MỤC LỤC 1 1 I. CÔNG NGHỆ MẠNG AON VÀ PON 1.Giới thiệu chung Ngày nay, sự phát triển bùng nổ của mạng Internet trên toàn cầu gây ảnh hưởng lớn tới các nhà cung cấp mạng trên toàn cầu trong vài chục năm gần đây. Sự phổ biến của mạng Internet cùng với các yêu cầu ngày càng tăng lên về lĩnh vực multimedia, truyền hình trực tuyến, … qua mạng Internet yêu cầu mạng phải phân phối băng thông rộng cho nhiều người sử dụng với độ tin cậy cao. Với số lượng người dùng ngày càng lớn và nhiều yêu cầu dịch vụ chất lượng cao, hiện tượng thiếu băng thông sẽ là tương lai gần cho tất cả các nhà cung cấp mạng Internet nếu nhà cung cấp vẫn sử dụng những thiết bị mạng và hình thức tổ chức mạng theo kiểu truyền thống sử dụng cáp điện thông thường. Công nghệ cáp quang đã trở thành một giải pháp không thể tránh khỏi cho vấn đề nan giải này. Cáp quang là môi trường truyền dẫn cung cấp băng thông rộng, khả năng chống nhiễu điện từ cao và ít chịu ảnh hưởng của môi trường cho phép truyền dẫn dữ liệu với suy hao thấp. Bởi những đặc tính quan trọng này mà tất cả các mạng xương sống trong Internet hiện nay đều được xây dựng bằng cáp quang. Tuy nhiên, việc kết nối trực tiếp từ người dùng tới mạng Internet bằng cáp quang mới chỉ bắt đầu được thực hiện trong những năm gần đây. Lý do chính giải thích cho vấn đề này là hệ thống dịch vụ multimedia chưa phát triển đồng thời những yêu cầu về dịch vụ băng rộng chưa trở nên phổ biến. Một lý do khác là việc lắp đặt cáp quang có chi phí rất cao chưa thỏa mãn được yêu cầu cần thiết. Do đó, mạng cáp quang tới tận thuê bao FTTH (Fiber-to-the-Home) là một bước tiến vượt bậc trong công nghiệp multimedia nhờ khả năng cung cấp các dịch vụ multimedia chất lượng cao như truyền hình chất lượng cao HDTV(High-definition Television), download các bản nhạc và video. 2. Mạng quang tích cực AON và mạng quang thụ động PON FTTH được xem như là một giải pháp hoàn hảo thay thế mạng cáp đồng hiện tại nhằm cung cấp các dịch vụ “triple play” (bao gồm thoại, hình ảnh, truy nhập dữ liệu tốc độ cao) và các các ứng dụng đòi hỏi nhiều băng thông (như là truy cập Internet băng rộng, chơi game trực tuyến và phân tán các đoạn video). Tuy nhiên nhược điểm chính của FTTH đó là chi phí cho các linh kiện và cáp quang tương đối cao dẫn tới giá thành lắp đặt những đường quang như vậy là rất lớn. Có nhiều giải pháp để khắc phục nhược điểm này và một trong số đó là triển khai FTTH trên 2 2 nền mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network). Hầu hết trong các mạng quang hiện nay, mỗi đường cáp quang từ nhà cung cấp sẽ được chia sẻ cho một số người sử dụng. Khi các đường cáp quang này được kéo tới phía người sử dụng, cần có 1 bộ chia quang để tách tín hiệu tới các sợi quang riêng biệt tới từng người sử dụng khác nhau. Bởi vậy, đã xuất hiện 2 kiến trúc điển hình trong việc chia đường cáp quang là mạng quang tích cực AON (Active Optical Network) và mạng quang thụ động PON. Ta sẽ tìm hiểu sơ lược 2 kiến trúc này. 2.1 Mạng quang tích cực AON (Active Optical Network) Mạng quang tích