Thiết kế mạng cáp quang ftth gpon tại vnpt tp hcm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ ĐỨC HUY THIẾT KẾ MẠNG CÁP QUANG FTTH – GPON VNPT-TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM NGỌC NAM Hà Nội – Năm 2014 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lâp – Tự – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ - Đề tài: Các giải pháp tiết kiệm mạng Data Center - Tác giả: Vũ Đức Huy, Viện đào tạo sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội - Chuyên ngành: Điện Từ - Viễn Thông - Ngƣời hƣớng dẫn: PGS-TS Phạm Ngọc Nam - Đơn vị: Viện đào tạo sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội Nhận xét: Tổng quan chung: Ƣu điểm, nhƣợc điểm luận văn nội dung, hình thức; thái độ, trách nhiệm tác giả trình thực luận văn Kết luận: Tôi đồng ý (không đồng ý) để tác giả ………… đƣợc bảo vệ luận văn trƣớc Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Xác nhận quan ngƣời nhận xét (dùng cho người nhận xét trường ĐHBKHN) i Hà Nội, Ngày tháng năm 2014 Ngƣời nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên người hướng dẫn) Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ LỜI CAM ĐOAN Trƣớc hết, gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể thầy cô Viện Điện tử viễn thông, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo môi trƣờng tốt để học tập nghiên cứu Tôi xin cảm ơn thầy cô Viện Đào tạo sau đại học quan tâm đến khóa học này, tạo điều kiện cho học viên có điều kiện thuận lợi để học tập nghiên cứu Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Ngọc Nam tận tình bảo, hƣớng dẫn sửa chữa cho nội dung luận văn Tôi cam đoan nội dung luận văn hoàn tồn tơi tìm hiểu, nghiên cứu viết Tất đƣợc thực cẩn thận có định hƣớng giáo viên hƣớng dẫn Tơi xin chịu trách nhiệm với nội dung luận văn Tác giả Vũ Đức Huy ii Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật thực Viện Điện Tử - Viễn Thông Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn PGS-TS Phạm Ngọc Nam trực tiếp tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình làm luận văn Em xin cảm ơn Ban Giám Hiệu thầy Viện điện tử - viễn thông Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội, động viên, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Cuối cùng, em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tồn thể gia đình, bạn bè ln động viên, khích lệ tin thần để em đủ nghị lực hoàn thành luận án iii Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x CHƢƠNG I TỔNG QUAN MẠNG TRUY NHẬP 1.1 Giới thiệu chung mạng truy nhập 1.2 Vị trí vai trị mạng truy nhập 1.2.1 Vị trí mạng truy nhập 1.2.2 Yêu cầu mạng truy nhập 1.2.3 Cấu trúc mạng truy nhập 1.3 Các công nghệ truy nhập, so sánh ƣu khuyết điểm 1.3.1 Truy nhập vô tuyến 1.3.2 Mạng truy nhập thuê bao cáp kim loại truyền thống 10 1.3.2.1 Cấu trúc mạng truy nhập thuê bao cáp kim loại 10 1.3.2.2 Ƣu nhƣợc điểm mạng truy nhập cáp kim loại 13 1.3.3 Mạng truy nhập cáp quang 15 1.3.3.1 Ƣu điểm mạng truy nhập cáp quang 15 1.3.3.2 Các phƣơng thức truy nhập cáp quang 17 1.4 Kết luận chƣơng 18 CHƢƠNG II 19 QUY HOẠCH MẠNG CÁP QUANG THUÊ BAO FTTx 19 2.1 Cáp sợi quang 19 2.2 Tổng quan kiến trúc mạng truy nhập quang 21 2.3 Nâng cấp mạng truy nhập cáp kim loại 24 2.3.1 Mạng HFC 24 iv Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ 2.3.2 Mơ hình mạng HFC nâng cao (Enhanced HFC) 25 2.3.3 Mạng Fiber To The