Mạng quang thụ động PON là giải pháp tương đối rẽ tiền để đưa cáp quang vào mạng truy nhập. Có thể nói PON gắn liền với những nỗ lực giảm giá thành mạng cáp quang để sử dụng không chỉ trong mạng truyền dẫn đường trục, mà dùng để truyền dẫn trong mạng truy nhập thuê bao. Đặc biệt của PON là chỉ sử dụng các bộ tách quang thụ động, không dùng các thiết bị ghép kênh, chính vì thế giá thành tương đối thấp. Với PON ta có thể triển khai nhiều cấu hình mạng khác nhau FTTx. Tuy ra đời và được sử dụng đầu tiên trong mạng truy nhập quang, nhưng vì nhiều lý do PON chưa được triển khai thực sự rộng rãi. Thi trường thiết bị PON có thể nói là khá khiêm tốn với tổng doanh thu 35 triệu USD năm 2000 (ở Mỹ, theo FCC), tuy nhiên tăng trưởng khá mạnh trong thời gian gần đây. Probe Reseach dự báo tốc độ tăng trưởng của thị trường thiết bị mạng quang thụ động trong vài năm tới là khoảng 60%. Thị trường PON cũng như toàn nghành công nghiệp viễn thông gặp nhiều biến động trong thời gian gần đây, mặc dù vậy nhiều nhà khai thác vẫn tiếp tục triển khai mạng quang thụ động. PON là công nghệ mạng truy nhập cạnh tranh trực tiếp với GigE và SDH. Thiết bị GigE và SDH liên tục giảm giá, đặc biệt là thiết bị Gigabit Ethernet, đã tạo ra áp lực lớn đối với thị trường PON. Tuy nhiên EPON, là kết hợp giữa cấu trúc quang thụ động và Ethernet, trong nhiều trường hợp là giải pháp hợp lí cho “last mile” của mạng truy nhập.
• EPON: Ethernet PON.
• APON: ATM PON.
Hình 3.2 Mạng quang thụ động PON
(1) Optical Line Terminal (OLT) giám sát và duy trì chất lượng dịch vụ khi tách/ghép tín hiệu từ/đến nhiều đầu cuối khác nhau.
(2) Passive Optical Splitter gửi một phần tín hiệu đường xuống tới từng đầu cuối và đưa tín hiệu đường lên vào đoạn cáp quang chính để truyền về OLT (tức tín hiệu xuống được tách ra và tất cả đầu cuối nhận được tín hiệu giống hệt nhau). POS không cần nguồn. (3) Optical Network Unit (ONU) thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu
quang của PON và tín hiệu của thiết bị khách hàng (ATM, Ethernet).
Để tránh xung đột khi các ONU đồng thời gửi dữ liệu về OLT có thể sử dụng phương pháp WDM hay khe thời gian. Tuy nhiên giải pháp WDM khá đắt tiền và có thể gây ra nhiều vấn đề trong mạng. Chính vì vậy giải pháp dùng khe
ONU ONU 3 ONU ONU OLT 1 Router Interne t PoP/Central office 2 Fiber Passive optical splitter Building RT/DSLAM
Cable distribution node Copper to
home/SME
Coax to home
thời gian là phổ biến nhất. Việc cấp phát khe thời gian cho ONU có thể là tỉnh hay động.
3.3.2 ATM PON
Các hệ thống APON là các PON dựa trên ATM qua SONET/SDH. Các PON cũng được biết bởi tên tiếp thị hơn BPON, hay Broadband PON, để tránh sự khó hiểu một số người dùng những người đã tin tưởng rằng các PON có thể chỉ cung cấp các dịch vụ ATM tới cuối các người dùng. Sự giao thiệp APON và BPON sẽ được sử dụng để thay thế nhau. Các APON được định nghĩa bởi nhóm ITU-T G983 và FSAN.
