Đối với người quản trị mạng truy nhập, kiến trúc bảo vệ của mạng GPON cần thiết trong việc tăng cường độ tin cậy cho mạng truy nhập. Tuy nhiên, việc triển khai mạng bảo vệ cần được xem xét như một cơ chế tùy chọn vì việc này phụ thuộc vào điều kiện kinh tế của từng nhà khai thác mạng. Mục này đưa ra một số cấu hình mạng bảo vệ kép có thể sử dụng cho hệ thống GPON.
7.1 Các dạng chuyển mạch bảo vệ
Có hai loại chuyển mạch bảo vệ tương tự với chuyển mạch bảo vệ trong hệ thống SDH:
Chuyển mạch tự động
Chuyển mạch bắt buộc
Chuyển mạch tự động được kích thích khi phát hiện ra các lỗi như mất tín hiệu, mất khung, giảm tín hiệu (tỉ lệ lỗi bit BER thấp hơn mức ngưỡng quy định) ...
Trang 42/56
Chuyển mạch bắt buộc được kích hoạt trong quá trình quản trị mạng như định tuyến lại tuyến quang, thay thế sợi quang...
Cả hai loại chuyển mạch này đều có thể thực hiện trong mạng GPON nếu được yêu cầu tuy đây là các chức năng tùy chọn. Cơ chế chuyển mạch thường được thực hiện bởi chức năng OAM, do đó trường thông tin OAM cần được đặt chỗ trong khung OAM.
Hình 17 Mô hình hệ thống bảo vệ kép mô tả mô hình hệ thống bảo vệ kép cho mạng truy nhập. Các phần liên quan đến việc bảo vệ trong mạng GPON có thể là một phần bảo vệ giữa giao diện ODN trong OLT và giao diện ODN trong ONU qua mạng ODN, không bao gồm giao diện SNI trong OLT
Figure 3 shows the duplex system model for the access network. The relevant part of the protection in the GPON system should be a part of the protection between the ODN interface in the OLT and the ODN interface in the ONU via the ODN, excluding the SNI redundancy in the OLT.
Hình 17 Mô hình hệ thống bảo vệ kép
7.2 Đặc điểm và cấu hình mạng GPON kép
Một số kiểu hệ thống GPON kép được cho trong các hình từ 18 đến 2`. Giao thức điều khiển cho mỗi cấu hình sẽ được đưa ra độc lập cho từng loại. Ví dụ, hệ thống kép trong hình 18 không yêu cầu giao thức chuyển mạch đối với OLT/ONU vì chuyển mạch ở đây chỉ áp dụng cho sợi quang. Còn trong hình 19, cấu hình này không yêu cầu giao thức chuyển mạch vì chuyển mạch chỉ được thực hiện trong OLT.
7.2.1 Các kiểu cấu hình chuyển mạch
Loại A: được thể hiện trong hình 18, là cấu hình chuyển mạch kép đối với sợi quang. Trong trường hợp này ONU và OLT là cấu hình đơn.
Loại B: được thể hiện trong hình 19, là cấu hình kép đối với OLT và sợi quang giữa OLT và bộ chia quang, bộ chia quang có hai cổng đầu ra/đầu vào ở phía OLT. Cấu hình này giảm chi phí nhân đôi số lượng ONU tuy chỉ có phía OLT là có thể khôi phục được.
Loại C: được thể hiện trong hình 20, là cấu hình kép cả phía OLT và ONU. Trong cấu hình này, việc khắc phục sự cố tại một điểm bất kì đều có thể thực hiện bằng cách
Trang 43/56
chuyển mạch sang hệ thống standby. Vì vậy, cấu hình kép đầy đủ có chi phí cao nhưng độ an toàn cao.
Loại D: được thể hiện trong hình 21. Nếu ONU được cài đặt trong tòa nhà của khách hàng , có thể đi dây kép trong tòa nhà. Ngoài ra, nếu mỗi ONU do một người dùng sở hữu riêng, độ tin cậy của hệ thống sẽ phụ thuộc vào từng người dùng và số lượng giới hạn các ONU có thể có trong cấu hình kép. Cấu hình này cho phép nhân đôi một phần về phía ONU. Hình 21 cho thấy một ví dụ trong đó có ONU kép và ONU đơn. Nguyên tắc hoạt động như sau:
Sử dụng hai bộ chia quang N:2 để kết nối bộ kết cuối đường dây LT(0) trong ONU#1 tới bộ chia N(0) và LT(1) trong ONU#1 tới bộ chia N(1).
