cong nghe truy nhap quang thu dong the he ke tiep
TRANSCRIPT
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 1/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013) 25
CÔNG NGHê Viễn Thng
giới Thiệu chung
Công nghệ truy nhập quang thụ động (PON) đang
dần chiếm ưu thế so với các công nghệ truy nhập
khác và đóng vai trò nền tảng trong việc phân phối
các dịch vụ băng thông cao và siêu cao đến nhiều
tầng lớp người dùng nhờ sự hiệu quả về chi phí
đầu tư ban đầu (CAPEX) cũng như chi phí vận hànhbảo dưỡng (OPEX). Hiện tại, công nghệ truy nhập
quang thụ động Gigabit như G-PON, E-PON,… đang
được triển khai rộng khắp ở nhiều quốc gia trên thế
giới và là công nghệ truy nhập nhanh nhất hiện
có trên thị trường. Trong thời gian tới, họ các công
nghệ truy nhập quang thụ động sẽ được tăng cường
thêm với hai chuẩn
công nghệ PON thế hệ
mới đã được hoàn thiệnlà XG-PON của ITU-T
và 10G-EPON của IEEE.
Với mục tiêu đáp ứng
nhu cầu dịch vụ băng
thông lớn hơn trong khi
đảm bảo tính kế thừa
của hệ thống công trình
ngoại vi cũng như hỗ trợ quá trình nâng cấp không
gây trở ngại đến tính liên tục của các dịch vụ được
cung cấp trong tương lai gần (được dự báo là cho
đến khoảng năm 2018), cả XG-PON và 10G-EPON
đều hỗ trợ tốc độ đường xuống 10 Gbit/s trong khi
tốc độ đường lên là 2.5 Gbit/s đối với XG-PON và 1Gbit/s (hoặc 10 Gbit/s cho cấu hình đồng bộ) đối
với 10G-EPON.
Tuy nhiên trong tương lai, sự phát triển mạnh mẽ
băng thông của các dịch vụ truyền thông hướng
video đi kèm với nhu cầu ngày càng tăng với các
ứng dụng backhaul di
động và thương mại có
thể tạo ra một nút cổ
chai trong các mạngtruy nhập quang thụ
động tốc độ Gigabit
hiện tại. Do vậy, các
nhà cung cấp thiết
bị và khai thác viễn
thông cùng các tổ chức
chuẩn hóa đang tích
HƯỚNG ĐẾN CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG THẾ HỆ KẾ TIẾP TỐC ĐỘ
Lê hả câ
Hình 1: Dự báo thị phần các công nghệ truy nhập băng rộng trên thế giới
40 Gbit/s
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 2/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013)26
CÔNG NGHê Viễn Thng
cực hợp tác để phát triển một thế hệ công nghệ truy
nhập quang thụ động mới gọi là mạng truy nhập
quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai (NG-PON2).Dự án nghiên cứu phát triển công nghệ NG-PON2
được cộng đồng FSAN (Full Service Access Network
Group) và ITU-T bắt đầu tiến hành từ năm 2011.
Mạng truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ
hai NG-PON2 được mong đợi có tốc độ 40 Gbit/s
hoặc cao hơn và có khả năng khai thác triệt để các
ưu điểm vượt trội của sợi quang như dung lượng lớn
và suy hao truyền dẫn thấp cũng như các ưu điểm
vốn có của kiến trúc truy nhập quang thụ động đểlàm giảm chi phí cho các nhà khai thác mạng và
cung cấp các giá trị tốt hơn cho người dùng cũng
như đáp ứng yêu cầu hiệu quả về giá thành trong
việc nâng cấp. Hiện nay, hoạt động nghiên cứu phát
triển và chuẩn hóa NG-PON2 đang được nỗ lực tiến
hành và các triển khai thực tế của NG-PON2 được kỳ
vọng sẽ có mặt từ 2015.
động Lực PhT TRiển V nhu cầucng nghệ ng-Pon2
Từ pía dị vụ và ườ dù
Dịch vụ viễn thông đang chuyển hướng mạnh mẽ
từ loại hình dịch vụ hướng dữ liệu thông thường
sang loại hình dịch vụ hướng video và giàu nội
dung. Nhu cầu băng thông đang ngày một tăng lên
và bị chi phối chính bởi cuộc cách mạng về dịch vụ
video như dịch vụ truyền hình theo yêu cầu, truyền
hình Internet, chia sẻ video,… Lưu lượng video đượcdự đoán sẽ chiếm khoảng 90% trong lưu lượng toàn
cầu vào khoảng năm 2014.
