Luận văn Ứng dụng công nghệ epon trong mạng truy cập băng rộng

Tà một kĩ sư khai thác mắng băng rộng của Viettel vi thế việc chọn để tài nghiên cứu : “ Ứng dụng công nghệ EPON trong mạng truy cập băng rộng “ của tôi là hết sức tự nhiên với mục tiê

ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ TẢ NỘI TRƯỜNG DẠI HỌC CÔNG NGHẸ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ EPON TRONG MẠNG

TRUY CẬP BĂNG RỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TIä Nội - 2018

Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử

Mã số: 60 52 70

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Cảnh Tuấn

Ha Noi- 2010

DANH MỤC CÁC Cliff VIET TAT

1.1.1 Cấu trắc chức năng của mạng NGN

1.1.1.1 Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN

1.2.2 Công nghệ IIFC- CATV (Cable Television)

1.2.3 Công nghệ truy cận lrên cáp quang

1.2.4 Công nghệ

1.2.4.1 Giới thiệu chung

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ DONG ETHERKET (EPON)

3S

2.1.5 WDMA va TDMA trong EPON

2.2Téng quan về mang quang thu dong ethernet (HPON) 40

2.3 Kiến trúc mạng quang thụ đông cthernet (BPON) 42

2.4.1.1 Chế độ gan khe thời gian theo kiểu dường ng 47

2.4.2 Chức ning logical topology emulation (TH) 56 2.4.2.1 Kién trac P2P (point to point)

2.4.2.2 Chia sẽ môi trường truyén (SME)

2.4.2.3 Chế độ kết hợp P2PE và SME

CHƯƠNG 3: TRIỄN KHAI THIẾT LẬP CÔNG NGHỆ EPON TRƠNG MẠNG

3.1 Hiện trạng hệ thống truy cập băng rộng Viettel Hà Nội — —

3.2 Nhiệm vụ thiết kế mở rông mạng, Viettel Hà Nội 66

3.2.1 Tiêu chí thiết kế THẾ, HE 0000k kkrie sesseeeo.Ô6 3.2.2 Số liệu thiết ká ¬ sieves OT

3.3 Xác định cấu trúc mạng truy cập băng rộng Viettel Hà Nội 68

3.4.1 Hệ thống truy cập băng rộng sứ dụng công nghệ EPON 70 3.4.2 Hệ thông truy cập sử dụng công nghệ ADSI, 72

3.4.2.1 DSLAM 7-12

3.4.2.2 Xác dịnh dung lượng IP Switch

3.4.2.3 Xác định dung lượng Multilayer-Switch

3.5 Lựa chọn thiết bị cho mạng iruy cập Viettel Hà Nội

3.6 Kiém tra đo thử “ sườn

3.6.1 Lưu lượng của hệ thông EPON-IFTTII

3.6.2 Lưu lượng của hệ thống ADSL

Dường đây thuê bao số không đôi

ADSL | Asymetric Digital Suberiber Linc

paing ATM — |Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng bộ

DSL Digital Subcriber Line 'Thuê bao số

IDSLAM|DSL Access Multiplexer |Bộ ghép kênh truy nhập DSL

EPON |Ethernet Passive Optical Network Mang quang thy déng Ethernet

FTTH |Fiber To The Home Cáp quang tới nhả

TTU-T | Memational tetecommunicatton LTả cược viễn thông quắc tế

‘Union IMG Media Gateway Cổng truyền thông

MGC [Media Gateway Controller B6 điều khiển cổng truyền thông

Giao thức điều khiến công truyề

MGCP |Media Gateway Control Protacol nae tue dieu khích công ruyc

théng MPLS | MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức

IXƠN |Next Generation Network Mang thé hé méi

OLT Optical Line Termina! Đầu cuối đường đây quang

ONU |Optical Network Unit Don vi mang quang

IBRAS BroadBand Remote Access Server [May chi truy nhập băng rộng tử xa

Giao thức điều khiến đa điểi

IMPCP |Multipoint control protocol 4o Đúc điện khách dã điểm

Ghép kênh phân chữa theo bướ

WDM Wavelength Division Muhiplexing | TP YEHh Phần ca theo sóng Duce

Dự đoán số lượng thuê bao ADSL Viettel Hà Nội đến năm 2015 se

Dự báo số lượng thuê bao FTTTI-BPON Viettel 114 Nội đến năm 2015.68

Các giao thức Switch Agg cần hỗ trợ wld Các giao thức cần được nultilayer switch hỗ trợ seo Các giao thức OLT cần hỗ trợ " - veces BZ

DANH MỤC HÌNH VỀ

Hình 1.4: Cấu trúc chức năng của mạng NGN

Hình 1.5: Câu trúc vật lí mang NGN :

Ilinh 1.6: Céc thành phân chính của mạng NGN

Tlinh 1.8: Mang ADSL qua hệ thống D§LAMI IP saeeee.22

Hình 1.10: Triển khai cáp quang 2D tới khách hàng, 26

Hình 1.11: Triển khai cap quang sử dụng swiLch phân phối 26

Hình 1.12: Triển khai PON

Hình 1.13: Topo đạng bus

Tlinh 1.14: Topo dang sao

Ilinh 1.15: Topo dang ring -

Ilinh 1.16: Cấu trúc khung ethernet

Hình 2.1: Hiện lượng phán xạ lrong ¢

quang Hình 2.2: Soi quang da mode và don mode

Hình 2.3: Coupler 8x8 được tạo ra từ nhiều bộ 2x2

Hình 2.4: PON sử dụng một sợi quang

Hình 2.5: Các kiểu topology của POM

Hình 2.6: Lưu lượng hướng xuống trong EPON

Tình 2.7: Lưu lượng hướng lên trong IPON

Tình 2.8: Qúa trình xử lí gắn băng thông trong EPON

Tlinh 2.9: Cơ chế gán khe thời gian Luần Lự

Hình 2.10: Cơ chế gán khe thời gian kiểu đường ống

Hình 2.11: Qúa trình tách giữa thời gian dén của thông báo GŒA'TH và thời điểm bất

Hình 2.12: Qúa trình xử lí và các thành phần trong chế độ tự đông tìm kiếm 32 Hình 2.13: Mỗi quan hệ giữa khe tìm kiếm và cửa số tìm kiểm dicen DD,

Hình 2.14: Sử dụng trễ ngẫu nhiên trong quá trình tìm kiểm để tránh xung đột liên

Hình 2.17: Gần LLID hướng xuống

Hình 2.18: Gan LILTD hướng lên

Hình 2.19: Cầu nối giữa ONUI vả ONUƯ2 sử dụng P2PE 59 Hinh 2.20: Hưởng xuống chế dé SME

Viettel Hà Nội seserrere.OÐ)

Tĩình 3.2: Hiện trạng hệ thống tr truy cập băng rộng của a Viettel THả Nội 6

Tĩình 3.3: Mạng truy cập băng rộng Viettel Tà Nội khi triển khai EPON 69

Hình 3.4: Mô hình triển khai EPON cung cắp dịch vụ FTTH từ OLT dến khách

Hinh 3.6: Switch S6506R cia Huawei ¬— "— Ö Hình 3.7: Switch T160G của Z.TE

Hình 3.8: QL1 ZXA10 C220 của Z2 : " " "

