ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Mục lục
MỤC LỤC
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 sự kết hợp tốc độ bit đường xuống/đường lên APON
Bảng 2.2.Các trường trong byte mào đầu đường lên
Bảng 2.3 số lượng của trường grants/flags GATE MPCPDU (1 byte)
Bảng 2.4.Trường ánh xạ bit báo cáo của báo cáo MPCPDU
Bảng 2.6. so sánh EPON và GPON
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
ADSL
Aymmetric Digital Subscriber
Line
Đường dây thuê bao số bất đối xứng
AGC Automatic Gain Control Điều khiển độ lợi tự động
AON Active Optical Network Mạng quang chủ động
APD Avalanche Photo-Diode Diode quang thác
APON ATM Passive Optical Network Mạng quang thụ động ATM
ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức chuyển giao không đồng bộ
BCH
Bose-Chaudhuri-Hocquenghen
Code
Mã BCH
BPL Broadband Powerline Đường dây tải điện băng rộng
BPON
Broadband Passive Optical
Network

Mạng quang thụ động băng rộng
BOH burst overhead Mào đầu cụm
CMTS Cable Modem Terminal System Hệ thống kết cuối Modem cáp
CO Central Office Trung tâm nhà cung cấp dịch vụ
CSMA/CD
Carrier Sense Multiple
Access/Collision Detection
Đa truy nhập dự đoán sóng mang phát hiện
xung đột
DBA Dynamic Bandwidth Allocation Cấp phát băng thông động
DSLAM DSL Access Module Khối truy nhập DSL
DRR Deficit Round-robin Scheduling Lập lịch vòng deficit
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
EMS Element Management System Hệ thống quản lý
EPON Ethernet Passive Optical Network Mạng quang thụ động Ethernet
FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước
FTTB Fiber To The Building Cáp quang tới cao ốc
FTTC Fiber To The Curb Cáp quang tới vỉa hè
FTTN Fiber To The Node Cáp quang tới
FTTH Fiber To The Home Cáp quang tới nhà
GPON Gigabit Passive Optical Network Mạng quang thụ động gigabit
GTC
GPON Transmission
Convergence
Hội tụ truyền dẫn GPON
HEC Header Error Control Kiểm soát lỗi tiêu đề
ID Identify Chỉ định
IEEE
Institute of Electrical and

Electronic Engineers
Viện các kĩ sư điện và điện tử
IPACT
Interleaved Polling with Adaptive
Cycle Time
Hỏi vòng đan xen với vòng thời gian tương
thích
ITU-T
International Telecommunication
Union-Telecommunication
Standardization Sector
Lĩnh vực tiêu chuẩn viễn thông- thuộc tổ
chức viễn thông quốc tế
LLID Logical Link ID ID liên kết logic
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MPMC
Multi-point Media Access
Control
Điều khiển truy nhập môi trường đa điểm
MPCPDU
Multipoint Control Protocol Date
Unit
Đơn vị giao thức điều khiển đa điểm
MTW Maximum Transmission Window Cửa sổ truyền dẫn lớn nhất
MUX/DE
MUX
Mutliplexer/demultiplexer Bộ ghép/tách
OAM
Operation, Administration and
Management

Quản lý điều khiển và hoạt động
OCDMA
Optical Code Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia theo mã quang
OLT Optical Line Terminal Thiết bị kết cuối đường quang
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
OMCI
ONT Management and Control
Interface
Giao diện điều khiển và quản lý ONT
OMCC
ONT Management and Control
Channel
Kênh điều khiển và quản lý ONT
ONU Optical Network Unit Đơn vị mạng quang
ONT (Optical Network Terminal Đầu cuối mạng quang
OPS Operation System Hệ thống điều khiển
PCBd
Physical Control Block
downstream
Khối điều khiển vật lý đường xuống
PLOAM Physical Layer OAM Quản lý điều khiển và hoạt động lớp vật lý
Plend Payload length downstream Chiều dài tải đường xuống
PLOu
Physical Layer Overhead
upstream
Mào đầu lớp vật lý đường lên
P2P Peer to Peer Điểm đến điểm

P2MP Peer to Multiple peer Điểm đến đa điểm
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
RTD Round Trip Delay Trễ vòng
SFD Start of Frame Delimiter dấu tách bắt đầu khung
T-CONT Transmission Container Con-ten-nơ truyền dẫn
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian
UNI User Network Interface giao diện mạng người dùng
US BW Upstream Bandwidth bản đồ băng thông đường xuống
VDSL Very high bit rate DSL Đường dây thuê bao số tốc độ cao
VC Virtual Circuit Mạch ảo
VCI Virtual Circuit Identifier Nhận dạng mạch ảo
VP Virtual Path Tuyến ảo
VPI Virtual Path Identifier Nhận dạng tuyến ảo
WFQ weighted fair queuing- hàng đợi cân bằng có trọng số
xDSL
every kind Digital Subscriber
Line
Họ đường dây thuê bao số
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
L Ờ I MỞ ĐẦU

Vào những năm 90 công nghệ đường dây thuê bao số ra đời và phát triển mạnh
mẽ có thể nói là nhà nhà internet, người người DSL…Tuy nhiên do nhu cầu của người
dùng ngày càng tăng mà công nghệ DSL lại có những nhược điểm như tốc độ đường
truyền tỉ lệ nghịch với khoảng cách, tốc độ thấp…Việc đưa cáp quang vào mạng truy
nhập đã dẫn đến sự ra đời của công nghệ mới thay thế DSL, đó là FTTx. Công nghệ
này không chỉ có tốc độ hơn hẳn DSL mà còn có tính bảo mật cao và khoảng cách
truyền dẫn xa hơn. Trong công nghệ này dữ liệu các người dùng khác nhau sẽ cùng