Các phương thức phân phối dịch vụ video truyền
thống vẫn đang nắm vai trò chủ đạo đồng nghĩa
với lưu lượng người dùng sẽ còn tiếp tục không
đồng bộ. Tuy nhiên, điều này có thể sẽ thay đổi
nếu như cơ chế phân phối trực tiếp được áp dụng ví
dụ như cung cấp video streaming bằng cơ chế chia
sẻ ngang hàng (P2P). Hơn nữa, xu hướng hội tụ các
ứng dụng doanh nghiệp và ứng dụng người dùng cánhân trên cùng một nền tảng cũng sẽ đòi hỏi nhu
cầu về băng thông hệ thống không những cao hơn
mà còn phải đồng bộ hơn.
Cộng đồng FSAN và ITU-T đã bắt đầu nghiên cứu
phát triển và chuẩn hóa công nghệ mạng truy nhập
quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai, NG-PON2,
nhằm đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng cao
và đồng bộ hơn đồng thời cung cấp các tính năng
dịch vụ nâng cao và hỗ trợ dải rộng loại hình ngườidùng từ người dùng cá nhân đến doanh nghiệp một
cách hiệu quả nhất về giá thành trên cùng một nền
tảng mạng. Bên cạnh đó, do xu hướng hội tụ các
công nghệ mạng truyền thông hiện nay đang hứa
hẹn nhiều tiềm năng trong việc tối ưu tổng chi phí
đầu tư đối với nhà khai thác mạng bằng cách lược
bỏ các giải pháp công nghệ trùng lặp, không đồng
nhất trong miền nhóm ghép và truy nhập mạng,
các hệ thống NG-PON2 cũng được phát triển theođịnh hướng có khả năng cung cấp các giải pháp
backhaul truy nhập cố định và backhaul cho các
mạng di động LTE và LTE-A (LTE-Advanced).
Từ pía à a tá v tô
Nhằm đảm bảo khả năng cạnh tranh và lợi nhuận
trong việc cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng
và đáp ứng nhu cầu của người dùng, các nhà khai
thác viễn thông mong muốn có các giải pháp công
nghệ mới hiệu quả nhưng họ cũng không thể nângcấp hay triển khai công nghệ mới bằng mọi giá. Do
vậy, họ đòi hỏi thế hệ công nghệ mạng truy nhập
quang thụ động mới phải đảm bảo được rất nhiều
các tiêu chí khắt khe trải rộng từ những yêu cầu về
giá thành của quá trình đầu tư nâng cấp đến các
yêu cầu về tính năng kỹ thuật và mức độ hiệu quả
của hệ thống trong quá trình hoạt động. Để có thể
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 3/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013) 27
CÔNG NGHê Viễn Thng
thay thế được các công nghệ PON hiện tại và khẳng
định vai trò là thế hệ công nghệ tiếp theo trong
tương lai, NG-PON2 cần phải đáp ứng được một sốyêu cầu thiết yếu từ phía các nhà khai thác viễn
thông như sau:
- Lộ trình nâng cấp PON - Do tổng chi phí của
việc triển khai FTTH bị chi phối chính bởi đầu tư cơ
sở hạ tầng nên cần thiết phải có lộ trình nâng cấp
hệ thống lên NG-PON2 với khả năng tiếp tục tái sử
dụng hạ tầng cáp quang nhiều nhất có thể.
- Đơn giản hóa tiến trình hoạt động - Sẽ là tốt hơn
cho các nhà điều hành mạng có các giải pháp NG-PON2 đa nhà khai thác mạng với việc phối hợp liền
mạch giữa các thiết bị kết cuối đường quang (OLT)
và thiết bị kết cuối mạng quang (ONT). Việc chuyển
dần sang các hạ tầng mạng toàn gói (all-packet) và
xu hướng tiến tới một hệ thống nhóm ghép kênh
và truy nhập chung cho người dùng cá nhân, người
dùng doanh nghiệp và cả backhaul di động dẫn đến
các yêu cầu rất cao về độ tin cậy, độ khả dụng đầu
cuối đến đầu cuối trong mạng truy nhập. Ngoài ra,khả năng phục hồi bao gồm cả sự tái kết nối tự
động thông qua các phần tử mạng dự phòng cũng
được mong đợi để giảm thiểu ảnh hưởng khi các sự
cố xảy ra. Các giải pháp quản lý sai lỗi và sự cố, đo
kiểm và chuẩn đoán quang hợp lý để phát hiện và
định vị sai lỗi cũng rất cần thiết.