Tlinh 3.9: Lưu lượng theo ngày của BR.AS 3 " - "—— -

MỞ DẦU

Cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ, ngành viễn thông

cũng có những bước chuyển mình mạnh mẽ Có thể nói viễn thông củng với công,

nghề thông tin dã tạo ra một điên mạo mới cho thể giới hiện dại

Đặc biệt khi hệ thống mạng băng rộng ra đời, các tiện ích phục vụ cho con

người càng được thể hiện rõ rang hơn Chính vì những lợi ich thiết thực và to lớn của mạng băng rộng, các nhà cung cấp dịch vụ không ngừng đầu tư kinh phí để duy trì và phát triển hệ thống này Viettel một trong những đơn vị cung cấp dịch vụ viễn thông và công nghệ thông tin hàng đầu của Việt Nam cũng đang tích cực khai

thác thị trường băng rộng đầy tiêm năng én Bén cạnh sự đầu tư ding din vé chiến lược Viettel luôn di dầu trong việc nghiên cứu, ứng dụng những công nghệ

truy cập bằng rộng mới: EPON là một trong những công nghệ như vậy Tà một kĩ

sư khai thác mắng băng rộng của Viettel vi thế việc chọn để tài nghiên cứu : “ Ứng

dụng công nghệ EPON trong mạng truy cập băng rộng “ của tôi là hết sức tự

nhiên với mục tiêu:

Đi sâu nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ EPON nhằm phục vụ quá trình triển khai công nghệ EPON trong mạng truy cập băng rộng Viettel 114

Nội, mang công nghệ truy cập băng rộng EDON va lợi ích Lo lớn của nó đến với

từng người, từng nhà

Nôi dung nghiên cứu của để tải tập trung vào những vấn để lớn của mạng truy

cập băng rộng

-_ Câu trúc mạng truy cập băng rộng

-_ Tìm hiểu, so sánh, lựa chọn các công nghệ truy cập băng rộng với EPON

là trọng tâm

-_ Nghiên cứu, ứng đụng, triển khai công nghệ EPON trong mạng truy cập bang rộng Viettel Hà Nội

Với tỉnh cắn thiết trong nghiên cứu và triển khai, dễ tài tập trung nghiên cứu

theo ba chương

Chương l : Kiến trúc vả các công nghệ mạng truy cập

Chương 2 : Công nghệ mạng quang thụ động ethernet (EPON)

Chương 3: Triển khai công nghệ EPON trong mạng truy cập băng rộng Viettel

Hà Nội

Trong quá trình thực hiện đề tải tác giả dã nhận được sự chỉ dẫn tận tinh của

các thầy, cô trưởng Đại học Công Nghệ Do sự bạn chế về thời gian vả trình độ, luận văn nay không tránh khỏi những thiểu sót vì vậy rất mong nhận dược sự chỉ

bảo, góp ý của các thầy cô và các ban

Thân địp này xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trường Dại học Công Nghệ Dặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS T§ Nguyễn Cảnh Tuần,

người đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đề tài

10

CHƯƠNG I1: KIÊN TRÚC VÀ CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY CẬP

1.1 Tổng thể kiến trúc mạng

Cho đến nay, kiến trúc tổng thể của hệ thống mạng hiện đại vẫn là xu hướng

mở, ở giai đoạn hiện tại đã có khuyến nghị chính thức của Liên minh Viễn thông

thế giới ITU về cấu trúc của mạng thế hệ mới NGN[8] NGN là hệ thống mạng thé

hệ mới tích hợp rất nhiều dịch vụ khác nhau Một số hãng cung cấp thiết mạng đã

đưa ra giải pháp của mình cho hệ thống mạng nảy Các hãng đưa ra mô hình cấu trúc tương đối rõ ràng và các giải pháp mạng khá cụ thé nhw Alcatel, Siemens,

ll

1.1.1 Cấu trúc chức năng của mang NGN

Về cầu trúc chức năng, mạng NGN có đặc điểm chung là bao gồm các lớp chức năng sau:

~ Lớp nết nối (Access + Transport/ Core)

- Lớp trung gian hay lớp truyền thông (Media)

- Lớp điều khiển (Control)

~ Lớp quản lý (Management)

Trong các lớp trên, lớp điều khiển hiện nay đang rất phức tạp với nhiều loại giao thức, khả năng tương thích giữa các thiết bị của hãng là vấn đề đang được các nhà khai thác quan tâm

1.1.1.1 Mô hình phân lớp chức năng của mạng NGN

5 3

Ệ

=

Hinh 1.2: Cau tric mạng thế hệ mới

Xem xét từ góc đô kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc mạng

thể hệ mới còn có thêm lớp ửng dụng dịch vụ

Trong môi trường phát triển canh tranh thì sẽ có rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp ứng dụng dịch vụ

Như vậy theo ITU [9] thì mô hình chức năng hoàn chỉnh của mang NGN sẽ

gém năm lớp như trình bay ở hình 1.3 dưới đây.

12

á| uyRb dợ†

fa nhà/ Vũng đân cư

Hình 1.4: Cấu trúc chức năng của mạng NGN

Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu Nó

phân chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng rẽ,

các lớp này liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn.

13

Sự thông mình của xử lý cuộc gọi cơ bản trong chuyển mạch của PSTN thực

chất là đã được tách ra từ phan cứng của na trận chuyến mạch Bây giờ, sự thông

minh ấy nằm trong một thiết bị tách rời gọi là chuyển mạch mềm (softswitch) cũng được gọi là một bộ điều khiến công truyền thong (Media Gateway Controller) hoặc

là một tác nhân cuộc gọi (Call Agent), đóng vai trò phần tử điều khiển trong kiến

trúc mạng mới Các giao diện mở hướng tới các ứng dụng mạng thông minh (TN-

Intelligent Network) va cde server img dung mới tao diều kiện để đảng cho việc

nhanh chóng cưng cấp dịch vụ và đám báo đưa ra thị trưởng trong thời gian ngắm Tại lớp truyền thông, các cổng dược dưa vào sử dụng dễ làm thích ửng thoại và các

phương tiên khác với mạng chuyển mạch gói Các media gateway nảy được sử dụng để phổi ghép hoặc với thiết bị đầu cuối của khách hàng (RGW- Residental

Gateway), voi cdc mang truy cap (AGWAccess Gateway) hoặc với mạng PSTN (TGW- Trunk Access),

Cfo server phuong lién dic biét ral nhiều chức năng khác nhau,

nói hoặc tiếng nói sang văn bản Các giao điện mở của kiến trúc mới nảy cho phép

các dịch vụ mới được giới thiệu nhanh chóng Đông thời chúng cũng tạo thuận tiện cho việc giới thiệu các phương thức kinh doanh mới băng cách chia tách chuỗi giá trị truyền thông hiện tại thành nhiễu dịch vụ có thể do các hãng khác nhau cung cấp

TIệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì Lich

hợp thánh một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay : lớp ứng dựng,

lop điều khiển, lớp truyền thông, lớp truy cập và truyền tãi Các giao diện mỡ có sự

tách biệt giữa dịch vụ và truyề

- Lớp 2 và lớp 3

+ Truyền đẫn trên mạng lõi (core network) dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả các

địch vụ với chất long dich vu QoS thy yêu cầu cho từng loại dịch vụ

+ ATM hay IPAMPLS có thể được sử dụng làm nền cho truyền dẫn trên mạng,

lði để đảm bảo QoS

Phân chuyển mach

+ LA cde router siy dung ở biên mạng lỗi khi lưu lượng lớn, ngược lại, khi hưu

lượng thấp, switch có thể đảm nhận luôn chức năng của những rouLer này

+ Các nút chuyển mach/ Router (TP/ATTM hay TP/MPI.8)

-_ Các thiết bị lớp truyền tải tiếp xúc với lớp truy cập là các cổng truyền thông

(MG Media Gateway) bao gdm:

+ Các cổng truy cập: AG (Access Gateway) kết nối giữa mạng lõi với mạng truy cập, RG (Residental gateway) kết nối mạng lõi với mạng thuê bao tại nhà

| Cac cdng giao tiép: TG (Trunking Gateway) két nấi giựa mạng lõi với

mạng PSTN/ISDN, WG (Wirclcss Gateway) kết nối mạng lỗi với mang di ding

- Chive năng

+ Lap trayén tai o6 kha nfing tuong thich cac kf thuat truy cp khac voi k¥

thuật chuyển mạch gói IP hay ATM ở mang đường trục Hay nói cách khác, lớp

này chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường ( chăng hạn như PSTN,

tramRelay, LAN, vô tuyến, ) sang môi trường truyền dẫn gói được áp dụng trên

mạng lỗi và ngược lại Nhờ đó, các nút chuyển mach (ATM IP) và các hệ thống

truyền dẫn sẽ thực hiện chức năng chuyền mạch, định Luyễn cuộc gọi giữa các thuế

báo của lớp truy cập đưới sự điều khiển của các thiết bị thuộc lớp diều khiển

+ Lớp truyền tải có khả năng hỗ trợ các mức Qo§ khác nhau cho cùng mộ

địch vụ và chơ các dịch vụ khác nhau Nó có khả năng lưu trừ lại các sự kiện xây ra

trên mạng (kích thước gói, tắc độ gói, đô trì hoãn, tỷ lệ mất gói và JiHer cho

phép, đối với mạng chuyển mạch gói; băng thông, độ trì hoăn đổi với mạng chuyển mạch kênh TM) Lớp ứng dụng sẽ đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền

tải vả nó sẽ thực hiện các yêu câu đó

> Lớp truy cập

- Lứp vật lý

| 1Iữu tuyển : Cáp đồng, xDSL hiện đang sử dụng Tuy nhiên trong tương lai

truyền dẫn quang DWIDM, PON (P:

thế và thị trường xI9SI., modem cap

ve Optical Network) sẽ dẫn dần chiếm ưu

din thu hẹp lại

Lớp điều khiển bao gềm các hệ thống điều khiển mà thành phẩn chính là

Softswitch còn gọi là Media Gateway Controller hay Call Agent được kết nỗi với các thành phần khác để kết nối cuộc gọi hay quản lý địa chỉ IP như : SGW (

Signaling Gateway), MS (Media Sever), FS (Feature Server), AS (Application Server)

- Chức năng

Tớp điều khiển có nhiễm vụ kết nói để cung cấp các địch vụ thông suốt từ dầu guối

đến đầu cuối với bất kỳ loại giao thức và báo hiệu nào Cự thế, lớp điều khiến thực

hiện :

+ Dinh tuyến lưu lượng giữa các khối chuyển mach

+ Thiết lập yêu cầu, điều chỉnh và thay đổi các kết nỗi hoặc các luông, điều

khiển sắp xếp nhãn (label mapping) giữa các giao diện cổng

+ Thân bỗ lưu lượng vả các chỉ liêu chất lượng đổi với mỗi kết nối (hay mỗi

lắm sắt điều khiển dé dim bao QoS

+ Báo hiệu dầu cuối tử

luỗng) và thưc hiện

16

+ Thu nhận thông tin báo hiệu từ các cổng và chuyển thông tin này dén cdc

thành phân thích hợp trong lớp điều khiễn

+ Quan lý va bảo dưỡng hoạt động của các tuyến kết nỗi thuộc phạm vi điều

khiển Thiết lập và quản lý hoạt động của các luồng yêu cầu đổi với chức năng địch vụ trong mạng Báo hiệu với các thành phần ngang cấp Các chức năng quản

hăm sóc khách hàng cũng được tích hợp trong lớp điều khiển Nhờ các gì

điện mở nên có sự tách biệt giữa dịch vụ và truyền dẫn, diều nảy cho phép các dịch

vụ mới được đưa vào nhanh chong va dé dang

> Lớp ứng dụng

- thành phần

Lớp ứng dụng gồm cdc nut thuc thi dich vu SEN (Service Excution Node),

thực chất là các server dịch vụ cung cấp các ứng dụng cho khách hàng thông qua lớp truyền tải

- Chức năng

Lớp ứng dụng cung cấp các địch vụ có băng thông khác nhau và ở nhiều mức

đỗ Một số loại dịch vụ sẽ thực hiện làm chú việc thực hiện điều khiển logic của chúng vả truy cập trực tiếp tới lớp ứng dựng, còn một số dich vụ khác sẽ dược diều

khiển tử lớp điều khiển như dịch vụ thoại truyền thông Lớp ứng dụng liên kết với lớp điều khiển thông qua các giao điện mở API Nhờ đó mà các nhà cung cấp dịch

vụ có thể phát triên các ứng dụng vả triển khai nhanh chóng trên các dịch vụ mạng

> Lép quản lý

Lớp quân lý là một lớp đặc biệt xuyên suốt c

© lớp từ lớp kết nối cho đến lớp

ứng dụng Tại lớp quản lý, người ta có thể triển khai kế hoạch xây dựng mạng giám

én thông TMfN, như một mạng riêng theo dõi và điều phối sáo thành phần

sal viel

mang viễn hông dang hoạt động Tuy nhiên cần phân biệt các chức nẵng quần lý

với các chức năng điều khiển Vì căn bản NGN sẽ dựa trên các giao diện mử và

cung cấp rất nhiều loại hinh địch vụ trong một mạng đơn, cho nên mạng quản lý phải làm việc trong một môi trường đa nhà dau tu, da nha khai thác, đa dịch vụ

