ftth theo cong nghe gpon 85

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG

CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA VIỄN THÔNG II

_____________

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

HỆ CHÍNH QUY

NIÊN KHÓA: 2007-2012

Đề tài:

PHÂN TICH THIÊT KÊ MANG FTTH THEO

CÔNG NGHÊ GPON

Mã số đề tài: 12407160163

Sinh viên thực hiện: HUYNH VĂN TU

MSSV: 407160163

Lớp: Đ07VA3

Giáo viên hƣớng dẫn: Th.S ĐÔ VĂN VIÊT EM

01/2012

TP.HCM – 2012

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG

CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA VIỄN THÔNG II

_____________

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

HỆ CHÍNH QUY

NIÊN KHÓA: 2007-2012

Đề tài:

PHÂN TICH THIÊT KÊ MANG FTTH THEO CÔNG

NGHÊ GPON

Mã số đề tài: 12407160163

NÔI DUNG

- Chƣơng I: TỔNG QUAN MẠNG TRUY NHÂP FTTH.

- Chƣơng II: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ PON.

- Chƣơng III: BÀI TOÁN THIẾT KẾ FTTH DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ GPON.

- Chƣơng IV: PHÂN TICH KÊT QUA BAI TOAN THIÊT KÊ

Sinh viên thực hiện: HUYNH VĂN TU

MSSV: 407160163

Lớp: Đ07VA3

Giáo viên hƣớng dẫn: Th.S ĐÔ VĂN VIÊT EM

01/2012

TP.HCM – 2012

MUC LUC

MUC LUC .............................................................................................................................

MUC LUC HÌNH ..................................................................................................................

MUC LUC BẢNG .................................................................................................................

LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP FTTH ........................................ 4

1.1. FTTH, AON, PON ...................................................................................................... 4

1.1.1 Công nghệ AON ............................................................................................ 4

1.2. So sánh giữa AON và PON ........................................................................................ 9

CHƢƠNG II: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ PON ................................................................. 11

2.1. BPON chuẩn ITU-G.983 .......................................................................................... 11

2.1.1. Kiến trúc các lớp .......................................................................................... 11

2.1.2. Định dạng khung truyền dẫn ....................................................................... 13

2.1.2.1. Khung ATM ............................................................................... 14

2.1.2.2. Khung hƣớng xuống ................................................................... 15

2.1.2.3. Khung hƣớng lên ........................................................................ 16

2.1.3. Bảo mật trong BPON ................................................................................... 17

2.1.4. Chuyển mạch bảo vệ trong BPON .............................................................. 18

2.2. EPON chuẩn IEEE-802.3ah ...................................................................................... 19

2.2.1. Kiến trúc các lớp trong EPON ..................................................................... 19

2.2.1.1. Lớp vật lý ................................................................................... 20

2.2.1.2. Giao diện môi trƣờng Gigabit độc lập ....................................... 22

2.2.1.3. Lớp liên kết dữ liệu .................................................................... 22

2.2.2. Cấu trúc khung truyền dẫn của EPON......................................................... 23

2.2.3. Giao thức điều khiển đa điểm (MPMC) trong EPON ................................. 24

2.3. GPON chuẩn ITU-G.984 .......................................................................................... 26

2.3.1. Kiến trúc các lớp trong GPON .................................................................... 26

2.3.1.1. GPON Physical Medium Dependent (PMD) Layer ................... 28

2.3.1.2. GPON Transmission Convergence (GTC) Layer ...................... 29

2.3.2. Định dạng khung truyền dẫn trong GPON .................................................. 30

2.3.2.1. Cấu trúc khung hƣớng xuống ..................................................... 30

2.3.2.2. Cấu trúc khung hƣớng lên .......................................................... 32

2.3.2.3. Phân tích mào đầu của GEM ...................................................... 34

2.3.3. Phân bổ băng tần động (DBA) trong GPON ............................................... 35

CHƢƠNG III: BÀI TOÁN THIẾT KẾ FTTH DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ GPON ........ 36

3.1. Tính khả năng phục vụ của một OLT ....................................................................... 36

3.2. Tính toán tính khả thi và mô hình khuyến nghị với bộ khuếch đại .......................... 39

CHƢƠNG IV: PHÂN TICH KÊT QUA BAI TOAN THIÊT KÊ .................................... 45

4.1. Phân tich bai toan “Tinh kha năng phuc vu cua OLT” ............................................. 45

4.2. Phân tich bai toan “Tinh kha thi va mô hinh khuyên nghi” ..................................... 50

4.2.1 Phân tich 1: Anh hương cua ti lê chia ......................................................... 51

4.2.2 Phân tich 2: Anh hương cua khoang cach tư OLT đên ONT ...................... 54

4.2.3 Phân tich 3: Sư anh hương cua công suât phat lên mô hinh triên khai ...... 55

4.2.4 Phân tich 4: Trương hơp cân chu y khi thiêt kê .......................................... 56

KÊT LUÂN ....................................................................................................................... 58

TỪ VIẾT TẮT .......................................................................................................................

TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................................

MUC LUC HINH

Hình 1.1: Cấu trúc AON ...................................................................................................... 5

Hình 1.2: Cấu trúc AON Ethernet ....................................................................................... 5

Hình 1.3: Cấu trúc mạng FTTH dựa trên công nghệ PON .................................................. 6

Hình 1.4: Nguyên lí thu/phát ONT ...................................................................................... 8

Hình 1.5 Các kiểu kiến trúc của PON ................................................................................ 8

Hình 1.6: Vùng ODN .......................................................................................................... 9

Hình 2.1 Kiến trúc các lớp trong BPON ........................................................................... 12

Hình 2.2: Câu truc khung ATM ......................................................................................... 14

Hình 2.3: Câu truc khung hƣơng xuông cua BPON .......................................................... 15

Hình 2.4: Đinh dang cell PLOAM hƣơng lên ................................................................... 17

Hình 2.5: Mô hinh chuyên mach bao vê trong PON ......................................................... 19

Hình 2.6: Kiên truc cac lơp trong EPON........................................................................... 20

Hình 2.7: Câu truc khung truyên dân cua EPON .............................................................. 23

Hình 2.8: Bản tin GATE hƣớng xuống .............................................................................. 25

Hình 2.9: Bản tin REPORT hƣớng lên .............................................................................. 26

Hình 2.10: Kiên truc cac lơp trong GPON ........................................................................ 27

Hình 2.11 : Phân lơp đong khung GTC ............................................................................. 29

Hình 2.12: Câu truc khung hƣơng xuông .......................................................................... 30

Hình 2.13: Câu truc khung GTC hƣơng lên ...................................................................... 33

Hình 2.14: Cấu trúc khung và mào đầu của khung GEM ................................................. 34

Hình 3.1: Sƣ phân bô OLT ................................................................................................ 38

Hình 3.2: Mô hinh kiên truc 2 tâng splitter ....................................................................... 40

Hình 3.3: Liên kêt vât li tƣ OLT đên ONT ........................................................................ 41

Hình 3.4: Các vùng suy hao của sơi quang ....................................................................... 42

Hình 3.5: Bô khuêch đai SAO11b ..................................................................................... 44

Hình 4.1: P-OLT 7432 ....................................................................................................... 46

Hình 4.2: Mô hinh 2 .......................................................................................................... 52

Hình 4.3: Mô hinh kha thi ................................................................................................. 53

Hình 4.4: Mô hinh 3 .......................................................................................................... 55

MUC LUC BẢNG

Bảng 2.1: Các mã PTI ....................................................................................................... 34

Bảng 3.1: Ti lệ chia và các mức tốc độ điển hình ............................................................. 37

Bảng 3.2: Thông sô cac loai connecter .............................................................................. 41

Bảng 3.3: Tiêu chuân ITU-T G.652 vê suy hao sơi quang ................................................ 42

Bảng 3.4: Thông sô splitter PLC ....................................................................................... 43

Bảng 3.5: Vùng bƣớc song khuếch đại của OFA .............................................................. 44

Bảng 4.1: Bảng suy hao của splitter .................................................................................. 50

Bảng 4.2: Thông sô khuyên nghi cua ONT va OLT ......................................................... 51

SVTH: HUỲNH VĂN TU LỚP: Đ07VTA3 Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng dịch vụ Viễn thông ngày càng cao do mức sống

đƣơc nâng lên đồng thời công việc và nhu cầu giải trí ngày càng đòi hỏi chất lƣơng các

dịch vụ phải không ngừng đƣơc tăng lên.

Chúng ta co thể lấy sự gia tăng nhu cầu về Internet ra làm một ví dụ. Theo “Báo

cáo Netcitizens Việt Nam năm 2011” của Cimigo, xét về tốc độ tăng trƣởng, “Việt Nam

là quốc gia co tỷ lệ tăng trƣởng Internet nhanh nhất trong khu vực và nằm trong số các

quốc gia co tỷ lệ tăng trƣởng cao nhất trên thế giới. Từ năm 2000, số lƣơng ngƣời sử

dụng Internet đã nhân lên 120 lần. Cách đây 10 năm, tỷ lệ sử dụng Internet của Việt

Nam nằm cách xa hầu hết các nƣớc Châu Á khác”.

Chính vì những nhu cầu không ngừng tăng lên cùng với yêu cầu về chất lƣơng đã

đặt ra cho Viễn thông bài toán tăng tốc độ truyền dẫn.

Ngày nay ngƣời ta đã quen với một công nghệ xuất hiện từ 10 năm trƣớc ở Việt

Nam là ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line – đƣờng dây thuê bao số bất đối

xứng). ADSL ra đời trở thành một điểm nhấn trong tốc độ truyền dẫn tại Việt Nam. Tuy

nhiên, hiện nay với yêu cầu băng thông ngày càng cao thì ADSL hầu nhƣ “đuối sức”.

Tại Việt Nam, đề án "Đƣa Việt Nam sớm trở thành nƣớc mạnh về công nghệ

thông tin và truyền thông" của Thủ tƣớng Chính phủ tại Quyết định số 1755/QĐ-TTg

ngày 22/09/2010 đã chi ra định hƣớng, tầm nhìn cho sự phát triển ngành băng rộng tại

Việt Nam đến năm 2015 là: Cơ bản hoàn thành mạng băng rộng đến các xã, phƣờng

trên cả nƣớc, kết nối Internet đến tất cả các trƣờng học, ti lệ ngƣời dân sử dụng Internet

đạt trên 50%.

Vì vậy, “Trong năm 2010, ngƣời ta noi nhiều tới việc băng rộng di động mà cụ thể

là 3G lên ngôi sẽ khiến cho ADSL phải suy thoái. Nhƣng theo nhiều chuyên gia, đây lại

không phải là điều đáng lo ngại nhất, mà đối thủ sẽ ảnh hƣởng trực tiếp tới “năng lực”

phát triển của ADSL trong năm 2011 và các năm tới lại là FTTx (công nghệ truyền dẫn

cáp quang) và FTTH (Internet cáp quang chuẩn). Theo Báo cáo viễn thôngViệt Nam,

trong năm 2009 trên thế giới đã co 39,4 triệu hộ gia đình sử dụng FTTH, con số này

tăng lên 51,4 triệu hộ trong năm 2010 và dự kiến sẽ đạt gần 90 triệu hộ gia đình sử

dụng cáp quang vào năm 2012. Dự đoán, FTTH sẽ là ngành kinh doanh cốt lõi của các

nhà cung cấp dịch vụ Internet”.[8]

Tuy nhiên, FTTH vẫn còn kho khăn khi giá cƣớc đắt hơn ADSL nên việc triển

khai tại Việt Nam vẫn còn nhiều kho khăn nhất định.

FTTH là một trong những công nghệ của FTTx. FTTx là công nghệ mạng truy

nhập sử dụng đƣờng truyền bằng cáp quang, cho tốc độ upload và download cao hơn và

ổn định hơn ADSL. FTTx co các dạng: FTTN (Fiber To The Node); FTTC (Fiber To

The Curb); FTTB (Fiber To The Building); FTTH (Fiber To The Home), đƣơc hiểu lần


lƣơt là: Cáp quang tới giao điểm; Cáp quang tới tủ thiết bị; Cáp quang tới tòa nhà; Cáp

quang tới tận nhà. FTTx co thể là mạng truyền dẫn quang thụ động – PON (Passive

Optical Network), trong đo tất cả các thành phần quang chủ động (active) giữa tổng đài

CO (Central Office) và ngƣời sử dụng sẽ không còn tồn tại mà thay vào đo là các thiết

bị quang thụ động (passive), để điều hƣớng lƣu lƣơng trên mạng dựa trên việc phân

tách năng lƣơng của các bƣớc song quang học tới các điểm đầu cuối trên đƣờng truyền.

Mặc khác, FTTx cũng co thể là mạng truyền dẫn quang chủ động AON (Active Optical

Network).

Trong 4 dạng FTTx, thì FTTH là hoàn chinh nhất về công nghệ, tiêu chuẩn quốc

tế và tối ƣu tiện ích cho ngƣời dùng. Trong FTTH gồm co EPON (Ethernet PON),

BPON (Broadband PON) và GPON (Gigabit PON). Xét trên phƣơng diện tốc độ truyền

dẫn thì EPON co tốc độ 1Gbps cho cả 2 hƣớng (IEEE 802.3 (802.3ah)), BPON co tốc

độ 155,52 Mbps cho hƣớng lên, 155,52 hoặc 622,08Mbps cho hƣớng xuống (ITU-T

G.983). GPON co tốc độ cao nhất lên tới 2,488 Gbps cho cả 2 hƣớng (ITU-T G.984).


Vì vậy em chọn đề tài làm Đồ án tốt nghiệp là“PHÂN TICH THIÊT KÊ MANG

FTTH THEO CÔNG NGHÊ GPON” nhằm làm rõ các vấn đề chính sau:

Nêu ro đƣơc nhƣng ƣu điêm cua PON đông thơi lam ro cac chuân công nghê đƣơc

dùng trong PON nhƣ BPON , EPON va GPON vê tôc đô truyên dân , câu truc khung

truyên va cac vân đê đƣơc đê câp trong cac chuân đƣơc ITU -T va IEEE đƣa ra.

Đƣa ra hai bai toan thiêt kê thƣc tê dƣa trên công nghê GPON va phân tich kêt qua

của hai bài toán ấy nhằm làm rõ những vấn đề nhất định trong việc chọn GPON làm

công nghê truyên dân, cung câp dich vu cho khach hang.

Với các nội dung chính nhƣ trên, để hoàn thành mục tiêu, bài báo cáo đƣơc phân

làm các chƣơng với các đề mục cụ thể nhƣ sau:

Chƣơng I: TỔNG QUAN MẠNG TRUY NHÂP FTTH

Chƣơng II:TIM HIỂU CÔNG NGHỆ PON

Chƣơng III:BÀI TOÁN THIẾT KẾ FTTH DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ

GPON

Chƣơng IV:PHÂN TICH KÊT QUA BAI TOAN THIÊT KÊ

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP FTTH



1.1. FTTH, AON, PON

Nhƣ đã noi ở trên,mạng FTTH là mạng truy nhập cáp quang. Trong đo co hai

phƣơng án triển khai FTTH là PON và AON. Mỗi phƣơng án đều co ƣu, nhƣơc điểm

riêng. Một nhƣơc điểm rất lớn của mạng quang tích cực AON 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 ngƣơc lại để truyền

đi. Điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa co thể trong hệ thống FTTH. Nếu xét

về chi phí để bảo dƣỡng thiết bị thì PON lơi thế hơn hẳn khi các thiết bị chủ động trong

AON đƣơc thay bằng các thiết bị thụ động.