- Hợp nhất nút mạng - Hợp nhất nút mạng cho
phép các nhà vận hành mạng đơn giản hóa cấu
trúc mạng và giảm thiểu số lượng vị trí truy nhập.Điều này được trông đợi nhằm tăng cường hiệu quả
về mặt giá thành chung của mạng. Các hệ thống
NG-PON2 cần phải hỗ trợ các đối tượng vận hành
quan tâm đến sự hợp nhất nút mạng bằng cách
tăng cường hơn nữa dung lượng và tầm với.
- Tiết kiệm năng lượng - Xu hướng tiết kiệm công
suất để giảm thiểu chi phí vận hành cũng như mức
độ ảnh hưởng đến môi trường đang trở thành mối
quan tâm ngày càng quan trọng trong các hệ thống
truyền thông. Trong khi đó, các phần tử của mạngtruy nhập chính là thành phần tiêu thụ phần lớn
trong tổng số năng lượng của toàn bộ hệ thống
mạng. Do vậy, các hệ thống NG-PON2 cần phải
được thiết kế với tiêu chí hiệu quả tối đa về mặt
hiệu năng sử dụng năng lượng và giảm thiểu công
suất tiêu thụ trong các hoạt động thông thường mà
không làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ và
trải nghiệm của người dùng.
- Sự linh hoạt hệ thống - Nhu cầu về sự linh hoạthệ thống đối với NG-PON2 thể hiện ở nhiều khía
cạnh khác nhau. Hệ thống NG-PON2 cần cho phép
các lựa chọn triển khai và nâng cấp linh hoạt để phù
hợp với các giải pháp kỹ thuật được lựa chọn và các
yêu cầu của nhà khai thác. Ngoài ra, các hệ thống
NG-PON2 cũng cần có khả năng hỗ trợ nhiều loại
hình người dùng khác nhau tùy thuộc vào thị trường
đang được nhắm đến (ví dụ như khách hàng doanh
nghiệp, khách hàng cá nhân, backhaul di động,…)trên cùng một mạng phân phối quang (ODN), trong
đó tỷ trọng của mỗi loại hình có thể linh hoạt thay
đổi để đáp ứng nhu cầu. Sự linh hoạt hệ thống phải
cho phép một loạt các kịch bản cộng hữu với các
mạng truyền thống trong khi tối đa hóa độ sử dụng
phổ tần. Hơn nữa, sự linh hoạt hệ thống có thể được
đòi hỏi trong việc cho phép nhiều hệ thống NG-
PON2 sử dụng chung cơ sở hạ tầng trong đó các OLT
có thể thuộc về các đơn vị kinh doanh khác nhau
trong cùng một nhà khai thác mạng hoặc thậm chí
là nhiều nhà khai thác mạng khác nhau.
MộT số yu cầu kỹ ThuậT cơ BẢn
cỦA cng nghệ ng-Pon2
Do thời điểm triển khai của các hệ thống NG-
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 4/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013)28
CÔNG NGHê Viễn Thng
PON2 được dự đoán là sau năm 2015, các giải pháp
kỹ thuật cho NG-PON2 cần phải được xem xét và lựa
chọn phù hợp về mặt công nghệ đối với thời giandự định triển khai đó của công nghệ NG-PON2. Các
yêu cầu kỹ thuật cơ bản đối với công nghệ NG-PON2
bao gồm:
a) Dung lượng
NG-PON2 cần phải có khả năng cung cấp dung
lượng lớn hơn các hệ thống PON Gigabit hiện tại
như EPON/GPON và thế hệ sắp tới là XG-PON/10G-
EPON. NG-PON2 phải hỗ trợ dung lượng nhóm ghép
tối thiểu 40 Gbit/s trên một sợi quang đường xuốngvà thấp nhất là 10 Gbit/s đường lên. Các thiết bị
NG-PON2 ONU tiêu chuẩn cần có khả năng hỗ trợ
dịch vụ băng thông cao với tốc độ ít nhất 1 Gbit/s,
trong đó dung lượng trên một ONU trong mạng PON
sẽ phụ thuộc vào yêu cầu của các nhà khai thác liên
quan đến tỷ lệ chia của hệ thống và loại hình ứng
dụng được cung cấp.