Curb (FTTC) 26 2.4 Cấu trúc mạng cáp quang thuê bao FTTx-GPON 29 2.4.1Cấu trúc mạng cáp quang thuê bao FTTx-GPON 29 2.4.1.1 Tủ quang phối cấp 30 2.4.1.2 Tủ quang phối cấp 30 2.4.1.3 Tập điểm quang 30 2.4.1.4 Bộ chia (Splitter) 31 2.4.2 Tổ chức quản lý thành phần cấu trúc mạng cáp quang thuê bao FTTx 31 2.4.3 Tổ chức vùng phục vụ 32 2.5 Tổng quan dự báo nhu cầu thuê bao FTTX 32 2.6 Cấu trúc đấu nối 33 2.6.1 Cấu trúc đấu nối tủ phối quang cấp 33 2.6.2 Cấu trúc đấu nối tủ phối quang cấp 34 2.6.3 Mơ tả tổng quan tính kỹ thuật vật tƣ mạng quang GPON 34 CHƢƠNG III 36 CÁC GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI MẠNG CÁP QUANG THUÊ BAO FTTx 36 3.1 Hiện trạng mạng cáp quang viễn thông thành phố 36 3.1.1Tổng quan trạng 36 3.1.2 Đánh giá trạng 38 3.1.2.1 Về khả đáp ứng yêu cầu cho cáp quang truyền tải 38 3.1.2.1.1 Đáp ứng cấu hình kết nối 38 3.1.2.1.2 Đáp ứng chất lƣợng truyền dẫn sợi quang 39 3.1.2.1.3 Về khả đáp ứng yêu cầu cho cáp quang thuê bao 39 3.2 Các giải pháp triển khai mạng cáp quang thuê bao FTTx 40 3.2.1 Tổng quan giải pháp triển khai mạng cáp quang thuê bao FTTx 40 3.2.2 Các mơ hình triển khai mạng cáp quang thuê bao FTTx 42 CHƢƠNG IV 44 v Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ THIẾT KẾ MẠNG GPON CHO KHU VỰC ĐÀI CHỢ LỚN 44 4.1 Các bƣớc triển khai thiết kế mạng cáp quang FTTX 44 4.2 Hiện trạng mạng xDSL 45 4.2.1 Mạng cáp quang 45 4.2.2 Cấu trúc mạng truy nhập xDSL 46 4.2.3 Kết luận cần thiết đầu tƣ 47 4.3 Các phƣơng án tối ƣu hóa mạng viễn thơng 49 4.3.1 Những tiêu chí để lựa chọn giải pháp kỹ thuật - công nghệ 49 4.3.1.1 Đủ khả cung cấp loại hình dịch vụ khách hàng 49 4.3.1.2 Tính tổng thể hệ thống 50 4.3.1.3 Tính thống hệ thống 50 4.3.1.4 Tính mở hệ thống 50 4.3.1.5 Đảm bảo tính kinh tế hệ thống 51 4.3.1.6 Có kế hoạch tối ƣu hóa mạng 51 4.3.2 So sánh, phân tích lựa chọn phƣơng pháp 51 4.3.2.1 Tái cấu trúc lại mạng AON dùng cho PTS 51 4.3.2.2 Ứng dụng công nghệ quang thụ động GPON 52 4.3.2.3 Bố trí lại hệ thống switch quang 53 4.3.2.4 Phối hợp phƣơng pháp 54 4.4 Sơ đồ mạng phối hợp cấu trúc đài Viễn thông Chợ Lớn 54 CHƢƠNG VI 56 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 vi Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ADS ADSL AM – VSB AO AP CCP CCP CDM CDMA CPE DMUX DP DP DS DSL DSLAM EDFA FDMA FTTB FTTC FTTCab FTTH HDTV HFC ISDN ISDN BRI ISDN PRI LAN LD LE LT MUX NIU Tiếng anh Active DoubleSstar Asymmetric Digital Subscriber Line Amlituded Modulated Vestigial Sid band Acousto Optical Acess Point Cross Conection Point Cross Conection Point Code Division Multiplexing Code – division multiple access Customer Premise Equipment Demultiplex Distribution point Distribution point Double Star Digital Suberiber line Digital Subscribe Line Amplitude Modulator Erbium Doped Fiber Amplifier Frequency- division multiple access Fiber To The Buiding Fiber To The Curb Fiber To The Cabinet Fiber To The Home High Defination Telivision Hybrid Fiber Coaxial Integrated Services Digital Network Base Rate Interface ISDN Primary Rate Interface Local Area Network Laser Diode Local Exchange Line Terminal Multiplex Network Interface Unit vii Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ NT OFDMA OLT ONT ONU PBX PD PON POP PSTN RT RU SC SCM SDM SDMA SMFCB SS TDMA TMN TO TPON VOD WAC WCS WDM WDMA WLL WPON WSU Network Termination Optical Frequency – division