Tiểu luận Công nghệ cáp quang thuê bao FTTH

Hiện nay, công nghệ FTTH (Fiber-To-The-Home) đang được triển khai. Khi dùng công nghệ FTTH, đường truyền dẫn hoàn toàn bằng cáp quang tới tận phòng máy của người sử dụng. Chất lượng truyền dẫn tín hiệu bền bỉ ,ổn định không bị suy hao tín hiệu bởi nhiễu điện từ, thời tiết hay chiều dài cáp như đối với ADSL và độ bảo mật rất cao. Với ADSL, khả năng bảo mật thấp hơn vì có thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường dây, còn với FTTH thì hầu như không thể bị đánh cắp. Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên đến 10 Gigabit/giây, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+ (hiện chỉ có thể đáp ứng 20 Megabit/giây). Tốc độ truyền dẫn với ADSL không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống và tối đa 20 Mbps. Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính. FTTH đặc biệt hiệu qủa với các dịch vụ: Hosting Server riêng, VPN (mạng riêng ảo), Truyền dữ liệu, Game Online, IPTV (truyền hình tương tác), VoD (xem phim theo yêu cầu), Video Conferrence (hội nghị truyền hình), IP Camera. Với ưu thế băng thông truyền tải dữ liệu cao, có thể nâng cấp lên băng thông lên tới 1Gbps, An toàn dữ liệu, Độ ổn định cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện, từ trường. Báo cáo mới nhất của Heavy Reading, số hộ gia đình sử dụng kết nối băng rộng FTTH trên toàn thế giới sẽ tăng trưởng hàng năm trên mạnh mẽ trên thế giới. 30% cho đến năm 2012 và đạt 89 triệu hộ khi đó. Hiện Nhật Bản, Trung Quốc và Mỹ là các quốc gia đi đầu trong lĩnh vực băng thông rộng sử dụng công nghệ cáp quang này. Công nghệ FTTH đã có khoảng 20 triệu kết nối toàn cầu, chỉ tính riêng ở 3 nước Nhật Bản, Trung Quốc và Mỹ đã có thêm khoảng 6 triệu thuê bao, trong đó châu Á được đánh giá là thị trường có tiềm năng phát triển lớn. Theo dự đoán, vào cuối năm 2012, riêng châu Á sẽ có 54 triệu kết nối FTTH, tiếp theo là châu Âu/ khu vực Trung Đông/ châu Phi với 16 triệu, rồi đến Bắc Mỹ và Nam Mỹ với 15 triệu. Hiện nay, quá trình chuyển đổi sang FTTH đang được thực hiện ở nhiều nước, gồm Đan Mạch, Pháp, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thụy Điển, Đài Loan và Mỹ.

doc40 trang | Chia sẻ: tuandn | Ngày: 04/05/2013 | Lượt xem: 2260 | Lượt tải: 19download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tiểu luận Công nghệ cáp quang thuê bao FTTH, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CÁP QUANG THUÊ BAO FTTH Chương 1 : Giới thiệu công nghệ cáp quang thuê bao FTTH Công nghệ cáp quang thuê bao FTTH (Fiber-To-The-Home) là mạng viễn thông băng thông rộng bằng cáp quang được nối đến tận nhà để cung cấp các dịch vụ tốc độ cao như điện thoại, Internet tốc độ cao và TV.  Nguồn: Các tài liệu về PON trên Vntelecom.org Hình 1.1: Mô hình mạng FTTH Hiện nay, công nghệ FTTH (Fiber-To-The-Home) đang được triển khai. Khi dùng công nghệ FTTH, đường truyền dẫn hoàn toàn bằng cáp quang tới tận phòng máy của người sử dụng. Chất lượng truyền dẫn tín hiệu bền bỉ ,ổn định không bị suy hao tín hiệu bởi nhiễu điện từ, thời tiết hay chiều dài cáp như đối với ADSL và độ bảo mật rất cao. Với ADSL, khả năng bảo mật thấp hơn vì có thể bị đánh cắp tín hiệu trên đường dây, còn với FTTH thì hầu như không thể bị đánh cắp. Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên đến 10 Gigabit/giây, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+ (hiện chỉ có thể đáp ứng 20 Megabit/giây). Tốc độ truyền dẫn với ADSL không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống và tối đa 20 Mbps. Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính. FTTH đặc biệt hiệu qủa với các dịch vụ: Hosting Server riêng, VPN (mạng riêng ảo), Truyền dữ liệu, Game Online, IPTV (truyền hình tương tác), VoD (xem phim theo yêu cầu), Video Conferrence (hội nghị truyền hình), IP Camera. Với ưu thế băng thông truyền tải dữ liệu cao, có thể nâng cấp lên băng thông lên tới 1Gbps, An toàn dữ liệu, Độ ổn định cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện, từ trường. Báo cáo mới nhất của Heavy Reading, số hộ gia đình sử dụng kết nối băng rộng FTTH trên toàn thế giới sẽ tăng trưởng hàng năm trên mạnh mẽ trên thế giới. 30% cho đến năm 2012 và đạt 89 triệu hộ khi đó. Hiện Nhật Bản, Trung Quốc và Mỹ là các quốc gia đi đầu trong lĩnh vực băng thông rộng sử dụng công nghệ cáp quang này. Công nghệ FTTH đã có khoảng 20 triệu kết nối toàn cầu, chỉ tính riêng ở 3 nước Nhật Bản, Trung Quốc và Mỹ đã có thêm khoảng 6 triệu thuê bao, trong đó châu Á được đánh giá là thị trường có tiềm năng phát triển lớn. Theo dự đoán, vào cuối năm 2012, riêng châu Á sẽ có 54 triệu kết nối FTTH, tiếp theo là châu Âu/ khu vực Trung Đông/ châu Phi với 16 triệu, rồi đến Bắc Mỹ và Nam Mỹ với 15 triệu. Hiện nay, quá trình chuyển đổi sang FTTH đang được thực hiện ở nhiều nước, gồm Đan Mạch, Pháp, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thụy Điển, Đài Loan và Mỹ. Mô hình triển khai mạng FTTH ` Hiện nay, công nghệ FTTH (Fiber-To-The-Home là mạng viễn thông băng thông rộng bằng cáp quang được nối đến tận nhà để cung cấp các dịch vụ tốc độ cao như điện thoại, Internet tốc độ cao và TV) đang được triển khai khá mạnh mẽ trên thế giới.  Nguồn: Tài liệu về FTTX của công ty CMC-IT Hình 1.2: Mô hình triển khai mạng FTTH Tại nước ta, FTTH cũng đã được FPT Telecom triển khai tại một số thành phố lớn. Mô hình triển khai được thể hiện như Hình 1.2. Tiêu chuẩn này còn được gọi bằng tên khác là FTTB (Fiber To The Building), khác với FTTC (Fiber To The Curb) - đường dẫn cáp đến bên ngoài đường thôi, còn dẫn vào nhà vẫn là tiêu chuẩn dây đồng như cũ.Tốc độ đi Internet cam kết tối thiểu của Fiber to the x >= 256 Kbps, lớn hơn tốc độ đi Internet của tất cả các gói ADSL. Với ADSL, chiều dài cáp tối đa cần 2,5 Km để đạt sự ổn định cần thiết, còn với FTTH thì con số này lên tới 10 km. Dự kiến FTTH sẽ dần thay thế ADSL trong tương lai gần một khi băng thông ADSL không đủ sức cung cấp đồng thời các dịch vụ trực tuyến trong cùng một thời điểm. Chương 2: MỘT SỐ MÔ HÌNH PON ĐƯỢC TRIỂN KHAI TRONG MẠNG FTTH I. ATM trên nền PON – ATM PON (APON) 1 Mô hình tham chiếu APON Hệ thống bao gồm OLT, ONU, cáp quang sử dụng cấu hình PON trong đó có một bộ chia quang thụ động. Các ONU chia sẻ chung dung lượng của một sợi quang, khi sử dụng bộ chia, vấn đề ta cần đặc biệt quan tâm là sự bảo mật. Ở đường lên, cần phải sử dụng giao thức một phương thức đa truy nhập.  