Tài liệu Nghiên cứu công nghệ gpon và ứng dụng triển khai đa dịch vụ tại vtvcab

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGUYỄN THÀNH PHƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THÔNG VIỄN THÔNG/ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GPON VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI ĐA DỊCH VỤ TẠI VTVcab NGUYỄN THÀNH PHƯƠNG 2018 - 2022 HÀ NỘI -2022 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GPON VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI ĐA DỊCH VỤ TẠI VTVcab NGUYỄN THÀNH PHƯƠNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 852.0208 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. VƯƠNG HOÀNG NAM HÀ NỘI - 2022 2 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin cảm ơn tới khoa Đào tạo sau đại học – Trường Đại học Mở Hà Nội và các thầy cô giảng dạy trực tiếp đã giúp đỡ, truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức bổ ích cho công việc thực tế của bản thân cũng như đúc kết kiến thức vào bản luận văn này. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Vương Hoàng Nam, người thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các đồng nghiệp Trung tâm Hạ tầng Viễn thông – Tổng Công ty Truyền hình Cáp Việt Nam (VTVcab) đã giúp đỡ về chuyên môn và tạo điều kiện về thời gian để tôi thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các anh, chị và bạn bè thuộc lớp Cao học Kỹ thuật Điện tử khóa 18 đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và trong quá trình hoàn thiện luận văn. Mặc dù đã rất cố gắng hoàn thành luận văn, nhưng với thời gian và khả năng có hạn, nên luận văn không thể tránh khỏi còn những thiếu sót, hạn chế. Tôi rất mong được sự góp ý chân thành của thầy, cô và các bạn để bổ sung hoàn thiện trong quá trình nghiên cứu tiếp theo về vấn đề này. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Nguyễn Thành Phương 3 LỜI CAM ĐOAN Sau gần hai năm học tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng triển khai Đa dịch vụ tại VTVcab” làm đề tài luận văn tốt nghiệp. Đến nay tôi đã hoàn thành xong đề tài, đây là kết quả nỗ lực của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của TS .Vương Hoàng Nam. Tôi cam đoan những gì mà tôi viết trong luận văn này là do sự tìm hiểu và nghiên cứu của bản thân; mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác giả khác nếu có đều được trích dẫn nguồn gốc cụ thể. Luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, cho đến nay chưa được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ nào và chưa được công bố trên bất kỳ một phương tiện thông tin nào. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan ở trên đây. Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Người cam đoan 4 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................3 LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................4 MỞ ĐẦU .........................................................................................................................17 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THU ĐỘNG (PON) ..................................................................................................................19 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................19 1.2. KIẾN TRÚC MẠNG PON .....................................................................................19 1.3. CÁC CÔNG NGHỆ PON .......................................................................................21 1.3.1. CÔNG NGHỆ APON/BPON ..........................................................................21 1.3.2. CÔNG NGHỆ EPON/GEPON ........................................................................22 1.3.3. CÔNG NGHỆ GPON ......................................................................................22 1.3.4. CÔNG NGHỆ WDM PON .............................................................................23 1.3.5. NHẬN XÉT .....................................................................................................24 1.4. KẾT LUẬN ..............................................................................................................25 Chương 2. CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG GIGABIT (GPON) ............................................................................................................................26 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................26 2.2. KIẾN TRÚC GPON ................................................................................................ 