Tác giả: Heming
Cáp quang đến nhà (FTTH)là một loại công nghệ truy cập trong đó tín hiệu truyền thông được gửi trực tiếp từ điểm trung tâm đến khách hàng bằng cáp quang. So với các mạng truy cập truyền thống dựa trên công nghệ dựa trên đồng{1}}, FTTH cung cấp mức băng thông và tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều cũng như khả năng truyền dữ liệu qua khoảng cách xa hơn nhiều.
Ngoài ra, do sự phát triển của điện toán đám mây, dịch vụ truyền phát video, trò chơi trực tuyến và thiết bị nhà thông minh, nhu cầu truy cập băng thông rộng tốc độ cao-đã tăng lên đáng kể. Do đó, FTTH đã trở thành công nghệ được-sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu để triển khai băng thông rộng thế hệ tiếp theo.
Kiến trúc sợi quang đến ngôi nhà: PON và AON
Hai kiến trúc sợi quang được sử dụng trong mạng FTTH ngày nay:
Mạng quang thụ động (PON)
Mạng quang hoạt động (AON)
Sự khác biệt chính giữa hai kiến trúc là mạng PON truyền dữ liệu bằng bộ tách quang thụ động, trong khi mạng AON sử dụng thiết bị điện tử hoạt động (như bộ chuyển mạch và bộ định tuyến Ethernet) để khuếch đại và quản lý tín hiệu dữ liệu. Hai loại kiến trúc này thể hiện một số đặc điểm, điểm mạnh, điểm yếu và trường hợp sử dụng khác nhau.
Tìm hiểu công nghệ sợi quang
Để hiểu rõ hơn về mạng FTTH, trước tiên bạn nên làm quen với công nghệ cáp quang. Công nghệ cáp quang sử dụng các chùm ánh sáng truyền xuống cáp quang làm phương tiện truyền tải dữ liệu. Sợi quang có thể được chế tạo từ thủy tinh hoặc nhựa, có độ suy giảm cực thấp và cung cấp-khả năng truyền dữ liệu dung lượng cao – khiến chúng trở thành phương tiện ưa thích cho hầu hết các mạng truyền thông hiện đại.
Nguyên tắc truyền:
Sợi quang tận dụngphản xạ toàn phầnnhư một khái niệm truyền tải. Việc truyền ánh sáng qua lõi sợi quang liên tục phản xạ ánh sáng từ ranh giới này sang ranh giới khác, do đó đảm bảo rằng tín hiệu có thể được truyền qua khoảng cách xa hơn với tổn thất tối thiểu.
Các loại sợi:
Sợi đơn chế độ (SMF)– Đường kính lõi nhỏ (8–10 µm), hoạt động ở một chế độ lan truyền. Đặc điểm truyền dẫn băng thông ở khoảng cách xa và độ suy giảm thấp và{3}}cao{4}}làm cho loại sợi này rất phù hợp cho các ứng dụng ở khoảng cách xa.
Sợi quang đa chế độ (MMF)– Đường kính lõi lớn hơn (50 µm hoặc 62,5 µm), hỗ trợ nhiều chế độ truyền do phân tán phương thức. Sợi quang đa chế độ thường được sử dụng cho các ứng dụng khoảng cách ngắn.
Truyền và nhận tín hiệu:
Tín hiệu quang được truyền và nhận bằng cách sử dụng bộ phát quang (điốt laze hoặc điốt phát quang) để chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang. Ở đầu nhận, tín hiệu quang được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện bằng bộ tách sóng quang.
Các thước đo hiệu suất chính:
Băng thông– Tốc độ dữ liệu tối đa được hỗ trợ bởi sợi quang
suy giảm– Mất tín hiệu tính bằng dB/km
Độ trễ– Thời gian để tín hiệu truyền từ người gửi đến người nhận
Mạng quang thụ động (PON)
PONlà mộtđiểm-đến-đa điểmmạng truy cập cáp quang thụ động không yêu cầu các thiết bị điện tử hoạt động giữa nhà cung cấp và người dùng cuối-. Trong cấu hình PON tiêu chuẩn,OLT (Thiết bị đầu cuối đường quang)được đặt tại văn phòng trung tâm và OLT phân phối tín hiệu quang tới nhiềuĐơn vị mạng quang (ONU)hoặcThiết bị đầu cuối mạng quang (ONT)thông qua bộ tách quang thụ động.
Hệ thống PON hoạt động như thế nào:
sử dụng hệ thống PONThời gian-Đa truy cập phân chia (TDMA):
Hạ lưu:OLT phát sóng tới tất cả ONU
Thượng nguồn:ONU truyền trong các khe thời gian được chỉ định
Kiến trúc này cung cấp khả năng sử dụng chất xơ tối ưu với lượng thực vật ít nhất.
