2.3.2.1 Bản tin DBRu
DBA report chiếm từ 1 đến 2 byte trong bản tin DBRu đã tính trước khi ONU truyền upstream. OLT yêu cầu truyền DBRu bằng cách đặt điểm mã đúng trong trường các cờ của một cấu trúc allocation trong Bwmap. Bản tin DBRu chỉ ra lượng thông tin có trong bộ đệm logic tương ứng Alloc-Id của cấu trúc allocation đó.
Cấu trúc allocation chứa yêu cầu DBRu cũng có thể chứa allocation thông thường đối với Alloc-ID cho trước. Nhận thấy sự không rõ ràng tồn tại, nhưng chưa được đánh đại chỉ, sự tự quyết của ONU báo cáo tình trạng chiếm giữ bộ đệm logic trước hoặc sau khi allocation hiện tại được phục vụ.Các yêu cầu sau là cần thiết
ONU sẽ theo phù hợp các ngữ nghĩa đã chọn của DBRu report. Thuật toán OLT DBA sẽ tạo ra các ngữ nghĩa thô của DBRu report. DBRu report không được tính vào bất kỳ .
2.3.2.2 Đặc trưng chiếm giữ bộ đệm
ONU đánh dấu tình trạng chiếm giữ bộ đệm logic kết hợp với Alloc-ID theo các khối báo cáo. Kích thước khối báo cáo nên giống nhau đối với tất cả Alloc-ID trên cùng giao diện PON. Kích thước của khối báo cáo được thông báo qua kênh OMCI vào lúc ONU kích hoạt và có một giá trị mặc định là 48 byte.
Nếu có k gói của một loại nào đó với chiều dài Li byte (i=1,…,k) được chứa trong bộ đệm logic ứng với 1 Alloc-ID, sự chiếm giữ bộ đệm của loại đó, R, được tính như sau: R=ceil( B 1 ∑ = k i Li 1 )
Trong đó B là kích thước khối báo cáo, và ceil(X) là hàm trả về giá trị số nguyên nhỏ nhất mà lớn hơn hoặc bằng X.
Bản tin DBRu trong việc truyền luồng lên, giá trị chiếm giữ bộ đệm được mã hóa trong một trường octet kích thước cố định. Mã hóa không tuyến tính này được cho bỡi bảng sau:
Bảng 2.12:Mã hóa trong trường báo cáo DBA
2.3.2.3 Các kiểu dạng DBRu
Có 2 kiểu định dạng DBRu:
Mode 0: một trường một octet chứa mã không tuyến tính của tất cả lượng thông tin trong bộ đệm logic ứng với 1 Alloc-ID
Mode 1: 2 trường một octet, trường đầu tiên chứa mã hóa không tuyến tính của lượng thông tin được đánh dấu “vàng” khi vào buffer, và trường còn lại chứa mã hóa không tuyến tính của thông tin được đánh dấu “xanh” khi vào buffer.
Trong khi báo cáo của mode 0 có thể được ứng dụng cho các Alloc-Id không hạn chế, báo cáo của mode 1 được ứng dụng các Alloc-ID thích hợp cho chia sẻ băng thông không đảm bảo hoặc best-effort và các luồng lưu lượng cấu thành của nó phụ thuộc sự điều chĩnh lưu lượng tại ONU. Bộ điều chỉnh lưu lượng mỗi luồng của ONU sẽ tương đương gáo rò token song song, thiết lập các kiểm tra CIR và EIR
trên mỗi gói thông tin đến. Bộ điều chỉnh lưu lượng sẽ nhận vào một gói đến bộ đệm là “xanh” nếu nó vượt qua kiểm tra CIR, và “vàng” nếu trượt kiểm tra CIR nhưng qua kiểm tra EIR. Bộ điều chỉnh lưu lượng sẽ loại bỏ các gói trượt cả CIR và EIR và đánh dấu là “đỏ”.
Trong phần trên, phân bổ băng thông DBA dựa trew6n thông tin động được trao đổi với OLT sử dụng các báo cáo mode 0.