Kết nối LT trong ONU#N tới một trong các bộ chia
Sử dụng hai bộ chia quang N:2 để kết nối LT(0) trong ONU#1 tới bộ chia
Sử dụng hai bộ chia quang 2:1 để kết nối LT(0) trong OLT tới bộ chia (0) và LT(1) trong OLT tới bộ chia (1)
Sử dụng hai bộ chia quang N:2 và hai bộ chia quang 2:1 trong đó một cổng của bộ chia (1) được kết nối tới bộ chia N(0) và một cổng của bộ chia (0) kết nối tới bộ chia N(1)
Sử dụng phương thức chế độ chờ trong cả OLT và ONU để tránh va chạm tín hiệu quang từ LT(0) và LT(1) trong OLT hoặc LT(0) và LT(1) trong ONU#1.
Trang 44/56
Hình 19 Hệ thống GPON kép: OLT kép
Hình 20 Hệ thống GPON kép: hệ thống kép toàn bộ
Trang 45/56
7.2.2Các đặc điểm
Loại A: Trong trường hợp này, mất tín hiệu và mất khung là không thể tránh được trong quá trình chuyển mạch quang. Tuy nhiên, tất cả mọi kết nối giữa nốt dịch vụ và thiết bị đầu cuối sẽ được giữ lại sau khi chuyển mạch quang.
Loại B: cấu hình này yêu cầu chế độ chờ lạnh đối với mạch dự phòng ở phía OLT. Trong trường hợp này, mất tín hiệu hoặc mất khung nhìn chung là không thể tránh được trong quá trình chuyển mạch. Tuy nhiên, tất cả mọi kết nối giữa nốt dịch vụ và thiết bị đầu cuối sẽ được giữ lại sau khi chuyển mạch quang.
Loại C: trong trường hợp này, chế độ chờ nóng đối với cá mạch thu dự phòng có thể thực hiện ở cả phía ONU và OLT. Ngoài ra chuyển mạch không va chạm (không có mất khung) cũng có thể thực hiện trong cấu hình này.
Loại D: loại này có đặc điểm giống loại B.
7.3 Các yêu cầu đối với chuyển mạch bảo vệ
Chức năng chuyển mạch bảo vệ nên là chức năng tùy chọn
Cả chuyển mạch tự động và chuyển mạch bắt buộc có thể trong hệ thống GPON nếu cầu thiết mặc dù đây là các chức năng tùy chọn
Mọi cấu hình đã nêu ở trên đều có thể triển khai mặc dù đây là các chức năng tùy chọn
Cơ chế chuyển mạch thường được thực hiện bởi chức năng OAM, vì vậy, trường thông tin OAM phải được dự trữ trong khung OAM.
Mọi kết nối giữa nốt dịch vụ và thiết bị đầu cuối phải được giữ sau khi chuyển mạch.
Tùy theo yêu cầu cuối cùng việc triển khai nốt dịch vụ POTS yêu cầu quá trình mất khung phải nhỏ hơn 120 ms. Nếu thời gian mất khung dài hơn khoảng thời gian này, nốt dịch vụ sẽ cắt kết nối và yêu cầu thiết lập lại cuộc gọi sau khi chuyển mạch bảo vệ. Do GPON hỗ trợ phát triển các dịch vụ hiện tại như POTS và ISDN, cần phải xem xét thời gian ngắt kết nối này.
7.4 Các trường thông tin yêu cầu trong khung OAM
Do đặc tính tương tự như chuyển mạch bảo vệ trong hệ thống SDH, chuyển mạch bảo vệ trong hệ thống GPON yêu cầu ít hơn 10 mã sử dụng trong cả đường lên và đường xuống để nhận dạng trường thông tin trong khung OAM. Do vậy cần phải xem xét việc ánh xạ trường thông tin trong khung OAM cho chuyển mạch bảo vệ.
7.5 Bảo mật
Do đặc tính phát multicast (phát tới nhiều địa chỉ) của mạng PON, GPON cũng cần các cơ chế bảo mật để đảm bảo yêu cầu sau:
Ngăn chặn người dùng khác giả mã dữ liệu đường xuống
Ngăn chặn người dùng khác giả mạo ONU/ONT hay người dùng khác
Trang 46/56