NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG BĂNG RỘNG CHO CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 1

Tìm hiểu về các công nghệ mạng truy nhập quang chủ động và thụ động. Nghiên cứu về các dịch vụ và chất lượng dịch vụ trên mạng Gpon. Nghiên cứu và thiết kế mạng băng rộng trên địa bàn Cty Điện Thoại Hà Nội 1. Đề xuất thiết bị đầu cuối triển khai mạng Gpon cho Cty ĐTHN 1.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG MAI VĂN THUẬN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG BĂNG RỘNG CHO CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 1 Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 60.52.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VŨ TUẤN LÂM Hà Nội - 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu trong luận văn là trung thực và các kết quả được viết chung với các tác giả đều được sự đồng ý của đồng tác giả trước khi đưa vào luận văn. Học viên Mai Văn Thuận ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả các thầy cô đang giảng dạy tại Học Viện Công nghệ Bưu Chính Viễn thông đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu giúp em hoàn thành khóa học này. Em xin chân thành cảm ơn khoa Quốc Tế và Đào Tạo Sau Đại Học, trường Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã tạo điều kiện tốt cho em thực hiện luận văn tốt nghiệp này. Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy TS. Vũ Tuấn Lâm, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với gia đình đã luôn động viên, ủng hộ, cổ vũ và tạo mọi điều kiệngiúp tôi. Tôi cảm ơn tất cảnhững người bạn của tôi, những người luôn chia sẻ, cổ vũvà giúp đỡ tôi. Mặc dù đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép, nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong sự cảm thông và tận tình chỉ bảo, góp ý của thầy cô và các bạn. Hà Nội , / /2013 Học viên thực hiện Vũ Tuấn Lâm iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i PHẦN MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG 4 1.1 KIẾN TRÚC MẠNG PON VÀ CÁC HỆ THỐNG PON 5 1.1.1 Các hệ thống PON đang được triển khai 8 1.1.2 Cấu hình cơ bản mạng quang truy nhập thụ động 9 1.2 CẤU HÌNH THAM CHIẾU CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG 10 1.2.1 Cấu hình mạng truy nhập cung cấp dịch vụ trên mạng PON 11 1.3 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CỦA OLT VÀ ONU 12 1.3.1 Các khối chức năng của OLT 12 1.3.2 Các khối chức năng của ONU 14 1.4 MẠNG PHÂN PHỐI QUANG VÀ BỘ CHIA QUANG THỤ ĐỘNG 15 1.4.1 Bộ chia quang Splitter 15 1.4.2 Mạng cáp quang thuê bao 15 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 16 18 18 CHƯƠNG 2 : CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG ĐỂ TRIỂN KHAI MẠNG BĂNG RỘNG 19 2.1 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT TRUY NHẬP VÀ PHƯƠNG THỨC GHÉP KÊNH 19 2.1.1 Công nghệ của mạng quang thụ động Gpon 19 2.1.2 Quá trình chuẩn hóa GPON 20 2.1.3 Các thông số kỹ thuật 20 2.1.4 Một số vấn đề cần quan tâm khi thiết kế mạng 21 2.1.5 Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh 22 2.2 NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ TRONG MẠNG TRUY NHẬP GPON 28 2.2.1 Thiết bị sử dụng trong mạng truy nhập GPON 28 2.2.2 Thiết bị OLT của hãng Alcatel – Lucent 28 2.2.3 Thiết bị OLT của hãng Huawei 30 2.2.4 Thiết bị OLT của các nhà cung cấp khác 30 2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 