multiple access Optical Line Termination Optical Network Termination Optical Network Unit Private Branch Exchange Photodiode Diode Passive Optical Network Point Of Presence Public Switched Telephone Network Remote Terminal Remote Unit Star Couple Subcarier Multiplexing Space Division Multiplexing Space – division multiple access Subcarrier Modulated Fiber Coax Bus Singer star Time- division multiple access Telecommunications Management Network Telephone Offices PON for telephony Video On demand WLL Access Controller WLL Cell Station Wavelength Division Multiplexing Wavelenght – Division Multiple Access Wireless Local Loop WDM for PON WLL Subcriber Unit viii Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ CHƢƠNG I Hình 1 Vị trí mạng truy nhập Hình Cấu trúc mạng truy nhập Hình Cấu trúc hình đơn 10 Hình Cấu trúc sau kép sử dụng DP 11 Hình Cấu trúc mạng cáp sử dụng CCP 12 Hình Cấu trúc mạng cáp sử dụng CCP 12 Hình Giới hạn xDSL 13 Hình So sánh băng thông loại dịch vụ 14 Hình Truy nhập quang kết hợp cáp đồng vô tuyến hỗn hợp 16 Hình 10 Các phƣơng thức truy nhập quang 17 CHƢƠNG II Hình 2.1 Cấu tạo cáp quang 20 Hình 2.2 Cấu trúc tiêu biểu cho sợi cáp quang treo 20 Hình 2.3 Cấu trúc tiêu biểu cho sợi cáp quang kéo cống 20 Hình Mạng feeder mạng phân phối 21 Hình Mạng thoại truyền thống 24 Hình Mạng HFC 24 Hình 2.7 Băng tần dành cho mạng Enhanced HFC 26 Hình Các dạng truy nhập quang khác 27 Hình Mơ hình PON đơn giản 28 Hình 2.10 Cấu trúc tiêu biểu mạng cáp quang thuê bao [3] 30 Hình 2.11 Phân bố chia Splitter tiêu biểu mạng 31 Hình 2.12 Cấu trúc đấu nối tủ phối quang cấp 33 Hình 2.13 Cấu trúc đấu nối tủ phối quang cấp 34 Hình 2.14 Cấu trúc đấu nối Tập Điểm 34 CHƢƠNG III Hình 3.1 Khơng thiết bị Splitter 37 Hình 3.2 Lắp cấp thiết bị Splitter 37 ix Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ Hình 3.6 Mơ hình thực tế phát sinh q trình cung cấp dịch vụ Mơ hình 1: u cầu hon hong 20M triển khai mơ hình FTTH Kịch 2:Các tuyến phố Mơ hình 4: FTTB + LAN, truy nhập enterprise gateway Mơ hình 5: Các khách hàng với băng thông yêu cầu lớn (>40M), truy nhập trực tiếp FTTH 43 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ CHƢƠNG IV THIẾT KẾ MẠNG GPON CHO KHU VỰC ĐÀI CHỢ LỚN Trên sở lý thuyết mơ hình chƣơng trên, thực tế việc thiết kế mạng diễn phức tạp thƣờng phải thay đổi theo nhu cầu thực tiễn ( nhu cầu hệ thống khách hàng sử dụng dịch vụ, phân bố điểm nhu cầu thay đổi nhanh chóng theo khơng gian thời gian) Chƣơng đặt vấn đề mạng GPON cụ thể TP Hồ Chí Minh 4.1 Các bƣớc triển khai thiết kế mạng cáp quang FTTX Thu thập số liệu qui hoạch đài trạm cần thiết kế Tính toán số lƣợng thành phần mạng gồm S1, S2 tập điểm theo dự báo nhu cầu thực tế Đối chiếu số liệu thực tế với số liệu qui hoạch để có số liệu tối ƣu cho cơng tác thiết kế thực tế Phân bổ hợp lý S1, S2 tập điểm toàn khu vực Phân bổ hợp lý việc phân bổ S1, S2, Splitter khu cao ốc, building Xây dựng bảng tính tốn tổng suy hao: cho điểm xa gần theo nguyên tắc: Tổng suy hao cho phép toàn tuyến tính từ OLT tới ONT đƣợc quy định theo ITU-T G.982 nhƣ sau: - Tối thiểu không nhỏ 10 dB (Class B) - Tối đa không lớn 28 dB (Class B+) Xây dựng hợp lý việc phân bổ tuyến cáp gốc (bắt buộc ngầm hóa), phối (ƣu tiên ngầm hóa) đến tập điểm Sử dụng ký hiệu vẽ thiết kế - Các ký hiệu S1, S2 tập điểm - Mã hoá S1, S2 vẽ - Ký hiệu cáp ngầm, cáp treo - Ký