SONET/SDH là một chuẩn công nghiệp viễn thông cho các kết nối quang tốc độ cao qua các khoảng cách dài. SONET hỗ trợ một cấu trúc vòng, nó có thể được triển khai điểm tới điểm (trường hợp biến đổi). Thêm vào để mạng thoại và dữ liệu, SONET hỗ trợ một số loại chỉ số báo hiệu và thực hiện một số tính năng kiểm tra.
ATM là giao thức chạy trên SONET. ATM sử dụng 53 byte tế bào (5 byte mào đầu và 48 byte tải trọng). Vì cỡ của tế bào là cố định, sự thực hiện ATM có thể đảm bảo hiệu quả chất lượng dịch vụ, băng tần cho phép, đảm bảo độ trể, ATM được thiết kế để hộ trợ cho cả hai tải trọng thoại và dữ liệu, vì vậy nó là thích hợp tốt với các ứng dụng fiber- to-the- home.
OLT cho một triển khai APON có thể hỗ trợ các đa APON với một số tỉ số tách của mỗi 32 thuê bao hay 64, tuỳ vào cung cấp. APON có thể được triển khai hai sợi tới mỗi khách hàng (một chiều lên và một cho chiều xuống), hay sử dụng WDM như một sợi tới mỗi khách hàng. WDM tách rời sợi bởi chiều dài bước sóng trong hai hay hơn nhiều hai kênh. sự thực hiện APON sử dụng một kênh cho lưu lượng chiều lên, một cho lưu lượng chiều xuống, và một khả năng cho công nghệ băng rộng như video. Một sự mở rộng cho tương lai có thể của
3.3.3 Hệ thống truy nhập quang băng rộng dựa trên mạng quang thụ động
G.938.1 là chuẩn APON ban đầu. Từ khi bắt đầu của nó vào năm 1998, đã có 7 chuẩn khác nhau đưa ra như là một phần của nhóm G.938.1 và mở rộng kĩ thuật của G.938.1.
Chuẩn định nghĩa tốc độ danh nghĩa cho APON đối xứng 155,52 Mbps hay 622,08 Mbps, hay bất đối xứng 622,08Mbps cho hướng chiều xuống và 155,52Mbps cho hướng chiều lên, truyền dẫn có thể qua 1 sợi đơn sử dụng WDM hay qua 2 sợi, một cho truyền dẫn trong mỗi hướng, phạm vi2 hợp lí khác nhau của hệ thống là 20 km. Khoảng cách lơn nhất giữa S/R và R/S những điểm trong biểu đồ trong hình 3.3 cũng là 20 km. Chuẩn cũng chỉ rõ một chỉ số tách được hỗ trợ nhỏ nhất của 16 hay 32 người dùng cho mỗi PON.
ONU ONU OLT R/S S/R Optical Disstribution NetWork
S: Điểm trên cáp quang chỉ sau OLT (Chiều xuống)/ ONU (Upstream), điểm kết nối quang (bộ nối quang hay chổ nối quang). R: Điểm trên cáp quang chỉ sau ONU (Chiều xuống)/ OLT (Upstream), điểm kết nối quang (bộ nối quang hay chổ nối quang).
Hình 3.3 Theo cấu hình tham chiếu của ITU (G.982)
Giao thức APON hoạt động khác nhau trong các hướng chiều xuống và hướng chiều lên. Trong hướng chiều xuống, APON hoạt động tại tốc độ OC3 (155Mbps) hay OC12 (622Mbps). Trên một sợi đơn sử dụng WDM, truyền chiều xuống tại 1480-1580 nm. Cho hai sợi, truyền dẫn tại 1260-1360 nm. Tại 155 Mbps, khung APON bao gồm 56 tế bào ATM (khe thời gian); 54 cho dữ liệu và 2 cho các hoạt động và quản lí tầng vật lí (PLOAM). Tế bào PLOAM được chèn vào cho mọi 28 khe thời gian. Tại 622 Mbps, một khung APON là dài 224 khe dài với 216 tế bào ATM của dữ liệu và 8 tế bào của PLOAM.