chia sẻ đường dây quang, do đó cần cấp phát băng thông cho các người dùng khác nhau
một cách hợp lý để tránh xung đột và lãng phí băng thông. Đây cũng chính là vấn đề
chính sẽ được trình bày trong đồ án này, nhưng đi sâu vào cấp phát băng thông trong
mạng FTTx-PON. Nội dung đồ án được chia làm 3 chương như sau:
Chương 1 : tổng quan về mạng truy nhập thụ động
Chương này điểm qua sự phát triển của các công nghệ truy nhập băng rộng hữu
tuyến như công nghệ Modem cáp, công nghệ đường dây thuê bao số, công nghệ đường
dây tải điện băng rộng, công nghệ FTTx. Chương này cũng trình bày tổng quan về
mạng truy nhập băng rộng PON: cấu hình mạng, các thiết bị chủ yếu trên mạng, các kĩ
thuật đa truy nhập trên PON.
Chương 2 : các công nghệ PON
Chương này trình bày các chuẩn mạng PON theo phương thức đa truy nhập
phân chia theo thời gian như APON, GPON, EPON; đưa ra tốc độ tiêu chuẩn, cấu trúc
các khung truyền dẫn…trong các chuẩn này.
Chương 3 : sắp xếp và cấp phát băng thông trong mạng PON
Chương này phân tích và đưa ra các cơ chế cấp phát băng thông động trong
mạng PON dựa trên dịch vụ đích là dịch vụ internet.
Đó là tổng quan về đề tài mà em sẽ trình bày sau đây. Tuy đã cố gắng trong quá
trình thực hiện đề tài này, song do sự hạn chế về kiến thức nên không thể tránh khỏi
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
những thiếu sót. Em mong được sự nhận xét góp ý của các thầy cô và các bạn để đề tài
được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới cô NGÔ THU TRANG, người đã
tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình làm đề tài này. Em cũng chân thành
cảm ơn các thầy cô trong khoa đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để
em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.

Sinh viên thực hiện
Hoàng Thị Lành

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG
Không chỉ có mạng lõi thay đổi nhanh chóng mà trong mạng truy nhập cũng có
nhiều công nghệ mới ra đời liên tục để đáp ứng với nhu cầu ngày càng cao của người
dùng và tính đa dạng của dịch vụ. Với việc đưa sợi quang vào mạng truy nhập đã dẫn
tới sự ra đời của một giải pháp công nghệ truy nhập hữu tuyến mới: đó là giải pháp kéo
cáp quang tới tận phía người sử dụng (FTTx). Chương này sẽ trình bày tổng quan về
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
các công nghệ mạng truy nhập hiện nay và đặc biệt trình bày chi tiết về công nghệ truy
nhập quang thụ động-công nghệ truy nhập hữu tuyến băng rộng đang được triển khai
hiện nay.
1.1.TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP HỮU TUYẾN BĂNG RỘNG
1.1.1.Hiện trạng mạng truy nhập hữu tuyến sử dụng cáp đồng
Hầu hết các công nghệ băng rộng đường dây cố định dựa vào cáp đồng để thực
hiện kết nối tới công sở hoặc nhà thuê bao. Các công nghệ phổ biến như modem cáp,
đường dây thuê bao số (xDSL) và đường dây tải điện băng rộng (BPL-broadband
powerline) đã và đang được phát triển trở thành các công nghệ truy nhập băng rộng
chủ yếu hiện nay. Hệ thống modem cáp sử dụng các mạng truyền hình cáp truyền tín
hiệu trên cả cáp đồng trục và sợi quang, hệ thống xDSL sử dụng đôi dây đồng xoắn
truyền thống vốn được các POTS dùng cho các dịch vụ điện thoại. Công nghệ BPL sử
dụng các đường dây điện dẫn đến nhà thuê bao để vận chuyển các tín hiệu băng rộng.
Cả ba công nghệ trên đều cố gắng sử dụng mạng đường dây (điện thoại, điện) đã có
nhằm tiết kiệm chi phí lắp đặt.
Với hệ thống truyền hình cáp, các nhà khai thác mạng viễn thông đã tận dụng
hạ tầng mạng cáp được thiết kế để truyền tín hiệu truyền hình quảng bá tới nhà thuê
bao để truyền dữ liệu. Bằng việc sử dụng một modem cáp tại nhà khách hàng và 1 hệ
thống kết cuối modem cáp (CMTS) tại đầu cuối của mạng thông qua chuẩn HFC,
DOCSIS 1,1 công nghệ này sẽ cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu với các tốc độ lên tới
30Mbits/s trên kênh 8 MHz (6MHz ở Hoa Kỳ) sử dụng kĩ thuật điều chế QAM. Ngoài

ra những nhà điều hành mạng cũng cần phải tạo lại phổ tần vô tuyến trên đường cáp
đồng trục.
Nếu tại những vị trí cáp đồng trục ở điều kiện tốt và có thể lắp đặt các bộ
khuếch đại RF để mở rộng tầm với của mạng, thì người dùng được cung cấp một
lượng băng thông tương đối cao mà không bị giới hạn nào về cự li. Tuy nhiên, dịch vụ
băng rộng của TV Cáp dựa vào một kiến trúc mạng dùng chung nên dẫn đến sự hạn
chế là lượng băng thông phân phát tới khách hàng phụ thuộc vào việc có bao nhiêu
người dùng chung một kết nối tới đầu cuối mạng, khi số lượng người dùng nhiều lên,
chất lượng dịch vụ sẽ giảm xuống.
Với việc sử dụng kĩ thuật DSL các nhà khai thác mạng có thể tận dụng dải băng
tần không được sử dụng trên đường dây điện thoại để truyền số, dải tần của DSL có thể
lên tới 1MHz
Thiết bị DSL làm được việc này nhờ phân chia các tín hiệu thoại và dữ liệu trên
đường dây điện thoại thành ba băng tần riêng biệt. Thí dụ đối với ADSL, các cuộc đàm
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
thoại được vận chuyển trong băng tần 0 – 4 kHz (như trong tất cả các mạng POTS),
kênh dữ liệu luồng lên được vận truyền trong khoảng băng tần giữa 25 và 160 kHz,
kênh dữ liệu luồng xuống bắt đầu tại 240 kHz và lên tới khoảng 1,1 MHz. Các kỹ thuật
điều chế số liệu phức tạp cho phép các tốc độ dữ liệu lên tới 12 Mbit/s. Các môđun truy
nhập DSL (các DSLAM) được bố trí tại tổng đài nội hạt hoặc tại các nút trong mạng
truy nhập để phát và thu các tín hiệu dữ liệu.
Có nhiều công nghệ DSL khác nhau, ví dụ như ADSL (không đối xứng), SDSL
(đối xứng), VDSL (tốc độ bít rất cao) và ADSL2+. Mới đây người ta đưa ra ADSL2++.
Ưu điểm lớn nhất của công nghệ xDSL khi ra đời là khả năng truyền tải được
nhiều ứng dụng khác nhau mà trước đây chưa thực hiện được đồng thời lại tận dụng
được mạng điện thoại có sẵn và rộng khắp. Tuy nhiên hạn chế của DSL là tốc độ
đường truyền tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa khách hàng và nhà cung cấp. Chẳng
hạn như ADSL, khoảng cách tối đa cho phép là 5460 mét. Nhưng để đạt được tốc độ
đường xuống tối đa thì khoảng cách giữa khách hàng và điểm phát phải rất gần, khoảng

