Trong khi công nghệ cáp đồng ADSL không còn đáp ứng được yêu cầu truyền tải ngày càng nhiều của người dùng. Để đảm bảo tính truyền dẫn tốt, lưu lượng tốc cao công nghệ cáp quang đã được ra đời nhằm giải quyế những vấn đề đó.
Cáp quang là gì ?
Cáp quang là một loại cáp viễn thông làm bằng thủy tinh hoặc nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu và mạng.
Cáp quang dài, mỏng thành phần của thủy tinh trong suốt bằng đường kính của một sợi tóc. Chúng được sắp xếp trong bó được gọi là cáp quang và được sử dụng để truyền tín hiệu trong khoảng cách rất xa. Không giống như cáp đồng truyền tín hiệu bằng điện, cáp quang ít bị nhiễu, tốc độ cao (đây là tốc độ truyền dữ liệu, phân biệt với tốc độ tín hiệu) và truyền xa hơn.
Các thông số quang cần biết:
+Suy hao quang (Optical loss): lượng công suất quang (optical power) hao hụt trong suốt quá trình truyền dẫn qua cáp quang, điểm ghép nối. Ký hiệu dB.
+Suy hao phản xạ (Optical Return loss): là sự suy hao ánh sáng do bị phản xạ tại các điểm ghép nối, đầu nối quang.
+Suy hao tiếp xúc (Insertion loss): giảm công suất quang ở hai đầu ghép nối. Giá trị thông thường từ 0,2dB – 0,5dB.
+Suy hao (Attenuation): Là mức suy giảm công suất quang trong suốt quá trình truyền dẫn trên một khoảng cách xác định. Ký hiệu: dB/km. Ví dụ: với cáp quang Multimode ở bước sóng 850nm suy giảm 3dB/km, trong khi đó ở bước sóng 1300nm chỉ suy giảm 1dB/km. Ở cáp quang Singlemode: suy giảm 0,4dB/km ở 1310nm và 0,3dB/km ở 1550nm. Đầu nối (connector) suy giảm 0,5dB/cặp đấu nối. Điểm ghép nối (splice) suy giảm 0,2 dB/điểm.
+Bước sóng (Wavelength): là chu kỳ di chuyển sóng điện từ. Ký hiệu nm (nanometer). Ánh sáng chúng ta nhìn thấy được có wavelength trong khoảng từ 400nm đến 700nm (màu tím đến màu đỏ).
Cáp quang sử dụng ánh sáng nằm trong vùng hồng ngoại có wavelength lớn hơn wavelength mà ta có thể nhìn thấy – trong khoảng 850nm, 1300nm và 1550nm.
Các bước sóng truyền dẫn quang được xác định dựa trên hai yếu tố nhằm khắc phục tình trạng suy hao do năng lượng và vật liệu truyền dẫn: các bước sóng nằm trong vùng hồng ngoại và bước sóng không nằm trong vùng hấp thu, cản trở năng lượng ánh sáng truyền dẫn (absorption) do tạp chất lẫn trong cáp quang trong quá trình sản xuất.
Vậy vì sao chúng ta không sử dụng các bước sóng dài hơn? Bước sóng hồng ngoại là sự chuyển tiếp giữa ánh sáng và nhiệt. Bước sóng dài hơn, nhiệt xung quang phát ra càng nóng hơn, tín hiệu bị nhiễu loạn nhiều hơn. Do đó, thường POF có bước sóng 650nm, 850nm. GOF với Multimode hoạt động ở 850nm và 1300nm, Singlemode ở 1310nm, 1550nm. Giữa hai bước sóng 1300nm và 1310nm không khác biệt nhau, chỉ là cách quy ước để phân biệt giữa cáp quang Singlemode hay Multimode.
Tìm hiểu về công nghệ cáp quang GPON và AON.
Công nghệ cáp quang GPON là gì ?
GPON là một thuật ngữ viết tắt của cụm từ “Gigabit Passive Optical Networks” trong tiếng Anh và được hiểu với nghĩa tiếng Việt là mạng cáp quang thụ động, đây là một công nghệ mạng được sử dụng vô cùng phổ biến trên thị trường hiện nay.