Nguồn: Công nghệ truy nhập trong mạng NGN-HVCNBCVT Hình 2.1: Cấu hình tham chiếu APON Mạng phân phối quang ODN cung cấp 1 hoặc nhiều hơn các đường dẫn quang từ OLT đến một hoặc nhiều hơn các ONU. Mỗi đường dẫn quang được định nghĩa giữa điểm tham chiếu S và R trong 1 cửa sổ bước sóng nhất định. Hai hướng truyền dẫn trong ODN được định nghĩa như sau: Đường xuống cho tín hiệu từ OLT đến ONU. Đường lên cho tín hiệu từ ONU đến OLT. Giao diện tại hai điểm tham chiếu S, R (được gọi chung là IFPON) hỗ trợ tất cả các thành phần giao thức cần thiết để cho phép truyền dẫn giữa OLT và ONU. ONU có thể có một chức năng thích ứng cho truyền dẫn đường dây thuê bao số DSL qua cáp đồng đến nhà thuê bao. OAM được quản lý thông qua giao diện quản trị Q3 2 Các đặc tả cho APON APON là sự kết hợp giữa phương thức truyền tải không đồng bộ ATM với mạng truy nhập quang thụ động PON. Mạng APON sử dụng công nghệ ATM là giao thức truyền tin. Công nghệ ATM cung cấp sự mềm dẻo theo khái niệm độ trong suốt dịch vụ và phân bổ băng tần,ngoài ra còn có những tính năng rất hữu ích cho hoạt động khai thác và bảo dưỡng các kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối nhờ đó giảm được chi phí hoạt động của mạng. Các ưu điểm của ATM được kết hợp với môi trường truyền dẫn là sợi quang với tài nguyên băng tần dường như là vô hạn đã tạo ra một mạng truy nhập băng rộng được biết tới như là BPON (Broadband PON - mạng PON băng rộng). Như mọi hệ thống khác, APON cũng được chia thành các lớp, lớp con với các nhiệm vụ cụ thể. Các lớp này thuộc một trong hai mặt bằng: Một là mặt bằng dữ liệu có nhiệm vụ phân phối lưu lượng đến và đi từ các thiết bị đầu cuối, trong trường hợp này là các cổng tại OLT và ONU. Hai là mặt bằng điều khiển, hay mặt bằng OAM hay hệ thống hỗ trợ hoạt động (OSS), thực hiện các chức năng vận hành, điều khiển, quản lý. Những chức năng này có tính chất không liên tục, ví dụ như là các chức năng OAM: khởi tạo, khôi phục lỗi, báo cáo trạng thái, với trường hợp mạng quang có các chức năng riêng biệt như điều chỉnh công suất laser. Thông tin điều khiển chứa trong các trường tiêu đề, tiêu đề con, hay các phần thông tin mào đầu trước lưu lượng người dùng. Phải nói rằng, thông tin tiêu đề thuộc về một lớp sẽ không được nhìn thấy bởi các lớp ở trên tại cả phía gửi và phía nhận. Miêu tả cấu trúc ngữ pháp các bản tin bằng cách liệt kê từng bit, từng byte trong định dạng bản tin. Thực tế, chỉ cần xem bản tin của một lớp nói gì, nghe gì ta có thể hoàn toàn biết chức năng của giao thức lớp đó. Hoạt động của APON cũng sẽ được đề cập thông qua việc mô tả quá trình trao đổi bản tin giữa các thực thể ngang hàng theo thời gian, việc trao đổi các lệnh và các đáp ứng giữa các lớp liền kề theo chiều dọc trong ngăn xếp giao thức. 3 Cấu trúc phân lớp APON Mô hình phân lớp mạng ATM gồm có lớp môi trường truyền dẫn và lớp đường, lớp môi trường truyền dẫn phân chia thành lớp môi trường vật lý và lớp hội tụ truyền dẫn. Trong mạng ATM-PON lớp đường tương ứng với lớp đường ảo của lớp ATM Lớp dưới cùng là lớp phương tiện vật lý thực hiện