26 2.2.1. CẤU TRÚC HỆ THỐNG GPON....................................................................26 2.2.2. CHỨC NĂNG CỦA CÁC KHỐI TRONG MẠNG GPON ...........................27 2.3. ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ GPON ........................................................................32 2.3.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT ...................................................................32 2.3.2. KHẢ NĂNG CUNG CẤP DỊCH VỤ .........................................................35 2.3.3. KỸ THUẬT TRUY NHẬP VÀ PHƯƠNG THỨC GHÉP KÊNH .............36 2.3.4. LỚP HỘI TỤ TRUYỀN DẪN ....................................................................37 2.3.5. CẤU TRÚC KHUNG GPON ......................................................................42 2.3.6. PHƯƠNG THỨC ĐÓNG GÓI DỮ LIỆU...................................................46 2.3.7. ĐỊNH CỠ VÀ PHÂN ĐỊNH BĂNG THÔNG ĐỘNG TRONG GPON ....53 2.3.8. BẢO MẬT VÀ MÃ HÓA ...........................................................................61 2.3.9. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM KHI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỐI VỚI MẠNG GPON ...................................................................................................61 5 2.4.2. TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI GPON TẠI VIỆT NAM ....................................64 2.4.3 CÁC GIẢI PHÁP CỦA MỘT SỐ HÃNG ĐIỂN HÌNH .................................64 2.5. KẾT LUẬN ..............................................................................................................66 Chương 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPON CHO MẠNG TRUY NHẬP ĐA DỊCH VỤ TẠI VTVcab .................................................................................................67 3.1. TỔNG QUAN VỀ VTVcab .................................................................................67 3.2. BỐI CẢNH HIỆN NAY CỦA VTVCAB ...........................................................70 3.2.1 Nhu cầu khách hàng thay đổi.......................................................................70 3.2.2 Xu hướng công nghệ ....................................................................................70 3.2.3 Môi trường kinh doanh ................................................................................70 3.2.4 Thuận lợi và thách thức ...............................................................................71 3.3. ĐÁNH GIÁ HẠ TẦNG, CÔNG NGHỆ VÀ ĐỊNH HƯỚNG TRIỂN KHAI GPON CỦA VTVCAB ...................................................................................................71 3.4. 3.3.1. Hiện trạng hạ tầng, công nghệ của VTVcab ................................................71 3.3.2. Đánh giá về hạ tầng, công nghệ của VTVcab .............................................72 3.3.3. Lựa chọn và định hướng phát triển mạng, công nghệ .................................75 3.3.4. Kết luận ...........................................................Error! Bookmark not defined. DỰ BÁO NHU CẦU BĂNG THÔNG, TỐC ĐỘ PHÁT TRIỂN THUÊ BAO 83 3.4.1. Định hướng phát triển dịch vụ .....................................................................83 3.4.2. Thống kê băng thông yêu cầu cho các dịch vụ Internet phổ biến ...............84 3.4.3. Dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao ...........................................86 3.4.4. Các phương pháp dự báo phát triển dịch vụ và thuê bao ............................88 3.4.5. Lựa chọn mô hình dự báo phát triển thuê bao và dịch vụ cho VTVcab ......88 3.4.6. Thống kê số lượng thuê bao VTVcab tại Hà Nội giai đoạn 2016-2021 ......89 3.4.7. Dự báo thuê bao VTVcab giai đoạn 2022 -2026 .........................................89 3.5. MỤC TIÊU & ĐỊA ĐIỂM TRIỂN