1.1.2 Cầu trúc vật lý của rrạng NGN

NGN - Next Gerneration Network cần được hiểu rõ là mạng thể hệ sau hay

mạng thế hệ kế tiếp mà không phải là mạng hoàn toàn mới, nên khi xây dựng và phát triển mạng theo xu hướng NGN, người ta chủ ý đến vấn đề kết nỗi mạng thé

hệ sau với mạng hiện hành và lận dụng các thiết bị viễn thông hiện có trên mạng

nhằm đạt được hiệu quã kchai thác tối da

17

1.1.2.1 Cầu trúc vật lý

Hình 1.5: Cầu trúc vật lí mạng NGN 1.1.2.2 Các thành phần mạng và chức năng

18

‘Trong mạng viễn thông thể hệ mới có rất nhiều thành phần cần quan tâm,

nhưng ở đây ta chỉ nghiên cứu những thành phần chính thể hiện rõ nét sự tiên tiến

của NGN so với mạng viễn thông truyền thống Cụ thể là

được mang trên kênh DSO Dễ truyền dữ liệu này vào mạng gói, mẫu thoại cần

được nén lại và đóng gói Đặc biệt ở đây người ta sử dụng một bộ xử lý tín hiệu số

DSP (Digital 8ignal Processars) thực hiện các chức năng : chuyển đổi AD (analog

to digital), nén mã thoại audio, triệt tiếng dội bỏ khoảng lặng, mã hóa, lái Lạo tín

hiệu thoại, Iruyền cáo tín hiệu DTME

- Cáo chức năng của một Modia Gateway

+ Truyền dữ liêu thoại sử dụng giao thức R'LP (Real Time Protocol)

+ Cung cấp khe thời gian T1 hay tải nguyên xử lý tín hiệu số (D5P -Digital Signal Processing) dưới sự điều khiển của Media Gateway Controller (MGC) Đồng thời quản lý tài nguyên D5P cho dịch vụ nay

1 TIỄ trợ các giao thức đã có như loop-start, ground-slart, E#M, ŒAS, Q5IG

va ISDN qua TL

+ Quần lý lải nguyễn và kết nếi T1

+ Cũng cấp khả năng thay nóng cdc card T1 hay DSP

+ Có phần mềm Media Gateway dự phòng,

+ Cho phép khả năng mở rộng Media Gateway vé: céng(ports), cards, cdc mit

mả không làm thay đổi các thành phân khác

>» Media Gateway Controller

- MGC la don vi chite ning chinh cla Softswitch N6é dua ra cde quy luật xử

lý cuộc gọi, côn MG vá SG số thực hiện các quy luật đó Nó điều khiển SG thiết lập

và kết thúc cuộc gọi Ngoài ra nó còn giao tiép voi hé thong OSS va BSS MGC

IP Nó chịu trách nhiệm quản lý hưu lượng thoại và đữ liệu qua các mạng khác

u nỗi giữa cáo mạng có đặc tính K

19

nhau Nó còn dược gọi là Call Apent do chức năng diều khiển các bản tin Miột

MGC kết hợp với MG, SG tạo thành cầu hình tối thiểu cho Softswitch

- Các chức năng của Media Gateway Controller

+ Quản lý cuộc gọi

Các giao thức thiết lập cuộc gọi thoại: IL323, SIP

Giao thức điều khiển truyền théng: MGCP, Megaco, H.248

Quản lý lớp dịch vụ và chất lượng địch vụ

Giao thức quản lý S57- SIGTRAN (887 ovcr IP)

Xử lý báo hiệu S87 Quản lý các bản tia liên quan QoS như RTCP

Thục hiện định tuyến cuộc gọi

+ Ghi lại các thông tin chỉ tiết của cuộc gọi dé tinh cude (CDR- Call Detail

Record)

| Bidu khién quan ly bing thong

- Déi voi Media Gateway

+ Xác định vả cấu hình thời gian thue cho cac DSP

+ Phan bé kénh TSO

+ Truyền dẫn thoại ( mã hóa, nén, đóng gói)

- Dang ky Gatekeeper

> Signalling Gateway (SG)

- Signaling Gateway tao ra mét chiếc cầu giữa mạng báo hiéu SS7 véi mang

TP dưới sự điều khiển cla Media Gateway Controller (MGC) SG lam cho

Sollswitch giống như một nut $87 long mạng báo higu $87 Nhiém vụ của 8G là

xử lý thông tìn báo hiệu

-_ Các chức năng của Sipnalinp Gateway

+ Cung cân một kết nỗi vật lý đến mạng báo hiệu

+ Truyền thông tin báo hiệu giữa Media Gateway Controller và Signaling Gateway théng qua mang LP

+ Cung cấp đường dẫn truyền din cho thoại, đữ liệu và các dang đữ liệu khác

Thực hiện truyền đữ liệu là nhiệm vụ của Media Gateway)

+ Cung cấp các hoại động S7 có sự sẵn sảng cao cho các địch vụ viễn thông

>Media Server

- Media Server la thành phần lựa chợn của Sollswilch, dược sứ dụng để xử lý

các thông tin dặc biệt Một Media Server phải

cao nhất

ỗ trợ phần cứng 128P với hiệu suất

- Các chức năng của một Media Server:

+ Chức năng voicernail cơ bản

! Tiệp thư fax tích hợp hay các thông bảo có thể sử dụng e-mail hay các bản tin ghi 4m trước (pre-recorded message)

+ Khả năng nhận tiếng nói (nếu củ)

+ Khả năng hội nghị truyền hình (vidoco conferences)

+ Khả năng chuyển thoại sang vin bin (speech-to-text)

> Application Server/Feature Server

- Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của

doanh nghiệp Chính vi vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại Vi hầu hết các Server này tự quản lý các địch vụ và truyền thông qua mạng IP nên

chúng không rang buộc nhiều với 8oftswith về việc phân chia hay nhóm các thành

phan ing dụng

-_ Các địch vụ công thêm có thể trực thuộc Call Agont, hoặc cũng có thể thực

hiện một cách dộc lập Những ứng dụng này giao tiếp với Call Agent thông qua các

giao thức như SIP, H.323, Chúng thường độc lập với phần cứng nhưng lại yêu câu truy cập cơ sở dữ liệu đặc trưng

- Chức năng của Feature Server

Xác định tính hợp lệ và hỗ trợ các thông số dịch vụ thông thường cho hệ thông

đa chuyển mạch

1.1.3 Mạng truy cập

1.1.3.1 Khái niệm về mạng truy cập

Mạng truy cập là một phần của hệ thống mạng viỄn thông, nó nối trực liếp đến thuê bao của khách hàng, Ngoài việc kết nỗi trực tiếp đến các thuê bao, một phan khác của mạng truy cập được dấu nổi vào hệ thống mạng lỗi nhằm cung cấp các dịch vụ mạng Mạng truy cập có thể là hữu tuyến hay vô tuyển