cực sử dụng một số thiết bị quang tích cực để phân chia tín hiệu là : switch, router và multiplexer. Mỗi tín hiệu đi ra từ phía nhà cung cấp chỉ được đưa trực tiếp tới khách hàng yêu cầu nó. Do đó, để tránh xung đột tín hiệu ở đoạn phân chia từ nhà cung cấp tới người dùng, cần phải sử dụng một thiết bị điện có 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). Đó chính là bước đi đầu tiên cho sự phát triển của chuẩn 802.3ah nằm trong hệ thống chuẩn 802.3 được gọi là Ethernet in First Mile (EFM). Mạng Ethernet tích cực này sử dụng chuyển mạch Ethernet quang để phân phối tín hiệu cho người sử dụng; nhờ đó, cả phía nhà cung cấp và khách hàng đã tham gia vào một kiến trúc mạng chuyển mạch Ethernet tương tự như mạng máy tính Ethernet sử dụng trong các trường học. Tuy nhiên, 2 mạng này cũng có sự khác biệt đó là Ethernet trong trường học mục đích chủ yếu là liên kết giữa máy tính và máy in còn mạng chuyển mạch Ethernet tích cực này để dùng cho kết nối từ phía nhà cung cấp tới khách hàng. Mỗi một khối chuyển mạch trong mạng Ethernet tích cực có thể điều khiển lên tới 1000 khách hàng nhưng thông thường trong thực tế, 1 chuyển mạch chỉ sử dụng cho từ 400 đến 500 khách hàng.Các thiết bị chuyển mạch này thực hiện chuyển mạch và định tuyến dựa vào lớp 2 và lớp 3. Chuẩn 802.3ah cũng cho phép nhà cung cấp dịch vụ cung cấp đường truyền 100Mbps song công tới khách hàng và tiến tới cung cấp đường truyền 1Gbps song công. Hình 1 dưới đây là kiến trúc đơn giản của mạng AON. 3 3 Hình 1.1 - Mạng Active Ethernet (trên ) và mạng AON (dưới) Một nhược điểm rất lớn của mạng quang tích cực chính là ở thiết bị chuyển mạch. Với công nghệ hiện tại, thiết bị chuyển mạch bắt buộc phải chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện để phân tích thông tin rồi tiếp tục chuyển ngược lại để truyền đi. Điều này sẽ làm giảm tốc độ truyền dẫn tối đa có thể trong hệ thống FTTH. Ngoài ra do đây là những chuyển mạch có tốc độ cao nên các thiết bị này rất đắt, không phù hợp với việc triển khai đại trà cho mạng truy cập. 2.2 Mạng PON (Passive Optical Network) Các mạng viễn thông ngày nay đều dựa trên các thiết bị chủ động, tại thiết bị tổng đài của nhà cung cấp dịch vụ lẫn thiết bị đầu cuối của khách hàng cũng như các trạm lặp, các thiết bị chuyển tiếp và một số các thiết bị khác trên đường truyền. Các thiết bị chủ động là các thiết bị này cần phải cung cấp nguồn cho một số thành phần, thường là bộ xử lý, các chíp nhớ… Với mạng PON, tất cả các thành phần chủ động giữa tổng đài CO và người sử dụng sẽ không còn tồn tại mà thay vào đó là các thiết bị quang thụ động, điều khiển lưu lượng trên mạng dựa trên việc phân tách năng lượng của các bước sóng quang học tới các điểm đầu cuối trên đường truyền. Việc thay thế các thiết bị chủ động sẽ tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ vì họ không còn cần đến năng lượng và các thiết bị chủ động trên đường truyền nữa. Các bộ ghép / tách thụ động chỉ làm các công việc đơn thuần như cho đi qua hoặc ngăn chặn ánh sáng… Vì thế, không cần năng