Đồng thời, AON co nhiều ƣu điểm nhƣ: tầm kéo dây xa (lên đến 70km mà không

cần bộ lặp (repeater)), tính bảo mật cao (do việc can thiệp nghe lén (eavesdropping) trên

đƣờng truyền gần nhƣ là không thể), dễ dàng nâng cấp băng thông thuê bao khi cần, dễ

xác định lỗi. Tuy nhiên, công nghệ AON cũng co khuyết điểm là chi phí cao do: việc

vận hành các thiết bị trên đƣờng truyền đều cần nguồn cung cấp, mỗi thuê bao là một

sơi quang riêng, cần nhiều không gian chứa cáp.

Trong khi đo, với PON đƣờng truyền chính sẽ đi từ thiết bị trung tâm OLT

(Optical Line Termination) qua một thiết bị chia tín hiệu (Splitter) và từ thiết bị này

mới kéo đến nhiều ngƣời dùng (co thể chia từ 32 – 64 thuê bao). Splitter không cần

nguồn cung cấp, co thể đặt bất kỳ đâu nên nếu triển khai cho nhiều thuê bao thì chi phí

giảm đáng kể so với AON. Do Splitter không cần nguồn nên hệ thống cũng tiết kiệm

điện hơn và không gian chứa cáp cũng ít hơn so với AON. Tuy nhiên, PON cũng co

nhiều khuyết điểm nhƣ kho nâng cấp băng thông khi thuê bao yêu cầu (do kiến trúc

điểm đến nhiều điểm sẽ ảnh hƣởng đến những thuê bao khác trong trƣờng hơp đã dùng

hết băng thông), kho xác định lỗi hơn do một sơi quang chung cho nhiều ngƣời dùng,

tính bảo mật cũng không cao bằng AON (co thể bị nghe lén nếu không mã hoa dữ liệu).

1.1.1 Công nghệAON

AON co cấu trúc “point to point” (điểm - điểm), trong đo kết nối giữa khách hàng

và CO thông qua thiết bị đầu cuối ONT là một kết nối trực tiếp trên một sơi quang.

Những yêu cầu kết nối từ phía khách hàng thông qua sự định tuyến của các router,

switch, multiplexer tại CO sẽ đi ra mạng dịch vụ bên ngoài. AON sử dụng bƣớc song

1550nm để truyền tín hiệu hƣớng xuống (từ CO đến phía khách hàng) và 1310nm để

truyền tín hiệu cho hƣớng lên (từ phía khách hàng đến CO). Một cấu trúc của AON đơn

giản đƣơc thể hiện trong Hình 1.1.



Hình 1.1: Cấu trúc AON

Một nhƣơc 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 ngƣơc lại để truyền

đi, điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa co thể trong hệ thống FTTX. Ngoài ra

do đây là những chuyển mạch co tốc độ cao nên các thiết bị này co chi phí đầu tƣ lớn,

không phù hơp với việc triển khai đại trà cho mạng truy cập.

Việc cùng lúc xử lí các yêu cầu truy nhập hƣớng lên của ngƣời dùng ra mạng dịch

vụ bên ngoài cũng nhƣ việc phân tích để chuyển luồng dữ liệu từ các dịch vụ đến ngƣời

dùng co thể gây quá tải trong xử lí hoặc xung đột tại OLT của CO. Để tránh xung đột

tín hiệu ở đoạn phân chia từ nhà cung cấp tới ngƣời dùng, cần phải sử dụng một thiết bị

điện co tính chất “đệm” cho quá trình này. Từ năm 2007, một loại mạng cáp quang phổ

biến đã nảy sinh là Ethernet tích cực (Active Ethernet). Đo chính là bƣớc đi đầu tiên

cho sự phát triển của chuẩn 802.3ah nằm trong hệ thống chuẩn 802.3 đƣơc gọi là

Ethernet in First Mile (EFM). Mạng Ethernet tích cực này sử dụng chuyển mạch

Ethernet quang để phân phối tín hiệu cho ngƣời sử dụng. Nhờ đo, cả phía nhà cung cấp

và khách hàng đã tham gia vào một kiến trúc mạng chuyển mạch Ethernet.

Các Ethernet Switch sẽ giúp giảm xung đột do xử lí tín hiệu tại CO, no cần cấp

nguồn để hoạt động. Việc chuyển mạch tại đây dựa trên lớp 2 và lớp 3 của cấu trúc

khung Ethernet. Mạng AON nhƣ vừa noi co thể đƣơc miêu tả trong Hình 1.2.

Hình 1.2: Cấu trúc AON Ethernet

Switch quang

Central Office

OLT

ONT

ONT

ONT

OLT

Central office

ONT

ONT

ONT 1550 nm

1310 nm



1.1.2 Công nghệPON

PON – Passive Optical Network, hay còn đƣơc gọi là mạng quang thụ động, một

trong những công nghệ đƣơc sử dụng trong FTTH. Nhƣ đã noi ở trên,trong PON tất cả

các thành phần quang chủ động (active) giữa tổng đài CO (Central Office) và ngƣời sử

dụng sẽ không còn tồn tại mà thay vào đo là các thiết bị quang thụ động (passive), để

điều hƣớng lƣu lƣơng trên mạng dựa trên việc phân tách năng lƣơng của các bƣớc song

quang học tới các điểm đầu cuối trên đƣờng truyền. PON là công nghệ truy nhập phân

chia theo thời gian (TDMA), các user với yêu cầu truy nhập của mình đƣơc phân biệt

bằng các khe thời gian. Cấu trúc một mạng truy nhập FTTH dựa trên công nghệ PON

co thể đƣơc trình bày trong Hình 1.3.

Hình 1.3: Cấu trúc mạng FTTH dựa trên công nghệ PON

IP Transport Network

ATM network

PSTN/ TDM network

Video/ audionetwork

SBC management systems

VGW EMS FTTH

EMS

VGW OL

T s

yst

em

V-OLT

Vid

eo c

ou

ple

r

SFU ONT

SFU ONT

SBU ONT

MTU

ONT

MDU

ONT

Splitter 1:N

PON



Các thành phần trong mạng FTTH trên công nghệ PON gồm co:

OLT (Optical Line Termination)

Đặt ở trung tâm chuyển mạch (CO – Central Office) co nhiệm vụ giao tiếp với

các mạng dịch vụ và kết nối các yêu cầu truy nhập của ngƣời dùng ra các mạng

này.

Co hai chức năng chính: truyền dữ liệu từ mạng dịch vụ và phân phối cho user.

Đồng thời sẽ ghép kênh các dữ liệu user trƣớc khi gửi ra các mạng dịch vụ.

Dung lƣơng mà 1 ONT co thể phục vụ đƣơc dựa trên số card hƣớng xuống của

mỗi ONT. Nếu mỗi ONT co X card, mỗi card co Y port, và ti lệ Splitter là 1:N

thì số thuê bao (số kết nối giữa ONT và OLT) đƣơc tính:

Số thuê bao = X x Y x N

Ví dụ: P-OLT 7432 của hãng Alcatel co 14 card hƣớng xuống, mỗi card co 4

port, ti lệ Splitter là 1:64 thì số ONT co thể phục vụ lên đến:

14 x 4 x 64=3584 ONT

ONT (Optical Network Termination)

Đặt cuối đƣờng dây, trƣớc thiết bị ngƣời dùng đong vai trò nhƣ “ngƣời thông

dịch” cho các dữ liệu cũng nhƣ các các yêu cầu truy nhập từ phía ngƣời dùng

chuyển lên.

Gồm co các loại:

- SFU ONT: là thiết bị đặt ở bên ngoài nhà thuê bao, dùng cho các hộ gia đình

nhỏ. Co hai giao tiếp chính là giao tiếp POTS cho điện thoại và giao tiếp

10/100 bT Ethernet.

- MDU ONT: phục vụ cho khu dân cƣ, các tòa nhà, chung cƣ với nhiều yêu

cầu về dịch vụ. No sẽ cung cấp nhiều giao tiếp hơn 1 SFU ONT và hỗ trơ

giao tiếp dịch vụ nhiều hơn.

- B-ONT: các ONT loại B thƣờng đƣơc cung cấp cho các doanh nghiệp hoặc

một cụm các doanh nghiệp loại nhỏ. No co khả năng giao tiếp dịch vụ triple

– play (voice, data, video).

Nếu nhìn trên phƣơng diện vật lí, ONT co nhiệm vụ chuyển đổi quang-điện tín

hiệu từ nhà cung cấp dịch vụ xuống khách hàng và ngƣơc lại. Tuy nhiên, bƣớc

song hƣớng lên và hƣớng xuống khác nhau mà tín hiệu chi đƣơc truyền trên

môt sơi quang duy nhất nên tại ONT, xen giữa quá trình chuyển đổi quang điện

sẽ co quá trình tách/ghép bƣớc song mà cụ thể là bƣớc song 1310 nm và 1490

nm. Quá trình ấy co thể đƣơc diễn giải trong Hình 1.4.



Hình 1.4: Nguyên lí thu/phát ONT

VGW (Voice Gateway): giao tiếp giữa PON tới mạng PSTN/TDM.

V-ONT (the Voice ONT): nhận và khuếch đại/ khôi phục tín hiệu video từ mạng

Video/Audio.

EMS (The Element Management Systems): giao tiếp từ các mạng khác đến mạng lõi

SBC.

ODN (Optical Distribution Network): mạng phân phối quang, là tập hơp nhiều

splitter đƣơc sắp xếp theo kiểuCây, Bus, Ring…tùy theo mục đích phục vụ của nhà

cung cấp dịch vụ. (Hình 1.5)

Kiến trúc thƣờng đƣơc sử dụng hiện nay là cấu trúc hình cây, nhƣ Hình

1.6.

Hình 1.5 Các kiểu kiến trúc của PON

(a) Kiến trúc hình cây (sử dụng bộ 1:N) (c) Kiến trúc vòng ring (sử dụng bộ ghép 2x2)

(b) Kiến trúc bus (sử dụng bộ ghép 1:2) (d) Kiến trúc hình cây với một trung kế thừa (sử dụng bộ chia 2:N)

Bộ phát

Diplexer

Optical block

Bộ nhận

1310 nm

1490 nm



Hình 1.6: Vùng ODN

Với AON nhƣ đã noi ở trên, chiều dài của đoạn này co thể lên tới 70 Km. Tuy

nhiên với FTTH dựa trên công nghệ PON noi chung, khoảng cách này hỗ trơ tối đa 20

Km.

Trong vùng ODN, hai thành phần kết nối quan trọng nhất dĩ nhiên là sơi quang và

Spliter.

Splitter: co thể hiểu đây là thành phần quan trọng trong mạng quang thụ động giúp

giảm thiểu số lƣơng sơi quang sử dụng trong truyền dẫn. Một sơi quang từ CO sẽ nối

tới splitter và đầu ra cung cấp cho nhiều kết nối. Co nhiều tỷ lệ chia cho splitter nhƣ

1:2; 1:4; 1:16; 1:32; 1:64. Tuy nhiên trong mạng PON hai tỷ lệ thƣờng đƣơc sử dụng là

1:32 và 1:64.

1.2. So sánh giữa AON và PON

Trong phần này, sẽ phân tích những đặc điểm giữa PON và AON dựa vào những

các tiêu chí: tốc độ hỗ trơ tối đa, khoảng cách truyền dẫn, vấn đề giữa số lƣơng sơi

quang sử dụng với số thuê bao, vấn đề vận hành bảo dƣỡng, vấn đề bảo mật, vấn đề

cung cấp băng thông để từ đo rút ra kết luận vì sao PON lại đƣơc lựa chọn triển khai

mạnh mẽ hơn AON.

Xét về khoảng cách truyền dẫn và tốc độ hỗ trợ tối đa

Về khoảng cách: AON co thể hỗ trơ chiều dài tối đa 70 km và PON hỗ trơ tối đa

20 km từ OLT đến ONT. Tuy nhiên, nếu xét trên phạm vi phục vụ cho một vùng dân cƣ

nhƣ một thành phố, thì môt OLT phía nhà cung cấp dịch vụ hoàn toàn co thể chọn lựa

địa điểm phù hơp với công nghệ PON. Mặt khác, một nhà cung cấp dịch vụ thƣờng

triển khai nhiều CO nhằm phủ rộng một vùng phục vụ và nhằm mục đích dự phòng nên

với khoảng cách mà PON hỗ trơ hoàn toàn co thể triển khai tốt trên thực tế.

OLT

Splitter 1:4

Splitter 1:16

Splitter 1:16

Splitter 1:16

Splitter 1:16

ONT

Đến 16 ONT

tối đa 20 Km

1310 nm

1490 nm



Về tốc độ hỗ trợ tối đa: hiện nay AON hỗ trơ tối đa từ 100 Mbps-1 Gbps cho mỗi

thuê bao ở hƣớng xuống, trong khi PON với chuẩn GPON co thể hỗ trơ lên đến 2,488

Gbps cho cả 2 hƣớng lên và hƣớng xuống (nếu không dùng splitter, triển khai theo mô

hình point to point).

Xét về số lượng sợi quang sử dụng với số thuê bao phục vụ

Về số lƣơng sơi quang sử dụng, co thể thấy một điều rõ ràng rằng số sơi quang

đƣơc sử dụng trong AON nhiều hơn số sơi quang sử dụng trong PON nếu xét về chiều

dài với cùng số thuê bao.

Vấn đề bảo dưỡng

Các thiết bị nhƣ Acess Node trong AON cần cấp nguồn và số lƣơng sơi quang

nhiều nên AON cần không gian chứa cáp lớn nếu nhƣ triển khai. Trong khi đo với

PON, một sơi quang từ CO sẽ đƣơc chia sẻ với các thuê bao qua một thiết bị thụ động

(không cần cấp nguồn) là Splitter.

Vấn đề tăng băng thông cho thuê bao

Đối với AON việc tăng băng thông cho một thuê bao nếu co yêu cầu thì đơn giản

hơn PON rất nhiều. Bởi vì, với AON, việc tăng băng thông của một thuê bao không ảnh

hƣởng đến băng thông tối đa của các thuê bao khác, nhƣng với PON, nếu băng thông

của một thuê bao tăng lên, đồng nghĩa rằng băng thông tối đa cho các thuê bao khác sẽ

giảm xuống.

CHƢƠNG II: TIM HIỂU CÔNG NGHỆ PON



Nếu xét về phƣơng thức truy cập trong PON thì PON gồm co hai loại chính: truy

cập phân chia theo thời gian (TDM/TDMA-PON) và truy cập phân chia theo bƣớc song

(WDM/WDMA-PON). Trong bài báo cáo Đồ án Tốt nghiệp này, công nghệ truy cập

PON đƣơc phân tích là TDM/TDMA PON với các công nghệ APON/BPON (ATM

PON/Broadband PON, GPON(Gigabit PON) và EPON(Ethernet PON).

2.1. BPON chuẩn ITU-G.983

Còn đƣơc gọi là APON (ATM PON).

BPON sử dụng phƣơng pháp truy nhập phân chia theo thời gian cho các user,

và sử dụng cell ATM trong truyền dẫn.

