1.1.2.4.2. Mạng truy nhập quang GPON
Mạng truy nhập quang GPON (Gigabit Passive Optical Network) là công nghệ PON truyền dẫn với tốc độ Gb/s, được định nghĩa theo chuẩn ITU-T G.984. GPON được mở rộng từ chuẩn BPON G.983 bằng cách tăng băng thông, nâng hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi và tiêu chuẩn hóa quản lý.
GPON hỗ trợ nhiều mức tốc độ khác nhau, trong đó hỗ trợ tới 2,488 Mbit/s của băng thông luồng xuống và 1,244 Mbit/s thậm chí tới 2,448 Mbit/s của băng thông luồng lên. Phương thức đóng gói GEM (GPON Encapsulation Method) cho phép đóng gói lưu lượng người dùng rất hiệu quả, với sự phân đoạn khung cho phép nâng cao chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) phục vụ lưu lượng nhạy cảm như truyền thoại và video. GPON hỗ trợ tốc độ cao, tăng cường bảo mật và hỗ trợ cả dịch vụ TDM và Ethernet, điều đó cho phép GPON hỗ trợ nhiều loại dịch vụ với chi phí thấp cũng như cho phép khả năng tương thích lớn giữa các nhà cung cấp thiết bị.
2. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ O-OFDM TRONG MẠNG VNPT VNPT
Hệ thống thông tin quang VNPT cũng như các mạng khác được tổ chức thành mạng trục, mạng biên và mạng truy cập. Về mạng truyền tải có hệ thống cáp quang
C Ấ U H ÌN H M Ạ N G M A N IP /M P L S B a c k B o n e R IN G C O R E B R A S P E 2 5 k m 2 2 k m 3 5 k m R I N G 3 - 2 G b ps R I N G 4 10 G bp s R I N G 6 10 G bp s 1 G E 1 G E 0 9 k m 1 6 k m 6 1 k m 1 8 .5 k m 1 4 k m 2 9 k m 4 0 . 5 k m 3 3 k m 7 7 k m 4 . 5 k m 6 .5 k m 2 1 k m 0 . 0 1 k m 0 . 0 1 k m 0 . 0 1 k m 7 x G E 7 x G E Hệ t hốn g q uản l ý 0 . 0 1 k m 1 2 k m R I N G 2-10 G bp s R I N G 5 - 10 G b ps 0 5 k m 0 6 k m 0 5 k m 2 5 k m 0 7 k m 6 . 5 k m 1 4 . 5 k m 7 k m C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S R I N G 1- 10 G b p s 1 7 k m 0 6 k m 3 0 k m 0 5 k m C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C Ấ U H ÌN H M Ạ N G M A N IP /M P L S B a c k B o n e R IN G C O R E B R A S P E 2 5 k m 2 2 k m 3 5 k m R I N G 3 - 2 G b ps R I N G 4 10 G bp s R I N G 6 10 G bp s 1 G E 1 G E 0 9 k m 1 6 k m 6 1 k m 1 8 .5 k m 1 4 k m 2 9 k m 4 0 . 5 k m 3 3 k m 7 7 k m 4 . 5 k m 6 .5 k m 2 1 k m 0 . 0 1 k m 0 . 0 1 k m 0 . 0 1 k m 7 x G E 7 x G E Hệ t hốn g q uản l ý 0 . 0 1 k m 1 2 k m R I N G 2-10 G bp s R I N G 5 - 10 G b ps 0 5 k m 0 6 k m 0 5 k m 2 5 k m 0 7 k m 6 . 5 k m 1 4 . 5 k m 7 k m C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S R I N G 1- 10 G b p s 1 7 k m 0 6 k m 3 0 k m 0 5 k m C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S C E S
biển và cáp quang đất liền. Các công nghệ sử dụng trong mạng truyền dẫn quang của VNPT như: SDH, WDM (DWDM), IP, MPLS, NGN, GMPLS … VNPT sử dụng chủng loại thiết bị đa dạng của nhiều hãng, trong đó phải kể đến của Nortel, Ciena, Alcatel, Huawie…
Các mạng truy cập được tổ chức dưới các dạng như WAN, MAN, LAN với công nghệ chủ yếu là GPON.
Công nghệ O-OFDM với đặc điểm ứng dụng được trình bày trong các mục ứng dụng kết hợp với kỹ thuật tách sóng kết hợp tại máy thu (ứng dụng cho mạng trục), ứng dụng OFDM-PON và ứng dụng truyền trong sợi quang đa mode (được ứng dụng trong mạng truy nhập). Trong tương lai, để đáp ứng nhu cầu về tăng tốc độ dữ liệu cũng như hiệu năng hệ thống, ngoài ra còn giảm chi phí nâng cấp hệ thông, phát triển hệ thống đặc biệt với vùng mạng truy cập thì việc nghiên cứu ứng dụng O- OFDM trong mạng truyền dẫn quang VNPT là một giải pháp tiềm năng.
2.1 Mạng trục
Yêu cầu của mạng trục (backbone) là dung lượng cực lớn, tốc độ dữ liệu cao (cực cao) có thể lên đến hàng Tb/s, khoảng cách liên lạc lớn, bù tán sắc càng ít càng tốt (lý tưởng nhất là không phải bù tán sắc). Với đặc điểm của kỹ thuật O-OFDM và khi kết hợp với tách sóng kết hợp coherent tại máy thu có thể đáp ứng được các yêu cầu trên.