32 iv CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH MẠNG BĂNG RỘNG TRÊN ĐỊA BÀN CTY ĐTHN 1 33 3.1 HIỆN TRẠNG MẠNG BĂNG RỘNG CỦA CTY ĐTHN 1 33 3.1.1 Mạng MAN-E Của Cty ĐTHN 1 33 3.1.2 Miền MPLS của mạng MAN-E 34 3.1.3 Nhu cầu sử dụng mạng băng rộng trên địa bàn 36 3.2 ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC MẠNG BĂNG RỘNG CHO CTY ĐTHN1 38 3.2.1 Các hình thức cung cấp mạng băng rộng cho công ty ĐTHN 1 38 3.2.2 Nguyên tắc tổ chức mạng phân phối cáp quang FTTx - GPON 39 3.2.3 Tính toán suy hao đường truyền 40 3.2.4 Giải pháp lắp đặt Splitter 2 cấp 43 3.2.5 Phương pháp tính kích cỡ mạng GPON 44 3.3 ĐỀ XUẤT CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG GPON 46 3.3.1 Dịch vụ Metronet cung cấp kết nối internet FiberVnn 46 3.3.2 Dịch vụ Metronet cung cấp kết nối Internet FiberVNN + Mytv HD 47 3.3.3 Dịch vụ MetroNet cung cấp kết nối MegaWan nội tỉnh tốc độ cao 48 3.3.4 Cung cấp dịch vụ Điểm – Điểm (P-P) 49 3.4 QUY HOẠCH VÀ TRIỂN KHAI MẠNG BĂNG RỘNG TRÊN ĐỊA BÀN CÔNG TY 51 3.4.1 Đề xuất mạng cáp quang GPON khu Anh Đào đô thị mới Vincom Village 56 3.5 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 63 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 63 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Danh mục các chữ viết tắt AON Active Optical Network (Mạng quang chủ động) ATB Access Teminal Box (Hộp đấu nối quang tại nhà khách hàng) AP Access Point (Điểm truy nhập mạng) v DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer (Gom lưu lượng Internet) DC Distribution Cable (Cáp nhánh) DP Distribution Point (Điểm phân phối, rẽ nhánh cáp) MDU Multiple Dwelling Unit ( Thiết bị kết cuối dành cho một khu vực thuê bao FTTx Fiber to the-x (Kiến trúc mạng sử dụng cáp quang) FC Feeder Cable (Cáp gốc) FDT Fiber Distribution Terminal (Tủ phân phối quang) GPON Gigabit Passive Optical Network (Mạng truy nhập quang thụ động) HSI High Speed Internet (Dịch vụ truy cập internet tốc độ cao) HDTV High Definition Television (Dịch vụ truyền hình phân giải cao) PC Patch Cord (Dây nhẩy quang) P2P Point to Point (Kết nối điểm – điểm) P2MP Point to Multi Poin (Kết nối điểm - đa điểm) Splitter Thiết bị chia ghép tín hiệu quang ODN Optical Distribution Network (Mạng phân phối cáp quang) OLT Optical Line Terminal (Thiết bị kết cuối quang tại nhà trạm) ONU/ONT Optical Network Unit/Optical Network Terminal (Thiết bị kết cuối) Danh mục hình vẽ Trang Hình 1.1 Sơ đồ mạng quang truy nhập AON và PON 4 vi Hình 1.1 Sơ đồ kiến trúc của mạng PON 5 Hình 1. 2 Mô hình mạng quang thụ động 6 Hình 1. 3 Các kiểu kiến trúc của PON 7 Hình 1. 4 Cấu hình cơ bản mạng quang thụ động 10 Hình 1. 5 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang 11 Hình 1. 6 Cấu hình mạng truy nhập và các dịch vụ 12 Hình 1. 7 Sơ đồ khối chức năng của OLT 13 Hình 1. 8 Các khối chức năng của ONU 14 Hình 1. 9 Bộ chia quang thụ động Splitter 15 Hình 1. 10 Cấu trúc mạng cáp thuê bao quang 16 Hình 2. 1 Cấu trúc khung hướng lên trong mạng Gpon 23 Hình 2.2 Mô tả chi tiết khung hướng lên GTC 24 Hình 2. 1 Báo cáo DBA ở hướng lên 24 Hình 2. 2 Truy cập phân kênh theo thời gian ở hướng lên trong mạng Gpon 25 Hình 2. 3 Truyền dữ liệu hướng lên trong TDMA PON 26 Hình 2.6 Mô hình kết nối OLT của hãng Alcatel 29 Hình 2.7 Mô hình kết nối OLT của hãng Huawei 30 Hình 2.8 Biểu đồ sử dụng thiết bị OLT của các hãng (Alcatel – Lucent) 32 Hình 3. 