Với mục tiêu đáp ứng nhiều loại hình ứng dụng
và dải rộng người dùng khác nhau trên cùng một hạtầng mạng và đảm bảo cho các nhà cung cấp dịch
vụ có đủ băng thông để hỗ trợ các dịch vụ thế hệ
mới (cả di động và cố định), các giải pháp NG-PON2
được mong đợi sẽ không những hỗ trợ được các tốc
độ truy nhập cao hơn mà còn có thể tăng mức đồng
bộ tốc độ dữ liệu chung giữa đường xuống và đường
lên lên khoảng 2:1 hay 1:1.
b) Tầm với và tỉ lệ chia
Tiêu chuẩn XG-PON hiện nay quy định hai quỹ
công suất quang 29 dB và 31 dB được sử dụng cho
các mạng XG-PON và đang được cập nhật để bao
gồm thêm các quỹ công suất 33 dB và 35 dB nhằm
mở rộng tầm với tới người dùng trong vòng bán kính
25 km và có khả năng phân phối lên đến 256 người
dùng. Về mặt kiến trúc mạng, tăng tầm với quang
và tỉ lệ chia khả dụng đồng nghĩa với việc mạng
phân phối đòi hỏi ít nút mạng hơn, cho phép hợp
nhất các trạm trung tâm (CO) và tiết kiệm đáng kểchi phí OPEX và CAPEX.
Trong NG-PON2, tầm với sợi quang thụ động tối
đa được mong đợi cần phải ít nhất là 40 km trong
khi khả năng vươn xa ít nhất là 60 km. Để tận dụng
mạng lưới phân phối quang hiện tại với các bộ chia
công suất thông thường được triển khai với một tỉ
lệ chia tầng vật lý nằm trong phạm vi từ 1:16 đến
1:128, NG-PON2 cần hỗ trợ tỉ lệ chia ít nhất là 1:64
và tùy thuộc vào yêu cầu của các nhà khai thác, tỉlệ này có thể là 1:1000 hoặc cao hơn bằng cách sử
dụng kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng. Việc hỗ
trợ cho số lượng ONU nhiều hơn trên mỗi ODN cho
phép chia sẻ cơ sở hạ tầng và hợp nhất nút mạng
ở mức độ cao nếu được kết hợp với tầm với quang
dài hơn.
Bng 1: So sánh một số yêu cầu chính trong các công nghệ PON của ITU-T
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 5/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013) 29
CÔNG NGHê Viễn Thng
c) Phổ tần quang và độ linh hoạt phổ
Trong trường hợp cần phải đảm bảo yêu cầu cộng
hữu với các hệ thống truy nhập quang thụ động
đã được triển khai, việc cấp phát bước sóng trong
NG-PON2 phải đảm bảo không trùng lấn với các kế
hoạch bước sóng phân bổ trong các hệ thống PON
truyền thống. Do vậy, phổ tần khả dụng có thể sẽ
còn rất ít nếu NG-PON2 phải cùng tồn tại với tất cả
các hệ thống PON hiện nay và khi đó, chỉ những giải
pháp công nghệ yêu cầu phổ tần rất hẹp trên bước
sóng và có khả năng điều khiển bước sóng sát sao
mới có thể đáp ứng được yêu cầu về phổ tần để trở
thành giải pháp kỹ thuật ứng cử viên cho NG-PON2.
Trong trường hợp muốn có được các lựa chọn phổ
tần rộng hơn thì bắt buộc phải có sự thỏa hiệp giữa
NG-PON2 và các công nghệ PON khác như là hạn
chế các kịch bản cùng tồn tại của NG-PON2 với một
hoặc một vài công nghệ khác.
Bên cạnh đó, còn một cách tiếp cận với giá thành
hiệu quả để hỗ trợ được nhiều kịch bản triển khai
và ứng dụng mạng khác nhau là cho phép sử dụng
phổ tần linh hoạt trong hệ thống NG-PON2. Phổ tần
linh hoạt có thể cho phép hỗ trợ nhiều loại hình
người dùng khác nhau trong cùng một mạng truy
nhập quang PON một cách linh động. Hơn nữa, các
nhà khai thác cũng có thể tận dụng sự linh hoạt này
để cho phép nâng cấp dung lượng theo cách tăng
dần dần hoặc theo mô-đun khi nhu cầu lưu lượng
tăng lên. Thêm vào đó, độ linh hoạt phổ có thể tạo
điều kiện cho một loạt các kịch bản cộng hữu và
cho phép nhà khai thác tránh được sự can nhiễu với
các hệ thống truyền thống cũng như cho phép triển
khai những dải bước sóng mới sau khi các hệ thống
truyền thống đã bị loại bỏ.