Công nghệ mạng này được sử dụng với tiêu chuẩn mã hóa nâng cao, được gọi tắt là AES nên có thể đảm bảo được sự bảo mật cao và được nhà xuất xuất thiết kế với mục đích đem lại hiệu quả cao về cả phần cứng lẫn phần mềm với khả năng hỗ trợ độ dài khối là 128 bit và độ dài key được chia thành nhiều mức như 128 bit, 192 bit và 256 bit.
Cơ chế hoạt động công nghệ cáp quang GPON như thế nào ?
Công nghệ cáp quang GPON có thể sử dụng được cả nguồn dữ liệu ngược dòng và dữ liệu xuôi dòng bằng phương pháp WDM, cụ thể là phương pháp ghép kênh phân chia bước sóng quang.
Về cơ chế hoạt động, công nghệ mạng GPON sử dụng cơ chế điểm – đa điểm và sẽ hoạt động với các giai đoạn cụ thể như sau:
– Đầu tiên, bộ chia sẽ phân chia các tín hiệu khi cần thiết.
– Sau đó, OLT sẽ nhận tất cả những nguồn tín hiệu quang dưới dạng chùm ánh sáng đến từ bộ phận ONU rồi tiến hành chuyển đổi tín hiệu quang thành các tín hiệu điện.
– Các ONU đã kết nối với người dùng sẽ gửi những tín hiệu của họ quay trở lại OLT.
Một số thuật ngữ thường dùng trong GPON
Bộ chia là gì ?
Bộ chia cáp quang hay còn gọi là bộ tách chùm, là một thiết bị phân phối công suất quang dạng ống dẫn sóng được tích hợp. Với bộ chia cáp quang này, nhiều thiết bị có thể được phục vụ từ một sợi quang duy nhất. Nó là một trong những thiết bị thụ động quan trọng nhất trong mạng cáp quang.
Nó đặc biệt hữu ích trong GPON, EPON và FTTx, v.v. PON thường kết nối một sợi quang từ OLT với nhiều ONU. Kết nối giữa OLT và ONU đạt được bằng cách sử dụng bộ chia sợi quang. Số lượng đầu ra trong bộ chia xác định số lượng của bộ chia.
Các tỷ lệ phân chia thường chứa 1: 4, 1: 8, 1:16, 1:32 và 1:64. Suy hao chèn của bộ chia quang 1×32 điển hình nằm trong khoảng từ 17 dB đến 18 dB. Bộ chia cáp quang bao gồm bộ tách lưỡng tính côn (FBT) được hợp nhất và bộ tách mạch sóng ánh sáng phẳng (PLC).
OLT là gì ?
OLT là một thiết bị đóng vai trò là điểm cuối cung cấp dịch vụ của mạng quang thụ động. Nó là một thiết bị tổng hợp Ethernet hoạt động thường được đặt trong trung tâm dữ liệu hoặc phòng thiết bị chính.
Một OLT chuyển đổi tín hiệu quang truyền qua sợi quang thành tín hiệu điện và đưa chúng đến một bộ chuyển mạch Ethernet lõi. OLT thay thế nhiều công tắc lớp 2 tại các điểm phân phối.
Tín hiệu phân phối OLT được kết nối với cáp trục hoặc cáp ngang thông qua bộ chia quang, được kết nối với thiết bị đầu cuối mạng quang tại mỗi đầu ra khu vực làm việc.
ONT ( ONU ) là gì ?
ONT, còn được gọi là modem, kết nối với điểm kết cuối (TP) bằng cáp quang và kết nối với bộ định tuyến của bạn qua cáp LAN / Ethernet. Nó chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện để đưa đến thiết bị đầu cuối. ONT luôn có nhiều cổng Ethernet để kết nối với các dịch vụ IP như CPU, điện thoại, điểm truy cập không dây và các thành phần video khác.
Phương tiện truyền dẫn là gì ?
GPON truyền tín hiệu thông qua cơ sở hạ tầng cáp thụ động, vật lý. Các phương tiện truyền dẫn bao gồm đồng, dây nhảy quang, vỏ bọc, bảng điều hợp, đầu nối, bộ chia và các vật liệu khác. Tất cả các thành phần phương tiện truyền tải này nên được tính vào ngân sách tổn thất kênh để có được hiệu suất hệ thống tốt hơn.
