công nghệ GPON trong truyền dẫn quang

công nghệ GPON trong truyền dẫn quang

LỜI CẢM ƠN.

Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Hàng Hải nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện tử, ngành Điện tử - Viễn thông nói riêng đã truyền đạt em nhữngkiến thức, kinh nghiệm quý báu trong 4,5 năm học qua

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Ngô Xuân Hường.,Người đãhướng dẫn, tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.”Trongthời gian đó, em đã được tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích và còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ làm việc nghiêm túc, nhiệt tình và hiệu quả, đây

là những điều rất cần thiết để em chuẩn bị hành trang vào cuộc sống

Cuối cùng em xin được cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên, đóng góp ý kiến và giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ

án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN.

Em xin cam đoan:

Những nội dung trong luận văn trong đồ án này là do em thực hiện dưới

sự hướng dẫn của thầy giáo Ngô Xuân Hường

Nội dung của đồ án tốt nghiệp có tham khảo một số thông tin, tài liệu từcác nguồn sách, trang web trên mạng mà em đã liệt kê rõ rành theo quy địnhtrong danh mục các tài liệu tham khảo

MỤC LỤC.

Trang

MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN.

AF Adaptation function – Chức năng tương thích

Alloc-ID Allocation Identifier – Nhận dạng cấp phát

ATM Asynchronous Transfer Mode – Chế độ truyền không đồng bộ

BER Bit Error Rate – Tỉ lệ lỗi bit

BW map Bandwidth map – Ánh xạ băng thông

C/M-plane Control/management place – Mặt phẳng điều khiển và quản lí.

DBA Dynamic Bandswidth Assignment – Cấp phát băng tần rộng

DBRu Dynamic Bandswdth Report Upstream – Báo cáo băng tần động lên

FTTB Fiber to the Buiding – Mạng quang đến toàn nhà

FTTC/Ca

b

Fiber to the Curb/Cabinet – Mạng quang đến tủ cáp

FTTH Fiber to the Home – Mạng quang đến hộ gia đình

GEM GPON Encapsulation Mode – Chế độ đóng gói GPON

GPM GPON Physical Media Dependent – Lớp phụ thuộc vật lí GPON

GPON Gigabit-capable Passive Optical Network – Mạng quang thụ động

Gigabit

GTC GPON Transmission Convergence – Lớp hội tụ truyền dẫn GPON

NSR-DBA Non Status Reporting DBA – Cấp phát băng tần không báo

OAM Operation, Administration and Maintenance – Vận hành, quản lí và

bảo dưỡng

ODN Optical Distribution Network –Mạng phân phối quang

OLT Optical Line Termination – Thiết bị kết cuối đường dây

OMCI ONU Management and Control Interface – Giao diện điều khiển và

quản lí ONU

ONT Optical Network Termination – Thiết bị kết cuối mạng quang

ONU Optical Network Unit – Thiết bị kết cuối mạng quang

PBCd Physical Control Block downstream – Khối điều khiển vật lí đường

xuống

PDU Protocol Data Unit – Đơn vị bản tin giao thức

PLOAM Physical Layer OAM – OAM lớp vật lí

PLOAMd PLOAM downstream – OAM lớp vật lí đường xuống

PLOu Physical Layer Overhead upstream – Tiêu đề lớp vật lí đường lên

Port -ID Port Identifier – Nhận dạng cổng.

PSTN Public Swiched Telephone Network – Mạng điện thoại chuyển mạch

công cộng

SNI Service Node Interface – Giao diện nốt dịch vụ

SR-DBA Status Reporting DBA – Cấp phát băng thông động báo cáo trạng

thái

TC Transmission Convergence – Hội tụ truyền dẫn

T-CONT Transmission Container – Khối truyền dẫn

U-plane User-plane – Mặt phẳng người dùng

UNI User Network Interface – Giao diện mạng người dùng

VC Virtual Channel – Kênh ảo

VCI Virtual Channel Indentifer – Nhận dạng kênh ảo

VP Virtual Path – Đường ảo

VPI Virtual Path Interface – Nhận dạng đường ảo

WDM Wavelength Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo bước

sóng

DANH MỤC CÁC BẢNG.