chừng vài trăm mét
Với công nghệ BPL, chúng ta có thể truyền số liệu tốc độ cao qua các đường
dây tải điện đang có và không cần đến sự xếp chồng mạng do hệ thống điện lưới bao
trùm ở khắp mọi nơi. Các hệ thống BPL đang được đề xướng như một cách thức rẻ tiền
để phục vụ số lượng lớn thuê bao băng rộng.
Trong một hệ thống BPL, dữ liệu được phát qua đường dây điện đang có như
một tín hiệu tần số cao điện áp thấp, tín hiệu này được ghép với tín hiệu điện lưới tần
số thấp điện áp cao. Băng tần truyền dẫn đã được chọn lọc để bảo đảm can nhiễu tối
thiểu tới tín hiệu điện lưới đang hoạt động. Các tốc độ dữ liệu điển hình đang được thử
nghiệm hiện nay là 2 đến 3 Mbit/s, song các nhà sản xuất chỉ ra rằng, các hệ thống
thương mại được chào hàng lên đến 200 Mbit/s rồi sẽ trở thành khả dụng. Tuy nhiên,
không có một cách thức nâng cấp rõ ràng nào để đạt được các tốc độ dữ liệu cao hơn.
Hầu hết các hệ thống BPL hiện tại chỉ giới hạn ở cự li 1 km trong phạm vi lưới điện hạ
áp, nhưng một số nhà khai thác đang mở rộng phạm vi này sang lưới điện trung áp.
Thử nghiệm đã cho thấy rằng BPL đòi hỏi một chi phí đầu tư cao, để nâng cấp
mạng truyền tải điện và vòng qua các máy biến thế, để hỗ trợ các dịch vụ băng rộng tốc
độ cao và tin cậy. Ngoài ra, các tần số dùng cho BPL thường gây can nhiễu với truyền
dẫn vô tuyến nghiệp dư và do vậy, một số thử nghiệm BPL đã bị phản đối đáng kể.
Hiện tại, do chi phí cao và do thiếu một đường lối nâng cấp cho nên dường như BPL
không thể xuất hiện như một công nghệ băng rộng dẫn đầu, nhưng vẫn là một lựa chọn
băng rộng đường dây cố định thích hợp.
Như vậy có thể thấy mạng truy nhập dựa trên cáp đồng đã không ngừng được
nâng cấp và cải thiện để nâng cao dung lượng truyền dẫn đáp ứng được các nhu cầu
dịch vụ băng thông rộng hiện nay. Tuy nhiên với những nhược điểm cố hữu như suy
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
hao cao, chịu can nhiễu lớn của tín hiệu điện và băng thông giới hạn đã hạn chế khoảng
cách truyền dẫn của mạng. Với sự ra đời của công nghệ truyền dẫn quang sợi quang
đang trở thành môi trường truyền dẫn tối ưu cho hệ thống truy nhập trong tương lai với
giá thành ngày một cạnh tranh hơn.

1.1.2 Sự phát triển của lưu lượng và sự ra đời của công nghệ truy nhập quang.
1.1.2.1 Sự phát triển của lưu lượng
Lưu lượng dữ liệu ngày càng tăng với một tốc độ chưa từng thấy. Xu hướng
hiện nay là khách hàng online nhiều hơn và sử dụng những ứng dụng đòi hỏi băng
thông lớn. Việc nghiên cứu thị trường cho thấy, sau khi nâng cấp lên băng rộng người
dùng đã online nhiều hơn 35% so với trước. Lưu lượng thoại cũng tăng nhưng tốc độ
chậm hơn 8% mỗi năm. Theo như hầu hết các nhà phân tích thì lưu lượng dữ liệu đã
vượt trội lưu lương thoại. Nhiều dịch vụ và ứng dụng sẽ trỡ thành hiện thực khi mà
băng thông cho mỗi người dùng được tăng lên. Cả DSL ( Digital Subscriber Line) và
cáp modem đều không thể theo kịp nhu cầu. Cả hai công nghệ này đều là những kiến
trúc truyền thông được xây dựng hàng đầu hiện nay nhưng không tối ưu hoá cho lưu
lượng dữ liệu. Trong mạng cáp Modem, chỉ một vài kênh RF được chỉ định cho dữ liệu
trong khi phần lớn băng thông dành cho video tương tự. Mạng cáp đồng DSL không
thể phù hợp với tốc độ dữ liệu ở khoảng cách yêu cầu do méo và nhiễu xuyên tâm tín
hiệu. Hầu hết các nhà cung cấp mạng đều nhận thức rõ rằng sự cần thiết của một giải
pháp tập trung dữ liệu, các dịch vụ truyền thống như thoại, video sẽ hội tụ vào định
dạng số với đầy đủ các dịch vụ sẽ ra đời.
1.1.2.2.Sự ra đời của công nghệ truy nhập quang
Sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ tương tác và dịch vụ dữ liệu đòi hỏi
năng lực truyền dẫn của mạng truy nhập phải được cải thiện hơn. Giải pháp băng rộng
được triển khai phổ biến hiện nay là DSL và mạng cáp Modem, mặc dầu đã có sự cải
thiện đáng kể so với đường dây dial-up 56Kbps, tuy nhiên vẫn không thể cung cấp đủ
băng thông cho các dịch vụ như video, tró chơi tương tác hay hội nghị truyền hình.
Việc đưa ứng dụng thông tin sợi quang vào mạng truy nhập cùng với sự ra đời của giải
pháp FTTx đã đáp ứng được bài toán băng thông và giải quyết được “nút cổ chai” giữa
mạng truy nhập và mạng đường trục. Tuy nhiên nhược điểm chính của FTTx là chi phí
cho các linh kiện và cáp quang tương đối cao dẫn tới giá thành lắp dặt những đường
quang như vậy là rất lớn. Có rất nhiều giải pháp để khác phục nhược điểm này và một
trong số đó là triển khai FTTx trên nền mạng quang thụ động PON (Passive Optical
Network - PON).