Các tiêu chuẩn PON chính:
GPON (Mạng quang thụ động có khả năng Gigabit{0}})– Được xác định bởi ITU-T và được sử dụng rộng rãi
Tốc độ hạ lưu: 2,5 Gbps, Tốc độ ngược dòng: 1,25 Gbps
Hiệu quả đóng gói tuyệt vời với GEM
QoS nâng cao cho dịch vụ thoại, video và dữ liệu
Ứng dụng:Cộng đồng dân cư lớn, Mạng truy cập băng thông rộng đa dịch vụ
EPON (Mạng quang thụ động Ethernet)– Được chuẩn hóa bởi IEEE, dựa trên Ethernet-
Đối xứng ngược dòng và hạ lưu: 1,0 Gbps (10G-EPON tùy chọn)
Quản lý mạng đơn giản
Tương thích với các mạng Ethernet hiện có
Ứng dụng:Băng thông rộng ở thành thị và nông thôn, triển khai FTTH-có tính nhạy cảm về chi phí
Mạng quang hoạt động (AON)
MỘTAONcung cấp mộtđiểm-đến-điểmkiến trúc truy cập cáp quang từ bộ chuyển mạch/bộ định tuyến trung tâm đến từng người dùng cuối thông qua cáp quang chuyên dụng, với băng thông độc quyền và điều khiển dịch vụ linh hoạt.
Thường bao gồm công nghệ Ethernet, dễ dàng tích hợp với mạng LAN/WAN hiện có
Có thể được triển khai như một mạng độc lập mà không cần PON
Kết nối điểm sợi quang-đến-điểm (P2P):
Văn phòng trung tâm kết nối trực tiếp với cơ sở khách hàng qua cáp quang
Mỗi khách hàng có cáp quang chuyên dụng, cung cấp băng thông và tính linh hoạt riêng
Có thể sử dụng cơ sở hạ tầng Ethernet hiện có (DSL/FTTH)
Loại bỏ các mạng chia sẻ → băng thông, dự phòng và khả năng phục hồi cao nhất
Fiber Hook-Nâng cấp trong P2P:
Bảng vá phẳng:Được gắn trong không gian tường, nhiều đầu nối cáp quang
Bảng vá góc:Gắn tại điểm vào, vị trí linh hoạt
Bảng vá sáng:Nhiều đường dẫn ánh sáng, cho phép truy cập nhiều điểm
Kết nối chéo:Kết nối giữa các mạng hoặc các vị trí cung cấp quyền truy cập vào một mạng chung
Các tính năng chính:
Băng thông chuyên dụng lên tới 10 Gbps
Quản lý lưu lượng và QoS nâng cao
Dễ dàng tích hợp với cơ sở hạ tầng Ethernet hiện có
Sử dụng chung:
Truy cập băng rộng doanh nghiệp
Ứng dụng dịch vụ hiệu suất cao-
Mạng quang chủ động WDM (WDM AON)
Bản tóm tắt:Chỉ định bước sóng dành riêng cho mỗi người dùng trên một sợi quang
Các tính năng chính:
Sử dụng băng thông tối đa
Băng thông dành riêng cho mỗi người dùng
Truyền-đường dài mà không cần bộ lặp bổ sung
Sử dụng chung:
Doanh nghiệp lớn
Kết nối trung tâm dữ liệu
Mạng truy cập dung lượng cao-khoảng cách{1}}dung lượng cao
Thành phần chính:
OL:Thường được tích hợp vào bộ chuyển mạch Ethernet
ONU/ONT:Đầu cuối sợi chuyên dụng
Bộ chuyển mạch/Bộ định tuyến:Chuyển tiếp tín hiệu, khuếch đại, quản lý mạng
Thuận lợi:
Băng thông dành riêng cho mỗi người dùng
Quản lý mạng linh hoạt và kiểm soát QoS
Hỗ trợ truyền dẫn đường dài
Hạn chế:
Chi phí triển khai cao hơn PON
Tăng sức mạnh và bảo trì
Lỗi thiết bị hoạt động có thể dẫn đến mất dịch vụ
So sánh AON và PON
Kiến trúc mạng:
PON: Trỏ-đến-Đa điểm qua bộ chia thụ động
AON: Điểm-tới-Điểm có tính năng chuyển đổi đang hoạt động
Băng thông:
PON chia sẻ băng thông
AON cung cấp băng thông chuyên dụng
Độ trễ:
PON: thấp, sử dụng lập lịch TDMA
AON: ổn định, trừ khi thiết bị hoạt động bị lỗi
Khoảng cách truyền:
PON: ~20 km
AON: mở rộng thông qua khuếch đại tích cực
Chi phí và bảo trì:
PON: CAPEX và OPEX thấp hơn
AON: chi phí cao hơn nhưng hiệu suất tốt hơn
Thiết kế và triển khai mạng FTTH
Thiết kế mạng bao gồm:
Lựa chọn quy hoạch và cấu trúc liên kết
Lựa chọn thiết bị và lập kế hoạch công suất
Triển khai, cài đặt và thử nghiệm
Cấu trúc liên kết:Ngôi sao, Cây, Vòng – mỗi cái đều có-sự cân bằng giữa chi phí và độ tin cậy
Kiểm tra:Kiểm tra OTDR được thực hiện cho từng sợi để đảm bảo độ ổn định lâu dài-
Phần kết luận
AON:Tốt nhất cho các doanh nghiệp yêu cầu băng thông cao, độ trễ thấp và môi trường dịch vụ chuyên dụng
PON:Phù hợp nhất cho việc triển khai FTTH dân cư quy mô lớn-yêu cầu các mạng nhạy cảm-nhạy cảm về chi phí và hoạt động được đơn giản hóa
Đối với hầu hết việc triển khai FTTH ở đô thị,PONlà giải pháp kinh tế và có thể mở rộng nhất.AONđược ưu tiên cho các ứng dụng cần băng thông được đảm bảo và kiểm soát dịch vụ nâng cao.