Bảng 1.1 Giao diện nốt dịch vụ SNI và các dịch vụ 9Bảng 1.2 Giao diện nốt dịch vụ UNI và các dịch vụ 9Bảng 2.1 Các thông số lớp phụ thuộc vật lí cho mạng quang ODN 22

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.

Hình 1.1 Mạng truy nhập quang thụ động GPON 2

Hình 1.10 Thủ tục cấp phát băng thông trong GPON 16

Hình 2.2 Các khối chức năng trong mặt quản lí và điều khiển 27Hình 2.3 Ngăn xếp giao thúc cho mặt phẳng người dùng 28

Hình 2.6 Cấu trúc khung hội tụ truyền dẫn lớp GTC 39

Hình 3.1 Cáp quang kéo đến nhà cao tầng FTTB 43Hình 3.2 Cáp quang kéo dến khu dân cư FTTC 44Hình 3.3 Cáp quang kéo đến hộ gia đình FTTH 44

LỜI MỞ ĐẦU.

Công nghệ đầu tiên khi lắp đặt cáp quang là AON (Active OpticalNetwork-Mạng cáp quang chủ động ), mỗi thuê bao sẽ có một đường truyền cápquang chạy từ thiết bị trung tâm đến tận nhà Công nghệ này có lợi thế về tầmkéo dây, tính bảo mật và dễ dàng nâng cấp băng thông Tuy nhiên, việc triểnkhai vận hành đều cần nguồn cung cấp, mỗi thuê bao cần một sợi quang riêngnên tốn kém cho nhà mạng Để khắc phục nhược điểm này, công nghệ GPON rađời.”()

“Công nghệ GPON thuộc kiến trúc mạng điểm-đa điểm nên có thể giảm chiphí triển khai Đường truyền trước khi tới khách hàng sẽ qua thiết bị chia tínhiệu Mỗi bộ chia sẽ cung cấp cho khoảng 32 đến 64 người dùng và bộ chiakhông sử dụng điện nên có thể giảm chi phí triển khai cho nhà mạng.”()

Để hiểu rõ về công nghệ GPON, em đã đi tìm hiểu về các phần sau:

Chương 1: Tổng quan về công nghệ quang thụ động tốc độ Gigabit GPON Chương 2: Cấu trúc phân lớp của mạng quang thụ động GPON

Chương 3: Ứng dụng công nghệ GPON trong mạng truy nhập quang FTTx

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ QUANG THỤ ĐỘNG TỐC

ĐỘ GIGABIT- GPON.

1.1 Tổng quan về công nghệ G-PON.

1.1.1.Định nghĩa và đặc điểm.

a Định nghĩa.

Hình 1.1 Mạng truy nhập quang thụ động GPON.

GPON (Gigabit-capable Passive Optical Networks- mạng quang thụ độngtốc độ Gigabit) là công nghệ truy nhập Internet băng rộng qua đường truyền cápquang

GPON thuộc kiểu kết nối mạng: điểm – đa điểm, trong đó các thiết bị kếtnối giữa nhà mạng và khách hàng sử dụng các bộ chia tín hiệu quang (Splitter)thụ động (không dùng điện)

Có tốc độ đường lên và đường xuống

GPON được ITU chuẩn hóa theo tiêu chuẩn G.984 bắt đầu từ năm 2003.

b Đặc điểm.

• Ưu điểm.

- Sử dụng Splitter không cần cấp nguồn điện có thuận lợi là có thể đặt ở bất

kỳ đâu Tiết kiệm được chi phí nguồn điện, thời gian bảo trì, chi phí vềvật tư, không gian hộp cáp, đặc biệt là nguồn nhân lực bảo dưỡng tuyếncáp

- Tốc độ download cực mạnh

- Chất lượng tín hiệu có độ ổn định và độ tin cậy rất cao

- Không bị suy giảm và tiêu hao về tốc độ,chất lượng đường truyền

- Chi phí vận hành, bảo dưỡng giảm

- Không bị ảnh hưởng của thời tiết và từ trường

- Giá thành lắp ráp trọng gói thấp hơn cả đường truyền ADSL

- Cung cấp đường truyền đa dịch vụ như internet, truyền hình trực tuyến,VOD, Camera, Video Conference, IPTV