Ngày nay nói đến mạng truy cập người ta thường nhắc tới công nghệ mạng

truy cập thế hệ mới NƠN, đây thực chất là một mạng cung cấp đa địch vụ

-_ Tầng lõi của mạng truy cập : Là các BRAS

~_ Tầng biên của mạng truy cập : Là các IP Switch va Multilayer Switch

-_ Tầng truy cập của mạng truy cập : La cdc DSLAM, Switch layer 2 hay

OLT

1.1.3.2 Các công nghệ mạng truy cập

Mạng truy cập thực chất một mạng cung cấp đa dịch vụ trong với dịch vụ chủ đạo dựa trên nền IP Các dịch vụ được cung cấp tới khách hàng thông qua mạng biên của mạng truy cập NGN Mạng lõi có nhiệm vụ gom, định tuyển và truyền dẫn

lưu lượng:

Các công nghệ chủ yếu cho truy cập bao gồm:

+ Công nghệ D§L

+ Công nghệ HFC (Hybrid Fiber Coaxial): Bao gồm cả internet cáp và hệ

thống CATTV (cable television)

+ Công nghệ PON

Các công nghệ cho tầng lõi của mạng truy cập bao gồm:

22

+ Công nghệ SDH

+ Công nghệ WDM, DWDM

+ Công nghệ Ethernet

Chỉ tiết về các công nghệ nói trên sẽ được trình bày dưới đây ở mục 1.2

1.2 Một số công nghệ truy cập băng rộng điển hình

1.2.1 Công nghệ xDSL

D§L hoạt động trên đôi dây điện thoai, công nghệ này yêu cầu khách hàng sử dụng một modem đề điều chế tín hiệu sau đó kết nối đến DSLAM của nhà cung cấp dich vu

Đặc trưng của xDSL là ADSL, một công nghệ đang rất được ta chuộng cho

những ai thường xuyên lướt trén Internet la ADSL (Asymmetric Digital Subscriber

Line — đường thuê bao số bất đổi xứng) - Một công nghệ cho phép truyền dữ liệu

và truy cập Internet tốc độ cao qua đường dây điện thoại ADSL là một trong

những kết nồi Internet phổ biến cung cấp băng thông lớn cho việc truyền tải dữ liệu

hay còn gọi là mạng băng rộng (Broadband Internet) Broadband Internet so với kết

nối bing modem quay số truyền thống là một cuộc cách mạng lớn về tốc đô

Hinh 1.8: Mang ADSL qua hé théng DSLAM IP

23

Đặc điểm của công nghệ này là chia phổ thành các dải, dải tần số thấp 4kHz

sử dụng cho thoại, các đải cao hơn được sử dụng trong truyền thông số tốc độ cao

Một vài công nghệ xDSL sử dụng phổ biến hiện nay ngoải ADSL cỏn có: HDSL, GSHDSL, VDSL

1.2.2 Céng nghé HFC- CATV (Cable Television)

Là công nghệ cho phép truy xuất thông tin tốc đô cao đến các server từ xa như

Internet server hay VoD server qua mạng truyền hỉnh cáp (Cáp đồng trục) với tốc

độ thay đổi phụ thuôc vào hê thống modem cáp, kiến trúc mạng cáp đồng trục vả lưu lượng trên modem

Tốc độ theo chiều xuống có thể lên đến 27Mbps, tuy nhiên đây là dung lương tổng cộng của nhiều người chia ra do cấu trúc mạng dang nhánh, thường thi dung lượng của một thuê bao chỉ từ 1-3Mbps ở chiều lên có thể đạt được 10Mbps nhưng

thường là 1-2,5 Mbps

Ưu điểm của modem cap la tan dung duoc mang truyén hình cáp sẵn có nên

giảm chỉ phí, các linh kiên tần số cao cần thiết cho hoạt đông của modem cáp đã trở

nên rất rẻ và được bán đại trà Nhưng cũng do làm việc ở tần số cao và có đến 90%

cap đi trong nhà mà các cấp nay thường được lắp đặt vội vã, câu thả nên dễ gây

nhiễu cho tivivà các thiết bị khác, giải pháp ở đây là cần phải đi lại dây ở nhà Hơn

nữa do việc sử dụng chung các kênh đường lên nên đễ gây tắc nghẽn

Hinh 1.9: Kién trac mang CATV

24

Các nhà khai thác mạng cáp dồng trục dang tiến hành cãi tiến hạ tằng mạng,

cáp bằng cách đưa thêm mạng cáp quang vào mạng cáp đồng trục thay truyền din tương tự bằng truyền dẫn số được gọi là mạng Iai ghép HFC: Mang HFC cung cấp gần 100 kênh truyền dẫn tốc độ cao (6 MIHZ) cho mỗi kênh phân phối các luỗng video tương tự, số, đữ liệu tới người sử đụng và có thể mở rộng các địch vụ băng

rộng nhờ modem cấp Tuy nhiên do đường truyền HEC là chung nên bằng

thôngkhả dụng cho mỗi kênh khi có nhiều người sử dụng không cao bằng x51

Hệ thống CATV được xây dựng như mạng lai giưa cáp quang và đồng lrục (HFC) Trong kiến trúc CATV phần quang được sử dụng nhiều tại phía headend,

phần cáp đồng trục chủ yếu được sử dụng để kết nổi đến các thuê bao, trong hệ

thống cũng sử dụng thêm các bộ khuếch đại và các tap chia Hình dưới mô tả một

hệ thông CATV cơ bản

> So sánh hệ thống IIEFC và xDSL

Cáp đồng trục và DSL là hai công nghệ truy cập được sử dụng phố biến nhất

hiện nay, đây lá hai công nghệ sử dụng truyền dẫn hỗn hợp cáp quang va cáp dồng

để vừa đầm bảo chất lượng dịch vụ cũng như tính kính tê

Để mở rộng phạm vi oững như khả năng cung cấp dich vu, mang DSL v6 thé

được phát triển thco hai hướng

- Tăng thêm số lượng các DSLAMI

Đối với các khu vực mới có mức độ tập trung nhu cầu dịch vụ cao, việc mở

rông mạng bố sung các điểm đặt I2SLAM có nhiều cổng dịch vụ là cần thiết, tuy

nhiên cũng cần bổ sung các thiết bị truyền dẫn kết nỗi với hệ thống va nha trạm để

đất thiệt bị

- Str dung cdc DSLAM kết nối từ xa

DSLAM két ndi tir xa (Remote DSLAM) 1a mét giải pháp mở rộng mạng DSL

một cách hiệu quả đối với các khu vực tương đối biệt lập và có mhu cau dich vu

cao (20 đến 30 công) DSLAM từ xa có thể nối với mang hiện tại thông

qua việc xép Ling cac DSLAM sử dụng kết nối Fthcrnet quang hoặc qua mạng

không q

quang thụ động,

Được thiết kế để truyền dịch

vụ Video, tôc độ truyền đẫn

'Tôc độ truyễn dẫn có thể lên

đên I00Mbps (VDSL) tùy

theo công nghệ DSL -Khả năng triển khai nhanh

trên hạ tằng mạng sẵn có

-Luôn cung cấp kết nối

Internet

-Không cần phải triển khai

thêm dường dây -D§L dự kiến có thé dat

được khả năng cung cấp băng thông và cự ly như

mạng PƠN G.983

-DSL yêu cầu có modem ở

cả hai hướng kết nói

26

1.2.3 Công nghệ truy cập trên cáp quang

Công nghệ quang cho phép truyền tải băng thông lớn, tích hợp dịch vụ thoại,

dữ liệu và video trên một khoảng cách lớn (trên 20km) Mô hình triển khai công nghệ cáp quang tương đối đơn giản