hiệu hầm, cống, xác định lỗ pi - Bảng mã hoá tập điểm kèm 44 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ Xác định cáp vào S1, S2 đáp ứng 48F.O Cáp vào tập điểm 12 F.O (trừ số tập điểm bên Building thay đổi tối thiểu 24 F.O) Xác định toạ độ GPS theo bảng riêng cho: điểm S1, S2, Tập điểm số vị trí khách hàng quan trọng tập trung: Building, ngân hàng, khu công nghiệp, Xây dựng vẽ thiết kế gồm: - 01 vẽ thể hiện: ranh phục vụ S1 theo tuyến đƣờng thể tuyến hầm cống, xác định lỗ pi cho cáp quang gốc tới S1 - 01 vẽ thể hiện: ranh phục vụ S2 theo tuyến đƣờng theo S1 thể tuyến hầm cống (nếu tận dụng đƣợc để tăng cƣờng an toàn mạng) dẫn cáp phối đến S2 - 01 vẽ tổng thể: thể Tập điểm S1, S2 - Các vẽ chung 01 khổ A0 A1 (tuỳ theo qui mô) cho mạng ODN - Các vẽ bố trí tủ OLT, cáp vào ODF (các vẽ chung 01 khổ A3 A4) - Kiểm tra việc thống mẫu trình bày nội dung: bố cục danh mục nội dung, thứ tự trình bày, bảng biểu cần thiết 4.2 Hiện trạng mạng xDSL Loại thiết bị ATM DSLAM với: Tổng số cổng xDSL: 44512 cổng Trong gồm: ADSL: 43552 cổng; SHDSL: 960 cổng 81 thiết bị ATM DSLAM Loại thiết bị IP DSLAM với: Tổng số cổng xDSL: 19152 cổng Trong gồm ADSL: 19152 cổng; SHDSL: cổng 83 thiết bị IP DSLAM Lắp đặt 73 trạm, tổng số 73 trạm viễn thông, chiếm tỷ lệ 100% trạm viễn thông đƣợc lắp đặt xDSL 4.2.1 Mạng cáp quang 45 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ Mạng cáp quang Viễn thông Chợ Lớn quản lý có tổng chiều dài 820,6km, sử dụng sợi quang có dung lƣợng từ 8; 12; 16 sợi, bao gồm cáp Viễn thông Chợ Lớn quản lý, cáp đƣợc phân bổ tuyến VTI VTN Hiện Viễn thông Chợ Lớn triển khai xây dựng tuyến cáp quang phục vụ cho dự án MAN E với tổng chiều dài 734,6km Các tuyến cáp có dung lƣợng từ 8; 16; 24; 64 sợi Hiện tuyến cáp đƣợc triển khai giai đoạn hoàn thiện để kịp thời phục vụ kết nối cho thiết bị mạng MAN E Ngồi Viễn thơng Chợ Lớn tiến hành xây dựng mạng cáp quang FTTx cho khu công nghiệp địa bàn tỉnh Chợ Lớn theo cấu trúc đƣợc Tập Đoàn phê duyệt Với mạng cáp quang FTTx đƣợc xây dựng có thiết bị mạng GPON đƣa vào hoạt động đáp ứng nhu cầu dịch vụ khách hàng 4.2.2 Cấu trúc mạng truy nhập xDSL Cơ cấu tổ chức mạng truy nhập xDSL đƣợc phân chia theo lớp, với lớp chủ yếu đƣợc thể nhƣ Hình 4.1 dƣới Lớp mạng lõi Gồm backbone router M320 xây dựng nút mạng Hà Nội, Đà Nẵng TP HCM, đƣợc kết nối với theo cấu trúc vòng Ring Các thiết bị đƣợc lắp đặt dự án mạng NGN Công ty viễn thông liên tỉnh (VTN) quản lý Lớp biên Gồm router ERX-1410/1440 (thực chức chuyển mạch đa dịch vụ MSS (mạng NGN) chức truy nhập băng rộng từ xa B-RAS, ngồi cịn có số Router B-RAS ERX-705, tất thiết bị lắp đặt trạm viễn thông VTN tỉnh, thành phố, Công ty viễn thông liên tỉnh (VTN) quản lý Lớp truy nhập Gồm thiết bị DSLAM/DSLAM-Hub, hạ tầng mạng cáp ngoại vi thiết bị đầu cuối CPE Các thiết bị DSLAM/DSLAM-Hub thuộc quản lý trực tiếp Viễn thông tỉnh, thành phố 46 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ Cấu trúc phân lớp Lớp lõi M160 M160 (Core Layer) STM-4/16 STM-4/16 IP Backbone STM-4/16 STM-4/16 STM-1/4 STM-1/4 Lớp biên mạng DSLAM-Hub STM-1/4 STM-1/4 M160 MSS ERX-1410/1440 MSS/BRAS ERX-1410/1440 (Edge Layer) NMS STM-4/16 STM-4/16 BRAS ERX-705 STM-1, STM-1, nxE1 nxE1 STM-1, STM-1, nxE1 nxE1 E1 IMA DSLAM E1 IMA E1 IMA DSLAM xDSL xDSL xDSL xDSL xDSL xDSL xDSL xDSL xDSL MODEM DSLAM xDSL xDSL xDSL MODEM PC Data Data xDSL Router