• Nhược điểm

- Khó khăn trong việc nâng cấp băng thông khi 1 bộ chia bị dùng hết băngthông (người ta cải thiện bằng cách giảm lượng cổng ở mỗi bộ chia lại)

- Phức tạp khi muốn tăng băng thông tạm thời

- Số thuê bao bị ảnh hưởng khi có lỗi nhiều và thời gian xác định lỗi sẽ bịchậm và khó xác định lỗi hơn do sử dụng một sợi quang dùng chung chonhiều người

- Giữa OLT và spitter chỉ có một kết nối duy nhất nên khi nó bị mất thìtoàn bộ ONT không được cung cấp dịch vụ Và nó không có phương án 2

- Chi phí nâng cấp cao vì phải được nâng cấp toàn bộ thuê bao trong mộtđường dây G-PON (từ OLT -> splitter -> user )

1.1.2 Khả năng cung cấp băng thông.

a Hướng xuống.

Hướng xuống có tốc độ là

Khi áp dụng MDU (multiple-dwelling-unit- nhiều nhóm người sử dụng),với tỷ lệ chia là thì GPON cung cấp các dịch vụ: truy cập Internet tốc độ cao(100 Mbitps trên mỗi thuê bao với tỷ lệ dùng chung ) và thoại () đến ONU, mỗiONU cung cấp cho thuê bao

b Hướng lên.

Ngoài việc đưa ra các yêu cầu về hệ thống mạng nó còn đưa ra các yêucầu về chất lượng dịch vụ QoS( Quality of Service) riêng cho lớp PON vượt rangoài các phương thức Ethernet lớp 2 và phân loại dịch vụ CoS(Classification ofService) IP lớp 3 để đảm bảo việc phân phát các dịch vụ thoại, TDM chất lượngcao, video qua môi trường chia sẻ trên nền TDMA

Đối với TDMA PON, chất lượng dịch vụ hướng lên sẽ bị giảm khi tất cảcác ONT của GPON sử dụng hết băng thông hướng lên và ưu tiên của nó trongTDMA Hướng lên GPON có tốc độ đến cao hơn so với GEPON là một sựkhác biệt đáng kể giúp cho cơ chế QoS có thể hoạt động tốt hơn

Mặc dù thiết bị GPON còn tương đối cao, tuy nhiên với việc tạo ra các bộtách/ghép quang có hệ số tách/ghép quang lớn sẽ giúp giảm chi phí trên mỗingười dùng Ngoài ra lưu lượng sử dụng lớn thì chi phí trên mỗi Mbps sẽ rẻ hơn

so với công nghệ GEPON

c Khả năng hỗ thợ cấu trúc xếp chồng CATV(Collective Antenna truyền hình cáp dây dẫn).

Television-GPON có khả năng hỗ trợ cấu trúc mạng xếp chồng dịch vụ CATV, đápứng được đòi hỏi cho dịch vụ hướng xuống tốc độ cao Các hệ thống này đều sửdụng bước sóng hướng xuống và hướng lên, bước sóng được dành riêng chocấu trúc mạng xếp chồng

d.Ứng dụng cơ bản.

GPON được áp dụng trong các mạng truy nhập quang FTTx để cung cấpcác dịch vụ sau: Internet tốc độ cao, IPTV, thoại TDM, VoD, VoIP, RF Videovới tốc độ dữ liệu/thuê bao có thể đạt Mbps, hỗ trợ chất lượng dịch vụ đầy đủ

Thông tin liên lạc: Các đường thoại, thông tin liên lạc, truy nhập Internet,truy cập internet không dây, đường băng thông lớn (BPLL)

Bảo mật : Camera, báo đột nhập, báo cháy, báo động an ninh, trung tâmđiều khiển 24/7 với khả năng giám sát, SANs, backup dữ liệu

Giải trí : HDTV, CATV, IPTV, PDVR, PPV Hệ thống đường lên Videohoàn thiện cho modem DOCSIS và dịch vụ Video tương tác, truyền hình vệtinh, tất cả các dịch vụ trên cáp quang GEPON