lượng hay các động tác xử lý tín hiệu nào và từ đó, gần như kéo dài vô hạn khoảng thời gian trung bình giữa các lần lỗi truy cập MTBF (Mean Time Between Failure), giảm chi phí bảo trì tổng thể cho các nhà cung cấp dịch vụ. Mạng quang thụ động (PON) được xây dựng nhằm giảm số lượng các thiết bị thu, phát và sợi quang trong mạng thông tin quang FTTH. PON là một mạng điểm tới đa điểm, một kiến trúc PON bao gồm một thiết bị đầu cuối kênh quang được đặt tại trạm trung tâm của nhà khai thác dịch vụ và các bộ kết cuối mạng cáp quang ONU/ONT (Optical Network Unit/Optical Network Terminal) đặt tại gần hoặc tại nhà thuê bao. Giữa chúng là hệ thống phân phối mạng quan ODN (Optical Distribution Network) bao gồm cáp quang, các 4 4 thiết bị tách ghép thụ động. Kiến trúc của PON được mô tả như trong Hình 1.2 Hình 1.2 –Mạng PON Trong hệ thống PON, kết nối mạng quang ONT có khả năng hỗ trợ kết nối dịch vụ điện thoại truyền thống qua giao diện POTS (Plain Old Telephone Service) và các giao tiếp truyền dữ liệu tốc độ cao như Ethernet và DSL. Đầu cuối đường dây quang OLT bao gồm các khối giao tiếp PON, một kết cấu chuyển mạch dữ liệu và các phần tử điều khiển NE (Network Element). Thiết bị OLT (thiết bị kết cuối kênh quang) được đặt ở phía nhà cung cấp dịch vụ, còn các thiết bị ONT (thiết bị kết cuối mạng quang) được đặt phía nguời sử dụng. Thiết bị OLT cung cấp nhiều kênh quang, mỗi kênh quang đuợc truyền trên một tuyến cáp quang trên đó có bộ chia. Nhiệm vụ của bộ chia là thu và nhận các tín hiệu quang đuợc nhận và phát bởi OLT. Cáp sợi quang truyền từ OLT sẽ trải dài và kết nỗi tới mỗi ONT. Các bước sóng truyền 1490 nm (hoặc 1550 nm tùy theo lựa chọn) đuợc dùng cho băng thông chiều xuống từ OLT, trong đó các bước sóng 1310 nm sẽ đuợc truyền theo huớng lên bởi mỗi thiết bị ONT. Hệ thống cung cấp địa chỉ, cung cấp băng thông một cách tự động tự động cũng như việc mã hóa được sử dung để truy trì và phân tách lưu lựợng giữa OLT và ONT. Tại hướng xuống, OLT phát quảng bá dữ liệu tới tất cả các ONU. Tín hiệu hướng xuống bao gồm dữ liệu cho các ONT, từ đầu Khai thác Quản lý và Bảo dưỡng OAM (Operation Administration and Maintenance) và các tín hiệu đồng bộ cho các ONT gửi dữ liệu hướng lên. Dựa vào các thông tin về khe thời gian (kênh), địa chỉ gói/tế bào, bước sóng, mã CDMA mà các ONT tách dữ liệu tương ứng với thuê bao của khách hàng. Trong hướng lên, mỗi một ONU cần có giao thức điều khiển truy nhập môi trường MAC (Medium Access Control) để chia sẻ PON. Giao thức MAC thường được sử dụng trong PON là đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA, khi đó mỗi ONT được cấp một khe thời gian (kênh) để gửi dữ liệu của mình tới OLT. Ngoài ra trong hướng lên cần phải có khoảng thời gian bảo vệ giữa các nhóm gói dữ liệu của các ONT, khoảng thời gian này phải đảm bảo sao cho tại bộ thu OLT dữ liệu không bị trùm phủ lên nhau. Thông thường các hệ thống TDMA-PON gán trước một tỷ lệ phân chia cố định băng thông hướng lên cho các ONT mà không quan tâm có bao nhiêu dữ liệu được gửi đi. Một