Mặt khác, quy định trong một số vùng có thể đòi
hỏi công nghệ NG-PON2 phải cho phép truy nhập
mở tại tầng 1 và tầng 2. Để đáp ứng yêu cầu trên,
các ứng viên công nghệ NG-PON2 cần phải hỗ trợ
khả năng truy nhập đa bước sóng, nhóm bước sóng,
hoặc các dải bước sóng có thể phân tách vật lý hoặc
lôgic được và cũng có thể điều khiển độc lập với
nhau được.
d) Hỗ trợ các ODN truyền thống
Chi phí tổng cộng của một hệ thống truy nhập
quang thụ động bị chi phối chủ yếu bởi đầu tư cơsở hạ tầng mạng phân phối cáp sợi quang (ODN).
Trong trường hợp nhiều nhà khai thác đã triển khai
hoặc sẽ sớm triển khai các ODN sử dụng các bộ chia
công suất quang truyền thống thì sẽ là hoàn toàn
tự nhiên khi những nhà khai khác này mong muốn
công nghệ NG-PON2 có khả năng tương thích được
với các ODN truyền thống và hi vọng các giải pháp
công nghệ cho phép một lộ trình nâng cấp liên
tục, không gián đoạn đối với cơ sở hạ tầng ODN đã
triển khai suốt vòng đời của nó. Do vậy, NG-PON2
có thể sẽ phải đảm bảo độ linh hoạt theo tầng và tỉ
lệ chia tại mỗi tầng mà không quan tâm đến công
nghệ phân chia được sử dụng (có thể là phân chia
công suất, phân chia bước sóng hoặc kết hợp cả
hai). Ngoài ra, với đặc tính không phụ thuộc vào
bước sóng, các hệ thống ODN truyền thống cũng
được nhiều nhà khai thác viễn thông ưa dùng hơn
Hình 2: Phân bổ bước sóng trong các hệ thống PON truyền thống
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 6/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013)30
CÔNG NGHê Viễn Thng
do có khả năng tạo ra một mạng phân phối trong
suốt không có rào cản trong việc nâng cấp linh hoạt
bước sóng cũng như có thể tận dụng thêm nữa dảiphổ của sợi quang trong tương lai.
e) Yêu cầu đặc tả dịch vụ
NG-PON2 được đòi hỏi phải cung cấp nhiều dịch
vụ phong phú cho các thuê bao cá nhân, khách
hàng doanh nghiệp cũng như cho các ứng dụng
backhaul cố định và di động thông qua chất lượng
cao về dịch vụ và khả năng truy nhập tốc độ cao,
đồng thời tối thiểu phải đáp ứng được các yêu cầu
đối với hệ thống PON được định nghĩa trong G.987.1section 7 (bao gồm đồng bộ, QoS, …) và có thể là
còn phải đạt được hiệu năng jitter và độ trễ tốt hơn.
NG-PON2 phải hỗ trợ tốt các dịch vụ truyền thống
và đưa thêm vào các dịch vụ dựa trên công nghệ gói
tin. Hơn nữa, các hệ thống NG-PON2 cũng phải đáp
ứng được các yêu cầu khắt khe về độ trễ trong các
hệ thống backhaul di động.