Khoảng cách truyền dẫn từ các OLT đến các ONT là từ 10 – 20 km.

BPON sử dụng bƣớc song 1310 nm cho hƣớng lên và 1490 nm cho hƣớng

xuống. Riêng bƣớc 1550 nm đƣơc dùng cho luồng video ở hƣớng xuống.

Theo khuyến nghị G 983.1 năm 1988 quy định tốc độ download cho BPON là

622,08 Mb/s và upload là 155,52 Mb/s. G 983.1 tháng 05/2005 qui định thêm

tốc độ 1244,16 Mb/s cho hƣớng download. Đồng thời quy định rõ sử dụng hai

sơi quang cho một kết nối, tuy nhiên vì bƣớc song sử dụng ở hƣớng xuống và

hƣớng lên không giống nhau nên trên thực tế co thể dùng chung một sơi quang.

Co ba loại thiết kế cho ODN (mạng phân phối quang) giữa OLT và các ONT

phụ thuộc vào suy hao của ODN.

- Loại A: 5 – 20 dB

- Loại B: 10 – 25 dB

- Loại C: 15 – 30 dB

2.1.1. Kiến trúc các lớp

BPON gồm co hai lớp chính: lớp vật lý (Physical Medium Layer) và lớp hội tụ

truyền dẫn (Transmission Convergence Layer). Trong lớp hội tụ truyền dẫn chia làm

hai lớp con: lớp con thích nghi (Adaptation) và lớp con truyền dẫn PON (PON

Transmission).



Hình 2.1 Kiến trúc các lớp trong BPON

Lớp vật lý:

Chính là ODN, kết nối vật lý giữa OLT và các ONT. Làm nhiệm vụ chuyển đổi

quang - điện, điều chế, giải điều chế các bƣớc song 1310 nm, 1490 nm và 1550

nm đề truyền đi trên môi trƣờng vật lý.

Đồng bộ giữa truyền và nhận chuỗi tín hiệu trên cơ sở đồng bộ giữa đầu thu và

đầu phát.

Các qui định cho lớp vật lý:

- Khoảng cách giữa OLT và ONU tối đa là 20km.

- Bƣớc song 1260 - 1360 nm cho hƣớng lên, 1480 - 1580 nm cho hƣớng

xuống.

- Tốc độ bit: 155,52 hoặc 622,08 Mb/s cho hƣớng xuống và 155,52 Mb/s cho

hƣớng lên.

- Dạng lƣu lƣơng: song hƣớng cho tín hiệu số và chi duy nhất hƣớng xuống

cho tín hiệu analog dùng truyền video.

- Tỷ lệ splitter: hỗ trơ đến 1:32, giới hạn bởi suy hao của ODN.

Lớp hội tụ truyền dẫn (Transmission Convergence Layer - TC):

Co bốn chức năng chính là phân định tế bào, tạo chuỗi xác thực để kiểm soát lỗi

header, tách tốc độ tế bào và tạo thích ứng cho khung truyền dẫn. TC gồm co hai lớp

con:

Lớp con thích nghi (Adaptation) là lớp phụ thuộc môi trƣờng truyền dẫn, đong

vai trò chức năng trung gian giữa lớp vật lý và lớp cao hơn. No sẽ chuẩn bị một

cell ATM để truyền trong ba bƣớc. Đầu tiên đƣa các mẫu đồng bộ tới trƣờng

payload. Tiếp theo, thêm vào trƣờng SN (Sequence Number) và SNP

(Sequence Number Protection) nhằm cho đầu thu biết đã nhận đƣơc cell đúng

thứ tự hay không. Cuối cùng thêm vào các byte giả sao cho vùng Payload đủ 48

byte vì một cell ATM luôn cố định 48 byte Payload và 5 byte Header.

Path layer

Transmission

convergence

layer

Adaptation

PON

transmission

Physical medium layer Physical

Data Link

Network

Transport

Session

Presentation

Application

OSI BPON



Lớp con truyền dẫn PON (PON Transmission) chịu trách nhiệm đồng bộ bit,

đồng bộ byte. Đối với hƣớng truyền, thực hiện ghép header và sau đo chuyển

khung truyền dẫn xuống lớp vật lý. Đối với hƣớng nhận, thực hiện tách header,

sau đo chuyển dòng cell ATM lên lớp cao hơn để xử lý.

Lớp tuyến (Path layer)

BPON dựa trên ATM là một kết nối co hƣớng, đồng nghĩa rằng phải co một kênh

ảo trong quá trình truyền dữ liệu. Lớp tuyến sẽ quy định rõ điều này bằng hai thông số

trong một khung ATM là VPI (Vitual Path Identifier) và VCI (Vitual Curcuit

Identifier). Các cell ATM sẽ đƣơc chuyển mạch dựa trên hai thông số trên.

2.1.2. Định dạng khung truyền dẫn

Tùy theo tốc độ truyền dẫn mà một khung BPON cũng co cấu trúc khác nhau. Tuy

nhiên chiều dài mỗi khung đều là 125 µs. Đối với tốc độ 155,52 Mb/s sẽ co 56 cell

trong một khung (gồm co 53 cell ATM và 2 cell PLOAM - Physical Layer Operation,

Administration and Maintenance). Đối với tốc độ 622,08 Mb/s (gấp 4 lần) thì số cell

trong một khung sẽ tăng lên 4 lần là 224 cell (gồm 216 cell ATM và 8 cell PLOAM).

Với khuyến nghị G 983.1 tháng 05/2005 co khuyến nghị thêm một tốc độ truyền dẫn ở

hƣớng xuống là 1244,16 Mb/s (8 x 155,52 Mb/s) thì số lƣơng cell sẽ là 448 cell (co 432

cell ATM và 16 cell PLOAM).

Cell PLOAM đong vai trò hết sức quan trọng trong hoạt động truyền dẫn của

BPON. Ở khung hƣớng xƣớng, trong trƣờng hơp việc gán băng thông động (DBA)

đƣơc thiết lập cell PLOAM qui định các Grant cho phép các ONT gửi một hay nhiều

cell kế tiếp đến các TCON. ở các khung hƣớng lên, PLOAM chứa các thông tin do các

ONT gửi cho các OLT về trạng thái hàng đơi, hỗ trơ các OLT trong việc gán băng

thông động.

Co hai vấn đề gây nên sự khác biệt giữa khung hƣớng xuống và khung hƣớng lên:

đối với khung hƣớng xuống, chính vì co đến ba tốc độ (155,52;622,08;1244,16 Mb/s)

nên số lƣơng cell ATM cũng nhƣ cell PLOAM trong một khung thời gian cũng khác

nhau nhƣ đã noi ở trên. Nhƣng đối với hƣớng lên, cần chú ý đến ở đây là cấu trúc một

cell PLOAM hƣớng lên thì khác cấu trúc một cell PLOAM hƣớng xuống.



2.1.2.1. Khung ATM

Dữ liệu đƣơc truyền dẫn trong BPON đƣơc đong vào các khung ATM. Vì thế cần

hiểu rõ cell ATM trƣớc khi noi đến khung truyền dẫn trong

BPON.

Hình 2.2: Câu truc khung ATM

Cell ATM co cấu trúc nhƣ hình trên, gồm co 48 Byte phần Payload chứa dữ liệu

và 5 Byte header dùng để chuyển mạch các khung ATM. Co hai loại cell ATM là ATM

UNI (cell do thiết bị đầu cuối gửi lên node chuyển mạch) và ATM NNI (cell giữa hai

node chuyển mạch), cell ATM NNI không co trƣờng GFC. Trong Header của ATM co

những thành phần sau:

GFC (Generic Flow Control):Cung cấp chức năng mang tính chất nội bộ khi

co nhiều thiết bị (thƣờng là thiết bị đầu cuối) chia sẻ chung một giao diện

ATM. Trƣờng này thƣờng không đƣơc thiết lập, co giá trị mặc định là 0 (nhị

phân: 0000).

Virtual Path Identifier (VPI):Cùng với các VCI sẽ chịu trách nhiệm xác định

đích kế tiếp khi các cell đƣơc chuyển qua một dãy các bộ chuyển mạch ATM

trên đƣờng đến đích cuối cùng của no.

Virtual Channel Identifier (VCI):Cùng với các VPI sẽ chịu trách nhiệm xác

định đích kế tiếp khi các cell đƣơc chuyển qua một dãy các bộ chuyển mạch

ATM trên đƣờng đến đích cuối cùng của no.

Payload Type (PT): Bit đầu tiên của PT dùng để chi định cell chứa dữ liệu

ngƣời dùng hay thông tin điều khiển (nếu cell chứa dữ liệu ngƣời dùng thì no

co giá trị là 0 và sẽ co giá trị 1 nếu cell chứa thông tin điều khiển). Bit thứ hai

cho biết trạng thái tắc nghẽn (co giá trị là 0 nếu không tắc nghẽn và bằng 1 nếu

co tắc nghẽn). Bit thứ ba xác định xem cell co phải là cell cuối cùng của chuỗi

cell trong khung hay không (nếu co giá trị là 1 là cell cuối cùng của khung).

VPI

I VPI

Payload

(48 bytes)

Header

(5 bytes)

Payload

(48 bytes)

Payload

(48 bytes)

53

by

tes

8 bits

GFC

PT CLP

HEC HEC

PT CLP

ATM cell ATM UNI cell ATM NNI cell

VPI

VPI

I

VPI VCI

I

VPI

VCI

I

VPI



Cell Loss Priority (CLP):Trong quá trình truyền đi trên mạng sẽ co hiện tƣơng

tắc nghẽn xảy ra, CLP cho biết liệu cell nào sẽ đƣơc bỏ và cell nào sẽ tiếp tục

đƣơc chuyển đi đến đích nếu co tắc nghẽn nghiêm trọng (CLP=0 đƣơc ƣu tiên

và cell co CLP=1 sẽ phải bỏ trong trƣờng hơp này).

Header Error Control (HEC):Là giá trị của checksum của 4 byte đầu tiên

trong header, HEC co thể sửa đƣơc một lỗi trong 5 byte của header vì thế co thể

giữ đƣơc các cell thay vì loại bỏ no do lỗi.

2.1.2.2. Khung hƣớng xuống

Hình2.3: Câu trúc khung hƣớng xuống của BPON

H

E

C

M

ES

SA

G

E_

ID

20-26 4-10 12-18

Định dạng khung truyền hướng xuống tốc độ 155,52 Mb/s

53 bytes

125µs; 56 cell; 53 bytes mỗi cell

PLOAM 1 PLOAM 2 Cell

ATM 1

Cell

ATM 27

Cell

ATM 28

Cell

ATM 54 …….. ……..

1 khe thời gian

Định dạng Cell PLOAM hướng xuống

0000

Số thứ tự của byte trong khung

1 2-3 11 19 28-33 27 34 35 36 47 48 header

7 grants 7 grants 7 grants 6 grants 10 message field

MS

G_

PO

N_

ID

C

R

C

C

R

C

C

R

C

C

R

C

ID

E

N

T

SY

NC

BI

P

C

R

C



Cell PLOAM (Physical Layer Operation, Administration and Maintenance): Quản

lí và bảo dƣỡng lớp vật lý. Mỗi cell PLOAM theo sau no là 27 cell ATM.

5 byte header: 4 byte đầu tiên co giá trị cố định là 0000, byte HEC (header error

correction) tiếp theo dùng để sửa lỗi (nếu co) của header nhằm xác định chính

xác bit đầu tiên của khung PLOAM.

Trƣờng IDENT cho biết liệu cell PLOAM này co phải là cell đầu tiên trong

luồng hƣớng xuống hay không.

Hai byte đồng bộ khung SYNC đƣơc sử dụng để các OLT phát một tín hiệu

tham chiếu 1Khz đến các ONT.

Một cell PLOAM co tổng cộng 27 grant, một bộ 6 hoặc 7 byte grant đƣơc bảo

vệ bằng chuỗi CRC (cyclic redundancy check). Một grant sẽ cho ONT biết khi

nào đƣơc gửi một chuỗi cell ATM dữ liệu hoặc cũng co thể yêu cầu ONT chạy

lại tiến trình ranging.

MSG_PON_ID sẽ noi cho một Node biết là cell này co phải là dành cho node

ấy không và MSG_ID chi ra loại thông tin chứa trong trƣờng thông điệp 10

byte (10 message field) theo sau.

10 message field: OLT sẽ noi cho ONT biết thời gian ranging đƣơc thay đổi

hoặc cũng co thể dùng cho các cài đặt khác tùy thuộc vào mục đích.

BIP (Bit-Interleaved Parity): giúp các ONT giám sát ti lệ bit lỗi bằng phƣơng

pháp kiểm tra bit chẵn lẻ.

2.1.2.3. Khung hƣớng lên

Dù là cell ATM hay cell PLOAM ở hƣớng lên thì trƣớc cell đo đều co 3 byte

overhead. Trong đo 4 bit đầu tiên co chức năng tạo một khoảng thời gian bảo vệ nhằm

tránh xung đột trong trƣờng hơp quá trình Ranging co sự sai lệch. Đồng thời 3 byte

overhead này tạo một khoảng thời gian cần thiết để các OLT đọc biên độ của tín hiệu,

cung cấp một khoảng thời gian cho quá trình đồng bộ byte cho các cell ATM.



4 fixed

bytes

10 message bytes 17 laser control field (LCF)

bytes

16 receiver control field

(RCF) bytes

53 bytes

header header

header

1 2 3 4 - 13 15 - 31 14 32 - 47 48

H

E

C

M

ES

SA

G

E_

ID

MS

G_

PO

N_

ID

ID

E

N

T

C

R

C

BI

P


Định dạng Cell PLOAM hướng lên

Trong khung hƣớng lên một cell PLOAM co cấu trúc nhƣ Hình 2.4.

Hình 2.4: Đinh dang cell PLOAM hƣơng lên

Cũng co 5 byte header và tiếp theo là 1 byte IDENT để xác định bit đầu tiên

của khung.

MSG_PON_ID và MSG_ID cũng đƣơc dùng cho mục đích tƣơng tự nhƣ ở

hƣớng xuống là xác định ONT và chi rõ loại thông tin điều khiển đƣơc chứa

trong cell PLOAM này.

10 message byte field: trƣờng này chứa các thông tin OAM (Operation,

Administration and Maintenance) cũng nhƣ các báo hiệu khác của ONT gửi lên

cho OLT. 10 byte này đƣơc kiểm soát lỗi dựa vào 1 byte CRC tiếp theo.

LCF (laser control field – trƣờng điều khiển laser): 17 byte của trƣờng này co

nhiệm vụ cung cấp các thông tin về mức công suất laser và ti lệ suy hao, việc

ấy giúp cho OLT điều chinh công suất phát laser hơp lí nhằm đảm bảo công

suất cho đầu thu (phía ONT).

RCF (receiver control field – trƣờng điều khiển máy thu): 16 byte của trƣờng

này sẽ giúp cho OLT biết đƣơc một mức ngƣỡng hơp lí nhằm điều chinh để

phân biệt đƣơc hai mức tín hiệu 0 và 1 trong tín hiệu.

BIP (bit-interleaved parity): co cùng nhiệm vụ nhƣ trƣờng BIP trong cell

PLOAM ở hƣớng xuống, giám sát ti lệ lỗi bit trong cell này.

