Tieu luan Công nghệ OOFDM OFDM quang và ứng dụng trong mạng VNPT

HỌC VIỆN QQCÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN Đề tài “CÔNG NGHỆ O OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG MẠNG THÔNG TIN QUANG VNPT” Giáo viên TS Vũ Tuấn Lâm TS Hoàng Văn Võ Nhóm học viên Lớp M21CQTE01 B Hà Nội – 42022 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN QUANG GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO O OFDM 6 1 GIỚI THIỆU 6 2 NGUYÊN LÝ O OFDM 7 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ OFDM TRONG MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG 8 3 1 Hệ thống O OFDM tách sóng trực tiếp (DDO OFDM) 8 3 2 H.

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN Đề tài: “CÔNG NGHỆ O-OFDM VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG MẠNG THÔNG TIN QUANG VNPT” Giáo viên : TS Vũ Tuấn Lâm TS Hồng Văn Võ Nhóm học viên : Lớp : M21CQTE01-B Hà Nội – 4/2022 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN QUANG GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO O-OFDM GIỚI THIỆU NGUYÊN LÝ O-OFDM ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ OFDM TRONG MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG 3.1 Hệ thống O-OFDM tách sóng trực tiếp (DDO-OFDM) .8 3.2 Hệ thống O-OFDM tách sóng kết hợp (CO-OFDM) 3.3 Ứng dụng OFDM mạng truy cập quang 11 3.4 Hệ thống truyền dẫn sợi quang đa mode OFDM (MF OFDM) 14 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ OFDM 15 4.1 Ưu điểm .15 4.2 Nhược điểm 15 CHƯƠNG II KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG O-OFDM CHO MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG VNPT 16 1.THỰC TRẠNG TỔ CHỨC MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG VNPT 16 1.1 Hiện trạng mạng truyền tải VNPT 16 1.1.1 Mạng truyền dẫn quốc tế VNPT 16 1.1.1.1 Hệ thống cáp quang biển SMW-3 16 1.1.1.2 Hệ thống cáp quang AAE-1 17 1.1.1.3 Hệ thống cáp quang biển APG 17 1.1.1.4 Hệ thống cáp quang biển AAG 18 1.1.1.5 Hệ thống cáp quang quốc tế đất liền 18 1.1.2 Mạng đường trục VNPT 18 1.1.2.1 Mạng truyền tải đường trục Backbon Bắc-Nam VNPT 19 1.1.2.1.1 Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 120G Nortel 20 1.1.2.1.2 Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 360G Nortel 20 1.1.2.2 Các mạng truyền tải vùng VNPT 21 1.1.2.2.1 Mạng truyền tải vùng phía Bắc .22 1.1.2.2.2 Mạng truyền tải vùng phía Đơng Bắc .22 1.1.2.2.3 Mạng truyền tải vùng Miền Trung 22 1.1.2.2.4 Mạng truyền tải vùng phía Nam .22 1.1.2.3 Các mạng trung kế đường trục VNPT 23 1.1.2.3.1 Mạng Metro trung kế nút HNI với mạng vùng phía Bắc mạng vùng phía Đơng Bắc 23 1.1.2.3.2 Mạng Metro trung kế nút HNI mạng vùng Miền Trung 23 1.1.2.3.3 Mạng Metro trung kế nút HCM mạng vùng phía Nam 23 1.1.2.3.4 Mạng Metro trung kế nút CTO mạng vùng phía Nam 23 1.1.2.4 Mạng truyền tải quang VNPT tỉnh/ thành phố 23 1.1.2.4.1 Các mạng MAN-E 24 1.1.2.4.2 Mạng truy nhập quang GPON 25 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ O-OFDM TRONG MẠNG VNPT 26 2.1 Mạng trục 26 2.2 Mạng truy nhập 26 KẾT LUẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) công nghệ điều chế kỹ thuật số đa sóng mang phát triển với cơng nghệ xử lý tín hiệu số (DSP) So với cơng nghệ ghép kênh đa sóng mang khác, tín hiệu OFDM cần đảm bảo thỏa mãn tính trực giao miền thời gian tần số, đồng thời có hiệu suất phổ cao khả chống nhiễu đa đường Viêc tạo giải điều chế tín hiệu OFDM thực dễ dàng nhờ chip DSP Ngoài ra, hệ thống sử dụng phương pháp điều chế việc cân kênh hoạt động khác tương đối đơn giản Vì vậy, công nghệ OFDM sử dụng rộng rãi truyền thông không dây, hữu tuyến phát quảng bá Bản chất công nghệ OFDM vừa công nghệ điều chế vừa công nghệ ghép kênh Nguyên tắc OFDM tương tự nguyên tắc ghép kênh phân chia theo tần số truyền thống (FDM) Trong thực tế, muốn truyền tín hiệu số tốc độ cao sử dụng DSP để thực biến đổi nhanh Fourier ngược (IFFT) tạo tập hợp sóng mang trực giao truyền song song tín hiệu số tốc độ thấp Trong hệ thống thông tin quang, tin cậy xác việc truyền liệu không phụ thuộc vào hiệu máy phát máy thu quang, mà ảnh hưởng tán sắc (tán sắc màu, tán sắc chế độ phân tán…) sợi quang Với phát triển không ngừng công nghệ viễn thông nhu cầu truyền thông ngày cao, tốc độ liệu truyền kênh đơn thông tin quang tăng lên nhiều, đạt tới 100 Gb/s Tuy nhiên, tốc độ liệu đạt 100 Gb/s, việc bù trừ sợi quang gây tốn thời gian, đồng thời khó bù trừ xác tán sắc sợi quang Do ưu điểm OFDM chuyển đổi sang miền tần số tán sắc sợi quang bù đắp hiệu quả, đặc biệt tán sắc màu tán sắc phân bậc sợi quang cải thiện đáng kể, công nghệ OFDM xem xét sử dụng truyền thông quang, gọi OFDM quang (O-OFDM) Trong nội dung tiểu luận trước tiên trình bày nguyên tắc O-OFDM Tiếp theo giới thiệu ứng dụng OFDM hệ thống thông tin quang Ngoài ra, vấn đề giải pháp tiềm O-OFDM nêu lên Thêm vào đó, tiểu luận trình bày thực trạng tổ chức mạng thông tin quang VNPT, đồng thời đưa khả ứng dụng công nghệ O-OFDM vào mạng VNPT Bố cục tiểu luận bao gồm nội dung: Chương 1: Tổng quan công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo tần số trực giao O-OFDM Chương 2: Khả ứng dụng O-OFDM cho mạng truyền dẫn quang VNPT CHƯƠNG TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN QUANG GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO O-OFDM GIỚI THIỆU Ghép kênh theo tần số trực giao - Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) - giống với ghép kênh theo tần số Frequency Division Multiplexing (FDM) truyền thống OFDM sử dụng nguyên lý FDM phép nhiều tin tức gửi qua kênh Radio đơn Tuy nhiên cho phép hiệu phổ tốt Hình 1.1: So sánh kỹ thuật sóng mang khơng chồng xung (a) Và kỹ thuật sóng mang chồng xung (b) Trong công nghệ FDM truyền thống, sóng mang lọc riêng biệt để bảo đảm khơng có chồng phổ, khơng có tượng giao thoa ký tự ISI sóng mang phổ lại chưa sử dụng với hiệu cao Với kỹ thuật OFDM, khoảng cách sóng mang chọn cho sóng mang trực giao chu kỳ ký tự tín hiệu khôi phục mà không giao thoa hay chồng phổ Hình 1.2: Phổ sóng mang OFDM Với ưu điểm so với FDM kỹ thuật OFDM ứng dụng nhiều mạng khơng dây, có dây mạng phát quảng bá Trong nội dung phần chương trình bày cụ thể đặc điểm kỹ thuật ứng dụng hệ thống thông tin hữu tuyến sử dụng sợi quang NGUYÊN LÝ O-OFDM Nguyên lý O-OFDM tương tự nguyên lý OFDM Điểm khác biệt tín hiệu chuyển từ tín hiệu khơng dây miền điện sang tín hiệu quang miền quang Hình cho thấy sơ đồ khối cấu trúc hệ thống OOFDM Hình 1.3 Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống O-OFDM Máy phát bao gồm truyền dẫn băng tần sở OFDM miền điện, chuyển đổi lên tần số vô tuyến RF điều chế sang miền quang (biến đổi từ điện sang quang) Bộ thu bao gồm tách sóng quang (biến đổi từ quang sang điện), chuyển đổi xuống RF thu sóng sở OFDM miền điện Tín hiệu số nối tiếp nhị phân đưa vào máy phát chia thành liệu song song N-kênh biến đổi liệu từ nối tiếp sang song song S/P Mỗi liệu điều chế phương pháp