Những ưu và nhược điểm của công nghệ cáp quang GPON
Ưu điểm của công nghệ cáp quang GPON
- Tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu.
- Dung lượng truyền tải cao.
- Không phụ thuộc và các điều kiện môi trường.
Nhược điểm của GPON.
- Thường sẽ khó để nâng cấp băng thông bởi cấu trúc điểm đến điểm có thể gây ảnh hưởng đến những thuê bao khác khi đã sử dụng hết băng thông.
- Khi xảy ra lỗi do 1 sợi quang chung cho nhiều người dùng thì sẽ rất khó để phát hiện và xác định lỗi.
- Tính bảo mật thấp
Xem them các gói cước GPON của FPT:
Công nghệ cáp quang AON là gì ?
AON, tên đầy đủ trong tiếng Anh là Active Optical Network, hay còn được gọi là mạng cáp quang chủ động, là kiến trúc mạng dạng điểm – điểm (point to point).
Công nghệ AON được sử dụng để cung cấp cho mỗi thuê bao một đường cáp quang riêng được kết nối từ thiết bị trung tâm (Access Node) tới thuê bao sử dụng (FTTH – Fiber to the Home).
Những ưu và nhược điểm của công nghệ cáp quang AON
Ưu điểm:
- Tầm kéo dây xa: Công nghệ AON cho phép tầm kéo dây xa lên tới 70km mà không cần bộ repeater.
- Tính bảo mật cao: Một khi sử dụng AON, tính bảo mật của bạn được bảo đảm. Vì công nghệ này sẽ không cho phép can thiệp, nghe lén trên đường truyền.
- Độ tin cậy: Đường truyền do AON cung cấp có độ tin cậy cao, nhưng nó sẽ bị phụ thuộc vào mô hình khách hàng lựa chọn để kết nối.
- Dễ dàng nâng cấp băng thông: Việc nâng cấp băng thông của AON diễn ra khá dễ dàng và tiện lợi. Người dùng có thể tiến hành nâng cấp bất kỳ lúc nào mình muốn.
- Dễ xác định lỗi: Sử dụng băng thông của AON giúp xác định lỗi rất nhanh và số lượng thuê bao bị ảnh hưởng khi lỗi phát sinh thường rất ít.
Nhược điểm:
- Chi phí triển khai: Công nghệ AON cho phép mỗi thuê bao sẽ sử dụng một sợi quang riêng nên chi phí triển khai sẽ khá cao.
- Chi phí vận hành: Vì thiết bị Access Note có kích thước khá lớn, yêu cầu được cấp nguồn liên tục và không gian cần để hoạt động rộng nên chi phí vận hành công nghệ sẽ tốn một khoản chi phí lớn.
- Chi phí nâng cấp: Mặc dù so với hai loại chi phí trên, chi phí nâng cấp thấp hơn rất nhiều. Do AON sử dụng cấu trúc Point to Point nên việc nâng cấp sẽ dễ hơn và ít tốn chi phí hơn.
- Cần nhiều không gian chứa cáp hơn: AON cho phép mỗi thuê bao sử dụng một sợi quang riêng nên sẽ cần nhiều không gian chứa cáp hơn.
- Dung lượng truyền tải thấp 100Mbps – 1Gbps
Kết luận sự khác biết giữa công nghệ cáp quang GPON và AON
| Công nghệ | AON | GPON |
|---|---|---|
| Băng thông | 100Mbps – 1Gbps | Khi không dùng Splitter băng thông sẽ là 2,5Gbps/1,25Gbps. Tuy nhiên thường sẽ được chia thành 1:32 (78Mbps) hay 1:64 (39Mbps). |
| Độ khó khi tăng băng thông | Dễ dàng | Phức tạp |
| Số thuê bao bị ảnh hưởng khi có lỗi | Ít | Nhiều |
| Thời gian xác định lỗi | Nhanh | Chậm hơn nhiều |
| Tính bảo mật | Cao | Thấp |
| Chi phí | Cao | Thấp |
| Độ tin cậy | Độ tin cậy cao do khách hàng có thể chọn mô hình kết nối theo dual-homing (có 2 đường truyền khác nhau) hoặc vòng tròn (ring) hay 2 kết nối. | Không có 2 phương án kết nối như AON nên độ tin cậy thấp. |