2.1.3. Bảo mật trong BPON

BPON co hai cơ chế bảo mật, hay noi cách khác các cơ chế này nhằm chắc chắn

rằng luồng dữ liệu hƣớng xuống đƣơc nhận bởi ONT đƣơc chi định chứ không phải bất

kì ONT nào khác.

Churning: Trong quá trình chuyển dòng dữ liệu xuống cho các ONT, OLT sẽ

xáo trộn trật tự các cell và sẽ cho ONT đƣơc chi định biết cách sắp xếp lại

bằng một khoa. Khoa này không phải do OLT cấp, khi đƣơc yêu cầu từ OLT,

4 fixed

bytes

10 message bytes 17 laser control field (LCF)

bytes

16 receiver control field

(RCF) bytes

53 bytes

header header

header

1 2 3 4 - 13 15 - 31 14 32 - 47 48

H

E

C

M

ES

SA

G

E_

ID

MS

G_

PO

N_

ID

ID

E

N

T

C

R

C

BI

P


Định dạng Cell PLOAM hướng lên



ONT sẽ gửi một cell co chứa khoa (3 byte). Khoa này sẽ thay đổi theo chu kì

mỗi giây.

Mã hóa: luồng dữ liệu sẽ đƣơc mã hoa trong quá trình truyền nhận.

Tuy nhiên, co một vấn đề cần noi ở đây là cứ mỗi lần một ONT gửi dữ liệu lên thì

sẽ co tín hiệu phản xạ quay trở lại nhƣ một bản sao của chính no (phản xạ từ các

splitter, mối hàn, connector), các ONT khác co thể phát hiện và kẻ xấu co thể phân tích

dòng dữ liệu này. Và không co một qui chuẩn cụ thể cho vấn đề này, điều này chi đƣơc

khuyến nghị rằng trong vấn đề thiết kế, làm sao cho phần suy hao do phản xạ từ các

Splitter, connector và các mối hàn phải nhỏ hơn 32dB.

2.1.4. Chuyển mạch bảo vệ trong BPON

Luồng dữ liệu truyền trên một mạng cần đƣơc liên tục. Điều gì xảy ra nếu tuyến

truyền dẫn vật lý mà ở đây là sơi quang bị đứt?

Chính điều ấy khẳng định sự cần thiết cho vấn đề chuyển mạch bảo vệ. Trong

khuyến nghị G.983.1 co ba phƣơng án cho chuyển mạch bảo vệ trong PON.

Mô hình 1: Splitter đƣơc dùng là loại 1:N, chi co một ngõ vào nhƣng co hai sơi

quang từ OLT kết nối đến splitter nên trƣớc khi đƣa vào splitter, hai sơi phải

đƣơc ghép chung lại. Khi một trong hai sơi bị đứt, OLT sẽ điều khiển để lƣu

lƣơng chuyển qua sơi còn lại.

Mô hình 2: Tại OLT bây giờ đƣơc trang bị hai bộ thu phát tín hiệu, một bộ

hoạt động và một bộ dự phòng. Hai sơi quang từ hai bộ này kết nối đến splitter

loại 2:N. Khi sơi quang đang hoạt động bị đứt, OLT sẽ điều khiển để bộ dự

phòng hoạt động và lƣu lƣơng sẽ đƣơc chuyển qua kết nối giữa bộ này và

splitter.

Mô hình 3: Cả OLT và ONT đều đƣơc trang bị hai bộ thu phát tín hiệu, một bộ

hoạt động và một bộ dự phòng. Splitter bây giờ là loại 1:N nhƣng đƣơc lắp đặt

hai bộ. Khi một trong hai sơi quang giữa OLT và splitter hoặc giữa splitter và

ONT bị đứt thì OLT và ONT sẽ điều khiển cho bộ thu phát dự phòng hoạt động

đồng thời sẽ co cảnh báo từ ONT cho OLT và ngƣơc lại trong trƣờng hơp này.

Trong cả ba mô hình, nếu xảy ra một trong ba trƣờng hơp OLT, ONT hoặc các

splitter bị hỏng thì dĩ nhiên lƣu lƣơng sẽ bị mất. Đồng thời, trong cả ba mô hình trên,

khi sơi quang bị đứt thì chắc chắn rằng sẽ co một phần nào đo lƣu lƣơng sẽ bị mất. Việc

lƣu lƣơng bị thất thoát nhiều hay ít tùy thuộc vào khả năng xử lí chuyển mạch nhanh

hay chậm.



Hình 2.5: Mô hinh chuyên mach bao vê trong PON

2.2. EPON chuẩn IEEE-802.3ah

EPON – Ethernet passive optical network – co thể hiểu là PON mà dữ liệu đƣơc

đong thành các khung và truyền đi dựa trên chuẩn Ethernet. Ở đây, bài báo cáo phân

tích EPON dựa trên chuẩn IEEE-802.3ah với các mục chính: kiến trúc các lớp trong

EPON, định dạng khung truyền dẫn, giao thức điều khiển đa điểm và vấn đề

RANGING.

2.2.1. Kiến trúc các lớp trong EPON

Các lớp trong EPON đƣơc gộp thành hai nhom, tƣơng ứng với hai lớp đầu tiên

trong mô hình OSI 7 lớp làLớp vật lý (Physical layer) và Lớp liên kết dữ liệu (Data

Link layer).

Optical

OLT

ONT

ONT Electrical

Electrical

Electrical

1:N splitter

Mô hình 1

Mô hình 3

OLT

ONT

ONT

Electrical

Electrical

1:N splitter

1:N splitter

Electrical

E/O

E/O

O/E

O/E

O/E

O/E

Optical

OLT ONT

ONT Electrical

Electrical

Electrical

2:N splitter

E/O

E/O

Mô hình 2

Optical



Điều đo đồng nghĩa rằng, dữ liệu của user sẽ đƣơc xử lý với giao thức của năm

tầng trên không co gì khác so với khung truyền dẫn IP và ATM. Tuy nhiên hai lớp

Physical layer và Data Link layer trong EPON sẽ đảm nhận trách nhiệm đong goi dữ

liệu thành định dạng truyền theo khung Ethernet, đồng thời thống nhất giữa truyền nhận

để chuyển dữ liệu yêu cầu truy nhập của user ở hƣớng uplink và tách dữ liệu từ khung

Ethernet chuyển đến cho user ở hƣớng downlink.

Hình 2.6: Kiên truc cac lơp trong EPON

2.2.1.1. Lớp vật lý

Trong lớp vật lí gồm co ba lớp con chính nhƣ sau.

Lớp con mã hóa vật ly - The physical coding sublayer (PCS)

Co thể hiểu lớp con này sẽ mã hoa chuỗi dữ liệu từ các lớp cao hơn trƣớc khi

truyền đến hƣớng uplink. Đồng thời sẽ giải mã và kiểm soát tỷ số BER hơp lý

trƣớc khi đƣa dữ liệu lên các lớp cao hơn với hƣớng downlink.

Mã đƣơc sử dụng là mã khối Reed-Solomon, trong đo tầng này xử lý dữ liệu

theo phƣơng thức nhƣ sau: đối với dữ liệu từ các tầng cao hơn đƣơc chuyển

xuống, no sẽ đƣa vào bộ đệm, sau đo tách ra từng khối 239 byte, thêm vào 16

byte parity để thành khối dữ liệu 255 byte trƣớc khi chuyển ra. Và no sẽ làm

điều ngƣơc lại đối với dữ liệu đƣơc chuyển đến, co nghĩa rằng, no sẽ biến đổi

khung 255 byte thành 239 byte dữ liệu trƣớc khi chuyển lên các tầng cao hơn.

Nếu tỷ số bit lỗi ở quá trình nhận là 10-4

hoặc cao hơn, no sẽ xử lý để tỷ số này

giảm xuống còn 10-12

trƣớc khi đƣa lên tầng trên.

Vật

lý

Reconciliation

layer

MAC

client

Multipoint MAC Control (MPMC)

layer

MAC

instance

MAC

instance

MAC

instance

MAC

client

MAC

client

PCS

PMD

PMA

GMII

OS

I “P

hysi

cal”

O

SI

“D

ata

Lin

k”



Lớp con gắn với môi trường vật lý - The Physical Medium Attachment (PMA)

Sublayer

Việc quá nhiều một chuỗi bit “0” hay bit “1” liên tiếp đƣơc truyền đi co thể gây

ra việc mất đồng bộ giữa đầu thu và đầu phát do không thể khôi phục xung

clock chính xác.

PMA sublayer sẽ khắc phục tình trạng trên bằng cách dùng mã hoa đƣờng dây

8b10b của Franaszek–Widmer.

Phƣơng pháp mã hoa đƣờng dây này co thể hiểu nhƣ sau: với một chuỗi dữ liệu

đƣơc chuyển từ tầng trên xuống, từng khối 8 bit trƣớc khi đƣơc đƣa qua PCS

sublayer, no sẽ đƣơc thêm vào 2 bit để chuyển thành khối 10 bit. Và no sẽ làm

điều ngƣơc lại trƣớc khi dữ liệu từ PCS sublayer chuyển lên.

Trong EPON yêu cầu, tốc độ đƣờng downstream và upstream cân bằng là 1,0

Gbps. Sau khi mã hoa đƣờng dây, dữ liệu sẽ đƣơc tăng lên 25%, tƣơng ứng tốc

độ bit lúc này là 1,25 Gbps.

Lớp con phụ thuộc môi trường vật lý - The Physical Medium Dependent (PMD)

Sublayer

Lớp con này phụ trách kết nối sơi quang ra bên ngoài, đồng thời điều khiển

laser và photodetector về công suất, khuếch đại, lƣơng tử trong quá trình truyền

nhận.

Các thông số trong EPON đƣơc PMD đảm nhận [1]

- Tốc độ bit: 1,25 Gb/s cả hai luồng hƣớng lên và hƣớng xuống.

- Bƣớc song: 1260 to 1360 nm chiều lên, 1480 to 1580 nm chiều xuống.

- Loại lƣu lƣơng: tín hiệu số.

- Tỷ lệ chia: tối thiểu là 1:16, co thể nhiều hơn khi sử dụng sửa lỗi FEC

(Forward Error Correction)

- Sự suy hao tối đa cho phép trong mạng phân phối quang ODN (Optical

Distribution Network) là:

Luồng hƣớng lên tại bƣớc song 1310 nm: 5 – 20 dB hoặc 10 – 24 dB

tƣơng ứng với chiều dài của ODN là 10 hoặc 20 km.

Luồng hƣớng xuống tại bƣớc song 1550 nm: 5 – 19.5 dB hoặc 10 – 23.5

dB tƣơng ứng với chiều dài ODN là 10 hoặc 20 km.

- Dải công suất phong hƣớng xuống: -3 – 2 dBm hoặc 2 – 7 tƣơng ứng với 10

hoặc 20 km chiều dài ODN.

- Dải công suất phong hƣớng lên: -1 – 4 dBm với 10 hoặc 20 km chiều dài

ODN.

- Tỷ lệ độ nhạy/ quá tải của máy thu:



Hƣớng xuống: -24/+4 dBm và -27/+4 dBm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều

dài ODN

Hƣớng lên: -24/+2 dBm và -24/+7 dBm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều dài

ODN

- Tỷ lệ bit lỗi cho phép: 10-12

- Tỷ lệ suy hao laser: >6dB

- Độ rộng phổ của laser:

Hƣớng xuống tại 1490 nm: 0,6 và 0,3 nm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều

dài ODN.

Hƣớng lên tại 1310 nm: 3,5 và 2,5 nm tƣơng ứng 10 và 20 km chiều dài

ODN.

2.2.1.2. Giao diện môi trƣờng Gigabit độc lập (GMII) và Lớp con

tái giải điềuchê (RS)

Co thể hiểu rằng, với mỗi yêu cầu truy cập dịch vụ của mỗi user, OLT sẽgán

tƣơng ứng cho user một cặp MAC instance và MAC client.

Lớp con tái giải điều chế(RS): sẽ thực hiện một chức năng đặc biệt tại OLT

tƣơng ứng với việc định tuyến, đƣa các goi tin ra đung mạng lõi dịch vụ tƣơng

ứng mà user yêu cầu.

Và trƣớc khi dƣ liêu đƣơc đƣa ra mang loi , GMII sẽ đảm nhận nhiệm vụ ghép

tất cả các dữ liệu yêu cầu truy nhập từ các user chuyển lên để truyền ra các giao

tiếp vật lý với tốc độ Gigabit.

Hay noi cách khác, GMII và RS đƣơc cấu hình để thực hiện nhiệm vụ của OLT.

2.2.1.3. Lớp liên kết dữ liệu

MAC ( Media Access Control)

MAC gồm co hai phần MAC (Media Access Control) và LLC (Logical Link

Control).

- MAC bao gồm các thông số thống nhất giữa truyền và nhận giữa OLT và

ONU, bao gồm cả cấu trúc khung sẽ đƣơc chuyển đi và khe thời gian đƣơc

cấp phát.

- LLC là lớp con độc lập với môi trƣờng truyền. Đong vai trò nhƣ là một giao

tiếp giữa lớp liên kết dữ liệu và tầng mạng, làm nhiệm vụ framing bao gồm

việc đong goi ở hƣớng truyền và giải goi ở hƣớng nhận.



Điều khiển MAC đa điểm - Multipoint MAC Control (MPMC)

Trong kiến trúc phân lớp của EPON co nhiều đối tƣơng MAC client, nhƣng chi co

một đối tƣơng MPMC. Điều đo đồng nghĩa rằng với nhiều giao thức đa truy nhập từ các

user sẽ đƣơc MPMC layer xử lý sao cho các yêu cầu truy nhập này trên đƣờng upstream

sẽ không xung đột hoặc chồng lấp lên nhau.

Muốn làm đƣơc điều ấy thì trong lần khởi đầu đầu tiên sẽ co một quá trình tự động

phát hiện và gán các LLID (logical link ID) cho một cặp MAC instance (của OLT) và

MAC client (của ONU). Do đo mỗi LLID là duy nhất trong quá trình xử lý của MPMC

layer.

2.2.2. Cấu trúc khung truyền dẫn của EPON

Hình 2.7: Câu truc khung truyên dân cua EPON

Trong EPON, khung Ethernet đƣơc sử dụng để truyền dữ liệu với cấu trúc khung

nhƣ Hình 2.7.

Trường 8 bytes Preamble/SFD

- SLD (start of frame delimiter) 1 byte co nhiệm vụ để phân cách giữa hai

trƣờng Fixed 2 bytes.

- Fixed 2 bytes: định nghĩa điểm bắt đầu một khung Ethernet.

Preamble /

SFD

Destination

address

Preamble /

SFD

Source

address

Preamble /

SFD

Length

/ type Data FCS

23 bit 24 bit

Fixed 2

bytes

Fixed 2

bytes

Mode +

LLID

LLID 8

bits

CRC 8

bits

SLD 1

bytes

LLID 7

bits

Mode 1

bits

8 bytes 6 bytes 6 bytes 2 bytes 4 bytes 46 - 1500

bytes



- Mode + LLID: với 1 bit đầu tiên đƣơc định nghĩa nhằm phân biệt dữ liệu

ngõ ra từ một OLT hay từ một ONU. Mode bit sẽ bằng 1 nếu là ngõ ra từ

một ONU và bằng 0 nếu từ OLT.

- 7 bit LLID tiếp theo nhằm phân biệt các chi số LLID, no co thể phân biệt

27=128 địa chi MAC Instance nguồn và đích và 2

8=256 MAC client.

