Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang

• Công nghệ PONMạng quang thụ động PON- Passive Optical Network là một kiến trúc mạng điểm đa điểm, sử dụng các bộ chia quang thụ động không có nguồn cấp để chia công suất quang từ một s

1 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang:

-Đầu cuối đường quang (OLT)

-Mạng phối dây quang (ODN)

-Khối mạng quang (ONU)

-Module chức năng phối hợp (AF)

• Khối chức năng OLT

Khối đầu cuối đường quang (OLT- Optical Line Terminal) cung cáp giao diện quang giữa mạng với ODN, đồng thời cũng cung cấp ít nhất một giao diện với phía mạng dịch vụ OLT có thể chia thành dịch vụ chuyển mạch và dịch vụ không chuyển mạch OLT cũng quản lý báo hiệu và thông tin giám sát điều khiển đến từ ONU, từ đó cung cấp chức năng bảo dưỡng cho ONU OLT có thể lắp đặt

ở tổng đài nội hạt hoặc một vị trí ở xa

• Khối chức năng ONU

Khối mạng quang (ONU- Optical Network Unit) ở giữa ODN với thuê bao Phía mạng của ONU có giao diện quang, còn phía thuế bao là giao diện điện: do

đó cần có chức năng chuyển đổi quang/ điện Đồng thời có thể thực hiện chức năng xử lý và quản lý bảo dưỡng các tín hiệu điện ONU có thể đặt ở phía khách hàng (FTTH/FTTB) hoặc ngoài trời (FTTB) ONU bao gồm các phận trung tâm,

bộ phận dịch vụ và bộ phận chung

• Khối chức năng ODN

Khối mạng phân phối quang (ODN- Optical Distribution Network) đặt giữa ONU và OLT Chức năng của nó là phân phối công suất tín hiệu quang ODN

chủ yếu là linh kiện quang không nguồn và sợi quang tạo thành mạng phân phối đường quang thụ động

Cáp quang gốc (Feeder Cable): xuất phát từ phía nhà sản xuất dịch vụ (hay

còn gọi chung là Central Office) tới điểm phân phối được gọi là DP (Distribution Point)

Điểm phân phối sợi quang (DP): là điểm kết thúc của đoạn cáp gốc trên thực

tế triển khai, điểm phân phối sợi quang thường là măng xông quang, hoặc các tủ cáp quang phối, ưu tiên dùng măng xông quang

Cáp quang phối (Distribution Optical Cable): xuất phát từ điểm phối quang

(DP) tới các điểm truy nhập quang (AP- Acess Point) hay từ các tủ quang phối từ các tập điểm quang

Trong kiến trúc FTTH/O, sợi quang được kéo dài đến tận hộ gia đình hoặc văn phòng, trong đó một ONT được đặt tại thuê bao ONT là điểm phân phát dịch vụ cho phép các nhà khai thác cung cấp dịch vụ số liệu, thoại và hình ảnh trên cùng một sợi ONT cung cấp các giao diện dịch vụ bao gồm: POTS, GE, FE, E1/T1

FTTH/O cung cấp lượng băng tần dồi dào, tuy nhiên chi phí cho việc xây dựng mạng lại rất cao Mục tiêu của phương thức này là cung cấp tốc độ bít lớn đến các văn phòng hoặc nhà thuê bao như các biệt thự, các tòa nhà thương mại

và các bar coa internet, nhằm đảm bảo được mức quay vòng lớn Phương thức này đặc biệt phù hợp khi cần phải lắp đặt các mạng cáp mới hoặc thay thế cáp

cũ Phương thức này nhằm đến các thuê bao có nh cầu đối với các ứng dụng băng tần lớn như HDTV, VoD và L2/L3 VPN

