GPON là một mạng dựa trên truyền dẫn quang học nhằm cung cấp kết nối mạng tốc độ cao. Các đặc tính của công nghệ GPON đã được tiêu chuẩn hóa bởi Liên minh Viễn thông Quốc tế-T (ITU-T) trong loạt Khuyến nghị G.984. GPON hỗ trợ tốc độ dữ liệu 2,5 Gbps cho hạ lưu và hai tùy chọn 1,25 / 2,5 Gbps cho truyền tải ngược dòng. Các cấu hình vật lý có thể được nhìn thấy bằng tỷ lệ phân tách và khoảng cách của OLT-ONU. Về mặt lý thuyết, các phần tách có thể lên tới 64 nhưng do những hạn chế về phần cứng hiện tại, sự phát triển cho đến nay chỉ có thể đạt tới 32. Chiều dài vật lý tối đa từ OLT đến ONU là 20 km. Các giao dịch xuôi dòng và ngược dòng được truyền ở 1490nm và 1310nm trong khi bước sóng 1550nm được phân bổ cho RF hoặc video tương tự.
Việc xử lý tín hiệu như điều chế quang-điện được thực hiện trong CS trước khi Kết thúc đường quang (OLT) truyền tín hiệu quang đến sợi quang. Bộ chia thụ động tại Mạng phân phối quang (ODN) định tuyến tín hiệu đến người dùng tương ứng.
BẢNG I: TÍNH CHẤT GPON
Quantity Value
Tiêu chuẩn ITU-T G.984
Tốc độ dữ liệu (xuôi dòng) 1,25 / 2,5 Gbps Tốc độ dữ liệu (ngược dòng) 2,5 Gb / giây
Bước sóng (xuôi dòng) 1490 hoặc 1550nm
Bước sóng (ngược dòng) 1330nm
Max PON splits 64 (Lý thuyết)
32 (Phát triển)
Khoảng cách tối đa 60 km (Lý thuyết)
RoF đơn giản nhất trên thiết kế GPON là sử dụng mô-đun RF độc lập tại CS và RAU tại ONU / BS. Điều này là để đảm bảo rằng sự tích hợp này sẽ không sử dụng chính tín hiệu dữ liệu GPON hiện tại (ứng dụng có dây). Sau đó, phương thức chuyển giao cho sơ đồ không dây sẽ dễ dàng hơn khi bất kỳ người dùng di động nào chuyển đến khu vực phủ sóng BS khác. Do công việc này tập trung vào phân phối kỹ thuật RoF bằng kiến trúc mạng GPON, nên tín hiệu dữ liệu có dây GPON hiện tại sẽ không
được xem xét.
Hình 3.2 Một RoF điển hình trên kiến trúc GPON
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MÔ PHỎNG
Phần này mô tả ngắn gọn về thiết lập mô phỏng trong OptiSystem trong đó tất cả các tham số cần thiết đều dựa trên các thuộc tính được tiêu chuẩn hóa GPON. Sự phát triển của truyền dẫn hai chiều cho kiến trúc GPON được RoF sử dụng. Một máy phát (Tx) và máy thu (Rx) được sử dụng tại OLT và được phân phối cho 32 ONU. Sợi hai chiều được sử dụng với chiều dài thay đổi từ Bộ tách quang thụ động hai chiều 1:32 được sử dụng để kết nối ONU với sợi xương sống. Cuối cùng, tín hiệu ngược dòng và hạ lưu được phân tách bằng bộ tuần hoàn quang và độ trễ quang được đưa vào sợi quang để đảm bảo thời gian lưu thông chính xác.
Thiết kế sơ đồ của mô-đun Tx và Rx giống hệt nhau cho cả OLT và ONU. Tại Tx, tín hiệu dữ liệu được tạo bởi Bộ tạo chuỗi ngẫu nhiên giả ngẫu nhiên (PRBS) trong đó tốc độ bit được đặt ở mức 2,5 Gbps và tần số làm việc được chọn là 5 GHz hoạt động như tín hiệu IEEE 802.11a. Dữ liệu sau đó được điều chế bằng bộ điều chế Phase Shift Keying (PSK). Bộ lọc thông dải hình chữ nhật được sử dụng ở cả Tx và Rx để chỉ thu được phổ yêu cầu. Điều chế quang học bao gồm CW Laser Diode (LD) và Bộ điều chế Mach Zehnder (MZM) hoạt động ở 1490nm đã chuẩn bị tín hiệu điện được truyền qua sợi hai chiều. Tại Rx, sau khi phát quang (PD), tín hiệu được khuếch đại và lọc để tái tạo tín hiệu mong muốn. Tín hiệu sau đó được đưa vào máy phân tích phổ và BER để phân tích dữ liệu.
Hình 12 Mô phỏng được thiết lập trong OptiSystem Hình 13 Điều chế bộ điều chế Mach Zehnder tại CS
BẢNG II: CẤU HÌNH PHẦN MỀM Sợi quang
Độ suy giảm = 0,2 dB / km Độ phân tán = 16,75 ps / nm / km
Chiều dài = 2-20 km Bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium
(EDFA)
Chiều dài = 5 m Trình tạo chuỗi ngẫu nhiên giả ngẫu
nhiên (PRBS)
2.5 Gbps (DS/US)
Laser diode Công suất = 10 dBm
Bộ điều chế Mach-Zehnder Tỉ lệ suy hao = 30 dB Máy phát quang Khả năng đáp ứng = 0,9 A / W
Khóa dịch pha (PSK) Tần số = 5 GHz
Bộ lọc thông dải hình chữ nhật 0,75 * Tốc độ bit
Bộ chia hai chiều 1x32
Tại CS, điều chế tại MZM có thể được nhìn thấy trong Hình 4.3. Laser được điều chế bằng tín hiệu RF và được tạo ra ở đầu ra với các mặt tích cực và tiêu cực. Ngoài ra, kỹ thuật điều chế Ghép kênh phụ (SCM) trong đó một số tín hiệu RF được ghép và truyền trên một bước sóng duy nhất, sẽ tạo ra nhiều dải biên ở đầu ra MZM. Do đó, SCM hấp dẫn để cung cấp một số sơ đồ không dây bằng kỹ thuật RoF qua một mạng quang duy nhất.