- Triển khai cáp quang P2P(point to point tới thẳng nhà khách hàng từ

CO.(central office)

Triển khai cáp quang sử dụng switch phân phối

Hình 1.11: Triển khai cáp quang sử dụng switch phân phối

Việc triển khai cáp quang sử dụng switch phân phối đòi hỏi ít cáp quang hơn

với chỉ một (một số) sợi quang thực hiện đồng thời việc thu, phát tín hiệu tuy

nhiên số lượng các thành phần truyền, nhận tín hiệu sẽ tăng lên 2N+2 khi triển khai

cho N khách hàng

27

- Trién khai PON

- Yt Vary

nguyên đồng thời giảm giá thành cho nhà dau tư Với N khách hàng các nhà cung

cấp dịch vụ chỉ phải đầu tư N thành phần truyền, nhận dữ liệu so với công nghệ

quang dùng switch phân phối Và Ít sợi quang hơn rất nhiều so với công nghệ quang

WDM APON BPON DPON GPON PON FSAN EFM

“tiêu chuẩn | ror | PSANOT | ay, FSANITUT

leu chuan - G983 G.984 lưa

Toe do o22- 124G 110G — 2488G I10 6

Lá | 135-622 V10G 'tếc độ lên 622M 1-I0G — 2⁄488G `

Bang 1.2: So sánh nác giải pháp mạng PON

Trong các giải pháp mạng DÒN, giải pháp EPON dược hỗ trợ và phát triển

nhanh nhất Nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã chọn giải pháp này để làm mạng truy

cập và truyền tải lưu lượng mạng Metro (MEN) để cung cấp đa dịch vụ

1.2.4 Công nghệ cthcrnct

1.2.4.1 Giới thiệu chung

Vào năm 1995, khi việc khởi xưởng được bắt đầu, ATM có hy vọng để trỡ

thành công nghệ thịnh hành và phổ biến trong các hệ thống mạng LAN , MAN và mang during truc (backbone) Do mét số thiếu sót của ATM như: việc lảm hư hỗng,

và sai lệch của các ccll ATM sẽ làm mắt hiệu lực hoàn toàn khung TP.cộng với yếu

tổ quan trọng nhất là A'IM không thể dạt được một công nghệ chỉ phí thấp như

mong muốn ( các chuyển mạch A'IMI và card là khá đất.)

Cũng tại thời gian đó, công nghệ Ethernet dã ra đời và ngay lập tức dáp ứng

được như cầu ngày càng tăng cho các mạng chuyển mạch gỏi l2o chỉ phí thấp, cải đặt và bảo trì tương đối đơn giản, nên Ethernet ngày cảng được sử đụng nhiều trong

các hệ thống mạng Kỹ thuật Qoã được chấp nhận mới đã làm cho mạng Ethernet

có khả năng cung cấp thoai, data và video Kỹ thuật này bao gồm mô hình truyền dẫn song công và sự ưu tiên (802.Ip) Ethernet là công nghệ với chỉ phí thấp,

phể biển và phủ hợp với nhiều thiết bi cũ khác nhau Bên cạnh đỏ Ethernet đã thích ứng để xử lý nhiều lắc độ nhanh hơn cũng như những yêu cầu về dung lượng di

kèm theo chúng

1.2.4.2 Kiến trúc mô hình mạng Ethernet

Mạng LAN có nhiều mô hình kiến trúc khác nhau, nhưng bất chấp su rac rai

và kích cở cúa nó, tất cả dềễu kết hợp từ ba kiến trúc kết nỗi cơ bản

1.2.4.3 Topo Bus

Các máy tính giao tiếp bằng cách gửi thông điệp ở dạng tín hiệu điện tử lên

cáp tuy nhiên thông tin chỉ dược maý tỉnh có địa chỉ khớp với địa chỉ mã hoá trong,

tín hiệu gốc chấp nhận Mỗi lần chỉ có một máy tính có thể gửi thông diệp Hiệu

xuất thị hành của mang sẽ giâm đi khi số lượng máy tính trên Bus ting lên Dâu là

topo mạng thụ động, các máy tính trên Bus chỉ lắng nghe tín hiệu truyển trên mạng,

+khêng chịu trách nhiệm chuyển đữ liệu từ máy tính này sang máy tính kê tiếp

Tín hiệu được gửi lên toàn mạng sẽ đi từ đầu cáp này tới đầu cáp kia và có thể dẫn tới việc bị đội (bouncing) tới lưi trong dây cáp, ngăn không cho máy lính khác

gửi đữ liệu Nhằm nhăn không cho tín hiệu đội người ta đặt điện trở

cuối(tcrminator) ở cuỗi mỗi đã

u cắp và cho phép các máy tỉnh khác gửi tín hiệu

Một khi cáp bị dứt, sẽ có đầu cáp không được nối với diện trở cuỗi, tín hiệu sẽ

đội vả toàn bộ mạng ngưng hoạt động (các máy tính hoạt động như những máy độc

lap)

Cáp mạng Bus có thể được nỗi bằng bé truc tron (barral conector) hay

bộ chuyển tiếp Trong trường hợp thứ nhất bộ nối sẽ làm cho tín hiệu bị su

còn trong trường hợp thir hai bệ chuyển tiếp sẽ khuyếch đại tín hiệu trước khi gữi

di do đó sẽ được kéo đi xa hơn mà vẫn đầm bảo tính chuẩn xác

- Sử dụng cáp nối hiệu quả

- Lưu lượng lớn dễ gây tắc mạng

- Cap không đắt và dễ làm việc

Nhược điểm

~ Khó xác định lỗi

~ Hệ thống đơn giản tin cậy

~ Đứt cáp gây ảnh hưởng đến nhiều người

- Dễ dàng mở rộng mạng

1.2.4.4 Topo Star

Trong mạng Star tín hiệu được truyền từ máy tính gửi dữ liệu qua Hub (active

hay passive) để đến tất cả máy tính trên mạng Mạng Star cung cấp tải nguyên và

chế độ quản lý tập trung Khi một máy tính hay đoạn dây nối đến nó bị hỏng các

máy tính khác trên mạng vẫn hoạt động bình thường Tuy nhiên khi Hub trung tâm

bị hỏng toàn bộ mạng sẽ không làm việc

- Thay đồi hệ thống và thêm thiết bị dễ dàng

~ C6 thể giám sát và quản ký tập trung

~ Không ảnh hưởng khi một mảy tính trong mạng bị hỏng

- Hoạt động mạng không bị ảnh hưởng khi cấu hình lại mạng

Nhược điểm

~ Toàn bộ mạng bị hỏng khi thiết bị trung tâm bị hồng

1.2.4.5 Topo Ring

Trong mạng Ring tín hiệu truyền đi theo một chiều và qua từng máy tính Mỗi

máy tính đóng vai trò như một bộ chuyển tiếp, khuyếch đại tín hiệu và gửi nó đên máy tính tiếp theo Do đó tín hiệu qua từng nay nên sự hỏng hóc của một máy có thể ảnh hưởng đến toàn mạng