KHAI CỦA LUẬN VĂN..........................90 3.6. LỘ TRÌNH THỰC HIỆN....................................................................................90 KẾT LUẬN .....................................................................................................................92 KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ..........................................94 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................95 PHỤ LỤC ........................................................................................................................96 Phụ lục 1: Cấu hình profile trên OLT ............................................................................96 6 Phụ lục 2: Cấu hình VLAN trên OLT .............................................................................97 Phụ lục 3: Cấu hình kết nối PPPoE trên OLT ...............................................................101 Phụ lục 4: Đăng nhập và cấu hình ONU .......................................................................102 7 8 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh ADSL Asymmetrical DSL AES Advanced Encryption Standar Chuẩn mã hoá tiên tiến Alen ATM (partition) lenght Chiều dài phần ATM Alloc-ID Allocation Identifier Bộ nhận dạng phân định AON Active Optical Network Mạng quang tích cực APON ATM Passive Optical Network Mạng quang thụ động ATM ATM Asynchronous Tranfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ BCH Bose-Chaudhuri Hocquengham Mã BCH BER Bit Error Rate Tỷ lệ bit lỗi BIP Bit Interleaved Parity Bit kiểm tra chẵn lẻ Blen Bwmap lenght Chiều dài bản đồ băng thông B-PON Broadband Passive Optical Mạng quang thụ động băng rộng BRAS Broadband Tiếng Việt Remote Server Đường dây thuê bao số không đối xứng Access Server truy nhập băng rộng từ xa BW Bandwith Băng thông BWmap Bandwith map Bản đồ băng thông CAT5 Categorise 5 Phân loại 5 CATV Cable Television Truyền hình cáp CO Central Office Trung tâm truy nhập CES Carrier Ethernet Switch Bộ chuyển mạch mang lưu lượng Ethernet 9 Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra vòng dư DBA Dynamic Bandwith Assigment Phân định băng thông động DBR Deterministic Bit Rate Tốc độ bit danh định DBRu Dynamic Bandwith Report Báo cáo băng thông động luồng lên DRR Deficit round - robin Quay vòng không đầy đủ DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DSLAM DSL Access Multiplexer EPON Ethernet Passive Optical Mạng quang thụ động Ethernet FCS Frame Check Sequence Dãy bit kiểm tra khung FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước FTTB Fiber to the Building Cáp quang nối đến toà nhà FTTC Fiber to the Curb Cáp quang nối đến cụm dân cư FTTH Fiber to the Home Cáp quang nối đến nhà thuê bao FTTN Fiber to the Node Cáp quang nối đến các điểm nút GEM G-PON Encapsulation Method Phương thức đóng gói GPON GPM G-PON Physical Media Môi trường vật lý GPON GPON Gigabit Passive Optical Network Mạng quang thụ động Gigabit GTC G-PON Transmission Hội tụ truyền dẫn GPON HDSL Hight bit rate DSL Đường dây thuê bao số tốc độ cao HDTV Hight Difinition Television Truyền hình phân giải cao HEC Header Error Control Điều khiển lỗi mào đầu Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số 10 Viết tắt IEEE IPTV ITU Tiếng Anh Institute Tiếng Việt of electrical and Electronics Engineers IP Television International Telecommunication Uninon Viện Kỹ thuật điện và điện tử Truyền hình IP Liên minh viễn thông quốc tế LAN Local Area Network Mạng cục bộ MAN Metro Area Network Mạng đô thị MANE Metro Area Network Mạng đô thị công nghệ Ethernet MSAN Multi Service Access Node Nút truy cập đa dịch vụ OAM Operation Administration Vận hành, quản lý, bảo dưỡng ODN Optical Distribution Network Mạng phân phối quang OLT Optical Line Terminal Thiết bị kết cuối đường quang OMCI ONU Management and Control Giao diện quản lý và điều khiển Interface ONU ONT Optical Network Termination Thiết bị kết cuối mạng quang ONU Optical Network Unit Thiết bị đầu cuối quang người dùng ONU-ID ONU Identifier Nhận dạng ONU PCBd Physical Control Block Khối điều khiển vật lý hướng xuống PDU Protocol Data Units Đơn vị số liệu giao thức Plend Payload Length downstream Chiều