LAN xDSL MODEM Voice Voice TEL Hình Kiến trúc mạng truy nhập xDSL Nguyên tắc kết nối mạng truy nhập xDSL nhƣ sau: - Các DSLAM kết nối với DSLAM-Hub qua giao diện E1 IMA/E3 STM-1 mạng truyền dẫn nội tỉnh, thành phố Thiết bị DSLAM-Hub kết nối với B-RAS ERX-705 MSS/BRAS ERX1410/1440 qua giao diện STM-1 tuyến truyền dẫn nội tỉnh liên tỉnh VTN - Router ERX-705/ERX-1410/ERX-1410/1440 kết nối mạng lõi qua giao diện STM-1/4 tuyến truyền dẫn liên tỉnh VTN - Các nội dung thông tin mạng nhƣ sở liệu dịch vụ mạng nghèo nàn Do không phát huy đƣợc lợi mạng truy nhập xDSL quan trọng không thúc đẩy phát triển nhu cầu dịch vụ, đặc biệt dịch vụ tiện ích, chất lƣợng cao (ADSL2/ADSL2+, Multicast, Video Conference, Interactive TV, ) 4.2.3 Kết luận cần thiết đầu tƣ Xuất phát từ mục tiêu phát triển nhiều loại hình dịch vụ với tốc độ cao, băng thông lớn, chất lƣợng dịch vụ đảm bảo cho khách hàng, qua số liệu điều tra thực trạng lực hệ thống thiết bị, truyền dẫn tại Viễn thông Chợ Lớn xem xét xu hƣớng phát triển công nghệ truy nhập, chuyển tải mạng hệ sau NGN, có có thấy cần thiết phải tối ƣu hóa hệ thống mạng nhập 47 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ quang góp phần nâng cao tính kinh tế q trình kinh doanh dịch vụ viễn thông Chi nhánh viễn thông Chợ Lớn Việc tối ƣu hóa hệ thống mạng truy nhập quang thụ động GPON cho Viễn thông Chợ Lớn giải vất đề sau đây: Những hạn chế mạng truy nhập cáp đồng Các số liệu điều tra khảo sát cho thấy mạng truy nhập cáp đồng Viễn thông tỉnh gần nhƣ đạt đến mức độ tới hạn, khó cung cấp thêm băng thông cho thuê bao truy nhập băng rộng với tốc độ phát triển thuê bao nhƣ Nếu khơng có biện pháp hiệu đầu tƣ cho mạng truy nhập (bằng cáp quang) khơng thể đảm bảo thỗ mãn u cầu truy nhập phát triển nhanh chóng Hiện nay, khách hàng có nhu cầu sử dụng dịch vụ băng rộng, tốc độ cao ngày tăng, sử dụng công nghệ chuyển tải nhƣ trƣớc đáp ứng đựơc nhu cầu Ngay việc sử dụng giải pháp công nghệ NG-SDH cũng giải pháp tạm thời hai năm tới, chất công nghệ không thay đổi nhiều Việc đầu tƣ hệ thống mạng truy nhập GPON với hệ thống mạng MAN E đƣợc Tập đoàn đầu tƣ cho Viễn thông tỉnh, thành phố đảm bảo băng thơng cho nhiều loại hình dịch vụ Kết hợp cơng nghệ truy nhập cáp đồng cáp quang chí vơ tuyến cho phép mở rộng lớp khách hàng với nhu cầu dịch vụ khác Mặt khác, chất lƣợng dịch vụ cung cấp cho lớp khách hàng sử dụng cáp đồng truyền thống đƣợc nâng cấp đảm bảo chất lƣợng dịch vụ tốt Đứng hiệu đầu tƣ, việc kết hợp loại mạng truy nhập cáp đồng cáp quang cho phép bảo vệ đầu tƣ với hệ thống cáp đồng có tăng hiệu đầu tƣ với hệ thống cáp Mặt khác, việc hở trợ chất lƣợng vịch vụ cho mạng cho mạng cáp đồng, mạng cáp quang đầu tƣ đảm bảo thoã mãn nhu cầu truy nhập sử dụng dịch vụ với tốc độ 10/100/1000 Mbps đến hàng 100Gbps Nâng cao chất lƣợng dịch vụ Đầu tƣ ạmng truy nhập GPON cho phép cung cấp nhiều dịch vụ băng rộng, tốc độ cao đến khách hàng, làm giảm khoảng cách cáp đồng đến nhà thuê bao 48 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ cho phép tăng cƣờng băng thông tối đa tuyến cáp đồng, khắc phục hạn chế băng thông khoảng cách thuê bao Cung cấp nhiều loại hình dịch vụ cho khách hàng Việc đầu tƣ hệ thống mạng truy nhập GPON với mạng MAN-E đƣợc đầu tƣ, nhiều loại hình dịch vụ đƣợc cung cấp, thoã mãn nhu cầu ngày cao khách hàng Các dịch vụ nhƣ VoIP, IPTV đƣợc cung cấp với chất lƣợng dịch vụ tƣơng tự nhƣ hệ thống truyền thống trƣớc Các loại kết nối LAN kiểu điểm – điểm hay đa điểm – đa điểm cung cấp đến lớp khách hàng nhƣ xí nghiệp, ngân hàng, doanh nghiệp có nhiều văn phịng nằm phân tán nhiều vị trí địa lý khác Cùng với phát triển xã hội, nhu cầu thiết lập mạng riêng với yêu cầu tốc độ, tin cậy đƣợc thoã mãn với nhiều lựa chọn khác Từ yêu cầu thiết lập TDM, Frame Relay, ATM truyền thống với tốc độ N64Kbps đến tốc độ Mbps hay Gbps đƣợc đáp ứng Thay cho việc bắt buộc phải kết nối với topology hình nhƣ trƣớc đây, việc thiết lập mạng riêng cho khách hàng với topology hình lƣới, tốc độ cao thuận tiện 4.3 Các phƣơng án tối ƣu hóa mạng viễn thơng 4.3.1 Những tiêu chí để lựa chọn giải pháp kỹ thuật - công nghệ Việc đƣa nguyên tắc lựa chọn giải pháp kỹ thuật công nghệ nhằm đạt đƣợc mục tiêu: - Chi đầu tƣ ban đầu, chi phí khai thác, vận hành, bảo dƣỡng phù hợp với loại hình chất lƣợng dịch vụ - Tận dụng triệt để sở hạ tầng sẵn có mạng viễn thơng - Thời gian triển khai dịch vụ nhanh, tránh phức tạp phụ thuộc nhiều vào điều kiện khách quan chủ quan Để đạt đƣợc số mục tiêu này, lựa chọn giải pháp kỹ thuật công nghệ cần đảm bảo số yêu cầu sau đây: 4.3.1.1 Đủ khả cung cấp loại hình dịch vụ khách hàng Dịch vụ IPTV 49 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ Dịch vụ VoIP Dịch vụ VPN lớp lớp Dịch vụ VoD Dịch vu truy nhập Internet băng rộng Các dịch vụ Voice conferencing, Video conferencing sở cơng nghệ multicast lớp 2, 4.3.1.2 Tính tổng thể hệ thống Đảm bảo khả quản lý, cấu hình cung cấp dịch vụ hệ thống trải rộng phạm vi tỉnh toàn quốc Các dịch vụ triển khai hoạt động cách tƣơng thích với dịch vụ khác, khơng gây nên xáo trộn có khả hổ trợ, phối hợp hoạt động với dịch vụ triển khai 4.3.1.3 Tính thống hệ thống Thống sở hạ tầng mạng Thống liệu gốc, nguồn tài nguyên Thống vận hành, khai thác quản lý Thống chƣơng trìng phần mềm, xử lý, điều khiển 4.3.1.4 Tính mở hệ thống Hệ thống đáp ứng đƣợc với chủng loại, thiết bị theo nhu cầu, sở thích, sử dụng khách hàng Thuận tiện việc nâng cấp mở rộng lực thiết bị nhằm đáp ứng với đột biến gia tăng nhu cầu, phát triển thêm, Hệ thống tiếp tục phát triển, nâng cấp mặt cấu trúc, dịch vụ, quy mơ nhƣ tính kỹ thuật trình phát triển Phù hợp với cấu trúc mạng có Khả nâng cấp, mở rộng, tƣơng thích với hƣớng phát triểnchung tập đồn mạng hệ sau NGN Có khả liên kết thích ứng kết nối với mạng khác nƣớc quốc tế 50 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ 4.3.1.5 Đảm bảo tính kinh tế hệ thống Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đại, nhƣng khơng lãnh phí sử dụng thiết bị nhu cầu, trình độ chƣa cho phép sử dụng hết tính Đảm bảo lƣợng vốn đầu tƣ không lớn, nhƣng xây dựng đƣợc mạng đáp ứng đầy đủ yêu cầu, nhu cầu trƣớc mắt có khả bảo vệ tính đầu tƣ sau 4.3.1.6 Có kế hoạch tối ƣu hóa mạng Đầu tƣ mức độ hợp lý, ƣu tiên tập trung địa điểm phát triển kinh tế, xã hội, trình đầu tƣ theo giai đoạn, không triển khai đầu tƣ ạt Phải đầu tƣ kỹ thuật, công nghệ tiên tiến, đại, tƣơng thích với kế hoạch phát triển tập đồn, hƣớng đến mạng hội tụ NGN Có kế hoạch nâng cấp, mở rộng hệ thống phù hợp với giai đoạn phát triển khu vực Có kế hoạch đào tạo nguồn nhân lực có đủ lực, trình độ để quản lý, khai thác, bảo dƣỡng nâng cấp hệ thống 4.3.2 So sánh, phân tích lựa chọn phƣơng pháp 4.3.2.1 Tái cấu trúc lại mạng AON dùng cho PTS Năm 