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
Trang 1LỜI 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 những kiến 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 đã hướng dẫn, tận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.”Trong thời 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
Trang 2LỜI 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 từ các nguồn sách, trang web trên mạng mà em đã liệt kê rõ rành theo quy định trong danh mục các tài liệu tham khảo
Trang 3MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN i
LỜI CAM ĐOAN ii
MỤC LỤC iii
MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN vi
DANH MỤC CÁC BẢNG viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix
LỜI MỞ ĐẦU 0
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ QUANG THỤ ĐỘNG TỐC ĐỘ GIGABIT- GPON 1
1.1 Tổng quan về công nghệ G-PON 1
1.1.1.Định nghĩa và đặc điểm 1
1.1.2 Khả năng cung cấp băng thông 2
1.1.3.Khả năng cung cấp dịch vụ 3
1.2 Tình hình triển khai công nghệ GPON 5
1.2.1 Tình hình triển khai trên thế giới 5
1.2.2.Tình hình triển khai tại Việt Nam 5
1.2.3.Nhận xét về tình hình triển khai công nghệ GPON 5
1.3 Cấu hình mạng công nghệ GPON 5
1.3.1 Mô hình tham chiếu 5
1.3.2 Giao diện node dịch vụ SNI 7
1.3.3 Giao diện mạng người dùng UNI 7
1.3.4 Thiết bị OLT,bộ chia Spiller, ONT/ONU 8
Trang 41.4 Một số đặc tính cơ bản của GPON 10
1.4.1 Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh 10
1.4.2 Phương thức đóng gói dữ liệu 11
1.4.3 Định cỡ và phân định băng tần động 12
1.4.4 Cơ chế bảo mật thông tin và mã hóa sửa lỗi 15
CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC PHÂN LỚP CỦA MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG GPON 17
2.1 Lớp phụ thuộc phương tiện vật lí PMD 17
2.1.1 Tốc độ tín hiệu danh định 17
2.1.2 Phương tiện vật lí và phương thức truyền 17
2.1.3.Tốc độ bit 18
2.1.4 Mã hóa đường dây 18
2.1.5 Bước sóng hoạt động 18
2.1.6 Nguồn phát tại giao diện và giao diện 19
2.1.7 Đường truyền quang giữa giao diện và giao diện .20
2.2 Lớp hội tụ truyền dẫn GTC 22
2.2.1 Tổng quan 22
2.2.2 Ngăn xếp giao thức trong mặt phẳng điều khiển/quản lí (C/M plane).23 2.2.3 Ngăn xếp giao thức trong U-plane 25
2.2.4 Các chức năng chính của hệ thống GTC 26
2.2.5 Các chức năng của các phân lớp trong hệ thống GTC 27
2.2.6 và dòng lưu lượng 29
2.2.7 Cấp phát băng thông động DBA(Dynamic Bandwith Allocation) 32
2.2.8 Cấu trúc khung GTC 35
Trang 5CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPON TRONG MẠNG TRUY
NHẬP QUANG FTTx 38
3.1 Mạng quang băng thông rộng đến nhà cao tầng FTTB 38
3.2 Mạng quang băng thông rộng đến lề đường FTTC, FTTCab 39
3.3.Mạng quang đến tận nhà FTTH 40
Trang 6MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN
AF Adaptation function – Chức năng tương thích
ATM Asynchronous Transfer Mode – Chế độ truyền không đồng bộ
BER Bit Error Rate – Tỉ lệ lỗi bit
C/M-plane Control/management place – Mặt phẳng điều khiển và quản lí
DBA Dynamic Bandswidth Assignment – Cấp phát băng tần rộng
FTTC/Cab Fiber to the Curb/Cabinet – Mạng quang đến tủ cáp
GEM GPON Encapsulation Mode – Chế độ đóng gói GPON
GPM GPON Physical Media Dependent – Lớp phụ thuộc vật lí GPON
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
quản lí ONU
ONT Optical Network Termination – Thiết bị kết cuối mạng quang
ONU Optical Network Unit – Thiết bị kết cuối mạng quang
Trang 7PBCd Physical Control Block downstream – Khối điều khiển vật lí đường
xuống
PDU Protocol Data Unit – Đơn vị bản tin giao thức
công cộng
SNI Service Node Interface – Giao diện nốt dịch vụ
thái
TC Transmission Convergence – Hội tụ truyền dẫn
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
sóng
Trang 8DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Giao diện nốt dịch vụ SNI và các dịch vụ 9 Bảng 1.2 Giao diện nốt dịch vụ UNI và các dịch vụ 9 Bảng 2.1 Các thông số lớp phụ thuộc vật lí cho mạng quang ODN 22 Bảng 2.2 Các chức năng chính của GPON DBA 32 Bảng 2.3 Các chế độ hoạt động của DBA 36
Trang 9DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mạng truy nhập quang thụ động GPON 2 Hình 1.2 Mô hình tham chiếu cho mạng GPON 7 Hình 1.3 Vị trí giao diện SNI và UNI 8 Hình 1.4 Sơ đồ khối chức năng OLT 10 Hình 1.5 Sơ đồ khối chức năng ONU 11
Hình 1.9 Báo cáo và phân bố băng 16 Hình 1.10 Thủ tục cấp phát băng thông trong GPON 16 Hình 2.1 Ngăn xếp giao thức hệ thống GTC 24 Hình 2.2 Các khối chức năng trong mặt quản lí và điều khiển 27 Hình 2.3 Ngăn xếp giao thúc cho mặt phẳng người dùng 28 Hình 2.4 Điều khiển truy nhập phương tiện 30
Hình 2.6 Cấu trúc khung hội tụ truyền dẫn lớp GTC 39 Hình 2.7 Cấu trúc khung đường xuống GTC 40 Hình 2.8 Cấu trúc khung đường lên GTC 40 Hình 2.9 Tiêu đề khung đường lên GTC 41 Hình 3.1 Cáp quang kéo đến nhà cao tầng FTTB 43 Hình 3.2 Cáp quang kéo dến khu dân cư FTTC 44 Hình 3.3 Cáp quang kéo đến hộ gia đình FTTH 44
Trang 10LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ đầu tiên khi lắp đặt cáp quang là AON (Active Optical Network-Mạng cáp quang chủ động ), mỗi thuê bao sẽ có một đường truyền cáp quang chạy từ thiết bị trung tâm đến tận nhà Công nghệ này có lợi thế về tầm kéo dây, tính bảo mật và dễ dàng nâng cấp băng thông Tuy nhiên, việc triển khai vận hành đều cần nguồn cung cấp, mỗi thuê bao cần một sợi quang riêng nên tốn kém cho nhà mạng Để khắc phục nhược điểm này, công nghệ GPON ra đời.”()
“Công nghệ GPON thuộc kiến trúc mạng điểm-đa điểm nên có thể giảm chi phí triển khai Đường truyền trước khi tới khách hàng sẽ qua thiết bị chia tín hiệu Mỗi bộ chia sẽ cung cấp cho khoảng 32 đến 64 người dùng và bộ chia không 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