giải pháp để phân bổ băng thông cho các ONT là sử dụng giao thức phân bổ băng thông động DBA 5 5 (Dynamic Bandwidth Allocation). DBA là giao thức cho phép các ONT gửi yêu cầu về băng thông tới OLT nhằm sử dụng hiệu quả băng thông hướng lên. Các thông tin yêu cầu có thể là các mức đầy hàng đợi đầu vào cho các lớp dịch vụ khác nhau. OLT đánh giá các yêu cầu từ các ONT và gán băng thông cho gửi dữ liệu hướng lên ở lần kế tiếp theo. OLT cũng có thể tích hợp chức năng thỏa thuận mức dịch vụ SLA (Service Level Agreement) để kết hợp với DBA trong việc phân bổ băng thông. Thông thường các hệ thống PON truyền dữ liệu cả hướng xuống và hướng lên trong cùng một sợi quang. Trên mỗi sợi mặc dù các bộ nối định hướng cho phép sử dụng cùng một bước sóng cho cả 2 hướng, tuy nhiên đối với các hệ thống truyền tải tốc độ cao để đảm bảo chất lượng thì thông thường mỗi hướng sử dụng một bước sóng riêng. Trong các mạng PON các bước sóng được sử dụng là 1490nm hoặc 1550nm cho hướng xuống và 1310nm cho tín hiệu đường lên. Ưu điểm của PON là nó sử dụng các bộ tách/ghép quang thụ động, có giá thành rẻ và có thể đặt ở bất kì đâu, không phụ thuộc vào các điều kiện môi trường, không cần phải cung cấp năng lượng cho các thiết bị giữa phòng máy trung tâm và phía người dùng. Ngoài ra, ưu điểm này còn giúp các nhà khai thác giảm được chi phí bảo dưỡng, vận hành. Nhờ đó mà kiến trúc PON cho phép giảm chi phí cáp sợi quang và giảm chi phí cho thiết bị tại nhà cung cấp do nó cho phép nhiều người dùng (thường là 32) chia sẻ chung một sợi quang. 2.3 Các chuẩn trong mạng PON Các chuẩn mạng PON có thể chia thành 2 nhóm: nhóm 1 bao gồm các chuẩn theo phương thức truy nhập TDMA-PON như là B-PON (Broadband PON), E-PON (Ethernet PON), G-PON (Gigabit PON) (đặc tính các của chuẩn TDMA-PON được so sánh trong Bảng 1.1); nhóm 2 bao gồm chuẩn theo các phương thức truy nhập khác như WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing PON) và CDMA-PON (Code Division Multiple Access PON). 2.3.1 B-PON Mạng quang thụ động băng rộng B-PON được chuẩn hóa trong chuỗi các khuyến nghị G.938 của ITU-T. Các khuyến nghị này đưa ra các tiêu chuẩn về các khối chức năng ONT và OLT, khuôn dạng và tốc độ khung của luồng dữ liệu hướng lên và hướng xuống, giao thức truy nhập hướng lên TDMA, các giao tiếp vật lý, các giao tiếp quản lý và điều khiển ONT và DBA. Trong mạng B-PON, dữ liệu được đóng khung theo cấu trúc của các tế bào ATM. Một khung hướng xuống có tốc độ 155Mbit/s (56 tế bào ATM có khích thước 53byte), hoặc 622 Mbit/s (4*56 tế bào ATM) và một tế bào quản lý vận hành bảo dưỡng lớp vật lý OAM (PLOAM – Physical Layer OAM) được chèn vào cứ mỗi 28 tế bào trong kênh. PLOAM có một bít để nhận dạng các tế bào PLOAM. Ngoài ra các tế bào PLOAM có khả năng lập trình được và chứa thông tin như là băng thông hướng lên và các bản tin OAM. Căn cứ vào các thông tin về mã số nhận dạng kênh ảo và nhận dạng đường ảo (VPI/VCI) trong cấu trúc ATM, các ONT nhận biết và tách dữ liệu đường xuống của mình. 6 6 Cấu trúc khung hướng lên