h_a_t_only
New Member
Tải Phương pháp bảo vệ trong FTTX
MỤC LỤC @&? Trang LỜI MỞ ĐẦU1
Chương 1
PHÂN TÍCH CÁC CÔNG NGHỆ TRONG MẠNG TRUY NHẬP. 3
1.1. Giới thiệu tổng quan về mạng truy nhập:3
1.1.1. Định nghĩa mạng truy nhập:3
1.1.2. Các đặc điểm của mạng truy nhập:4
1.2. Các công nghệ truy nhập hiện nay:4
1.2.1. Công nghệ truy nhập hữu tuyến:5
1.2.1.1. Công nghệ truy nhập cáp đồng:5
1.2.1.2. Công nghệ truy nhập cáp quang:7
1.2.2. Công nghệ truy nhập vô tuyến:7
1.3. Kết luận:10
Chương 2
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG TRUY NHẬP. 11
2.1. Vấn đề nghẽn cổ chai băng thông của mạng truy nhập hiện nay:11
2.2. Các giải pháp băng rộng hiện tại:13
2.2.1. DSL. 13
2.2.1.1. Tổng quát về công nghệ DSL:13
2.2.1.2. Các loại DSL. 15
2.2.2. Mạng truyền hình cáp:20
2.2.3. WiMAX23
2.3. Xu hướng phát triển của mạng truy nhập:27
2.3.1. Nhược điểm của các giải pháp băng rộng hiện tại:27
2.3.2. Giải pháp sợi quang:28
2.4. Kết luận. 32
Chương 3
CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT TRONG MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG33
3.1. Giới thiệu PON33
3.1.1. Định nghĩa:33
3.1.2. Các mô hình của PON:33
3.1.3. Các thành phần trong PON37
3.1.3.1. Thành phần thụ động:38
3.1.3.2. Thành phần chủ động:39
3.2. Các kỹ thuật đa truy nhập dùng trong PON:42
3.2.1. TDMA PON43
3.2.2. WDMA PON46
3.3. Các công nghệ trong TDMA PON47
3.3.1. ATM PON48
3.3.2. Ethernet PON49
3.3.3. GPON50
3.4. Kết luận:51
Chương 4
CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ TRONG FTTx. 52
4.1. Các mô hình bảo vệ dạng cây:52
4.1.1. Cây không có sự bảo vệ:53
4.1.2. Bảo vệ trung kế:54
4.1.3. Bảo vệ nhánh:56
4.1.4. Bảo vệ trung kế và nhánh:57
4.1.5. Bảo vệ cây:59
4.1.6. Thống kê xác suất không dùng được của các mô hình PON dạng cây:60
4.2. Giới thiệu một số mô hình bảo vệ dạng vòng:63
4.2.1. Các mô hình bảo vệ dạng vòng. 63
4.2.2. Phân tích giá cả và tỷ lệ mất gói:64
4.3. Kết luận:68
Chương 5
CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG FTTx VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN69
5.1. Xây dựng các khối bộ ba dịch vụ (Triple Play):69
5.2. Kiểm tra các dịch vụ Triple Play:71
5.2.1. Dịch vụ IP Video:71
5.2.2. Dịch vụ thoại IP:74
5.2.3. Dịch vụ dữ liệu IP Internet:75
5.2.4. Gói ba dịch vụ (Triple Play) cần bộ đo kiểm cả ba dịch vụ (Triple Testing):76
5.3. Xu hướng phát triển. 77
5.4. Kết luận. 78
Chương 6
CHƯƠNG TRÌNH DEMO79
6.1. Giới thiệu:79
6.2. Thực hiện chương trình:79
KẾT LUẬN98
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI MỞ ĐẦU ---oOo--- Internet băng rộng với công nghệ ADSL (sử dụng cáp đồng) đã tạo nên bước tiến bùng nổ trong việc truyền tải dữ liệu. Với khả năng kết nối, truyền dữ liệu gấp hàng chục đến hàng trăm lần modem quay số, ADSL đã biến Internet trở nên gần gũi và phổ biến với bất kỳ quốc gia nào trên thế giới.