Nhà thông minh, giám sát trong nhà & BMS:nước, điện và giám sát xử lýchất thải, khám sức khỏe tại nhà, điều khiển đèn từ xa, điều khiển từ xa các thiết

bị tự động trong nhà

1.2 Tình hình triển khai công nghệ GPON.

Hiện nay hai công nghệ GPON và GEPON vẫn đang được triển khai đồngthời trên thế giới Trong đó, GPON chủ yếu được triển khai ở Châu Á, Châu Mỹ

và Châu Âu Về cơ bản, các nhà cung cấp dịch vụ FTTH tận dụng kiến trúc củaGPON theo ITU

1.2.1 Tình hình triển khai trên thế giới.

- Huawei là nhà cung cấp hàng đầu trong cả hai lĩnh vực cung cấp giải phápGPON và sản xuất thiết bị Port, xếp sau là Alcatel-Lucent và ZTE

- Châu Á-Thái Bình Dương vẫn là thị trường phát triển GPON sôi động tiếpđến là Châu Âu, Bắc Mỹ và Trung Đông, Châu Phi

1.2.2.Tình hình triển khai tại Việt Nam.

Dịch vụ băng rộng dựa trên công nghệ truy nhập quang thụ động GPONbắt đầu được triển khai tại Việt Nam vào đầu năm 2011, hiện có nhiều nhà cungcấp dịch vụ FTTH/GPON là Netnam, VNPT và CMC,FPT,… các dịch vụ này

đã được triển khai ở khắp các tỉnh thành nước ta

1.2.3.Nhận xét về tình hình triển khai công nghệ GPON.

- Công nghệ GPON hiện được triển khai khá phổ biến và trở thành xuhướng công nghệ phát triển mạnh trong tương lai

- Công nghệ này hiện đã được các nhà cung cấp dịch vụ trong nước triểnkhai theo mô hình truy nhập FTTx để cung cấp các dịch vụ băng rộng vớinhiều chủng loại thiết bị của nhiều hãng cung cấp thiết bị khác nhau

1.3 Cấu hình mạng công nghệ GPON.

1.3.1 Mô hình tham chiếu

Hệ thống GPON bao gồm OLT, các ONU/ONT, một bộ chia quang vàcác sợi quang Sợi quang được kết nối tới các nhánh OLT tại bộ chia quang vàcác sợi phân nhánh được nối tới ONU/ONT.

Giao diện quang tại điểm tham chiếu R/S giữa ONU và ODN đối vớiđường lên gọi là với đường xuống là Giao diện quang giữa điểm tham chiếuS/R giữa OLT và ODN đối với đường lên gọi là , với đường xuống là

Hình 1.2 Mô hình tham chiếu cho mạng GPON.

Trong đó : OLT: thiết bị kết cuối đường dây

ODN: mạng phân phối quang

WDM: Module ghép kênh quang theo bước sóng

ONU/ONT: thiết bị đầu cuối mạng

NE: Thiết bị mạng sử dụng bước sóng khác so với OLT và ONU

AF :Chức năng tương tích (có thể bao gồm trong thiết bị ONU)

SNI: Giao diện nốt dịch vụ

S:Điểm trên sợi quang sau OLT hoặc điểm kết nối quang OUN

R: Điểm trên sợi quang ngay trước ONU hoặc điểm kết nối quangOLT

UNI: Giao diện mạng người dùng.

1.3.2 Giao diện node dịch vụ SNI

Hình 1.3 Vị trí giao diện SNI và UNI.

Giao diện node dịch vụ SNI là giao diện giữa mạng truy nhập và mộtnode dịch vụ Nếu phía mạng truy nhập- giao diện node dịch vụ và node dịch vụ-giao diện node dịch vụ không ở cùng một địa điểm thì đường truyền giữa mạngtruy nhập và node dịch vụ thường sử dụng đường truyền vô tuyến

Bảng 1.1 Một số giao diện node dịch vụ và các dịch vụ.

1.3.3 Giao diện mạng người dùng UNI

Thiết bị ONU/ONT bao gồm giao diện UNI Giao diện mạng người dùngtùy thuộc vào dịch vụ do nhà khai thác mạng cung cấp

Bảng 1.2 Một số giao diện mạng người dùng và dịch vụ.