bao gồm 56 tế bào ATM (53 byte). Mỗi một kênh (time slot) gồm có một tế bào ATM/PLOAM và 24 bít từ mào đầu. Từ mào đầu mang thông tin về khoảng thời gian bảo vệ (guard time), mào đầu cho phép đồng bộ và khôi phục tín hiệu tại OLT, và thông tin nhận dạng điểm kết thúc của từ mào đầu. Chiều dài của từ mào đầu và các thông tin chứa trong đó được lập trình bởi OLT. Các ONT thực hiện gửi các tế bào PLOAM khi chúng nhận được yêu cầu từ OLT. B-PON sử dụng giao thức DBA để cho phép OLT nhận biết lượng băng thông cần thiết cấp cho các ONT. OLT có thể giảm hoặc tăng băng thông cho các ONT dựa vào gửi các tế báo ATM rỗi hoặc làm đầy tất cả hướng lên bởi dữ liệu của ONT. OLT dừng định kỳ việc truyền hướng lên do vậy nó có khả năng mời bất kỳ ONT mới nào tham gia vào hoạt động hệ thống. Các ONT mới phát một bản tin phúc hồi trong cửa sổ này với thời gian trễ ngẫu nhiên để tránh xung đột khi mà có nhiều ONT mới muốn tham gia. OLT xác định khoảng cách tới mỗi ONT mới bằng việc gửi tới ONT một bản tin đo cự ly và xác định thời gian bao lâu để thu được bản tin phúc hồi. Sau đó OLT gửi tới ONT một giá trị trễ, giá trị này được sử dụng để xác định thời gian bảo vệ ứng với các ONT. 2.3.2 EPON và Gigabit PON E-PON là giao thức mạng truy nhập đầy đủ dịch vụ FSAN (Full Service Access Network) TDMA PON thứ nhất được phát triển dựa trên khai thác các ưu điểm của công nghệ Ethernet ứng dụng trong thông tin quang. E-PON được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3. Trong E-PON dữ liệu hướng xuống được đóng khung theo khuôn dạng Ethernet. Các khung E- PON có cấu trúc tương tự như các liên kết Gigabit Ethernet điểm tới điểm ngoại trừ từ mào đầu và thông tin xác định điểm bắt đầu của khung được thay đổi để mang trường nhận dạng kênh logic LLID (Link logic ID) nhằm xác định duy nhất một ONU MAC. Trong hướng lên, các ONU phát các khung Ethernet trong các khe thời gian đã được phân bổ. ONU sử dụng giao thức điều khiển đa điểm MPCPDU (Multipoint Control Protocol Data Unit) để gửi các bản tin “Report” yêu cầu băng thông, trong khi đó OLT gửi bản tin “Gate” cấp phát băng thông cho các ONU. Các bản tin “Gate” bao gồm thông tin về thời gian bắt đầu và khoảng thời gian cho phép truyền dữ liệu đối với ONU. OLT cũng định kỳ gửi các bản tin “Gate” tới các ONU hỏi xem chúng có yêu cầu băng thông hay không. Các ONU cũng có thể gửi “Report” cùng với dữ liệu được phát trong hướng lên. Ngoài ra, giao thức DBA cũng có thể được sử dụng trong E-PON để thực hiện cơ chế điều khiển phân bổ băng thông. Do không có cấu trúc khung thống nhất đối với hướng xuống và hướng lên, do vậy trong cấu trúc của E-PON, các khe thời gian và giao thức xác định cự ly là khác so với B-PON và G-PON. OLT và các ONU duy trì các bộ đếm cục bộ riêng và tăng thêm 1 sau mỗi 16ns. Mỗi một MPCPDU mang theo một thời gian mẫu, mẫu này là giá trị của bộ đệm cục bộ của ONU tương ứng. Tốc độ truyền dữ liệu E-PON có thể đạt tới 1Gbit/s. 7 7 Một chuẩn khác cũng cùng họ với E-PON là chuẩn Gbit/s Ethernet PON (IEEE 802.3av – Gbit/s