MPSK QAM Tín hiệu ánh xạ tới miền phức tương ứng biểu đồ chịm Sau đó, N sóng mang song song chuyển đổi thành sóng nối tiếp IFFT thêm vào symbol OFDM trước symbol Tiền tố chu kỳ (CP) thêm vào sau chuyển đổi thành tín hiệu tương tự băng tần sở OFDM chuyển đổi số sang tương tự Tín hiệu băng gốc điều chế lên tần số sóng mang RF tín hiệu quang, sau truyền sợi quang đơn mode (SMF) Qúa trình xử lý tín hiệu số (DSP) máy thu q trình ngược lại so với phía máy phát Tín hiệu quang chuyển đổi thành miền điện tách sóng (PD) sau tín hiệu chuyển đổi thành tín hiệu số chuyển đổi tín hiệu tương tự - số (ADC) Tiếp theo, tiền tố chu kỳ CP loại bỏ chuyển đổi từ S/P thực Sau tín hiệu biến đổi Fourier nhanh (FFT) để chuyển thành miền tần số Cuối tín hiệu khử ánh xạ chuyển đổi thành liệu nối tiếp Kỹ thuật điều chế đa sóng mang trực giao dựa nguyên tắc phân chia luồng liệu có tốc độ cao R (bit/s) thành k luồng liệu thành phần có tốc độ thấp R/k (bit/s); luồng liệu thành phần trải phổ với chuỗi ngẫu nhiên PN có tốc độ Rc (bit/s) Sau điều chế với sóng mang thành phần OFDM, truyền nhiều sóng mang trực giao Phương pháp cho phép sử dụng hiệu băng thông kênh truyền, tăng hệ số trải phổ, giảm tạp âm giao thoa ký tự ISI tăng khả giao thoa sóng mang ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ OFDM TRONG MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG 3.1 Hệ thống O-OFDM tách sóng trực tiếp (DDO-OFDM) Kiến trúc hệ thống DDO-OFDM tương tự Hình 1.3 Theo phương pháp tạo tín hiệu O-OFDM khác nhau, hệ thống DDO-OFDM chia thành hai loại: Hệ thống DDO-OFDM ánh xạ tuyến tính ánh xạ phi tuyến Sự khác biệt hệ thống có cần thiết phải chép trực tiếp phổ OFDM băng sở sang phổ OFDM quang hay không Trong hệ thống DDO-OFDM ánh xạ tuyến tính, chuyển đổi phổ OFDM băng sở sang phổ OFDM quang tuyến tính, có nghĩa là, chép trực tiếp Trong hệ thống này, khoảng cách truyền dẫn bị ảnh hưởng hệ số tán sắc, cần phải bù tán sắc miền điện miền quang Ngoài ra, số lượng sóng mang khác ảnh hưởng đến hệ thống DDOOFDM, số lượng sóng mang cần lựa chọn hợp lý theo yêu cầu sử dụng băng thông tỷ lệ lỗi bit Ánh xạ tuyến tính DDO-OFDM theo cơng thức (1) Trong cơng thức (1), s (t) tín hiệu OFDM miền quang; �0 tần số sóng mang quang; △f khoảng bảo vệ sóng mang quang băng tần OFDM; α hệ số tỷ lệ để mô tả mối quan hệ lượng dải OFDM sóng mang sơ cấp; sB  t  tín hiệu OFDM băng gốc, sau ck fk symbol thông tin tần số truyền sóng mang thứ k Dạng sóng điều chế trực tiếp hệ thống ánh xạ phi tuyến tính DDOOFDM biểu diễn sau Trong công thức (3-5), E(t) tín hiệu OFDM quang ; A (t) P (t) biên độ công suất tức thời tín hiệu OFDM quang; C số chirp laser DFB điều chế trực tiếp; f IF tần số trung tần tín hiệu điện OFDM dùng để điều chế; m số điều chế quang ; α số tỷ lệ, sử dụng để đặt số điều chế thích hợp m nhằm cực tiểu nhiễu giới hạn Mơ hình kênh DDO-OFDM khơng cịn tuyến tính ảnh hưởng loại tán sắc quang, ánh xạ phi tuyến tính DDO-OFDM thích hợp cho ứng dụng cự ly ngắn, chẳng hạn mạng cục (LAN) sợi quang đa mode (MMF) đường truyền dẫn cự ly ngắn SMF 3.2 Hệ thống O-OFDM tách sóng kết hợp (CO-OFDM) Trong hệ thống DDO-OFDM, phát thông tin cường độ ánh sáng mà phát thông tin pha Ngược lại, hệ thống CO-OFDM khắc phục cho nhược điểm hệ thống DDO-OFDM, có độ nhạy máy thu cao, thực truyền dẫn cự ly dài Hình 1.4 cho thấy sơ đồ hệ thống CO-OFDM Tương tự, số lượng sóng mang ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu hệ thống CO-OFDM Nếu số