2.2 Kiến trúc phân lớp hệ thống XG-PON
2.2.2 Lớp hội tụ truyền dẫn XG-PON
Lớp XGTC là một phần của ngăn xếp giao thức XG-PON chỉ định các định dạng và thủ tục ánh xạ giữa các đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU lớp trên và các dòng bit phù hợp để điều chế sóng mang quang.
Lớp XGTC bao gồm ba phân lớp: phân lớp thích ứng dịch vụ XGTC, phân lớp định khung XGTC và phân lớp thích ứng vật lý XGTC. Lớp XGTC có ở cả phía OLT và phía ONU của hệ thống XG-PON. Ở đường xuống, giao diện giữa lớp XGTC và lớp phụ thuộc vật lý (PMD) được biểu diễn bằng một dòng bit liên tục ở tốc độ giao diện danh nghĩa, được phân chia thành các khung 125 μs. Ở đường lên, giao diện giữa lớp XGTC và lớp PMD được biểu diễn bằng một chuỗi các cụm được định thời chính xác.
Tầng hội tụ truyền dẫn XG-PON đặc tả khn dạng tín hiệu và các thủ tục để tách, ghép dữ liệu giữa các đơn vị dữ liệu dịch vụ (SDU) tầng trên và tạo, tách luồng bit tưởng ứng thích hợp để điều chế nên sóng mang. Ở hướng đường xuống, giao diện giữa tầng XGTC và tầng PMD được đại diên bằng một chuỗi bit liên tục với tốc độ chuẩn hóa 10Gbit/s và được phân thành các khung 125 micro giây. Ở đường hướng lên, giao diện giũa tầng XGTC và tầng PMD là các chuỗi burst quang theo thời gian. Quá trình tách, ghép và xử lý chuyển đổi các đơn vị dữ liệu dịch vụ (SDU) tầng trên vào luồng bit tầng vật lý cho hướng đường lên và đường xuống được mơ tả như hình 2.5 và hình 2.6.
Hình 2.6 Ánh xạ SDU đường lên
2.2.2.1 Phân lớp thích ứng dịch vụ XGTC
Phân lớp thích ứng dịch vụ XGTC chịu trách nhiệm đóng gói, ghép kênh và phân định SDU lớp trên trong q trình truyền dẫn qua PON. Ở phía phát, phân lớp thích ứng
dịch vụ XGTC chấp nhận các dữ liệu dịch vụ tầng trên dưới dạng các khung dữ liệu người dùng hoặc lưu lượng OMCI thực hiện việc phân đoạn nếu cần thiết, gán XGEM Port-ID cho các SDU hoặc SDU fragment và sử dụng phương pháp đóng gói dữ liệu XG-PON để tạo thành các khung XGEM. Việc mã hóa cho các tải tin khung XGEM là tùy chọn và chuỗi các khung XGEM tạo thành tải tin của khung XGTC truyền ở đường xuống hoặc trong các burst XGTC ở hướng đường lên.
Ở phía thu, phân lớp thích ứng dịch vụ XGTC tiếp nhận tải tin từ các burst và khung XGTC, thực hiện việc phân định các khung XGEM, cũng như là lọc các khung dựa vào các XGEM Port-ID, việc giải mã tải tin nếu như phía phát thực hiện mã hóa, tập hợp các SDU và chuyển chúng đến các client tương ứng theo yêu cầu.
2.2.2.2 Phân lớp định khung XGTC framing
Phân lớp định khung XGTC chịu trách nhiệm xây dựng và phân tích các trường của khung XGTC chức năng quản lý PON cần thiết. Các định dạng khung được thiết kế để các khung và các phần tử của chúng được căn chỉnh theo ranh giới từ 4 byte.
Ở phía phát, phân lớp định khung nhận các các tập khung XGEM tạo nên các tải tin XGTC từ phân lớp thích ứng dịch vụ XGTC, và xây dựng các khung XGTC đường xuống hoặc burst XGTC đường lên bằng cách cung cấp các trường tiêu đề bao gồm các thông tin quản lý việc ghép khung TDMA, thông tin quản lý băng thông cũng như các thông tin điều khiển, vận hành và quản lý khác.
