BÁO CÁO môn học đề tài tìm HIỂU về MẠNG TRUY NHẬP QUANG

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THƠNG II _ BÁO CÁO MÔN HỌC Đề tài: TÌM HIỂU VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG Giáo viên hướng dẫn: Ths PHẠM QUỐC HỢP Sinh viên thực hiện: TRỊNH MINH ĐỨC N17DCVT013 VÕ THANH HẢI N17DCVT017 NGÔ XUÂN KIÊN N17DCVT038 NGUYỄN TRUNG KIÊN N17DCVT039 TRẦN VĂN KIỆT N17DCVT042 TP.HCM – Tháng 07 Năm 2021 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THƠNG II _ BÁO CÁO MÔN HỌC Đề tài: TÌM HIỂU VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG Giáo viên hướng dẫn: Ths PHẠM QUỐC HỢP Sinh viên thực hiện: TRỊNH MINH ĐỨC N17DCVT013 VÕ THANH HẢI N17DCVT017 NGÔ XUÂN KIÊN N17DCVT038 NGUYỄN TRUNG KIÊN N17DCVT039 TRẦN VĂN KIỆT N17DCVT042 TP.HCM – Tháng 07 Năm 2021 Mục lục Mục lục Mục lục hình ảnh Chương Tổng quan mạng truy nhập quang .1 1.1 Các khái niệm 1.2 Phần tử: .3 1.3 ĐẶC ĐIỂM .4 CHƯƠNG 2: SO SÁNH CÔNG NGHỆ AON VÀ CÔNG NGHỆ PON 2.1 Công nghệ AON 2.2 Công nghệ PON CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON .12 3.1 Định nghĩa .12 3.2 Tại chọn cấu trúc mạng GPON? .12 3.3 Lợi ích GPON 13 3.4 Công nghệ GPON: 13 3.5 Nguyên lý hoạt động: 14 3.6 Bảo mật: 15 3.7 Kết luận: 16 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG QUANG GPON 17 4.1 GPON ÁP DỤNG TRONG FTTH 17 4.2 Các tính Mạng GPON: 17 4.3 Ưu điểm mạng GPON: 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 Mục lục hình ảnh Hình 1: Các mơ hình FTT Hình 2: Cấu trúc liên kết FTTx Hình 3: Mơ hình mạng quang .4 Hình 4: Mơ hình ONT Hình 5: Mơ hình PON Hình 6: So sánh mơ hình AON PON .9 Hình : Bảng so sánh AON PON 11 Hình 8: Mơ hình GPON .12 Hình 9: Cơng nghệ GPON 13 Hình 10: Mơ hình FTT .15 Hình 11: Bảo mật .16 Hình 12: Ứng dụng GPON 17 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG WDM Chương Tổng quan mạng truy nhập quang 1.1 Các khái niệm FTTx FTTx, gọi cáp quang x, thuật ngữ chung cho kiến trúc mạng băng thông rộng sử dụng cáp quang để cung cấp tất phần vòng lặp cục sử dụng cho viễn thông dặm cuối Với điểm đến mạng khác nhau, FTTx phân loại thành nhiều thuật ngữ, chẳng hạn FTTH, FTTN, FTTC, FTTB, FTTP, v.v Hình 1: Các mơ hình FTT FTTH FTTx thường kết hợp với dịch vụ FTTH dân dụng (cáp quang đến nhà) FTTH chắn ứng dụng phát triển nhanh toàn giới Trong triển khai FTTH, cáp quang kết thúc ranh giới không gian sống để đến nhà riêng văn phòng doanh nghiệp, nơi gia đình cán sử dụng mạng cách dễ dàng FTTN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG WDM Trong triển khai FTTN (cáp quang tới nút), sợi quang học kết thúc tủ cách khách hàng vài dặm Và kết nối cuối từ tủ phố đến sở khách hàng thường sử dụng đồng FTTN thường bước tạm thời để hướng tới FTTH đầy đủ thường sử dụng để cung cấp dịch vụ viễn thông ba bên tiên tiến FTTC Trong triển khai FTTC (cáp quang vào lề đường), cáp quang thường kết thúc phạm vi 300 mét tính từ sở khách hàng Cáp quang lắp đặt sử dụng dọc hai bên đường từ văn phòng trung tâm đến nhà văn phòng Sử dụng kỹ thuật FTTC, kết nối cuối lề đường nhà văn phịng sử dụng cáp đồng trục Nó thay dịch vụ điện thoại cũ cho phép dịch vụ liên lạc khác thông qua đường dây FTTB Trong triển khai FTTB (cáp quang đến tòa nhà), cáp quang kết thúc tịa nhà Khơng giống FTTH chạy cáp