lượng lớn gây nhiễu kênh Nếu số lượng nhỏ, việc sử dụng phổ tần hiệu bị giảm Vì vậy, việc kiểm sốt số lượng sóng mang quan trọng Hình 1.4 Hệ thống OFDM quang tách sóng kết hợp Ngoài ra, hệ thống CO-OFDM, định dạng điều chế khác ảnh hưởng đến tỷ lệ tín hiệu quang nhiễu (OSNR), hiệu ứng phi tuyến mức độ tán sắc sợi quang, đòi hỏi phải lựa chọn chế độ gỡ lỗi hợp lý sau cân cự ly truyền dẫn, dung lượng truyền dẫn, sử dụng phổ tỷ lệ lỗi bit Cần lưu ý khác biệt độ trễ nhóm vi sai (DGD) ảnh hưởng đến hiệu hệ thống Hiệu hệ thống cải thiện DGD tăng, DGD vượt giá trị định, hiệu hệ thống giảm DGD tăng lên, yếu tố ảnh hưởng đến hiệu hệ thống tán sắc mode phân cực (PMD) 10 Hình 1.7 cho thấy thiết lập thử nghiệm cho MIMO OFDM-PON Phịng thí nghiệm NEC Hoa Kỳ báo cáo vào năm 2009 Cơng nghệ tách sóng trực tiếp MIMO PDM áp dụng để chứng minh khả truyền tín hiệu 40 Gb/s đường truyền dẫn cự ly ngắn (SMF), 20 km Bộ suy hao quang 15 dB sử dụng thí nghiệm, tương đương với chia quang 1:32 3.4 Hệ thống truyền dẫn sợi quang đa mode OFDM (MF OFDM) MMF (Sợi quang đa mode) có diện tích đường kính lõi lớn SMF (Sợi quang đơn mode), cho phép nhiều công suất quang vào đường truyền cáp quang mà không xuất phi tuyến nghiêm trọng MMF hỗ trợ 45 mode sóng bước sóng 1550nm Từ sở lý thuyết thơng tin, nhiều mode sóng hỗ trợ truyền dẫn tín hiệu dung lượng lớn Do diện tích đường kính lõi MMF lớn, nên dễ dàng ghép nối với nguồn sáng hiệu ghép nối cao Tuy nhiên, tán sắc mode MMF hạn chế nghiêm trọng khả truyền tải khoảng cách truyền dẫn sợi quang MMF Hiện nay, MMF sử dụng rộng rãi kết nối mạng LAN kết nối liên mạng quang với tốc độ nhỏ 10 Gb/s OFDM phân tách luồng liệu tốc độ cao thành nhiều luồng liệu tốc độ thấp Bằng cách sử dụng sóng mang trực giao chồng chéo phần miền tần số để truyền đồng thời kênh truyền, khắc phục ảnh hưởng tán sắc mode sợi quang MMF, cải thiện tốc độ tín hiệu tăng cự ly truyền dẫn E Giacoumidis J M Tong báo cáo tín hiệu OFDM quang nhanh 19.375 Gb/s truyền 500 m MMF dB với băng thông hiệu dụng 150 MHz km Trong tương lai, dự kiến tăng tốc độ hệ thống MMF 10Gb/s mạng đường trục Ethernet lên 19.375Gb/s W Shieh tin truyền dẫn sợi quang MMF công nghệ CO-OFDM đường dẫn đến Ethernet 1Tb / s tương lai Đồng thời, ơng tin việc truyền tín hiệu CO-OFDM sợi quang 14 MMF với khoảng cách xa làm cho SMF có tốc độ truyền dẫn vượt qua 100Tb/s Tóm lại, việc áp dụng cơng nghệ O-OFDM chủ yếu tập trung vào hai khía cạnh Một ứng dụng công nghệ O-OFDM vào mạng trục cáp quang để truyền liệu tốc độ cao, khoảng cách xa, mà không cần bù tán sắc Hai sử dụng O-OFDM mạng truy nhập quang, đặc biệt mạng truy nhập quang đa mode, nhằm đạt chi phí nâng cấp hệ thống thấp ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ OFDM 4.1 Ưu điểm * Cơng nghệ O-OFDM có hiệu sử dụng phổ cao, tăng hệ số trải phổ * Hệ thống OFDM loại bỏ hồn tồn nhiễu liên ký tự (Intersymbol Interference- ISI) độ dài chuỗi bảo vệ (Guard interval length) lớn trễ truyền dẫn lớn kênh * Phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng (hệ thống có tốc độ truyền dẫn cao) * Hệ thống có cấu trúc thu đơn giản 4.2 Nhược điểm * Một vấn đề OFDM có cơng suất đỉnh cao so với cơng suất trung bình Khi tín hiệu OFDM điều chế RF, thay đổi diễn tương tự biên độ sóng mang, sau tín hiệu truyền mơi trường tuyến tính, nhiên độ tuyến tính khó giữ điều chế công suất cao, méo dạng tín hiệu kiểu hay diễn khuyếch đại công suất phát Bộ thu thiết kế khơng tốt gây méo dạng trầm