PON). Chuẩn này là phát triển của E-PON tại tốc độ 10Gbit/s và được ứng dụng chủ yếu trong các mạng quảng bá video số. Gbit/s PON cho phép phân phối nhiều dịch vụ đòi hỏi băng thông lớn, độ phân giải cao, đóng gói IP các luồng dữ liệu video ngay cả khi hệ số chia OLT/ONT là 1:64 hoặc cao hơn. Tại thời điểm hiện tại, tốc độ chiều xuống của GPON khoảng 2.5 Gbps, và chiều lên là 1.25 Gbps. Nếu 1 OLT phục vụ duy nhất một thuê bao thì thuê bao đó có thể đuợc khai thác toàn bộ băng thông như trên, tuy nhiên thông thường trong các mạng đã triển khai tại một số nuớc trên thế giới, nhà cung cấp thường thiết kế tốc độ cho một thuê bao sử dụng PON vào khoảng 100 Mbps cho chiều xuống và 40 Mbps cho chiều lên. Với tốc độ truy nhập như vậy, băng thông đã thỏa mãn cho hầu hết các ứng dụng cao cấp như HDTV (khoảng 10 Mbps, chiều lên chiều xuống, chiều lên cho peer-to-peer HDTV). Tuy nhiên, GPON cũng có nhược điểm chính là : thiếu tính hội tụ IP; có một kết nối duy nhất giữa OLT và bộ chia, nếu kết nối này mất toàn bộ ONT không được cung cấp dịch vụ. G-PON là giao thức FSAN TDMA PON thứ 2 được định nghĩa trong chuỗi khuyến nghị G.984 của ITU-T. G-PON được xây dựng trên trải nghiệm của B-PON và E-PON. Mặc dù G-PON hỗ trợ truyền tải tin ATM, nhưng nó cũng đưa vào một cơ chế thích nghi tải tin mới mà được tối ưu hóa cho truyền tải các khung Ethernet được gọi là phương thức đóng gói G-PON (GEM – GPON Encapsulation Method). GEM là phương thức dựa trên thủ tục đóng khung chung trong khuyến nghị G.701 ngoại trừ việc GEM tối ưu hóa từ mào đầu để phục vụ cho ứng dụng của PON, cho phép sắp xếp các dữ liệu Ethernet vào tải tin GEM và hỗ trợ sắp xếp TDM. G-PON sử dụng cấu trúc khung GTC cho cả hai hướng xuống và hướng lên. Khung hướng xuống bắt đầu với một từ mào đầu PLOAM, tiếp sau đó là vùng tải tin GEM và/hoặc các tế bào ATM. PLOAM gồm có thông tin cấu trúc khung và sắp đặt băng thông cho ONT gửi dữ liệu trong khung hướng lên tiếp theo. Khung hướng lên bao gồm các nhóm khung gửi từ các ONT. Mỗi một nhóm được bắt đầu với từ mào đầu lớp vật lý mà có chức năng tương tự trong B-PON, nhưng cũng bao hàm tổng hợp các yêu cầu băng thông của các ONT. Ngoài ra, các trước PLOAM và các yêu cầu băng thông chi tiết hơn được gửi đi kèm với các nhóm hướng lên khi có yêu cầu từ OLT. OLT gán các thời gian cho việc gửi dữ liệu hướng lên từ cho mỗi ONT. Đặ c tính B-PON G-PON E-PON Tổ chứ c chuẩn hóa FSAN và ITU-T SG15 (G.983 series) FSANvà ITU-T SG15 (G.984 series) IEEE 802.3 (802.3ah) 8 8 Tố c độ dữ li ệu 155.52 Mbit / s hướng lên. 155.52 hoặ c 622.08 Mbit/s hướng xuống Lên t ớ i 2.488 Gbit/s c ả 2 hướng 1 Gbit/s c ả 2 hướng Tỷ l ệ chia 1:64 1:64 1:64 ** Mã đường truyền Scrambled NRZ Scrambled NRZ 8B/10B Số l ượng sợ i quang 1 hoặ c 2 1 hoặ c 2 1 Bướ c sóng 1310nm c ả 2 hướng hoặ c 1490nm xuống & 1310nm lên 1310nm c ả 2 hướng hoặ c 1490nm xuống & 1310nm lên 1490nm xuống & 1310nm lên Cự ly t ố i đ a OLT- 20 km (10 – 20) km (10 – 20) km Chuyển mạch bảo vệ Có hỗ trợ Có hỗ trợ Không hỗ trợ Khuôn dạng dữ li ệu ATM