1Cấu trúc mạng MAN-E 2013 34 Hình 3. 2 Miền MPLS trong mạng MAN-E 35 Hình 3.3 cấu trúc mạng truy nhập cáp quang FTTx 39 Hình 3.4 Sơ đồ đấu nối tuyến quang từ OLT đến ONT 41 Hình 3. 5 Giải pháp lắp đặt Splitter 2 cấp 44 Hình 3. 6 mô hình mạng điển hình của một hệ thống GPON 46 Hình 3.7 Dịch vụ Fiber VNN trên hệ thống mạng truy nhập Gpon 47 Hình 3.8 Dịch vụ Fiber VNN + Mytv HD cung cấp trên hệ thống GPon 48 Hình 3. 9 Mô hình cung cấp dịch vụ Megawan trên hệ thống Gpon 49 Hình 3.10 Mô hình kết nối điểm – điểm trên hệ thống Gpon 50 Hình 3.11 Đề xuất cấu trúc tổng thể mạng GPON khu vực đô thị Vincom Village 58 Hình 3.12 Sơ đồ đề xuất mạng Gpon khu vực nhà T1 dự án Times City 61 Hình 3.13 Sơ đồ đề xuất mạng Gpon khu vực nhà T2 dự án Times City 62 vii Danh mục các bảng Trang Trang vii vii Bảng 2.1 Đặc tính kỹ thuật cơ bản của lớp vật lý 22 Bảng 2.2 So sánh thiết bị OLT giữa các nhà cung cấp 31 Bảng 3.1 Số liệu thống kê sử dụng dịch vụ ADSL trong hai tháng 36 Bảng 3.2 Dịch vụ cung cấp trên mạng MAN-E 36 Bảng 3.3 Doanh thu dịch vụ XDSL các đơn vị năm đến tháng 10-2013 37 Bảng 3.4 Các tham số suy hao đường truyền 40 Bảng 3.5 Mối tương quan giữa chiều dài tuyến cáp và lượng mối hàn 42 Bảng 3.6 Bảng quy hoạch thiết bị OLT tại công ty 1 51 Bảng 3.7 Bảng tính toán băng thông chi tiết cho mạng Gpon công ty ĐTHN 1 53 Bảng 3.8 Bảng chỉ số băng thông 55 Bảng 3.9 Số lượng thiết bị để triển khai tại công ty ĐTHN1 55 Bảng 3.10 Danh sách thiết bị ONT tương thích với mạng Gpon của Cty ĐTHN1 56 viii 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Với sự phát triển và bùng nổ của mạng internet ngày nay, cùng những tiện ích và dịch vụ đi kèm như video call, hội nghị truyền hình, VOD, game online, thanh toán trực tuyến, dịch vụ giải trí trên internet, yêu cầu băng thông cao và chất lượng dịch vụ, chính vì thế mạng băng rộng Gpon ra đời và đáp ứng được những tiêu trí trên. Hiện nay mạng cáp đồng với những nhược điểm như chất lượng đường truyền, tín hiệu kém, băng thông thấp, ảnh hướng lớn từ môi trường, không đáp ứng được các dịch vụ giải trí trên mạng, dịch vụ Mytv, hay các dịch vụ đòi hỏi sự ổn định về chất lượng như Hội nghị truyền hình, Game online, thanh toán trực tuyến, giải trí trên mạng. Với sự phát triển của dịch vụ thoại trên nền IP, trong tuơng lai hệ thống thoại qua hệ thống tổng đài và mạng cáp đồng sẽ được thay thế dần, đàm bảo chất lượng, hạn chế suy hao, cũng như cải thiện chất lượng dịch vụ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. Với sự đầu tư và triển khai mạng MAN của VNPT Hà Nội, mạng truy nhập GPON sẽ được triển khai trên nền mạng MAN Ethernet, sẽ đáp ứng được những yêu cầu về băng thông, giảm chi phí đầu tư, nâng cao chất lượng dịch vụ cho khách hàng như hạn chế suy hao so với mạng quang chủ động do phụ thuộc vào các thiết bị chuyển mạch quang điện khi truyền trên hệ thống. Thực trạng mạng quang truy nhập hiện nay, cung cấp dịch vụ cho khách hàng sử dụng chủ yếu là các thiết bị quang chủ động như các Switch truy nhập, các bộ chuyển đổi quang điện, hạn chế về dung lượng, số lượng khách hàng, tốn kém về chi phí vận hành, khai thác và bảo dưỡng. Chính những ưu điểm của công nghệ mạng truy nhập quang Gpon, nghiên cứu thiết kế mạng băng rộng cho Công ty Điện thoại Hà Nội 1, nhằm đáp ứng những yêu cầu của khách hàng trong tương lai, các dịch vụ, tiện tích đòi hỏi chất lượng, [...]