1.3.4 Thiết bị OLT,bộ chia Spiller, ONT/ONU.

a Thiết bị kết cuối đường quang OLT.

Thiết bị kết cuối đường quang tích cực OLT (Optical Line Terminal) đượcđặt tại phía nhà cung cấp dịch vụ và thường được đặt tại các đài trạm

Hình 1.4 Chức năng của OLT.

- Khối lõi PON

Khối lõi PON thực hiện chức năng giao diện ODN và chức năng hội tụtruyền dẫn PON-TC Chức năng PON TC gồm có: khung tín hiệu, quản lýONU,OAM,DBA và điều khiển truy nhập phương tiện Mỗi PON TC lựa chọnmột phương thức truyền dẫn như ATM, GEM hoặc cả hai.

- Khối kết nối chéo

Khối kết nối chéo tạo ra đường truyền giữa khối lõi và khối dịch vụ Kếtnối này lệ thuộc vào: kiến trúc bên trong OLT ,các dịch vụ và các yếu tố khác.OLT thực hiện kết nối chéo phụ thuộc vào phương thức truyền dẫn là GEM hayATM hoặc cả hai phương thức đã được lựa chọn

- Khối cổng dịch vụ

Chức năng: chuyển đổi giữa các giao diện dịch vụ và giao diện khung TCcủa phần mạng GPON

b.Thiết bị kết cuối mạng quang ONU/ONT

- Thiết bị này đặt ở phía user

- Tốc độ các luồng data thường từ 64Kbps -> 1Gbps

- Khối chức năng của ONU tương tự như các khối chức năng của OLT.tuynhiên ,vì ONU hoạt động với một giao diện PON nên chức năng đấu nốichéo có thể được bỏ và thay bởi chức năng ghép và tách kênh dịch vụ(MUX và DMUX) để xử lý lưu lượng

Hình 1.5 Sơ đồ khối chức năng ONU.

- Thiết bị ONU( Optical Netword Terminal) thực hiện kết nối với OLTthông qua OND trong FTTH.

- Thiết bị ONT(Optical Netword Unit) thực hiện kết nối với OLT thông quaODN trong FTTC,FTTCab, FTTB

c Bộ chia quang thụ động.

- Chức năng: để chia/ghép thụ động tín hiệu quang từ nhà cung cấp dịch vụđến người dùng và ngược lại, giúp sử dụng được hiệu quả sợi quang Nóthường được dặt ở các điểm điểm truy nhập quang và phân phối quang

- Tỉ lệ chia có thể là: 1-8;1-16;1-32; 1-64;1-128 … tỉ lệ với hệ số chia côngsuất quang và suy hao tín hiệu quang

- Thường thì tỉ lệ chia 1- 2 tại tủ quang phối cấp 1 và tỉ lệ chia 1-32 tại tủquang phối cấp 2

1.4 Một số đặc tính cơ bản của GPON.

1.4.1 Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh.

Yều cầu: hệ thống phải đồng bộ lưu lượng đường lên để tránh xung đột sốliệu

Hình 1.6 Kỹ thuật truy nhậpTDMA GPON.

b.Phương thức ghép kênh.

Hệ thống GPON sử dụng phương thức ghép kênh phân chia không gian Người ta dùng những sợi cáp quang tách biệt dành cho đường truyền dẫnlên và xuống

Đặc điểm:

- Việc thiết kế mềm dẻo hơn và tăng độ khả dụng vì sử dụng 2 sợi quang riêng cho 2 đường tín hiệu lên và xuống

- Công suất trong mạng tăng

- Do sử dụng cùng bước sóng ,bộ phát và bộ thu nên chi phí triển khaigiảm.Tuy nhiên, số lượng sợi cáp quang và connector tăng gấp đôi

1.4.2 Phương thức đóng gói dữ liệu.

Hai phương thức đóng gói dữ liệu được lựa chọn sử dụng là ATM vàGEM

ATM (Asynchronous Transfer Mode- chế độ truyền không đồng bộ) làmột trong những phương pháp kết nối mạng WAN nhanh nhất hiện nay, tốc độ

từ 155Mbit/s tới 622Mbit/s

ATM có đặc điểm:

- Tốc độ truyền dữ liệu cao

- Sử dùng gói data nhỏ, có kích thước cố định (53 byte) và frame relay 53bytes gồm 48 byte data và 5 byte header.