Khi dùng công nghệ FTTx, đường truyền dẫn hoàn toàn bằng cáp quang tới tận
phòng máy của người sử dụng. Chất lượng truyền dẫn tín hiệu bền bỉ ổn định không bị
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
suy hao tín hiệu bởi nhiễu điện từ, thời tiết hay chiều dài cáp như đối với ADSL, độ
bảo mật rất cao. Với ADSL, khả năng bảo mật thấp hơn vì có thể bị đánh cắp tín hiệu
trên đường dây, còn với FTTx thì hầu như không thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường
dây.
Với công nghệ FTTx, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên
đến 10 Gigabit/giây, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+ (hiện chỉ có thể đáp ứng 20
Megabit/giây). Tốc độ truyền dẫn với ADSL là không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn
nhỏ hơn tốc độ tải xuống và tối đa 20 Mbps. Còn FTTx cho phép cân bằng, tốc độ tải
lên và tải xuống như nhau và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc
cho hàng trăm máy tính.
Tốc độ internet cam kết tối thiểu của FTTx ≥ 256 Kbps, lớn hơn tốc độ internet
của tất cả các gói ADSL. Với ADSL, chiều dài cáp tối đa cần 2,5 Km để đạt sự ổn định
cần thiết, còn với FTTx thì còn số này lền tới 10 km.
Dự kiến FTTx sẽ dần thay thế ADSL trong tương lai gần một khi băng thông
ADSL không đủ sức cung cấp đồng thời các dịch vụ trực tuyến trong cùng một thời
điểm.
1.2.TỔNG QUAN VỀ PON
1.2.1.Giới thiệu chung về giải pháp FTTX
1.2.1.1.Định nghĩa về FTTx
FTTx viết tắt của cụm từ " fiber to the x" là thuật ngữ chung cho bất kì kiến
trúc mạng băng rộng sử dụng cáp quang thay thế tất cả hay một phần cáp kim loại
thông thường trong mạch vòng ở chặng cuối mạng viễn thông. Thuật ngữ này bắt
nguồn như một sự tổng quát hóa một vài mô hình mạng triển khai sợi quang FTTH
(fiber to the Home), FTTB (fiber to the buiding), FTTN (Fiber to the node), FTTC
(Fiber to the carbinet)…Tất cả đều được bắt đầu bằng FTT nhưng kết thúc bởi các kí
tự khác nhau được thay thế bằng x mang tính chất tổng quát hóa.

Nói cách khác FTTx là giải pháp sử dụng đường truyền cáp quang tới một
điểm, điểm đó có thể là hộ gia đình (home), tòa nhà (building), điểm (node), tủ
(carbinet), thực chất FTTx là hệ thống cung cấp Internet qua đường truyền cáp quang
tới các điểm nói trên.
1.2.1.2.Phân loại FTTx
Hiện nay FTTx có nhiều cách phân loại khác nhau, mỗi cách đều có lịch sử
phát triển của nó. Trong đó cách phân loại được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là :
 Fiber To The Home (FTTH) : sợi quang được kéo tới tận nhà thuê bao.
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
 Fiber To The Building (FTTB) sợi quang được kéo tới một tòa nhà cao tầng,
sau đó tín hiệu được chuyển về miền điện và truyền tới người dùng.
 Fiber To The Curb (FTTC): sợi quang được dẫn tới tủ cáp đặt trên lề đường
cách khu vực khách hàng gần 300m từ đó sử dụng cáp đồng đấu nối tới người
dùng.
 Fiber To The Node (FTTN): sợi quang được dẫn tới node, nó cũng tương tự
như FTTC, nhưng khoảng cách tới khu vực khách hàng thì xa hơn, có thể lên
tới vài km.
Hình 1.1: các mô hình FTTx
1.2.1.3.Kỹ thuật triển khai FTTx
Hiện nay có 3 hướng chính triển khai FTTx ( cụ thể FTTH ), đó là :
• Home Run ( Point-to-Point ).
• AON – Active optical network : Mạng quang chủ động hay mạng quang
tích cực.
• PON _ Passive optical network : Mạng quang thụ động .
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
Hình 1.2: các hướng triển khai FTTx
• Home run
Phương pháp này sử dụng kết nối điểm tới điểm ( point-to-point ),nghĩa là sợi

quang sẽ được đưa trực tiếp từ CO (Central Office-nhà cung cấp dịch vụ) đến tận nhà
của người sử dụng. Đây là phương pháp đơn giản nhất nhưng hiện nay ít được sử dụng
phổ biến bởi hiệu quả thương mại thấp, tốn kém.
Hình 1.3: mô hình triển khai Home Run
• Mạng quang chủ động (AON)
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
Hình 1.4: mô hình triển khai AON
Để phân phối tín hiệu, mạng quang chủ động sử dụng các thiết bị được cấp
nguồn để phân tích dữ liệu như một chuyển mạch, router hoặc multiplexer. Từ phía nhà
cung cấp dữ liệu của khách hàng nào sẽ chỉ được chuyển đến khách hàng đó. Dữ liệu từ
phía khách hàng sẽ tránh xung đột khi truyền trên đường vật lý chung bằng việc sử
dụng các bộ đệm của các thiết bị chủ động.
Từ năm 2007, hầu hết các các mạng quang chủ động được gọi là Ethernet chủ
động (Active Ethernet). Ethernet chủ động sử dụng các chuyển mạch ethernet quang để
phân phối tín hiệu, do đó sẽ kết nối các căn hộ khách hàng với nhà cung cấp thành một
hệ thống mạng Ethernet khổng lồ giống như một mạng máy tính ethernet thông thường
ngoại trừ mục đích của chúng là kết nối các căn hộ và các tòa nhà với nhà cung cấp
dịch vụ. Các chuyển mạch Ethernet có thể được đặt tại nhà cung cấp dịch vụ hoặc đôi
khi đuợc đặt như một tủ cung cấp mạng gần phía khách hàng. Mỗi tủ chuyển mạch có
thể quản lý tới 1000 khách hàng, thông thường là 400-500 khách hàng. Các thiết bị
chuyển mạch này thực hiện chuyển mạch và định tuyến dựa vào lớp 2 và lớp 3. Thiết bị
chuyển đổi (Media Converter) được đặt ở phía khách hàng có nhiệm vụ chuyển quang
điện (quang đơn mode thành CAT 5 có thể sử dụng 100 Base – T hoặc 1000 Base – T
(GigabitEthernet).
Một nhược điểm rất lớn của mạng quang chủ động chính là ở thiết bị chuyển
mạch. Với công nghệ hiện tại, thiết bị chuyển mạch bắt buộc phải chuyển tín hiệu
quang thành tín hiệu điện để phân tích thông tin rồi tiếp tục chuyển ngược lại để truyền
đi. Điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa có thể trong hệ thống FTTX. Ngoài
ra do đây là những chuyển mạch có tốc độ cao nên các thiết bị này rất đắt, không phù