Tuy nhiên, công nghệ ADSL đang phải đứng trước nguy cơ nhường vị trí thống trị bấy lâu nay cho một loại công nghệ truyền dẫn mới hơn, đó là công nghệ truyền dẫn cáp quang, thông qua kiến trúc mạng sử dụng cáp quang để kết nối viễn thông có tên FTTx.
Mạng FTTx hiện đang được xem là sẽ đóng một vai trò rất quan trọng do tiềm năng cung cấp băng thông cho khách hàng lớn hơn so với cáp đồng, đáp ứng nhu cầu truyền thoại, dữ liệu và video trên nền IP. Các công nghệ thường được sử dụng để tạo dựng các mạng FTTx, bao gồm cả các mạng quang thụ động, các đường dây thuê bao số DSL, và các công nghệ nén video.
Do đó để mạng FTTx hoạt động ổn định, cung cấp dịch vụ một cách liên tục cho khách hàng thì một số giải pháp bảo vệ cũng phải được triển khai. Tìm hiểu các phương pháp bảo vệ trong mạng truy nhập sợi quang là nội dung chính của đồ án tốt nghiệp này.
Nội dung của đồ án bao gồm:
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 1: Phân tích các công nghệ trong mạng truy nhập
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 2: Xu hướng phát triển của mạng truy nhập
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 3: Các đặc điểm kỹ thuật trong mạng quang thụ động
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 4: Các phương pháp bảo vệ trong FTTx
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 5: Các dịch vụ trên mạng FTTx và xu hướng phát triển.
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 6: Chương trình Demo.
Do có sự hạn chế về mặt thời gian cũng như năng lực của cá nhân nên nội dung của đồ án không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Em mong các thầy cô giáo và các bạn quan tâm đóng góp ý kiến thêm để đồ án này càng được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành Thank thầy giáo ThS. Nguyễn Tường Thành đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Em cũng xin gửi lời Thank đến các thầy cô giáo trong khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ trường Đại Học Quy Nhơn đã dạy dỗ chỉ bảo em trong suốt khóa học này.
Kính mong quí thầy cô nhận xét và góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Tp.Qui Nhơn, ngày 10 tháng 06 năm 2010
99
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
2.3. Xu hướng phát triển của mạng truy nhập:
2.3.1. Nhược điểm của các giải pháp băng rộng hiện tại:
Các giải pháp băng rộng kể trên như DSL, Cable Modem hay WiMAX không tối ưu để vận chuyển luồng dữ liệu.
Trong khi ADSL cung cấp nhiều băng thông hơn so với một modem quay số tương tự, nhưng nó cũng không thể được xem là băng rộng bởi vì nó không phục vụ tốt được những ứng dụng thoại, dữ liệu và video. Thêm vào đó, khoảng cách vật lý mà một CO (Central Office) có thể bao phủ với DSL bị giới hạn trong khoảng 18.000 ft (5,5 km). Thậm chí, để tăng mức độ bao phủ của DSL, remote DSLAM có thể được triển khai đến gần thuê bao. Thường thì nhà vận hành mạng không cung cấp dịch vụ DSL đến vị trí thuê bao xa CO hơn 12.000 ft vì giá triển khai và bảo dưỡng sẽ tăng.
Trong mạng Cable Modem, chỉ một vài kênh tần số vô tuyến được chỉ định cho dữ liệu, trong khi phần lớn băng thông phục vụ cho dịch vụ truyền hình tương tự.
Giải pháp WiMAX tuy có tốc độ truyền cao và phạm vi phủ sóng lớn. Nhưng vẫn chưa tối ưu bằng so với sử dụng mạng truy nhập sợi quang (sẽ giới thiệu ở phần tiếp theo).