2.2 Mạng truy nhập
Mạng truy nhập có thể áp dụng O-OFDM – PON thay thế các TDM-PON (EPON và GPON), WDM-PON hiện nay do có những nhược điểm như thuật toán lập lịch phức tạp, kỹ thuật tạo khung khó khăn, tăng giá thành hệ thống… OFDM-PON cùng với ứng dụng truyền tải trên sợi quang đa mode (MMF) để không những tăng tốc độ dung lượng các mạng LAN, Ethernet có thể lên đến 20Gb/s mà còn tăng hiệu quả ghép nguồn sáng với sợi quang…
Cũng có nghiên cứu kỳ vọng tốc độ mạng truy nhập quang khi sử dụng công nghệ trên và kết hợp với tách sóng kết hợp thì tốc độ có thể đạt tới trên 100Tb/s. Những tốc độ trên lớn hơn rất nhiều so với tốc độ mạng hiện tại của VNPT.
Bởi vậy trong tương lai, khi cần nâng cấp hệ thống hay triển khai mới hệ thống thì công nghệ O-OFDM và kết hợp của nó với các công nghệ khác là một hướng cần được quan tâm nhằm tạo ra hệ thống mạng vừa đáp ứng nhu cầu đồng thời giảm chi phí.
KẾT LUẬN
Công nghệ O-OFDM có hiệu quả sử dụng phổ cao, áp dụng hiệu quả thuật toán IFFT / FFT và chip DSP để thực hiện điều chế và giải điều chế trực giao của sóng
mang con. Nó có thể loại bỏ hiệu quả nhiễu liên ký hiệu (ISI) và nhiễu sóng mang (ICI) và bù lại tán sắc của kết nối quang cự ly xa. Hơn nữa, nó có thể đạt được sự truyền tải dịch vụ không đối xứng bằng cách phân bổ số lượng sóng mang con khác nhau trong các đường upstream và downstream. Vì những ưu điểm này, OFDM có thể được ứng dụng cho mạng diện rộng (WAN), mạng khu vực đô thị (MAN), mạng LAN, mạng trong nhà và các hệ thống thông tin quang không gian tự do. OFDM là một công nghệ đầy hứa hẹn trong lĩnh vực truyền thông sợi quang, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu thêm. Nhược điểm quan trọng nhất của OFDM là PAPR (tỉ lệ công suất đỉnh trên công suất trung bình) cao và độ nhạy với nhiễu pha, lệch tần số và mất cân bằng I/Q trong thông tin không dây. Ngoài ra, chi phí thực hiện máy phát và máy thu trong hệ thống OFDM cao hơn so với các chế độ điều chế khác.
Với khả năng ứng dụng O-OFDM trong mạng truyền dẫn quang của VNPT, căn cứ vào thực trạng và tốc độ phát triển của nhu cầu người dùng thì việc hướng tới các giải pháp nâng cao hiệu năng của hệ thống là tất yếu. Ngày nay, rất nhiều công nghệ đang được nghiên cứu phát triển, đưa vào triển khai trong thực tế các mạng cáp sợi quang trên thế giới cũng như ở Việt Nam, ví dụ công nghệ OTN… Công nghệ O- OFDM trên thế giới cũng đã áp dụng và ngày càng được triển khai rộng rãi trên cả mạng trục và mạng truy nhập nhằm cải thiện khả năng hệ thống, đồng thời giảm chi phí nâng cấp hệ thống. Đặc biệt đối với mạng truy cập LAN, Ethernet… việc áp dụng mạng toàn quang trong đó sử dụng công nghệ O-OFDM cũng là một giải pháp tiềm năng, tiết kiệm chi phí cho việc nâng cấp mạng của VNPT trong tương lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Buchall Fdischler R. et al., “Optioned sensitivity direct detection O-OFDM with multi level subcarrier modulation”[C]. Optical Fiber communication National Fiber Optical Engineers Conference, OFC/NFOEC,1-3(2008).
[2] Moreolo M S.Muoz Rjunyent G. et al., “Novel Power Efficient Optical OFDM Based on Huntley Transform for Intensity-Modulated Direct-Detection Systerms- Lightwave Technology”, IEEE, 28(5):798-805(2010).
[3] D. Zhi, et al., “A Bandwidth Efficient De-sign of IM/DD Optical OFDM”[A]Conference on Quantum electronics and Laser Science. June1-2 (2009). [4] W.Yumin, et al., “Key Technologies and Applications for OFDM”[M]. Beijing: China MachinePress, 2006 (in Chinese).
[5] Ramaswami R, Sivarajan N., et al., “Optical Networks: a Practical Perspective”[M].Second Edtion,San Francisco:Morgan Kaufman Publisher,(2002). [6] Hillerkuss D, Schellinger T, et al., “Single source optical OFDM transmitter and optical FFT receiver demonstrated at line rates of 5.4 and 10.8 Tbit/s”[C]. OFC, PDPC1(2010).
[7] T. Chao, et al., “200 Gs/s real-time optical-sampling- baaed orthogonal frequency division multiplexing system”[C]. OFC, OWO5(2010).
[8] W. shieh, et al., “Coherent optical OFDM: Has Its Time Come?”[J].Journal of Lightwave Technology, 7,234-255(2008).
[9] Luo, Xuanjie. "The application of OFDM in optical fiber communication systems." IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 332. No. 4. IOP Publishing, 2019.