Thi Ế T B Ị Đ Ầ U Cu Ố I M Ạ Ng Onu/ont

sợi quang vật lý. Splitter thường được đặt tại các điểm phân phối quang (DP) và các điểm truy nhập quang (AP). Bộ chia/ghép quang có hai loại, một đặt tại nhà trạm viễn thông, sử dụng các tủ kiểu indoor, loại kia sẽ là loại thiết bị được bọc kín có thể mở ra khi cần thiết và đặt tại các điểm măng xông.

FDC: Fiber Distribution Cabinet : tủ phối quang

FDB - Fiber Distribution Box: Hộp phân phối quang loại nhỏ.

2.4.2.1 Kết cuối đường quang OLT

OLT được kết nối tới mạng chuyển mạch thông qua các giao diện được chuẩn hóa. Ở phía phân tán, OLT đưa ra giao diện truy nhập quang tương ứng với các chuẩn GPON như tốc độ bit, quỹ công suất, jitter…

OLT bao gồm ba phần chính: Chức năng giao diện port dịch vụ, chức năng

kết nối chéo và giao diện mạng phân tán quang.

Hình 2.9 : Các khối chức năng trong OLT

Pon core shell : khối này gồm hai phần, phần giao diện ODN và chức năng PON TC. Chức năng PON TC bao gồm tạo khung, điều khiển truy cập phương tiện, OAM, DBA, và quản lý ONU. Mỗi PON TC có thể lựa chọn hoạt động theo một chế độ ATM, GEM hoặc cả hai.

Cross-connect shell: cung cấp đường truyền giữa PON core shell và Service shell. OLT cung cấp chức năng kết nối chéo tương ứng với các chế độ được lựa chọn (ATM, GEM hoặc cả hai).

Service shell: phần này hỗ trợ chuyển đổi giữa các giao diện dịch vụ và giao diện khung TC của phần PON.

2.4.2.2 Thiết bị đầu cuối mạng ONU/ONT

Hầu hết các khối chức năng của ONU/ONT tương tự như các khối chức năng của OLT. Do ONU hoạt động với một giao diện PON (hoặc tối đa 2 giao diện khi hoạt động ở chế độ bảo vệ), chức năng đấu nối chéo (cross-connect function) có thể được bỏ qua. Thay vào đó là chức năng ghép và tách kênh dịch vụ (MUX và DMUX) để xử lý lưu lượng. Cấu hình tiêu biểu của ONU được thể hiện trong Hình 2.10. Sơ đồ các khối chức năng ONU. Mỗi PON TC sẽ lựa chọn một chế độ tru yền dẫn ATM, GEM hoặc cả hai.

Hình 2.10 : Các khối chức năng của ONU

2.4.2.3 Mạng phân phối quang ODN

Mạng phân phối quang kết nối giữa một OLT với một hoặc nhiều ONU sử

dụng thiết bị tách/ghép quang và mạng cáp thuê bao.

Bộ tách/ghép quang:

Là thiết bị thụ động để chia tín hiệu quang từ một sợi để truyền đi trên nhiều sợi và ngược lại, kết hợp các tín hiệu quang từ nhiều sợi thành tín hiệu trên một sợi. Dạng đơn giản nhất là bộ ghép quang bao gồm hai sợi dính vào nhau. Tín hiệu nhận được ở bất kỳ đầu nào cũng chia làm hai. Các bộ tách/ghép NxN được chế tạo bằng cách ghép nhiều bộ 2x2 với nhau hoặc sử dụng công nghệ ống dẫn sóng.

Hình 2.11 : Các bộ ghép 8x8 được tạo ra từ các bộ 2x2

Các bộ tách ghép được đặc trưng bởi các tham số:

Suy hao chia: là tỉ lệ giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào của bộ ghép, tính theo Db. Với một bộ 2x2 lý tưởng, giá trị này là 3dB. Hình trên biểu diễn hai mô hình của bộ 8x8 dựa trên các bộ 2x2. Trong mô Hình 2.11 a, chỉ có 1/16 công suất đầu được đưa tới từng đầu ra. Hình 2.11 b biểu diễn mô hình thiết kế hiệu quả hơn, mỗi đầu ra nhận được 1/8 công suất đầu vào.

Suy hao ghép: đây là công suất bị tổn hao do quá trình sản xuất, giá trị này thông thường khoảng 0.1 dB đến 1dB.

Thông thường các bộ tách/ghép chỉ chế tạo có một đầu vào hoặc một đầu ra. Bộ có một đầu vào gọi là bộ chia (tách), bộ có một đầu ra gọi là bộ ghép. Tuy nhiên có những bộ 2x2 được chế tạo không đối xứng (với tý số chia 5/95 hoặc 10/90).

2.4.3 Các đặc tính cơ bản của GPON

2.4.3.1 Tốc độ bit

GPON hướng tới tốc độ truyền dẫn lớn hơn hoặc bằng 1.2 Gbit/s. GPON định nghĩa 7 dạng tốc độ bit như sau: Đường lên/ xuống: 155 Mbit/s/1.2 Gbit/s; 622 Mbit/s/1.2 Gbit/s; 1.2 Gbit/s/1.2 Gbit/s; 155 Mbit/s/2.4 Gbit/s; 622 Mbit/s/2.4 Gbit/s; 1.2 Gbit/s/2.4 Gbit/s; 2.4 Gbit/s/2.4 Gbit/s.