Đặc biệt mô hình có thiết lập khái niệm tải yêu cầu RL(t) = [B(t) + A(t,t+∆)]/∆, nhưng không đề cập đến màu của các thành phần của tải yêu cầu, có thể được định nghĩa như sau:
RLgr(t)= ∆ ∆ + + ( , ) ) (t Agr t t Bgr RLye(t)= ∆ ∆ + + ( , ) ) (t Aye t t Bye
Trong đó “gr” và “ye” tương ứng là xanh và vàng; B(t) là lượng lưu lượng theo màu tương ứng trong bộ đệm tại thời gian t, và thành phần A(t, t+∆) chỉ rõ lưu lượng tương ứng theo màu đến trong khoảng thời gian (t, t+∆) với khoảng cố định ∆.
Giả sử bộ điều chỉnh phân biệt theo bốn thông số: CIR, CBS, EIR, EBS, cho phép tốc độ thông tin đỉnh là PIR=CIR+EIR và xem xét một luồng lưu lượng đơn vào bộ đệm. Trong tình trạng giả thuyết của một quá lưu lượng đến lý tưởng, trơn, thành phần xanh của tải yêu cầu có thể được tìm chính xác theo công thức:
RLgr(t)=min{RL(t);CIR}
Trong hình vẽ trên, cho ta thấy các thành phần theo màu của lưu lượng được điều chỉnh so với tổng lưu lượng yêu cầu trước khi điều chỉnh, hình a là trong trường hợp lý tưởng. Trong thực tế, tuy nhiên , lưu lượng có dạng các burst, và việc truyền dạng burst gây méo các thành phần màu của lưu lượng trong bộ đệm. Cho các thông số của bộ điều chỉnh, thành phần xanh của tải yêu cầu có thể được giới hạn như sau: RL(t)min + + CBS EBS CBS EIR CIR CIR ; ≤RLgr(t) ≤min {RL(T);CIR}
2 bất đẳng thức xác định một vùng trong sơ đồ các thành phần màu nơi lưu lượng có thể là vàng hoặc xanh tùy thuộc đặc tính của quá trình đến.
2.4 THÔNG SỐ KỸ THUẬT
• Bước sóng 1260-1360nm đường lên,1480-1500nm đường xuống .
• Đa truy cập hướng theo TDMA.
• Cấp phát băng thông động DBW (Dynamic Bandwith Allocation).
• Loại lưu lượng: dữ liệu số.
• Khung truyền dẫn GEM.
• Dịch vụ đầy đủ: (Ethernet, TDM, POST ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Tỉ lệ chia thụ động: tối đa là 1:128.
• Phạm vi công suất luồng xuống: -3 đến 2 dBm (10km ODN), Từ 2 đến 7 dBm (20km ODN).
• Loại cáp tiêu chuẩn ITU-T Rec.G625.
• Suy hao tối đa giữa các ONU là: 15 Db.
• Cụ ly cáp tối đa: 20km DFB laser luồng lên, 10km với Fabry-perot.
Hình 2.14. TDMA GPON.
GPON sử dụng TDMA có các ưu điểm:
• Các ONU có thể hoat động cùng bước sóng .
• Các OLT cũng chỉ cần một bộ thu.
• Giảm chi phí đầu tư ,bảo dưỡng .
• Đễ dàng lắp đặt thêm các ONU nếu có nhu cầu mở rộng mạng. Yêu cầu sử dụng khi dùng kỹ thuật TDMA
Động bộ lưu lượng để tránh xung đột dữ liêu khi có hai gói dữ liệu đến bộ nghép cùng một thời điểm.
2.5 KỸ THUẬT TRUY NHẬP VÀ PHƯƠNG THỨC GHÉP KÊNH
2.5.1 Kỹ thuật truy nhập
• Kỹ thuật truy nhập phổ biến là TDMA .
• TDMA là kỹ thuật chia băng tần thành các khe thời gian kế tiếp nhau.Những khe này có thể ấn định trước cho mỗi khách hàng
2.5.2 Phương thức ghép kênh
Phương thức ghép kênh là ghép kênh song hướng .Hiện nay các hệ thông GPON đều sử dụng ghép kênh phân chia không gian .Nó thực hiện nhờ sử dụng những sợi riêng biệt cho truyền dẫn đường lên và đường xuống
Ưu điểm Nhược điểm
- Tăng được quỹ công suất trong mạng
- Việc sử dụng hai sợi quang làm cho việc thiết kế mềm dẻo hơn.
