Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep

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



TẠP CHÍ CNTT&TT kỲ 1 (3.2013)26


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





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-





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





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





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





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





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





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.

Documents

Cong Nghe Truy Nhap Quang Thu Dong the He Ke Tiep