Mạng PON và ATM: Giải pháp triển khai dịch vụ băng rộng ISDN hiệu quả

MỤC LỤC

Mạng quang thụ động PON

Mỗi tế bào PLOAM chứa các byte (grant) đặc biệt cho sự truyền dẫn dòng lên liên quan đến các tế bào đặc trng ở trong khung dòng lên (53 grant cho 53 tế bào khung dòng lên đợc đợc sắp xếp vào trong các tế bào PLOAM) cũng nh các thông tin OAM&P. Các hệ thống APON đợc định nghĩa ở trong tổ chức FSAN cũng nh ITU-T. APON cung cấp một bộ các đặc trng của OAM rất đầy đủ, bao gồm việc kiểm tra lỗi, các báo hiệu và các độ hụt, tự động phát hiện và tự động sắp xếp, nh một cơ chế bảo mật cho quá trình mã hóa lu lợng dòng xuống…). Trung bình (dB). Suy hao sợi/km Connector Mối hàn. Bảng 4.2: Giá trị suy hao trung bình và sai số cho phép của các thành phần quang thụ động. Hệ thống PON trong tơng lai:. Mục đích chính của việc phát triển công nghệ trong mạng PON là giảm chi phí của thiết bị, kích thớc và công suất của nguồn tiêu thụ, đặc biệt là đối với các khối ONU đầu xa trong trờng hợp nó chỉ đợc sử dụng cho một thuê bao. Mạng này thích hợp trong việc cung cấp các dịch vụ thoại và các dịch vụ băng hẹp khỏc. Mặc dự khụng cú cỏc tiờu chuẩn rừ ràng đối với việc cung cấp các dịch vụ khác nhau trên mạng PON, nhng khuynh hớng chung là sử dụng bớc sóng ở cửa sổ 1310 để cung cấp các dịch vụ băng hẹp nhằm giảm chi phí đối với các thành phần quang trong thiết bị mạng quang. Các dịch vụ băng rộng, kể cả truyền hình quảng bá sẽ sử dụng bớc sóng cửa sổ 1550 nm, ở cửa sổ này cho phép sử dụng khuyếch đại quang trong việc truyền các tín hiệu video. Trong tơng lai, mạng băng rộng sẽ bao trùm toàn bộ hệ thống PON bởi vì các hệ thống PON có thể đợc nâng cấp một cách dễ dàng mà không phải thay đổi nhiều đến các mạng lới thông tin hiện tại. Sự phát triển trong tơng lai của hệ thống PON sẽ thỏa mãn các nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng đối với các dịch vụ trong nớc và các dịch vụ thơng mại. Không những chỉ có các dịch vụ thoại, các chơng trình truyền hình giải trí…).

Hình 4.3: Sử dụng kỹ thuật TDM trong mạng PON.
Hình 4.3: Sử dụng kỹ thuật TDM trong mạng PON.