Một phương pháp truyền di liệu quanh mạng là chuyển thể bài(Token passing) Thẻ bài chạy vòng trên mạng cho đến khi tới được máy tính muốn gửi dữ

liệu Máy tính đầu gửi sẽ sửa thẻ bài, đưa địa chỉ điện tử lên dữ liêu và gửi đi quanh mạng Dữ liệu chuyển qua từng máy tính cho đền khi tìm thấy được máy có địa chỉ

khớp với địa chỉ trên đó Máy tỉnh đầu nhận gửi trả một thông điệp tới máy đầu gửi

cho biết đữ liệu dã đươc nhận Sau khi xác minh máy đầu gửi tạo thẻ bài mới và thả

lên mạng

32

Hinh 1.15: Topo dang ring

Ưu diễm

- Quyển truy cập như nhau cho mọi người trên mang

- Một máy tính hỏng ảnh hưởng đến toàn mạng

- Hiệu năng mạng ổn định ngay cả khi có nhiều người dùng

trường như sau :

- PRE (Preamble): gồm có 7 byte PRE là các mức logic 0 vả 1 xen kẻ nhau

để báo cho trạm nhân khung dữ liệu đang đến và cung cấp phương tiên để đồng bộ

mức thu nhận khung của lớp vật lý bên nhân với luồng bịt đến.

33

- IDA (Destination Address): trường I2A xác định trạm sẽ nhận khung Một bit

ngoài củng bên trái chỉ định có phải là địa chỉ của một địa chỉ cá nhân ( chỉ định bởi 0) hoặc của một nhóm địa chỉ (chỉ định bởi 1) Bít thứ hai kể từ bên trái chỉ

định có phải DA là điều hành toàn bé (globally administered) được chỉ định mứt 0

hoặc điều hành nội bộ (chỉ định mứt 1), 46 bịt còn lại là một nhóm các trạm hoặc

tắt cả các am én mang

- SA( 8ourcc Addross) 6 byte: trang SA xéc định trạm nguồn (ram gửi) Trường 8A luôn là địa chỉ duy nhất và bịt đầu tiên bên trái luôn ở mức Ô

- Length/Type 4byte: Trường nảy chỉ định số byte đỡ liệu của lớp con

MAC-Chent mả được chứa trong trường dữ liêu của khung hoặc kiểu 112 khung nêu khung được tập hợp sử dụng một đạng khung lựa chọn Nêu giá trị của trường Length/Type ít hơn hoặc bằng 1500, số byte của LLC trong trường dữ liệu bằng giá trị của trường Length/Type Nếu lớn hơn 1536, khung nảy là một kiểu khung lựa chọn vả giá trị của trường Lengt/Type chỉ định kiểu của khung sẽ được gửi và

nhận

- Data: La su néi tigp của n byte giá trị bất kỹ với khoảng 1500 byto Nếu

chiều đải của trường đữ liệu nhỏ hơn 46, trường dữ liệu phải dược mở rộng bing

cách thêm một filer thích hợp đề mang trường dữ liệu dài 46 byte

- FCSFrame Check 5equence) 4 byte: trường này chứa một giá trị 32 bit kiểm tra độ dư vòng được tạo bởi lớp MAC bên gửi và được tính toán lại ở lớp MAC bén thu để kiểm tra độ hư hại của khung FC§ được phát trên các trường

DA,SA, Length/Type và Data

> Quá trình truyền khung đữ liệu

Bất cử khi nào, một trạm đầu cuối nhận một yê:

truyền khung kém thoo địa

chỉ và thông tin dữ liệu từ lớp con 1.1.C, lop MAC bit dầu truyền một cách tuần tự

bằng cách truyền thông tin LI.C vào bộ dém khung lop MAC

-_ Việc định ranh giới mão đâu khung được chén vào trường PRE va SOF

- Dia chi nguồn và đích được chèn vào trường địa chỉ

- 86 byte dit ligu LLC duve tính và chẻn vào trưởng LengthTvpe

- $6 byte đữ liệu LLC được chẻn vào trường đữ liệu Nêu lượng byte đữ liệu

LLC nhỏ hơn 46 thì phải độm thêm để trường dữ liệu dài 46 bytc

-_ Mội giá trị FCS được phát trên trường DA, 3A, Length/Type, data và được

gan vào phần sau của trường dữ liệu

Sau khi khung được tập hợp, quả trình truyền phụ thuộc vào lép MAC hoạt

động ở chế độ đơn công hay song công.

34

> Giao thức điều khiển truy cập CSMA/CD trong chế độ truyền đưn công

CSMA/CD là phương thức để hai hay nhiều trạm có thế chia sẽ chung một môi trường truyền có xây ra xung đột Các bước xử lí của các thiết bị trong trường

hợp xây ra xung đột như sau:

- Mỗi trạm liên tục lắng nghe lưu lượng trên cáp dễ xác định khi nảo khoảng, trồng giữa các khung truyền xây ra

-_ Các trạm có thể bắt đầu truyền bắt cứ lúc nảo nó dỏ thấy mạng rỗi

- Néu hai hoặc nhiều tram trong củng mạng CSMIA/CID bắt đầu truyền củng một lúc, thì các luồng bịt này sẽ bị xung đột xây ra trước khi nó hoàn thành việc gủi đữ liệu Thiết bị phải ngưng truyền ngay khi phát hiện xung đột và đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên sau đó sẽ thử truyền lại

Đây là phương thức truyền được sử dụng khi các thiết bị truyền ở ché độ đơn

công

> Truyền song công

Truyền song công phép truyền dổng thoi thco hai hưởng thông qua kết nỗi

điểm điểm Về mặt chức năng truyền song công đơn giản hơn truyền đơn công bởi

vi nó không tranh chấp trên phương tiện truyền và không xảy ra xung đột Kết quả

là không những thời gian cho việc truyễển tải dữ liệu sẽ lớn hơn mà còn gấp

đôi hiệu quả băng thông vì mỗi đường có thể hỗ trợ tốc độ cao nhất và truyền đồng thời theo hai hưởng

> Kit chương : Chương 1 đã trình bảy tổng quan về hệ thống mạng truy cập, qua

đó đã mồ tá cái nhìn khải quát chung về hộ thông và kiến trúc cơ bản ela nd Dae

biệt phần công nghệ Bthernct được trình bảy tương đối kĩ, đó là tiền dễ cho việc

nghiên cửn, tìm hiểu sự phát triển và là nền tầng của công nghệ HPOM sẽ trình hãy

ở chương tới

35

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỰ ĐỘNG ETHERNET

(PON)