2.4.3.2 Khoảng cách

Khoảng cách logic: là khoảng cách lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT ngoại trừ khoảng vật lý. Trong mạng GPON, khoảng cách logic lớn nhất là 60 km.

Khoảng cách vật lý: là khoảng cách vật lý lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT. Trong mạng GPON, có hai tùy chọn cho khoảng cách vật lý và 10 km và 20 km. Đối với vận tốc tru yền lớn nhất là 1.25 Gbit/s thì khoảng cách vật lý là 10 km.

2.4.3.3 Tỉ lệ chia

Đối với nhà khai thác mạng thì tỉ lệ chia càng lớn càng tốt. Tuy nhiên tỉ lệ chia lớn thì đòi hỏi công suất quang phát cao hơn để hỗ trợ khoảng cách vật lý lớn hơn. Tỉ lệ chia 1:64 là tỉ lệ lý tưởng cho lớp vật lý với công nghệ hiện nay. Tu y nhiên trong các bước phát triển tiếp theo thì tỉ lệ 1:128 có thể được sử dụng.

2.4.4 Cấu trúc phân lớp của mạng quang GPON

Cấu trúc phân lớp của mạng GPON được cho trong Bảng 2.3:

Lớp hội tụ truyền dẫn (TC) (Transmission convergence)

Phân lớp tương thích hội tụ tru yền dẫn (TC adaption sub- layer).

Phân lớp đóng khung GTC (GTC framing sub- layer)

Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý (Physical Media Dependence)

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 90 trang tài liệu này.

Bảng 2.3 Cấu trúc phân lớp mạng GPON

2.4.4.1 Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý PMD

Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý (Ph ysical Media Dependence) quản lý các thông tin về tốc độ, phương tiện vật lý và phương thức truyền cũng như mã hóa đường dây và bước sóng hoạt động.

Tốc độ tín hiệu:

Tốc độ đường truyền là các tốc độ bội số của 8 kHz. Hệ thống được chuẩn hóa sẽ có các tốc độ (đường xuống/đường lên) như sau:

• 1244.16 Mbit/s/155.52 Mbit/s, 1244.16 Mbit/s/622.08 Mbit/s,

• 1244.16 Mbit/s/1244.16 Mbit/s, 2488.32 Mbit/s/155.52 Mbit/s,

• 2488.32 Mbit/s/622.08 Mbit/s, 2488.32 Mbit/s/1244.16 Mbit/s,

• 2488.32 Mbit/s/2488.32 Mbit/s.

Các thông số này tương đương với với các thông số trong mạng quang để đạt được tỉ lệ lỗi bit BER ≥ 1 × 10–10 trong trường hợp điều kiện suy hao và tán sắc đường truyền lớn nhất do ảnh hưởng bởi môi trường và yếu tố thời gian.

Phương tiện vật lý và phương thức truyền

Tín hiệu được truyền ở cả hướng lên và hướng xuống bằng phương tiện tru yền dẫn. Việc tru yền dẫn song hướng được thực hiện bằng cách ghép kênh theo bước sóng WDM để tru yền trên một sợi quang hoặc truyền đơn hướng trên hai sợi quang.

Tốc độ bit

Tốc độ đường xuống: Tốc độ bit tín hiệu từ OLT tới ONU là 1244.16 hoặc 2488.32 Mbit/s. Khi OLT và đầu xa đang hoạt động ở tốc độ danh định (đường lên/ đường xuống) của nó thì tốc độ này được theo dõi bởi một đồng hồ lớp 1 với độ chính xác 1 × 1011. Khi đầu xa hoạt động ở chế độ tự do, tốc độ của tín hiệu đường xuống được theo dõi bởi đồng hồ lớp 3 với độ chính xác 4.6 ×

106. Khi OLT hoạt động ở chế độ tự do, tốc độ của tín hiệu đường xuống được theo dõi bởi đồng hồ lớp 3 với độ chính xác 3.2 × 105.

Tốc độ đường lên: Tốc độ bit tín hiệu từ ONU tới OLT là 155.52, 622.08,

1244.16 hoặc 2488.32 Mbit/s. Khi đang ở trạng thái hoạt động và được cấp quyền, ONU sẽ phát tín hiệu với độ chính xác bằng độ chính xác của tín hiệu thu được ở đường xuống. ONU sẽ không phát tín hiệu khi không đang ở trạng thái hoạt động hoặc không được cấp quyền.

Mã hóa đường dây

Mã hóa đường lên và đường xuống sử dụng mã NRZ. Phương thức ngẫu nhiên hóa không được định nghĩa trong lớp phụ thuộc vật lý. Quy định sử dụng

mức logic quang là: phát mức cao cho bit 1, phát mức thấp cho bit 0

Bước sóng hoạt động

Đường xuống: Dải bước sóng hoạt động cho đường xuống trong hệ thống sử dụng một sợi quang là 1480-1500 nm. Dải bước sóng hoạt động cho đường xuống trong hệ thống sử dụng hai sợi quang là 1260-1360 nm.