quang bên khu hộ thuê bao, FTTB đến phòng điện khu chung cư Tín hiệu truyền đến khoảng cách cuối phương tiện phi quang nào, bao gồm cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, truyền thông không dây đường dây điện FTTB áp dụng hình thức truy cập chun dụng, khách hàng thoải mái tận hưởng Internet tốc độ cao 24/24 cách lắp card mạng vào máy tính FTTP FTTP (cáp quang tiền đề) thuật ngữ Bắc Mỹ sử dụng để bao gồm việc triển khai FTTH FTTB Cáp quang sử dụng cho mạng phân phối quang từ văn phòng trung tâm đến tận sở thuê bao sử dụng Vì cáp quang cung cấp băng thơng cao cáp đồng km cuối cùng, nhà khai thác thường sử dụng FTTP để cung cấp dịch vụ thoại, video liệu Ứng dụng mạng FTTx Với tiềm băng thông cao, FTTx kết hợp chặt chẽ với việc phát gấp ba lần dịch vụ thoại, video liệu Và giới phát triển vượt ngồi trị chơi ba người sang môi trường dịch vụ nhiều người chơi hội tụ với yêu cầu băng thông cao Các ứng dụng IPTV, VOIP, video RF, trò chơi trực tuyến tương tác, bảo mật, lưu trữ web Internet, Internet truyền thống chí lưới điện thơng minh nhà thông minh sử dụng rộng rãi mạng FTTx CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG WDM 1.2 Phần tử: Hình 2: Cấu trúc liên kết FTTx Cáp quang x thành phần trung tâm truy cập hệ (nextgeneration access - NGA), đặc trưng cho phát triển sở hạ tầng băng thông rộng theo hướng nâng cao tốc độ chất lượng dịch vụ (quality of service - QoS).  HDTV, thực tế ảo (VR) ứng dụng ngốn băng thông khác đẩy ranh giới công nghệ này. IoT, 5G, thành phố thông minh công nghệ blockchain đạt sức hút nhanh chóng ứng dụng tốc độ cao, độ trễ thấp cho FTTx tiếp tục nhân rộng Với sản phẩm FTTx toàn diện bao gồm phần mềm thiết bị kiểm tra giám sát đa năng, VIAVI tạo công cụ tối ưu để thiết kế, xây dựng trì chất lượng độ tin cậy mạng FTTx CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG WDM Hình 3: Mơ hình mạng quang Bước để thực công nghệ thiết kế lập kế hoạch phối hợp nhịp nhàng. Trước thiết lập thiết kế mạng FTTx chi tiết, cân nhắc lập kế hoạch sơ bao gồm số lượng vị trí người dùng, điểm phân phối truy cập cáp quang, yếu tố kiến trúc như công nghệ mạng quang thụ động ( PON) sẽ đưa vào thiết kế. Các yếu tố thiết kế chi tiết cấp độ “vi mơ” bao gồm vị trí mối nối, mẫu phân phối xác tính tốn ngân sách tổn thất. Tránh tiện ích có thiết lập vị trí thiết bị số cân nhắc khác bao gồm thiết kế mạng FTTx toàn diện 1.3 ĐẶC ĐIỂM Cho đến gần đây, công nghệ FTTx sử dụng nhà khai thác người khơng có sở hạ tầng riêng họ hệ cũ Nhưng ngày có nhiều cơng ty tìm kiếm mạng năm gần Trong số lý cho tượng gọi hội để mở rộng phạm vi dịch vụ, mở rộng mạng lưới thụ động dựa cáp quang (PON), phân bố Metro Ethernet, giảm chi phí thiết bị, thành cơng nhiều nhà khai thác việc xây dựng thuộc loại mạng CHƯƠNG 2: SO SÁNH MẠNG QUANG WDM VÀ OTN CHƯƠNG 2: SO SÁNH CÔNG NGHỆ AON VÀ CƠNG NGHỆ PON 2.1 Cơng nghệ AON Hình 4: Mơ hình ONT Định nghĩa AON (Active Optical Network) gọi mạng cáp quang chủ động. Công nghệ AON là loại công nghệ viễn thông tân tiến AON loại công nghệ truyền dẫn băng thơng lớn Sản phẩm có tốc độ truyền tải nhanh có tính ổn định cao AON mang cấu trúc point to point hay gọi điểm truy cập điểm thơng thường th bao có đường cáp quang riêng chạy từ thiết bị trung tâm (Access Node) tới