Có 3 loại tiêu chuẩn chính cho mạng PON như sau: ITU-T G.983
o APON (ATM Passive Optical Network): là chuẩn mạng PON đầu tiên, dựa trên công nghệ ATM.
o BPON (Broadband PON) là chuẩn dựa trên APON. Nó hỗ trợ thêm công nghệ WDM, băng thông giành cho đường lên được cấp phát động. Nó cũng cung cấp một giao diện quản lý (OMCI) chuẩn giữa OLT và ONU cho phép nhiều nhà cung cấp dịch vụ cùng hoạt động.
ITU-T G.984
GPON (Gigabit PON ) là sự nâng cấp của chuẩn BPON. Đây là chuẩn mới nhất, hỗ trợ tốc độ cao hơn, bảo mật được tăng cường và sự đa dạng, linh hoạt trong việc lựa chọn giao thức lớp 2 : ATM, GEM hoặc Ethernet. IEEE 803.3ah
EPON (Ethernet PON hay GEPON-Gigabit Ethernet PON) là một chuẩn của IEEE/EFM cho việc sử dụng giao thức Ethernet để truyền dữ liệu.
2.2 APON/BPON và GPON
APON/BPON và G-PON đều là được chuẩn hóa bởi ITU-T nhóm nghiên cứu số 15 (SG15). APON (ATM-PON) và BPON (Broadban PON) là những tên gọi khác nhau của kiến trúc TDM-PON dựa trên tập tiêu chuẩn ITU G.983. Trong khi cái tên BPON có tính quảng cáo thì cái tên APON rõ ràng thể hiện rằng khung ATM được sử dụng để truyền tải theo chuẩn ITU-T G.983. GPON là chuẩn PON dung lượng gigabit và cũng nằm trong tập tiêu chuẩn ITU-T G.984. Đó chính là thế hệ công nghệ PON kế tiếp
Cả APON và GPON đều định nghĩa tốc độ đường truyền gấp nhiều lần 8kHz (tốc độ tần suất khung SONET/SDH cơ bản). Vì một vấn đề thực tế, OLT phân phối khoảng thời gian đồng hồ 8kHz từ OLT tới các ONU. Điều này đã làm cho việc hỗ trợ dịch vụ TDM trên APON và GPON dễ dàng hơn.
2.2.1 ATM-PON và ITU-T G.9832.2.1.1 Mô tả hệ thống APON 2.2.1.1 Mô tả hệ thống APON
Việc nghiên cứu APON đã được bắt đầu bởi liên đoàn mạng truy nhập dịch vụ đầy đủ (FSAN) và sau đó chuyển tới ITU-T SG15 là chuẩn G.983. Rất nhiều ý tưởng bao trùm trong chuẩn G.983 đã được chuyển thành tiêu chuẩn GPON G.984.
Tiêu chuẩn G.983.1 được phát hành năm 1998 định nghĩa tốc độ 155,52Mbps và 622,02Mbps. Phiên bản mới nhất của chuẩn này phát hành năm 2005 đã thêm tốc độ truyền dẫn đường xuống 1244,16Mbps. Nhà cung cấp APON có thể chọn hoặc là lắp đặt tốc độ truyền dẫn đường lên và đường xuống đối xứng hoặc không đối xứng. Bảng 2.1 chỉ ra những sự kết hợp có thể của tốc độ đường lên và đường xuống của 1 hệ thống APON.
Bảng 2.1 sự kết hợp tốc độ bit đường xuống/đường lên APON
Đường xuống Đường lên
155,52 Mbps 155,52Mbps
622,08Mbps 155,52Mbps
622,08Mbps 622,08Mbps
1 244,16Mbps 155,52Mbps 1 244,16Mbps 622,08Mbps
Cả chuẩn G.983.1 và G.984.1 đều sử dụng giải pháp 2 sợi quang với sợi truyền dẫn dành cho đường lên và đường xuống riêng biệt. Bước sóng 1.3 µm đã được sử dụng cho cả 2 hướng trong giải pháp 2 sợi. Tuy nhiên, trong thực tế không hệ thống nào được triển khai theo giải pháp 2 sợi. Theo chuẩn ITU-T trong hệ thống APON, truyền dẫn song hướng được thực hiện sử dụng hoặc là kĩ thuật ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) của miền bước sóng 1310nm và 1550 nm trong sợi đơn hoặc là 2 sợi đơn hướng của miền bước sóng 1310nm.