• Công nghệ PON

Mạng quang thụ động (PON- Passive Optical Network) là một kiến trúc mạng điểm đa điểm, sử dụng các bộ chia quang thụ động (không có nguồn cấp) để chia công suất quang từ một sợi quang tới các sợi quang cung cấp cho nhiều khách hàng, thường tỉ lệ chia là 4,8,16,32,64,128…tùy thuộc vào cấu hình mạng Một mạng PON bao gồm mọt đầu cuối đường truyền quang OLT đặt tại tổng đài của nhà cung cấp dịch vụ và các đơn vị mạng quang ONU đặt tại phía khách hàng

PON sẽ chỉ bao gồm: Sợi quang, bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc và các phụ kiện,… Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi nhiễu nguồn,

có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng tín hiệu không bị suy hao như đối với các phần tử tích cực

PON sẽ chỉ bao gồm: Sợi quang, bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc và các phụ kiện… Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi nhiẽu nguồn,

có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao như đối với các phần tử tích cực

Mạng quang thụ động có ba cấu hình cơ bản đó là:

-Cấu hình Ring

-Cấu hình cây

-Cấu hình bus

• GPON (Gigabit PON)

Mạng GPON đầu tiên được FSAN chuẩn hóa vào năm 2001 với băng tần là 1Gb/s Kiến trúc của mạng GPON cho phép dịch vụ thoại và dữ liệu được truyền tải với tốc độ lên đến 2.5Gb/s Băng tần dành cho mỗi thuê bao là 31.25Mb/s cho luồng xuống khi mạng hoạt động với tốc độ 2.5Gb/s và 15.625Mb/s khi mạng hoạt động với tốc độ 1Gb/s

Đặc điểm của hệ thống GPON

GPON (Gigabit Passive Optical Network) định nghĩa theo chuản IUT-T G984 GPON được mở rộng từ chuẩn BPON G983 bằng cách tăng băng thông, nâng hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi và tiêu chuẩn hóa quản lý Thêm nữa, chuẩn cho phép vài sự lựa chọn của tốc độ bit: cho pép băng thông luồng xuống là 2,488Mb/s và băng thông luồng lên là 1,244MB/s Phương thức đóng gói GPON-GEM cho phép đóng gói lưu lượng người dùng rất hiệu quả, với sự phân đoạn khung cho phé chất lượng dịch vụ QoS cao hơn phục

vụ lưu lượng nhạy cảm như truyền thoại hay video GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng cường bảo mật và chọn 2 giao thức (ATM, GEM, Ethernet tuy nhiên trên thực tế ATM chưa từng sử dụng) Điều đó cho phép GPON phân phối thêm các dịch vụ tới nhiều thuê bao

PHẦN 3: CÔNG NGHỆ EOC

I Giới thiệu về EoC

EoC được biết đến là công nghệ truy nhập băng rộng trên cáp đồng trục

(Ethernet over Coaxial) được nghiên cứ và phát triển cách đây 13 năm Sự xuất hiện của EoC được đại diện bằng công nghệ CMTS+CM( Cable Modem

Terminal System+ Modem Cable) và sau đó là Unlink,v v

1 Dịnh vụ truyền số liệu

• Dịch vụ theo yêu cầu

Có khả năng đáp ứng được dịch vụ truyền hình theo yêu cầu, truyền hình tương tác và dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao Truyền hình tương tác hoạt động

tố trên mạng HFC 2 chiều với công nghệ IPQAM, IP, Thoại và nhiều công nghệ khác Tuy nhiên để có được dịch vụ truyền dữ liệu tốc độ cao thì cần phải có cáp đồng trục vào tận hộ gia đình

• Băng thông yêu cầu

Dịch vụ truyền dữ

liệu tốc độ cao

Game tương tác Dịch vụ thoại

video

Băng thông yêu

cầu

2 Một vài dịch vụ truy cập dữ liệu

Triển khai dịch vụ sau khi triển khai công nghệ CMTS và CM dựa trên mạng HFC hai chiều

Ưu điểm: dựa trên tiêu chuẩn DOCSIS, với khả năng hoạt động linh hoạt của thiết bị, phổ biến ở các nước Bắc Mỹ

Nhược điểm: Yêu cầu mạng CATV với các thông số kỹ thuật cao, băng thông hạn chế, và tính cạnh tranh kém