Hầu hết các nhà vận hành mạng nhận thấy rằng cần có một giải pháp truy nhập mới với dữ liệu tập trung là cần thiết, nó phải rẻ tiền, đơn giản, và có khả năng phân phối thoại, dữ liệu và dịch vụ truyền hình đến khách hàng trên một mạng duy nhất. Kiến trúc mới này sẽ được tối ưu cho luồng dữ liệu IP (Internet Protocol), giao thức thông tin đang thịnh hành hiện nay.
2.3.2. Giải pháp sợi quang:
Sợi quang với những ưu điểm như băng thông cao, suy hao thấp, ít xuyên nhiễu (đã trình bày ở chương 1) sẽ là giải pháp băng rộng lý tưởng cho mạng truy nhập.
Có thể triển khai sợi quang trong mạng truy nhập theo mô hình điểm-điểm, mô hình sao chủ động hay mô hình sao thụ động:
Một cách đơn giản nhất để triển khai sợi quang trong mạng truy nhập là dùng mô hình Home Run Fiber ( hay còn gọi là mô hình điểm-điểm), tức là nối sợi quang trực tiếp từ CO (Central Office) đến mỗi thuê bao. Giả sử có N thuê bao với khoảng cách trung bình từ mỗi ONU (Optical Network Unit) đến OLT (Optical Line Terminal) là L km thì ta cần NxL km sợi quang và 2N bộ thu phát.
Hình 2.8: Mô hình điểm-điểm
Trong cấu hình điểm-điểm đã mô tả ở trên, để giảm chiều dài sợi quang thì ta có thể triển khai một Remote Switch tại vị trí tập trung các thuê bao để đa hợp và giải đa hợp tín hiệu giữa các thuê bao và CO, đây còn gọi là mô hình sao chủ động. Mô hình này chỉ cần L km chiều dài sợi nhưng cần 2N+2 bộ thu phát.
Hình 2.9: Mô hình sao chủ động
Việc dùng cấu hình Remote Switch ở trên vẫn chưa tối ưu vì còn phải tốn nguồn để duy trì hoạt động cho thiết bị này (đây là thiết bị chủ động). Vì thế, thật là hợp lý khi thay thế một Remote Switch chủ động bằng một bộ tách quang thụ động không đắt tiền. Khi đó ta có một mạng quang thụ động (PON: Passive Optical Network). PON sẽ giảm tối thiểu số các bộ thu phát quang, các đầu cuối CO, và chiều dài sợi. Ví dụ mô hình PON ở hình 2.8 có L km chiều dài sợi và N+1 bộ thu phát.
Hình 2.10: Mô hình sao thụ động
Bảng 2.4: So sánh các mô hình trong mạng truy nhập quang
Mô hình
Điểm - Điểm
Sao chủ động
PON
Ưu điểm
Kiến trúc đơn giản.
Băng thông cao do mỗi thuê bao dùng riêng một sợi quang.
Giảm được chiều dài sợi quang so với mô hình điểm -điểm.
Giá thành giảm, công tác bảo trì đơn giản.
Tối ưu về chiều dài sợi và các bộ thu phát so với 2 mô hình trước.
Nhược điểm
Đắt tiền vì việc phải triển khai sợi quang và các bộ thu phát riêng cho từng thuê bao.
Băng thông thấp hơn mô hình điểm-điểm.
Số bộ thu phát cao hơn mô hình điểm-điểm
Tốn năng lượng và công tác bảo trì cho thiết bị Remote Switch.
Qua bảng so sánh trên ta thấy PON là một giải pháp tối ưu cho mạng truy nhập hiện nay. Chương tiếp theo sẽ trình bày các chi tiết kỹ thuật trong PON.
