Adapter: là bộ để đấu nối 2 connecter ở trên với nhau, việc đấu nối có thể là đấu nối thẳng, tức 2 connecter giống nhau hoặc đấu nối chéo giữa 2 connector khác nhau tương ứng với 2 loại adapter khác nhau.
2.3. Mơ hình triển khai mạng quang mới.
Hình 2.18. Mơ hình triển khai mạng quang mới.
2.4. Kết luận
Trong phần 2, em đã giới thiệu về cấu tạo cũng như cách thức hoạt động và tổ chức của một mạng GPON. Nhìn chung, cấu trúc mạng GPON là phức tạp nhất trong tất cả các PON. Nhưng đó là một trong những PON tốt nhất. GPON có lợi ích của việc tiết kiệm chi phí cho việc di chuyển và bổ sung hoặc các thay đổi khác, giá thấp cho mỗi cổng trên các thành phần thụ động, cài đặt dễ dàng và chi phí lắp đặt thấp. Vì vậy, cơng nghệ GPON đạt được sự phổ biến trong các ứng dụng công nghệ đa dạng và luôn thay đổi ngày nay.
Chương 3. KĨ THUẬT MẠNG TRUY NHẬP GPON3.1. Giới thiệu chung. 3.1. Giới thiệu chung.
GPON là chuẩn mạng trong công nghệ mạng chuẩn PON (Passive Optical Network). GPON được biết dưới tên tiếng Việt: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG. Đây là mơ hình kết nối mạng theo kiểu kết nối: Điểm – Đa điểm, trong đó các thiết bị kết nối giữa nhà mạng và khách hàng sử dụng các bộ chia tín hiệu quang (Spliter) thụ động (khơng dùng điện).
GPON (Gigabit Passive Optical Network) được định nghĩa theo chuẩn ITU-TG.984. GPON được mở rộng từ chuẩn BPON G.983 bằng cách tăng băng thơng,nâng hiệu suất băng thơng 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 Gbit/s của băng thơng luồng xuống và 1,244 Gbit/s thậm chí tới 2,448 Gbit/s của bang thơng 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 khả năng tương thích lớn giữa các nhà cung cấp thiết bị.
3.1.1. Về kĩ thuật.
Do đặc tính câu trúc của BPON khó có thể nâng câp lên tốc độ cao hơn 622 Mbps và mạng PON trên cở sở nền ATM khơng tối ưu đối với lưu lượng IP, nhóm FSAN phát triển một hệ thống mạng PON mới từ năm 2001 với tốc độ 1Gbps hỗ trợ cả lưu lượng ATM và IP. Dựa trên các khuyến nghị của FSAN, từ năm 2003- 2004, ITU-T đã chuẩn hóa một loạt các tiêu chuẩn cho mạng PON Gigabit (GPON) bao gồm G.984.1, G.984.2 và G.984.3. Chuẩn GPON hiện nay được định nghĩa dựa trên các giao thức cơ bản của chuẩn SONET/SDH ITU. Các giao thức của nó khá đơn giản và địi hỏi rât ít thủ tục. Chính vì thế mà hiệu suât băng thông của GPON đạt tới hơn 90%.
bao. Số thuê bao chia từ mỗi Splitter có thể từ 32 - 64 thuê bao (tức là 32 - 64 hộ gia đình).
GPON sử dụng các thiết bị Splitter thụ điện không cần cấp nguồn điện cho nên đạt được nhiều lợi ích như giảm được chi phí, có thể đặt bất cứ đâu, tiết kiệm điện và không gian chưa cáp, đồng thời gần như không bị ảnh hưởng bởi thời tiết: sét, mưa bão...
3.1.2. Mơ tả hệ thống GPON.
Gpon có cấu trúc mạng điểm - đa điểm mà nghĩa tiếng anh là Point to multipoint. Bằng cấu trúc mạng điểm này, đường truyền chính sẽ đi từ thiết bị trung tâm qua một thiết bị chia tín hiệu (gọi là Splitter), sau đó từ Splitter này mới chia thành các thuê bao. Số thuê bao chia từ mỗi Splitter có thể từ 32 - 64 thuê bao (tức là 32 - 64 hộ gia đình).