- Có khả năng truyền đồng thời nhiều loại dữ liệu

- Chất lượng cao, độ nhiễu thấp nên gần như không cần đến việc kiểm tralỗi

GEM (GPON Encapsulation Mode- chế độ đóng gói GPON) là phươngthức đóng gói dữ liệu trong mạng GPON, GEM cung cấp khả năng thông tin kếtnối định hướng tương tự ATM GEM còn hỗ trợ việc chia nhỏ các khung lớn vàghép chúng lại ở đầu thu giúp giảm trễ cho tin tức cần thời gian thực

1.4.3 Định cỡ và phân định băng tần động.

a Thủ tục định cỡ

Để một ONU có thể hoạt động trong mạng GPON nó phải được xác định

cự li giữa OLT và ONU(ranging) Cự li ranging tối đa là 20km

Thủ tục ranging gồm làm 2 pha Ở pha thứ nhất đăng kí số sêri cho ONUchưa đăng kí và cấp phát ONU-ID cho ONU đã thực hiện Số ID phải là duynhất đồng thời ONU-ID được sử dụng để điều khiển , giám sát và kiểm traONU

* “ Các bước trong pha 1:

- Bước 1: OLT xác định tất cả các ONU đang hoạt động để cho ngừng quá

trình truyền dẫn ((1)ONU halt)

- Bước 2: OLT xác định tất cả các ONU chưa có ID để yêu cầu truyền sốserial ((2) Serial_number request)

- Bước 3: Sau khi nhận được yêu cầu truyền số serial ,ONU không có ID sẽtruyền sêri ( (3) SN- transmission ) sau khi chờ một khoảng tối đa là50ms

- Bước 4: OLT chỉ định một ONU-ID tới một ONU chưa đăng kí mà OLT

đã nhận được seri ((4) –assign ONU-ID).”(1)

Trong pha thứ 2: RTD đo cho mỗi ONU đăng kí mới , nó cũng áp dụng chocác ONU bị mất trong quá trình thông tin

Hình 1.8 GPON ranging pha 2.

“Các bước trong pha thứ 2 bao gồm:

- Bước 5: OLT xác định tất cả các ONU đang hoạt động để cho ngừng quátrình truyền dẫn ((5) ONU halt)

- Bước 6: Sử dụng các số seri ,OLT xác định một ONU nhất định và chỉcho ONU đó được truyền cho quá trình trễ ((6) ranging request )

- Bước 7: ONU có cùng số sêri với OLT đã được xác định cho quá trình trế((7) ranging tranmssion ) ,bao gồm cả ONU-ID trong pha 1

- Bước 8: OLT đo RTD phụ thuộc vào thời gian mà tín hiệu sử dụng chophép đo trễ được thu Sau khi số sêri và ONU-ID là đúng ,OLT thông báotrễ cân bằng ((9)–Equalization Delay ) tới ONU ((8)- ranging_ timemessage ).

- Bước 9: ONU lưu giá trị trễ cân bằng và tạo trễ định thời cho chuỗi dữliệu luồng lên với giá trị này.”()(

b Thủ tục cấp phát băng thông

Hình 1.9 Báo cáo và phân bố băng thông trong GPON

Thủ tục cấp phát băng thông

- Bước 1: ONU lưu dữ liệu thuê bao cho lưu lượng hướng lên vào bộ đệm

- Bước 2: Khối dữ liệu trong bộ đệm được báo tới OLT như một yêu cầu tạimột thời điểm OLT quy định

- Bước 3: OLT xác định thời gian bắt đầu truyền dẫn và khoảng thời giantruyền cho phép (1/4 cửa sổ truyền dẫn ) tới ONU như một sự cấp phép Bước 4: ONU nhận sự cấp phép và truyền khối dữ liêu đã xác định

Hình 1.10 Thủ tục cấp phát băng thông trong GPON.