- CRC (cyclic redundancy check) 8bit: kiểm soát lỗi cho trƣờng LLID.

Trường 6 bytes Destination address và 6 bytes Source address

- Địa chi ở đây chính là địa chi MAC. Mỗi thiết bị đều co một địa chi MAC

duy nhất.

- Cả Destination address và Source address đều co chiều dài là 48 bit (6

bytes), trong đo 1 bit đầu tiên để cho biết khung Ethernet là multicast/

broadcast (co giá trị bằng 1) hay unicast (co giá trị bằng 0)

- 47 bit tiếp theo đƣơc chia thành 2 khối: 23 bit cao đƣơc gán cho nhà sản

xuất, 24 bit thấp hơn đƣơc gán cho thiết bị.

Trường Length/ type 2 bytes nhằm mô tả loại loại khung OAM (Operation,

Administration and Maintenance) và chiều dài dữ liệu trong vùng Data

Trường Data co chiều dài không cố định, tối thiểu là 46 bytes và tối đa là 1500

bytes.

Trường FCS (Frame Check Sequence – trường kiểm tra lỗi) 4 bytes: bảo vệ

trƣờng dữ liệu bằng phƣơng pháp phát hiện lỗi trong khung dữ liệu nhận đƣơc.

2.2.3. Giao thức điều khiển đa điểm (MPMC) trong EPON

Co nhiều loại yêu cầu dịch vụ theo hƣớng uplink từ các user buộc các OLT phải

phân bố khe thời gian và băng thông hơp lý, thông báo và điều khiển các ONU để

chúng co thể truyền dữ liệu đúng khe thời gian đƣơc cấp.

Để làm việc ấy, giao thức điều khiển đa điểm MPMC (Multipoint MAC Control)

trong EPON đƣơc thực hiện dƣới hai cơ chế của hai bản tin điều khiển MAC là GATE

và REPORT.

Bản tin điều khiển GATE – hướng xuông

- Khi một OLT trong mạng EPON khởi động lần đầu tiên, no sẽ truyền các

bản tin GATE theo hƣớng Downstream dạng broadcast nhằm phát hiện ra

các ONU từ các bản tin phúc đáp ngƣơc lại.

- Với mỗi ONU sẽ co duy nhất giá trị LLID đƣơc gán.

- Từ Hình 2.8, cơ chế thực hiện một bản tin GATE đƣơc hiểu đơn giản nhƣ

sau: OLT sẽ gán một cặp giá trị Start time và Stop time co chiều dài 64



bytes, đồng thời một giá trị xung đồng hồ tại thời điểm ấy sẽ đƣơc ghi vào

bản tin này để thực hiện quá trình đồng bộ với các ONU.

- Co thể hiểu bản tin GATE là một bản tin mang tính chất phát hiện các liên

kết luận lý và cấp phát một cách công bằng những yêu cầu trên liên kết luận

lý ấy.

- Ngoài các bản tin GATE cấp phát khe thời gian cho các LLID xác định, OLT

cũng sẽ phát ra các bản tin GATE ngẫu nhiên nhằm phát hiện các ONU mới

kết nối vô hệ thống.

Bản tin điều khiển REPORT – hướng lên

- Khi các ONT đƣơc xác định qua các liên kết luận lý LLID, điều ấy đồng

nghĩa rằng từ đây các ONT co thể yêu cầu OLT cấp phát khe thời gian dựa

trên việc báo cáo thông tin trạng thái của no về hàng đơi và thông tin đồng

hồ nhằm giúp tối ƣu quá trình đồng bộ.

- Để thực hiện đƣơc điều ấy, các bản tin điều khiển REPORT 64 bytes với cấu

trúc nhƣ sau sẽ đƣơc gửi từ các ONT tới OLT.

- Từ Hình 2.9, thông tin của bản tin điều khiển REPORT với thông tin về hàng

đơi nhằm cho OLT biết một yêu cầu hiện tại của no về khe thời gian và băng

thông mà no cần. Đồng thời một giá trị xung đồng hồ tại thời điểm ấy sẽ

đƣơc ghi vào bản tin để phục vụ cho việc đồng bộ.

- Sẽ co trƣờng hơp xung đột xảy ra do nhiều bản tin REPORT đƣơc gửi ra

cùng lúc, lúc này các ONT sẽ không nhận đƣơc bản tin GATE cấp phát khe

thời gian cần thiết để no truyền dữ liệu. Trong trƣờng hơp ấy, no sẽ gửi lại

bản tin REPORT sau một khoảng thời gian ngẫu nhiên.

Hình 2.8: Bản tin GATE hƣơng xuông

MA_CONTROL.request (GATE) MA_CONTROL.indication (GATE) MA_DATA.request (…)

MAC Control Client

Stop

Start

Generate GATE

message

OLT

MAC Control Client

ONT

MAC

PHY

MAC Control

Clock register

Timestamp GATE

message

Stop

Start

TS

MAC

PHY

MAC Control

Laser ON/OFF

Stop

Start

TS Write

registers

Clock register

Slot start register

Slot stop register

Up

stre

am

Dat

a P

ath



Hình 2.9: Bản tin REPORT hƣơng lên

2.3. GPON chuẩn ITU-G.984

Cũng nhƣ BPON và EPON, phần tiếp theo sẽ phân tích công nghệ GPON dựa vào

các tiêu chí: Kiến trúc các lớp, định dạng khung tuyền dẫn và đi sâu phân tích nhiệm vụ

các trƣờng trong khung truyền dẫn của GPON.

2.3.1. Kiến trúc các lớp trong GPON

GPON là từ viết tắt của Gigabit Passive Optical Network, là một trong số những

công nghệ đƣơc sử dụng trong công nghệ FTTH noi chung và PON noi riêng.

Về cơ bản, GPON co hai lớp chính: lớp hội tụ truyền dẫn – Transmission

Convergence (TC) Layer và lớp phụ thuộc môi trƣờng vật lí – Physical Medium

Dependent (PMD) Layer. TC layer và PMD layer tƣơng ứng với hai lớp Data link và

physical trong mô hình OSI.

MA_CONTROL.Indication (REPORT)

MAC

PHY

MAC Control

Q0

Q1

TS

Measure Round – Trip Time

Clock register

RTT register

MAC Control Client

Q0

Q1

MA_CONTROL.request (REPORT)

MAC

PHY

MAC Control

Q0

Q1

TS

Timestamp REPORT

message

Clock register

MAC Control Client

Q0

Q1

Generate REPORT

message

OLT ONU



Hình 2.10: Kiên truc cac lơp trong GPON

User ATM cells

Transmission Convergence (TC) Adaptationsublayer

GPON TC Framing sublayer

GPON Physical Medium Dependent (PMD) Layer

Transmission Convergence

(TC) Layer

ATM Client GEM Client

ATM Client GEM Client

User Frame (Packets)

VPI/VCI Filter

ATM TC Adaptor

GEM TC Adaptor

Port ID, PTI (payload

type) filter

(TC) Adaptation sublayer

Cel

ls

GE

M

Fra

me

s

Alloc-ID filter Alloc-ID filter

GEM partition

ATM partition PLOAM

partition

Frame

header

GTC framing sublayer

Multiplexing/Demultiplexing based on frame location

Trans

missi

on

Conv

erge

nce

layer



2.3.1.1. GPON Physical Medium Dependent (PMD) Layer

Lớp này không giống nhƣ các lớp cao hơn, tất cả đều là phần cứng (hardware),

không phải phần mềm (software). Và các qui định về thông số của lớp PMD trong

GPON đƣơc định nghĩa trong chuẩn G.984.2:

Tốc độ bit: 1,24416 hoặc 2,48832 Gb/s ở hƣớng xuống và 0,15552 hoặc

0,62208 hoặc 1,24416 hoặc 2,48832 Gb/s ở hƣớng lên.

Bƣớc song: 1260 đến 1360 nm cho hƣớng lên và 1480 đến 1500 nm cho hƣớng

xuống.

Loại tín hiệu truyền: chi truyền tín hiệu số.

Ti lệ chia của spliter: hỗ trơ đến 1:64 và phụ thuộc vào suy hao của ODN.

Dựa vào suy hao của ODN, qui định co ba lớp:

- Lớp A: 5 đến 20 dB

- Lớp B: 10 đến 25 dB

- Lớp C: 15 đến 30 dB

Chênh lệch suy hao lớn nhất giữa các ONU: 15 dB

Khoảng cách sơi quang tối đa: 20 Km nếu dùng nguồn phát DFB (Distributed

Feedback Laser) và 10 Km nếu dùng nguốn phát là Laser Fabry-Perot cho

hƣớng lên.

Công suất phát trung bình cho hƣớng xuống trên 1 sơi quang tại tốc độ 1,2Gb/s:

- Lớp A: -4 đến 1 dBm

- Lớp B: 1 đến 6 dBm

- Lớp C: 5 đến 9 dBm

Công suất phát trung bình cho hƣớng xuống trên 1 sơi quang tại tốc độ 2,4Gb/s:

- Lớp A: 0 đến 4 dBm



Công suất phát trung bình cho hƣớng lên trên 1 sơi quang tại tốc độ 1,2 Gb/s:

- Lớp A: -3 đến 2 dBm

- Lớp B: -2 đến 3 dBm


Công suất phát trung bình cho hƣớng lên trên 1 sơi quang tại tốc độ 2,4 Gb/s:

- Lớp A: 0 đến 4 dBm





Ti lệ lỗi bit lớn nhất: 10-10

2.3.1.2. GPON Transmission Convergence (GTC) Layer

GTC Layer gồm co phân lớp đong khung GTC (GTC framing sublayer) và phân

lớp thích ứng hội tụ truyền dẫn (transmission convergence (TC) adaptation sublayer).

Để truyền lƣu lƣơng, trong GPON sử dụng khung GEM (GPON encapsulation-

method) hoặc ATM. Ở định hƣớng đƣờng lên, lƣu lƣơng là đƣơc mang trong các T-

conts (Transmission containers). Bất kì một T-cont đều co thể mang duy nhất lƣu lƣơng

ATM hoặc duy nhất lƣu lƣơng GEM, không thể mang cả hai cùng lúc. Để kết hơp

mang cả hai luồng lƣu lƣơng ATM và GEM trong cùng T-cont thì cần phải đƣơc hổ trơ

bởi một vài loại ATM T-cont và T-cont khung GEM khác. Ở chế độ kép cả hai loại lƣu

lƣơng đƣơc mang đi trong khoảng thời gian một khung 125µs.

Phân lớp đóng khung GTC

Luồng GEM dài 125µs trong khung GPON.Khung dữ liệu của ngƣời dùng co

chiều dài ngẫu nhiên. Giao thức đong goi GEM hổ trơ phân mảnh các khung dữ liệu

ngƣời dùng đồng thời chèn các mào đầu và giá trị PTI đƣơc đánh để nhận dạng ra các

goi đã phân mảnh, nhằm giúp quá trình ghép lại dễ dàng và không mất mát dữ liệu. Quá

trình đong goi GEM đƣơc thực hiện qua các trƣờng hơp sau:

Hình 2.11 : Phân lơp đong khung GTC

Trƣờng hơp nếu khung của ngƣời sử dụng trùng khớp hoặc ngắn hơn khung của

GEM thì sẽ đƣơc đặt vào khung GEM mô tả hình 2.11a) và hình 2.11 c).

Trƣờng hơp nếu khung ngƣời sử dụng dài hơn khung GEM thì sẽ đƣơc phân thành

các mảnh nhỏ để đặt vào khung GEM. Hình 2.11 b).

Chức năng:

Ghép kênh và phân kênh:Phần tải PLOAM và GTC đƣơc ghép kênh vào khung

của TC đƣờng xuống theo các định dạng khung qui định. Định hƣớng đƣờng

lên, mỗi thành phần đƣơc tách từ một nhom đƣờng lên phù hơp đến Bwmap

tƣơng ứng để ghép vào khung đƣờng lên.

a)

User

Frame

GEM Frame GEM

Hader với

PTI=001 GEM

Hader với

PTI=001

GEM Frame GEM Frame GEM

Hader với

PTI=000

User Frame

GEM Frame GEM

Hader với

PTI=001

b) c)



Tạo mào đầu và giai mã: Mào đầu khung GTC đƣơc tạo và đƣơc định dạng

trong khung đƣờng xuống. Cụm mào đầu đƣờng lên đƣơc giải mã. Ngoài ra,

OAM đƣơc đặt vào là thực thi.

Chức năng định tuyến nội bộ dựa trên Alloc- ID: Đƣơc thực hiện cho dữ liệu

đến hoặc từ bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn GEM (GEM TC Adapter) đi.

Phân lớp thích ứng hội tụ truyền dẫn

Phân loại: co ba loại [ITU-T G984.3]

Bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn ATM (ATM TC adapter)

Bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn GEM (GEM TC adapter)

Bộ thích ứng giao diện điều khiển quản lý ONU (OMCI adapter)

2.3.2. Định dạng khung truyền dẫn trong GPON

2.3.2.1. Cấu trúc khung hƣớng xuống

Hình 2.12: Câu truc khung hƣơng xuông

Khung co chiều dài tối đa là 125µs bao gồm các khối điều khiển đƣờng xuống

(PCBd) của 4 byte cho đƣờng truyền xuống và một phần tải.

Khối điều khiển đƣờng xuống (PCBd) gồm: Khối PCBd đƣơc OLT gởi đi đến các

ONU bằng kiểu quảng bá.

Trƣờng đồng bộ vật lý (Psync): Trƣờng này cố định 32 bit và là phần bắt đầu

của mỗi PCBd và no giúp cho các ONU tìm ra phần bắt đầu của khung.

PSync

4 bytes

Ident

4 bytes

PLOAMd

13 bytes

BIP

1 bytes

PLend

4 bytes

PLend

4 bytes

US BW Map

Nx 8 bytes

Khối điều khiển đƣờng xuống PCBd

PCBd

n Phần tải n PCBd

n+1 Phần tải n+1 PCBd

n+2

Phần tế bào

ATM

Phần GEM, TDM

và các phân đoạn

125us



Trƣờng Ident có 32 bit:

Mục đích của trƣờng này là cho phép lựa chọn một số khung GPON của một

nhom lớn hơn và đƣơc gọi là siêu khung (superframe).

Trƣờng sửa lỗi FEC với bit đầu tiên để chi ra co hay không co lỗi trong liên kết

đƣờng xuống. Bit thứ hai dùng trong lƣu trữ và 30 bit còn lại dùng cho bộ đếm siêu

khung (superframe).

Trƣờng thông tin vận hành, quản lý và bảo dƣỡng lớp vật lý PLOAM đƣờng

xuống (Physical layer Operation Administration and Maintenance) gồm:

- 1 byte để nhận dạng ngƣời nhận ONU (ONU-ID)

- 1 byte dành cho nhận dạng bản tin.(Msg ID)

- 1 byte dành cho trƣờng kiểm tra độ dƣ thừa vòng để biết đƣơc sự toàn vẹn

của khung

- Trƣờng CRC dùng kiểm tra lỗi

- 10 byte dành cho bản tin của trƣờng PLOAM

Trƣờng xen kẻ bit chẵn lẻ BIP (Bit Interleaved Parity): 1 byte cho phép ONU

giám sát đƣơc tốc độ bit lỗi.

