hướng lên mức phát ONU dBm độ nhạy thu OLT -30 dBm, thu OLT địi hỏi mức bù cơng suất cỡ 3dB, suy hao connector sử dụng kết nối 0,5 dB sợi có hệ số suy hao trung bình 0,35 dB/km Hãy vẽ sơ đồ cấu hình mạng tính mức dự phịng hệ thống hoạt động khoảng cách tối đa Mức dự phòng PT IT thay đổi hệ thống sử dụng splitter 1:16 211 Tài liệu tham khảo [1] G Keiser, FTTx Concepts and Applications, Wiley-IEEE Press, 2006 [2] Cedric F Lam, Passive Optical Networks: Principles and Practice, Academic Press, 2007 [3] David Large, James Farmer, Broadband Cable Access Networks:The HFC Plant, Morgan Kaufmann Publishers, 2009 [4] Glen Kramer, Ethernet Passive Optical Networks, McGraw-Hill, 2005 [5] Leonid G Kazovsky et al, Broadband Optical Access Networks, John Wiley & Sons, 2011 [6] Steve Gorshe, Arvind R Raghavan, Thomas Starr, Stefano Galli, Broadband Access: Wireline and Wireless – Alternatives for Internet Services, John Wiley & IT Sons, 2014 [7] ITU-T Rec G.983.1, Study Group 15, „„Broadband optical access systems based on passive optical networks,‟‟ Oct., 1998 [8] IEEE Standard for Information Technology, IEEE 802.3ah Ethernet in the first PT Mile Task Force, D3.3, Apr 19, 2004 [9] ITU-T Rec G.984.2 „„Gigabit-capable passive optical networks (G-PON): physical media dependent (PMD) layer specification,‟‟ Mar., 2003 [10] ITU-T G.987 10-Gigabit-capable passive optical network (XG-PON) systems: Definitions, abbreviations and acronyms; 2012 212 213 IT PT ... vừa qua chứng kiến phát triển mạnh mẽ công nghệ truy nhập quang FTTx để đáp ứng kịp nhu cầu truy nhập băng rộng người dùng Do giảng ? ?Công nghệ truy nhập quang? ?? viết nhằm cung cấp cho sinh viên... Tổng quan công nghệ truy nhập băng rộng 1.1 Lịch sử phát triển 1.2 Công nghệ DSL 1.2.1 Các tiêu chuẩn DSL 1.2.2 Các phương pháp điều chế 1.3 Công nghệ HFC 10 1.3.2 DOCSIS 10 1.4 Công nghệ PLC... DSL, truy? ??n dẫn song công thực cách ? 1-3/ Việc sử dụng công nghệ truy nhập PLC có ưu nhược điểm ? 1-4/ Trình bày phân tích giới hạn cơng nghệ truy nhập HFC ? 1-5/ Phân tích ưu nhược điểm công nghệ