II Công nghệ truy nhập EOC

Overview:

• Dựa trên tiêu chuẩn Home Plug, sử dụng mạng HFC với dải tần số 5-30 MHz để phát triển và truy nhập dữ liệu

• Sử dụng kỹ thuật điều chế và đa truy nhập sóng mang trực giao OFDM cho khả năng kháng nhiễu cao

• Khả năng truyền tải tốc độ của mõi Modul là cao hơn so với CMTS, nhưng chi phí cho mỗi MHz lại thấp hơn rất nhiều

• Dựa trên mạng truyền dẫn đồng trục có sănc mà không cần phải nâng cấp hay xây dựng một mạng mới

• Link loss: 70-90 dB, tuy nhiên mức độ tối đa cho phép nên ở mức 75-80 dB

• Triển khai dễ dàng trên mạng CATV 1 chiều mà không cần nâng cấp khuyếch đại

• Các master thường lắp đặt tại các cổng ra cao tần của node quang

• Mỗi master module quản lý/ cấp phát tối đa cho 64 modem Tốc đọ down/up tối đa hiện nay cho master là 60 Mbps ( trong năm 2011 sẽ nâng cấp lên 200 Mbps)

• Mỗi master có một địa chỉ IP riêng để truy cập từ xa giám sát tình trạng và cấu hình băng thông cho modem

1 Nguyên tắc kỹ thuật

a Kỹ thuật OFDM

Homeplus dựa trên kỹ thuật OFDM, nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một luồng dữ liệu tốc độ cao thành các luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và phát đồng thời trên một số các sóng mang con trực giao Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho các sóng mang con song song tốc độ thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây

ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống Nhiễu xuyên ký tự ISI dược hạn chế

hầu như hoàn toàn do việc đưa vào một khoảng thời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM

Trong OFDM, dữ liệu trên mỗi sóng mang chồng lên dữ liệu trên các sóng mang lân cận sự chồng lấn này là nguyên nân làm tăng hiệu quả sử dụng phổ trong OFDM Ta thấy trong một số điều kiện cụ thể, có thể tăng dung lượng đáng

kể cho hệ thống OFDM bằng cách làm thích nghi tốc độ dữ liệu trên mỗi sóng mang tùy theo tỷ lệ số tín hiệu trên tạp âm SNR của sóng mang đó

Tính trực giao của các sóng mang được hiểu theo phương trình hàm toán học như sau:

1,

.

0,

k l

k l



Nguyên lý điều chế và dải điều chế OFDM:

Các phươg thức để phân tách các sóng mangtrong kỹ thuật OFDM đã được tìm hiểu và đánh giá trong suốt quá trình phát triển của nó Hai phương thức ban đầu

sử dụng các bộ lọc để phân tách các dải, và đã gặp phải nhiều khó khăn trong việc thực thi các bộ lọc có dải sườn thấp Phương thức thứ ba là weinstein và Ebert giới thiệu, là phương thức sử dụng các biện pháp xử lý ở băng gốc, khi đó,

cả máy phát và máy thu đều ó thể được thực thi bằng cách sử dụng phép biến đổi Fourier rời rạc (DFT)

Pilot symbol and virtual carrier

Windowing Data

source

FEC

coding

Bit interleaver

Mapper

IFFT

Add CP Serial to

parallel (P/S)

Khối thu phát điều chế cơ bản OFDM:

Trên là sơ đồ khối của một hệ thống OFDM có sử dụng mã sửa sai Dữ liệu đầu vào sẽ được ánh xạ thành các bộ N-phần tử bằng cách sử dụng bất cứ phép điều chế M-trị thông thường nào Sau đó, các thành phần thực và ảo sẽ được tách ra

Data sink FEC

decoding

bit

Parallel to serial (P/S)

De-mapper Channel

equalizer

FFT

serial to parallel (P/S)