Tất cả các bộ thu chiều xuống thu tất cả các tế bào và loại bỏ những cái không dành cho chúng, dựa trên thông tin địa chỉ ATM. Tuỳ theo loại băng rộng của PON, dữ liệu người dùng chiều xuống được khuấy hay trộn, sử dụng một khoá khuấy phát ra bởi ONU để cung cấp một mức thấp bảo vệ cho dữ liệu người dùng chiều xuống.
Trong hướng chiều lên, chuẩn ghi rõ tốc độ OC3 và OC12, với cả hai 1 WDM và chiều dài sóng 2 sợi 1260-1360nm. Truyền dẫn chiều lên được điều chỉnh với một hệ thống TDMA. Máy phát được cho biết khi được phát bởi xác nhận của thông báo trợ cấp qua các tế bào PLOAM thu được. Chiều lên APON thay đổi ATM và sử dụng 56 byte tế bào ATM, với 3 byte thêm vào header được sử dụng cho thời điểm bảo vệ, mở đầu các bit, và một bộ phân cách trước khi bắt đầu 53 byte tế bào ATM thực.
Kỷ thuật bảo vệ cho APON được trong phụ lục của G.983.1. Bốn cấu hình song công có thể được thể hiện như ví dụ.
Song công từng phần: cho phép chỉ có một số ONU song công với điều kiện phía OLT song công.
3.4 Nâng cấp Mạng VDSL lên hệ thống APON
Từ sự phân tích công nghệ VDSL trong chương II và sự phân tích APON trong chương III. Ta có thể thấy rằng việc chuyển từ mạng VDSL lên hệ thống APON là một quá trình thay thế cơ sở để chuyển từ mạng truy nhập hiện nay lên mạng quang hoá.
Trước hết đòi hỏi cần phải quang hoá mạng truy nhập. Yêu cầu này cần phải có thời gian để chuyển tất cả những đường dây cáp đồng cũ hiện nay thay thế bằng hệ thống cáp quang.
Thay thế các thiết bị kỉ thuật không còn phù hợp cho mạng quang mới nhất là các thiết bị kĩ thuật không đồng bộ với hệ thống mạng quang. Ví dụ cụ thể là các thiết bị chuyển đổi quang điện và ngược lại trên đường truyền dẫn phải được cất dỡ.
Vì việc xác định địa hình của từng vùng cũng như yêu cầu dịch vụ của các vùng khác nhau, các vấn đề nảy sinh khác cũng như tiêu chí kĩ thuật của các thiết bị mạng nên việc định cở mạng không được chính xác nên việc nâng cấp trong thực tế còn có nhiều vấn đề khác đây chỉ là những đề xuất mang tính yêu cầu lí thuyết, những gì mà em thu được qua nghiên cứu đề tài này.