1.4.4 Cơ chế bảo mật thông tin và mã hóa sửa lỗi.

Cơ chế bảo mật đảm bảo các yêu cầu sau:

- Ngăn chặn người dùng giải mã dữ liệu đường truyền xuống

- Ngăn chặn người dùng khác giả mạo ONU/ONT hay người khác dùng

- Cho phếp triển khai với chi phí hiệu quả

a, Bảo mật

Hệ thống GPON dùng chuẩn mật mã AES

ASE (Avanced Encrytion Standard) hay tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến thuộckiểu mã hóa khối ASE chỉ làm việc với các khối dữ liệu ( đầu vào và đầu ra)

128 bit và khóa có đội dài 128, 192 hoặc 256 bit Mỗi khóa con cũng là một cộtgồm 4 byte Mỗi khối dữ liệu 128 bit đầu vào được chia thành 16 byte được sắpxếp thành ma trận trạng thái 4×4

b Mã hóa sửa lỗi

Phương pháp sửa lỗi FEC (Forward Error Correction) được sử dụng đểphát hiện và sửa lỗi FEC là kĩ thuật mã hóa kênh , FEC tăng quỹ đường truyềnlên 3 đến 4 Db

c Bảo vệ với phần mạng quang thụ động.

 Các dạng chuyển mạch bảo vệ

Mạng GPON sử dụng lựa chọn 2 loại chuyển mạch bảo vệ :

- Chuyển mạch tự động hoạt động khi phát hiện các lỗi như mất tín hiệu,mất khung, giảm tín hiệu( tỉ lệ lỗi bit BER thấp hơn mắc quy định)

- Chuyển mạch bắt buộc được kích hoạt trong quá trình quản trị mạng nhưđịnh lại tuyến, thay thế sợi quang

Cơ chế chuyển mạch thường được thực hiện bởi chức năng OAM, do đótrường thông tin OAM cần được đặt trong khung OAM

 Các yêu cầu với chuyển mạch bảo vệ

- Chức năng chuyển mạch bảo vệ nên là chức năng tùy chọn

- Cả chuyển mạch tự động và chuyển mạch bắt buộc có thể sử dụng trong

hệ thống GPON nếu cần thiết

- Cơ chế chuyển mạch thường được thực hiện bởi chức năng OAM nêntrường thông tin OAM phải được dự trữ trong khung OAM

- Mọi kết nối giữa node dịch vụ và thiết bị đầu cuối phải được giữ sau khichuyển mạch

Tùy theo yêu cầu cuối cùng của việc triển khai node dịch vụ, POTS yêucầu quá trình mất khung phải nhỏ hơn 120ms Nếu thời gian mất khung dài hơnkhoảng thời gian này, node dịch vụ sẽ cắt kết nối và yêu cầu thiết lập lại cuộcgọi sau khi chuyển mạch bảo vệ

 Trường thông tin yêu cầu trong khung OAM

Chuyển mạch bảo vệ trong hệ thống GPON yêu cầu ít hơn 10 mã sử dụngtrong cả đường lên và đường xuống để nhập dạng trường thông tin trong khungOAM Do vậy cần phải xem xét việc ánh xạ trường thông tin trong khung OAMcho chuyển mạch bảo vệ

CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC PHÂN LỚP CỦA MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG

GPON.

Cấu trúc phân lớp của mạng GPON bao gồm:

Lớp hội tụ truyền dẫn (TC-Transmission convergence)

Phân lớp tương thích hội tụ

truyền dẫn (TC adaption sub-layer) Phân lớp đóng khung GTC(GTC framing sub- layer) Lớp phụ thuộc phương tiện vật lí

(Physical Media Dependence)

2.1 Lớp phụ thuộc phương tiện vật lí PMD.

Các thông số của lớp PDM như sau:

2.1.2 Phương tiện vật lí và phương thức truyền.

Tín hiệu được truyền tải trên đường truyền dẫn bằng cáp quang Việctruyền dẫn song hướng được thực hiện bằng cách ghép kênh theo bước sóngWDM để truyền trên 1 sợi quang hay truyền đơn hướng trên 2 sợi quang