3.1.3. Các đặc tính cơ bản của GPON.3.1.3.1. Tốc độ bit. 3.1.3.1. Tốc độ bit.
Về cơ bản, GPON hướng tới tốc độ truyền dẫn lớn hơn hoặc bằng 1.2Gbit/s. Tuy nhiên, trong trường hợp dịch vụ xDSL khơng đối xứng cho FTTH hoặc FTTH thì khơng cần thiết đến tốc độ cao như vậy. GPON định nghĩa 7 dạng tốc độ bit sau:
- Đường lên 155 Mbit/s, đường xuống 1.2 Gbit/s. - Đường lên 622 Mbit/s up, đường xuống 1.2 Gbit/s. - Đường lên 1.2 Gbit/s up, đường xuống 1.2 Gbit/s. - Đường lên 155 Mbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s. - Đường lên 622 Mbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s. - Đường lên 1.2 Gbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s. - Đường lên 2.4 Gbit/s up, đường xuống 2.4 Gbit/s.
3.1.3.2. Thơng số kĩ thuật cơ bản.
- Bước sóng: 1206-1360nm đường lên; 1480-1500nm đường xuống. - Đa truy nhập hướng lên: TDMA.
- Cấp phát băng thông động DBA. - Loại lưu lượng: dữ liệu số. - Khung truyền dẫn: GEM.
- Dịch vụ: dịch vụ đầy đủ (Ethernet, TDM, POTS). - Tỉ lệ chia của bộ chia thụ động: tối đa 1:128. - Giá trị BER lớn nhất: 10-12
- Phạm vi công suất sử dụng luồng xuống: -3 đến +2 dBm (10km ODN) hoặc +2 đến +7 (20km ODN).
- Loại cáp: tiêu chuẩn ITU-T Rec.G.652. - Suy hao tối đa giữa các ONU: 15 dB.
- Cự ly cáp tối đa : 20Km với DFB laser luồng lên, 10Km với Fabry-Perot.
3.1.3.3. Khoảng cách logic.
Khoảng cách logic là khoảng cách lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT ngoại trừ khoảng vật lý.Trong mạng GPON, khoảng cách logic lớn nhất là 60 km.
3.1.3.4. Khoảng cách vật lý.
Khoảng cách vật lý là khoảng cách vật lý lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT. Trong mạng GPON, có hai tùy chọn cho khoảng cách vật lý: 10 km và 20 km. Đối với vận tốc truyền lớn nhất là 1.25 Gbit/s thì khoảng cách vật lý là 10 km.
3.1.3.5. Tỉ lệ chia.
Đối với các nhà khai thác mạng thì tỉ lệ chia càng lớn càng tốt.Tuy nhiên tỉ lệ chia lớn thì địi hỏi cơng suất phát quang phát cao hơn để hỗ trợ khoảng cách vật lý lớn hơn.Tỷ lệ chia 1:128 là tỉ lệ lý tưởng cho lớp vật lý với công nghệ hiện nay tại FPT. Tuy nhiên trong các bước phát triển tiếp theo thì tỉ lệ 1:256 có thể được sử dụng.
3.2. Tình hình triển khai GPON hiện nay3.2.1. Tình hình triển khai ở thế giới 3.2.1. Tình hình triển khai ở thế giới
Hiện nay hai công nghệ GPON và GEPON đang được triển khai đồng thời trên thế giới. Trong đó GPON chủ yếu được triển khai ở Châu Á, Châu Mỹ và Châu Âu. Tại đây về cơ bản các nhà cung cấp dịch vụ FTTH sử dụng kiến trúc của GPON của ITU. Và đang tiến hành từng bước xây dựng các mạng quang thụ động G-PON, song song xây dựng các mạng truy nhập quang thụ động XG-PON, hướng đến xây dựng các mạng truy nhập quang thụ động 40G-PON trong tương lai gần.
