Công nghệ mạng quang thụ động GPON: Kiến trúc, thông số kỹ thuật và ứng dụng

Kiến trúc của PON

Cỏc phần tử thụ ủộng của PON ủều nằm trong mạng phõn bố quang (hay còn gọi là mạng ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các bộ tỏch/ghộp quang thụ ủộng, cỏc ủầu nối và cỏc mối hàn quang. Tớn hiệu trong PON cú thể ủược phõn ra và truyền ủi theo nhiều sợi quang hoặc ủược kết hợp lại và truyền trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang, phụ thuộc vào tớn hiệu ủú là ủi theo hướng lờn hay hướng xuống của PON.

Cỏc hệ thống PON ủang ủược triển khai 1. APON/BPON

Năm 2001, IEEE thành lập một nhóm nghiên cứu Ethernet in the First Mile (EFM) với mục tiêu mở rộng công nghệ Ethernet hiện tại sang mạng truy nhập vựng, hướng tới cỏc mạng cỏc mạng ủến nhà thuờ bao hoặc cỏc doanh nghiệp với yêu cầu vẫn giữ các tính chất của Ethernet truyền thống. Với những ủặc tớnh hỗ trợ cao nhất và ủộ rộng băng tiờu dựng ủược nõng từ 10 MHz lờn 100 MHz cho truyền dữ liệu Internet, ủỏp ứng ủược cỏc yờu cầu cho nhiều dũng IPTV (Internet Protocol Television), và có thể hỗ trợ truyền thông cả SDTV (Standard Definition Television) và HDTV (High Definition TeleVision), GPON ủó thực sự ủược ủỏnh giỏ là kinh tế hơn EPON.

Tình hình chuẩn hóa GPON

Sự phỏt triển cao hơn của chuẩn APON gốc cũng như với sự dần mất ưa chuộng của ATM như một giao thức chung dẫn ủến phiờn bản ủầy ủủ, cuối cựng của ITU-T G.983 ủược xem như chuẩn PON băng rộng hay BPON (Broadband PON). ITU-T G.984.3 (02/2004) “G-PON: TC layer specification”: mô tả lớp hội tụ truyền dẫn (Transmission convergence – TC) cho các mạng G-PON bao gồm ủịnh dạng khung, phương thức ủiều khiển truy nhập mụi trường, phương thức ranging, chức năng OAM và bảo mật.

Kiến trúc GPON

Khối mạng quang ONU

GPON sử dụng thiết bị thụ ủộng ủể chia tớn hiệu quang từ một sợi ủể truyền ủi trờn nhiều sợi và ngược lại, kết hợp cỏc tớn hiệu quang từ nhiều sợi thành tớn hiệu trờn một sợi. Cỏp quang phối (Distribution Optical Cable): xuất phỏt từ ủiểm phối quang (DP) tới cỏc ủiểm truy nhập mạng (AP – Access Point) hay từ cỏc tủ quang phối tới cỏc tập ủiểm quang.

Thông số kỹ thuật

Cự ly cỏp tối ủa: 20Km với DFB laser luồng lờn, 10Km với Fabry-Perot.

Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh

Phương thức ủúng gúi dữ liệu

Sự phõn cỏch vật lớ của cỏc hướng truyền dẫn trỏnh ủược ảnh hưởng phản xạ quang trong mạng và cũng loại bỏ vấn ủề kết hợp và phõn tỏch hai hướng truyền dẫn. Tuy nhiờn chi phớ về sợi quang, phần tử thụ ủộng và kỹ thuật hàn nối vẫn ủang giảm và trong tương lai nú chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ trong toàn bộ chi phí hệ thống.

Khả năng cung cấp băng thông a. Hướng xuống

Mỗi khung hướng xuống bao gồm một bản ủồ cấp phỏt băng thụng hiệu quả ủược gửi quảng bỏ ủến tất cả cỏc ONU và cú thể hỗ trợ tớnh năng tinh chỉnh cấp phỏt băng thụng. Cơ chế ngoài băng này cho phộp GPON DBA hỗ trợ việc ủiều chỉnh cấp phỏt băng thụng nhiều lần mà khụng cần phải sắp xếp lại ủể tối ưu hóa tận dụng băng thông.

Khả năng cung cấp dịch vụ

Băng thông lớn và dịch vụ linh hoạt của GPON giúp cho GPON trở thành một sự lựa chọn hoàn hảo cho việc cung cấp dịch vụ tới nhiều hộ thuê bao MDU (Multiple Dwelling Units) như các tòa nhà, khách sạn, chung cư. Chính quyền một số quốc gia ủó thiết lập mạng GPON ủể cung cấp cỏc dịch vụ thoại và dữ liệu tốc ủộ cao cho lực lượng cảnh sỏt, văn phũng chớnh phủ, tũa ỏn và cỏc lực lượng cứu hỏa, ủặc nhiệm ủể nõng cao chất lượng phục vụ cộng ủồng.

Một số vấn ủề cần quan tõm trong tớnh toỏn thiết kế mạng GPON

Băng tần hoạt ủộng: ðối với hướng xuống, OLT phõn phối cỏc gói dữ liệu tới mỗi ONU trong dải bước sóng từ 1480 tới 1500 nm, thông thường các thiết bị hiện tại sử dụng bước sóng 1490 nm.

Hiện trạng mạng truy nhập băng rộng của Viễn thông HN 1 Mạng MAN-E

Mục ủớch xõy dựng mạng GPON

Khảo sát nhu cầu sử dụng các dịch vụ mạng cáp quang của khỏch hàng trờn ủịa bàn TP Hà nội

Xây dựng cấu trúc mạng GPON Viễn thông Hà nội

Xây dựng mạng cho VNPT Hà nội

Do vậy, ủể cung cấp giao diện VDSL2 cho cỏc KH ở cỏc toà nhà cao tầng tại cỏc khu ủụ thị mới (ủó cú sẵn mạng cỏp ủồng), Viễn thụng Hà Nội lựa chọn sử dụng thiết bị ONU chỉ cú giao diện VDSL2 ủặt gần cỏc tủ cỏp ủồng. Với khối lượng thiết bị và cấu trúc như trên, mạng FTTx-GPON của Viễn thụng Hà nội ủảm bảo khả năng cung cấp 100% kết nối tới cỏc tũa nhà văn phũng, chung cư và biệt thự cao cấp, cỏc khu ủụ thị mới, cỏc khu phố, văn phòng thương mại, các khu công nghiệp, chế xuất (chiếm tỉ lệ khoảng 30%. diện tớch trờn toàn ủịa bàn cú khả năng cung cấp kết nối sợi quang).

Hướng nghiên cứu tiếp theo

Hiện nay, tiờu chuẩn GPON ủó ủược ITU chuẩn húa, ủõy sẽ là giải phỏp cụng nghệ thích hợp nhất cho các khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu thương mại, chung cư cao cấp, ngân hàng, v.v. Với ủịnh hướng của VNPT, Viễn thụng Hà nội ủó thực hiện lựa trọn giải phỏp cung cấp dịch vụ, xây dựng cấu trúc mạng GPON trên cơ sở hệ thống mạng băng rộng hiện tại và kế hoạch phỏt triển ủến năm 2010, dựa trờn việc phõn tớch, dự bỏo nhu cầu sử dụng dịch vụ của khỏch hàng trờn ủịa bàn TP Hà nội.