Tìm hiểu mạng truy nhập quang thụ động Ethernet - EPON

PON

Passive Optical Network	Mạng quang thụ động
POTS	Plain Old Telephone System	Hệ thống điện thoại kiểu cũ
PRE	Preamble	Mào đầu
PtP	Point to Point	Mô hình điểm-điểm
PtPE	Point-to-Point Emulation
PtMP	Point-to-Multi-Point	Mô hình điểm đa điểm
QoS	Quality of Service	Chất lượng dịch vụ
SA	Source Address	Địa chỉ nguồn
SONET	Synchoronous Optical Network	Mạng quang đồng bộ
TDM	Time Division Multiplexing	Ghép kênh phân chia theo thời gian
UNI	User Network Interface	Giao diện người sử dụng mạng
WAN	Wide Area Network	Mạng truy nhập diện rộng

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 60 trang tài liệu này.

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của các khu vực kinh tế, các tổ chức xã hội đã tạo ra nhu cầu rất lớn trong việc sử dụng các dịch vụ tiện ích, thoại, hình ảnh và dữ liệu. Sự phát triển của các loại hình dịch vụ mới, đòi hỏi hạ tầng mạng truy nhập phải đáp ứng các yêu cầu về băng thông rộng, tốc độ truy nhập cao. Vậy nên mạng quang là một giải pháp cần thiết và quan trọng để giải quyết các vấn đề trên. Trong đó, mạng truy nhập quang thụ động EPON là một giải pháp triển vọng đầy hứa hẹn trong mạng truy nhập để làm giảm bớt hiện tượng tắc nghẽn mạng. Với những ưu điểm vượt trội của mình, EPON (Ethernet Passive Optical Network) đã tạo ra một sự chuyển biến rõ rệt trong mạng truy nhập. Đây cũng là giải pháp mà đề tài này đề cập cho mạng truy nhập tại Việt Nam. Nội dung của đề tài này được chia làm ba chương theo cơ cấu như sau:

Chương 1: TỔNG QUANG VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG

Chương 2: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET – EPON Chương 3: THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP EPON DỰA TRÊN PHẦN MỀM

OPTISYSTEM

Tuy đã cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài này, nhưng vẫn còn nhiều hạn chế về kiến thức nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong được sự góp ý, chỉ dẫn của thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Hữu Ái người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình làm đề tài này.

Sinh viên thực hiện

BÙI NGỌC LÂM

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Mạng truy nhập quang được chia làm hai loại cơ bản là mạng truy nhập quang tích cực AON và mạng truy nhập quang thụ động PON. Mạng AON sử dụng các thiết bị tích cực như các bộ chia tích cực hoặc các bộ ghép kênh ở đoạn phân bố của mạng truy nhập. Mạng PON không chứa bất kỳ một phần tử tích cực nào mà cần phải có sự chuyển đổi điện - quang. Thay vào đó, PON sẽ chỉ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc... Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực.

Hình 1.1: Mạng truy nhập quang

1.2 CẤU HÌNH CƠ BẢN CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG

Cấu hình mạng cơ bản của mạng truy nhập quang được trình bày ở hình 1.2:

Hình 1.2: Cấu hình của mạng truy nhập quang

 FTTCab-Cáp quang tới tủ đấu dây; FTTC-Cáp quang tới cụm thuê bao; FTTB-Cáp quang tới toà nhà; FTTH-Cáp quang tới tận nhà.

1.3 CẤU HÌNH THAM CHIẾU MẠNG TRUY NHẬP QUANG

Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang được trình bày trên hình 1.3:

Hình 1.3 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang

Cấu trúc trên hình 1.3 bao gồm 4 khối cơ bản: đầu cuối đường quang (OLT), mạng phối dây quang (ODN), khối mạng quang (ONU) và khối chức năng phối hợp.

Điểm tham chiếu chủ yếu gồm có: điểm tham chiếu phát quang S, điểm tham chiếu thu quang R, điểm tham chiếu giữa các nút dịch vụ V, điểm tham chiếu đầu cuối thuê bao T và điểm tham chiếu a ở giữa các ONU. Giao diện bao gồm: giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng UNI.