hợp với việc triển khai đại trà cho mạng truy nhập.
• Công nghệ PON
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
Hình1.5: mô hình triển khai PON
Mạng quang thụ động (PON) được xây dựng nhằm giảm số lượng các thiết bị
thu, phát và sợi quang trong mạng truy nhập. PON là kiểu mạng điểm – đa điểm (Point
to Multipoint). Mỗi khách hàng được kết nối tới mạng quang thông qua một bộ chia
quang thụ động, vì vậy không cần các thiết bị điện chủ động và băng thông được chia
sẻ từ một cáp gốc đến người dùng. Tín hiệu đường xuống được quảng bá tới các hộ gia
đình, tín hiệu này được mã hóa để đảm bảo vấn đề bảo mật. Tín hiệu đường lên sử
dụng các giao thức đa truy nhập để kết hợp tín hiệu các người dùng khác nhau và
truyền về phía nhà cung cấp dịch vụ.
Trong công nghệ PON, thiết bị OLT (Optical Line Terminal- đầu cuối kênh
quang) được đặt ở phía nhà cung cấp dịch vụ, còn các thiết bị ONT (Optical Network
Terminal- đầu cuối mạng quang) được đặt phía nguời sử dụng. Thiết bị OLT cung cấp
nhiều kênh quang, mỗi kênh quang đuợc truyền trên một tuyến cáp quang trên đó có bộ
lọc (splitter). Nhiệm vụ của bộ lọc là thu và nhận các tín hiệu quang được nhận và phát
bởi OLT. Các đôi dây quang truyền từ OLT sẽ trải dài và kết nỗi tới mỗi ONT. Các
bước sóng 1490 nm (ngoài ra trong một số trường hợp có thể sử dụng bước sóng 1550
nm) được dùng cho băng thông chiều xuống từ OLT, trong đó các bước sóng 1310 nm
sẽ được truyền theo huớng lên bởi mỗi thiết bị ONT. Hệ thống cung cấp địa chỉ, cung
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
cấp băng thông một cách tự động cũng như việc mã hóa được sử dụng để truy trì và
phân tách lưu lựợng giữa OLT và ONT.
Hai ưu điểm nổi bật của công nghệ PON đó là :
 Khả năng tận dụng phương pháp WDM, ghép kênh phân chia theo bước sóng
và cung cấp băng thông tự động để giảm thiểu số lượng cáp quang cần thiết để
kết nối giữa OLT và bộ chia.

 Loại bỏ hoàn toàn sự cần thiết của nguồn ngoài.Ưu điểm của PON là nó sử
dụng các thiết bị splitter không cần cấp nguồn, có giá thành rẻ và có thể đặt ở
bất kì đâu, không phụ thuộc và các điều kiện môi trường, không cần phải cung
cấp năng lượng cho các thiết bị giữa phòng máy trung tâm và phía người dùng.
Đồng thời, ưu điểm này còn giúp các nhà khai thác giảm được chi phí bảo
dưỡng, vận hành. Kiến trúc PON cho phép giảm chi phí cáp sợi quang và giảm
chi phí cho thiết bị tại CO do nó cho phép nhiều người dùng (thường là 32)
chia sẻ chung một sợi quang.
1.2.2.Cấu trúc mạng quang thụ động PON
Có một vài mô hình thích hợp cho mạng truy nhập như mô hình cây, vòng hoặc
bus. Mạng quang thụ động PON có thể triển khai linh động trong bất kỳ mô hình nào
nhờ sử dụng các bộ tách quang 1:N.
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 15






 














ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
Cấu trúc cây (sử dụng splitter 1:N) (a)
Cấu trúc bus sử dụng tapcoupler (b)
Cấu trúc vòng (c)
Cấu trúc cây với reddunant trunk (d)
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 16




!"
#$%&

#%&

'
(

!"
#$%&

#%&

'
(
(&)*+,
(&)*+,

-.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
Hình1.6: các cấu trúc mạng PON
Ngoài những mô hình trên, PON có thể triển khai trong cấu hình Redundant
như là vòng đôi hoặc cây đôi hay cũng có thể là một phần của mạng PON được gọi là
trung kế cây.
Tất cả sự truyền dẫn trong mạng PON đều được thực hiện giữa OLT và các
ONU. OLT đặt tại CO, kết nối truy nhập quang đến mạng đường trục (có thể là mạng
IP, ATM hay SONET). ONU ở tại đầu cuối người sử dụng trong giải pháp
FTTH_Fiber To The Home, FTTB_Fiber To The Building) hoặc ở tại Curb trong giải
pháp FTTC_Fiber To The Curb và cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu và video băng
rộng.
1.2.3.Các thành phần chính trên mạng PON
1.2.3.1.Kiến trúc OLT
Optical Line Terminal (OLT thiết bị kết cuối đường quang ): OLT cung cấp giao
tiếp giữa hệ thống mạng truy nhập quang thụ động PON và mạng quang đường trục của
các nhà cung cấp dịch vụ thoại, dữ liệu và video. OLT cũng kết nối đến mạng lõi của
nhà cung cấp dịch vụ thông qua hệ thống quản lý EMS(Element Management System).
Hình1.7: kiến trúc chung của OLT
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 17
!"
#$%&
#%&

'