- Khả năng mở rộng trong tương lai.
- Chi phí giảm do sủ dụng cùng bước sóng ,bộ phát và bộ thu.
- Cần gấp đôi số lượng sợi, connector .
2.6 PHƯƠNG THỨC ĐÓNG GÓI DỮ LIỆU
GPON định nghĩa hai phương thức đóng gói dữ liệu ATM và GEM (GPON Encapsulation Metho)
Phương thức đóng gói GEM sư dụng đóng gói qua mạng GPON, cung cấp khả năng đóng gói tướng tự ATM.Hỗ trợ nhiều dịch vụ khác nhau ,khách hàng ATM được sắp xếp trong suốt vào khung GEM sử dụng thủ tục đóng gói GEM .Lưu lượng dữ liệu bao gồm các khung Ethernet ,gói tin IP,IPTV ,VoiIP , và các loại khác giúp cho truyền dẫn khung GEM hiệu quả và đơn giản .
2.7 ĐỊNH CỠ VÀ PHÂN ĐỊNH BĂNG TẦN ĐỘNG
2.7.1 Thủ tục định cỡ
Để một ONU có thể hoạt động trong mạng PON nó phải được ranging (xác định cự ly giữa OLT và ONU ) .Cự ly ranging tối đa là 20km . Thủ tục ranging được chia làm 2 pha .Ở pha thứ nhất đăng kí số sêri cho UNU chưa đăng kí và cấp phát ONU-ID cho ONU đã thực hiện .Số ID phải là duy nhất đồng thời ONU-ID được sử dụng để điều khiển ,theo dõi và kiểm tra ONU. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.15. GPON ranging pha 1
Các pha trong bước thứ nhất :
B1. OLT xác định tất cả các ONU đang hoạt động để cho ngừng quá trình truyền dẫn ((1)ONU halt).
B2 . OLT xác định tất cả các ONU chưa có ID để yêu cầu truyền số serial ((2) Serial_number request).
B3. Sau khi nhận được yêu cầu truyền số serial ,ONU không có ID sẽ truyền sêri ( (3) SN- transmission ) sau khi chờ một khoảng tối đa là 50ms.
B4. OLT chỉ định một ONU-ID tới một ONU chưa đăng kí mà OLT đã nhận được seri ((4) –assign ONU-ID).
Trong pha tiếp theo RTD được đo cho mỗi ONU đăng kí mới ,pha này cũng áp dụng cho các ONU bị mất trong quá trình thông tin.
Các bước trong pha thứ hai bao gồm:
B5. OLT xác định tất cả các ONU đang hoạt động để cho ngừng quá trình truyền dẫn ((5) ONU halt).
B6. Sử dụng các số seri ,OLT xác định một ONU nhất định và chỉ cho ONU đó được truyền cho quá trình trễ ((6) ranging request ).
B7. ONU có cùng số sêri với OLT đã được xác định cho quá trình trế ((7) ranging tranmssion ) ,bao gồm cả ONU-ID trong pha 1.
B8. OLT đo RTD phụ thuộc vào thời gian mà tín hiệu sử dụng cho phép đo trễ được thu .Sau khi số sêri và ONU-ID là đúng ,OLT thông báo trễ cân bằng ((9)–Equalization Delay ) tới ONU ((8)- ranging_ time message ).
B9.ONU lưu giá trị trễ cân bằng và tạo trễ định thời cho chuỗi dữ liệu luồng lên với giá trị này .
2.7.2 Phương pháp cấp phát băng thông
Hình 2.17. Báo cáo và phân bố băng thông trong GPON
Thủ tục cấp phát băng thông
B1. ONU lưu dữ liệu thuê bao cho lưu lượng hướng lên vào bộ đệm
B2. Khối dữ liệu trong bộ đệm được báo tới OLT như một yêu cầu tại một thời điểm OLT quy định
B3.OLT xác định thời gian bắt đầu truyền dẫn và khoảng thời gian truyền cho phép (1/4 cửa sổ truyền dẫn ) tới ONU như một sự cấp phép
B4 ONU nhận sự cấp phép và truyền khối dữ liêu đã xác định .
Hình 2.18 .Thủ tục cấp phát băng thông trong GPON.
