Cơ chế hoạt động của công nghệ FTTH được thể hiện qua cơ chế truyền nhận lưu lượng trên nền công nghệ AON và công nghệ PON.
a) Cơ chế truyền nhận lưu lượng trong mạng AON:
kiểu kết nối điểm – điểm
Hình 2.18. Cơ chế truyền nhận lưu lượng trong mạng AON kiểu kết nối điểm – điểm thông qua bộ chuyển mạch Ethernet đặt ở ngoài CO.
Các dữ liệu đưa từ OLT (Optical line terminal – thiết bị kết cuối đường quang) trong tổng đài CO được đưa tới ONT (Optical network terminal – thiết bị kết cuối mạng quang) thông qua bộ chuyển mạch switch có thể đặt ở bên trong hoặc bên ngoài CO. Bộ chuyển mạch switch sẽ dựa vào thông tin có trong các gói tin (địa chỉ MAC) để đưa dữ liệu của khách hàng nào ra đúng cổng có kết nối với ONT đặt tại địa điểm của khách hàng đó còn các cổng khác sẽ không nhận được dữ liệu này do không đúng địa chỉ MAC của cổng mình. Vì thế, mà dữ liệu được gửi tới đúng khách hàng đã chọn. Tương tự như khi dữ liệu được gửi từ phía khách hàng tới các OLT thông qua switch. Ở đây, để tránh hiện tượng xung đột dữ liệu khi download và upload cũng như các dữ liệu được gửi tới từ các ONT thì trong bộ chuyển mạch có sử dụng bộ nhớ đệm kết hợp với việc sử dụng 2 loại bước sóng khi download và upload là: 1550nm đối với download và 1310nm đối với upload. Cơ chế hoạt động của bộ chuyển mạch switch sẽ được trình bày kỹ hơn ở phần sau.
b) Cơ chế truyền nhận lưu lượng trong mạng PON:
Trong mạng PON, các dịch vụ hướng lên (upload) và hướng xuống (download) đều được truyền trên cùng 1 sợi quang. Do đó, ta sẽ tìm hiểu cơ chế
truyền nhận lưu lượng trong mạng PON theo cả 2 hướng truyền lên và truyền xuống.
+) Cơ chế truyền lưu lượng hướng xuống (từ OLT đến ONU):
Hình 2.19. Cơ chế truyền lưu lượng hướng xuống
Khi nhìn theo hướng xuống, việc truyền lưu lượng từ OLT đến ONT là theo kiểu truyền quảng bá tức là lưu lượng từ OLT sẽ được chuyển đến tất cả các ONU (Optical network unit – đơn vị kết cuối mạng quang) và được lọc tại lớp MAC của các ONU này. Trong mỗi gói tin được gửi từ OLT đến ONU có 1 phần tiêu đề xác định duy nhất địa chỉ đến của nó là thuộc về ONU-1, ONU-2 hay ONU-3. Phần tiêu đề này cũng có thể xác định gói tin thuộc về tất cả các ONU nếu nó chứa địa chỉ quảng bá hay thuộc về 1 số ONU nếu nó chứa địa chỉ multicast. Ở bộ tách/ghép quang splitter tín hiệu sẽ được chia nhỏ công suất làm 3 để chia ra 3 đường đến các ONU. Tín hiệu từ các bộ tách ghép đến các ONU mang thông tin giống hệt tín hiệu từ OLT đến bộ tách ghép. Tại các ONU, sau khi đã nhận các lưu lượng từ OLT gửi đến, sẽ thực hiện lọc gói tin nào có địa chỉ gửi đến cho mình thì đưa ra đầu ra còn những gói tin nào không có địa chỉ gửi đến mình sẽ bị ONU hủy bỏ như trên hình vẽ ONU-1 nhận được 3 gói tin 1, 2, 3 nhưng nó chỉ chuyển tiếp gói tin 1 là gói có địa chỉ đến nó cho người sử dụng còn hủy bỏ 2 gói tin 2 và 3.
Ở cơ chế này, mạng PON sử dụng bước sóng 1490 nm để truyền thoại và dữ liệu, và bước sóng 1550 nm để truyền tín hiệu video.
+) Cơ chế truyền lưu lượng hướng lên (từ ONU đến OLT):
Hình 2.20. Cơ chế truyền lưu lượng hướng lên
Đối với hướng lên, việc truyền lưu lượng phức tạp hơn. Nhìn từ phía ONU lên OLT mạng không còn là mạng quảng bá nữa mà là mạng điểm đến điểm. Do đó, gói tin từ ONU chỉ có thể đi lên OLT mà không thể truyền trực tiếp sang ONU khác. Khi truyền dữ liệu lên OLT, tất cả lưu lượng từ các ONU phải đi qua 1 đoạn cáp chung là đoạn từ OLT đến bộ tách/ghép quang Splitter. Nếu các dữ liệu từ ONU truyền đồng thời trên đoạn cáp dùng chung này sẽ gây ra sự đụng độ và hỏng dữ liệu trên đoạn này. Do đó, ta cần phải có cơ chế điều khiển thời gian phát của các ONU một cách hợp lý để trong một thời điểm chỉ có một ONU phát tín hiệu lên mạng. Cơ chế này gọi là TDMA: Đa truy nhập phân chia theo thời gian. Cơ chế này có 2 loại cơ bản là tĩnh và động.
* Cơ chế đa truy nhập phân chia theo thời gian tĩnh: OLT sẽ cấp cho
các ONU những khe thời gian tĩnh trong 1 chu kỳ thời gian của nó. Khi người sử dụng gửi các gói tin lên các ONU, thông tin sẽ được lưu trong bộ nhớ đệm của ONU và chờ đến khe thời gian của mình, ONU sẽ thực hiện chuyển tiếp thông tin lên đường truyền đến OLT.
* Cơ chế đa truy nhập phân chia theo thời gian động: Các dữ liệu từ
người dùng gửi đến ONU sẽ được ONU lưu trữ trong các hàng đợi của mình. OLT sẽ gửi các bản tin điều khiển giao tiếp với ONU để biết được tại thời điểm hiện tại ONU đang có bao nhiêu gói tin trong hàng đợi. Dựa vào số lượng gói tin trong hàng đợi của ONU, OLT sẽ cấp cho ONU một khoảng thời gian chiếm giữ đường truyền để thực hiện truyền các gói tin trong hàng đợi của nó lên cho OLT. Để điều khiển được chính xác khoảng thời gian cần thiết cấp cho ONU, OLT cũng cần thông tin khoảng cách từ OLT đến ONU bằng bao xa. Khoảng cách này sẽ được tính bằng thời gian gói tin đi từ OLT đến ONU và quay lại OLT.
Trong cơ chế này, mạng PON sử dụng bước sóng 1310 nm để truyền tín hiệu thoại và dữ liệu.