thuê bao sử dụng (FTTH – Fiber to the Home) AON có ưu điểm như: Băng thơng Băng thông trên thuê bao sử dụng công nghệ AON đạt từ 100Mbps đến 1Gpbs Đây tốc độ băng thơng trung bình mà cơng nghệ đem đến cho người sử dụng Dễ dàng việc nâng cấp băng thông thuê bao cần, dễ xác định lỗi… Bởi đường truyền dẫn mạng cáp quang cung cấp trực tiếp đến nơi người dùng có nhu cầu sử dụng Điều giúp chi phí nâng cấp AON thấp CHƯƠNG 2: SO SÁNH MẠNG QUANG WDM VÀ OTN Tầm kéo dây xa (có thể lên đến 70km mà khơng cần repeater), tính bảo mật cao (do việc can thiệp, nghe đường truyền gần không thể) Thời gian xác định lỗi Thời gian xác định lỗi thường nhanh người dùng không cần chờ đợi lâu để biết lỗi mạng Số thuê bao bị ảnh hưởng có lỗi phát sinh hệ thống mạng AON thường Điều giúp người dùng giảm thiểu thiệt hại Khả bị nghe Công nghệ AON hạn chế khả nghe đến mức tối ưu Vì nguy bị nghe sử dụng công nghệ đường truyền dẫn mạng thấp Độ tin cậy Độ tin cậy của công nghệ AON được xác định dựa đường truyền cáp đến thuê bao Theo đánh giá nhiều người dùng, độ tin cậy dành cho công nghệ cao Nhưng yếu tố có thay đổi tùy thuộc vào mơ hình mà khách hàng lựa chọn kết nối dual-homing, vòng tròn hay kết nối Tuy nhiên, cơng nghệ AON cũng có khuyết điểm:  Thực tế cho thấy chi phí triển khai cơng nghệ AON cho th bao cao Bởi thuê bao cần sử dụng sợi quang riêng, cần nhiều không gian chứa cáp  Tương tự chi phí triển khai, chi phí vận hành cơng nghệ th bao tốn nhiều tiền Lý thiết bị Access Note có kích thước lớn cần cấp nguồn Bên cạnh khơng gian hoạt động mà cáp cần lớn CHƯƠNG 2: SO SÁNH MẠNG QUANG WDM VÀ OTN độ đạt thiết bị không sử dụng Splitter mạng triển khai theo mơ hình điểm - điểm  Tăng băng thơng tạm thời cho thuê bao sử dụng công nghệ PON thường phức tạp so với cơng nghệ AON Do người thực cần phải có hiểu biết chi tiết để tiến hành xác  Khó nâng cấp băng thơng thuê bao yêu cầu (do kiến trúc điểm – nhiều điểm nên việc nâng cấp ảnh hưởng đến thuê bao khác trường hợp dùng hết băng thông) Thời gian xác định lỗi  Thời gian xác định lỗi PON thường chậm so với AON Cho nên người dùng thuê bao phải chờ đợi khoảng thời gian lâu để tìm kiếm lỗi phát sinh  Số thuê bao bị ảnh hưởng mạng PON bị lỗi nhiều so với AON Lý thời gian xác định lỗi thường dài  Khó xác định lỗi sợi quang chung cho nhiều người dùng, việc sửa chữa bảo dưỡng ảnh hưởng tới nhiều người dùng lúc Khả bị nghe Thực tế cho thấy khả bị nghe số th bao sử dụng cơng nghệ PON là lớn (có thể bị nghe khơng mã hóa liệu) Vì xem khuyết điểm công nghệ thông minh Độ tin cậy Độ tin cậy đường cáp đến thuê bao sử dụng PON thấp Vì đường truyền mạng khơng có phương án để kết nối PON Chi phí  Việc triển khai mạng PON sử dụng sợi quang từ OLT để chia sẻ cho nhiều th bao Q trình thực thơng qua chia thụ động Chi phí triển khai hệ thống mạng PON mà thấp  Do OLT có kích thưởng nhỏ quang thụ động khơng cần cấp nguồn, phí vận hành PON thấp Theo cần khoảng không gian tụ rack, hệ thống mạng PON phục vụ cho khoảng 8000 thuê bao  Xét chi phí nâng cấp PON, số thường cao so với công nghệ AON Nguyên nhân tồn th bao bên dây PON phải nâng cấp đồng thời CHƯƠNG 2: SO SÁNH MẠNG QUANG WDM VÀ OTN Hình 6: So sánh mơ hình AON PON CHƯƠNG 2: SO SÁNH MẠNG QUANG WDM VÀ OTN Công nghệ Băng thông thuê bao AON PON 100Mbps – 1Gbps 2,5Gbps/1,25Gbps khơng dùng splitter, triển khai theo mơ hình điểm – điểm, nhiên thường chia thành 1:32 (78Mbps) hay 1:64 (39Mbps) Tăng băng thông tạm thời cho thuê bao (cần Đơn giản lưu dự phòng máy chủ, chẳng hạn) Phức tạp Số thuê bao bị ảnh hưởng có lỗi Ít Nhiều Thời gian xác định lỗi Nhanh Chậm nhiều Khả bị nghe Thấp Cao Độ tin cậy đường cáp đến thuê bao Cao tùy mơ hình khách hàng kết nối theo dual-homing (có Thấp, khơng có phương án kết nối đường truyền khác nhau), PON vịng trịn (ring) hay kết nối Chi phí triển khai Cao thuê bao sợi quang riêng Thấp sợi quang từ OLT chia sẻ cho nhiều thuê bao qua chia thụ động (passive splitter) Cao thiết bị Access Node cần cấp nguồn kích thước Chi phí vận hành lớn, yêu cầu không gian Không gian cho cáp cần nhiều Thấp OLT kích thước nhỏ passive splitter không cần nguồn Phục vụ khoảng 8000 thuê bao cần không gian tủ rack Thấp, đặc tính điểm đến điểm nên việc nâng Chi phí nâng cấp cấp băng thông đơn giản, chẳng hạn cần thay thiết bị đầu cuối (CPE) Cao toàn thuê bao dây PON (từ OLT qua splitter đến người dùng) phải nâng cấp 10 CHƯƠNG 2: SO SÁNH MẠNG QUANG WDM VÀ OTN Hình : Bảng so sánh AON PON 11 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON 3.1 Định nghĩa GPON là viết tắt của Gigabit Passive Optical Networks GPON chế truy cập điểm-tới-đa điểm Đặc điểm sử dụng tách thụ động mạng lưới phân phối, cho phép sợi đơn từ văn phòng trung tâm nhà cung cấp để phục vụ cho nhiều nhà doanh nghiệp nhỏ GPONS cung cấp tỷ lệ 1: 64 sợi đơn Trái ngược với dây đồng tiêu chuẩn hầu hết mạng, GPON có hiệu suất lượng cao 95% Công nghệ để cải thiện tốc độ internet khoảng cách dài sở hạ tầng mạng tốc độ cao, chi phí thấp Thơng qua mạng riêng chia thụ động, GPON cho phép cáp quang băng thông rộng thay cho nhiều cáp Điều mang lại cho khách hàng khả kết hợp nhiều dịch vụ vào mạng liệu sợi đơn lẻ Công nghệ đột phá cung cấp tốc độ vô song lên tới 2,488 Gbits/ s tốc độ tải xuống tốc độ tải lên 1.244 Gbits/ giây GPON sử dụng Chuẩn mã hóa tiên tiến (AES) cho mục đích bảo mật, thiết kế để có hiệu phần cứng lẫn phần mềm hỗ trợ độ dài khối 128 bit độ dài khóa 128, 192 256 bit GPON hỗ trợ tất loại giao thức Ethernet Hình 8: Mơ hình GPON 3.2 Tại chọn cấu trúc mạng GPON? Với công nghệ không ngừng phát triển, người dùng cuối yêu cầu tốc độ internet nhanh hơn, công nghệ sợi quang cách tuyệt đối để Các mạng Fiber to Home (FTTH) tiếp tục có nhu cầu cao điều Cáp quang thứ hỗ trợ nhu cầu tốc độ cao khoảng cách mạng Cáp quang có ưu điểm khác so với dây cáp kim loại, chẳng hạn đồng, chúng bị nhiễu Tia lửa 12 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY nguy hiểm khả sử dụng cáp kim loại để truyền tín hiệu Tia lửa nhỏ xảy gửi điện xuống mơi trường kim loại, tia lửa nhỏ có khả gây tình trạng thiếu hụt Bằng cách sử dụng cấu trúc mạng GPON, điều loại bỏ mối nguy hiểm khơng có truyền tải Với sợi quang hỗ trợ nhiều người dùng việc sử dụng tách quang thụ động làm cho GPON trở thành lợi cách giảm thiết bị, đáp ứng khu vực có mật độ cao hỗ trợ dịch vụ chơi ba lần; thoại, ngày video IP với tốc độ yêu cầu công chúng Với kết nối ethernet điểm tới điểm, GPON lợi rõ ràng điểm để đa điểm cung cấp tốc độ hạ lưu cao sau EPON / GEPON Hình 9: Cơng nghệ GPON 3.3 Lợi ích GPON Cùng với tốc độ internet tuyệt vời nó, cấu trúc mạng GPON hồn tồn mở rộng mà khơng cần nâng cấp sở hạ tầng Công nghệ GPON tăng tốc kết nối doanh nghiệp vào tương lai dịch vụ internet Nó đảm bảo băng thơng người dùng cuối cung cấp cung cấp tảng cho truyền thông kinh doanh liên tục 3.4 Công nghệ GPON:  ONU Identifier (ONU-ID): ONU-ID số nhận dạng bit mà OLT gán cho ONU q trình kích hoạt ONU qua thơng điệp PLOAM ONU-ID PON ONU tắt tắt OLT.   