GPON (Gigabit Passive Optical Networks) là công nghệ mạng cáp quang thụ động với mô hình kết nối mạng theo kiểu: Điểm – Đa điểm. Trong đó, các thiết bị kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ mạng và khách hàng sử dụng bộ chia tín hiệu quang (Spliter) thụ động (không dùng điện). AON (active optical network) là công nghệ cáp quang chủ động cung cấp đường truyền dẫn có băng thông lớn, tốc độ nhanh và ổn định cao. Công nghệ AON hoạt động theo cấu trúc kết nối điểm – điểm, hay thường gọi là mạng cáp quang chủ động, đường truyền được cung cấp trực tiếp tới khách hàng có nhu cầu dùng dịch vụ. So sánh công nghệ mạng cáp quang GPON và AON Chi tiết xem tại: Tìm hiểu GPON, AON là gì?
Mạng quang thụ động (PON), giống như mạng quang hoạt động (AON), cung cấp kết nối Ethernet từ nguồn dữ liệu chính tới các điểm cuối Ethernet bằng cách sử dụng cáp quang. PON ban đầu được phát triển vào giữa những năm 1990 để cung cấp các dịch vụ ba lần phát băng thông rộng (dữ liệu, thoại, video) đến tận nhà và được thiết kế đặc biệt để giảm lượng cáp quang cần thiết để tiếp cận nhiều địa điểm của người dùng cuối và loại bỏ cần cung cấp điện cho các thiết bị truyền dẫn giữa văn phòng trung tâm / headend và người dùng cuối - cả hai vấn đề chính cản trở việc triển khai các dịch vụ FTTx (cáp quang tới x) vào thời điểm đó. PON giải quyết vấn đề phân phối điện “chặn cuối cùng” bằng cách sử dụng bộ tách tia quang học gần các thiết bị cuối. Các bộ tách quang này tận dụng hoạt động của sợi quang đơn mode để phân chia vật lý một chùm đơn thành nhiều chùm. Việc sử dụng bộ chia cũng làm giảm số lượng sợi cần thiết để phục vụ các thuê bao. Tiêu chuẩn ITU-T G. 984 GPON cho phép tối đa 320 người đăng ký trên mỗi cáp chia sẻ, nhưng các bộ chia thường cung cấp tỷ lệ Splitter: từ 1: 2 đến 1:64. Tiêu chuẩn tương tự cũng đặt ra khoảng cách tối đa của đường chạy sợi quang là 20 km. PON cũng giảm số lượng sợi quang chạy bằng cách tận dụng hai loại khái niệm ghép kênh điện thoại riêng biệt: phân chia theo bước sóng và phân chia thời gian. Ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) cho phép lưu lượng hai chiều trên một sợi quang duy nhất bằng cách sử dụng các bước sóng khác nhau cho mỗi hướng của lưu lượng: bước sóng 1490 nanomet (nm) cho lưu lượng xuôi dòng và bước sóng 1310 nm cho lưu lượng ngược dòng, với 1550 nm dành riêng cho các dịch vụ lớp phủ tùy chọn , thường là video RF (tương tự). Ghép kênh phân chia theo thời gian cho phép nhiều thiết bị đầu cuối truyền và nhận các tín hiệu độc lập trên một sợi quang duy nhất bằng cách dự trữ các khe thời gian trong một luồng dữ liệu. PON sử dụng hai công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian cụ thể, Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) cho lưu lượng xuôi dòng và Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) cho lưu lượng ngược dòng. Là một thiết bị thụ động, bộ tách hoạt động như một điểm phân phối với nguồn cấp dữ liệu duy nhất phát sóng dữ liệu xuôi dòng tới tất cả các điểm cuối ONT được kết nối. ONT chấp nhận các gói được gán cho kênh TDM của nó (khe thời gian khung) để lọc và loại bỏ các gói dành cho các ONT khác. TDMA là một kiểu ghép kênh phân chia theo thời gian cho phép nhiều máy phát được kết nối với một máy thu. Đối với PON, TDMA được sử dụng để kết hợp lại nhiều nguồn cấp dữ liệu ngược dòng tại bộ ghép nối. Bộ tách và bộ ghép thường là cùng một thiết bị. Tiêu chuẩn Mạng quang thụ động (GPON) hỗ trợ Gigabit của ITU-T G.984 cho phép một số lựa chọn về tốc độ bit, với 2,5 Gbit / s hạ lưu và 1,25 Gbit / s băng thông ngược dòng hiện đang được triển khai rộng rãi nhất. Trong khi PON ban đầu tập trung vào kết nối cáp quang đến gia đình, các trường hợp sử dụng khác đã được hưởng lợi từ các giải pháp PON đơn giản, tiết kiệm chi phí, bao gồm khách sạn, bệnh viện và khu dân cư đông đúc. Sự khác nhau cơ bản giữa mạng quang thụ động PON(passive optical network) và mạng quang hoạt động AON(active optical network) là gì? Sự khác biệt cơ bản giữa mạng thụ động và mạng chủ động nằm ở phần “phân phối” của mạng và các giao thức được sử dụng để vận chuyển dữ liệu. Liên kết lên đối mặt với mạng và liên kết xuống đối mặt với người dùng cuối về cơ bản là giống nhau đối với cả hai loại triển khai. Sự đa dạng của các dịch vụ có thể được cung cấp cho người dùng cuối cũng có thể so sánh được. Một điểm khác biệt là thiết bị phân phối là thụ động (không cấp nguồn) hay chủ động (được cấp nguồn). Việc sử dụng bộ chia thụ động cho phép đặt phần cứng càng gần các điểm cuối càng tốt, giảm độ dài của sợi quang được sử dụng. Các thiết bị chuyển mạch tích cực thường yêu cầu vị trí đặt tủ để cấp điện và làm mát, khiến cho việc triển khai mạng hoạt động trở nên khó khăn hơn. Dòng Catalyst Micro Switch * cung cấp tùy chọn quang học hoạt động cả khi có và không có phân phối. Một nhược điểm đáng kể đối với các thành phần thụ động như bộ tách và bộ ghép là có thể áp dụng rất ít thông minh vào quá trình phân phối. Cấu trúc liên kết điểm-đa điểm được PON sử dụng cho phép nhiều ONT chia sẻ một kết nối duy nhất, nhưng cung cấp ít khả năng hiển thị và không hiệu quả, làm trầm trọng thêm bất kỳ sự tắc nghẽn nào tại ONT. Cũng giống như Ethernet dựa trên đồng, mạng quang hoạt động sử dụng cấu trúc liên kết phân phối điểm-điểm, với các công tắc phân phối tối ưu hóa băng thông bằng cách chỉ hướng các gói đến các điểm cuối được định địa chỉ. Cấu trúc liên kết này cũng cung cấp khả năng hiển thị đầy đủ từ đầu đến cuối. Có thể thấy với khoảng cách đường truyền thì AON có chiều dài kéo dây cao lên tới 70km, còn GPON chỉ là 20km từ chỗ xuất phát đến địa chỉ thuê bao dùng. Còn với tốc độ truyền dữ liệu thì AON có tốc độ truyền tải băng thông từ 100Mbps – 1Gbps thì GPON có tốc độ download lẫn upload ngang bằng nhau có thể lên tới 2.488 Gbps.
