Công nghệ GPON và các giải pháp FTTx GPON cho mạng truy nhập băng rộng

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG HOÀNG ĐÌNH HƯNG CÔNG NGHỆ GPON VÀ CÁC GIẢI PHÁP FTTx - GPON CHO MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2012 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. VŨ TUẤN LÂM Phản biện 1: ……………………………………………… Phản biện 2: ……………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 LỜI NÓI ĐẦU Từ xưa đến nay thông tin liên lạc luôn đóng một vai trò quan trọng trong đời sống con người. Ngoài việc cung cấp cho con người các dịch vụ thiết thực, phục vụ cho nhu cầu đời sống của con người, thông tin còn có ý nghĩa quyết định đến thành công của một doanh nghiệp và sự phát triển của con người trong tương lai. Trong những năm qua, hạ tầng mạng Viễn thông đã phát triển nhanh cả về công nghệ và chất lượng cung cấp dịch vụ. Viễn thông đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài với nhiều bước ngoặt trong phát triển công nghệ và phát triển mạng lưới. Việt Nam cũng như các nước trên thế giới, hiện nay có rất nhiều nhà khai thác Viễn thông khác nhau với sự đa dạng của công nghệ và cấu hình mạng cũng như cung cấp dịch vụ. Ngày nay, cùng với sự phát triển chóng mặt của khoa học kỹ thuật đã và đang gặt hái được rất nhiều những thành công rực rỡ thì những nhu cầu về giải trí, học tập và nắm bắt thông tin của con người cũng ngày một tăng lên. Nắm bắt được những nhu cầu ấy các nhà khai thác Viễn thông đang đưa ra được rất nhiều những công nghệ khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu khách hàng và công nghệ PON là một trong những công nghệ đang phát triển tại Việt Nam. Nội dung của luận văn bao gồm 3 chương: Chƣơng 1 có tiêu đề “Tổng quan về Công nghệ GPON” trình bày tổng quan về Công nghệ PON bao gồm TDM PON, WDM PON và CDMA PON, nghiên cứu về GPON là giao thức FSAN TDMA PON thứ 2 được định nghĩa trong chuỗi khuyến nghị G.984 của ITU-T. Chƣơng 2 có tiêu đề “Đánh giá thiết bị truy nhập Huawei” trình bày về các thiết bị truy nhập Huawei tham gia trong mạng GPON đáp ứng với các giải pháp FTTx tương ứng. Chƣơng 3 có tiêu đề “Đề xuất ứng dụng thiết bị Huawei cho mạng truy nhập băng rộng FTTx - GPON” trình bày về tình hình triển khai FTTx của các nhà khai thác trên thế giới, đề xuất các giải pháp FTTx của hang Huawei mà cụ thẻ là đề xuất triển khai dịch vụ FTTH của VNPT Hà Nội. 2 Cuối luận văn là “Kết luận” đánh giá kết quả nghiên cứu đã đạt được và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ PON 1.1 Giới thiệu mạng quang thụ động Passive Optical Network (PON) PON là từ viết tắt của Passive Optical Network hay còn gọi là mạng quang thụ động. Công nghệ mạng quang thụ động PON còn được hiểu là mạng công nghệ quang truy nhập giúp tăng cường kết nối giữa các nốt mạng truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng. 1.1.1. Tổng quan về công nghệ PON Mạng quang thụ động PON sử dụng phần tử chia quang thụ động trong