Allocation Identifier (ALLOC_ID): ALLOC_ID số 12 bit mà OLT gán cho ONU để xác định thực thể mang lưu lượng truy cập người nhận phân bổ băng thơng ngược dịng ONU Thực thể mang lưu lượng truy cập gọi T-CONT Mỗi ONU gán ALLOC_ID mặc định 13 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY với ONU-ID ONU gán thêm ALLOC_ID theo ý OLT  Transmission Containers (T-CONT): Một Container truyền tải (T-CONT) đối tượng ONU đại diện cho nhóm kết nối logic xuất thực thể với mục đích phân bổ băng thơng ngược dịng PON Đối với ONU cho, số lượng T-CONT hỗ trợ cố định ONU tự động tạo tất cá thể T-CONT hỗ trợ q trình kích hoạt ONU OLT phát số lượng cá thể T-CONT hỗ trợ ONU cho Để kích hoạt cá thể T-CONT để thực lưu lượng người dùng ngược dòng, OLT phải thiết lập ánh xạ thể T-CONT ALLOC_ID, gán trước cho ONU thơng qua thông điệp PLOAM Bất kỳ ALLOC_ID gán cho ONU, bao gồm ALLOC_ID mặc định, liên kết với T-CONT lưu lượng truy cập người dùng đơn lẻ.  Có loại T-CONT phân bổ cho người dùngLoại : T-CONT loại băng thông cố định chủ yếu sử dụng cho dịch vụ nhạy cảm với độ trễ mức độ ưu tiên cao VOIP Loại 2  và  Loại : Cả T-CONT thuộc loại băng thông đảm bảo chủ yếu sử dụng cho dịch vụ video dịch vụ liệu có mức độ ưu tiên cao Loại : T-CONT loại nỗ lực tốt chủ yếu sử dụng cho dịch vụ liệu Internet dịch vụ có mức độ ưu tiên thấp mà không yêu cầu băng thông cao Loại : T-CONT loại hỗn hợp, liên quan đến tất loại băng thông mang tất dịch vụ  Dynamic Bandwidth Allocation (DBA): DBA phương pháp cho phép nhanh chóng chấp nhận phân bổ băng thông người dùng dựa yêu cầu lưu lượng đặc biệt tốt cho việc xử lý lưu lượng truy cập ngược dòng GPON sử dụng TDMA để quản lý truy cập ngược dòng ONU thời điểm nào, TDMA cung cấp khoảng thời gian không chia sẻ (băng thông ngược dòng theo thời gian) cho ONU cho truyền dẫn ngược dòng DBA cho phép khoảng thời gian ngược dòng thu nhỏ phát triển dựa phân bố tải lưu lượng ngược dòng Hàm DBA T-CONT, khoảng thời gian ngược dòng, lần xác định ALLOC_ID cụ thể  ONU phải có T-CONT, hầu hết có số T-CONT, loại có mức độ ưu tiên lớp lưu lượng truy cập riêng tương ứng với khoảng thời gian ngược dòng cụ thể PON Nếu khơng có hỗ trợ DBA OLT, băng thơng ngược dịng gán tĩnh cho T-CONTs, khơng thể chia sẻ thay đổi thơng qua hệ thống quản lý Có hai dạng DBA: 14 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY -DBA báo cáo trạng thái (SR-DBA) SR-DBA liên quan đến tình trạng đệm T-CONT rõ ràng ONU cung cấp OLT thăm dò ý kiến họ Trong phương thức này, OLT yêu cầu trạng thái đệm TCONT, ONU trả lời với báo cáo riêng biệt cho T-CONT gán Báo cáo chứa liệu chờ T-CONT khoảng thời gian định OLT nhận báo cáo trạng thái (DBA), tính lại phân bổ băng thơng (BW Map) thơng qua thuật tốn DBA gửi đồ BW cho ONU băng thông với lưu lượng hạ lưu ONU nhận Bản đồ BW từ OLT gửi liệu khe thời gian định