Ở phía thu, phân lớp định khung XGTC nhận các khung hoặc burst XGTC, phân tích các trường tiêu đề, trích xuất các luồng bản tin PLOAM và chuyển các tải tin XGTC tới phân lớp thích ứng dịch vụ. Luồng kênh bản tin PLOAM đến được gửi đến bộ xử lý PLOAM. Thông tin EOAM (Embedded OAM) trong phạm vi liên quan đến quản lý băng thơng đường lên (phân tích cú pháp BWmap) và báo hiệu phân bổ băng thông động (DBA) được xử lý trong chính phân lớp đóng khung, cung cấp các điều khiển một phần đối với phân lớp thích ứng PHY (định thời chùm PHY hướng lên và điều khiển hồ sơ), và phân lớp thích ứng dịch vụ (chỉ báo khóa mã hóa). Phần cịn lại của thơng tin EOAM được gửi đến các thực thể điều khiển bên ngồi lớp con đóng khung, chẳng hạn như khối quản lý nguồn ONU và giám sát hiệu suất
2.2.2.3 Phân lớp thích ứng tầng vật lý
Phân lớp thích ứng vật lý bao gồm các chức năng sửa đổi dòng bit điều chế máy phát quang với mục tiêu cải thiện các thuộc tính phát hiện, tiếp nhận và phân định của tín hiệu được truyền qua mơi trường quang.
Ở phía phát, phân lớp thích ứng vật lý nhận các khung XGTC (ở chiều xuống) hoặc burst XGTC (ở chiều lên) từ phân lớp định khung và tiến hành phân tách khung hay burst nhận được thành các khối dữ liệu FEC rồi tính tốn và ghép các trường chẵn lẻ FEC vào mỗi khối dữ liệu FEC. Thực hiện xáo trộn nội dung được bảo vệ bởi FEC, bổ sung trước khối đồng bộ vật lý thích hợp cho q trình truyền tải đường xuống (PSBd) hoặc đường lên (PSBu) và cung cấp liên kết thời gian của luồng bit kết quả.
Hình 2.7 Khối đồng bộ vật lý đường xuống (PSBd)
Hình 2.7 biểu diễn cấu trúc của một khối đồng bộ vật lý đường xuống. Khối PSBd có kích thước 24 bytes bao gồm các cấu trúc 8 bytes riêng biệt: Psync, cấu trúc superframe counter (SFC) và PON-ID.
Hình 2.8 Khối đồng bộ vật lý đường lên
Khối đồng bộ vật lý đường lên bao gồm 2 phần là phần Preamble và Delimiter như trong hình 2.8 cho phép bộ thu quang của OLT điều chỉnh mức tín hiệu quang và phân tách các burst. Chiều dài và kiểu của phần Preamble và Delimiter tạo thành biên dạng
của burst. Tập hợp các biên dạng burst được phép được chỉ định trước bởi OLT bằng cách sử dụng bản tin Profile PLOAM. Cấu hình cụ thể sẽ được sử dụng với burst PHY cụ thể được OLT chọn trong trường BurstProfile trong phân bổ BWmap tương ứng.
Ở phía thu, phân lớp đáp ứng dịch vụ thực hiện đồng bộ vật lý và phân định các luồng bit, giải mã nội dung của khung hoặc burst PHY, thực hiện sửa lỗi FEC và trích xuất các ký hiệu sửa lỗi chẵn lẻ (FEC), cung cấp các khung XGTC kết quả (theo đường xuống) hoặc burst XGTC bùng nổ (theo đường lên) đến phân lớp định khung XGTC.
Phân lớp này thực hiện mã hóa, giải mã mức thấp nhất cho các khung XGTC trên kênh vật lý. Phân lớp này cũng cung cấp các chức năng đồng bộ vật lý, đồng chỉnh định thời cho việc ghép, tách khung. Ngoài ra, một trong các chức năng rất quan trọng của phân lớp thích ứng vật lý là chức năng sửa lỗi trước FEC bao gồm việc phân chia thành các khối dữ liệu FEC, tính tốn trường chẵn lẻ FEC cũng như thực hiện sửa lỗi dựa trên các mã FEC.