giao tiếp với phần quang của mạng (hay chính là mạng phân phối quang ODN). Lớp này thực hiện các chức năng: chuyển đổi điện-quang, nhận/truyền các tín hiệu đến/đi ở phương tiện vật lý tại một trong ba bước sóng quang (1310, 1490, 1550nm), kết nối với sợi quang của ODN. Cấu trúc của lớp tuân theo tập các tham số quang điện đã được chuẩn hóa. Giữa lớp phương tiện vật lý và lớp đường (giao điện mà qua đó tế bào ATM được phân phối tới lớp khách hàng) là lớp hội tụ truyền dẫn TC (tương ứng với lớp 2 trong mô hình OSI). Lớp TC được phân chia thành lớp con truyền dẫn PON và lớp con thích ứng nằm ở trên, tương ứng với lớp con hội tụ truyền dẫn của mô hình B-ISDN. Lớp con thích ứng được chuẩn hóa dựa trên chuẩn ATM trên cơ sở cáp đồng truyền thống. Chức năng của lớp này là chuyển đổi giữa khung 125(s mức người dùng (đơn vị dữ liệu giao thức PDU) và tế bào ATM. 3.1 Lớp vật lý Lớp này không giống như các lớp trên là các thành phần phần cứng chứ không phải là phần mềm. Phần cứng này được định nghĩa bởi các chuẩn [G.983.1 & G.983.3] và tuân theo các tham số sau: Tốc độ bit: 155.52 hoặc 622.08Mb/s ở đường xuống và 155.52Mb/s đường lên Bước sóng: 1260 đến 1360nm đường lên, 1480 đến 1580nm đường xuống Dạng lưu lượng: số ở cả hai hướng, hỗ trợ tương tự ở đường xuống Tỉ lệ chia công suất quang: lên đến 32, con số này bị giới hạn bởi suy hao ODN. Lớp đường  Chuyển đổi tế bào ATM và các khung dữ liệu người dùng   Lớp Môi trường truyền dẫn  Lớp hội tụ truyền dẫn  Lớp con Thích ứng  Lớp thích ứng của B-ISDN     Lớp con truyền dẫn PON  -Xắp xếp -Cấp phát khe tế bào -Cấp phát băng tần -Bảo mật và an toàn -Đồng chỉnh khung -Đồng bộ cụm(Burst) -Đồng bộ bit/byte    Lớp vật lý  -Tương thích E/O -Ghép bước sóng -Kết nối sợi quang   Nguồn: Công nghệ truy nhập trong mạng NGN-HVCNBCVT Hình 2.2: Cấu trúc phân lớp mạng APON 3.2 Lớp hội tụ truyền dẫn Lớp con hội tụ truyền dẫn bao gồm lớp con truyền dẫn PON và lớp con thích ứng được thể hiện như sau: Lớp con truyền dẫn PON hoàn toàn làm việc với tế bào. Theo hướng về, lớp này nhận các tế bào từ tín hiệu điện do lớp phương tiện vật lý đưa đến, đồng bộ tại mức bit và byte, giới hạn tế bào và khung được xác định, mào đầu được tách và xử lý, chuyển các luồng tế bào lên lớp cao hơn tiếp theo. Theo hướng đi, quá trình xử lý diễn ra ngược lại. Trong lớp này, giao thức sắp xếp được sử dụng để đảm bảo rằng các tế bào đến từ các ONU khác nhau không chồng lấp lên nhau. Lớp con thích ứng: đây là lớp trong đó có sự chuyển đổi diễn ra giữa tế bào ATM và PDU (có thể là: SONET/SDH, xDSL, các PDU dựa trên khung 125(s) Lớp này không cung cấp giao diện với các lưu lượng trên cơ sở gói như Ethernet hay IP. Để cung cấp những giao diện này ta phải có 1 phần mềm chuyển đổi thêm vào, phần này không ở trong phạm vi chuẩn. 