Trƣờng chiều dài phần tải đƣờng xuốngPlend (payload length): dài 4 byte

ngoài làm chức năng bảo vệ bằng cách kiểm tra các độ dƣ thừa các bit theo chu kì

(CRC) và phần này còn đƣơc truyền lại hai lần trong dữ liệu đƣờng xuống.

Trƣờng USBW map là nơi mà OLT gởi tin hiệu quảng bá xuống tất cả ONU

gồm co các trƣờng:

- Cấp phát ID

- Trƣờng Flag

- Trƣờng bắt đầu và dừng

Trƣờng CRC

FEC Ind

1 bit

Reserve

1 bit

Superframe counter

30 bits

Trƣờng đồng bộ vật lý

ONU ID

1 bytes

Msg ID

1 bytes

Bản tin

10 bytes

CRC

1 bytes

Cấu trúc trƣờng PLOAM



2.3.2.2. Cấu trúc khung hƣớng lên

Độ dài khung đƣờng lên bằng với độ dài khung đƣờng xuống và bằng 125µs. Mỗi

khung co thể truyền dẫn cho một hoặc nhiều ONU hƣớng lên OLT (hình 2.13)

a) Cấu trúc khung

b) Mào đầu hƣờng lên lớp vật lí

c) Khung PLOAM hƣớng lên

d) Báo cáo băng thông động hƣớng lên

e) Thành phần tải khung GEM hoặc phân mảnh

f) Header khung GEM

Các trƣờng trong cấu trúc này:

Mào đầu lớp vật lý đƣờng lên (PLOu)

Quản lý, vận hành, bảo dƣỡng lớp vật lý đƣờng lên (PLOAMu)

Chuỗi định mức công suất đƣờng lên (PLSu)

Phần T-cont gồm:

Phần tải (Payload)

Báo cáo băng tần động đƣờng lên (DBRu)

Bao cao băng tần động đường lên (DBRu ) gồm có hai trường con:

Trƣờng cấp phát băng tần động DBA (Dynamic Bandwidth Assignment)

chiếm 1, 2 hoặc 4 byte

Trƣờng CRC chiếm 1 byte

Phần tai có cấu trúc GEM gồm:

Mào đầu của GEM

Các phân đoạn khung phần tải

Phần mào đầu cua GEM có 40 bit gồm cac thành phần:

Phần chi thị chiều dài của tải PLI co 12 bit

Nhận dạng cổng Port ID 12 bit

Nhận dạng loại tải PTI 3 bit

Kiểm tra lỗi mào đầu 13 bit

Phần tai gồm có:

Phần ATM cells : 53 byte trên cell

Phần GEM bên cạnh mang dữ liệu cận đồng bộ nhƣ SONET hoặc khung dữ

liệu của các mảnh trong goi dữ liệu Ethernet



Hình 2.13: Câu truc khung GTC hƣơng lên

T-

CON

T

T-

CON

T

PL

O

u

PL

O

A

M

u

PL

Su

PLOu

D

BR

U

1

Pa

yl

oa

d

1

D

BR

U

2

Pa

yl

oa

d

2

PL

O

u

D

BR

U

3

Pa

yl

oa

d

3

T-

CON

T

ONU(

A)

ONU(

B)

125

µs

DBA

1, 2

or 4

byte

s.

CRC

1

Byty

es

Prea

mble

a

byte

s

Deli

mite

r b

byte

s

BIP

1

Byte

ONU

_ID 1

byte

Ind

1

byte

ONU

_ID 1

byte

Msg_

ID 1

byte

Mess

age

10

byte

CRC

1

Byty

es

GEM

head

er

Fra

me

frag

men

t

GEM

head

er

Full

Nam

e

GEM

head

er

Fra

me

frag

men

t

PLI

12

bits

Port

_ID

12

bits

PTI

3

bits

HEC

13

bits

a)

b)

c)

e)

f)

d)



2.3.2.3. Phân tích mào đầu của GEM

Hình 2.14: Cấu trúc khung và mào đầu của khung GEM

Chức năng của các thành phần trong mào đầu GEM:

PLI (12 bits): chi thị chiều dài của phần tải.Kích thƣớc 12 bit cho phép phân

mảnh khung dữ liệu lên đến 4095 bytes. Nếu khung dữ liệu ngƣời dùng lớn hơn khung

này, thì sẽ đƣơc chia thành các phân mảnhco kích thƣớc 4095 byte hoặc nhỏ hơn.

Port ID (12 bits): đƣơc sử dụng để cung cấp 4096 danh định lƣu lƣơng co giá

trị duy nhất trong PON. Quá trình ghép kênh sẽ dựa vào giá trị của Port ID.Mỗi Port ID

đƣơc sử dụng duy nhất cho một ngƣời dùng.Mỗi Alloc ID hoặc T-cont co thể truyền

một hoặc nhiều Port ID cùng một lúc.

PTI (3 bits): đƣơc sử dụng để chi ra loại nội dung chứa trong phần tải. Giá trị

này co thể thay đổi đƣơc để cho phù hơp với từng loại nội dung trong tải. Các giá trị

ứng với từng PTI.

HEC (13 bits): cung cấp việc phát hiện lỗi và co chức năng sửa lỗi cho mào

đầu.

Bảng 2.1: Các mã PTI

Mã PTI Mô tả

000 Phân đoạn dữ liệu ngƣời sử dụng, không kết thúc của một

khung

001 Phân đoạn dữ liệu ngƣời sử dụng, không kết thúc của một

khung

010 Đã đăng ký

011 Đã đăng ký

100 GEM OAM, không kết thúc của một khung

101 GEM OAM, không kết thúc của một khung

110 Đã đăng ký

111 Đã đăng ký

Mào đầu

GEM 5 bytes Phần tải GEM L bytes

PLI

12 bits

Port ID

12 bits

PTI

12 bits

HEC

13 bits

Khung GEM



2.3.3. Phân bổ băng tần động (DBA) trong GPON

Nếu theo phƣơng pháp thông thƣờng, không áp dụng phân chia băng thông động

cho các thuê bao thì hiển nhiên băng thông đƣơc chia đều cho các thuê bao. Tuy nhiên,

nếu triển khai thực tế theo hƣớng ấy thì bài toán về băng thông không tối ƣu về hiệu

năng sử dụng vì các thuê bao với các yêu cầu dịch vụ khác nhau cũng nhƣ yêu cầu băng

thông cũng khác nhau cho các thời điểm. Theo chuẩn G.983.4 qui định, co hai loại

phƣơng thức gán băng thông động cho BPON và GPON đo là OLT đong vai trò chủ

động và ONT đong vai trò chủ động.

OLT đong vai trò chủ động: OLT sẽ tiến hành việc giám sát nhu cầu sử dụng băng

thông của ONT tại các thời điểm khác nhau.Dựa trên số cell ATM nhàn rỗi và khung

GEM nhàn rỗi mà no nhận trong khung GTC ở hƣớng lên. Với cách thực hiện nhƣ vậy,

phƣơng thức này còn đƣơc biết với tên gọi điều chinh băng thông động theo hƣớng

“điều chinh cell nhàn rỗi”. Ngoài ra no còn đƣơc gọi là điều chình băng thông theo

hƣớng báo cáo không trạng thái (NSR-Non-Status Reporting).

ONT đong vai trò chủ động: ONT báo cáo trạng thái bộ đệm đến OLT. Do vậy no

đƣơc gọi là báo cáo trạng thái bộ đệm hay báo cáo trạng thái - SR (Status Reporting).

Chi thị nhu cầu băng thông trong loại T-cont thì đƣơc truyền trong vùng overhead lớp

vật lí cụ thể hơn là vùng báo cáo băng thông động DBRu. OLT sử dụng thông tin báo

cáo trạng thái để quyết định phân bổ băng thông phù hơp cho mỗi vị trí ID.

CHƢƠNG III: BÀI TOÁN THIẾT KẾ FTTH DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ GPON


CHƢƠNG III: BÀI TOÁN THIẾT KẾ FTTH DỰA TRÊN CÔNG

NGHỆGPON

Trong chƣơng này sẽ phân tích hai bài toán thiết kế mạng FTTH dựa trên công

nghệ GPON. Trong đo bao gôm ca viêc thiêt kê dung lƣơng môt OLT va xet đên kha

năng tinh kha thi triên khai cho thiêt kê dƣ đinh.

3.1. Tính khả năng phục vụ của một OLT

Trên thực tế, mỗi OLT gồm co nhiều card hƣớng xuống, mỗi card lại gồm nhiều

Port, và mỗi một port sẽ kết nối với Splitter. Mặt khác, với mỗi kiến trúc (mà ở đây là

kiến trúc dựa theo chuẩn ITU-T) thì ti lệ splitter cũng phải co một ti lệ nhất định.

Trong chuẩn G984.3 cho GPON qui định ti lê này lớn nhất là 1:128 và khoang

cach lớn nhất từ OLT đến ONT là 20 km.

Hơn nữa, ở đây chúng ta còn phải phân tích xem, chúng ta thiêt kê để cung cấp

dịch vụ gì, từ đo tính toán băng thông cần thiết cho mỗi thuê bao.

Nhƣ vây, viêc cân thiêt ơ đây la chung ta phai đƣa ra đƣơc cac loai dich vu cung

câp hoăc cac m ức băng thông co thể cung cấp . Tƣ đo, sẽ tính toán mỗi OLT co thể hỗ

trơ tôi đa bao nhiêu thuê bao cho môi loai dich vu , cân bao nhiêu splitter đê cung câp

loại dịch đo với ti lệ chia mỗi splitter là bao nhiêu . Trong bai toa n 1 chi áp dụng tính

toán với 1 tâng splitter.

Trong mô hinh nay , môi OLT sẽ cung cấp đầy đủ loại dịch vụ nhƣ đã đƣơc thiết

kê. Tuy nhiên, môi OLT se cân bao nhiêu card cho loai dich vu đo tuy thuôc vao sô thuê

bao cua loa i dich vu đo nhiêu hay it và dĩ nhiên phải co card dự phòng cho những

trƣơng hơp phat sinh thuê bao ngoai dƣ kiên, đap ƣng tai cho môt card bât ki nao đo bi

sƣ cô. Trong hinh ve dƣơi đây, bài báo cáosẽ đi sâu phân tích vê hƣơng thiêt kê t hƣc tê

trƣơc khi tinh toan nhƣ sau:

Bươc 1:Xác đinh loai dich vu cung câp hoăc mưc tôc đô cung câp.

Viêc đâu tiên la phai xac đinh ro mô hinh thiêt kê đê cung câp cho loai hinh dich

vụ hoặc loại tốc độ nhƣ thế nào , sau đo se tiên hanh phân tich dung lƣơng phuc vu cua

môi OLT.

Tuy nhiên, co thể thấy một vấn đế phát sinh xảy ra ở đây khi thử phân tích theo

chiêu hƣơng nhƣ sau: giả sử nhà cung cấp dịch vụ muôn cung câp cho môi thuê bao tôc

đô 10 Mbit/s ơ hƣơng xuông, nhƣ vây vơi tôc đô môt port hƣơng xuông là 2,5Gbit/s

cung câp đƣơc cho 250 thuê bao. Nhƣ vây cân môt ti lệ chia splitter là 1:250. Điêu nay

không phu hơp theo qui đinh ti lê chia lơn nhât cho GPON la 1:128.



Nhƣ vây , viêc xac đinh băng thông cho môi thuê bao không phai la tuy tiên ma

dƣa trên tôc đô hƣơng xuông va ti lê splitter ma chung ta đinh dung.

Tuy nhiên , nhà cung cấp dịch vụ vẫn co thể đƣa ra các vùng cung cấp dịch vụ

khác nhau dƣa trên tôc đô phân bô cho môi thuê bao đap ƣng vơi nhu câu thƣc tê tƣng

thơi điêm, tƣng vung miên, tùy vào mô hinh triên khai va hƣơng mơ rông dich vu .

Bươc 2:Xác đinh sô lương card cung câp cho môi loai hinh dich vu cho OLT

Theo nhƣ mong muôn ban đâu , môi OLT se co nhiêm vu cung câp đu loai hinh

dịch vụ nhƣ đã thiết kế. Và vì ở đây, bài toán chi xét đến vấn đề gán băng thông cố định

cho môi thuê bao cho nên chung ta phai phân đinh ro sô lƣơng card phụ trách cho mỗi

loại dịch vụ trên OLT là bao nhiêu . Muôn phân bô hơp li thi phai hoan toan dƣa vao

phân tich nhu câu cua cac loai thuê bao .

Trong bai toan thiêt kê nay , ta se lây ra môt sô trƣơng hơp điên hinh nhƣ sau đ ể

thiêt kê cho hê thông dƣa vao bang sau:

Tôc đô hƣơng xuông Ti lệ chia Tôc đô tôi đa môi thuê bao

2,5 Gbit/s

1:128 19,125 Mbit/s

1:96 25,5 Mbit/s

1:64 38,25Mbit/s

1:32 76,5 Mbit/s

Bảng 3.1: Ti lệ chia và các mức tốc độ điên hinh

Theo liên minh viên thông quôc tê ITU -T, bô phân FSAN (Full Service Access

Network) thì băng thông hƣớng xuống để cung cấp cho dich vu triple-play cho môt thuê

bao đơn le la 73 Mbit/s. Bao gôm 3 kênh HDTV (3 x 20Mbit/s=60Mbit/s), truy câp

Internet tôc đô cao (10Mbit/s), hôi nghi truyên hinh (2Mbit/s),các dịch vụ điều khiển từ

xa (1 Mbit/s).

Dịch vụ ADSL2+ co tốc độ hƣớng xuống tôi đa la 24 Mbit/s.

Nhƣ vây, vơi tôc đô hƣơng xuôn g tôi đa 2,5 Gbit/s va ti lê chia cua Splitter , hoàn

toàn co thể cung cấp đƣơc những nhu cầu dịch vụ cần thiết .



Bươc 3:Xác đinh cach phân bô OLT cung câp

Hình 3.1: Sƣ phân bô OLT

Trong bai toan nay , chúng ta phân tích môt mô hình với ba OLT đảm nhận ba

vùng vị trí khác nhau đảm bảo các điều kiện nhƣ sau :

Môt OLT se đam nhân cung câp dich vu cho hai vùng còn lại, no sẽ không cung

câp dich vu cho vung đia li ma no đang đƣng .

Khoảng cách từ OLT vùng A đến ranh giới vùng và biên xa nhất của vùng B va

C năm trong khoang không qua 20Km va tƣơng tƣ cho cac OLT ơ vung B va C .

Nhƣ đa phân tich ơ trên ,ở đây chúng ta sẽ để lạ i môt sô card dƣ phong cho hai

trƣơng hơp chinh : môt trong nhƣng card đang phuc vu bi sƣ cô , không co kha

năng phuc vu va danh cho trƣơng hơp co thuê bao phat sinh ơ vung dich vu nao

đo ma hê thông vân chƣa triên khai mơ rông ki p đê đap ƣng . Vơi mong muôn

thiêt kê răng , khi sô lƣơng thuê bao tăng lên , chúng ta cần phải tăng số lƣơng

OLT phuc vu va “hoan tra” lai sô card dƣ phong đa “mƣơn tam” trên môi OLT

để đáp ứng nhu cầu hài long trong câp dich vu cho khach hang.

