Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep

CÔNG NGHê Viễn Thng

HƯỚNG ĐẾN CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG THẾ HỆ KẾ TIẾP TỐC ĐỘ 40 Gbit/s Lê hả câ

giới Thiệu chung Công nghệ truy nhập quang thụ động (PON) đang ngoại vi cũng như hỗ trợ quá trình nâng cấp không dần chiếm ưu thế so với các công nghệ truy nhập gây trở ngại đến tính liên tục của các dịch vụ được khác và đóng vai trò nền tảng trong việc phân phối cung cấp trong tương lai gần (được dự báo là cho các dịch vụ băng thông cao và siêu cao đến nhiều đến khoảng năm 2018), cả XG-PON và 10G-EPON tầng lớp người dùng nhờ sự hiệu quả về chi phí đều hỗ trợ tốc độ đường xuống 10 Gbit/s trong khi đầu tư ban đầu (CAPEX) cũng như chi phí vận hành tốc độ đường lên là 2.5 Gbit/s đối với XG-PON và 1 bảo dưỡng (OPEX). Hiện tại, công nghệ truy nhập Gbit/s (hoặc 10 Gbit/s cho cấu hình đồng bộ) đối quang thụ động Gigabit như G-PON, E-PON,… đang với 10G-EPON. được triển khai rộng khắp ở nhiều quốc gia trên thế Tuy nhiên trong tương lai, sự phát triển mạnh mẽ giới và là công nghệ truy nhập nhanh nhất hiện băng thông của các dịch vụ truyền thông hướng có trên thị trường. Trong thời gian tới, họ các công video đi kèm với nhu cầu ngày càng tăng với các nghệ truy nhập quang thụ động sẽ được tăng cường ứng dụng backhaul di thêm với hai chuẩn động và thương mại có công nghệ PON thế hệ thể tạo ra một nút cổ mới đã được hoàn thiện chai trong các mạng là XG-PON của ITU-T truy nhập quang thụ và 10G-EPON của IEEE. động tốc độ Gigabit Với mục tiêu đáp ứng hiện tại. Do vậy, các nhu cầu dịch vụ băng nhà cung cấp thiết thông lớn hơn trong khi bị và khai thác viễn đảm bảo tính kế thừa thông cùng các tổ chức Hình 1: Dự báo thị phần các công nghệ truy nhập băng rộng trên thế giới của hệ thống công trình chuẩn hóa đang tích

TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013)

25


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 để làm 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 PhT TRiển V nhu cầu cng nghệ ng-Pon2 Từ pía 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 được dự 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

26


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 cá nhân 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 người dùng 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 theo định 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). ( LTE-Advanced). Từ pía à a tá v tô

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 nâng cấp 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


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 số yêu 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 NGPON2 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 mạng truy 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 hoạt hệ 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 NGPON2 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 yu cầu kỹ ThuậT cơ BẢn cỦA cng nghệ ng-Pon2 Do thời điểm triển khai của các hệ thống NG-


27


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 gian dự 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/10GEPON. NG-PON2 phải hỗ trợ dung lượng nhóm ghép tối thiểu 40 Gbit/s trên một sợi quang đường xuống và 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 hạ tầng 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 kể chi 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, tỉ lệ 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.

Bng 1: So sánh một số yêu cầu chính trong các công nghệ PON của ITU-T

28



Hình 2: Phân bổ bước sóng trong các hệ thống PON truyền thống

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 cơ sở 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 TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013)

29


do có khả năng tạo ra một mạng phân phối trong suốt không có rào cản trong việc v iệc nâng cấp linh hoạt bước sóng cũng như có thể tận dụng thêm nữa dải phổ 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.987.1 section 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 của mạng, 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