2.4. Kết luận
Chương này trình bày sự tăng nhanh của lưu lượng luồng dữ liệu và các giải pháp băng rộng hiện tại (DSL, Cable Modem, WiMAX), qua đó cho ta thấy rõ được hiện tượng nghẽn cổ chai băng thông trong mạng truy nhập. Đồng thời, chương này còn nêu ra xu hướng phát triển của mạng truy nhập và nhược điểm của các giải pháp băng rộng hiện tại do đó sợi quang với những ưu điểm như băng thông cao, suy hao thấp, ít xuyên nhiễu... sẽ là giải pháp băng rộng lý tưởng cho mạng truy nhập. Qua sự so sánh các mô hình triển khai trong mạng truy nhập quang sẽ cho chúng ta thấy PON (mạng quang thụ động) là một giải pháp truy nhập băng rộng mới, tối ưu cho mạng truy nhập hiện nay.
Chương 3
CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT TRONG MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG
3.1. Giới thiệu PON
3.1.1. Định nghĩa:
Mạng quang thụ động (PON) hay còn gọi là mạng quang không nguồn là phần mạng truy nhập dùng sợi quang làm môi trường truyền dẫn. Ở trên môi trường truyền dẫn quang này chỉ có các thiết bị thụ động (không nguồn) như là sợi quang và bộ tách/ghép.
PON ra đời nhằm hướng tới việc khắc phục hiện tượng nghẽn cổ chai băng thông ở mạng truy nhập hiện nay. Bằng cách đưa ra khoảng băng thông giữa T1 (1,5 Mbps) và OC3 (155 Mbps) để phục vụ cho mạng truy nhập (xem hình 3.1), PON đã giải quyết được vấn đề mà trước đây các kỹ thuật truy nhập khác không làm được.
64 k 144 k 1.5 M 45 M 155 M 1 G
POTS ISDN DSL T1 T3 OC-3
Khoảng băng thông đáp ứng của PON
Băng thông
(bps)
Dịch vụ
Hình 3.1: Khoảng băng thông đáp ứng của các loại dịch vụ
3.1.2. Các mô hình của PON:
PON là một mạng điểm-đa điểm, với một CO phục vụ nhiều thuê bao. Có nhiều mô hình tương thích với mạng truy nhập loại này, bao gồm cây, vòng hay bus (xem hình 3.2).
(a) Mô hình cây (sử dụng bộ tách 1:N)
(b) Mô hình vòng (dùng 2x2 tap coupler)
(c) Mô hình bus (dùng 1x2 tap coupler)
(d) Mô hình cây với sợi trung kế dự phòng (dùng bộ tách 2xN)
Hình 3.2: Các mô hình PON
Dùng 1:2 tap coupler quang và 1:N splitter quang để tách/ghép tín hiệu, PON có thể triển khai một cách mềm dẻo trong bất cứ mô hình nào. Ngoài ra, PON cũng có thể triển khai trong cấu hình dự phòng (xem chi tiết ở chương 4). Sự dự phòng có thể được thêm vào chỉ trong một phần hay tất cả các thành phần của PON, ví dụ như dự phòng trung kế (trunk) (xem hình 3.2d).
Tất cả sự truyền dẫn trong PON được biểu diễn giữa một OLT (Optical Line Terminal) và một ONU (Optical Network Unit). OLT ở phía CO và kết nối mạng truy nhập quang OAN (OAN:Optical Access Network) đến mạng MAN (Metropolitan Area Network) hay mạng WAN, hay còn gọi là mạng backbone hay long-haul network. Tùy theo vị trí của ONU mà ta có các kiến trúc khác nhau:
Nếu ONU nằm tại vị trí khách hàng ta có kiến trúc FTTH (Fiber To The Home) và FTTB (Fiber To The Building).
Nếu ONU đặt tại vỉa hè, ta có kiến trúc FTTC (Fiber To The Curb).
Ưu điểm của việc dùng PON trong mạng truy nhập thuê bao là:
PON tăng khoảng cách truyền giữa CO và khách hàng. Một PON có thể hoạt động với khoảng cách 20 km cho mạch vòng (điều này vượt quá khả năng của DSL).
PON tiết kiệm sợi ở cả tổng đài cục bộ và mạch ...