A



Vì vậy trong bài toán này, sẽ đƣa ra công thức tính toán số thuê bao mà mỗi OLT

co thể phục vụ dựa trên loại dịch vụ đo:

Thông số đầu vào

- Số Card cung câp cho môi dich vụ và số port trên mỗi card

- Kiến trúc sử dụng(theo G984.3) cho GPON

- Tốc độ mỗi đƣờng hƣớng xuống

- Ti lệ chia của splitter

Thông số đầu ra

- Số thuê bao phục vụ tối đa của OLT dƣa trên loai dich vu (hoăc băng thông)

chọn lựa.

- Số Splitter cần sử dụng.

Lý thuyết tính toán

Qui ƣớc gọi các thông số nhƣ sau:

- Số card: C

- Số port trên mỗi card hƣớng xuống: P

- Tốc độ mỗi đƣờng hƣớng xuống: T (Gb/s)

- Băng thông cung cấp cho mỗi thuê bao: B (Mb/s)

- Ti lệ chia của splitter: 1: N

Dựa trên thông số đầu vào và yêu cầu về đầu ra ta sẽ tính toán nhƣ sau:

- Số đƣờng hƣớng xuống: C x P = D đƣờng

- Số thuê bao phục vụ tối đa: C x P x N = X thuê bao

- Số splitter: X/N = S splitter

3.2. Tính toán tính khả thi và mô hình khuyến nghị với bộ khuếch đại

Trên thực tế, các nhà cung cấp dịch vụ vẫn áp dụng khoảng cách truyền dẫn tối đa

cho mạng phân phối quang (từ OLT đến ONT) tối đa là 20 Km và ti lệ chia splitter nhƣ

chuẩn qui định nhƣng hầu nhƣ không áp dụng một tầng phân chia splitter vì lí do lƣơng

phân bố dân cƣ dùng FTTH hiện nay chƣa cao, nên không thể phân bố tập trung đƣơc.

Thay vào đo, thƣờng là chia ra hai tầng splitter nhƣ hình minh họa dƣới đây để phân bố:



Hình 3.2: Mô hinh kiên truc 2 tâng splitter

Nhƣ vậy, giả sử nhƣ chúng ta chọn ti lệ phân chia splitter là 1:64, thay vì chọn

một tầng splitter (chi co một splitter 1:64) thì ở đây ta chọn phƣơng án dùng hai tầng

splitter loại 1:16 và loại 1:4 để phân phối. Chính điều này nảy sinh một vấn đề mới

trong thiết kế thực tế là suy hao của mạng phân phối sẽ tăng lên và co khả năng không

triển khai đƣơc.

Nhƣ vậy, trong bài toán này ta sẽ chọn phƣơng án thiết kế 2 tâng splitter với các

thông số và tính toán lý thuyết nhƣ sau:

Thông số đầu vào

- Số tầng splitter

- Công suất phát hƣớng xuống: Pd(dBm) từ OLT

- Công suât phat hƣơng lên: Pu (dBm) tƣ ONT

- Suy hao của splitter: As (dB)

- Suy hao của connector: Ac (dB)

- Suy hao của sơi quang: Ao (dB/Km)

- Chiều dài ODN: L=20 Km

- Độ nhạy của ONT: Sont (dBm)

- Độ nhạy của OLT: Solt(dBm)

- Margin dƣ phong cho hê thông: Am (dB)

Thông số đầu ra

- Công suất thu đƣơc tại ONT: Pont (dBm)

- Công suât thu đƣơc tai OLT: Polt (dBm)

- Kết luận về tính khả thi: triển khai đƣơc hay không

OLT

Splitter 1:4

Splitter 1:16

Splitter 1:16

Splitter 1:16

Splitter 1:16

ONT

Đến 16 ONT

tối đa 20 Km

1310 nm

1490 nm



- Nếu không, đƣa ra mô hình khuyến nghị với bộ khuếch đại sau đầu phát với

độ lơi G.

Lý thuyết tính toán(mô hinh kêt nôi dƣa trên hinh 3.3)

Hình 3.3: Liên kêt vât li tƣ OLT đên ONT

Công suất nhận đƣơc ở ONT: Pont = Pd – As – Ac – Ao1 – Am (3.1)

Công suât nhân đƣơc ơ OLT : Polt = Pu – As – Ac – Ao2– Am (3.2)

Trong đó :

Ac là tính tổng suy hao của các conector. Ở đây sẽ chọn 4 loại connector điển hình

thƣơng đƣơc dùng trong thiêt kê la : ST, MPO, FDDI, MTRJ. Suy hao cua cac loai se

đƣơc liêt kê trong bang bên dƣơi:

Loại Connector Suy hao

ST 0,3 dB

MPO 0,35 dB

FDDI 0.5 dB

MTRJ 0.7 dB

Bảng 3.2: Thông sô cac loai connecter

ST MPO FDDI MTRJ



Ao1 = α1 x L (với α1 là hệ số suy hao của sơi quang ở hƣớng xuống)

Ao2 = α2 x L (với α2 là hệ số suy hao của sơi quang ơ hƣơng lên)

Vì bƣớc song hƣớng xuống là 1490nm va bƣơc song hƣơng lên la 1310nm nên

suy hao cua cua sơi quang ơ hƣơng lên va hƣơng xuông cung khac nhau.

Dƣa vao ITU-T G.652 và đồ thị suy hao của sơi quang dƣới đây ta co suy hao của

bƣơc song hƣơng xuông 1490nm la α1 = 0,35dB/Km; bƣơc song hƣơng lên 1310nm co

suy hao α2 = 0,5dB/Km.

Bảng 3.3: Tiêu chuân ITU-T G.652 vê suy hao sơi quang

Hình 3.4: Các vùng suy hao của sơi quang

Ở đây, suy hao tổng cộng của môtsplitter đƣơc tính theo công thức: 10log(N), măt

khác còn co các loại suy hao khác nhƣ suy hao xen , suy hao vƣơt mức, suy hao do phan

hôi, suy hao do phân cƣc (PDL)…. Trong đo, hai loại suy hao ảnh hƣởng đáng kể nhất

của splitter là suy hao xen và suy hao phân cực .



Tuy nhiên, để phù hơp với thực tế ở đây ta sẽ c họn thiết kế trên Splitter loại PLC

của hãng LinkStar. Loại này thƣờng đƣơc ứng dụng trong FTT H noi chung va PON noi

riêng.

Bảng 3.4: Thông sô splitter PLC

Amlà suy hao dự phòng cho hệ thống (Margin) gôm co Margin cho sơi quang va

Margin cho thiêt bi . Ở đây ta chọn giá trị Am= 4dB dƣa vao ITU-T G.709 (qui đinh cac

thông sô cho mang truyên tai quang).

Nếu công suât nhân đƣơc ơ ONT hay OLT nho hơn đô nhay cua thiêt bi thi chung

ta không thê triên khai đƣơc , phải cần co bộ khuếch đại đặt sau hƣớng phát nhằm bù lại

công suất bị thiếu. Ở đây co một vấn đề phát sinh là sẽ dùng bộ khuếch đại loại nào . Co

hai loai bô khuêch đai đƣơc dung nhiêu nhât hiên nay la khuêch đai quang sơi (OFA-

Optical Fiber Amplifier) và khuếch đại quang bán dẫn (SOA-Optical Semiconductor

Amplifier).

Tuy nhiên , loại khuếch đại quang sơi co nhiều loại (tùy theo loại đất hiếm đƣơc

pha bên trong vung khuêch đai ) nhƣng môi loai lai co vung bƣơ c song khuêch đai qui

đinh.

PLC Splitter



Loại OFA Vùng bƣớc sóng khuếch đại

EDFA

(Erbium-Doped Fiber Amplifier)

1530nm – 1565nm

PDFA

(Praseodymium-Doped FiberAmplifie)

1280nm – 1340nm

TDFA

(Thulium-Doped Fiber Amplifier)

1440nm -1520nm

NDFA

(Neodymium-Doped Fiber Amplifier)

900nm, 1065nm

hoặc 1400nm

Bảng 3.5: Vùng bƣớc sóng khuếch đại của OFA

Nhƣ vây, nêu dung OFA đê khuêch đai thi phai dung loai TDFA cho hƣơng xuông

(bƣơc song 1490nm) và loại PDFA cho hƣớng lên (1310nm). Tuy nhiên, 2 loại này hầu

nhƣ chƣa đƣơc dung trong các hệ thống mạng truyền dẫn quang , chi co loại EDFA đƣơc

chuân hoa va dung rông rai ,nhƣng loai nay không đap ƣng đƣơc cho bai toan thiêt kê

này.

Bài toán sẽ dùng loại SOA để khuếch đại cho cả 2 hƣơng lên hoăc hƣơng xu ống

hoăc cho ca 2 hƣơng, tùy theo trƣờng hơp . Vì SOA co vùng bƣớc song khuếch đại rất

rông. Cụ thể ở đây sẽ dùng b ộ khuếch đại SOA loại SAO 11p của hang Alphion đê thiêt

kê vơi vung bƣơc song đƣơc khuê ch đai tƣ 1000nm đến 1600nm, vơi đô lơ i năm trong

khoảng từ 5-30dB va công suât ngo ra bao hoa Psat = 12dBm.

Hình 3.5: Bô khuêch đai SAO11b

CHƢƠNG IV: PHÂN TICH KÊT QUA BAI TOAN THIÊT KÊ


CHƢƠNG IV: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ BÀI TOÁN THIẾT KẾ

Trong Chƣơng 3 đa phân tich cơ sơ ly thuyêt cung nhƣ cac thông sô tham chiêu đê

thiêt kê 2 bài toán thực tế . Trong chƣơng nay , sẽ phân tích các kết quả cũng nhƣ nêu

điêm han chê ma chƣơng trình thiết kế chƣa triển khai đƣơc để làm tiền đề cho hƣớng

nghiên cƣu mơ rông.

4.1. Phân tich bai toan “Tính khả năng phục vụ của OLT”

Đê mô phong cho bai toan thƣ nhât , bài báo cáo sẽ dùng chƣơng trình Matlab làm

chƣơng trình hỗ trơ giao diện và tính toán.

Bài báo cáo sẽ dũng loại OLT của hãng Alcatel co số hiệu P -OLT 7432 để làm cơ

sơ mô phong vơi cac thông sô nhƣ sau:

Sô card hƣơng xuông max: 14 card

Sô port trên 1 card: 4 port

Co 3 loại ti lệ chia sẽ đƣơc chọn dùng ở đây : 1:32; 1:64 và 1:128 cho mô phong

tƣơng ƣng vơi 3 mƣc tôc đô ma nha cung câp dich vu co thê đƣa ra .

Vơi 3 ti lệ chia ấy , ứng với mỗi ti lệ chia sẽ dùng 4 card đê cung câp , nhƣ vây sẽ

co 4 x 3 = 12 card dung cung câp dich vu va con lai 2 card cho vân đê dƣ phong nhƣ đa

noi ở Chƣơng 3.



Hình 4.1: P-OLT 7432

Alarm

Control

Unit

Card

2 Card

kêt nôi

mạng

loi

P-OLT 7432

Card

hƣớng

xuông

Card hƣơng xuông P-OLT

7432



Vơi ti lê splitter 1:32

Thông sô đâu vao:

Sô card: C = 4

Sô port trên 1 card: P = 4

Ti lê chia: N = 32

Tôc đô hương xuông: V = 2,5 Gb/s

Thông sô đâu ra:

::: Sô thuê bao tôi đa = C x P x N = 4 x 4 x 32 = 512 thuê bao

::: Tôc đô tôi đa cho môi thuê bao la: (vx1000)/N = 78,125 Mb/s

::: Sô splitter 1:32 cân thiêt = C x P = 16 splitter

Dƣa theo phân tich ơ chƣơng 3, nhà cung cấp dịch vụ nếu dùng số card nhƣ trên

và ti lệ chia là 1:32 thì hoàn toàn co thể cung cấp dịch vụ Triple-play cho 512 thuê bao.



Vơi ti lê splitter1 :64

Tƣơng tƣ nhƣ trên, đôi vơi ti lê 1:64 ta co:


Sô card : C = 4

Sô port trên 1 card : P = 4

Ti lê chia : N = 64

Tôc đô hương xuông : V = 2,5 Gb/s


::: Sô thuê bao tôi đa = C x P x N = 4 x 4 x 64 = 1024 thuê bao.

::: Tôc đô tôi đa cho môi thuê bao la : (vx1000)/N = 39,0625 Mb/s.

::: Sô splitter 1:64 cân thiêt = C x P = 16 splitter.

Vơi kêt qua nhƣ trên , nhà cung cấp dịch vụ co thế dùng 16 splitter vơi ti lê chia

1:64 cung câp cho 1024 thuê bao vơi tôc đô tôi đa cho môi thuê bao la 39 Mb/s.



Vơi ti lê splitter 1:128

Vơi ti lê chia 1:128, đây la ti lê chia lơn nhât đƣơc khuyên cao bơi ITU -T cho

GPON, cũng đồng nghĩa rằng đây là mức tốc độ thấp nhất m à GPON co thể cung cấp

cho môt thuê bao.


Sô card : C = 4

Sô port trên 1 card : P = 4

Ti lê chia : N = 128

Tôc đô hương xuông : V = 2,5 Gb/s


::: Sô thuê bao tôi đa = C x P x N = 4 x 4 x 128 = 2048 thuê bao

::: Tôc đô tôi đa cho môi thuê bao la : (vx1000)/N = 19,5313 Mb/s

::: Sô splitter 1:128cân thiêt = C x P = 16 splitter

Dƣa trên kêt qua mô phong , vơi ti lê chia lơn nhât la 1:128, GPON co thê cung

câp tôc đô nho nhât cho môi thuê bao la 19,5 Mb/s.

Tom lại, tùy theo ti lệ chia của Splitter mà nhà cung cấp dịch vụ co thể cung cấp

các goi tốc độ khác nhau . Ở đây, bài báo cáo dùng tốc độ 2,5Gb/s cho ca hƣơng xuông

và hƣớng lên nên khi noi đến tốc độ của mỗi thu ê bao la noi đên t ốc độ của 2 hƣơng

nhƣ nhau.

Nhƣ vây, hoàn toàn co thể đặt ngƣơc lại một vân đê răng: nêu khach hang muôn

môt goi dịch vụ co tốc độ cố định là X chẳng hạn thì nhà cung cấp dịch vụ co thể không

đap ứng đƣơc vì nhƣ bài toán này đặt ra , tôc đô cung câp cho môi thuê bao phu thuôc

hoàn toàn và o ti lệ chia của splitter . Nhƣng thƣc tê cung câp dich vu viên thông hiên



nay cho thây răng : nhà cung cấp dịch vụ đƣa ra các goi tôc đô va khach hang chon lƣa

goi tốc độ phù hơp chứ không co hƣớng ngƣơc lại là khách hàng yêu cầu goi tốc độ và

nhà cung cấp dịch vụ thiết kế để cung cấp .

Tuy nhiên , mang tâm vi mô thi bai toan thiêt kê con phai quan tâm đên vân đê

cung câp băng thông cho thuê bao môt cach linh hoat , co nhƣ vậy thì mới co thể biến

FTTH noi chung va GPON noi riêng lam công nghê truyên dân chinh trong tƣơng lai

đƣơc.