Đường lên: Dải bước sóng hoạt động cho đường lên là 1260-1360 nm.

2.4.4.2 Lớp hội tụ truyền dẫn GTC

Lớp GTC bao gồm hai phân lớp: phân lớp đóng khung GTC (GTC framing sub-layer) và phân lớp tương tích hội tụ truyền dẫn (TC adaption sub-layer).

Trong Hình 2.12, phần ATM, GEM, OAM và PLOAM trong phân lớp đóng khung GTC được phân biệt theo vị trí trong một khung tín hiệu GTC. Chỉ có phần OAM mang thông tin vận hành, quản lý và bảo dưỡng được kết cuối tại phân lớp đóng khung GTC để lấy các thông tin điều khiển cho phân lớp này vì thông tin trong phần OAM được gắn trực tiếp vào tiêu đề của khung GTC. Thông tin vận hành, quản lý và bảo dưỡng lớp vật lý PLOAM (Physical layer Operation Administration and Maintenance) được xử lý tại khối PLOAM trong phân lớp này. Các gói tin dịch vụ SDU (Service Data Unit) trong phần ATM và GEM được chuyển thành từ gói tin giao thức PDU (Protocol Data Unit) của phần ATM và GEM tại mỗi phân lớp thích ứng hội tụ tương ứng. Ngoài ra các PDU còn bao gồm dữ liệu kênh OMCI, được xem xét ở phân lớp hội tụ này và được trao đổi với thực thể giao diện điều khiển và quản lý ONU (OMCI-ONU Management and Control Interface).

Khối điều khiển cấp phát băng tần động (DBA control) là khối chức năng chung, có trách nhiệm cấp phát băng tần động cho toàn bộ các ONU.

Hình 2.12 Ngăn xếp giao thức hệ thống GTC

Trong lớp hội tụ GTC, OLT và ONU không cần thiết phải có cả 2 chế độ hỗ trợ giao thức ATM hay GEM. Việc nhận dạng chế độ nào đang được yêu cầu ngay khi cài đặt hệ thống. ONU thông báo chế độ làm việc ATM hay GEM thông qua bản tin Serial_Number. Nếu OLT có thể giao tiếp với một trong số các chế độ mà ONU đưa ra thì nó sẽ tiến hành thiết lập kênh giao diện điều khiển và quản lý ONU (OMCI) và thiết bị ONU sẽ xuất hiện trong mạng. Nếu OLT không hỗ trợ chế độ hoạt động mà ONU đưa ra thì ONU sẽ được xếp vào hàng đợi nhưng sẽ được thông báo không tương thích với hệ thống đang hoạt động.

OAM và PLOAM: quản lý các chức năng phụ thuộc phương tiện vật lý PMD và các lớp GTC.

OMCI: cung cấp hệ thống quản lý đồng bộ các lớp cao hơn (lớp dịch vụ) Kênh PLOAM bao gồm các thông tin được dành riêng chỗ trong khung GTC. Kênh này được dùng cho tất cả các thông tin quản lý GTC và PMD khác không được gửi qua kênh OAM.

Kênh OMCI được dùng để quản lý các lớp dịch vụ nằm trên lớp GTC. GTC cung cấp 2 lựa chọn về giao diện tru yền tải cho lưu lượng quản lý này là

ATM và GEM. Chức năng GTC cung cấp phương tiện để cấu hình các kênh tù y chọn này sao cho đáp ứng được khả năng của thiết bị bao gồm nhận dạng luồng giao thức truyền tải (VPI/VCI hoặc Port-ID).

2.4.4.2.1 Các chức năng chính hệ thống GTC

Hai chức năng chính của lớp hội tụ tru yền dẫn mạng GPON (GTC) chính là

điều khiển truy nhập phương tiện và đăng kí ONU.

Điều khiển truy nhập phương tiện (Media access control flow) :

Lớp GTC thực hiện điều khiển tru y nhập cho lưu lượng đường lên. Về cơ bản các khung dữ liệu đường sẽ chỉ ra vị trí lưu lượng đường lên sẽ được phép truyền trong các khung đường lên đã được đồng bộ với các khung đường xuống.

Hình 2.13 Điều khiển phương tiện trong hệ thống GTC

Khái niệm điều khiển truy nhập phương tiện trong hệ thống GTC được minh họa trong Hình 2.13 OLT gắn các con trỏ (pointer) vào khối điều khiển vật lý đường xuống PCBd, con trỏ này cho biết thời gian ONU bắt đầu và kết thúc việc tru yền dữ liệu. Với cách này, chỉ một ONU có thể truy nhập phương tiện tại thời điểm bất kì, không có xung đột trong quá trình tru yền. Các con trỏ trong các byte thông tin cho phép OLT điều khiển phương tiện hiệu quả tại băng tần cố định 64 kbit/s. Tuy nhiên một số OLT có thể chọn cách thiết lập các giá trị cho con trỏ tại các tốc độ lớn hơn và thực hiện điều khiển băng tần bằng cơ chế động.