phần mạng phân bố nằm giữa thiết bị đường truyền quang Otical Line Terminal (OLT) và thiết bị kết cuối mạng quang Optical network Unit (ONU), Passive Optical Splitter là bộ chia quang thụ động. 1.1.2. Đặc điểm của PON 1.1.3. Thành phần cơ bản của mạng quang thụ động PON Sợi quang và cáp quang Bộ tách / ghép quang Đầu cuối đường quang OLT (Optical Line Terminal) Đơn vị mạng quang ONU (Optical Network Unit) Mạng phân phối quang ODN (Optical Distribute Network) Bộ chia (Splitter) 1.1.4. Mô hình PON 1.1.5. Phân loại PON a. TDM PON b. WDM-PON c. CDMA-PON 3 1.2. Gigabit PON (GPON) 1.2.1.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. 1.2.2. Lớp truyền dẫn hội tụ GPON a. Chức năng của GTC b. Tốc độ bit của GPON 1.2.3 Khung truyền dẫn GPON a. Cấu trúc khung hƣớng xuống  Vùng ID  Vùng quản lí, vận hành và bảo dưỡng lớp vật lí PLOAM  Vùng BIP  Vùng chiều dài tải ở hướng xuống  Vùng bộ nhớ băng thông  Vùng tải b. Cấu trúc khung hƣớng lên  Vùng overhead lớp vật lí hướng lên  Vùng vận hành, quản lí và bảo dưỡng lớp vật lí PLOAMu  Vùng san bằng công suất PLSu  Vùng báo cáo băng thông động DBRu  Phần tải c. Phân bổ băng tần động DBA trong GPON 1.2.4. Bảo mật 4 Kết luận: Mạng truy nhập tồn tại ở nhiều dạng khác nhau do nhiều lí do khác nhau và PON là một trong những dạng đó. So với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống, sợi quang hầu như không giới hạn băng thông (hàng THz). Việc triển khai sợi quang đến tận nhà thuê bao sẽ là mục đích phát triển trong tương lai. Với những ưu điểm vượt trội, mạng quang thụ động PON( Passive Optical Network) là một sự lựa chọn thích hợp nhất cho mạng truy nhập. CHƢƠNG 2: ĐÁNH GIÁ THIẾT BỊ TRUY NHẬP HUAWEI 2.1. Các thiết bị truy nhập Huawei tham gia trong mạng GPON: Trong giải pháp FTTx, các thiết bị tham gia bao gồm: OLT, MDU, SBU, CBU, và ONT. Bảng 2-1 Danh sách các thiết bị với các giải pháp ứng dụng tƣơng ứng .Giải pháp OLT MDU/SBU/CBU ONT FTTH HW6500T HW6503T / CPE850a, CPE8240, CPE8245, CPE8247 FTTB/FTTC HW6500T HW6503T HW5612 HW5616 / FTTO HW6500T HW6503T HW5626 HW5628 / 5 2.2. Các thiết bị đáp ứng với các giải pháp FTTx tƣơng ứng 2.2.1. OLT HW6500T và HW6503T là các dòng thiết bị truy nhập đa dịch vụ sản xuất bởi Công ty Huawei, trong đó HW6500T là sản phẩm đáp ứng với dung lượng lớn, với dung lượng vừa và nhỏ thì sản phẩm HW5603T được lựa chọn. Bảng 2-2 Dữ liệu cấu hình của HW6500T/HW6503 Tham số cấu hình Dữ liệu cấu hình (HW6500T) Dữ liệ cấu hình (HW6503T) Số lượng cổng vận hành và bảo dưỡng Cổng 10M/100M MEth: 01 Cổng Serial: 01 Cổng 10M/100M MEth: 01 Cổng Serial: 01 Số lượng cổng giám sát Cổng Serial giám sát môi trường: 01 Cổng Serial giám sát môi trường: 01 Số cổng GPON tối đa trên 1 shelf 128 48 Số cổng P2P FE tối đa trên 1 shelf 256 96 Số cổng P2P GE tối đa trên 1 shelf 768 288 Các giao diện chức năng của thiết bị GPON OLT HW6500T: 6 • 20 cards modular system • 21” ETSI rack mounting • DC powering redundancy • Control card redundancy • 1T backboard capacity Line interface cards • 2/4 GPON interfaces • 16x GPON cards Subtending Cards • 8 * GE interfaces Control & Switching Cards 400 G switch capacity Uplink Cards 2x GTX uplink: • 100/1000 Base-TX 2x SFP uplink: 7 • 1000 BaseSX / LX 1/2x XFP uplink: • 10G Base-R 2.2.2. MDU – Multi-Dwelling Unit HW5616, HW5626 và HW5628 là các sản phẩm MDU được sản xuất từ Công ty Huawei để đáp ứng giải pháp FTTB. Chúng cung cấp các giao diện người sử dụng như GE, FE, ADSL2+, VDSL2, và POTS. a. HW5612 Các giao diện chức năng của thiết bị GPON MDU HW5612: b. HW5616 Các giao diện chức năng của thiết bị GPON MDU HW5616: c. HW5626/HW5628 HW5626/HW5628 thuộc các dòng sản phẩn ONTs/ONUs của hãng Huawei để đáp ứng yêu cầu của khách hàng, và đóng vai trò là MDU trong giải 8 pháp FTTB. HW5626/HW5628 làm việc với OLT để cung cấp các dịch vụ truyền hình, thoại và dữ liệu chất lượng với tốc độ cao trong giải pháp FTTB. Các giao diện chức năng của thiết bị GPON MDU HW5628: 2.2.3. ONT ONT Loại ONT Giao diện mạng (NNI) Giao diện ngƣời sử dụng (UNI) CPE850a Brigde ONT, hỗ trợ Voip Giao diện GPON 2 POTS + 4 FE CPE8240 Gateway ONT Giao diện GPON 2 POTS + 4 FE + 1 USB CPE8245 Gateway ONT Giao diện GPON 2 POTS + 4 FE + 1 USB + WiFi CPE8247 Gateway ONT Giao diện GPON 2 POTS + 4 FE + 1 USB + WiFi + RF Các giao diện chức năng của thiết bị GPON ONT CPE8240/8245/8247: [...]... Đánh giá thiết bị truy nhập của Hãng Huawei: Huawei là một trong các hãng phát triển công nghệ truy nhập FTTx hàng đầu trên thế giới Giải pháp FTTx -GPON của Huawei là giải pháp tòa diện với các tính năng nổi trội như sau:  Thiết kế nền mạng thống nhất  Giải pháp mạng cáp quang (ODN) chuyên nghiệp  Thiết bị OLT:  Dung lượng được thiết kế tới mức Tbit đảm bảo cho khả năng mở rộng mạng: Dung lượng... toàn mạng NGN nhằm cung cấp đầy đủ các dịch vụ cho khách hàng trên nền tảng mạng thống nhất Xây dựng mạng truy nhập quang FTTx là một trong những phần quan trọng trong kế hoạch đó, trong đó GPON là lựa chọn hàng đầu Các mô hình tổ chức mạng GPON đã đề xuất là hoàn toàn phù hợp với thực trạng mạng lưới của VNPT, đảm bảo các điều kiện kỹ thuật công nghệ, đáp ứng cho nhu cầu truy n tải theo yêu cầu của các. .. với tất cả các thiết bị đầu cuối của người dùng bởi các đôi cáp xoắn, để cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu và video cho người sử dụng trong tòa nhà Giải pháp FTTC được áp dụng cho các khu công nghiệp, hoặc các căn hộ nằm rải rác Trong một giải pháp FTTC, OLT được kết nối bằng các sợi quang học đến các ONU được lắp đặt trong các hộp phân phối cáp ở lề đường, các ONU được kết nối với tất cả các thiết... 