Hình 3.3. Tình hình triển khai GPON trên thế giới
3.2.2. Tình hình triển khai ở Việt Nam
Từ năm 2009, Việt Nam có khoảng 3 triệu thuê bao dịch vụ băng rộng với 3 nhà cung cấp dịch vụ internet lớn nhất là VNPT, Viettel và FPT. Dịch vụ băng rộng dựa trên công nghệ truy nhập quang thụ động GPON bắt đầu được triển khai tại Việt Nam vào đầu năm 2011, hiện có 5 nhà cung cấp dịch vụ FTTH/GPON là Netnam, VNPT, VIETTEL, FPT và CMC, các dịch vụ này hiện được triển khai tại các trung tâm kinh tế trong nước, tập trung chính tại hai thành phố lớn là Tp.Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh. Hiện có khoảng 180 nghìn th bao dịch vụ FTTH/GPON.
3.3. Kết luận
Với công nghệ không ngừng phát triển, và người dùng cuối yêu cầu tốc độ internet nhanh hơn, công nghệ sợi quang là cách tuyệt đối để đi. Các mạng Fiber to Home (FTTH) tiếp tục có nhu cầu cao vì điều này. Cáp quang là thứ duy nhất có thể hỗ trợ nhu cầu về tốc độ cao hơn cũng như khoảng cách trong mạng. Cáp quang có ưu điểm khác so với dây cáp kim loại, chẳng hạn như đồng, vì chúng ít bị nhiễu hơn. Tia lửa nguy hiểm ln là một khả năng khi sử dụng cáp kim loại để truyền tín hiệu. Tia lửa nhỏ có thể xảy ra khi gửi điện thế xuống một môi trường kim loại, những tia lửa nhỏ này có khả năng gây ra tình trạng thiếu hụt. Bằng cách sử dụng cấu trúc mạng GPON, điều này sẽ loại bỏ mối nguy hiểm đó do hiện tại khơng có truyền tải. Với một sợi quang duy nhất có thể hỗ trợ nhiều người dùng do việc sử dụng bộ tách quang thụ động làm cho GPON trở thành một lợi thế bằng cách giảm thiết bị, đáp ứng các khu vực có mật độ cao cũng như hỗ trợ dịch vụ chơi ba lần; thoại, ngày và video IP với tốc độ yêu cầu của công chúng. Với các kết nối ethernet chỉ là điểm tới điểm, GPON lợi
KẾT LUẬN 1. Tổng kết các nội dung nghiên cứu
Mạng truy nhập quang thụ động GPON là giải pháp hợp lý cho cả ba mục tiêu:
Thứ nhất: khơng phải thay đổi cấu hình hoặc xây lắp mới tuyến cáp quang, chỉ cần đặt bộ chia tại điểm tập trung cáp; Thứ hai: giảm được chi phí nhờ sự chia sẻ mơi trường truyền dẫn giữa những người sử dụng; Thứ ba: phù hợp với mọi loại hình chuyển giao thơng tin nhờ băng tần rộng của sợi quang. Với phương thức chuyển giao thông tin mềm dẻo linh hoạt hiệu quả sự dụng băng tần sợi quang sẽ tăng đáng kể, đây cũng là một yếu tố làm giảm chi phí.
Cơng nghệ GPON ra đời chính là nhằm mục đích kết hợp các điểm mạnh của truyền tải TDM kết hợp với cơ sở hạ tầng là mạng cáp sợi quang chi phí thấp, kết nối điểm-đa điểm, hỗ trợ cả dịch vụ TDM và Ethernet. Đây là công nghệ hứa hẹn sẽ giải quyết được các vấn đề tắt nghẽn băng thông, cho phép xây dựng mạng truy nhập nội hạt như là một mạng số hố, băng rộng và có tính tương tác cao.Sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA kết hợp với các phương thức định cỡ và phân định băng tần động là một trong những điểm nổi bật của công nghệ GPON giúp giải quyết vấn đề băng thông, tắc nghẽn trong truyền tải tốc độ cao. GPON sử dụng phương thức đóng gói dữ liệu GEM hỗ trợ cho cả các gói dữ liệu TDM và Ethernet. Các kỹ thuật đó cho phép GPON hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau với tốc độ truy nhập và chất lượng cao. Hiện nay, tiêu chuẩn GPON đã được ITU chuẩn hóa, đây sẽ là giải pháp cơng nghệ thích hợp nhất cho các khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu thương mại, chung cư cao cấp, ngân hàng, v.v... GPON hoàn toàn phù hợp với yêu cầu thực tế của thị trường Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ.