2012 mạng quang AON dùng cho PTS thức đƣợc đƣa Tổ viễn thông quản lý Sử dụng số đôi cáp vô lãng phí (2 FO truyền liệu SDH FO dùng backup, dung lƣợng sợi cáp thƣờng từ 8FO đến 24FO) => Phân phối lại cáp cách: Thay cáp có lƣợng nhỏ thay trƣờng hợp khu vực mà mật độ cáp quang nhiều đồng thời thu hồi tái bố trí nơi cần thiết Bố trí cáp trải trƣờng hợp khu vực mật độ cáp thƣa 51 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ 4.3.2.2 Ứng dụng công nghệ quang thụ động GPON Đƣợc ITU đƣa năm 2003 Sử dụng giao thức GEP (Generic Framing Procedure) để truyền tải đa dịch vụ GEP cho phép gói tin đƣợc đóng gói giao thức khác đƣợc truyền tải dƣới định dạng ngun MƠ HÌNH KẾT NỐI MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG GPON Mạng IP/MPLS BackBone BRAS Mạng MAN-E PE CES CES CES OLT Mạng truy nhập GPON OLT OLT Hình Mơ hình kết nối mạng quang thụ động GPON So với công nghệ xây dựng tảng mạng thụ động PON nhƣ BPON, EPON Tốc độ truyền liệu GPON cao BPON (loại , tốc độ lên tới 2,48 Gbps cho downstream upstream Công nghệ GPON đƣợc xây dựng dựa loạt cải tiến công nghệ GPON công nghệ điểm – đa điểm cổng OLT (Optical line 52 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ Terminal) truyền thông theo cách thức splitter quang, với nhiều thiết bị thuê bao ONT (Optical network terminal) sợi quang Trong công nghệ điểm – điểm, ngƣợc lại OLT đƣợc nối riêng sợi quang đến ONT Việc chia cổng OLT phần cống bể cáp quang làm giảm đáng kể chi phí phận quang điện, cáp nhân cơng Nói chung, lắp đặt PON, thƣờng thiết kế 23 ONT cho cổng OLT Mỗi splitter quang thụ động đặt OLT tributary nhiều ONT , tia sáng với bƣớc sóng 1490nm từ OLT đến ONT liên quan cho phép tia sáng với bƣớc sóng 1310nm từ ONT OLT Chiều xuống, OLT quảng bá đến ONT Tiếp theo ONT lựa chọn liệu dựa sở trƣờng ID khung GEM Chiều lên, giao thức đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA đảm bảo ONT không xung đột với ONT khác GPON có điểm ƣu việt BPON, nhanh khoảng lần hổ trợ số ONT nhiều khoảng lần, nữa, GPON áp dụng khn dạng khung đa mục đích (GEM) mà hổ trợ khung Ethernet (trong BPON sử dụng tế bào ATM mức khung), làm cho GPON thích hợp mạng dựa IP-Ethernet nhƣ Các nhà cung cấp cho GPON cơng nghệ truy nhập quang thích hợp nhiều nhà cung cấp đƣợc sử dụng BPON dự định nâng cấp lên GPON để cung cấp dung lƣợng cần cho dịch vụ IPTV So với GPON, EPON hay gọi Gigabit EPON hổ trợ số lƣợng ONT hơn, có số lƣợng OLT truyền số liệu thiếu hiệu Bởi EPON thiếu tính quản lý thao tác vận hành đƣợc chuẩn hố, trở nên phức tạp chi phí đắt vận hành để cung cấp dịch vụ EPON nhƣ để thoã mãn thoả thuận mức dịch vụ SLA 4.3.2.3 Bố trí lại hệ thống switch quang Mạng truy nhập quang FTTx AON thƣờng đƣợc triển khai dựa thiết bị L2 Switch đặt Đài hay trạm viễn thông có hổ trợ cổng FE/GE đấu thẳng cáp quang tới nhà thuê bao Khoảng cách từ switch đến nhà khách hàng sử dụng dịch vụ đƣợc truyền mạng cáp dài hàng km đến chục km khu vực ngoại thành việc nhiễu ảnh hƣởng nhiều nhƣng lại tốn cáp ta có 53 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ thể bố trí lại hệ thống switch quang lại gần nhà thuê bao dựa vào hai phƣơng cách đặt switch trạm PTS hay building (các vị trí đảm bảo an toàn tài sản đồng thời bảo mật theo điều kiện hợp đồng thuê vị trí ký trƣớc lắp đặt) Việc đƣa switch building hay trạm PTS làm giảm số cáp phục vụ (mỗi switch cần FO làm trung kế (trunk) nhƣng lại phục vụ 20 khách hàng (tƣơng ứng 20FO đầu ra)) đồng thời lại tăng ổn định cho mạng giảm khoảng cách switch tới router quang nhà khách hàng lúc switch có tác dụng nhƣ repeater đƣờng truyền giúp ổn định tín hiệu đến đầu thu 4.3.2.4 Phối hợp phƣơng pháp Dựa nhu cầu thực tế ta dùng phối hợp phƣơng pháp theo tiêu chuẩn về: - Gói cƣớc khách hàng đăng ký (Gói F0 : 28Mbps, F1(35Mbps), Gói F2(40Mbps),Gói F3(45Mbps) - Nhu cầu dịch vụ khách hàng (Vd: ta dùng công nghệ GPON trƣờng hợp khách hàng sử dụng dịch vụ VPN ) 4.4 Sơ đồ mạng phối hợp cấu trúc đài Viễn thông Chợ Lớn Sơ đồ cấu trúc mạng OLT Chi nhánh Viễn thông Chợ Lớn vốn trạm mà nhu cầu dịch vụ viễn thông lớn Ở đây, mạng cáp quang phát triển mạnh cần thiết kế phối hợp để tăng tính cạnh tranh với đơn vị khác 54 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ Hình Sơ đồ mạng FTTH-GPON đài Chợ Lớn 55 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ CHƢƠNG VI KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Tóm lại, việc thiết kế việc thi công vận hành mạng cáp quang khơng phải lúc đồng q trình vận hành việc tối ƣu hóa mạng lƣới nhƣ hành động cần thiết nhƣ cầu nối lý thuyết thực vừa làm giảm chi phí đầu tƣ vừa tăng hiệu sức mạnh kinh tế việc cạnh tranh ngày Trong việc thiết kế phải kế hợp hài hòa nhu cầu sử dụng dịch vụ hệ thống cáp mạng FTTH, phƣơng án công nghệ (AON, GPON, TPON…) hệ thống cáp hữu Tuy nhiên việc tối ƣu hóa luận án không bao quát hết biến động thực tế mà điểm chƣa giải hết luận văn Do đó, hƣớng đƣợc tiếp tục nghiên cứu để cải thiện, nâng cao khả cung cấp dịch vụ viễn thông Hƣớng đƣợc tiếp tục nghiên cứu : - Tận dụng nguồn cáp APON có sẵn kết hợp tạo GPON phù hộp với kinh tế môi trƣờng phát triển cho ngành viễn thơng - Nghiên cứu hồn thiện công nghệ GPON nhiều dịch vụ công nghệ tiện ích , chất lƣợng hoàn thiện cho ngƣời tiêu dùng 56 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH-GPON VNPT-TPHCM _ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Cao Phán Công nghệ thông tin quang đồng SDH – 1996 [2] Ngô Thế Anh, Hệ thống thông tin quang – 2003 [3] TS.Vũ Văn San, hệ thống thông tin quang ,NXB bƣu điên 2003 [4] P.V.Vận, T.H.Quân, N.C.Tuấn, P.H ký N.H Nam, hệ thống thông tin sợi quang, nhà xuất Khoa học Kỹ thuât,2002 [5] TS.Cao Phán, TS.Cao Hồng Sơn, Thông tin quang PDH SDH, HVCNBCVT 6\2003 [6] S.O Kasap, priciples of Electrical engineering Materials and Divices, McGrawHill, INC.1997 [7] EURESCOM Project P918 Integration of IP over Optical Networks, Deliverable 1,2,3 Các tài liệu trực tuyến [8] http://www.wikipedia truy nhập tháng 02/2014 [9] http://www.focal.com.vn truy nhập cuối tháng 03/2014 [10] http://www.corning.com/opticalfiber truy nhập cuối ngày 26/12/2013 [11] http://www.ftthcouncil.eu truy nhập ngày 28/12/2013 57 ... Thiết kế mạng cáp quang FTTH- GPON VNPT- TPHCM _ 1.3.3 Mạng truy nhập cáp quang 1.3.3.1 Ƣu điểm mạng truy nhập cáp quang So với mạng truy nhập cáp đồng, mạng truy... nhập quang thiết bị đầu cuối nhà thuê bao cáp quang, cáp đồng vơ tuyến, có nghĩa truy nhập quang kết hợp với loại mạng truy nhập khác 15 Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH- GPON VNPT- TPHCM ... tin khác Các loại mạng truy nhập nay: mạng truy nhập cáp đồng, mạng truy nhập cáp quang, mạng truy nhập vô tuyến (viba, vệ tinh) Luận văn Thiết kế mạng cáp quang FTTH- GPON VNPT- TPHCM