Download miễn phí Phương pháp bảo vệ trong FTTX
MỤC LỤC @&? Trang LỜI MỞ ĐẦU1
Chương 1
PHÂN TÍCH CÁC CÔNG NGHỆ TRONG MẠNG TRUY NHẬP. 3
1.1. Giới thiệu tổng quan về mạng truy nhập:3
1.1.1. Định nghĩa mạng truy nhập:3
1.1.2. Các đặc điểm của mạng truy nhập:4
1.2. Các công nghệ truy nhập hiện nay:4
1.2.1. Công nghệ truy nhập hữu tuyến:5
1.2.1.1. Công nghệ truy nhập cáp đồng:5
1.2.1.2. Công nghệ truy nhập cáp quang:7
1.2.2. Công nghệ truy nhập vô tuyến:7
1.3. Kết luận:10
Chương 2
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG TRUY NHẬP. 11
2.1. Vấn đề nghẽn cổ chai băng thông của mạng truy nhập hiện nay:11
2.2. Các giải pháp băng rộng hiện tại:13
2.2.1. DSL. 13
2.2.1.1. Tổng quát về công nghệ DSL:13
2.2.1.2. Các loại DSL. 15
2.2.2. Mạng truyền hình cáp:20
2.2.3. WiMAX23
2.3. Xu hướng phát triển của mạng truy nhập:27
2.3.1. Nhược điểm của các giải pháp băng rộng hiện tại:27
2.3.2. Giải pháp sợi quang:28
2.4. Kết luận. 32
Chương 3
CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT TRONG MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG33
3.1. Giới thiệu PON33
3.1.1. Định nghĩa:33
3.1.2. Các mô hình của PON:33
3.1.3. Các thành phần trong PON37
3.1.3.1. Thành phần thụ động:38
3.1.3.2. Thành phần chủ động:39
3.2. Các kỹ thuật đa truy nhập dùng trong PON:42
3.2.1. TDMA PON43
3.2.2. WDMA PON46
3.3. Các công nghệ trong TDMA PON47
3.3.1. ATM PON48
3.3.2. Ethernet PON49
3.3.3. GPON50
3.4. Kết luận:51
Chương 4
CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ TRONG FTTx. 52
4.1. Các mô hình bảo vệ dạng cây:52
4.1.1. Cây không có sự bảo vệ:53
4.1.2. Bảo vệ trung kế:54
4.1.3. Bảo vệ nhánh:56
4.1.4. Bảo vệ trung kế và nhánh:57
4.1.5. Bảo vệ cây:59
4.1.6. Thống kê xác suất không dùng được của các mô hình PON dạng cây:60
4.2. Giới thiệu một số mô hình bảo vệ dạng vòng:63
4.2.1. Các mô hình bảo vệ dạng vòng. 63
4.2.2. Phân tích giá cả và tỷ lệ mất gói:64
4.3. Kết luận:68
Chương 5
CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG FTTx VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN69
5.1. Xây dựng các khối bộ ba dịch vụ (Triple Play):69
5.2. Kiểm tra các dịch vụ Triple Play:71
5.2.1. Dịch vụ IP Video:71
5.2.2. Dịch vụ thoại IP:74
5.2.3. Dịch vụ dữ liệu IP Internet:75
5.2.4. Gói ba dịch vụ (Triple Play) cần bộ đo kiểm cả ba dịch vụ (Triple Testing):76
5.3. Xu hướng phát triển. 77
5.4. Kết luận. 78
Chương 6
CHƯƠNG TRÌNH DEMO79
6.1. Giới thiệu:79
6.2. Thực hiện chương trình:79
KẾT LUẬN98
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI MỞ ĐẦU ---oOo--- Internet băng rộng với công nghệ ADSL (sử dụng cáp đồng) đã tạo nên bước tiến bùng nổ trong việc truyền tải dữ liệu. Với khả năng kết nối, truyền dữ liệu gấp hàng chục đến hàng trăm lần modem quay số, ADSL đã biến Internet trở nên gần gũi và phổ biến với bất kỳ quốc gia nào trên thế giới.