2. Kết luận
Ưu điểm lớn nhất của công nghệ GPON là:
- Đem đến cho người dùng trải nghiệm cảm giác của 1 đường truyền tốc độ rất cao sử dụng trong IPTV, Camera, truyền hình trực tuyến, VOD, Video Conference… đây chính là ưu điểm “All in One”-tất cả trong 1.
- Tiết kiệm chi phí về vật tư, cáp, chi phí nguồn điện, khơng gian hộp cáp, thời gian bảo trì, nhân lực bảo dưỡng tuyến cáp.
- Sử dụng kiến trúc đa điểm cho nên không bị suy giảm, tiêu hao tốc độ. Giá thành trọn gói đơi khi rẻ hơn gói cước thơng dụng ADSL. Tốc độ Download có thể lên đến 10Gbps.
- Sử dụng các thiết bị chia quang Splitter không cần cấp nguồn điện, nên có giá thành rẻ và có thể đặt ở bất kì đâu, khơng phụ thuộc vào các điều kiện môi trường, không cần phải cung cấp năng lượng cho các thiết bị giữa vòng máy trung tâm và phía người dùng. Khơng bị suy giảm tốc độ như công nghệ quang chủ động do phụ thuộc vào các thiết bị chuyển mạch quang-điện khi truyền đi trong hệ thống.
- Cung cấp dịch vụ cho mọi yêu cầu khách hàng với tốc độ Download lên đến 2,5Gb/s và hỗ trợ dịch vụ Triple&Play như data, thoại, hình ảnh…Đảm bảo dịch vụ cáp quang băng rộng FTTx có đường truyền Internet đạt chất lượng cao, không bị suy hao hay suy giảm chất lượng kết nối theo khoảng cách, tối đa có thể lên tới 20Km.
- Hệ thống truyền dẫn an tồn khơng bị ảnh hưởng do thời tiết và tác động bên ngồi của mơi trường, ngay cả trong điều kiện thời tiết xấu. Xu thế hiện đại, hiện nay các nước phát triển trên thế giới như Anh, Pháp, Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc, Úc, Mỹ…đều đã sử dụng thay thế ADSL bằng công nghệ GPON.
- Với những lý do nêu trên,công nghệ PON được coi là một giải pháp đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề tắc nghẽn băng thông trong mạng truy nhập,cho phép triển khai các dịch vụ băng rộng và có tính tương tác.Trong thời gian ngắn trước mắt, ứng dụng của cơng nghệ PON có thể là nhà cung cấp cho các cơng ty điện thoại,mạng cáp TV, và cho các nhà cung cấp dịch vụ mạng vô tuyesn. Với việc đưa ra một giải pháp với giá thành hạ,băng tần cao,có khả năng chống lỗi,cơng nghệ PON sẽ là giải pháp tốt nhất cho mạng thế hệ sau,cũng như cho mạng truy nhập băng rộng.
3. Hướng nghiên cứu tiếp theo
Hướng nghiên cứu tiếp theo của báo cáo chuyên đề viễn thông tiên tiến là dựa trên cấu hình mạng GPON, cần đề ra các bước triển khai lắp đặt và cung cấp dịch vụ cho khách hàng, đặc biệt là tiêu chuẩn hóa việc lắp đặt các thiết bị của mạng ODN đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt nhất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tiếng Việt.
[1] Lê Thanh Tùng (TS) (2017), “Nghiên cứu triển khai mạng FTTx tại TP Bắc Ninh trên nền GPON”, Trường đại học công nghệ.
[2] Vũ Lâm Tuấn (TS) và Vũ Văn San (TS) (2012), “Nghiên cứu công nghệ mạng truy nhập quang và ứng dụng cho vnpt lạng sơn”, học viện cơng nghệ bưu chính viễn thơng.
Và các tài liệu về FTTx, các tiểu luận, luận văn về GPON trên các trang luanvan.net, 123doc.org …
2. Tiếng Anh.
[1] Commscope Solutions Marketing GPON-EPON Comparison. [2] FabioNeri, Jorge M. Finochietto, Passive Optical Netwwork.
[3] Ivica Cale, Aida Salihovic, Matija Ivekovic, Gigabit Passive Optical
Network-GPON
[4] Stefan Dahlfort, Comparison of 10Gbit/s PON vs WDM-PON.