4 Khung truyền dẫn APON/BPON ITU-T G.983.1 định rõ kiến trúc tham chiếu, đặc điểm của bộ thu phát, cấu trúc khung truyền tải và các chức năng sắp xếp trong APON/BPON. Tín hiệu APON/BPON được truyền trong khe thời gian. Mỗi khe thời gian chứa một cell ATM hay một cell hoạt động, quản lí và bảo dưỡng lớp vật lí (PLOAM - Physical LayerOperation, Administration and Maintenance). Cell PLOAM được dùng để truyền thông tin quản lí của lớp vật lí như là các bản tin giao thức dùng cho việc sắp xếp, trộn khóa với dữ liệu và cập nhật. Các khe thời gian hướng xuống là các cell ATM và PLOAM có độ dài mỗi cell là 53 byte. Một cell PLOAM được chèn vào cứ mỗi 28 khe thời gian (hay 27 cell ATM). Ở tốc độ 155.52Mbps, APON/BPON quy định khung xuống có 54 cell ATM là truyền dữ liệu như vậy tốc độ xuống thực sự là: 54/56 × 155.52 Mbps = 149.97 Mbps Và 2 cell PLOAM dành cho đồng bộ, điều khiển lỗi, bảo mật, bảo dưỡng và phân phối băng thông. Khung lên có 53 khe như vậy khung lên thực sự ở tốc dộ 155.52 Mbps là: 53/56 × 155.52 Mbps = 147.19 Mbps, và mỗi khe lên được chia thành nhiều khe con, mỗi khe con chứa 3 byte overhead đặt trước cell ATM và PLOAM. Bên cạnh đó, mỗi khe hướng lên có thể được chia thành nhiều khe nhỏ. Hình 2.3 (a,c) mô tả khung xuống và lên của APON/BPON tại 155.52 Mbps. Cấu trúc khung tại 622.08 Mbps và 1244.16 Mbps thì tương tự ngoại trừ số khe thời gian trên khung tăng lên lần lượt 4 và 8 lần. Cấu trúc PLOAM hướng xuống mô tả ở Hình 2.3 (b) nó gồm các phần sau: 5 byte header cụ thể được mô tả như bảng 3.1. Bảng 3.1: năm byte header  Vùng IDENT có nằm vị trí đầu tiên trong PLOAM hướng xuống Kế tiếp là 2 byte đồng bộ. PLOAM có 27 grant, cứ mỗi 6-7 grant thì được kiểm tra CRC. MSG_PON_ID đánh địa chỉ cho mỗi ONU. Trong thủ tục sắp xếp ONU được gán số nhận dạng PON_ID. Số nhận dạng này có giá trị từ 0 đến 63. MSG_ID mô tả loại bản tin. MESSAGE_FIELD chứa bản tin cảnh báo, xử lí các bản tin nhận được ở ONU liên quan đến thủ tục sắp xếp. BIP8 (bit-interleaved parity) có 8 bit, cho phép ONU kiểm tra tốc độ lỗi bit BER. Mỗi bit của BIP8 sẽ XOR với tất cả bit ở cùng vị trí trong một byte. ONU sẽ so sánh BIP8 nhận được với BIP8 được tính trên luồng nhận được, mỗi bit không giống sẽ được tính toán.   Nguồn: ITU-T Recommendation G.983.1, Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks (PON), 2005. Hình 2.3: Cấu trúc khung hướng xuống và lên của APON Việc truyền cell ATM, cell PLOAM ở hướng lên được điều khiển bởi OLT thông qua cell PLOAM truyền ở hướng xuống.Chuẩn G.983 yêu cầu tối thiểu cứ mỗi 100 ms có một cell PLOAM trên một ONU. Ngoài ra 3 byte đầu ở hướng lên chứa thời gian nghỉ, lời mở đầu và ranh giới bắt đầu cell. APON/BPON chỉ định thời gian nghỉ tối thiểu là 4 bit. Nó cung cấp thời gian nghỉ giữa 2 cell hay khe con liền kề để tránh đụng độ. Lời mở đầu lấy pha của cell đến hay khe con để đồng bộ bit và khôi phục biên độ. Ranh giới là phần chỉ định bắt đầu cell ATM hay khe con, mà có thể được dùng để thực hiện đồng bộ byte. Hình 2.3(a) mô tả khuôn dạng khung hướng xuống ở tốc độ 155 Mbps, Hình 2.3(b) mô tả khuôn dạng bản tin PLOAM hướng xuống, Hình 2.3(c) mô tả khuôn dạng của bản tin hướng lên, Hình 2.3(d) mô tả khuôn dạng bản tin PLOAM hướng lên. Khuôn dạng cell PLOAM lên được mô tả ở hình 2.3(d) bao gồm các phần sau: Giống như khung hướng xuống nó cũng có 5 byte header và 1 byte IDENT bắt đầu khung hướng lên. MSG_PON_ID và MSG_ID phục vụ cho việc nhận dạng ONU. Byte CRC truyền cảnh báo các thông tin hoạt động, quản lí và bảo dưỡng từ ONU. Kế đó