Tuy nhiên, công nghệ ADSL đang phải đứng trước nguy cơ nhường vị trí thống trị bấy lâu nay cho một loại công nghệ truyền dẫn mới hơn, đó là công nghệ truyền dẫn cáp quang, thông qua kiến trúc mạng sử dụng cáp quang để kết nối viễn thông có tên FTTx.
Mạng FTTx hiện đang được xem là sẽ đóng một vai trò rất quan trọng do tiềm năng cung cấp băng thông cho khách hàng lớn hơn so với cáp đồng, đáp ứng nhu cầu truyền thoại, dữ liệu và video trên nền IP. Các công nghệ thường được sử dụng để tạo dựng các mạng FTTx, bao gồm cả các mạng quang thụ động, các đường dây thuê bao số DSL, và các công nghệ nén video.
Do đó để mạng FTTx hoạt động ổn định, cung cấp dịch vụ một cách liên tục cho khách hàng thì một số giải pháp bảo vệ cũng phải được triển khai. Tìm hiểu các phương pháp bảo vệ trong mạng truy nhập sợi quang là nội dung chính của đồ án tốt nghiệp này.
Nội dung của đồ án bao gồm:
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 1: Phân tích các công nghệ trong mạng truy nhập
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 2: Xu hướng phát triển của mạng truy nhập
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 3: Các đặc điểm kỹ thuật trong mạng quang thụ động
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 4: Các phương pháp bảo vệ trong FTTx
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 5: Các dịch vụ trên mạng FTTx và xu hướng phát triển.
file:///C:/Users/ADMINI%7E1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif Chương 6: Chương trình Demo.
Do có sự hạn chế về mặt thời gian cũng như năng lực của cá nhân nên nội dung của đồ án không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Em mong các thầy cô giáo và các bạn quan tâm đóng góp ý kiến thêm để đồ án này càng được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành Thank thầy giáo ThS. Nguyễn Tường Thành đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Em cũng xin gửi lời Thank đến các thầy cô giáo trong khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ trường Đại Học Quy Nhơn đã dạy dỗ chỉ bảo em trong suốt khóa học này.
Kính mong quí thầy cô nhận xét và góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Tp.Qui Nhơn, ngày 10 tháng 06 năm 2010
99
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
: Nhờ khả năng hỗ trợ các kiểu điều chế mức cao, WiMAX có thể cung cấp tốc độ dữ liệu lớn cho user giúp nâng cao dung lượng của hệ thống.2.3. Xu hướng phát triển của mạng truy nhập:
2.3.1. Nhược điểm của các giải pháp băng rộng hiện tại:
Các giải pháp băng rộng kể trên như DSL, Cable Modem hay WiMAX không tối ưu để vận chuyển luồng dữ liệu.
Trong khi ADSL cung cấp nhiều băng thông hơn so với một modem quay số tương tự, nhưng nó cũng không thể được xem là băng rộng bởi vì nó không phục vụ tốt được những ứng dụng thoại, dữ liệu và video. Thêm vào đó, khoảng cách vật lý mà một CO (Central Office) có thể bao phủ với DSL bị giới hạn trong khoảng 18.000 ft (5,5 km). Thậm chí, để tăng mức độ bao phủ của DSL, remote DSLAM có thể được triển khai đến gần thuê bao. Thường thì nhà vận hành mạng không cung cấp dịch vụ DSL đến vị trí thuê bao xa CO hơn 12.000 ft vì giá triển khai và bảo dưỡng sẽ tăng.
Trong mạng Cable Modem, chỉ một vài kênh tần số vô tuyến được chỉ định cho dữ liệu, trong khi phần lớn băng thông phục vụ cho dịch vụ truyền hình tương tự.
Giải pháp WiMAX tuy có tốc độ truyền cao và phạm vi phủ sóng lớn. Nhưng vẫn chưa tối ưu bằng so với sử dụng mạng truy nhập sợi quang (sẽ giới thiệu ở phần tiếp theo).