Khi ONU khơng có thơng tin để gửi, nhận khoản trợ cấp từ OLT, gửi khơng hoạt động ngược dịng để đệm trống Điều thông báo cho OLT khoản tài trợ cho T-CONT gán cho T-CONT khác Nếu ONU có hàng đợi dài chờ đợi đệm nó, -DBA báo cáo không trạng thái (NSR-DBA) Trong  NSR-DBA , OLT liên tục phân bổ lượng nhỏ băng thông bổ sung cho ONU Nếu ONU khơng có lưu lượng truy cập để gửi, truyền khung khơng hoạt động Nếu OLT quan sát thấy ONU không gửi khung khơng hoạt động, tăng phân bổ băng thơng cho ONU Khi ONU bắt đầu gửi khung không hoạt động, OLT giảm phân bổ cho phù hợp NSR-DBA có lợi ONU không cần phải biết DBA, nhiên, nhược điểm khơng có cách để OLT biết cách phân bổ băng thông cho số ONU theo cách hiệu  GPON Transmission Convergence (TC) Layer Khuyến nghị ITU-T G.984.3 mô tả lớp GPON TC tương đương với lớp Liên kết liệu mô hình OSI Nó định định dạng khung GPON, giao thức điều khiển truy cập phương tiện, quy trình OAM phương thức mã hóa thơng tin Hình cho thấy cấu trúc khung GTC cho hướng hạ lưu ngược dòng Khung GTC hạ lưu bao gồm khối điều khiển vật lý hạ lưu (PCBd) phần tải trọng GTC Khung GTS ngược dòng chứa nhiều cụm truyền Mỗi vụ nổ ngược dòng bao gồm phần tầng vật lý thượng lưu (PLOu) nhiều khoảng thời gian phân bổ băng thông kết hợp với ALLOC_ID cụ thể Khung GTC hạ lưu cung cấp tham chiếu thời gian chung cho PON tín hiệu điều khiển chung cho thượng nguồn  Downstream GPON Frame Format Khung GTC hạ lưu có thời lượng 125us dài 38880 byte, tương ứng với tốc độ liệu hạ lưu 2.48832 Gbps OLT gửi PCBd theo cách phát sóng ONU nhận tồn PCBd Các ONU sau hành động dựa thơng tin liên quan có Trường Psync cho biết bắt đầu khung đến ONU Trường Ident có chứa trường Counter 8-KHz Superframe sử dụng hệ thống mã hóa, sử dụng để cung 15 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY cấp tín hiệu tham chiếu đồng tốc độ thấp Trường PLOAMd xử lý chức cảnh báo liên quan đến OAM cảnh báo qua ngưỡng Trường BIP Bit Interleaved Parity sử dụng để ước tính tỷ lệ lỗi bit Chỉ báo Chiều dài tải trọng xi dịng (Plend) cho biết chiều dài đồ băng thông ngược (US BW) Plend gửi hai lần để dự phòng Mỗi mục lĩnh vực đồ đường biên thượng lưu (US BW) đại diện cho phân bổ băng thông đơn cho T-CONT cụ thể.  Trường ID phân bổ (ALLOC_ID) cho biết người nhận phân bổ băng thông tức T-CONT cụ thể Giá trị ID phân bổ 254 thấp sử dụng để xử lý trực tiếp ONU Trong trình khác nhau, ALLOC_ID cung cấp cho ONU phải nằm phạm vi ID ALLOC gọi ID phân bổ mặc định ALLOC_ID giống với số ONU-ID sử dụng tin nhắn PLOAM Nếu cần thêm giá trị ALLOC_ID cho ONU đó, chúng phải lấy từ giá trị 255 ALLOC_ID 254 ONU Activation ALLOC_ID- sử dụng để phát ONU không xác định Trường Cờ cho phép truyền tải ngược khối vật lý lớp vật lý cho ONU định Trường Slot Start and Stop cho biết phần đầu cuối cửa sổ truyền dẫn ngược dòng Trường CRC cung cấp khả phát sửa lỗi trường phân bổ băng thông Trường tải trọng GTC chứa loạt khung GEM (GPON Encapsulation Method) Luồng khung GEM hạ lưu lọc ONU dựa trường ID Port 12 bit chứa tiêu đề khung GEM Mỗi ONU cấu hình để nhận biết Port-ID thuộc Port-ID nhận dạng Khung GEM  Upstream GPON Frame Format Thời lượng khung GTS ngược dòng 125us dài 19440 Bytes, cho tốc độ liệu ngược dòng 1.24416 Gbps Mỗi khung luồng chứa số cụm truyền dẫn