GEM và/hoặ c ATM Không (sử dụng trự c ti ếp các khung Ethernet) Hỗ trợ TDM Qua ATM Trự c ti ếp (qua GEM hoặ c ATM) hoặ c CES CES Hỗ trợ thoạ i Qua ATM Qua TDM hoặ c VoIP VoIP QoS Có (DBA) Có (DBA) Có (ưu tiên 802.1Q) Sử a l ỗ i hướng t ớ i trướ c FEC (Forward Error Không RS(255, 239) RS(255, 239) Mã hóa bảo mậ t AES – 128 AES - 128, 192, 256 Không OAM PLOAM và ATM GTC và ATM/GEM OAM 802.3ah Ethernet OAM 2.3.3 WDM-PON WDM-PON là mạng quang thụ động sử dụng phương thức đa ghép kênh phân chia theo bước sóng thay vì theo thời gian như trong phương thức TDMA. OLT sử dụng một bước sóng riêng rẽ để thông tin với mỗi ONT theo dạng điểm-điểm. Mỗi một ONU có một bộ lọc quang để lựa chọn bước sóng tương thích với nó, OLT cũng có một bộ lọc cho mỗi ONU. Nhiều phương thức khác đã được tìm hiểu để tạo ra các bước sóng ONU như là: - Sử dụng các khối quang có thể lắp đặt tại chỗ lựa chọn các bước sóng ONU - Dùng các laser điều chỉnh được. - Cắt phổ tín hiệu. - Các phương thức thụ động mà theo đó OLT cung cấp tín hiệu sóng mang tới các ONU. - Sử dụng tín hiệu hướng xuống để điều chỉnh bước sóng đầu ra của laser ONU. Cấu trúc của WDM-PON được mô tả như trong Hình 1.3 9 9 . Trong đó WDM-PON có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như là FTTH, các ứng dụng VDSL và các điểm truy nhập vô tuyến từ xa. Các bộ thu WDM-PON sử dụng kỹ thuật lọc quang mảng ống dẫn sóng AWG (Array Waveguide Grating). Một AWG có thể được đặt ở môi trường trong nhà hoặc ngoài trời. Hình 1.3-Cấu trúc của WDM-PON Ưu điểm chính của WDM-PON là nó khả năng cung cấp các dịch vụ dữ liệu theo các cấu trúc khác nhau (DS1/E1/DS3, 10/100/1000 Base Ethernet…) tùy theo yêu cầu về băng thông của khách hàng. Tuy nhiên, nhược điểm chính của WDM-PON là chi phí khá lớn cho các linh kiện quang để sản xuất bộ lọc ở những bước sóng khác nhau. WDM-PON cũng được triển khai kết hợp với các giao thức TDMA PON để cải thiện băng thông truyền tin. 2.3.4 CDMA-PON Công nghệ đa truy nhập phân chia theo mã CDMA cũng có thể triển khai trong các ứng dụng PON. Cũng giống như WDM-PON, CMDA-PON cho phép mỗi ONU sử dụng khuôn dạng và tốc độ dữ liệu khác nhau tương ứng với các nhu cầu của khách hàng. CDMA-PON cũng có thể kết hợp với WDM để tăng dung lượng băng thông. CDMA-PON truyền tải các tín hiệu khách hàng với nhiều phổ tần truyền dẫn trải trên cùng một kênh thông tin. Các ký hiệu từ các tín hiệu khác nhau được mã hóa và nhận dạng thông qua bộ giải mã. Phần lớn công nghệ ứng dụng trong CDMA- PON tuân theo phương thức trải phổ chuỗi trực tiếp. Trong phương thức này mỗi ký hiệu 0, 1 (tương ứng với mỗi tín hiệu) được mã hóa thành chuỗi ký tự dài hơn và có tốc độ cao hơn. Mỗi ONU sử dụng trị số chuỗi khác nhau cho kí tự của nó. Để khôi phục lại dữ liệu, OLT chia nhỏ tín hiệu quang thu được sau đó gửi tới các bộ lọc nhiễu xạ để tách lấy tín hiệu của mỗi OUN. Ưu điểm chính của CDMA-PON là cho phép truyền tải lưu lượng cao và có tính năng bảo mật nổi trội so các chuẩn PON khác. Tuy nhiên, một trở ngại lớn trong CDMA-PON là các 10 10