/0
1



2
3/4
.
(

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
1.2.3.2.Kiến trúc ONU
Optical Network Unit (ONU-đơn vị mạng quang) cung cấp giao tiếp giữa mạng
thoại, video và dữ liệu người dùng với mạng PON. Chức năng cơ bản của ONU là nhận
dữ liệu ở dạng quang và chuyển sang dạng phù hợp với người dùng như Ethernet,
POST,T1
Hình 1.8: kiến trúc ONU
Một ONU cung cấp sự kết nối tới OLT trong phần PON thông qua MAC ONU
và PMD (hình 1.8). Lớp tương thích dịch vụ trong ONU cung cấp sự chuyển đổi giữa
dạng tín hiệu yêu cầu để kết nối tới thiết bị khách hàng và dạng tín hiệu PON. Giao
diện từ một ONU tới thiết bị mạng khách hàng được gọi là giao diện mạng người dùng
(UNI). Phần tách/ghép dịch vụ (service MUX/DEMUX) cung cấp chức năng ghép các
giao diện khách hàng khác nhau. Thường thường, từ một ONU có nhiều UNI khả dụng
cho nhiều loại dịch vụ khác nhau (ví dụ như dữ liệu, thoại…). Mỗi UNI có thể hỗ trợ
một dạng tín hiệu khác và yêu cầu dịch vụ điều chỉnh khác của chính nó.
Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC) đưa ra luật sử dụng môi trường vật
lý do đó có thể tránh được sự tranh chấp trong môi trường sợi chia sẻ giữa các ONU.
Trong hệ thống PON, lớp MAC tại OLT đóng vai trò như là chủ và lớp MAC tại ONU
như là tớ. OLT định nghĩa thời gian bắt đầu và kết thúc mà một ONU được cho phép
phát. Như trong hình 1.7, một OLT có thể bao gồm nhiều thực thể MAC và PMD do đó
mà nó có thể kết nối tới nhiều hệ thống PON. Một kết nối chéo tại OLT cung cấp sự
liên kết và chuyển mạch giữa những hệ thống PON khác nhau, giữa những ONU và
mạng đường trục. Lớp tương thích dịch vụ trong một OLT cung cấp sự chuyển đổi giữa
dạng tín hiệu đường trục và tín hiệu phần PON. Giao diện từ OLT tới mạng đường trục
được gọi là giao diện mạng dịch vụ (SNI) (SNI-service network interface).

HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 18





56
6
26
.
.
.
.
.
56 7189,:;<; 26 7189,:;<;
=>?@A 7189,;<;*B),5CD7 7189,
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
Lớp PMD (môi trường vật lý độc lập) bao gồm bộ thu, phát quang và bộ tách,
ghép bước sóng ở OLT và ONU.
1.2.3.3.Bộ tách/ ghép quang
Một mạng quang thụ động sử dụng một thiết bị thụ động để tách một tín hiệu
quang từ một sợi quang sang một vài sợi quang và ngược lại. Thiết bị này là Coupler
quang. Để đơn giản, một Coupler quang gồm hai sợi nối với nhau. Tỷ số tách của bộ
tách có thể được điều khiển bằng chiều dài của tầng nối và vì thế nó là hằng số.
Hình 1.9a là coupler Y có chức năng tách tia vào thành 2 tia ở đầu ra. Hình 1.9b
là Coupler ghép các tín hiệu quang tại hai đầu vào thành một tín hiệu tại đầu ra. Hình
1.9c vừa ghép vừa tách quang và gọi là Coupler X hoặc Coupler phân hướng 2x2.
Coupler có nhiều hơn hai cổng vào và nhiều hơn hai cổng ra gọi là Coupler hình sao.
Coupler NxN được tạo ra từ nhiều Couper 2x2
Coupler được đặc trưng bởi các thông số sau:

HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 19
Hình 1.9: Cấu hình cơ bản các loại Coupler
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
• Splitting loss (tổn hao tách): Mức năng lượng ở đầu ra của Coupler so với
năng lượng đầu vào (dB). Đối với Coupler 2x2 lý tưởng, giá trị này là 3dB. Hình
1.10 minh hoạ hai mô hình 8x8 Coupler dựa trên 2x2 Coupler. Trong mô hình 4
ngăn (hình a), chỉ 1/6 năng lượng đầu vào được chia ở mỗi đầu ra. Hình (b) đưa ra
mô hình hiệu quả hơn gọi là mạng liên kết mạng đa ngăn. Trong mô hình này mỗi
đầu ra nhận được 1/8 năng lượng đầu vào.
• Insertion loss(tổn hao xen): Năng lượng tổn hao do sự chưa hoàn hảo của
quá trình xử lý. Giá trị này nằm trong khoảng 0,1dB đến 1dB.
• Directivity (định hướng): Lượng năng lượng đầu vào bị rò rỉ từ một cổng
đầu vào đến các cổng đầu vào khác. Coupler là thiết bị định hướng cao với thông
số định hướng trong khoảng 40-50dB.
Thông thường, các Coupler được chế tạo chỉ có một cổng vào hoặc một
Combiner (bộ kết hợp). Đôi khi các Coupler 2x2 được chế tạo có tính không đối xứng
cao (với tỷ số tách là 5/95 hoặc 10/90). Các Coupler loại này được sử dụng để tách một
phần năng lượng tín hiệu, ví dụ với mục đích định lượng. Các thiết bị như thế này được
gọi là “tap coupler”.
1.2.4.Các kĩ thuật đa truy nhập trong mạng quang thụ động PON
Cấu hình mạng quang thụ động PON điểm tới đa điểm rất hiệu quả cho mạng
truy nhập với số lượng lớn thuê bao và phạm vi rộng. Tuy nhiên trong PON dung
lượng của sợi quang gốc (feeder) được chia sẻ bởi nhiều thuê bao. Trong hướng
xuống, ví dụ, từ tổng đài địa phương (local exchange) tới nhà thuê bao, mỗi nhà thuê
bao nhận tất cả tín hiệu được gửi bởi tổng đài địa phương và nhờ một kĩ thuật thích
hợp để chỉ chọn lấy những tín hiệu mà có địa chỉ tới nhà đó. Trong hướng lên, tiến
trình khá phức tạp hơn một chút. Vì các nhà thuê bao gửi thông tin một cách ngẫu
nhiên, nên cần một kĩ thuật để tránh xung đột các dòng thông tin khi chúng đến bộ kết
hợp công suất trước khi chúng vào trong sợi quang gốc. Do đó mạng truy nhập cần
triển khai một giao thức điều khiển đa truy nhập thích hợp để cung cấp cho mỗi nhà