4.2. Phân tich bai toan “Tính khả thi và mô hinh khuyên nghi”

Nhƣ đa phân tich ơ Chƣơng 3, ở đây bài báo cáo sẽ tha y đôi 3 thông sô chinh cua

môt kêt nôi tƣ OLT đên ONT: công suât phat, khoảng cách và ti lệ chia của splitter . Các

thông sô khac nhƣ loai connector , loại splitter không phân tich ơ đây vì các loại này co

thê thay đôi dê dang . Vê sô tâng splitter , vân giƣ nguyên la 2 tâng cho thiêt kê , vì thực

tê cac nha cung câp dich vu thƣơng không dùng lớn hơn con số này.

Thông sô cua cac thiêt bi splitter , connector, suy hao cua sơi quang đƣơc noi ro ơ

Chƣơng 3. (Hình 3.3)

Tƣ thông sô trên cua splitter , bài báo cáo xây dựng bảng suy vơi 2 tâng splitter

nhƣ sau:

Tông ti lê chia Suy hao (dB)

128 24,7

96 23.6

72 22.7

64 21

48 20,5

32 17,5

24 16,8

16 14,6

12 13,8

8 11,2

4 7.9

Bảng 4.1: Bảng suy hao của splitter



Vê đô nhay cua ONT va OLT bài báo cáo tham khảo bảng IV .1/G.984.2 ITU-

T.Theo bảng này thì OLT và ONT co độ nhạy -34 dBm vơi đô chinh xac la ± 3dB.

Nhƣng trên thƣc tê , các nhà cung cấp dịch vụ thƣờng sử dụng thiết b ị OLT và ONT co

đô nhay -29dBm. Và công suất phát nhƣ đã noi ở mục 2.3 của Chƣơng 2, phụ thuộc vào

suy hao cua ODN.

Bảng 4.2: Thông sô khuyên nghi cua ONT va OLT

4.2.1 Phân tich 1: Anh hương cua ti lê chia

Trong trƣơng hơp nay , bài toán sẽ thử thay đổi ti lệ chia trong khi giữ nguyên

công suât phat va khoang cach nhăm đanh gia sƣ anh hƣơng cua thông s ố này lên hê

thông nhƣ thê nao vơi cac thông sô nhâp vao nhƣ sau:

::: Các thông sô đâu vao:

Công suât phat tai OLT: 9 dBm

Công suât phat tai ONT: 8 dBm

Khoảng cách từ OLT đến ONT: 20 Km

Dô nhạy bộ thu OLT và ONT : -29 dBm

Loại connector : ST

Loại splitter : PLC

::: Các thông sô đâu ra đƣơc tinh toan nhƣ sau :

Suy hao do cac splitter (As): ở đây ta dùng hai splitter cho môt công ra tai

OLT, trƣơng hơp đâu tiên vơi ti lê chia la 1:128 ta co suy hao do splitter gây

ra la 24,7 dB.

Suy hao do connector ST gây ra: Ac = 5 x 0,3 = 1,5 dB



Suy hao cua sơi quang: - Hƣơng xuông: Ao1 = 20 x α1=0,35 x 20=7 dB

- Hƣơng lên: Ao2 = 20 x α2 = 0,5 = 10 dB

Tông suy hao cua ODN:

Hƣơng xuông: AODNdown = As+Ao1+Ac+Am= 24,7+7+1,5+3 = 36,2 dB

Hƣơng lên: AODNup = As+Ao2+Ac+Am= 24,7+7+1,5+3 = 39,2 dB

Dƣa vao công thƣc 3.1 và 3.2, ta co:

Công suât thu đƣơc ơ ONT: Pont = Pd – AODNdown = 9 – 36,2 = -27,2 dBm

Công suât thu đƣơc ơ OLT: Polt = Pu– AODNup = 8 – 39,2 = -31,2 dBm

Nhƣ vây, ở đây bài toán dùng công suất phát lớn nhất cho hƣớng xuống và hƣớng

lên, khoảng cách lớn nhất và ti lệ chia lớn nhất . Kêt qua cho thây, công suât phat hƣơng

lên dù lớn nhất vẫn bị thiếu 2,2dBm va đƣơc khuyên nghi dung Mô hình 2 (dùng bộ

khuêch đai sau sau đâu phat ONT).

Hình 4.2: Mô hinh 2



Đê xet tinh anh hƣơng cua ti lê chia lên tinh kha thi (không dung bô khuêch đai

cho hê thông ) bài thiết kế giảm ti lê chia xuông vơi ca c ti lê nho hơn nhƣ 1:96; 1:72;

1:64

Và với ti lệ chia 1:64 thì công suất thu cho cả 2 hƣơng đê thoa man lơn hơn đô

nhạy, nghĩa là không cần dùng bộ khuếch đại .

Hình 4.3: Mô hinh kha thi

Vơi kêt quả này, nhà cung cấp dịch vụ co thế cung cấp 4 x 4 x 64= 1024 thuê bao

vơi tôc đô 2 hƣơng la 39 Mb/s (dƣa trên phân tich cua muc 4.1). Nêu muôn cung câp

nhiêu hơn sô thuê bao thi phai giam khoang cach va co thê dung mô hin h khuyên nghi

vơi cac bô khuêch đai mơi co thê đap ƣng đƣơc . Đê thây đƣơc điêu đo , bài báo cáo

phân tich trong trƣơng hơp thƣ 2 nhƣ sau.



4.2.2 Phân tich 2: Anh hương cua khoảng cách tư OLT đên ONT

Bài báo cáo lấy trƣờng hơ p cua phân tich 1 nhƣ trên , trƣơng hơp ti lê chia la

1:128, công suât phat hƣơng lên d ù lớn nhất vẫn bị thiếu 2,2dBm va đƣơc khuyên nghi

dùng Mô hình 2 (dùng bộ khuếch đại sau sau đầu phát ONT ). Nhƣ vây, muôn dung ti lê

chia nay ma không cân dung bô khuêch đai thi phai giam khoang cach tƣ OLT va ONT

vì công suất phát cho cả 2 hƣơng la lơn nhât và không thể tăng lên thêm . Ở đây , vơi

khoảng cách là 15 Km thi công suât nhân đƣơc ơ bô thu OLT và ONT đề lớn hơn độ

nhạy nhƣ hình minh họa mô tả .

Nhƣ vây vơi khoang cach nay , nhà cung cấp dịch vụ co thể cung câp

4 x 4 x 128 = 2048 thuê bao vơi tôc đô 2 hƣơng la 19,5 Mb/s (nhƣ đa phân tich ơ

mục 4.1).



4.2.3 Phân tich 3: Sư ảnh hương cua công suất phát lên mô hinh triển khai

Trong Phân tích 1, bài báo cáo đã cho thấy rằng , vơi ti lê chia splitter 1:64 và

khoảng cách 20Km thi thiêt kê kha thi ma không cân dung bô khuêch đai . Tuy nhiên,

đo la vơi công suât phat hai đâu la cƣc đai . Bây giơ nêu trong trƣơng hơp kha thi cua

phân tich 1 vơi khoang cach OLT đên ONT la 20Km va ti lê chia la 1:64 nhƣng giam

công suât phat xuông 1 mƣc nao đo thì bộ thu ở OLT và ONT đêu không thu đƣơc mƣc

tín hiệu nhỏ hơn độ nhạy nhƣ trong hình bên dƣới minh họa .

Tƣ kêt qua nay co thê thây răng vơ i môt ti lê chia nhât đinh, môt khoảng cách nhất

đinh thi mô hinh kha thi (không cân dung bô khu ếch đại ) vơi môt ngƣơng công suât

phát. Nhƣ trong trƣơng hơp nay , công suât phat tai O LT không thê be hơn 3,5 dBm va

công suât phat tai ONT không thê be hơn 6,5 dBm.

Hình 4.4: Mô hinh 3



4.2.4 Phân tich 4: Trương hơp cân chu y khi thiêt kê

Co một trƣơng hơp sau đây rât cân chu y trong khi thiêt kê hê thông . Vơi gia sƣ

nhƣ sau: nhà cung cấp dịch vụ cần ti lệ chia 1:128, khoảng cách tối đa là 20Km va phat

công suât tôi đa , săn sang dung bô khuêch đai cho ca 2 hƣơng nêu mƣc công suât thu

không đu đê phu rông vung cung câp dich vu . Kêt qua đƣơc thê hiên trong hinh bên

dƣơi.

Nhƣ vây, công suât hƣơng xuông cân bù thêm ở hƣớng xuống là 0,2 dBm va công

suât cân bu cho hƣớng lên là 4,2 dBm, đông nghia vơi viêc công suât phat hƣơng xuông

tôi thiêu la 9,2 dBm va công suât pha t hƣơng lên tôi thiêu la 12,2 dBm. Vơi bô khuêch

đai loai SAO 11p đƣơc chon dung trong thiêt kê vơi mƣc công suât ng õ ra bao hoa la

12dBm thi ro rang răng không thê nao đap ƣng đƣơc công suât phat cho hƣơng lên .

Trong trƣơng hơp nay nha cung câp dich vu co thê thay đôi loai connector vơi suy

hao nho hơn đê thiêt kê vân co thê đap ƣng đƣ ơc nhƣ hình dƣới minh hoa . Tuy nhiên ,

nêu xet vê lâu dai , công suât phat đa lên tôi đa , bô khuêch đai cho công suât ngo ra bao

hòa nhƣ vậy nhƣng vẫn không cho công suất thu lớn hơn độ nhạy nhiều thì nếu hệ

thông gia tăng sƣ lao hoa, gia tăng sô môi han thi kiên truc nay hoan toan không thê kha

thi.



Tom lại,nhƣ cac trƣơng hơp đa phân tich nhƣ trên , viêc tinh toan công suât phat , ti

lê chia hay khoang cach , loại connector đƣơc dùng , loại spli tter hay sơi quang cho hê

thông đêu phai hêt sƣc cân trong , tránh trƣờng hơp mô hình thiết kế đƣa ra co công suất

thu tai bô thu cua OLT va ONT qua be.


KÊT LUÂN

Thông qua nội dung bôn chƣơng c ủa bài báo cáo, công nghệ mạng quang truy

nhập FTTH và bài toán thiết kế mạng FTTH dƣa trên công nghê GPON đã đƣơc giới

thiệu một cách rõ ràng nhất trong khả năng của ngƣời viết.

Công nghệ FTTH dựa trên công nghê GPON nhƣ đã đƣơc trinh bay ở trên, với

mạng phân phối quang thụ động,chiêm ƣu thê trong viêc triển khai mạnh các dịch vụ

băng rộng với tốc độ co thể lên đến 2,5 Gbps cho ca hai hƣơng . Tuy nhiên, hiện tại các

dịch vụ nhƣ VoIP và truyền hình cáp hâu nhƣ chƣa đƣơc triển khai trên công nghê nay

tại Việt Nam.

Nhìn nhận khách quan từ lơi ích mà mạng truy nhập FTTH dựa trên công nghệ

GPON co thể mang lại. Co thể khẳng định rằng: công nghệ này sẽ giải quyết vấn đề

“khát” băng thông trong tƣơng lai và giải quyết các yêu cầu của các doanh nghiệp lớn

hiện nay. Nếu triển khai cho đa số ngƣời dùng thì các nhà cung cấp dịch vụ noi chung

phải giải quyết đồng bộ nhiều vấn đề để giá cả dịch vụ “gần gũi” hơn với túi tiền của

ngƣời dân.

Nội dung bài báo cáo đã cố gắng bám sát nôi dung chinh cua đê cƣơng. Tuy nhiên,

cần nhìn nhận rõ rằng nội dung vẫn còn nhiều vấn đề chƣa làm rõ đƣơc . Xét về mô hình

kiên truc của PON, bài báo cáo chƣa làm rõ đƣơc kết nối từ OLT lê n mang loi cung câp

dịch vụ và tính dự phòng đảm bảo cung cấp dữ liệu liên tục cho khách hàng . Vê bai

toán thiết kế vẫn chƣa xét đƣơc các thông số khác ảnh hƣởng lên hệ thống nhƣ ti số tín

hiêu trên nhiêu va ti lê lô i bit cung nhƣ môi liên quan giƣa cac thông sô nay vơi tôc đô

và khoảng cách truyền dẫn . Đo cung chinh la hƣơng mơ cho bai bao cao .

Nhƣ lời kết, em xin gửi lời cảm ơn sâu săc nhât đến thầy Đỗ Văn Việt Em, đã

trang bị cho em kiến thức về mạng truyền tải quang cũng nhƣ trực tiếp phân tích nội

dung chính cần thực hiện cho bài báo cáo. Chính những kiến thức này xây dựng nên

vấn đề cốt lõi của bài báo cáo. Cảm ơn bạn Nguyễn Thùy Vân – Lớp Đ07VTA3, Học

Viện CN Bƣu Chính Viễn Thông, cơ sở Hồ Chí Minh đã hỗ trơ để bài báo cáo hoàn

thành đúng thời hạn.

TỪ VIẾT TẮT

ADSL Asymmetric digital subscriber line

APD Avalanche photodiodes

APON ATM-passive optical network

ATM Asynchronous transfer mode

BPON Broadband passive optical network

CO Centre office

CRC Cyclic redundancy check

DBA Dynamic bandwidth allocation

DBRu Dynamic bandwidth report upstream

EMS Element management system

EPON Ethernet passive optical network

FCS Frame check sequence

FEC Forward error correction

FSAN Full service access network

FTTH Fiber to the home

GEM

GMII

GPON encapsulation method

Gigabit Media Independent Interface

GPON Gigabit-capable passive optical network

GTC G-PON transmission convergence

HEC Header error control

IEEE Institute of electrical and electronics engineers

IPACT Interleaved polling with adaptive cycle time

ITU-T International telecommunication union – telecommunication

standardization

LLID Logical link identifier

MAC Medium access control

MIB Management information base

MPCP Multi-point control protocol

MPCPDU Multi-point control protocol data unit

NMS Network management system

OAM Operation, Administration and maintenance

ODN Optical distribution network

OLT Optical line terminal

OMCC ONT management and control channel

OMCI ONT management and control interface

ONT Optical network terminal

ONU Optical network unit

OSI Open system interconnect

P2MP Point-to-multi-point

P2P Point-to-point

PCBd Physical control block downstream

PDU Protocol data units

PHY Physical layer

PLI Payload length indicator

PLOAM Physical layer OAM

PLOAMu Physical layer operations administration and maintenance upstream

PLOu Physical layer overhead upstream

PLSu Power leveling sequence upstream

PMD Physical medium dependent

PON Passive optical networks

POTS Plain old telephone service

PTI

RS

Payload type indicator

Riconciliation Sublayer

RTD Round-trip delay

RTT Signal round trip time

SFD Start frame delimiter

SLA Service level agreement

SLD Start LLID delimiter

TDM Time division multiplexing

VCI Virtual Channel Identifier

VPI Virtual path identifier

WDM Wavelength division multiplexer

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Fiber To The Home The New Empowerment,Paul E. Green, Jr, Wiley, 2005

[2] PhD final thesis, Ching Hung Chang

[3] T-REC-983.1

[4] T-REC-984.3

[5] T-REC-984.2

[6] T-REC-G.983.2

[7] T-REC-G.652

[8] Tạpchí Bƣu chính Viễn thông,

http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=23984

[9] Đồ Án Tốt Nghiệp -Hông Đăng Ngoc Ân -Đ07VTH1-THIẾT KẾ FTTH DỰA

TRÊN CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THU ĐỘNG

http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=23984

ftth theo cong nghe gpon 85

Documents