là 17 byte điều khiển nguồn laser: sử dụng cho ONU để báo cáo các mức công suất cho mỗi nguồn laser của ONU để chúng có thể duy trì giá trị thích hợp. Tiếp theo là 16 byte điều khiển bộ thu được dùng ở bộ thu của OLT để hiệu chỉnh mức ngưỡng cho việc phát hiện mức 0 và mức 1. Cuối cùng, BIP cũng có chức năng tương tự như ở khung hướng xuống Broadband PON ( BPON ) Lịch sử phát triển của BPON: Năm 1997: Phát triển BPON dựa trên nền tảng ATM leased-line. Năm 1999: Giới thiệu các thiết bị đầu cuối (End-User) cho FTTB tại Mỹ. Năm 2000: Phát triển thiết bị đầu cuối cho khu dân cư và các module quang các ONT nhận biết và tách dữ liệu đường xuống của mình dựa vào VCI/VPI của ATM cell.  Hình 2.4: Mô hình BPON Luồng xuống : Băng tần cơ bản 1,480–1,500 Luồng lên: Băng tần cơ bản :1,260-1,360 Hình 2.4 chỉ ra kiến trúc của BPON (Broadband PON). Trong kiến trúc này, OLT kết nối đến ONU qua bộ chia 1:N. Khoảng cách truyền dẫn tối đa là 10-20 km. Lưu lượng hướng lên từ ONU được truyền ở bước sóng 1310 nm và hướng xuống từ OLT là bước sóng 1490 nm và bước sóng 1550 nm được dùng để tải hình ảnh. Dữ liệu hướng xuống sẽ truyền tất cả các gói dữ liệu đến tất cả ONU và nó sẽ nhận gói mà đúng địa chỉ của nó còn ở hướng lên thì các gói từ các ONU sẽ truyền lần lượt các gói đến OLT thông qua sự điều khiển của OLT. OLT sẽ qui định khe thời gian mà ONU nào được truyền tại thời điểm đó để có thể tránh được sự đụng độ. Trong thiết bị, OLT thường được tạo thành line card và được ghép vào trong bộ khung và kết nối đến mạng lõi/metro. Còn ONU thì có một hay nhiều cổng dành cho kết nối thoại (T1/E1) và data (10/100BASE-T Ethernet) đến khách hàng. Mạng quang thụ động băng rộng B-PON được chuẩn hóa trong chuỗi các khuyến nghị G.938 của ITU-T. Các khuyến nghị này đưa ra các tiêu chuẩn về các khối chức năng ONT và OLT, khuôn dạng và tốc độ khung của luồng dữ liệu hướng lên và hướng xuống, giao thức truy nhập hướng lên TDMA, các giao tiếp vật lý, các giao tiếp quản lý và điều khiển ONT/ONU và DBA. Trong mạng B-PON, dữ liệu được đóng khung theo cấu trúc của các tế bào ATM. Một khung hướng xuống có tốc độ 155Mbit/s (56 tế bào ATM có khích thước 53byte), hoặc 622 Mbit/s (4*56 tế bào ATM) và một tế bào quản lý vận hành bảo dưỡng lớp vật lý (PLOAM – Physical layer Operation Administration and Maintenance) được chèn vào cứ mỗi 28 tế bào trong kênh. PLOAM có một bít để nhận dạng các tế bào PLOAM. Ngoài ra các tế bào PLOAM có khả năng lập trình được và chứa thông tin như là băng thông hướng lên và các bản tin vận hành quản lý và bảo dưỡng OAM.  Nguồn: CEDRIC F. LAM , Passive Optical Networks Principles and Practice, October 2007. Hình 2.5: Kiến trúc hệ thống BPON Căn cứ vào các thông tin về mã số nhận dạng kênh ảo và nhận dạng đường ảo (VPI/VCI) trong cấu trúc ATM, các ONT nhận biết và tách dữ liệu đường xuống của mình. Cấu trúc khung hướng lên bao gồm 56 tế bào ATM (53 byte). Mỗi một kênh gồm có một tế bào ATM/PLOAM và 24 bít từ mào đầu. Từ mào đầu mang thông tin về thời gian bảo vệ, mào đầu cho phép đồng bộ và khôi phục tín hiệu tại OLT, và thông tin nhận dạng điểm kết thúc của từ mào đầu. Chiều dài của từ mào đầu và các