Kiến trúc bảo vệ mạng GPON rất cần thiết cho việc tăng cường độ tin cậy cho mạng truy nhập. Tuy nhiên, việc triển khai mạng bảo vệ được xem như một cơ chế tùy chọn vì việc này phụ thuộc vào điều kiện kinh tế của từng nhà khai thác mạng. Sau đây là một số cấu hình mạng bảo vệ kép có thể sử dụng trong GPON.
3.12.1. Chuyển mạch bảo vệ
Mạng GPON cần thiết phải có chế độ bảo vệ giữa giao diện ODN trong OLT và giao diện ODN trong ONU qua mạng phân phối quang ODN.
Có hai loại chuyển mạch bảo vệ trong mạng GPON là: chuyển mạch tự động và chuyển mạch bắt buộc.
Chuyển mạch tự động được kích thích khi phát hiện ra các lỗi như mất tín hiệu, mất khung, suy giảm tín hiệu…
Chuyển mạch bắt buộc được kích hoạt trong q 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 mặc dù đây là các chức năng tùy chọn. Cơ chế chuyển mạch bảo vệ được thực hiện bởi trường OAM, do đó trường thơng tin OAM phải được dự trữ trong khung OAM.
3.12.2. Các kiểu cấu hình của mạng GPON kép và yêu cầu của chuyển mạch bảovệvệ vệ
Hầu hết mạng APON/BPON, GPON và EPON đều theo cấu trúc hình cây cung cấp các kết nối điểm đến đa điểm. Splitter được triển khai để chia tín hiệu quang nhận được đến tất cả sợi quang được phân bố. Hình 3-34, 3-35, 3-36, 3-37 chỉ ra 4 loại kiến trúc bảo vệ với các cấp độ bảo vệ khác nhau. Về cơ bản thì chúng làm giống hệt đường link sợi quang gốc và các thiết bị chính.
Loại A, hệ thống quang kép
Hình 3-34: Hệ thống quang kép
Hình 3-34, đây là cấu hình chuyển mạch kép đối với sợi quang, có 2 sợi quang gốc giữa OLT và splitter, trong đó có một sợi dự phịng, ở cấu hình này chỉ có sợi quang gốc được bảo vệ. Hai sợi quang này có sự phối hợp với nhau do đó mà khi sợi quang chính bị đứt thì nó chuyển sang sợi dự phịng. Trong suốt q trình chuyển mạch thì suy hao tín hiệu thậm chí là suy hao các cell truyền là tất yếu, do đó tất cả kết nối giữa các node dịch vụ và thiết bị đầu cuối sẽ được giữ lại trong lúc chuyển mạch sợi quang. OLT khơng có thiết bị dự phịng do đó nếu OLT bị lỗi thì mạng sẽ ngưng hoạt động. Tất cả ONT/ONU và sợi quang dự phịng đều trở nên vơ dụng khi OLT bị lỗi. Trong loại bảo vệ này người ta sử dụng splitter 1:N.
Loại B, hệ thống OLT kép
Hình 3-35, đây là cấu hình kép đối với OLT và sợi quang giữa OLT và bộ chia quang (mạch dự phịng nằm về phía OLT), bộ chia quang có hai cổng đầu ra/đầu vào ở phía OLT có 2 bộ thu phát quang tại OLT và 2 sợi quang gốc giữa OLT và ONU. Cấu hình này yêu cầu mạch dự phịng trong OLT và khơng có dự phịng trong ONU. Nếu OLT lỗi hay sợi quang giữa OLT và splitter bị đứt thì nó chuyển mạch sang bộ dự phịng thông qua bộ điểu khiển đặt ở OLT. Suy hao tín hiệu và suy hao các cell là tất yếu trong quá trình chuyển mạch. Trong loại bảo vệ này người ta sử dụng splitter 2:N.
Loại C, hệ thống kép tồn bộ
Hình 3-36: Hệ thống kép tồn bộ
Hình 3-36, đây là cấu hình kép cả về OLT, ONU, sợi quang và cả bộ chia quang, khơng chỉ có 2 bộ thu phát ở OLT mà cịn có 2 bộ thu phát ở ONU và 2 bộ splitter. Đây là một kiến trúc bảo vệ đầy đủ của FTTH. Trong cấu hình này, lỗi bất kì điểm nào cũng có thể được khơi phục bằng việc chuyển mạch đến thiết bị dự phịng. Do đó chi phí cho cấu hình này là rất cao và nó khơng kinh tế khi mạch dự phòng chỉ được dùng khi mạng chính có lỗi.
Loại D, hệ thống kép một phần
Đây là cấu hình cho phép nhân đơi một phần về phía ONU (không phải tất cả các ONU đều được nhân đơi), Hình 3-37.
Hình 3-37: Hệ thống kép một phần 3.12.2.2. 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 đều có thể trong mạng GPON nếu được yêu cầu, cho dù chúng là những chức năng tùy chọn.
Cơ chế chuyển mạch nhìn chung được nhận ra bởi chức năng của trường OAM, do đó trường thơng tin OAM phải được lưu trữ trong khung OAM.
Tất cả những kết nối được hỗ trợ giữa node dịch vụ và thiết bị đầu cuối phải được giữ lại sau khi chuyển mạch.
3.13. Kết luận
Qua các nghiên cứu ở trên, chúng ta có thể rút ra một số đặc điểm cơ bản của công nghệ GPON như sau:
Cơng nghệ GPON đã được ITU chuẩn hố trong các tiêu chuẩn ITU G984.x, phát triển từ công nghê BPON và hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng cường độ bảo mật, lựa chọn lớp 2 giao thức ATM, GEM và Ethernet với hiệu suất băng thông cao.
GPON là công nghệ truy nhập quang của bộ ba dịch vụ (triple play) như video, thoại, và internet tốc độ cao, với các dịch vụ địi hỏi băng thơng rộng như: HD TV (truyền hình độ nét cao), IPTV (truyền hình tương tác), VoD (xem phim theo yêu cầu), Video Conferrence (hội nghị truyền hình), IP Camera…
Kỹ thuật truy nhập sử dụng trong GPON là TDMA.
Hỗ trợ nhiều loại tốc độ truy nhập đường lên từ 155 Mbit/s đến 2.5 Gbit/s, hỗ trợ hai tốc độ truy nhập đường xuống 1.25 Gbit/s và 2.5 Gbit/s.
Vấn đề tắc nghẽn lưu lượng và những vấn đề liên quan của mạng truy nhập quang tốc độ cao được giải quyết bằng các thủ tục định cỡ (ranging) và cấp phát băng thông động.
Các thủ tục điều khiển và báo hiệu trong GPON đơn giản nhưng vẫn đảm bảo giải quyết các vấn đề cơ bản về kỹ thuật của mạng truy nhập băng rộng tốc độ cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của dịch vụ, điều đó khiến cho GPON là cơng nghệ sử dụng băng thông hiệu quả nhất trong các loại công nghệ PON hiện có.
Tuy nhiên, GPON cũng có nhược điểm chính là: thiếu tính hội tụ IP, có một kết nối duy nhất giữa OLT và bộ chia, nếu kết nối này mất thì tồn bộ ONT/ONU khơng được cung cấp dịch vụ.
CHƯƠNG 4
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPON CUNG CẤP DỊCH VỤ FTTH TẠI VNPT THỪA THIÊN HUẾ