2.8 BẢO MẬT VÀ MÃ HÓA LỖI
Do GPON là mạng điển – đa điểm nên dữ liệu hướng xuống có thể nhận bởi tất cả các ONU. Trong hệ thống PON thì hướng xuống, dữ liệu được truyền
broadcast đến tất cả ONU. Mỗi ONU chỉ có thể truy cập dữ liệu của mình, nhưng nếu người dùng nào có ý định phá hoại thì có thể giả ONU của người dùng khác để truy cập dữ liệu, hệ thống bảo mật PON sẽ ngăn chặn việc này. Giống như các mạng khác, GPON sử dụng thủ tục mật mã để ngăn ngừa việc nghe trộm các tín hiệu không mong muốn. Không giống như truy cập wireless hay modem, trong mạng PON, bất kì ONU nào cũng không thể thấy được lưu lượng hướng lên của ONU khác. Điều này cho phép làm đơn giản hóa thủ tục mật mã. Đầu tiên là chỉ cần mật mã ở hướng truyền xuống của dữ liệu. Thứ 2 là dữ liệu hướng lên có thể truyền khóa mật mã. GPON sử dụng chuẩn mật mã AES (Advanced Encryption Standard). Đó là một khối mật mã mà nó hoạt động trên một khối dữ liệu 16 byte (128 bit). Đặc biệt chế độ đếm được sử dụng. Khối mật mã giả ngẫu nhiên 16 byte được phát ra và XOR với dữ liệu ngõ vào để tạo ra dữ liệu mật mã ở OLT. Ở ONU, dữ liệu
được mật mã này thì XOR với chuỗi giả ngẫu nhiên 16 byte tương tự như ở OLT để tạo lại dữ liệu ban đầu. Với ATM chỉ có 48 byte được mật mã, với GEM chỉ có phần tải GEM được mật mã. OLT khởi tạo việc trao đổi khóa bằng việc gửi bản tin đến ONU thông qua kênh PLOAM. Sau đó ONU sẽ chịu trách nhiệm tạo ra khóa và phát ngược trở về OLT.
Sửa lối tiến FEC (Forward Error Correction) : Công nghệ GPON sử dụng phương pháp sửa lỗi tiến FEC. FEC mang lại kết quả tăng quỹ đường truyền lên 3- 4dB ( độ lợi mã hóa) vì vậy cho phép tăng tốc độ bit và khoảng cách giữa OLT va ONU cũng như hỗ trợ tỉ số chia lớn hơn trong mạng. FEC được tùy chọn sử dụng trong cả hướng lên và hướng xuống, dung Mã Reed Solomon thường là RS.
KẾT LUẬN
Ngành công nghiệp viễn thông đang có tốc độ phát triển hết sức nhanh chóng và sự cạnh tranh trong lĩnh vực mạng thông tin diễn ra rất gay gắt. Khi sự cạnh tranh gia tăng, điều quan trọng đối với các công ty viễn thông là phải xác định lại vị
thế của mình trong thị trường viễn thông và có chiến lược phát triễn mới để duy trì khách hàng của mình cũng như thu hút khách hàng của những nhà cung cấp khác. Với những ưu điểm về tốc độ, băng thông cũng như chi phí lắp đặt, GPON không thể nằm ngoài chiến lược phát triển của các nhà khai thác viễn thông cho mạng truy nhập. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Qua đề tài này, em đã đưa ra được các mô hình mạng truy nhập quang với những ưu điểm vượt trội về tốc độ, băng thông cũng như chất lượng, hứa hẹn sự phát triển vượt bậc cho mạng truy nhập. Đó là các vấn đề cốt lõi nhất khi triển khai mạng cáp quang thuê bao. Tuy nhiên, do sự hạn chế về thời gian, tài liệu tham khảo cũng như khả năng hiểu biết của bản thân, những kết quả đạt được chỉ dừng lại ở mức lý thuyết. Em mong muốn sau này mình có cơ hội đi sâu vào thực tiễn để hoàn thành dự định trong tương lai.
CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bài giảng “Mạng và các công nghệ truy nhâp – Biên soạn: Ths. Dương Thị Thanh Tú
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Passive_optical_network
[3] -www.vntelecom.org
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...