dài tải hướng xuống PLI Payload Length Indicator Chị thị chiều dài tải PLOAM Physical Layer OAM Lớp vật lý OAM LOAMd PLOAM downstream PLOAM hướng xuống 11 Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt PLOAM upstream PLOAM hướng lên PLOu Physical Layer Overhead Mào đầu lớp vật lý hướng lên PLSu Power Levelling Sequence Điều khiển công suất hướng lên PMD Physical Medium Dependent Phụ thuộc môi trường vật lý PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động Port-ID Port Identifier Nhận dạng cổng PTI Payload Type Indicator Chỉ thị loại tải QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RTD Round Trip Delay Trễ khứ hồi SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ SDU Service Data Unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ SDTV Standard Definition Television Truyền hình độ phân giải tiêu chuẩn STM Synchrounous Transport Mode Chế độ truyền tải đồng bộ TC Transmission Convergence Hội tụ truyền dẫn T-CONT Transmission Container Khối Truyền dẫn TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập theo thời gian TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian VC Virtual Channel Kênh ảo VCI Virtual Channel Identifier Nhận dạng kênh ảo VDSL Very High Bit DSL Đường dây thuê bao số tốc độ rất cao VLAN Virtual LAN Mạng LAN ảo VoD Video On Demand Video theo yêu cầu PLOAM u 12 Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt VPI Virtual Path Identifier Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Ghép kênh theo bước sóng HFC Hybrid Fiber Coaxial Mạng cáp quang lai cáp đồng trục CMTS DOCSIS Cable Modem Termination System Data Over Cable Interface Specification Hệ thống đầu cuối modem cáp Service Đặc tả giao diện dịch vụ Dữ liệu qua mạng Cáp 13 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3. 1 Bảng so sánh giữa công nghệ GPON và DOCSIS ..........................................75 Bảng 3. 2 Bảng thống kê băng thông sử dụng cho một số dịch vụ .................................84 Bảng 3. 3 Thống kê băng thông các đối tượng sử dụng ..................................................85 Bảng 3. 4 Thống kê số lượng thuê bao tại Hà Nội ...........................................................89 Bảng 3. 5 Dự báo thuê bao VTVcab khu vực Hà Nội giai đoạn 2022-202 .....................89 14 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1. 1 Mô hình mạng quang thụ động ........................ Error! Bookmark not defined. Hình 1. 2 Các kiểu kiến trúc của PON ............................. Error! Bookmark not defined. Hình 2. 1 Mô hình hệ thống mạng GPON .......................................................................26 Hình 2. 2 Kiến trúc mạng GPON .....................................................................................27 Hình 2. 3 Các khối chức năng của OLT...........................................................................28 Hình 2. 4 Các khối chức năng của ONU ..........................................................................29 Hình 2. 5 Các bộ ghép 8x8 được tạo ra từ các bộ ghép 2x2 ............................................29 Hình 2. 6 Cấu tạo cáp sợi quang ......................................................................................31 Hình 2. 7 Cấu trúc cơ bản mạng cáp quang thuê bao ......................................................32 Hình 2. 8 Mô hình mạng GPON cung cấp dịch vụ điển hình .........................................35 Hình 2. 9 Mô hình TDMA GPON hình cây ....................................................................37 Hình 2. 10 Ngăn xếp giáp thức của GTC .........................................................................39 Hình 2. 11 Khái niệm điều khiển truy nhập môi trường ..................................................41 Hình 2. 12 Cấu trúc tổng quan khung GTC hướng xuống và lên. ...................................42 Hình 2. 13 Cấu trúc khung đường xuống .........................................................................43 Hình 2. 14 Các trường thông tin trong khung đường xuống............................................43 Hình 2. 15 Cấu trúc khung đường lên ..............................................................................44 Hình 2. 