2.1 Cáp quang

Cáp quang dược danh giá là môi trưởng truyền thông tin cây do không bị ảnh

hưởng của nhiễu điện từ Cáp quang cho phép tín hiệu truyền trên một khoảng cách rất lớn với suy hao nhỏ, tín hiệu cỏ thể truyền đi hàng trăm km mà không cần khuyếch đại Cáp quang rất thích hợp cho việc mang thông tin với dung lượng lớn Một bó cáp đơn có băng thông lên tới 50THz

2.1.1 Sự truyền sáng trong cấp quang

Cáp quang là một nhỏ hoạt đông giống như một ống dẫn sóng Một soi cap quang bao hễm hai lớp, lớp bên trong hay con gọi là lớp lõi, lớp bên ngoài bao bọc lõi gọi là vỏ Triết suất các lớp đều được tính so đựa trên tốc độ ánh sáng truyền

trong môi trường vật chất tạo nên cáp quang, hay triết suất n=wasa/Cges Hai lớp của cáp quang được chế Lạo với hệ số khúc sạ khác nhau với triết suất neore >

nclad Khi ảnh sảng tru)

ánh sáng tiểu tục truyền tới lớp vỗ tạo ra póc 6olad Miối quan hệ giữa các póc được

yên từ lớp lối và dạt tới biển giữa lỗi và vỏ la có góc Ôcore,

cho bới công thức

Nag clad SING gop ~ Mgy Sin ait Vere SDB cosy G1)

he ~~)

2= Đảng cladding

Boone > SIN 1 „„ /1/„„) (2.2)

kết quả giá trị nhỏ nhất của 6,„„ của hiện tượng phản xạ trong toàn phần được

gọi là góc quyết Chỉ sẽ bước quang được đặc trưng bởi góc nảy

36

Do hiện tượng phản xạ toàn phần này, ánh sáng truyền trong cáp quang suy giảm rất ít, tín hiện suy giảm trong cáp quang chí khoảng 0.45 đB/km với bước séng 1270 nm dén 1370 am và chỉ khoảng 0.2đB/km với bước sóng 1430 am đến

1610 nm

Trong cắp quang một phần ánh sáng truyền trong löi, phần khác truyền ở lớp

vỗ Các nhà sản xuất quang dưa ra một tham số đặc biết khác thay cho chiết suất

There Va Nasa gọi là chỉ số khúc xạ hiệu dụng ngÍT (nga nạnŠn¿xe) , ngoài ra một

tham số khác cũng được quan tâm là chỉ số khúc xa sai khác A — (Puwe — nạaa)/Nuua

2.1.2 Sợi quang đơn mode và đa mode

Hiện Lượng phản xạ trang có thể xuất hiện Lại bất kì góc nào lớn hơn góc quyết

tuy nhién ảnh sáng không nhất thiết phãi truyền tại tất cá các góc để giảm nhiễu

giữa ánh sáng tới và phản xạ Các góc tại đó ánh sáng truyền gọi là mode của cáp

quang

Hiện tại có hai kiểu cáp quang tồn tại đó là đơn mode và đa mode Giống như tên gọi của nó cáp quang đa mode cho phép ánh sáng truyền trong nhiều mode khác nhau, ngược lại cáp đơn mode chỉ cho phép truyền trên một mode, mode đó gọi là

mode oo bản Cáo sợi cáp quang đa mode có đường kính coro nhỏ hơn so với sợi đá

Trong công thức 2.4 ta tính toán được bước sóng dentote tai dd nếu với bất kì

với một ánh sáng cá bước sóng 2 > Àzwor„ sợi quang sẽ chỉ được phép truyền ở chế

dé don mode

hư đã để cập ở phần trên sợi quan sử dụng hai vùng bước sóng : Dãi Lừ 1270

đến 1370 nm và 1430 đến 1610 nm Hệ số 1„uun của bước sóng sẽ nằm đưới bước sóng thấp nhất có thể sử dụng, , nó khoảng 1260nm

37

Với các chuẩn don mode hién nay hệ số nạy 1.467 và Az0.3 Thay thể giá trị

ewort = 1260 nm vào (2.4) ta có thể tính toán đường kính tối đa của cáp đơn mode

trong các dải sử dụng, khi đó Dswg ~ 8.5 pum

Độ tán sắc là sự mở rộng xung truyền ở chế độ đa mode với các vận tốc truyền

khác nhau Nó liên quan đến góc quyết, khi đó thời gian truyền chậm nhất qua một

sợi quang có chiều dài L là: - T„„„ =Ln‡„/cn„„

Thời gian truyền nhanh nhất là : T su” Le:

Xung mở rộng — sự khác nhau giữ Ta¿y vả Tu phụ thuộc vào khoảng cách truyền Nếu xung mở rộng vượt quá một nửa chu kì bít thì các bit liền kề sẽ bắt đầu

bị nhiễu Khoảng cách tối đa được đưa ra với tốc độ bit R được cho bởi công thức :

e

< = 5

Trong ché dé da mode, sự khác nhau giữa chỉ số khúc xạ của lõi và vô lớn

hơn so với chế độ đơn mode A2 1.5%, Giá trị chỉ số nhóm khúc xạ hiệu dung neg =

1.48 Sử dụng công thức 2.5 ta có thể thực hiện tỉnh toán khoảng cách cáp tối da đổi với các tốc độ bít khác nhau Ví dụ 1 liên kết 1 Gbps có tốc độ thực tế

1.25Gbps có thế được hỗ trợ trên một khoảng cách không vượt qué 5.5m Sử dụng

công thức với chỉ số phân loại cáp quang 2.6 khoảng cách tối đa 1 liên kết 1bps

có thể mở rộng xắp xỉ 2.9 km

Cáp đa mode thường được sử dụng cho khoảng cách truyền ngắn Cáp đơn

mode không chịu ảnh hưởng của hiện Lượng tán xác do vậy có thể được sử dụng để

mang dữ liệu trên một khoảng cách lớn Hiện lại, cáp đơn mode quan (âm nhỉ hơn cho các ứng đựng trong mang truy cập

2.1.4 Bộ tách, ghép quang

Để triển khai thiết bị thụ động EDON cần các thiết bị để tách tín hiệu từ một

sợi quang ra nhiều sợi quang khác, tương ứng la cũng có thể ghép từ nhiều soi vào

một Thiết bị như vậy gọi là bộ lách ghép (couplcr) Dạng đơn giấn nhất của nó bao gồm hai sợi quang duoc han lại với nhau Tín hiệu có thể được nhận trên bất kỉ

công vào nào và được tách ở đầu ra 1ï lệ tách của bộ tách được điều chính bởi độ

dai của phần cáp bị hàn vì thể nó thường là một hing sé

Bộ tách ghép N xN ngày nay có thể được sân xuất theo công nghệ planar bằng cách sử dụng nhiều bộ 2 x 2

(ab 4-stage 8x & coupler (b) Sarage # = & coupler

Hình 2.3: Couplcr 8x8 được tạo ra tử nhiễu bộ 2x2