3.3.3 Giải pháp FTTO – GPON (Fiber to the office) a Mô hình thiết bị: HW5626 đóng vai trò như SBU và OLT là hai thiết bị chính trong mạng FTTO, được mô tả như trong hình 3.13 Hình 3.12: Cấu trúc mạng FTTO 16 Các tính năng của mạng FTTO: Sử dụng công nghệ PON để hỗ trợ các dịch vụ với khoảng cách xa mà công nghệ truy nhập cáp đôi không thể đáp ứng Cung cấp giao diện E1 để đáp ứng yêu cầu dịch vụ truy nhập. .. Hình 3.1: Cấu trúc mạng FTTH Các thiết bị tham gia: Giải pháp OLT ONT CPE850a FTTH HW6500T CPE8240 HW6503T CPE8245 CPE8247 b Đối tƣợng khách hàng và các dịch vụ triển khai: Giải pháp FTTx cung cấp truy nhập mở các dịch vụ truy n hình, thoại và truy nhập Internet tốc độ cao từ ONT đến OLT đến khách hàng là các hộ dân cư Khách hàng có thể lựa chọn RSPs tùy theo nhu cầu thực tế để cung cấp các dịch vụ tương... cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu và các dịch vụ video cho người sử dụng trong căn hộ /công viên 14 Hình 3.4: Cấu hình mạng FTTB/FTTC Các thiết bị tham gia: Giải pháp OLT ONU FTTB/FTT HW6500T HW5612 HW6503T HW5616 C b Đối tƣợng khách hàng và các dịch vụ triển khai: Giải pháp FTTB được ứng dụng cho các tòa nhà doanh nghiệp hoặc những căn hộ mà có mật độ vừa những người sinh sống, còn giải pháp FTTC... đủ các dịch vụ cho khách hàng trên nền tảng mạng thống nhất Xây dựng mạng truy nhập quang FTTx là một trong những phần quan trọng trong kế hoạch đó, trong đó GPON - Huawei là lựa chọn hàng đầu 27 KẾT LUẬN Với những ưu điểm về tốc độ, băng thông cũng như chi phí triển khai, công nghệ cáp quang GPON là sự lựa chọn không thể nằm ngoài chiến lược phát triển của các nhà khai thác Viễn thông cho mạng truy. .. tốc độ cao: Mô tả dịch vụ: Sử dụng công nghệ FTTx/ G-PON phần mạng truy nhập và công nghệ IP/MPLS trên MAN-E của VNPT Hà Nội để cung cấp kết nối MegaWAN liên tỉnh của VTN Ứng dụng : Cung cấp các kết nối tốc độ cao lên VTN phục vụ các khách hàng sử dụng dịch vụ MegaWAN liên tỉnh Làm nhánh chính cho dịch vụ MegaWan liên tỉnh (sử dụng cáp quang kết nối đến mạng FTTx/ G-PON cho nhánh chính yêu cầu tốc độ cao... FTTC được ứng dụng cho các khu công nghiệp, hoặc các căn hộ nằm rải rác Giải pháp FTTB / FTTC có thể cung cấp dịch vụ truy cập Internet VDSL2 tốc độ cao, dịch vụ thoại, và dịch vụ truy n hình độ nét cao 50 Mbit /s cho người dùng Hình 3.5 minh họa ứng dụng dịch vụ cho người dùng gia đình Hình 3.5: Các dịch vụ cung cấp trong giải pháp FTTB/FTTC Dịch vụ thoại Dịch vụ dữ liệu Dịch vụ truy n hình - Dịch... mạng truy nhập Chính vì vậy mà đề tài này đi sâu nghiên cứu về cấu trúc, hoạt động và chất lượng của mạng quang thụ động GPON Qua luận văn này, em đã đưa ra được các mô hình mạng truy nhập quang FTTx với những ưu điểm vượt trội về tốc độ, băng thông cũng như chất lượng, cũng như đáp ứng được yêu cầu sử dụng của mọi đối tượng khách hàng, hứa hẹn sự phát triển vượt bậc cho mạng truy nhập Đó là các vấn . VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG HOÀNG ĐÌNH HƯNG CÔNG NGHỆ GPON VÀ CÁC GIẢI PHÁP FTTx - GPON CHO MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG . Huawei cho mạng truy nhập băng rộng FTTx - GPON trình bày về tình hình triển khai FTTx của các nhà khai thác trên thế giới, đề xuất các giải pháp FTTx