16 Cấu trúc các trường thông tin trong khung đường lên ...................................45 Hình 2. 17 Cấu trúc khung và mào đầu GEM ..................................................................46 Hình 2. 18 Mô tả chuyển trạng thái dựa trên tiêu đề GEM..............................................48 Hình 2. 19 Một số trường hợp phân mảnh .......................................................................49 Hình 2. 20 Mối quan hệ giữa khung GEM với khung GTC ............................................50 Hình 2. 21 Cấu trúc khung dữ liệu TDM trong khung GEM...........................................51 Hình 2. 22 TDM ánh xạ qua GEM ...................................................................................52 Hình 2. 23 Cấu trúc khung Ethernet ánh xạ vào khung GEM .........................................52 Hình 2. 24 Đa truy nhập phân chia theo thời gian trong GPON ......................................53 Hình 2. 25 Cửa sổ định cỡ................................................................................................ 54 Hình 2. 26 Thủ tục định cỡ pha 1 .....................................................................................55 Hình 2. 27 Thủ tục định cỡ pha 2 .....................................................................................56 Hình 2. 28 Phân định băng thông động ............................................................................57 Hình 2. 29 Nguyên lý của hàng đợi công bằng ................................................................ 58 Hình 2. 30 DRR sử dụng thông báo nhiều hàng đợi ........................................................60 Hình 3. 1 Sơ đồ tổng thể hệ thống mạng..........................................................................72 Hình 3. 2 Mô hình hệ thống DOCSIS ..............................................................................73 15 Hình 3. 3 Băng thông điều chế các tiêu chuẩn DOCSIS..................................................73 Hình 3. 4 Băng thông điều chế tiêu chuẩn DOCSIS 3.0 ..................................................73 Hình 3. 5 Phổ tần sử dụng trong công nghệ DOCSIS......................................................74 Hình 3. 6 Băng thông yêu cầu cho các định dạng Video trên Youtube ...........................84 Hình 3. 7 Băng thông cho một số dịch vụ học trực tuyến (Video Conference) ...............84 Hình 3. 8 Băng thông yêu cầu cho dịch vụ Game Online ................................................84 Hình 3. 10 Các bước dự báo dịch vụ và phát triển thuê bao ............................................86 16 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, xu hướng Viễn thông – Truyền hình hội tụ là một xu hướng tất yếu. Với một kết nối internet, khách hàng có thể sử dụng rất nhiều sản phẩm, dịch vụ, tiện ích như xem phim, giáo dục, mua sắm, thanh toán online, IoT…Truyền hình OTT là một ví dụ thể hiện rõ sự hội tụ đó, nó đã không còn giới hạn cho việc truyền tải nội dung các dịch vụ theo không gian và thời gian tới người dùng, các nội dung và dịch vụ được truyền tải tới người dùng trên tất cả các nền tảng thiết bị khác nhau. Xu hướng Viễn Thông – Truyền hình hội tụ ngày một thể hiện rõ khi các nhà mạng viễn thông cung cấp các dịch vụ đa tiện ích trên nền tảng băng rộng di động (4G,5G) và băng rộng cố định (mạng cáp quang) với chất lượng dịch vụ cung cấp tốt cho khách hàng. Nhu cầu của khách hàng cũng thay đổi nhanh chóng. Đối với internet là một kết nối với tốc độ ngày càng tăng cao cho cả chiều Downstream, Upstream và không có sự gián đoạn dịch vụ trong quá trình sử dụng. Đối với truyền hình là xem các chương trình mà mình yêu thích mọi lúc, mọi nơi, trên các thiết bị di động. Một phần không nhỏ người dùng hiện nay không còn muốn xem truyền hình theo cách truyền thống với việc xen lẫn quảng cáo. Để đáp ứng nhu cầu đó, các nhà khoa học, các tổ chức viễn thông quốc tế, các hãng cung cấp thiết bị, các nhà khai thác… đã và đang nghiên cứu phát triển và áp dụng các giải pháp công nghệ mới băng rộng/tốc độ cao và đa phương tiện để phát triển mạng viễn thông. Trong đó, công nghệ PON (Passive Optical Network) nói chung và GPON (Gigabit Passive Optical Network) nói riêng