f) Yêu cầu hoạt động
Trong các công nghệ PON hiện tại, khả năng hồi
phục dịch vụ khi có sự cố xảy ra không phải là một
yêu cầu thiết yếu và cơ chế phục hồi không được
định nghĩa đầy đủ trong các tiêu chuẩn. Tuy nhiên,
do thế hệ tiếp theo của mạng truy nhập quang thụ
động sẽ phải hỗ trợ đa dạng các loại hình dịch vụ
có giá trị cao cho các ứng dụng người dùng cá nhân
và doanh nghiệp cũng như cung cấp backhaul cố
định và di động đồng thời phải quản lý mức độ tích
hợp hệ thống lớn hơn đối với đầu cuối video củamạng, các sai lỗi trong các phần PON dùng chung có
thể ảnh hưởng cùng lúc đến nhiều khách hàng và
nhiều dịch vụ. Do đó, việc đảm bảo dịch vụ luôn sẵn
sàng và khả năng phục hồi trong NG-PON2 sẽ rất
quan trọng và cần bao gồm một loạt các tùy chọn
hồi phục hiệu quả về chi phí cho những cấu hình
hệ thống khác nhau. Hệ thống NG-PON2 cần hỗ trợ
tính năng giám sát PON cho phép trải nghiệm người
dùng nâng cao thông qua định danh và định vị sớm
sai lỗi ở tầng vật lý và tầng dịch vụ.Ngoài ra, hệ thống NG-PON2 cũng được mong đợi
sẽ hỗ trợ nhiều mức bảo mật cao. Bên cạnh đó, tiết
kiệm công suất cũng sẽ là một trong các vấn đề
cần được quan tâm trong NG-PON2 do việc cắt giảm
năng lượng tiêu thụ đang trở thành ưu tiên hàng
đầu đối với hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ truyền
thông để giảm giá thành hoạt động cũng như hạn
chế các ảnh hưởng đến môi trường.
Lộ TRình PhT TRiển V giẢi PhP
kỹ ThuậT cỦA cng nghệ ng-Pon2
Sự phát triển trong công nghệ truy nhập quang
cho đến nay có thể chia thành hai giai đoạn chính.
Giai đoạn đầu tiên bao gồm các mạng truy nhập
quang tốc độ vài Gigabit hoặc thấp hơn hiện đã
và đang được triển khai rộng khắp như G-PON,
E-PON,… Giai đoạn thứ hai là công nghệ truy nhập
tốc độ 10 Gbit/s với hai giải pháp công nghệ riêngbiệt được chuẩn hóa bởi hai tổ chức chuẩn hóa khác
nhau là 10G-EPON được chuẩn hóa bởi IEEE và XG-
PON được chuẩn hóa bởi ITU-T. Cả công nghệ XG-
PON và 10G-EPON đều hỗ trợ hai cấu hình tùy chọn
được phân biệt theo tính đồng bộ của tốc độ đường
lên và đường xuống là cấu hình không đồng bộ và
cấu hình đồng bộ. Trong cấu hình không đồng bộ,
10G-EPON hỗ trợ tốc độ đường xuống 10 Gbit/s và
tốc độ đường lên 1.25 Gbit/s trong khi cấu hìnhXG-PON không đồng bộ (còn gọi là XG-PON1) cũng
hỗ trợ tốc độ 10 Gbit/s đường xuống nhưng tốc độ
đường lên cao hơn ở mức 2.5 Gbit/s. Băng thông
đường lên cao hơn của XG-PON1 là do yêu cầu của
sự xuất hiện các dịch vụ mới với yêu cầu dung lượng
đường lên lớn hơn như điện toán đám mây hay chia
sẻ video. Với cấu hình đồng bộ, cả 10G-EPON và
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 7/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013) 31
CÔNG NGHê Viễn Thng
XG-PON (gọi tắt là XG-PON2) đều cung cấp tốc độ
10 Gbit/s cho cả đường xuống và đường lên. Các
lựa chọn cấu hình công nghệ XG-PON không đồng
bộ (XG-PON1) và đồng bộ (XG-PON2) chính là bước
đầu tiên, còn được gọi là mạng truy nhập quang
thụ động thế hệ kế tiếp thứ nhất (NG-PON1), của lộ
trình phát triển công nghệ mạng truy nhập quang
thụ động của cộng đồng FSAN và ITU-T mở rộng đến
qua năm 2015. Công nghệ được phát triển trong
giai đoạn tiếp theo của lộ trình là công nghệ mạng
truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai,
NG-PON2. NG-PON2 được mong đợi sẽ là công nghệ
của thế hệ PON mới được triển khai sau năm 2015.
Về nguyên tắc, NG-PON2 cần phải hỗ trợ ít nhất
một lộ trình chuyển tiếp từ GPON qua XG-PON lên
NG-PON2. Khả năng hỗ trợ các kịch bản nâng cấp
NG-PON2 phụ thuộc vào từng giải pháp kỹ thuật
được lựa chọn cho NG-PON2 và có tất cả ba lộ trình
nâng cấp và phát triển khả dụng cho NG-PON2 bao
gồm: kịch bản cộng hữu (cho phép hai hoặc nhiều
thế hệ hệ thống PON có thể hoạt động đồng thời ít
nhất trên cùng một phần của công trình ngoại vi
cáp quang ODN), kịch bản thay thế OLT và ONT và
kịch bản sửa đổi ODN.