thuê bao một phiên chia sẻ dung lượng của sợi quang gốc.
Trong phần sau 4 giao thức MAC sẽ được trình bày: TDMA (đa truy nhập phân
chia theo thời gian-Time Division Multiple Access), SCMA (đa truy nhập phân chia
theo sóng mang con-Subcarrier multiple access), OCDMA (đa truy nhập phân chia
theo mã quang-optical code division multiple access) và WDMA (đa truy nhập phân
chia theo bước sóng-wavelength division multiple access). Những kĩ thuật truy nhập
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
này đảm bảo cho sự truyền dẫn từ ONU tới OLT không bị xung đột với những cái
khác.
1.2.4.1.Đa truy nhập phân chia theo thời gian
Trong hướng đường xuống, mỗi OLT tại mỗi tổng đài địa phương gửi gói dữ
liệu thông qua PON và do đó quảng bá tới tất cả những nhà thuê bao. Trong lúc được
nhận bởi thiết bị kết cuối mạng quang – ONU tại mỗi nhà, trường địa chỉ của mỗi gói
được kiểm tra. Khi tương ứng với địa chỉ của nhà, gói được chấp nhận và chuyển tới
người dùng.
Đối với truyền thông trong hướng lên (xem hình 1.11), mỗi khe thời gian được
cấp cho mỗi nhà cho phép được gửi dữ liệu đi trong khoảng thời gian đó. Bằng việc
đồng bộ những khe thời gian này một cách cẩn thận, chúng ta có thể tránh được xung
đột của các gói đến bộ kết hợp công suất quang. Để cấp chính xác dung lượng cho mỗi
nhà, đầu tiên ONU có thể gửi gói yêu cầu tới tổng đài địa phương đưa ra chính xác
dung lượng mà nó cần, theo đó tổng đài địa phương có thể cấp 1 hoặc nhiều khe thời
gian tới ONU. Do đó dung lượng đường lên mỗi ONU có thể tương thích với tải lưu
lượng thực tế của nó. Mỗi ONU một cách tạm thời có thể gửi nhiều gói hơn số lượng
trung bình trên một ONU miễn là ONU khác gửi ít đi.
Hình 1.11. đường lên TDMA
Sự đồng bộ cần thiết các khe thời gian đường lên yêu cầu thời gian truyền từ
mỗi ONU tới OLT được tính một cách chính xác. Thời gian này thường khác nhau, vì
mỗi chiều dài từ OLT tới các ONU khác nhau là khác nhau. Chúng có thể được xác
định bằng việc gửi một bản tin từ OLT, và đo khoảng thời gian bản tin này đi từ OLT

tới ONU và quay trở về OLT. Bằng việc chèn thời gian trễ tại mỗi ONU để cân bằng
sự chênh lệch khoảng cách, mỗi ONU coi như được đặt ở cùng khoảng cách tới OLT,
và do đó có thể dễ dàng chèn gói của nó vào đúng khe thời gian. Thông thường, tiến
trình đồng bộ thời gian này chỉ ra rằng kênh dữ liệu đường lên từ các ONU là không
độc lập. Thêm nữa, với mỗi ONU đường lên đến OLT với mức cường độ khác nhau,
phụ thuộc vào suy hao sợi nối khác nhau. Do đó bộ thu tại mỗi OLT cần điều khiển các
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
gói đến theo chế độ burst, với các mức cường độ khác nhau, theo yêu cầu ở sự lựa chọn
đồng hồ nhanh và mức quyết định thiết lập trên mỗi gói.
Mặc dầu tiến trình này thực hiện trên OLT và các ONU trong TDMA không đơn
giản nhưng chúng vẫn có thể được áp dụng rộng rãi trong điện tử số và do đó được
nhận định là có chi phí thấp (một cách tương đối). Do đó TDMA là giao thức MAC
phổ biến nhất trong mạng PON cho tới tận bây giờ và đã được thực hiện trong mô hình
chuẩn hóa cho mạng PON băng rộng (BPON,chuẩn G.983), EPON (IEEE 802.3ah) và
GPON (ITU-T G.984).
Dung lượng mỗi người dùng của TDMA-PON tỉ lệ nghịch đảo với số lượng
ONU, bởi vì thời gian khi 1 ONU hoàn thành quá trình truyền dẫn của nó và ONU kế
tiếp bắt đầu truyền dẫn, được hiểu như thời gian hồi phục lại, có thể chỉ cho phép tốc
độ truyền dẫn lên tới một mức xác định nào đó mà không có dữ liệu nào bị mất.
1.2.4.2.Đa truy nhập phân chia theo bước sóng.
Hệ thống WDMA sử dụng nhiều bước sóng ánh sáng để mang nhiều tín hiệu dữ
liệu. Mỗi bước sóng có thể được cấp phát cho một ONU, cho phép một đường truyền
điểm-điểm từ ONU tới OLT. Các bước sóng mang tín hiệu được ghép vào sợi quang
trước khi đến OLT.
Mỗi kênh sẽ sử dụng 1 bước sóng riêng, do đó trong mạng PON phải sử dụng bộ
ghép/tách bước sóng để kết hợp/phân chia những kênh bước sóng vào/ra khỏi sợi
quang gốc, như trong hình 1.12. Thêm nữa, cũng do sự độc lập giữa các kênh dữ liệu
nên không cần sự đồng bộ về mặt thời gian, và chúng có thể truyền dẫn tín hiệu với
nhiều định dạng khác nhau. Vì mỗi kênh bước sóng thiết lập 1 đường độc lập từ tổng

đài địa phương tới nhà thuê bao, thực tế WDM PON đề xuất chức năng kết nối điểm-
điểm trên 1 cơ sở hạ tầng vật lý điểm-đa điểm chia sẻ.
Vì bộ ghép kênh WDM đóng vai trò định tuyến bước sóng, nên suy hao trong
mạng WDM-PON nhỏ hơn suy hao trong mạng TDM-PON do suy hao bộ chia công
suất trong TDM-PON lớn hơn những suy hao của bộ ghép kênh WDM. Trong bộ chia
công suất 1:32 suy hao nhỏ nhất cỡ 15dB, trong khi với thiết bị WDM 32 kênh suy hao
xen có thể ít hơn 3dB. Do đó quỹ công suất kêt nối tốt hơn một cách đáng kể và do đó
khoảng cách truyền dẫn của WDM PON có thể lớn hơn. Kiến trúc WDM PON ít phù
hợp hơn với dịch vụ quảng bá, vì để đáp ứng những dịch vụ này yêu cầu thêm vào
những phương pháp để bỏ qua chức năng định tuyến bước sóng trong điểm chia mạng.
Thiết bị của một hệ thống WDMA-PON khá đắt và phức tạp hơn thiết bị của hệ
thông TDMA-PON, trong thực tế bởi vì WDMA-PON sử dụng nguồn laser độ chính
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
xác cao, coupler quang, khuếch đại quang, bộ lọc quang và bộ chia quang. Do đó
WDMA PON không phải là giải pháp lôi cuốn trong thời điểm hiện tại.
Hình1.12: đường lên WDMA
1.2.4.3.Đa truy nhập phân chia theo mã quang.
Cũng giống như WDM-PON, CDMA-PON cho phép mỗi ONU sử dụng khuôn
dạng và tốc độ dữ liệu khác nhau tương ứng với nhu cầu của khách hàng. CDMA-PON
cũng có thể kết hợp với WDM để tăng dung lượng băng thông. CDMA-PON truyền tải
các tín hiệu khách hàng với nhiều phổ tần truyền dẫn trải trên cùng một kênh thông tin.
Các kí hiệu từ các tín hiệu khác nhau được mã hóa và nhận dạng thông qua bộ giải mã.
Phần lớn công nghệ ứng dụng trong CDMA-PON tuân theo phương thức trải phổ trực
tiếp. Trong phương thức này mỗi kí hiệu 0,1 (tương ứng với mỗi tín hiệu) được mã hóa
thành chuỗi kí tự dài hơn và có tốc độ cao hơn. Mỗi ONU sử dụng trị số chuỗi khác
nhau cho kí tự của nó. Để khôi phục lại dữ liệu, OLT chia nhỏ tín hiệu quang thu được,
sau đó thực hiện giải mã để khôi phục lại tín hiệu ban đầu của ONU.
Ưu điểm chính của CDMA PON là cho phép truyền tải lưu lượng cao và có tính
năng bảo mật nổi trội so với các phương pháp truy nhập khác. Và sự độc lập của các