là một giải pháp đầy hứa hẹn để giải quyết vấn đề băng thông trong mạng truy nhập, cho phép triển khai các dịch vụ băng rộng/tốc độ cao và các dịch vụ có tính tương tác Để bắt kịp với xu hướng này, VTVcab với ưu thế mạnh về nội dung đã không ngừng đổi mới phong cách chăm sóc dịch vụ, đầu tư công nghệ để đáp ứng với nhu cầu của khác hàng. Dịch vụ kết hợp truyền hình và internet, VOD, OTT …đã được cung cấp đến khách hàng trở thành một đối trọng với các nhà mạng viễn thông thì việc xây dựng một hệ thống 17 mạng với công nghệ hiện đại để đảm bảo việc truyền tải nội dung và các giá trị gia tăng đến khách hàng là hết sức cần thiết. Xuất phát là một đơn vị cung cấp dịch vụ Truyền hình trả tiền của Đài Truyền hình Việt Nam dựa trên hạ tầng mạng cáp đồng trục lai cáp quang (HFC), dựa trên kinh nghiệm triển khai nhiều năm cũng như đặc tính kỹ thuật của hạ tầng mạng HFC, với cơ sở phân tích hiện trạng hệ thống mạng, xu hướng công nghệ và nhu cầu của khách hàng, các yêu tố về thị trường như cạnh tranh, hợp tác, việc nghiên cứu lựa chọn các giải pháp công nghệ xây dựng mạng truy nhập có băng thông rộng, để đáp ứng nhu cầu của khách hàng cũng như hạn chế các nhược điểm của mạng HFC là yêu cầu bắt buộc, sống còn đối với VTVcab trong thời gian tới. Chính vì vậy, việc nghiên cứu giải pháp công nghệ GPON và ứng dụng cho mạng truy nhập để phát triển mạng đa truy nhập, đảm bảo được tính kinh tế – kỹ thuật và đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin hiện tại và trong tương lai của VTVcab là một vấn đề cấp thiết. 18 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THU ĐỘNG (PON) 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG Với sự phát triển mạnh mẽ các dịch vụ trực tuyến hiện nay như thương mại điện tử, video stream, game online… nhu cầu sử dụng các dịch vụ băng rộng ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng dịch vụ. Đứng trước tình hình đó, một số công nghệ như DSL và cáp modem đều không đáp ứng được những yêu cầu về băng thông cho mạng truy nhập. Do đó, công nghệ truy nhập quang thụ động PON (Passive Optical Network) là một giải pháp tối ưu cho mạng truy nhập băng rộng cố định mặt đất. PON sẽ giải quyết được các vấn đề tắc nghẽn băng thông của mạng truy nhập trong kiến trúc mạng viễn thông, giữa một bên là các nhà cung cấp dịch vụ, các điểm kết cuối, các điểm truy nhập và một bên là các công ty được cung cấp dịch vụ, hay một khu vực tập trung các thuê bao. Trong các khuyến nghị của mình về mạng và các hệ thống truyền dẫn, ITU-T đã đưa các định nghĩa và kiến trúc làm cơ sở cho việc xây dựng mạng quang thụ động. PON được định nghĩa như sau: “PON là một mạng quang không có các phần tử điện hay các thiết bị quang điện tử”. Như vậy với khái niệm này, mạng PON sẽ không chứa bất kỳ một phần tử tích cực (có tiêu thụ điện năng) nào. Thay vào đó, PON sẽ chỉ bao gồm các phần tử thụ động như: cáp sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng quang, thấu kính, bộ lọc quang... Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm mà các công nghệ khác như DSL hay Modem Cáp không có như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, nhiễu điện từ, có độ tin cậy cao tín hiệu suy hao rất thấp, khả năng truyền dẫn xa, băng thông lớn. 1.2. KIẾN TRÚC MẠNG PON Mô hình mạng quang thụ động PON như hình vẽ: 19 Hình 1. 1 Mô hình mạng quang thụ động Trong mạng PON toàn bộ phần mạng truyền dẫn (hay còn gọi là mạng ngoại vi) đều là các thiết bị thụ động, bao gồm các phần tử như cáp sợi quang, các bộ tách/ghép quang, các đầu nối và các mối hàn quang. Các phần tử tích cực như OLT và các ONU đều nằm ở đầu cuối của PON. Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang (WDM). PON thường được triển khai trên sợi quang đơn mode, với cấu hình cây là phổ biến. PON cũng có thể được triển khai theo cấu hình vòng cho các khu thương mại hoặc theo cấu hình bus khi triển khai trong các khu trường học, công sở… Về mặt logic, PON thông thường là mạng truy nhập kết nối điểm - đa điểm, với một CO (Center Office) phục vụ cho nhiều thuê bao. Tùy theo nhu cầu mà người ta sử dụng các cấu hình kết nối phù hợp cho mạng như cấu hình hình cây, cây và nhánh, vòng ring, hoặc bus như trong Hình 1.2 20