- Cộng hữu : là kịch bản trong đó cho phép NG-
PON2 được triển khai và nâng cấp dần dần từ các hệ
thống PON truyền thống trên cùng một ODN và cũng
có thể yêu cầu sự bổ sung của các phần tử cộng hữu
tại phía OLT. Để tạo điều kiện cộng hữu, NG-PON2
cần phải có khả năng tái sử dụng các bộ chia côngsuất quang đã được triển khai và hoạt động trong
dải tần số khả dụng chưa được cấp phát trong các
hệ thống PON cũ.
- Thay thế OLT và ONT : là kịch bản nâng cấp lên
NG-PON2 tái sử dụng nền tảng ODN cũ và thay thế
hoàn toàn các thiết bị kết cuối mạng PON hiện có ở
cả hai đầu.
- ODN sửa đổi : là kịch bản trong đó các giải pháp
NG-PON2 yêu cầu có sự bổ sung hoặc sửa đổi mạngphân phối quang ODN từ các OLT đến phía người
dùng.
Ban đầu FSAN xem xét lựa chọn công nghệ cho
NG-PON2 theo hướng không yêu cầu cộng hữu với
GPON hoặc XG-PON trên cùng cơ sở hạ tầng ODN và
có tùy chọn hỗ trợ công trình ngoại vi quang mới
Hình 3: Lộ trình nâng cấp v phát triển hướng tới NG-PON2
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 8/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013)32
CÔNG NGHê Viễn Thng
không sử dụng các bộ chia công suất
quang. Tuy nhiên, do nhiều nhà khai
thác mạng mong muốn chuyển trựctiếp từ GPON lên NG-PON2 mà không
triển khai công nghệ XG-PON cũng
như để đảm bảo tính linh hoạt cao
trong việc nâng cấp, nhiều cuộc thảo
luận giữa các nhà điều hành FSAN
được tiến hành và đã đi đến thống
nhất là giải pháp kỹ thuật được lựa
chọn để hiện thực hóa NG-PON2 cần
phải cho phép cộng hữu giữa GPON,XG-PON và NG-PON2 đồng thời hỗ trợ
hoạt động trên hệ thống ODN sử dụng
các bộ chia công suất quang truyền thống. Như vậy,
tương tự với công nghệ XG-PON và 10G-EPON, NG-
PON2 cũng sẽ cho phép quá trình nâng cấp dần dần
và có khả năng sử dụng chung hệ thống hạ tầng
mạng phân phối quang truyền thống sử dụng các
bộ chia công suất quang với các hệ thống PON đã
triển khai.
Trong số nhiều công nghệ PON được nghiên cứu
và đề xuất làm giải pháp kỹ thuật cho NG-PON2 nổi
bật lên là giải pháp PON dựa trên kỹ thuật ghép
kênh theo thời gian (TDM) tốc độ 40 Gbit/s (còn gọi
là 40G TDM-PON hoặc XLG-PON), giải pháp PON
kết hợp kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng và thời
gian (TWDM-PON), nhóm các giải pháp PON ghép
kênh theo bước sóng (WDM-PON) và một số đề xuất
PON ghép kênh theo tần số trực giao (OFDM-PON).
Bảng 2 tổng kết sự so sánh các tính năng chung
của các công nghệ được đề xuất cho NG-PON2. Nhờ
khả năng đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật được đề
ra cho NG-PON2 cũng như đảm bảo tính khả thi và
mức độ chín muồi về công nghệ phần cứng để có
thể đáp ứng nhu cầu thị trường từ năm 2015, giải
pháp kỹ thuật TWDM-PON đã thuyết phục được các
nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng viễn thông.