1.4 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CƠ BẢN

Hệ thống mạng truy nhập quang bao gồm ba thành phần cơ bản: OLT, ONU và ODN. Hệ thống AON có các khối chức năng đơn giản, cơ bản hơn so với hệ thống PON. Ở đây chỉ nêu các khối chức năng của PON.

1.4.1 Khối kết cuối đường quang OLT

Các khối OLT chính được mô tả trong hình 1.4:

Hình 1.4: Các khối chức năng của OLT

1.4.2 Khối mạng quang ONU

Cấu hình điển hình của một ONU được mô tả trong hình 1.5:

Hình 1.5: Các khối chức năng của ONU

1.4.3 Mạng phân phối quang ODN

1.4.3.1 Bộ tách/ghép quang

Các bộ tách/ghép NxN được chế tạo bằng cách ghép nhiều tầng bộ 2x2 với nhau như hình 1.6 hoặc sử dụng công nghệ ống dẫn sóng phẳng.

Hình 1.6: Các bộ ghép 8x8 được tạo ra từ các bộ ghép 2x2.

Các bộ tách/ghép được đặc trưng bằng các tham số sau: suy hao chia, suy hao ghép, điều hướng.

1.4.3.2 Mạng cáp quang thuê bao

Mạng cáp thuê bao quang được xác định trong phạm vi ranh giới từ giao tiếp sợi quang giữa thiết bị OLT đến thiết ONU/ONT. Cấu trúc mạng cáp quang thuê bao xem trong hình 1.7:

Hình 1.7: Cấu trúc cơ bản mạng cáp quang thuê bao.

1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG

Mạng truy nhập quang là mạng truy nhập có nhiều ưu điểm như: Dung lượng lớn, kích thước và trọng lượng cáp nhỏ, không bị nhiễu điện, tính bảo mật cao, giá thành cáp quang rẻ, chất lượng truyền dẫn tốt, an toàn cho thiết bị, tốc độ truy nhập cao, nâng cấp băng thông dễ dàng. Vì vậy nó phù hợp để triển khai các dịch vụ băng rộng (truy cập Internet tốc độ cao, truyền hình độ nét cao…) giữa các khối kết cuối đường dây ở xa (ONU) và kết cuối mạng (OLT).

CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET – EPON

2.1 MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON

2.1.1 Khái niệm mạng quang thụ động PON

Mạng quang thụ động PON là một mạng quang không có các phần tử điện phụ hay thiết bị quang điện tử. PON là công nghệ sử dụng các bộ chia quang (Splitter) để nối tới rất nhiều thiết bị đầu cuối mạng quang. Như vậy, trong PON sẽ bao gồm: Sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, bộ lọc.

2.1.2 Đặc điểm của hệ thống

 Đặc trưng của hệ thống PON là thiết bị thụ động phân phối sợi quang đến từng nhà thuê bao sử dụng bộ chia splitter có thể lên tới 1:128.

 PON hỗ trợ giao thức ATM, Ethernet

 PON hỗ trợ các dịch vụ voice, data và video tốc độ cao

 Khả năng cung cấp băng thông cao

 Trong hệ thống PON băng thông được chia sẻ cho nhiều khách hàng điều này sẽ làm giảm chi phí cho khách hàng sử dụng.

 Khả năng tận dụng công nghệ WDM, ghép kênh phân chia theo dải tần và cung cấp băng thông động để giảm thiểu số lượng cáp quang cần thiết để kết nối giữa OLT và splitter.

 PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên cùng 1 sợi quang.

 PON có thể hỗ trợ cấu trúc mạng hình cây, sao, bus và ring

2.1.3 Cấu trúc mạng quang thụ động PON

Cấu trúc mạng PON cơ bản gồm các thành phần là OLT, splitter quang, ONU/ONT. OLT chính là thiết bị đầu cuối phía nhà sản xuất, có nhiệm vụ kết nối tất cả các loại dịch vụ lại và truyền tín hiệu thông qua sợi cáp quang. Tín hiệu từ OLT sẽ đến các splitter quang. Splitter quang được sử dụng để phân chia công suất từ một sợi duy nhất đến x người sử dụng (x có thể là 32, 64 hoặc 128, điều đó phụ thuộc vào hệ