Hệ thống truy cập quang ATM PON

Mỗi ONU lần lợt chuyển đổi chúng (ở dạng quang) sang dạng. điện và phân phối chúng tới vài trăm khách hàng hay ngời dùng qua một tủ cáp dạng cây hoặc nhánh. Ngoài ra, tại LTHE một số kênh hớng xuống phụ có thể đợc xen vào. Giao diện LTHE cho các kênh phụ này thờng là ở dạng. LTHE còn đa ra khả năng thêm vào một kênh trả lời trong dòng hớng lên, nó đợc chia sẻ cho 4 hoặc 8 ONU. Có một thực tế là số lợng các ONU có thể chia sẻ một LTHE là cao hơn cho dòng hớng xuống, đối với truyền dẫn dòng hớng lên yêu cầu LTHE phải có vài cổng đầu vào kênh trả lời. Mỗi cổng đợc kết nối tới PON sau bộ phận chia quang thứ nhất thờng nằm bên trong toà nhà có LTHE. Trong số tất cả các thông số định nghĩa mạng này, một số thông số sau đây là quan trọng cần phải xem xét:.  Số lợng các ONU tối đa có thể đợc kết nối tới một LTHE cho việc truyền dẫn dòng hớng xuống, hoặc cho việc quảng bá, phụ thuộc vào các. đặc điểm phần tử mạng và chính sách, quy định của nhà điều hành. Trong mạng này số lợng đợc chọn tối đa là 64. Đối với kênh trả lời số lợng các ONU tối đa đợc chọn là 4.  Giữa một ONU và một khách hàng riêng biệt, số lợng các bộ khuyếch đại điện tối đa đợc chọn là 1.  Dải tần tín hiệu trong các tủ cáp đợc chia thành hai khoảng chính:. - 40 sóng mang cho các kênh truyền hình tơng tự, mỗi kênh/sóng mang. injection channels Coax. Remote powering from ONU. return channel E/O. set set top. Bớc 1: Sử dụng các modem cáp. Bớc này bao gồm việc dùng lại toàn bộ kiến trúc hạ tầng HFC bằng cách thông qua: a) việc kết nối tại nhà ở khách hàng và các modem cáp đặt ở LTHE, nh đợc chỉ ra trong hình 5.8, và b) việc thêm các bộ khuyếch đại. đờng dẫn trả lời trong tủ cáp. Theo dòng hớng lên, các modem cáp chia dải tần phân phối cho kênh trả lời là 5-55 MHz. Sự truyền dẫn dòng hớng xuống đợc tạo ra trên các sóng mang 7-8 MHz, tùy theo sự phân loại kênh. Modem này đợc kết nối tại LTHE đợc trang bị với một cổng ngoài, qua đó nó có thể đợc kết nối đến một mạng ATM ngoài. Các modem cáp có thể là dạng đối xứng hoặc không đối xứng. Trong loại đối xứng, các modem cáp xác định cấu hình một loại mạng Ethernet, ở. đó tất cả các modem cung cấp việc truy cập tới một bus logict. ở loại modem không đối xứng có các kênh logic dòng lên và dòng xuống, thêm vào đó là các kênh vật lý. Các modem đối xứng đã lỗi thời rồi và sẽ không. đợc nghiên cứu nữa. Dung lợng modem cáp:. - Dung lợng của dòng hớng xuống: 40 Mbit/s tổng cộng/sóng mang. Thực tế thì băng tần hữu dụng chỉ khoảng 34 Mbit/s. - Dung lợng của dòng hớng lên: 2,5 Mbit/s tổng cộng/sóng mang. Các sóng mang hớng lên có dải tần đợc bố trí cách nhau từng khoảng 1,8 MHz. Từ các nghiên cứu này, dung lợng tổng cộng của B-ISDN có thể đợc phân phối đến một mạng HFC sử dụng các modem cáp là:. Số lợng các khách hàng đợc kết nối tối đa cho một tỷ lệ thâm nhập là 10%:. duplexer return channel. set set top. Cable modem Cable. Port To PC or LAN. Kết luận về việc sử dụng các modem cáp cho các dịch vụ B-ISDN:. Các modem cáp chủ yếu đợc dùng để cung cấp một mức độ hạn chế các chức năng tơng tác trên các mạng HFC, hoặc việc cung cấp các dịch vụ có đòi hỏi sự truyền dẫn không đối xứng…)., sự truyền dẫn băng rộng trong dòng hớng xuống và băng hẹp trong dòng hớng lên. Trạng thái bắt đầu (là các mạng cáp đồng hiện tại):. Hình 5.11 cho thấy một mô hình mạng truy cập đơn giản trong mạng cáp đồng hiện tại. Từ trạng thái hiện này, chúng ta phải phát triển nó qua một số bớc trở thành một mạng mà chúng ta có thể cung cấp các dịch vụ băng rộng mới sẽ xuất hiện nhiều trong tơng lai xa. Hình 5.11: Cấu hình mẫu của mạng truy cập dựa trên cáp đồng. Các cách phát triển:. Sự thay đổi của công nghệ và kiến trúc:. Trong phần này chúng ta sẽ tập trung phân tích những tác động, ảnh hởng, khó khăn của việc giới thiệu các công nghệ sợi quang mới trong một số vùng còn đang bị hạn chế chẳng hạn nh trong mạng truy cập. Một vài vấn đề có thể sẽ nảy sinh, và chúng không chỉ là những vấn đề về công nghệ mà còn là các vấn đề về cấu tạo, kiến trúc. Các kiến trúc mạng truy cập tiến bộ ngày nay có một tỷ lệ ứng dụng các thành phần, thiết bị “thông minh” cao hơn, làm cho sự phát triển của khả năng quản lý mạng tinh vi hơn, và quá trình điều hành và bảo dỡng mang tính tự động cao hơn. Các cải tiến này đã cho phép tiết kiệm đợc chi phí O&M đáng kể và trở thành một trong các động lực cho việc nâng cấp các mạng truy cập rộng hơn. Có một số các chỉ tiêu kỹ thuật/các chức năng đợc cung cấp bởi các mạng truy cập băng rộng gần đây, cụ thể là:. ) Các thành phần của mạng phải đợc thiết kế để yêu cầu sự can thiệp của con ngời vào là ít nhất đối với sự lắp đặt. ) Sự hoạt hóa/không hoạt hóa dịch vụ từ xa để tăng tốc độ cung cấp dịch vụ. ) Việc bảo mật thông tin phải luôn luôn đợc dự tính.