đến từ nhiều ONU Mỗi cụm truyền tải ngược dòng chứa phần tầng vật lý thượng lưu (PLOu) nhiều khoảng thời gian phân bổ băng thông kết hợp với ALLOC-ID Bản đồ BW quy định xếp cụm khung khoảng thời gian phân bổ cụm Mỗi khoảng thời gian phân bổ kiểm soát cấu trúc phân bổ cụ thể đồ BW Hình cho thấy định dạng khung GTC ngược dòng Lớp vật lý đầu (PLOu) đầu cụm ONU upstream chứa phần mở đầu đảm bảo hoạt động lớp vật lý thích hợp liên kết thượng lưu chế độ burst Trường PLOu chứa trường ONU-ID cho biết ID ONU ONU gửi truyền Trường OAM (PLOAMu) lớp vật lý ngược dòng chịu trách nhiệm chức quản lý kích hoạt, kích hoạt ONT thơng báo cảnh báo Trường trình tự cấp điện (PLSu) thượng nguồn chứa thông tin mức cơng suất laser ONU OLT nhìn thấy Trường báo cáo băng thông động (DBRu) thông báo chiều dài hàng đợi T-CONT ONT  Mapping of GEM Frames into GTC Payload 16 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY Lưu lượng truy cập GEM thực qua giao thức GTC theo cách minh bạch Trong hướng hạ lưu, khung GEM truyền từ OLT đến ONU cách sử dụng phần tải trọng khung GTC OLT phân bổ nhiều thời gian cần hạ lưu, tối đa bao gồm tất khung hạ lưu ONU lọc khung hình đến dựa PortID Trong hướng thượng nguồn, khung truyền từ ONU sang OLT cách sử dụng thời gian phân bổ GEM cấu hình ONU đệm khung GEM chúng đến, sau gửi chúng cụm thời gian phân bổ OLT OLT nhận khung ghép chúng với khung từ ONU khác Ethernet GEM Các khung Ethernet mang trực tiếp tải trọng khung GEM Tiền tố byte SFD loại bỏ trước đóng gói GEM Mỗi Ethernet ánh xạ tới khung GEM nhiều (bằng cách phân mảnh).  3.5 Nguyên lý hoạt động: Một hệ thống thiết bị GPON bao gồm thiết bị đầu cuối đường quang (OLT) kết nối số thiết bị đầu cuối mạng quang (ONT) với cách sử dụng mạng phân phối quang thụ động (ODN) Mạng GPON có khả truyền ethernet, TDM (Ghép kênh phân chia thời gian) lưu lượng ATM Một mạng GPON bao gồm OLT (Thiết bị đầu cuối đường quang), ONU (Thiết bị mạng quang) tách Bộ chia phân chia tín hiệu cần OLT lấy tất tín hiệu quang dạng chùm ánh sáng từ ONU chuyển thành tín hiệu điện OLT thường hỗ trợ tới 72 cổng Một ONU kết nối với người dùng cuối gửi tín hiệu họ trở lại OLT Một mạng GPON lên đến 20 km cung cấp dịch vụ lên đến 64 người dùng cuối GPON sử dụng liệu thượng lưu hạ nguồn phương pháp ghép kênh phân chia bước sóng quang (WDM) Một sợi quang từ OLT chạy tới Bộ tách quang thụ động (các phương tiện thụ động, khơng yêu cầu nguồn điện hoạt động) nằm gần vị trí người dùng Bộ tách quang phân chia công suất quang thành N đường dẫn riêng biệt cho người dùng Các đường dẫn quang thay đổi từ đến 128 Từ tách quang, sợi quang đơn mode (SM) chạy tới người dùng Điều thể hình GPON sử dụng hai chế ghép kênh - a) theo hướng hạ lưu (tức từ OLT đến người dùng), gói liệu truyền theo cách phát sóng, mã hóa (AES) sử dụng để ngăn chặn nghe lén, b) thượng nguồn hướng (tức từ người dùng đến OLT), gói liệu truyền theo cách thức TDMA 17 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY Hình 10: Mơ hình FTT 3.6 Bảo mật: Do phát sóng hạ lưu GPON gửi từ OLT đến tất ONU, lập trình lại ONU riêng họ để thu thập thơng tin đến có nghĩa cho ONU khác 18 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY Không ONU chặn liệu, OLT giả truyền nhận liệu từ nhiều thuê bao Kẻ công không xác định nhận liệu quan trọng gửi lên xuống mật quan trọng Do khả chặn này, đề nghị GPON G.984.3 cho thấy chế bảo mật thuật tốn mã hóa, Chuẩn mã hóa tiên tiến, sử dụng để thơng tin mã hóa cách sử dụng khóa byte 128, 192 256 Hình 11: Bảo mật 3.7 Kết luận: Cấu trúc mạng GPON phức tạp tất PON Nhưng PON tốt GPON có lợi ích việc tiết kiệm chi phí cho việc di chuyển bổ sung thay đổi khác, giá thấp cho cổng thành phần thụ động, cài đặt dễ dàng chi phí lắp đặt thấp Vì vậy, cơng nghệ GPON đạt phổ biến ứng dụng công nghệ đa dạng thay đổi ngày 19 C4 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG QUANG GPON 4.1 GPON ÁP DỤNG TRONG FTTH Mạng quang thụ động Gigabit (GPON) cung cấp độ tin cậy hiệu suất mong đợi cho dịch vụ kinh doanh cách hấp dẫn để cung cấp dịch vụ dân cư. GPON cho phép triển khai Fiber to the Home (FTTH) mặt kinh tế để thúc đẩy tăng trưởng toàn giới. Hình ảnh sau cho thấy cách thiết bị GPON OLT triển khai mạng GPON điển hình cung cấp dịch vụ cho nhà ở. Tín hiệu từ văn phịng trung tâm OLT truyền đến chia, sau chia tín hiệu truyền tín hiệu đến GPON ONT, GPON ONT kết nối ngơi nhà dân cư Hình 12: Ứng dụng GPON 4.2 Các tính Mạng GPON:  Cung cấp tốc độ hạ lưu 2,5 Gbps tốc độ ngược dòng 1,25 Gbps  Hỗ trợ khoảng cách dài lên đến 20 km không giống đồng không bị giảm hiệu suất so với khoảng cách  Các tiêu chuẩn dựa thiết bị có sẵn từ số lượng lớn nhà cung cấp ngày tăng mang đến cho nhà cung cấp dịch vụ an tâm bị khóa nhà cung cấp  Hoàn toàn an tồn nghe lén, nghe hack khác gần 4.3 Ưu điểm mạng GPON:  Ưu điểm rõ ràng mạng PON sợi quang dùng chung hỗ trợ nhiều người dùng thông qua việc sử dụng tách quang thụ động rẻ tiền. Trong mạng GPON, tối đa 64 ONT chia sẻ kết nối sợi quang với OLT. Điều làm cho GPON trở thành lựa chọn hấp dẫn cho nhà cung cấp dịch vụ muốn thay mạng đồng cáp quang, đặc biệt khu vực đô thị mật độ cao 20 C4  Cho phép nhà cung cấp dịch vụ cung cấp nhiều dung lượng để mang ứng dụng cần nhiều băng thông  Cung cấp cách hiệu chi phí cho nhà cung cấp dịch vụ để triển khai cáp quang  Cung cấp chế độ truy cập chứng tương lai tốc độ kết nối băng thông rộng bị giới hạn thiết bị đầu cuối thay sợi quang. Cải thiện tốc độ tương lai đạt thơng qua nâng cấp thiết bị trước có nâng cấp sợi quang 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO http://www.fiber-optic-cable-sale.com/what-is-fttx-network.html https://www.viavisolutions.com/en-us/fttx-network-design-deployment https://vi.delachieve.com/fttx-djo-la-nhung-gi-cong-nghe-fttx So sánh công nghệ PON (gpon) AON (ftth) nhà mạng | KNOWLEDGE IS POWER (idz.vn) GPON gì? Mạng GPON hiểu nào? (netsystemvn.com) 22 ...HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VIỄN THƠNG II _ BÁO CÁO MÔN HỌC Đề tài: TÌM HIỂU VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG Giáo viên hướng... 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG WDM Chương Tổng quan mạng truy nhập quang 1.1 Các khái niệm FTTx FTTx, gọi cáp quang x, thuật ngữ chung cho kiến trúc mạng băng thông rộng sử dụng cáp quang để cung... cấp 10 CHƯƠNG 2: SO SÁNH MẠNG QUANG WDM VÀ OTN Hình : Bảng so sánh AON PON 11 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG WDM TRONG THỰC TẾ HIỆN NAY CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON 3.1 Định nghĩa