kênh dẫn tới không cần phải thực hiện quá trình đồng bộ. Tuy nhiên, một trở ngại lớn
trong CDMA-PON là các bộ khuếch đại quang đòi hỏi phải được thiết kế sao cho đảm
bảo tương ứng với tỉ số tín hiệu/tạp âm (S/N). Với hệ thống CDMA-PON không có bộ
khuếch đại quang thì tùy thuộc vào tổn hao bổ sung trong các bộ chia, các bộ lọc mà hệ
số tỷ chia ONU/OLT chỉ là 1:2 hoặc 1:8.Trong khi đó nếu có sử dụng bộ khuếch đại
quang hệ số này có thể đạt 1:32 hoặc cao hơn. Bên cạnh đó các bộ thu tín hiệu trong
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động
CDMA-PON là khá phức tạp và giá thành tương đối cao. Chính vì những nhược điểm
này nên hiện tại CDMA-PON chưa được phát triển rộng rãi.
Hình 1.13: đường lên OCDMA.
1.2.4.4.Đa truy nhập phân chia theo sóng mang con
Giải pháp khác để tránh xung đột gói được gửi trong đường lên của các ONU là
cung cấp một kênh truyền dẫn độc lập cho mỗi ONU. Các gói này có thể được điều chế
trên các tần số sóng mang khác nhau trên mỗi ONU, và những sóng mang con này có
thể được điều chế trên 1 sóng mang quang (trên danh nghĩa là tần số quang tương ứng)
được phát bởi các ONU (xem trong hình 1.14). Điều thuận lợi là những kênh sóng
mang con này độc lập, băng tần phổ của chúng không chồng lấn lên nhau, và do đó
mỗi kênh có thể truyền dẫn 1 dịch vụ mà không cần thiết phải đồng bộ với những kênh
khác, và thậm chí có thể truyền dẫn tín hiệu với định dạng tín hiệu khác. Ở cả OLT và
cả những ONU đều cần chức năng RF analog, cái mà thông thường khá đắt và khó thực
hiện hơn là chức năng số cần thiết trong TDMA. Hơn nữa, nguồn quang tại ONU có
thể có những bước sóng khác nhau không đáng kể. Sau quá trình heterodyn hóa tại
photodiode ở bộ thu OLT, điều này có thể dẫn đến kết quả là một vài vi tần về phía phổ
điện của kênh dữ liệu SCMA, và do đó có khả năng gây ra sự dự trữ nhiễu phách
trong quá trình phát hiện dữ liệu. Để đối phó với điều này, phổ của nguồn quang ở các
ONU phải được trải rộng thích đáng để mang những nhiễu phách này ra ngoài phổ của
kênh dữ liệu. Tuy nhiên, điều này cũng khiến hoạt động điều khiển trong hệ thống trở
nên phức tạp hơn. Giá thành cao hơn của điện tử RF và sự điều khiển phức tạp đã khiến
cho giải pháp SCMA kém phổ biến hơn TDMA.

HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1. Tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động

Hình1.14:luồng lên SCMA.
Ngày nay phần lớn mạng PON phát triển mô hình TDMA, vì những đặc điểm
ghép kênh thống kê đạt được và có thể được thực hiện với sơ đồ mạch số tích hợp
tương đối rẻ. WDM PON đang trở nên phổ biến vì nó đưa ra quỹ công suất tốt hơn và
do bởi kết nối P2P ảo dung lượng cao hơn trên mỗi nhà. Khi cân nhắc một mạng PON
để kết nối nhiều nhà hơn, mô hình WDM PON có thể lôi cuốn hơn. Bằng việc kết hợp
mô hình TDM và WDM trong mạng lai WDM-TDM PON, có thể đạt được 1 mạng
FTTH hiệu quả cao, bằng việc phát triển đa kênh bước sóng có thể thu được dung
lượng lớn, và bằng việc sử dụng TDM trong mỗi bước sóng có thể đạt được độ lợi ghép
kênh thống kê. Mô hình lai như vậy đang được đầu tư cho hệ thống PON khoảng cách
xa, khoảng trên 100km và phục vụ đồng thời nhiều hơn 1000 nhà thuê bao; do đó số
lượng tổng đài địa phương với chi phí duy trì chúng cũng sẽ giảm. Khi phát triển định
tuyến động cho các kênh bước sóng, nhân tố chia sẻ dung lượng TDM trên mỗi kênh
bước sóng có thể được tương thích (cụ thể là định tuyến 1 kênh bước sóng tới một số
lượng nhà thuê bao nhất định) và do đó dung lượng trên mỗi nhà thuê bao có thể được
làm cho phù hợp với yêu cầu thực tế.
1.3. KẾT LUẬN
Chương này đã điểm qua các công nghệ truy nhập hữu tuyến hiện nay, qua đó
có thể thấy PON chính là xu hướng hiện nay do các ưu điểm của nó tính bảo mật, cũng
như tốc độ cao… Chương này cũng đã trình bày sâu về kiến trúc và các kĩ thuật đa truy
nhập được sử dụng trong PON. Nhưng các chuẩn mạng PON như thế nào thì chương
sau sẽ trình bày cụ thể.
HOÀNG THỊ LÀNH- Lớp D06VT2 25