Nội dung của đồ án đã chỉ ra được tình hình phát triển của mạng viễn thông và mạng truy nhập nói chung và công nghệ xDSL nói riêng. Từ đó chỉ ra được việc áp dụng công nghệ VDSL vào Việt Nam là một thuận lợi lớn trong việc phát triển và đáp được chất lượng ngày càng cao của các dịch vụ băng rộng trong tình hình mạng chưa được quang hoá hoàn toàn và thúc đẩy quá trình tiến lên mạng NGN từ mạng PSTN. Trong chương I tuy mới giới thiệu tổng quan về mạng viễn thông và mạng truy nhập nhưng chúng ta cũng phần nào thấy được tình hình phát triển của mạng viễn thông và mạng truy nhập ngày nay. Nhất là chúng ta đã thấy được tình hình phát triển của các công nghệ truy nhập băng rộng hiện nay mà cụ thể là công nghệ xDSL qua con số thống kê vào ngày 30-6- 2005 của Q2 2005. Chương II chúng ta đã hiểu được phần nào về các đặc tính kĩ thuật của VDSL như các kĩ thuật điều chế, truyền dẫn song công, mô hình triển khai của công nghệ, chi phí cho việc thiết kế mạng VDSL…Tuy việc tìm hiểu các đặc tính kĩ thuật của VDSL mới chỉ dừng lại ở chừng mực nào đó nhưng chúng ta cũng hiểu được một phần về kĩ thuật VDSL từ đó tìm ra được hướng hợp lí để triển khai công nghệ này vào Việt Nam trên cơ sở tìm ra được những ưu điểm và nhược điểm của nó. Chương III chỉ ra những vấn đề còn tồn tại trong việc phát triển công nghệ này, việc thử nghiệm VDSL tại Việt Nam, và đưa ra được cấu hình sử dụng công nghệ VDSL trong mạng quang thụ động. Đây là cơ sở để áp dụng công nghệ VDSL vào mạng quang chưa được quang hoá hoàn toàn và là bước tiến để đưa mạng VDSL lên mạng APON khi mạng truy nhập được quang hoá hoàn toàn.
động của nó. Những yếu tố ảnh hưởng đến việc cung cấp băng tần cho người sử dụng và cách thức hoạt động của mạng. Tuy nhiên, do hạn chế về trình độ cũng như thời gian, em vẫn chưa thể đưa ra hết được những đặc tính kĩ thuật của công nghệ này cũng như nêu ra được phương án tối ưu cho việc ứng dụng công nghệ này vào Việt Nam. Nhất là hiện nay khi mà công nghệ VDSL2 vừa ra đời với tốc độ đã được đưa lên cao hơn nhiều so với công nghệ VDSL. Em hy vọng trong tương lai sẽ có thể hoàn thành tiếp đề tài này để có được cái nhìn sâu sắc và rõ ràng hơn và tìm hiểu về công nghệ VDSL2 để có thể so sánh được với công nghệ VDSL hiện nay, xem xét tính khả thi khi áp dụng và thực tế
[1] Tìm hiểu về công nghệ VDSL của Bưu Điện thành phố Hải Phòng.
[2] Nguyễn Quốc Việt D2000VT, Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu mạng riêng ảo trong mạng thế hệ sau”, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2004.
[3] Lê Thị Đức D99VT, Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu triển khai công nghệ ADSL trong mạng viễn thông Việt Nam”, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2003.
[4] Bùi thế Quân D2000VT, Đồ án tốt nghiệp “Tính toán lưu lượng trong mạng sử dụng công nghệ ADSL”, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2004.
[5] Nguyễn Bá Hưng, Nguyễn Vĩnh Nam, đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật DSL cho mạng truy nhập Việt Nam”, mã số 110-99- TCT-AP-VT, Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, 2000.
[6] Dr. Dennis J. Rauschmayer, Macmillan Technical, “ADSL/VDSL principle”, McGrow Hill, 1999.
[7] Thomas Starr, John M.Cioffi, Perter Siverman, “Understanding Digital Subscireber Line Technology” , Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, NJ 07458.
[8] “Transmission and Multiplexing (TM); Access transmission system on metallic access cables; Very hight speed digital subscriber line (VDSL)”, ETSI TS 101 270-2 v1.1.1 (2001-2002).
[9] Fernado Ramirez-Mireles, Ph.D, “The Bennifits Of Dicrete Mutil-Tone (DMT) Modulation for VDSL Systems”, Ikanos Communications, 2000. [10] Martin Sehlstedt,”RFI Cancellation in VDSL”, LULEA TEKNISKA
UNIVERSITET, 2000.
[11] Harri ManTyla, “Design of Very hight speed Digital Subscriber Line (VDSL) Networks”, HELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, 21-6- 1999.
[12] Wen-mei W.Hwu, “DSP Microarchitectures”,University of lllinois, Urbana-Champaign 1999.
2005.