thông tin chứa trong đó được lập trình bởi OLT. Các ONT thực hiện gửi các tế bào PLOAM khi chúng nhận được yêu cầu từ OLT. B-PON sử dụng giao thức gán băng thông động DBA để cho phép OLT nhận biết lượng băng thông cần thiết cấp cho các ONT/ONU. OLT có thể giảm hoặc tăng băng thông cho các ONT/ONU dựa vào gửi các tế báo ATM rỗi hoặc làm đầy tất cả hướng lên bởi dữ liệu của ONT/ONU. OLT dừng định kỳ việc truyền hướng lên do vậy nó có khả năng mời bất kỳ ONT/ONU mới nào tham gia vào hoạt động hệ thống. Các ONT/ONU mới phát một bản tin phúc hồi trong cửa sổ này với thời gian trễ ngẫu nhiên để tránh xung đột khi mà có nhiều ONT/ONU mới muốn tham gia. OLT xác định khoảng cách tới mỗi ONT/ONU mới bằng việc gửi tới ONT/ONU một bản tin đo cự ly và xác định thời gian bao lâu để thu được bản tin phúc hồi. Sau đó OLT gửi tới ONT/ONU một giá trị trễ, giá trị này được sử dụng để xác định thời gian bảo vệ ứng với các ONT/ONU. III. Gigabit PON (GPON) 1 Hệ thống GPON G-PON là giao thức FSAN TDMA PON thứ 2 được định nghĩa trong chuỗi khuyến nghị G.984 của ITU-T. G-PON được xây dựng trên trải nghiệm của B-PON và E-PON. GPON viết tắt của từ Gigabit Passive Optical Network. GPON là sự phát triển của APON/BPON nó hoạt động ở tốc độ lên tới hàng Gbps và đã được chuẩn hóa thành ITU-T G.984. GPON không phụ thuộc vào ATM, GPON sử dụng lớp con truyền dẫn hội tụ (GTC- GPON Transmission Convergence), khung GTC có thể đóng gói các cell ATM. Không giống như APON/BPON, khung GTC có thể đóng gói trực tiếp các gói dữ liệu thông qua phương pháp đóng gói GPON (GEM- GPON Encapsulation Method). Phần tải khung GTC chứa cả ATM và GEM. Mặc dù G-PON hỗ trợ truyền tải tin ATM, nhưng nó cũng đưa vào một cơ chế thích nghi tải tin mới mà được tối ưu hóa cho truyền tải các khung Ethernet được gọi là phương thức đóng gói G-PON (G-PON Encapsulation Method - GEM). GEM là phương thức dựa trên thủ tục đóng khung chung trong khuyến nghị G.701, ngoại trừ việc GEM tối ưu hóa từ mào đầu để phục vụ cho ứng dụng của PON, cho phép sắp xếp các dữ liệu Ethernet vào tải tin GEM và hỗ trợ sắp xếp TDM. G-PON sử dụng cấu trúc khung GTC (G-PON Transmission Conversion) cho cả hai hướng xuống và hướng lên. Khung hướng xuống bắt đầu với một từ mào đầu PLOAM, tiếp sau đó là vùng tải tin GEM hoặc các tế bào ATM. PLOAM gồm có thông tin cấu trúc khung và sắp đặt băng thông cho ONT/ONU gửi dữ liệu trong khung hướng lên tiếp theo. Khung hướng lên bao gồm các nhóm khung gửi từ các ONT. Mỗi một nhóm được bắt đầu với từ mào đầu lớp vật lý mà có chức năng tương tự trong B-PON, nhưng cũng bao hàm tổng hợp các yêu cầu băng thông của các ONT. Các yêu cầu băng thông chi tiết hơn được gửi đi kèm với các nhóm hướng lên khi có yêu cầu từ OLT. OLT gán các thời gian cho việc gửi dữ liệu hướng lên từ cho mỗi ONT/ONU. Tối ưu hóa cho truyền tải các khung Ethernet bằng phương thức GEM (GPON encapsulation method). Sử dụng cấu trúc khung GTC (GPON tranmission coversion) cho cả hai hướng lên và xuống.  Hình 2.6: Lớp con truyền dẫn hội tụ 2 Lớp truyền dẫn hội tụ GPON 2.1 Chức năng của GTC Chức năng chính của lớp truyền dẫn hội tụ GPON (GTC- GPON Transmission Convergence) là