Remove CP ADC

RF R X

Channel

RF T X

DAC Parallel to serial (P/S)

và được mã hóa chập riêng biệt Bộ xen rẽ khối có chức năng thực hiện xen rẽ các sóng mang và khối IFFT sẽ tạo ra dạng sóng ở miền thời gian Sau khi thêm

CP vào ký hiệu OFDM thì tín hiệu sẽ được phát đi qua kênh fading nhiều đường, đồng thời nó cũng chịu ảnh hưởng của nhiễu trắng cộng sinh AWGN Tại máy thu, sau khi loại bỏ CP khỏi ký hiệu OFDM, người ta thực hiện cân bằng và biến đổi FFT Tín hiệu miền thời gian thu được sau đó sẽ được giải xen kẽ, giải mã sử sai theo một thuận toán viterti và cuối cùng được giải điều chế M-trị để trở thành luồng dữ liệu ban đầu

Các ưu nhược điểm:

• Hệ thống OFDM có thể loại bỏ hoàn toàn nhiễu liên ký hiệu nếu độ dài chuỗi bảo vệ lớn hơn trễ truyền dẫn lớn nhất của kênh

• Phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng thông, do ảnh hưởng của sự phân tập về tần số đốivới chất lượng hệ thống được giảm nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang

• Hệ thống có cấu trúc bộ thu đơn giản

Bên cạnh đó, kỹ thuật OFDM cũng có một vài nhược điểm cơ bản đó là:

• Một trong những vấn đề của OFDM là nó có công suất đỉnh cao hơn so với công suất trung bình Khi tín hiệu OFDM được điều chế RF, sự thay đổi này diễn ra tương tự đối với biên độ sóng mang, sau đó tín hiệu được truyền đi trên môi trường tuyến tính, tuy nhiên độ tuyến tính rất khó giữ khi điều chế ở công suất cao, do vậy méo dạng tín hiệu kiểu này hay diễn

ra trên bộ khuyếch đại công suất của bộ phát Bộ thu thiết kế không tốt có thể gây ra méo dạng trầm trọng hơn Méo dạng gây ra hầu hết các vấn đề như trải phổ, gây ra nhiễu giữa các hệ thống khi truyền trên các tần số RF

kề nhau

• Việc sử dụng chuỗi bảo vệ có thể tránh được nhiễu ISI nhưng lại làm giảm

đi một phần hiệu suất đường truyền do bản thân chuỗi bỏa vệ không mang thông tin có ích

• Do yêu cầu về điều kiện trực giao giữa các sóng mang phụ, hệ thống OFDM rất nhạy cảm với hiệu ứng Doppler cũng như là sự dịch tần và dịch thời gian do sai số đồng bộ

• ảnh hưởng của sự sai lệnh thời gian đồng bộ: OFDM có khả năng chịu đựng tốt các sai số về thời gian nhờ các khoảng bảo vệ giữa các symbol Với một kênh truyền không có delay do hiệu ứng đa đường, time offset có thể bằng khoảng bảo vệ mà không mất đi tính trực giao, chỉ gây ra sự xoay pha của sóng mang con mà thôi Nếu lỗi time offset lớn hơn khoảng bảo

vệ thì hoạt động của hệ thống suy giảm nhanh chóng Nguyên nhân la fdo các symbol trước khi đến bộ FFT sẽ bao gồm một phần nội dung của các symbol khác, dẫn đến ISI

b Lớp tiêu chuẩn Homeplus AV

Tiêu chuẩn HomePlus AV phát triển trên nền tảng của tiêu chẩun Home Plus được áp dụng rộng rãi ở khu vực Bắc Mỹ và khu vực Châu Âu, với các nhu cầu thông thường như đọc báo, lướt web, thì chỉ cần tiêu chuẩn HomePlus là đủ, tuy nhiên đối với các nhu cầu cao về băng thông như game tương tác, nhu cầu xem phim, nhạc chất lượng cao các tiêu chuẩn MPEG-2,4,7 thì yêu cầu đường truyền khá lớn mà HomePlus không đáp ứng được, tiêu chuẩn Home Plus AV sinh ra nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng đa phương tiện