2.2.1.1. Lớp vật lý
Trong lớp vật lí gồm có ba lớp con chính nhƣ sau.
Lớp con mã hóa vật lý - The physical coding sublayer (PCS)
Có thể hiểu lớp con này sẽ mã hóa chuỗi dữ liệu từ các lớp cao hơn trƣớc khi truyền đến hƣớng uplink. Đồng thời sẽ giải mã và kiểm soát tỷ số BER hợp lý trƣớc khi đƣa dữ liệu lên các lớp cao hơn với hƣớng downlink.
Mã đƣợc sử dụng là mã khối Reed-Solomon, trong đó tầng này xử lý dữ liệu theo phƣơng thức nhƣ sau: đối với dữ liệu từ các tầng cao hơn đƣợc chuyển xuống, nó sẽ đƣa vào bộ đệm, sau đó tách ra từng khối 239 byte, thêm vào 16 byte parity để thành khối dữ liệu 255 byte trƣớc khi chuyển ra. Và nó sẽ làm điều ngƣợc lại đối với dữ liệu đƣợc chuyển đến, có nghĩa rằng, nó sẽ biến đổi khung 255 byte thành 239 byte dữ liệu trƣớc khi chuyển lên các tầng cao hơn. Nếu tỷ số bit lỗi ở quá trình nhận là 10-4 hoặc cao hơn, nó sẽ xử lý để tỷ số này
giảm xuống còn 10-12 trƣớc khi đƣa lên tầng trên.
V ật l ý Reconciliation layer MAC client
Multipoint MAC Control (MPMC) layer MAC instance MAC instance MAC instance MAC client MAC client PCS PMD PMA GMII OSI “Ph ys ic al ” OSI “ D at a Link ”
Lớp con gắn với môi trường vật lý - The Physical Medium Attachment (PMA) Sublayer
Việc quá nhiều một chuỗi bit “0” hay bit “1” liên tiếp đƣợc truyền đi có thể gây ra việc mất đồng bộ giữa đầu thu và đầu phát do không thể khơi phục xung clock chính xác.
PMA sublayer sẽ khắc phục tình trạng trên bằng cách dùng mã hóa đƣờng dây 8b10b của Franaszek–Widmer.
Phƣơng pháp mã hóa đƣờng dây này có thể hiểu nhƣ sau: với một chuỗi dữ liệu đƣợc chuyển từ tầng trên xuống, từng khối 8 bit trƣớc khi đƣợc đƣa qua PCS sublayer, nó sẽ đƣợc thêm vào 2 bit để chuyển thành khối 10 bit. Và nó sẽ làm điều ngƣợc lại trƣớc khi dữ liệu từ PCS sublayer chuyển lên.
Trong EPON yêu cầu, tốc độ đƣờng downstream và upstream cân bằng là 1,0 Gbps. Sau khi mã hóa đƣờng dây, dữ liệu sẽ đƣợc tăng lên 25%, tƣơng ứng tốc độ bit lúc này là 1,25 Gbps.
Lớp con phụ thuộc môi trường vật lý - The Physical Medium Dependent (PMD)
Sublayer
Lớp con này phụ trách kết nối sợi quang ra bên ngoài, đồng thời điều khiển laser và photodetector về công suất, khuếch đại, lƣợng tử trong quá trình truyền nhận.
Các thông số trong EPON đƣợc PMD đảm nhận [1]
- Tốc độ bit: 1,25 Gb/s cả hai luồng hƣớng lên và hƣớng xuống.
- Bƣớc sóng: 1260 to 1360 nm chiều lên, 1480 to 1580 nm chiều xuống. - Loại lƣu lƣợng: tín hiệu số.
- Tỷ lệ chia: tối thiểu là 1:16, có thể nhiều hơn khi sử dụng sửa lỗi FEC (Forward Error Correction)
- Sự suy hao tối đa cho phép trong mạng phân phối quang ODN (Optical Distribution Network) là:
Luồng hƣớng lên tại bƣớc sóng 1310 nm: 5 – 20 dB hoặc 10 – 24 dB tƣơng ứng với chiều dài của ODN là 10 hoặc 20 km.
Luồng hƣớng xuống tại bƣớc sóng 1550 nm: 5 – 19.5 dB hoặc 10 – 23.5 dB tƣơng ứng với chiều dài ODN là 10 hoặc 20 km.
CHƢƠNG II: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ PON
Hƣớng xuống: -24/+4 dBm và -27/+4 dBm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều dài ODN
Hƣớng lên: -24/+2 dBm và -24/+7 dBm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều dài ODN
- Tỷ lệ bit lỗi cho phép: 10-12 - Tỷ lệ suy hao laser: >6dB - Độ rộng phổ của laser:
Hƣớng xuống tại 1490 nm: 0,6 và 0,3 nm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều dài ODN.
Hƣớng lên tại 1310 nm: 3,5 và 2,5 nm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều dài ODN.
2.2.1.2. Giao diện môi trƣờng Gigabit độc lập (GMII) và Lớp con tái giải điềuchế (RS) tái giải điềuchế (RS)
Có thể hiểu rằng, với mỗi yêu cầu truy cập dịch vụ của mỗi user, OLT sẽgán tƣơng ứng cho user một cặp MAC instance và MAC client.
Lớp con tái giải điều chế(RS): sẽ thực hiện một chức năng đặc biệt tại OLT tƣơng ứng với việc định tuyến, đƣa các gói tin ra đúng mạng lõi dịch vụ tƣơng ứng mà user yêu cầu.
Và trƣớc khi dƣ̃ liê ̣u đƣợc đƣa ra ma ̣ng lõi , GMII sẽ đảm nhận nhiệm vụ ghép tất cả các dữ liệu yêu cầu truy nhập từ các user chuyển lên để truyền ra các giao tiếp vật lý với tốc độ Gigabit.
Hay nói cách khác, GMII và RS đƣợc cấu hình để thực hiện nhiệm vụ của OLT.
2.2.1.3. Lớp liên kết dữ liệu
MAC ( Media Access Control)
MAC gồm có hai phần MAC (Media Access Control) và LLC (Logical Link Control).
- MAC bao gồm các thông số thống nhất giữa truyền và nhận giữa OLT và ONU, bao gồm cả cấu trúc khung sẽ đƣợc chuyển đi và khe thời gian đƣợc cấp phát.
- LLC là lớp con độc lập với mơi trƣờng truyền. Đóng vai trị nhƣ là một giao tiếp giữa lớp liên kết dữ liệu và tầng mạng, làm nhiệm vụ framing bao gồm việc đóng gói ở hƣớng truyền và giải gói ở hƣớng nhận.
Điều khiển MAC đa điểm - Multipoint MAC Control (MPMC)
Trong kiến trúc phân lớp của EPON có nhiều đối tƣợng MAC client, nhƣng chỉ có một đối tƣợng MPMC. Điều đó đồng nghĩa rằng với nhiều giao thức đa truy nhập từ các user sẽ đƣợc MPMC layer xử lý sao cho các yêu cầu truy nhập này trên đƣờng upstream sẽ không xung đột hoặc chồng lấp lên nhau.
Muốn làm đƣợc điều ấy thì trong lần khởi đầu đầu tiên sẽ có một quá trình tự động phát hiện và gán các LLID (logical link ID) cho một cặp MAC instance (của OLT) và MAC client (của ONU). Do đó mỗi LLID là duy nhất trong quá trình xử lý của MPMC layer.
2.2.2. Cấu trúc khung truyền dẫn của EPON