Tháng 4 năm 2012, cộng đồng FSAN đã chính thức
lựa chọn TWDM-PON là công nghệ giải pháp cho
mạng truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ
2, NG-PON2. TWDM-PON là giải pháp kỹ thuật đơn
giản dựa trên ý tưởng xếp chồng song song các hệ
thống XG-PON đã được chuẩn hóa trên nhiều cặp
bước sóng quang để tăng tốc độ truy nhập quang.Mỗi hệ thống XG-PON cung cấp 10 Gbit/s tốc độ
đường xuống và 2.5 Gbit/s tốc độ đường lên. Do
vậy, bằng cách sử dụng 4 cặp bước sóng, hệ thống
TWDM-PON có khả năng hỗ trợ tốc độ 40 Gbit/s
cho đường xuống và tương ứng 10 Gbit/s cho đường
lên. Mỗi TWDM-PON ONU khi đó có thể cung cấp tốc
độ cao nhất lên đến 10 Gbit/s đường xuống và 2.5
Gbit/s đường lên.
kếT Luận
Cộng đồng FSAN và ITU-T đang nỗ lực nghiên
cứu phát triển và chuẩn hóa công nghệ mạng truy
nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai NG-
PON2 với tốc độ truy nhập 40 Gbit/s. Những nỗ lực
nghiên cứu và chuẩn hóa NG-PON2 được bắt đầu từ
Bng 2: So sánh các gii pháp đề xuất cho NG-PON2
7/23/2019 Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep
http://slidepdf.com/reader/full/cong-nghe-truy-nhap-quang-thu-dong-the-he-ke-tiep 9/9
TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013) 33
CÔNG NGHê Viễn Thng
năm 2011 và hi vọng sẽ hoàn thành vào năm 2015
nhằm cho phép tăng băng thông hơn nữa so với các
tiêu chuẩn công nghệ PON hiện tại và nâng cao khảnăng đáp ứng đòi hỏi của thị trường dịch vụ truyền
thông sau năm 2015. Công nghệ NG-PON2 hứa hẹn
sẽ là giai đoạn phát triển tiếp theo của các công
nghệ truy nhập quang trong tương lai.
Tà l tam ả
[1]. LÊ HẢI CHÂU, “XG-PON — Tiêu chuẩn công nghệ PON 10
Gigabit của ITU-T” , Tạp chí Công nghệ Thông tin v Truyền thông,
kỳ 1, tháng 10 năm 2011.
[2]. ITU-T Recommendation G.987 series: “10-Gigabit-capable
passive optical networks (XG-PON)” , 2010.
[3]. P. CHANCLOU, A. CUI, F. GEILHARDT, H. NAKAMURA
AND D. NESSET, “Network Operator Requirements for the Next
Generation of Optical Access Networks” , IEEE Network, Vol. 26,
No. 2, pp. 8-14, March/April 2012.
[4]. Y. LUO, X. YAN AND F. EFFENBERGER, “Next Generation
Passive Optical Network Offering 40Gb/s or More Bandwidth” ,
in Proceedings of Asia Communications and Photonics Conference
(ACP) 2012, paper ATh3C.2, 2012.
[5]. Alcatel Lucent White paper, “Which
way forward? Next-generation PON and
the future of fiber”.
[6]. S. KIMURA, “An Operator's View-
Technologies for NG-PON2: Why I think
this technology is the clear winner” , in
OFC/NFOEC Workshop, March 2012.
[7]. E. HARSTEAD, D. V. VEEN AND P.VETTER, “Technologies for NG-PON2:
Why I think 40G TDM PON (XLG-PON) is
the clear winner” , in OFC/NFOEC Workshop,
March 2012.
[8]. J. S. WEY, “UDWDM PON - the
Clear Technology Winner for NG-PON2” ,
in OFC/NFOEC Workshop, March 2012.
[9]. Y. LUO, “Time and Wavelength Division Multiplexed Passive
Optical Network (TWDM-PON)” , in OFC/NFOEC Workshop, March
2012.
[10]. F. BOURGART, “NGPON2 - Where are the standards
going” , in Proceedings of OFC/NFOEC, paper NTu2F, March
2012.
[11]. P. CHANCLOU, “Standardization activity towards NG-
PON2” , in FTTH Council - Milan, 2011.
[12]. FSAN NG-PON2 Workshop, “Survey on solutions for NG-
PON2” , Tokyo, January 2011.
[13]. M. PETERS, “The sky is the limit - What to expect next?” ,
in FTTH Council - Munchen, February 2012.
[14]. P. VETTER, “Next generation optical access technologies” ,
Tutorial in ECOC, September 2012.
[15]. White Paper “FTTx 2012, Markets & Trends Facts &
Figures” , available online at www.idate.org.
[16]. F. EFFENBERGER, “XG-PON1 versus NG-PON2:
Which One Will Win?” , in Proceedings of ECOC, paper Tu.4.B.1,
September 2012.