3.8.1. Mục đích
Vì nhiều ONU kết nối với giao diện OLT trong hệ thống mạng PON, nên địi hỏi phải có một phương pháp để ghép kênh các tín hiệu từ mỗi ONU. Một trong những phương pháp đó là TDMA, TDMA chia tín hiệu vào các khe thời gian khác nhau để sao cho chúng không xung đột nhau.
Việc sắp xếp trong kĩ thuật TDMA như sau: Trước hết, OLT đo độ trễ khứ hồi RTD đến ONU, định thời truyền dẫn của ONU được xác định theo RTD để tín hiệu từ những ONU riêng lẽ đến và không chồng lắp lên nhau. Phương pháp TDMA ghép các tín hiệu từ những ONU khác nhau vào trong các khe thời gian khơng chồng lắp.
Mỗi khi có sự xung đột dữ liệu trên đường truyền thì dữ liệu đó cần được truyền lại, và giao thức sắp xếp trong GPON sẽ tính tốn thời gian để truyền lại, sao cho hiệu quả nhất, giảm thiểu trễ truyền, và sử dụng băng thơng có hiệu quả.
3.8.2. Thủ tục sắp xếp
Vì khoảng cách giữa các ONU và OLT khác nhau, nên nếu mỗi trễ khứ hồi RTD (Round Trip Delay) chưa được xác định thì định thời truyền dẫn vẫn chưa được thực hiện. Vì vậy, nếu có một ONU mới kết nối vào mạng thì trước hết cần phải đo RTD. Bằng lệnh của hệ thống vận hành, OLT tự động tạo ra cửa sổ sắp xếp phù hợp để đo trễ và xác định ONU để truyền tín hiệu cho việc đo trễ. Chiều dài của cửa sổ sắp xếp được thiết lập tùy theo khoảng cách giữa ONU và OLT. Ví dụ, nếu ONU được đặt ở vị trí khoảng từ 5-10 km thì cửa sổ sắp xếp sẽ đạt giá trị là (10–5 km) * 2/(300,000 km/sec/1.5) = 50 msec, theo thời gian mà ánh sáng di chuyển qua về từ OLT đến ONU, ở đây, 1.5 là chỉ số khúc xạ ánh sáng.
Có hai cách xác định ONU cho quá trình sắp xếp: Một phương pháp xác định chỉ một ONU duy nhất đã đăng ký và phương pháp khác xác định tất cả các ONU chưa đăng ký. Trong phương pháp thứ nhất, một ONU với số ID riêng được xác định trong
Đồ án tốt nghiệp 53 Sinh viên: Bùi Thị Phong
hệ thống vận hành. Trong phương pháp thứ hai OLT không biết số ID riêng của mỗi ONU, khi đó sẽ có vài ONU có thể truyền tín hiệu cho q trình đo trễ diễn ra liên tục. Một biện pháp giảm xung đột trong quá trình sắp xếp là truyền tín hiệu cho q trình đo trễ với một khoảng thời gian trễ ngẫu nhiên, tương tự như phương pháp được sử dụng trong Ethernet (CSMA/CD). Thậm chí nếu có xảy ra xung đột ngay bước đầu tiên thì vẫn có thể tiến hành đo trễ bằng cách lặp lại quá trình truyền dẫn hai hay ba lần…
Vì dữ liệu người dùng khơng được truyền trước khi q trình sắp xếp kết thúc nên sẽ khơng làm tăng trễ truyền dẫn dữ liệu. Ngoài ra, thời gian chờ ngẫu nhiên được sử dụng để chống xung đột không được bao gồm trong độ trễ khứ hồi RTD
3.8.3. Giao thức ranging GPON
ITU-T Rec. G.983.2 B-PON và ITU-T Rec. G.984.3 GPON sử dụng thủ tục sắp xếp tương tự nhau. Thủ tục sắp xếp GPON được chia làm 2 giai đoạn.
Hình 3-28: Sắp xếp GPON trong giai đoạn 1
Giai đoạn đầu, đăng kí số serial cho ONU chưa đăng kí và cấp ONU-ID cho ONU đã được thực thi. Số serial là số nhận dạng của mỗi ONU riêng và là số duy nhất. Nói cách khác số nhận dạng ONU được dùng để điều khiển, giám sát và kiểm tra ONU, vì thế nó là số duy nhất trên trong mỗi mạng PON. Trong giai đoạn đầu, nó gồm các bước sau (hình 3-28):
1) OLT chỉ định tất cả ONU tạm dừng việc truyền dẫn ở hướng up lên (ONU halt). 2) OLT chỉ định ONU chưa có số nhận dạng ONU-ID để truyền serial-number
Đồ án tốt nghiệp 54 Sinh viên: Bùi Thị Phong
3) Lúc nhận được yêu cầu truyền serial_number, ONU này sẽ truyền số serial (SN- transmission) sau khi đợi thời gian ngẫu nhiên (tối đa là 50 ms, thời gian để lắng nghe trên đường truyền có bị nghẽn hay k)
4) OLT chỉ định một ONU-ID cho ONU chưa được đăng kí (bản tin assign ONU-ID message).
Trong giai đoạn kế tiếp, độ trễ khứ hồi RTD được đo ở mỗi ONU đăng kí mới. Hơn nữa, giai đoạn này cũng ứng dụng cho các ONU mà bị mất tín hiệu trong lúc truyền. Các bước chi tiết được mơ tả như sau (hình 3-29):
Hình 3-29: Sắp xếp GPON trong giai đoạn 2
5) OLT chỉ định tất cả ONU tạm dừng việc truyền dẫn ở hướng up lên (ONU halt). 6) Sử dụng số serial đã đăng kí, OLT chỉ định chỉ có một ONU được truyền tín hiệu
để đo độ trễ (Ranging request).
7) ONU có số serial khớp với số serial được chỉ định sẽ truyền tín hiệu để đo độ trễ (Ranging transmission) nó bao gồm số nhận dạng ONU-ID được gán ở giai đoạn đầu.
8) OLT sẽ đo độ trễ khứ hồi RTD tùy thuộc vào thời gian mà tín hiệu đo độ trễ thu được. Hơn nữa, sau khi xác nhận số serial và số nhận dạng ONU khớp với nhau thì nó thơng báo độ trễ cân bằng (=Teqd - RTD) tới ONU (thông qua bản tin Ranging_time). Ở đây Teqd là hằng số và RTD là giá trị độ trễ RTD tối đa cài đặt trong mạng PON. Ví dụ trong trường hợp độ trễ RTD tối đa của 20 km thì Teqd là 200 ms.
Đồ án tốt nghiệp 55 Sinh viên: Bùi Thị Phong
9) ONU ghi nhớ độ trễ cân bằng mà nó tiếp nhận và làm chậm lại chuỗi thời gian truyền up lên thông qua giá trị độ trễ cân bằng (Delay equalization).
Thơng qua các tiến trình này, tất cả ONU được sắp xếp trở nên tương đương với một độ trễ RTD (= độ trễ round-trip gốc + độ trễ cân bằng).