30


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 PhT TRiển V giẢi PhP kỹ ThuậT cỦA cng 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 riêng biệt được chuẩn hóa bởi hai tổ chức chuẩn hóa khác nhau là 10G-EPON được chuẩn hóa bởi IEEE và XGPON được chuẩn hóa bởi ITU-T. Cả công nghệ XGPON 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 hình XG-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


Hình 3: Lộ trình nâng cấp v phát triển hướng tới NG-PON2

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 s au 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 NGPON2 được triển khai và nâng cấp dần dần từ các c ác 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 công suất 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 mạng phân 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


31


không sử dụng các bộ chia công suất quang. Tuy nhiên, do nhiều nhà khai thác mạng mong muốn chuyển trực tiếp 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, Bng 2: So sánh các gii pháp đề xuất cho NG-PON2 XG-PON và NG-PON2 đồng thời hỗ trợ hoạt động trên hệ thống ODN sử dụng nhà cung cấp thiết bị và khai thác mạng viễn thông. các bộ chia công suất quang truyền thống. Như vậy, Tháng 4 năm 2012, cộng đồng FSAN đã chính thức tương tự với công nghệ XG-PON và 10G-EPON, NGlựa chọn TWDM-PON là công nghệ giải pháp cho PON2 cũng sẽ cho phép quá trình nâng cấp dần dần mạng truy nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ và có khả năng sử dụng chung hệ thống hạ tầng 2, NG-PON2. TWDM-PON là giải pháp kỹ thuật đơn mạng phân phối quang truyền thống sử dụng các giản dựa trên ý tưởng xếp chồng song song các hệ bộ chia công suất quang với các hệ thống PON đã thống XG-PON đã được chuẩn hóa trên nhiều cặp triển khai. bước sóng quang để tăng tốc độ truy nhập quang. Trong số nhiều công nghệ PON được nghiên cứu Mỗi hệ thống XG-PON cung cấp 10 Gbit/s tốc độ và đề xuất làm giải pháp kỹ thuật cho NG-PON2 nổi đường xuống và 2.5 Gbit/s tốc độ đường lên. Do bật lên là giải pháp PON dựa trên kỹ thuật ghép vậy, bằng cách sử dụng 4 cặp bước sóng, hệ thống kênh theo thời gian (TDM) tốc độ 40 Gbit/s (còn gọi TWDM-PON có khả năng hỗ trợ tốc độ 40 Gbit/s là 40G TDM-PON hoặc XLG-PON), giải pháp PON cho đường xuống và tương ứng 10 Gbit/s cho đường kết hợp kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng và thời lên. Mỗi TWDM-PON ONU khi đó có thể cung cấp tốc gian (TWDM-PON), nhóm các giải pháp PON ghép độ cao nhất lên đến 10 Gbit/s đường xuống và 2.5 kênh theo bước sóng (WDM-PON) và một số đề xuất Gbit/s đường lên. PON ghép kênh theo tần số trực giao (OFDM-PON). Bảng 2 tổng kết sự so sánh các tính năng chung kếT Luận của các công nghệ được đề xuất cho NG-PON2. Nhờ Cộng đồng FSAN và ITU-T đang nỗ lực nghiên khả năng đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật được đề cứu phát triển và chuẩn hóa công nghệ mạng truy ra cho NG-PON2 cũng như đảm bảo tính khả thi và nhập quang thụ động thế hệ kế tiếp thứ hai NGmức độ chín muồi về công nghệ phần cứng để có PON2 với tốc độ truy nhập 40 Gbit/s. Những nỗ lực thể đáp ứng nhu cầu thị trường từ năm 2015, giải nghiên cứu và chuẩn hóa NG-PON2 được bắt đầu từ pháp kỹ thuật TWDM-PON đã thuyết phục được các

32



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 khả năng 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 tam 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)” (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.

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.

[5]. Alcatel Lucent White paper, “Which way forward? Next-generation PON and the future of fiber”.

[6]. S. KIMURA, “An Operator's ViewTechnologies 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” ,


33

Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep

Recommend Documents