Công nghệ cáp quang đến tận nhà (FTTH) đang bắt đầu được các công ty viễn thông chú trọng.
Trên toàn thế giới, các công nghệ hỗ trợ đang phát triển nhanh chóng. Mạng quang chủ động (AON) và mạng quang thụ động (PON) là hai hệ thống chính giúp cho kết nối băng thông rộng FTTH trở nên khả thi. PON, với khả năng cung cấp các giải pháp tiết kiệm chi phí, ngày càng phổ biến trong hầu hết các triển khai FTTH. Bài viết này sẽ giới thiệu những kiến thức cơ bản về PON, chủ yếu bao gồm các thành phần cơ bản và công nghệ liên quan như OLT, ONT, ONU và ODN.
Giải thích về PON: Định nghĩa, tiêu chuẩn và ưu điểm
Mạng quang thụ động (PON) đề cập đến mạng cáp quang sử dụng cấu trúc liên kết điểm-đa điểm và bộ chia quang để truyền dữ liệu từ một điểm truyền duy nhất đến nhiều điểm cuối người dùng. Trái ngược với AON, nhiều khách hàng được kết nối với một bộ thu phát duy nhất thông qua một cây phân nhánh gồm các sợi quang và các bộ chia/kết hợp thụ động, hoạt động hoàn toàn trong miền quang học và không cần nguồn điện trong kiến trúc PON. Hiện nay có hai tiêu chuẩn PON chính: Mạng quang thụ động Gigabit (GPON) và Mạng quang thụ động Ethernet (EPON). Cấu trúc liên kết của chúng về cơ bản là giống nhau. Là lựa chọn hàng đầu trong nhiều kịch bản triển khai FTTH, giải pháp PON có một số lợi ích nổi bật:
Tiêu thụ điện năng thấp hơn
Ít không gian cần thiết hơn
Băng thông cao hơn
Bảo mật cấp cao hơn
Dễ dàng cài đặt và mở rộng
Giảm chi phí vận hành và quản lý
Cấu trúc và các thành phần của PON
Trong hệ thống mạng quang thụ động Gigabit Ethernet (GEPON), có một thiết bị đầu cuối đường quang (OLT) tại tổng đài của nhà cung cấp dịch vụ và một số thiết bị mạng quang (ONU) hoặc thiết bị đầu cuối mạng quang (ONT) gần người dùng cuối, cũng như bộ chia quang (SPL). Ngoài ra, mạng phân phối quang (ODN) cũng được sử dụng trong quá trình truyền dẫn giữa OLT và ONU/ONT.
Thiết bị đầu cuối đường quang (OLT)
OLT là điểm khởi đầu của mạng quang thụ động, được kết nối với bộ chuyển mạch lõi thông qua cáp Ethernet. Chức năng chính của OLT là chuyển đổi, đóng khung và truyền tín hiệu cho mạng PON và điều phối việc ghép kênh các thiết bị đầu cuối mạng quang để truyền tải đường lên dùng chung. Nhìn chung, thiết bị OLT bao gồm giá đỡ, CSM (Module điều khiển và chuyển mạch), ELM (Module liên kết EPON, card PON), mô-đun nguồn DC 48V bảo vệ dự phòng, hoặc một mô-đun nguồn AC 110/220V, và quạt. Trong các bộ phận này, card PON và nguồn điện hỗ trợ thay thế nóng khi một mô-đun khác được tích hợp bên trong. OLT có hai hướng truyền tải: hướng lên (nhận và phân phối các loại lưu lượng dữ liệu và thoại khác nhau từ người dùng) và hướng xuống (nhận lưu lượng dữ liệu, thoại và video từ mạng đô thị hoặc từ mạng đường dài và gửi đến tất cả các mô-đun ONT trên ODN). Khoảng cách tối đa được hỗ trợ để truyền tải qua ODN là 20 km.
Bộ thu phát quang (ONU) / Thiết bị đầu cuối mạng quang (ONT)
ONU chuyển đổi tín hiệu quang được truyền qua cáp quang thành tín hiệu điện. Các tín hiệu điện này sau đó được gửi đến từng thuê bao. Nhìn chung, có một khoảng cách hoặc mạng truy cập khác giữa ONU và địa điểm của người dùng cuối. Hơn nữa, ONU có thể gửi, tổng hợp và xử lý các loại dữ liệu khác nhau đến từ khách hàng và gửi chúng ngược dòng đến OLT. Xử lý dữ liệu là quá trình tối ưu hóa và sắp xếp lại luồng dữ liệu để nó được truyền tải hiệu quả hơn. OLT hỗ trợ phân bổ băng thông cho phép truyền tải dữ liệu mượt mà đến OLT, thường đến theo từng đợt từ khách hàng. ONU có thể được kết nối bằng nhiều phương pháp và loại cáp khác nhau, chẳng hạn như dây đồng xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang hoặc thông qua Wi-Fi.
Các thiết bị đầu cuối của người dùng cũng có thể được gọi là thiết bị đầu cuối mạng quang (ONT). Trên thực tế, về bản chất, ONT giống với ONU. ONT là thuật ngữ của ITU-T, trong khi ONU là thuật ngữ của IEEE. Thuộc các tổ chức tiêu chuẩn khác nhau, cả hai đều đề cập đến thiết bị phía người dùng trong hệ thống GEPON. Nhưng trên thực tế, có một chút khác biệt giữa ONT và ONU tùy thuộc vào vị trí của chúng.
Mạng phân phối quang (ODN)
ODN, một phần không thể thiếu của hệ thống PON, cung cấp môi trường truyền dẫn quang học cho việc kết nối vật lý giữa các ONU và OLT với phạm vi phủ sóng từ 20 km trở lên. Trong ODN, cáp quang, đầu nối quang, bộ chia quang thụ động và các thành phần phụ trợ phối hợp với nhau. Cụ thể, ODN có năm phân đoạn: cáp quang cấp nguồn, điểm phân phối quang, cáp quang phân phối, điểm truy cập quang và cáp quang nhánh. Cáp quang cấp nguồn bắt đầu từ khung phân phối quang (ODF) trong phòng viễn thông tổng đài và kết thúc tại điểm phân phối quang để phủ sóng đường dài. Cáp quang phân phối từ điểm phân phối quang đến điểm truy cập quang phân phối cáp quang cho các khu vực dọc theo nó. Cáp quang nhánh kết nối điểm truy cập quang với các thiết bị đầu cuối (ONT), giúp đưa cáp quang vào nhà người dùng. Ngoài ra, ODN là con đường thiết yếu cho việc truyền dữ liệu PON và chất lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ tin cậy và khả năng mở rộng của hệ thống PON.
Phần kết luận
OLT, ONU hoặc ONT, và ODN là các thành phần chính trong hệ thống GEPON, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng FTTH cho đến nay. Cơ sở hạ tầng cáp được giảm thiểu (không có các phần tử hoạt động) và khả năng truyền tải phương tiện linh hoạt góp phần làm cho mạng quang thụ động trở nên lý tưởng hơn cho các ứng dụng Internet gia đình, thoại và video. Ngoài ra, mạng quang thụ động cũng có thể được áp dụng trong các khuôn viên trường đại học và môi trường kinh doanh, cung cấp các giải pháp tiết kiệm chi phí. Khi công nghệ PON tiếp tục được cải tiến, các ứng dụng tiềm năng cũng được mở rộng.
Thời gian đăng bài: 14 tháng 6 năm 2022