trọng Méo dạng gây hầu hết vấn đề trải phổ, gây nhiễu hệ thống truyền tần số RF kề * Việc sử dụng chuỗi bảo vệ tránh nhiễu ISI lại làm giảm phần hiệu suất đường truyền, thân chuỗi bảo vệ không mang thơng tin có ích 15 * Do u cầu điều kiện trực giao sóng mang phụ, hệ thống OFDM nhạy cảm với hiệu ứng Doppler dịch tần (frequency offset) dịch thời gian (time offset) sai số đồng CHƯƠNG II KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG O-OFDM CHO MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG VNPT 1.THỰC TRẠNG TỔ CHỨC MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG VNPT 1.1 Hiện trạng mạng truyền tải VNPT Mạng truyền tải VNPT xây dựng dựa mơ hình kiến trúc phân lớp, gồm lớp: Mạng truyền dẫn quốc tế Mạng đường trục Mạng mạng truyền tải VNPT tỉnh/thành phố 1.1.1 Mạng truyền dẫn quốc tế VNPT Mạng truyền tải quốc tế VNPT gồm tuyến sau: 1.1.1.1 Hệ thống cáp quang biển SMW-3 Tuyến cáp quang biển SMW-3 sử dụng cơng nghệ ghép bước sóng quang (DWDM) có tổng dung lượng hệ thống 320 Gbps nối liền Việt Nam với 30 nước giới, trải dài từ Nhật Bản, Hàn Quốc qua Trung Quốc, Đông Nam Á tới Châu Âu có số nước, lãnh thổ Việt Nam thường xuyên kết nối Hong Kong, Singapore, Trung Quốc, Nhật Bản Tại Việt Nam, tuyến SMW-3 cập bờ Đà Nẵng 16 1.1.1.2 Hệ thống cáp quang AAE-1 Tuyến cáp quang AAE-1 kết nối Hồng Kông, Việt Nam, Cam-pu-chia, Malaysia, Singapore, Thái Lan, Ấn Độ, Pakistan, Oman, tiểu vương quốc Ả Rập, Qatar, Yemen, Djibouti, Saudi Arabia, Ai Cập, Hy Lạp, Ý Pháp Dung lượng thiết kế 40 Terabytes cơng nghệ 100Gpbs/bước sóng, dung lượng VNPT 298 Gbps AAE-1 đưa vào hoạt động Quý năm 2017 1.1.1.3 Hệ thống cáp quang biển APG Tuyến cáp quang biển APG tuyến cáp quang biển cập bờ Đà Nẵng VNPT trực tiếp tham gia đầu tư đưa vào khai thác từ tháng 10/2016 mở theo hai hướng cáp độc lập Hồng Kông, Singapore, Hoa Kỳ Hiện tuyến thức vào sử dụng, có dung lượng khai thác tối đa lên tới 17 54Tbps Tháng 12/2016 VNPT đẩy mạnh mở rộng lưu lượng tuyến cáp để san tải cho lưu lượng khách hàng tuyến AAG Tính đến hết năm 2016, tổng dung lượng khai thác tuyến APG VNPT mở lên tới 300Gbps 1.1.1.4 Hệ thống cáp quang biển AAG AAG tuyến cáp kết nối Đông Nam Á Hoa Kỳ Đây tuyến cáp quang biển tập trung chủ yếu lưu lượng ISP Việt Nam Tuyến cáp sử dụng cơng nghệ ghép bước sóng quang (DWDM) cập bờ Vũng Tàu Nối liền Việt Nam với quốc gia/ vùng lãnh thổ Malaysia, Singapore, Thái Lan, Brunei, Hong Kong, Philippines Hoa Kỳ Tuyến AAG có tổng dung lượng 29,5 Tbps tiếp tục mở rộng thêm thời gian tới 1.1.1.5 Hệ thống cáp quang quốc tế đất liền Hệ thống cáp quang đất liền qua biên giới kết nối trực tiếp với nhiều đối tác khác Trung Quốc, Lào, Campuchia - Hệ thống cáp quang biên giới Việt Nam - Trung Quốc: kết nối trực tiếp với nhà khai thác viễn thông lớn Trung Quốc với tổng dung lượng 120 Gbps 18 - Hệ thống cáp quang biên giới Việt Nam - Lào Việt Nam - Campuchia: kết nối trực tiếp với hầu hết nhà khai thác viễn thông lớn Lào Campuchia với tổng dung lượng 200 Gbps 1.1.2 Mạng đường trục VNPT Mạng truyền tải đường trục VNPT bao gồm: - Mạng đường trục Backbon Bắc-Nam - Các mạng vùng - Các mạng metro (mạng trung kế) kết nối mạng đường trục Backbon Bắc-Nam với mạng vùng Mơ hình mạng truyền tải đường trục VNPT hình DWDM DWDM Huawei phía Bắc Metro Alcatel Ericsson phía Đông Bắc HNI VIH ĐNG DWDM Ciena Miền Trung Metro Ericsson BACKBON DWDM Nortel QNN CTO Metro Alcatel HCM Metro Alcatel DWDM Fujitsu phía Nam Hình 2.1 Mơ hình mạng truyền tải đường trục VNPT Mạng truyền tải VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh theo bước sóng mật độ cao (DWDM), thiết lập theo mơ hình xếp chồng IP DWDM để truyền tải lưu lượng IP qua mạng DWDM qua khâu trung gian IP/SDH/DWDM, IP/NG-SDH/DWDM IP/MPLS/SDH/DWDM, IP/MPLS/NGSDH/DWDM 19 1.1.2.1 Mạng truyền tải đường trục Backbon Bắc-Nam VNPT Hiện nay, mạng truyền tải đường trục Backbon Bắc-Nam VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) có dung lượng tổng 360 Gb/s với cấu hình Ring Các nút mạng truyền tải đường trục Hà Nội (HNI), Đà Nẵng (ĐNG), thành phố Hồ Chí Minh (HCM), Vinh (VIH), Quy Nhơn (QNN) Cần Thơ (CTO) Mạng truyền tải đường trục Backbon Bắc-Nam VNPT sử dụng công nghệ Nortel với hệ thống truyền dẫn chính: - Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 120Gb/s, - Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 360Gb/s 1.1.2.1.1 Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 120G Nortel Cấu trúc mạng tuyến trục Backbone 120G xây dựng theo cấu hình chuỗi đa ring, gồm ring nối với liên tiếp nút mạng trung gian hình 2.2 Hình 2.2 Cấu trúc mạng tuyến trục Backbone 120G VNPT Hệ thống thiết bị bao gồm hai lớp: lớp thiết bị DWDM (thực chức ghép/tách bước sóng, bù suy hao cơng suất, bù tán sắc, tối ưu OSNR); lớp thiết bị SDH (thực chức ghép luồng tín hiệu bậc thấp lên luồng tín hiệu SDH bậc cao, chuyển mạch bảo vệ thiết bị, chuyển mạch bảo vệ luồng tín hiệu) 20 Thiết bị đấu nối trung gian hai lớp SDH/NG-SDH WDM biến đổi bước sóng (WT) có chức chuyển đổi luồng tín hiệu SDH (STM16, STM64) thành luồng tín hiệu OTM (OTM1,2) để đưa tới mô đun ghép/tách kênh 1.1.2.1.2 Hệ thống DWDM đường trục Bắc-Nam 360G Nortel Tuyến trục Backbone 240G VNPT xây dựng đưa vào khai thác từ đầu năm 2009 sử dụng thiết bị hãng Nortel (bao gồm 08 bước sóng tốc độ 10Gb/s), tuyến trục nâng cấp lên dung lượng 240G (bao gồm bước sóng 10Gb/s 40Gb/s) Cấu trúc mạng tuyến DWDM trải dài từ Bắc đến Nam với vịng ring có dung lượng truyền dẫn 240Gbps (8x10Gbps 4x40Gbps) với nhiều trạm khuyếch đại quang, trạm xen/rẽ quang(OADM) ….(Hình 1.1) Hình 2.3: Sơ đồ tuyến trục tuyến trục Backbone Bắc-Nam 240Gbps Hệ thống thiết bị bao gồm hai lớp: lớp thiết bị DWDM (thực chức ghép/tách bước sóng màu băng C thành tín hiệu DWDM, bù suy hao công suất, tối ưu OSNR); lớp thiết bị SDH (thực chức ghép luồng tín hiệu bậc thấp lên luồng tín hiệu SDH bậc cao, chuyển mạch bảo vệ thiết bị, chuyển mạch bảo vệ luồng tín hiệu) Thiết bị đấu nối trung gian hai lớp SDH WDM thiết bị OME6500-Broadband sử dụng card biến đổi bước sóng (WT) có chức 21 chuyển đổi luồng tín hiệu SDH/NG-SDH (STM64, 4*STM64) thành luồng tín hiệu OTM (OTM2, OTM3) để đưa tới mô đun ghép/tách kênh 1.1.2.2 Các mạng truyền tải vùng VNPT Hiện nay, mạng truyền tải vùng VNPT gồm mạng truyền tải vùng tương ứng với khu vực Việt Nam Các mạng truyền tải vùng cho khu vực VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) có cấu hình Ring Mesh Các nút mạng truyền tải vùng cho khu vực kết nối với mạng truyền tải đường trục Backbon Bắc-Nam VNPT tương ứng Hà Nội (HNI), Đà Nẵng (ĐNG), thành phố Hồ Chí Minh (HCM), Vinh (VIH), Quy Nhơn (QNN) Cần Thơ (CTO) 1.1.2.2.1 Mạng truyền tải vùng phía Bắc Mạng truyền tải vùng phía Bắc VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) với bước sóng 10cGb/s, có tổng dung lượng 380Gb/s cấu hình Mesh, sử dụng cơng nghệ Huawei với công nghệ chuyển mạch quang tự động ASON/GMPLS công nghệ ghép kênh SDH Nút mạng truyền đường trục mạng Hà Nội (HNI) 1.1.2.2.2 Mạng truyền tải vùng phía Đơng Bắc Mạng truyền tải vùng phía Đơng Bắc VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) với bước sóng 40Gb/s có tổng dung lượng 320Gb/s có cấu hình Mesh, sử dụng cơng nghệ Nortel với công nghệ chuyển mạch quang tự động ASON công nghệ ghép kênh SDH Nút mạng truyền đường trục mạng Hà Nội (HNI) 1.1.2.2.3 Mạng truyền tải vùng Miền Trung Mạng truyền tải vùng miền Trung VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) với bước sóng 40Gb/s có tổng dung lượng 320Gb/s có cấu hình Mesh, sử dụng cơng nghệ Ciena (Nortel) với cơng nghệ chuyển mạch bước sóng quang tự động WSON lớp WDM Nút mạng truyền đường trục mạng Đà Nẵng (ĐNG) 22 1.1.2.2.4 Mạng truyền tải vùng phía Nam Mạng truyền tải vùng phía Nam VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) với bước sóng 10G/s 40Gb/s, có tổng dung lượng 600Gb/s có cấu hình Mesh, sử dụng cơng nghệ Fujitsu với công nghệ chuyển mạch nhãn quang đa giao thức GMPLS Có nút mạng truyền đường trục mạng thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội (HCM) Cần Thơ (CTO) 1.1.2.3 Các mạng trung kế đường trục VNPT Để kết nối mạng đường trục Backbon Bắc-Nam với mạng vùng VNPT, VNPT sử dụng mạng metro (mạng trung kế) nút mạng truyền tải đường trục Hà Nội (HNI), Đà Nẵng (ĐNG), thành phố Hồ Chí Minh (HCM) Cần Thơ (CTO) 1.1.2.3.1 Mạng Metro trung kế nút HNI với mạng vùng phía Bắc mạng vùng phía Đơng Bắc Mạng Metro trung kế nút HNI mạng vùng phía Bắc mạng vùng phía Đông Bắc VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) có tổng dung lượng 630Gb/s cấu hình Ring, sử dụng công nghệ Huawei Nút mạng truyền đường trục mạng Hà Nội (HNI) 1.1.2.3.2 Mạng Metro trung kế nút HNI mạng vùng Miền Trung Mạng Metro trung kế nút ĐNG mạng vùng miền Trung VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) có tổng dung lượng 500Gb/s có cấu hình Ring, sử dụng công nghệ Alcatel Nút mạng truyền đường trục mạng Đà Nẵng (ĐNG) 1.1.2.3.3 Mạng Metro trung kế nút HCM mạng vùng phía Nam Mạng Metro trung kế nút HCM mạng vùng phía Nam VNPT mạng truyền tải quang băng rộng ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) có tổng dung lượng 640Gb/s có cấu hình Ring, sử dụng công nghệ Alcatel Nút mạng truyền đường trục mạng thành phố Hồ Chí Minh (HCM) 23 1.1.2.3.4 Mạng Metro trung kế nút CTO mạng vùng phía Nam Mạng Metro trung kế nút CTO mạng vùng phía Nam VNPT mạng truyền tải quang ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao (DWDM) có tổng dung lượng 150Gb/s có cấu hình Mesh, sử dụng cơng nghệ Alcatel Nút mạng truyền đường trục mạng Cần Thơ (CTO) 1.1.2.4 Mạng truyền tải quang VNPT tỉnh/ thành phố Mạng truyền tải quang VNPT tỉnh/thành phố VNPT bao gồm: - Mạng MAN-E VNPT tỉnh/thành phố - Các mạng truy nhập quang VNPT tỉnh/thành phố 1.1.2.4.1 Các mạng MAN-E MAN-E (Metropolitan Area Network- Ethernet): mạng mạng đô thị (MAN) sử dụng công nghệ Ethernet để kết nối nhiều mạng truy nhập quang với sử dụng đường truyền tốc độ cao cung cấp kết nối truy nhập với chuẩn Ethernet MAN-E tỉnh/thành phố tổ chức thành hai lớp Lớp thứ lớp lõi, phục vụ cho việc chuyển tải lưu lượng trao đổi mạng truy nhập nội tỉnh lưu lượng trao đổi tỉnh với Lớp thứ hai lớp truy nhập, phục vụ vai trò thu thập lưu lượng loại ứng dụng khác Lớp có vai trị chuyển tải lưu lượng trao đổi nhóm khách hàng thuộc mạng truy nhập chuyển tải lưu lượng lên lớp mạng lõi cho loại lưu lượng trao đổi tỉnh liên tỉnh Mơ hình mạng MAN-E tỉnh/thành phố VNPT hình 1.1 Mạng lõi MAN-E cho tỉnh/thành phố VNPT chủ yếu có cấu hình ring sử dụng cơng nghệ WDM nhằm đảm bảo khả dự phịng mạng lõi trường hợp có cố Tốc độ chuyển mạch nút mạng lõi lên đến hàng chục Gbps lưu lượng chuyển tuyến kết nối mạng lõi đạt đạt đến hàng chục Gbps Các nút mạng lõi đặt điểm trung tâm lưu lượng, thường địa điểm tập trung dân cư khu công nghiệp 24 C Ấ U H ÌN H M Ạ N G M A N II PP // MM PP LL SS BB aa cc kk BB oo nn ee BB RR AA SS PP EE 77    xx       GG EE 44 55    kk mm    66 55    kk mm    CC EE SS CC EE SS RR II N NG G 44 10 10 G G bp bp ss 11 44    kk mm    66 11    kk mm    CC EE SS 00 99    kk mm    RR II N NG G 33 22 G G bb ps ps 22 11    kk mm    CC EE SS 11    GG EE 11    GG EE 00 00 11 kk mm CC EE SS CC EE SS 77    xx    GG EE 11 88 55    kk mm    CC EE SS CC EE SS CC EE SS 22 55    kk mm    11 66    kk mm    CC EE SS 33 55    kk mm    00 00 11 kk mm 00 55    kk mm    RR II N NG G 55 10 10 G G bb ps ps CC EE SS 11 44 55    kk mm    00 55    kk mm    CC EE SS 00 66    kk mm    CC EE SS CC EE SS CC EE SS 44 00 55    kk mm    33 33    kk mm    CC EE SS CC EE SS 77    kk mm    33 00    kk mm    66 55    kk mm    CC EE SS RR II N NG G 11- 10 10 G G bb pp ss 00 66    kk mm    77 77    kk mm    RR II N NG G 66 10 G 10 G bp bp ss CC EE SS CC EE SS CC EE SS CC EE SS CC EE SS 00 00 11 kk mm CC EE SS RR II N NG G 2-10 2-10 G G bp bp ss 00 77    kk mm    HH ệệ    tt hh ốố nn gg    qq uu ảả nn    ll ýý 22 99    kk mm    CC EE SS 11 22    kk mm    22 55    kk mm    11 77    kk mm    22 22    kk mm    RR IN IN GG CC OO RR EE CC EE SS 00 00 11 kk mm 00 55    kk mm    Hình 2.4 Mơ hình mạng MAN-E cho tỉnh/thành phố VNPT 1.1.2.4.2 Mạng truy nhập quang GPON Mạng truy nhập quang GPON (Gigabit Passive Optical Network) công nghệ PON truyền dẫn với tốc độ Gb/s, định nghĩa theo chuẩn ITU-T G.984 GPON mở rộng từ chuẩn BPON G.983 cách tăng băng thông, nâng hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi tiêu chuẩn hóa quản lý GPON hỗ trợ nhiều mức tốc độ khác nhau, hỗ trợ tới 2,488 Mbit/s băng thông luồng xuống 1,244 Mbit/s chí tới 2,448 Mbit/s băng thơng luồng lên Phương thức đóng gói GEM (GPON Encapsulation Method) cho phép đóng gói lưu lượng người dùng hiệu quả, với phân đoạn khung cho phép nâng cao chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) phục vụ lưu lượng nhạy cảm truyền thoại video GPON hỗ trợ tốc độ cao, tăng cường bảo mật hỗ trợ dịch vụ TDM Ethernet, điều cho phép GPON hỗ trợ nhiều loại dịch vụ với chi phí thấp cho phép khả tương thích lớn nhà cung cấp thiết bị KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ O-OFDM TRONG MẠNG VNPT Hệ thống thơng tin quang VNPT mạng khác tổ chức thành mạng trục, mạng biên mạng truy cập Về mạng truyền tải có hệ thống cáp quang 25 ... bị KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ O -OFDM TRONG MẠNG VNPT Hệ thống thông tin quang VNPT mạng khác tổ chức thành mạng trục, mạng biên mạng truy cập Về mạng truyền tải có hệ thống cáp quang 25 ... Thêm vào đó, tiểu luận trình bày thực trạng tổ chức mạng thông tin quang VNPT, đồng thời đưa khả ứng dụng công nghệ O -OFDM vào mạng VNPT Bố cục tiểu luận bao gồm nội dung: Chương 1: Tổng quan công. .. áp dụng công nghệ O -OFDM chủ yếu tập trung vào hai khía cạnh Một ứng dụng cơng nghệ O -OFDM vào mạng trục cáp quang để truyền liệu tốc độ cao, khoảng cách xa, mà không cần bù tán sắc Hai sử dụng