Tất cả các chuẩn ITU-PON đều mô tả 3 lớp của lớp truyền dẫn quang phân biệt bởi những sự suy giảm mạng phân phối quang ODN giữa ONU và OLT. Ba lớp này được định nghĩa trong ITU-T G.982 như sau:
Lớp B: 10-25 dB Lớp C: 15-30 dB
Sự phân chia lớp C cũng biến đổi tùy thuộc vào quỹ công suất yêu cầu cho thiết bị sợi quang thụ động. Để triển khai thực tế một cách hiệu quả và lý do giá thành, lớp B+ với suy hao 28 dB đã được đề xuất bởi phần lớn những nhà cung cấp thiết bị phát PON.
ITU-T G983.1 định nghĩa kiến trúc tham chiếu. đặc tính bộ phát, kiến trúc khung truyền dẫn, và chức năng lập lịch trong APON. Tín hiệu APON được truyền dẫn trong 1 khe thời gian. Mỗi khe thời gian bao gồm hoặc là 1 tế bào ATM hoặc là 1 tế bào PLOAM. Tế bào PLOAM được sử dụng để mang thông tin quản lý lớp vật lý như bản tin giao thức để lập lịch, yêu cầu và cập nhật khóa…, yêu cầu khe thời gian từ các ONU tới OLT, sự cấp phát khe thời gian đường lên từ OLT tới những ONU khác nhau, lỗi hệ thống và bản tin quản lý hoạt động...
2.2.1.2.Cấu trúc khung
Cấu trúc giao diện đường xuống cho các tốc độ 155,52 Mbps, 622,08 Mbps và 1244,16 Mbps đều bao gồm một dòng liên tục các khe thời gian, mỗi khe thời gian tương ứng với một tế bào ATM hoặc tế bào PLOAM gồm 53 octet. Cứ trong mỗi 28 khe thời gian, thì có một tế bào PLOAM được chèn vào. Khung đường xuống cho tín hiệu 155,52Mbps bao gồm 2 tế bào PLOAM và dài 56 khe thời gian. Với trường hợp 622,08Mbps, khung đường xuống bao gồm 8 tế bào PLOAM và dài 224 khe thời gian. Với trường hợp 1244,16 Mbps, khung đường xuống bao gồm 6 tế bào PLOAM và dài 448 khe thời gian. OLT yêu cầu một ONU phát một tế bào ATM thông qua các grant được truyền tải trong cell PLOAM đường xuống. Tại tốc độ có thể lập trình được, OLT yêu cầu một ONU phát một cell PLOAM hoặc một khe thời gian mini.
Trong đường lên với tín hiệu 155,52Mbps khung đường lên bao gồm 53 khe thời gian, mỗi khe gồm 56 byte và cho trường hợp 622,08 Mbps, khung đường lên bao gồm 212 khe thời gian. Tốc độ PLOAM đường lên phụ thuộc vào chức năng yêu cầu được chứa trong các tế bào PLOAM này. Tốc độ PLOAM nhỏ nhất trên một ONU là một tế bào PLOAM trên mỗi 100ms. OLT xác định băng thông cấp cho khe thời gian đường lên. PLOAM gồm có thông tin cấu trúc khung và sắp đặt băng thông cho ONU gửi dữ liệu trong khung hướng lên tiếp theo.
Một khe thời gian đường lên có thể được phân chia một cách tùy ý thành nhiều khe thời gian mini theo yêu cầu của OLT nếu cần thiết. Một khe được chia nhỏ (divided_slot) chiếm hoàn toàn một khe thời gian đường lên và bao gồm một số lượng
Mào đầu đường lên Định dạng khung đường lên
Định dạng khung đường xuống
PLOAM 1 ATMCell 1 Cell 1 PLOAM 2 ATM Cell 27 ATM Cell 28 ATM Cell 54
Bao gồm 53 grant đường lên
ATM hoặc PLOAM cell 1ATM hoặc PLOAM cell 2ATM hoặc PLOAM cell 3 Khe đường lên thứ k ATM hoặc PLOAM cell 53
ONU x ONU y ONU z
3-byte Tải tin mini-slot, 1-53 byte Khe thời gian đã chia
Mini-slot