Hình 5.1: Các kiến trúc ATM-PON
Hình 5.1: Các kiến trúc ATM-PON

BORCHT

Việc báo hiệu CAS (báo hiệu kênh chung) có thể cũng đợc vạch ra nh một cách giải quyết vấn đề này. Một giải pháp khác có thể đợc thực hiện chỉ đối với các dịch vụ ISDN liên quan đến phần giao thức và thúc đẩy việc nâng cấp các khách hàng POTS lên ISDN. Hình 5.16b: Kiến trúc chức năng ONU cho giải pháp tích hợp. Có một số hạn chế đáng kể của giải pháp này có thể đợc chỉ ra, chẳng hạn nh:. ) Một số lợng các giao diện POTS cao hơn sẽ phải đợc lắp đặt trong các ONU với sự tăng dần về khối lợng thiết bị và sự tiêu thụ công suất. ) Phần quang của mạng truy cập sẽ phải đợc gần trên điểm uốn thứ nhất (để tăng hiệu quả sử dụng của V5.x trong ONU). Khi giới thiệu, đa vào các dịch vụ băng rộng mới, sự phát triển từ mạng cáp đồng hiện tại lên ATM PON có thể đạt đợc thông qua việc lắp đặt các bộ chia mới trong các ONU “thế hệ thứ nhất”, đồng thời kéo dài, mở rộng sợi quang trong mạng truy cập và lắp đặt các ONU mới, nhỏ hơn, gần chổ ở của khách hàng hơn (FTTB) hoặc trong nhà ở của khách hàng (FTTH). Sự khác nhau chủ yếu giữa các ONU thế hệ thứ nhất và thế hệ thứ hai là liên quan đến các điểm vị trí đặt nó và dung lợng tơng ứng về mặt số lợng các giao diện khách hàng. Thế hệ thứ nhất sẽ thờng thờng đợc lắp đặt trong các điểm uốn thứ nhất của mạng cáp đồng và phục vụ một số lợng khách hàng nhiều hơn là thế hệ thứ hai, ONU thế hệ thứ hai cũng đợc lắp đặt trong tòa nhà cao tầng hoặc trong nhà ở của khách hàng. Khi chiều dài khoảng cách cáp đồng trở nên nhỏ hơn, các dòng công nghệ xDSL mới cung cấp băng tần cao hơn có thể đợc sử dụng. Drop Segment Distribution Segment. AAL2 ONU Twisted Pair. ONU Optical Fibre. Twisted Pair NT. Hình 5.18: Tơng lai phát triển của mạng truy cập. Tình hình triển khai ATM PON của một số hãng nổi tiếng trên thế giới:. Các hãng sản xuất cung cấp các thành phần của mạng truy cập nh sau:. 1) Các giao diện mạng và khách hàng (cả N-ISDN và B-ISDN) 2) Băng tần hoạt động (dòng lên và dòng xuống). 3) Số lợng khách hàng trung bình/modem cáp (trong các kiến trúc HFC). 4) Khả năng về số lợng các khách hàng đồng thời truy cập cho mỗi ONU, cho mỗi mạng quang đợc cung cấp với các tốc độ bit theo lý thuyết. 5) Số lợng các ONU tối đa đợc nối với một OLT 6) Cho phép cung cấp nguồn quang rẻ. 7) Giải pháp đợc sử dụng cho sự tích hợp các dịch vụ N-ISDN và các dịch vụ B-ISDN. 8) Giải pháp đợc sử dụng cho sự tích hợp các dịch vụ DVB với các dịch vụ B-ISDN.

Hình 5.17: Việc đa ra ATM-PON tích hợp cả dịch vụ băng hẹp và dịch vụ băng rộng  Bíc 3:
Hình 5.17: Việc đa ra ATM-PON tích hợp cả dịch vụ băng hẹp và dịch vụ băng rộng Bíc 3: