Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
6 Cấu trúc phân lớp của mạng quang GPON

6 Cấu trúc phân lớp của mạng quang GPON

Tải bản đầy đủ - 0trang

Luận văn tốt nghiệp



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



lên/ đường xuống) của nó thì tốc độ này được theo dõi bởi một đồng hồ lớp 1 với độ

chính xác 1 × 1011. Khi đầu xa hoạt động ở chế độ tự do, tốc độ của tín hiệu đường

xuống được theo dõi bởi đồng hồ lớp 3 với độ chính xác 4.6 × 10 6. Khi OLT hoạt

động ở chế độ tự do, tốc độ của tín hiệu đường xuống được theo dõi bởi đồng hồ lớp

3 với độ chính xác 3.2 × 105.

Tốc độ đường lên: Tốc độ bit tín hiệu từ ONU tới OLT là 155,52 Mbps,

622,08 Mbps, 1244,16 Mbps hoặc 2488,32 Mbps. Khi đang ở trạng thái hoạt động và

được cấp quyền, ONU sẽ phát tín hiệu với độ chính xác bằng độ chính xác của tín

hiệu thu được ở đường xuống. ONU sẽ khơng phát tín hiệu khi khơng đang ở trạng

thái hoạt động hoặc khơng được cấp quyền.

 Mã hóa đường dây.

Mã hóa đường lên và đường xuống sử dụng mã NRZ. Phương thức ngẫu

nhiên hóa khơng được định nghĩa trong lớp phụ thuộc vật lý. Quy định sử dụng mức

logic quang là: Phát mức cao cho bit 1, phát mức thấp cho bit 0.

 Bước sóng hoạt động.

Đường xuống: Dải bước sóng hoạt động cho đường xuống trong hệ thống sử

dụng một sợi quang là 1480-1500 nm. Dải bước sóng hoạt động cho đường

xuống trong hệ thống sử dụng hai sợi quang là 1260nm - 1360 nm.

Đường lên: Dải bước sóng hoạt động cho đường lên là 1260nm -1360 nm.

2.6.2 Lớp hội tụ truyền dẫn GTC

Lớp GTC bao gồm hai phân lớp: Phân lớp đóng khung GTC và phân lớp

tương tích hội tụ truyền dẫn. Trong Hình 2.10, phần ATM, GEM, OAM và

PLOAM trong phân lớp đóng khung GTC được phân biệt theo vị trí trong một

khung tín hiệu GTC. Chỉ có phần OAM mang thông tin vận hành, quản lý và bảo

dưỡng được kết cuối tại phân lớp đóng khung GTC để lấy các thông tin điều

khiển cho phân lớp này vì thơng tin trong phần OAM được gắn trực tiếp vào tiêu

đề của khung GTC. Thông tin vận hành, quản lý và bảo dưỡng lớp vật lý PLOAM

được xử lý tại khối PLOAM trong phân lớp này. Các gói tin dịch vụ SDU trong

phần ATM và GEM được chuyển thành từ gói tin giao thức PDU của phần ATM

và GEM tại mỗi phân lớp thích ứng hội tụ tương ứng. Ngồi ra các PDU còn bao

gồm dữ liệu kênh OMCI, được xem xét ở phân lớp hội tụ này và được trao đổi với

thực thể giao diện điều khiển và quản lý ONU.

Khối điều khiển cấp phát băng tần động (DBA control) là khối chức năng

Nguyễn Quang Huy CB110855



32



Luận văn tốt nghiệp



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



chung, có trách nhiệm cấp phát băng tần động cho tồn bộ các ONU.



Hình 2.10: Ngăn xếp giao thức hệ thống GTC

Trong lớp hội tụ GTC, OLT và ONU không cần thiết phải có cả 2 chế độ hỗ

trợ giao thức ATM hay GEM. Việc nhận dạng chế độ nào đang được yêu cầu ngay

khi cài đặt hệ thống. ONU thông báo chế độ làm việc ATM hay GEM thông qua bản

tin Serial_Number. Nếu OLT có thể giao tiếp với một trong số các chế độ mà ONU

đưa ra thì nó sẽ tiến hành thiết lập kênh giao diện điều khiển và quản lý ONU

(OMCI) và thiết bị ONU sẽ xuất hiện trong mạng. Nếu OLT không hỗ trợ chế độ

hoạt động mà ONU đưa ra thì ONU sẽ được xếp vào hàng đợi nhưng sẽ được thơng

báo khơng tương thích với hệ thống đang hoạt động.

OAM và PLOAM: quản lý các chức năng phụ thuộc phương tiện vật lý PMD

và các lớp GTC.

OMCI: cung cấp hệ thống quản lý đồng bộ các lớp cao hơn (lớp dịch vụ)

Kênh PLOAM bao gồm các thông tin được dành riêng chỗ trong khung GTC.

Kênh này được dùng cho tất cả các thông tin quản lý GTC và PMD khác không được

gửi qua kênh OAM.

Kênh OMCI được dùng để quản lý các lớp dịch vụ nằm trên lớp GTC. GTC

cung cấp 2 lựa chọn về giao diện truyền tải cho lưu lượng quản lý này là ATM và

GEM. Chức năng GTC cung cấp phương tiện để cấu hình các kênh tùy chọn này sao

cho đáp ứng được khả năng của thiết bị bao gồm nhận dạng luồng giao thức truyền

Nguyễn Quang Huy CB110855



33



Luận văn tốt nghiệp



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



tải (VPI/VCI hoặc Port-ID).

2.6.2.1 Các chức năng chính hệ thống GTC

Hai chức năng chính của lớp hội tụ truyền dẫn mạng GPON (GTC) chính là

điều khiển truy nhập phương tiện và đăng kí ONU.

 Điều khiển truy nhập phương tiện.

Lớp GTC thực hiện điều khiển truy nhập cho lưu lượng đường lên. Về cơ bản

các khung dữ liệu đường lên sẽ chỉ ra vị trí lưu lượng đường lên sẽ được phép truyền

trong các khung đường lên đã được đồng bộ với các khung đường xuống.



Hình 2.11: Điều khiển phương tiện trong hệ thống GTC

Khái niệm điều khiển truy nhập phương tiện trong hệ thống GTC được minh

họa trong hình 2.11, OLT gắn các con trỏ (pointer) vào khối điều khiển vật lý đường

xuống PCBd, con trỏ này cho biết thời gian ONU bắt đầu và kết thúc việc truyền dữ

liệu. Với cách này, chỉ một ONU có thể truy nhập phương tiện tại thời điểm bất kì,

khơng có xung đột trong quá trình truyền. Các con trỏ trong các byte thông tin cho

phép OLT điều khiển phương tiện hiệu quả tại băng tần cố định 64 kbit/s. Tuy nhiên

một số OLT có thể chọn cách thiết lập các giá trị cho con trỏ tại các tốc độ lớn hơn và

thực hiện điều khiển băng tần bằng cơ chế động.

 Đăng ký ONU.

Việc đăng kí ONU được thực hiện trong thủ tục discovery tự động. Có hai

phương thức đăng kí ONU. Trong phương thức A, số serial của ONU được đăng ký

tại OLT qua hệ thống quản lý (NMS hoặc EMS). Trong phương thức B, số serial của

Nguyễn Quang Huy CB110855



34



Luận văn tốt nghiệp



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



ONU khơng được đăng kí tại OLT qua hệ thống quản lý.

2.6.2.2 Các chức năng của các phân lớp trong hệ thống GTC

Phân lớp đóng khung GTC thực hiện ba chức năng sau:

 Ghép kênh và phân kênh: Các thành phần PLOAM, ATM và GEM được ghép

kênh vào khung TC đường xuống tùy theo thông tin về ranh giới trong tiêu đề

của khung. Mỗi thành phần được trích ra từ một đường lên tùy theo chỉ thị

trong tiêu đề.

 Tạo tiêu đề và giải mã: Tiêu đề khung TC được tạo và định dạng trong khung

đường xuống. Tiêu đề trong khung đường lên được giải mã.

 Chức năng định tuyến nội bộ dựa trên Alloc-ID: Định tuyến dựa trên AllocID được thực hiện đối với dữ liệu đến từ bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn

ATM và GEM.

2.6.2.3 Phân lớp thích ứng GTC và giao diện với các thực thể lớp trên

Phân lớp thích ứng bao gồm 3 bộ thích ứng phân lớp hội tụ: Bộ thích ứng hội

tụ truyền dẫn ATM (ATM TC adapter), bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn GEM (GEM

TC adapter) và bộ thích ứng giao diện điều khiển quản lý ONU (OMCI adapter). Các

bộ thích ứng hội tụ ATM và GEM xem xét các PDU của phần ATM và GEM trong

phân lớp đóng khung GTC và ánh xạ các PDU vào từng phần. Các bộ thích ứng cung

cấp giao diện sau đây cho các thực thể lớp trên:

 Giao diện ATM.

Phân lớp đóng khung GTC và bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn ATM liên kết

với nó cung cấp các giao diện ATM chuẩn theo tiêu chuẩn ITU-T Rec. I.432.1 cho

các dịch vụ ATM. Các thực thể lớp ATM thường có thể được sử dụng như là các

ATM client.

 Giao diện GEM.

Bộ thích ứng hội tụ truyền dẫn GEM có thể được cấu hình để tương thích các

khung vào nhiều loại giao diện truyền khung khác nhau. Các bộ thích ứng còn nhận

dạng các kênh OMCI theo tên kênh ảo/tên đường ảo (VPI/VCI) đối với ATM và theo

Port-ID đối với GEM. Bộ thích ứng OMCI có thể trao đổi dữ liệu kênh OMCI cho

các bộ thích ứng ATM TC và GEM TC. Bộ thích ứng OMCI nhận dữ liệu từ các bộ

thích ứng TC này và truyền nó tới thực thể OMCI và chuyển dữ liệu từ thực thể

OMCI tới các bộ thích ứng TC này.

Nguyễn Quang Huy CB110855



35



Luận văn tốt nghiệp



Nguyễn Quang Huy CB110855



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



36



Luận văn tốt nghiệp



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



2.6.3 Cấu trúc khung GTC

 Cấu trúc khung đường xuống.



Hình 2.12: Cấu trúc khung đường xuống hội tụ truyền dẫn lớp GTC.

Khung có chiều dài 125s cho cả tốc độ dữ liệu 1244,16 Mbps và 2488,32

Mbps do đó khung dài 19440 byte trong hệ thống tốc độ 1244,16 Mbps và dài 38880

byte trong hệ thống tốc độ. Chiều dài của PCB đường xuống là như nhau cho cả hai

tốc độ và phụ thuộc vào số lượng cấu trúc cấp phát đối với mỗi khung.

 Cấu trúc khung đường lên.



Hình 2.13: Cấu trúc khung đường lên GTC

Độ dài khung bằng độ dài của khung đường xuống đối với các loại tốc độ.

Mỗi khung bao gồm các truyền dẫn cho một hoặc nhiều ONU. BWmap (ánh xạ băng

tần) thực hiện sắp xếp các truyền dẫn này. Trong quá trình cấp phát băng tần theo sự

điều khiển của OLT, ONU có thể phát từ 1 tới 4 loại tiêu đề PON và dữ liệu người

dùng. Các loại tiêu đề đó như sau:

Tiêu đề lớp vật lý đường lên (PLOu).

Quản lý vận hành và bảo dưỡng lớp vật lý đường lên (PLOAMu).

Chuỗi định mức công suất đường lên (PLSu).

Báo cáo băng tần động đường lên (DBRu).

Tiêu đề khung đường lên GTC chỉ ra chi tiết nội dung của các tiêu đề này.



Nguyễn Quang Huy CB110855



37



Luận văn tốt nghiệp



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



2.7 Phương thức đóng gói dữ liệu

GPON định nghĩa hai phương thức đóng gói ATM và GEM. Các ONU và

OLT có thể hỗ trợ cả T-CONT nền ATM hoặc GEM.

Phương thức đóng gói dữ liệu GPON sử dụng để đóng gói dữ liệu qua mạng

GPON. GEM cung cấp khả năng thông tin kết nối định hướng tương tự ATM.

GPON cho phép hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khách hàng khác nhau. Khách

hàng ATM được sắp xếp trong suốt vào khung GEM trên cả hai đường lên và

xuống. Khách hàng TDM được sắp xếp vào khung GEM sử dụng thủ tục đóng gói

GEM. Các gói dữ liệu bao gồm cả các khung Ethernet cũng được sắp xếp sử dụng

thủ tục đóng gói GEM. GEM cũng hỗ trợ việc phân mảnh hoặc chia nhỏ các

khung lớn thành các phân mảnh nhỏ và ghép lại ở đầu thu nhằm giảm trễ cho các

lưu lượng. Lưu lượng dữ liệu bao gồm các khung Ethernet, các gói tin IP, IPTV,

VoIP và các loại khác giúp cho truyền dẫn khung GEM hiệu quả và đơn giản.

GPON sử dụng GEM mang lại hiệu quả cao trong truyền dẫn tải tin IP nhờ sử

dụng tới 95% băng thông cho phép trên kênh truyền dẫn.

2.7.1 Cấu trúc tế bào ATM

Theo khuyến nghị của I.113 chuẩn ITU-T thì tế bào được hiểu như sau: “Tế

bào là một khối thông tin có chiều dài cố định. Mỗi tế bào được xác định bởi một

nhãn ứng với lớp ATM”.



Hình 2.14: Cấu trúc tế bào ATM

Tế bào ATM có phần mào đầu dài 5 byte còn lại phần tải tin dài 48 byte. Tổng

cộng chiều dài của tế bào ATM là 53byte. Tùy theo vai trò chức năng cũng như dữ

liệu lưu trữ trong phần tải tin của tế bào ATM mà nó được chia ra thành nhiều loại

khác nhau.

Tế bào rỗng (idle cell): Tế bào này dùng để chèn/tách bởi lớp vật lý và chỉ

xuất hiện trong lớp vật lý. Nó xuất hiện tại miền biên giữa lớp ATM và lớp vật

lý, nó có nhiệm vụ đảm bảo tương thích giữa luồng tốc độ tế bào với tốc độ

truyền dẫn vật lý.

Tế bào hợp lệ (valid cell): Là các tế bào có phần mào đầu hợp lệ, không bị

lỗi hoặc đã được khắc phục lỗi do đã thông qua cơ chế kiểm soát lỗi mào

đầu HEC.

Nguyễn Quang Huy CB110855



38



Luận văn tốt nghiệp



Chương 2: Mạng quang thụ động với chuẩn GPON



Tế bào lỗi (invalid cell): Là các tế bào có phần mào đầu bị lỗi hoặc không thể

khắc phục lỗi bởi cơ chế HEC. Nó sẽ bị hủy tại lớp vậy lý.

Tế bào dịch vụ (assigned cell): Là tế bào được sử dụng để cung cấp dịch vụ

cho các ứng dụng của lớp ATM.

Tế bào vô định (unassigned cell): Là các tế bào không phải là tế bào dịch vụ.

Tế bào dịch vụ và tế bào chưa gán được truyền từ lớp vật lý lên trên lớp ATM.

Ở đây, tế bào được đề cập là tế bào được sử dụng trong lớp ATM. Cấu trúc tế

bào tại giao tiếp UNI khác với cấu trúc tế bào tại giao tiếp NNI trong việc sử dụng 4

bit từ bit 5 đến bit 8 của octet thứ nhất phần mào đầu. Tại giao tiếp NNI, các bit này

là một phần của trường VPI, trong khi đó tại giao tiếp UNI nhóm bit này tạo nên một

trường mới độc lập gọi là trường GFC. Hình 2.15 dưới đây mô tả cấu trúc tế bào

tương ứng với hai giao tiếp UNI và NNI.



Hình 2.15: Cấu trúc tế bào ATM tại giao diện UNI (a) và NNI (b)

 GFC (điều khiển luồng chung).

Gồm 4 bit thực hiện chức năng điều khiển cách truy nhập vật lý do tồn tại các

thiết bị truyền dẫn khác nhau của môi trường truyền dẫn như cáp quang, cáp đồng

trục, cáp đồng… mỗi loại mơi trường truyền dẫn phải có các thủ tục truy nhập khác

nhau thích hợp. Đối với mạng ATM, giá trị GFC khơng áp dụng cho giao tiếp NNI

nên nó chỉ có ý nghĩa logic đối với điểm cuối ATM, nghĩa là thực hiện việc kiểm soát

đầu cuối kết nối vào mạng.

 Giá trị nhận dạng đường ảo kênh ảo VPI và VCI.

Hai giá trị này quan trọng và có ý nghĩa nhất trong phần mào đầu của tế

bào. Cả hai giá trị này giúp xác định đường truyền cho chặng kế tiếp của tế bào.

Các giá trị này có thể bị thay đổi. Có sự khác biệt về giá trị nhận dạng đường ảo

VPI của tế bào tại 2 giao tiếp NNI và UNI. Tại giao tiếp NNI, giá trị VPI có chiều

Nguyễn Quang Huy CB110855



39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

6 Cấu trúc phân lớp của mạng quang GPON

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×