Hầu hết các nhà vận hành mạng nhận thấy rằng cần có một giải pháp truy nhập mới với dữ liệu tập trung là cần thiết, nó phải rẻ tiền, đơn giản, và có khả năng phân phối thoại, dữ liệu và dịch vụ truyền hình đến khách hàng trên một mạng duy nhất. Kiến trúc mới này sẽ được tối ưu cho luồng dữ liệu IP (Internet Protocol), giao thức thông tin đang thịnh hành hiện nay.
2.3.2. Giải pháp sợi quang:
Sợi quang với những ưu điểm như băng thông cao, suy hao thấp, ít xuyên nhiễu (đã trình bày ở chương 1) sẽ là giải pháp băng rộng lý tưởng cho mạng truy nhập.
Có thể triển khai sợi quang trong mạng truy nhập theo mô hình điểm-điểm, mô hình sao chủ động hay mô hình sao thụ động:
Một cách đơn giản nhất để triển khai sợi quang trong mạng truy nhập là dùng mô hình Home Run Fiber ( hay còn gọi là mô hình điểm-điểm), tức là nối sợi quang trực tiếp từ CO (Central Office) đến mỗi thuê bao. Giả sử có N thuê bao với khoảng cách trung bình từ mỗi ONU (Optical Network Unit) đến OLT (Optical Line Terminal) là L km thì ta cần NxL km sợi quang và 2N bộ thu phát.
Hình 2.8: Mô hình điểm-điểm
Trong cấu hình điểm-điểm đã mô tả ở trên, để giảm chiều dài sợi quang thì ta có thể triển khai một Remote Switch tại vị trí tập trung các thuê bao để đa hợp và giải đa hợp tín hiệu giữa các thuê bao và CO, đây còn gọi là mô hình sao chủ động. Mô hình này chỉ cần L km chiều dài sợi nhưng cần 2N+2 bộ thu phát.
Hình 2.9: Mô hình sao chủ động
Việc dùng cấu hình Remote Switch ở trên vẫn chưa tối ưu vì còn phải tốn nguồn để duy trì hoạt động cho thiết bị này (đây là thiết bị chủ động). Vì thế, thật là hợp lý khi thay thế một Remote Switch chủ động bằng một bộ tách quang thụ động không đắt tiền. Khi đó ta có một mạng quang thụ động (PON: Passive Optical Network). PON sẽ giảm tối thiểu số các bộ thu phát quang, các đầu cuối CO, và chiều dài sợi. Ví dụ mô hình PON ở hình 2.8 có L km chiều dài sợi và N+1 bộ thu phát.
Hình 2.10: Mô hình sao thụ động
Bảng 2.4: So sánh các mô hình trong mạng truy nhập quang
Mô hình
Điểm - Điểm
Sao chủ động
PON
Ưu điểm
Kiến trúc đơn giản.
Băng thông cao do mỗi thuê bao dùng riêng một sợi quang.
Giảm được chiều dài sợi quang so với mô hình điểm -điểm.
Giá thành giảm, công tác bảo trì đơn giản.
Tối ưu về chiều dài sợi và các bộ thu phát so với 2 mô hình trước.
Nhược điểm
Đắt tiền vì việc phải triển khai sợi quang và các bộ thu phát riêng cho từng thuê bao.
Băng thông thấp hơn mô hình điểm-điểm.
Số bộ thu phát cao hơn mô hình điểm-điểm
Tốn năng lượng và công tác bảo trì cho thiết bị Remote Switch.
Qua bảng so sánh trên ta thấy PON là một giải pháp tối ưu cho mạng truy nhập hiện nay. Chương tiếp theo sẽ trình bày các chi tiết kỹ thuật trong PON.
2.4. Kết luận
Chương này trình bày sự tăng nhanh của lưu lượng luồng dữ liệu và các giải pháp băng rộng hiện tại (DSL, Cable Modem, WiMAX), qua đó cho ta thấy rõ được hiện tượng nghẽn cổ chai băng thông trong mạng truy nhập. Đồng thời, chương này còn nêu ra xu hướng phát triển của mạng truy nhập và nhược điểm của các giải pháp băng rộng hiện tại do đó sợi quang với những ưu điểm như băng thông cao, suy hao thấp, ít xuyên nhiễu... sẽ là giải pháp băng rộng lý tưởng cho mạng truy nhập. Qua sự so sánh các mô hình triển khai trong mạng truy nhập quang sẽ cho chúng ta thấy PON (mạng quang thụ động) là một giải pháp truy nhập băng rộng mới, tối ưu cho mạng truy nhập hiện nay.
Chương 3
CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT TRONG MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG
3.1. Giới thiệu PON
3.1.1. Định nghĩa:
Mạng quang thụ động (PON) hay còn gọi là mạng quang không nguồn là phần mạng truy nhập dùng sợi quang làm môi trường truyền dẫn. Ở trên môi trường truyền dẫn quang này chỉ có các thiết bị thụ động (không nguồn) như là sợi quang và bộ tách/ghép.
PON ra đời nhằm hướng tới việc khắc phục hiện tượng nghẽn cổ chai băng thông ở mạng truy nhập hiện nay. Bằng cách đưa ra khoảng băng thông giữa T1 (1,5 Mbps) và OC3 (155 Mbps) để phục vụ cho mạng truy nhập (xem hình 3.1), PON đã giải quyết được vấn đề mà trước đây các kỹ thuật truy nhập khác không làm được.
64 k 144 k 1.5 M 45 M 155 M 1 G
POTS ISDN DSL T1 T3 OC-3
Khoảng băng thông đáp ứng của PON
Băng thông
(bps)
Dịch vụ
Hình 3.1: Khoảng băng thông đáp ứng của các loại dịch vụ
3.1.2. Các mô hình của PON:
PON là một mạng điểm-đa điểm, với một CO phục vụ nhiều thuê bao. Có nhiều mô hình tương thích với mạng truy nhập loại này, bao gồm cây, vòng hay bus (xem hình 3.2).
(a) Mô hình cây (sử dụng bộ tách 1:N)
(b) Mô hình vòng (dùng 2x2 tap coupler)
(c) Mô hình bus (dùng 1x2 tap coupler)
(d) Mô hình cây với sợi trung kế dự phòng (dùng bộ tách 2xN)
Hình 3.2: Các mô hình PON
Dùng 1:2 tap coupler quang và 1:N splitter quang để tách/ghép tín hiệu, PON có thể triển khai một cách mềm dẻo trong bất cứ mô hình nào. Ngoài ra, PON cũng có thể triển khai trong cấu hình dự phòng (xem chi tiết ở chương 4). Sự dự phòng có thể được thêm vào chỉ trong một phần hay tất cả các thành phần của PON, ví dụ như dự phòng trung kế (trunk) (xem hình 3.2d).
Tất cả sự truyền dẫn trong PON được biểu diễn giữa một OLT (Optical Line Terminal) và một ONU (Optical Network Unit). OLT ở phía CO và kết nối mạng truy nhập quang OAN (OAN:Optical Access Network) đến mạng MAN (Metropolitan Area Network) hay mạng WAN, hay còn gọi là mạng backbone hay long-haul network. Tùy theo vị trí của ONU mà ta có các kiến trúc khác nhau:
Nếu ONU nằm tại vị trí khách hàng ta có kiến trúc FTTH (Fiber To The Home) và FTTB (Fiber To The Building).
Nếu ONU đặt tại vỉa hè, ta có kiến trúc FTTC (Fiber To The Curb).
Ưu điểm của việc dùng PON trong mạng truy nhập thuê bao là:
PON tăng khoảng cách truyền giữa CO và khách hàng. Một PON có thể hoạt động với khoảng cách 20 km cho mạch vòng (điều này vượt quá khả năng của DSL).
PON tiết kiệm sợi ở cả tổng đài cục bộ và mạch ...