...2 băng thông, thay thế dần mạng cáp đồng, cũng như thiết bị quang chủ động trên địa bàn Công ty ĐTHN1 2 Mục đích nghiên cứu: + Tìm hiểu về các công nghệ mạng truy nhập quang chủ động và thụ động + Nghiên cứu về các dịch vụ và chất lượng dịch vụ trên mạng Gpon + Nghiên cứu và thiết kế mạng băng rộng trên địa bàn Cty Điện Thoại Hà Nội 1 + Đề xuất thiết bị đầu cuối triển khai mạng Gpon cho Cty ĐTHN 1. .. sử dụng thiết bị, so sánh ưu nhược điểm giữa các thiết bị băng rộng của các nhà cung cấp thiết bị − Đề xuất sử dụng thiết bị của hãng Alcatel-Lucent để triển khai mạng băng rộng trên địa bàn Công ty ĐTHN 1 − Kết luận chương 2 Chương 3: Thiết kế và Quy hoạch mạng băng rộng trên địa bàn Cty ĐTHN1 − Hiện trạng mạng băng rộng của Cty ĐTHN1, khảo sát nhu cầu sử dụng mạng băng rộng trên địa bàn công ty − Đề... trúc mạng băng rộng cho Cty ĐTHN1 Đề xuất các dịch vụ trên mạng băng rộng sử dụng thiết bị cho mạng truy nhập Gpon − Quy hoạch mạng, tối ưu mạng băng rộng cho Cty ĐTHN1, tính toán băng thông, lựa chọn thiết bị đầu cuối, cấu hình dịch vụ trên mạng băng rộng trên thiết bị Alcatel ISAM 7342 − Hướng nghiên cứu tiếp theo, đề xuất giải pháp và lộ trình khiển khai mạng truy nhập quang đến năm 2 015 cho Cty ĐTHN1... vi nghiên cứu: + Đối tượng nghiên cứu: Các công nghệ mạng truy nhập quang chủ động và thụ động + Phạm vi nghiên cứu: Mạng quang thụ động Gpon, nghiên cứu và thiết kế quy hoạch mạng Gpon trên địa bàn Cty ĐTHN 1 4 Phương pháp nghiên cứu: + Dựa vào số liệu, sơ đồ mạng quang chủ động của Công ty, nghiên cứu, thiết kế và quy hoạch mạng quang truy nhập Gpon thay thế mạng quang chủ động hiện tại, trên nền mạng. .. nhập băng rộng quang thụ động là một yêu cầu cần thiết cho tương lai, đáp ứng được nhu cầu sử dụng của khách hàng, chính vì thế nghiên cứu và thiết kế mạng quang thụ động GPON là yêu cầu cấp thiết hiện nay Công nghệ và thiết bị sử dụng để triển khai mạng băng rộng sẽ được trình bầy trong chương 2 19 CHƯƠNG 2 : CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG ĐỂ TRIỂN KHAI MẠNG BĂNG RỘNG Chương này sẽ tập trung vào công. .. của ONU − Mạng phân phối quang ODN, bộ tách ghép quang, mạng cáp quang thuê bao − Kết luận chương 1 3 Chương 2: Công nghệ và thiết bị sử dụng để triển khai mạng băng rộng − Các công nghệ của mạng quang truy nhập băng rộng, thông số kỹ thuật, một số vấn đề cần quan tâm khi thiết kế mạng, kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh − Nghiên cứu về thiết bị sử dụng trong mạng truy nhập băng rộng, đề xuất... của mạng quang truy nhập băng rộng và các thông số kỹ thuật cũng như các vấn đề quan tâm khi thiết kế mạng, nghiên cứu về các kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh của công nghệ GPON, từ những so sánh về mặt công nghệ, giá thành, ưu nhược điểm của các hãng cung cấp thiết bị, đề xuất sử dụng thiết bị để triển khai mạng băng rộng 2 .1 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT TRUY NHẬP VÀ PHƯƠNG THỨC GHÉP KÊNH 2 .1. 1 Công. .. ADSL, VDSL, LAN, IPTV… 15 1. 4 MẠNG PHÂN PHỐI QUANG VÀ BỘ CHIA QUANG THỤ ĐỘNG 1. 4 .1 Bộ chia quang Splitter - Dùng để chia tín hiệu quang từ một sợi để truyền đi trên nhiều sợi và ngược lại - Thực hiện chia công suất quang tại sợi quang đầu vào tới N sợi quang đầu ra - Tỷ lệ chia có nhiều cấp khác nhau như 1/ 8 ;1/ 16 ;1/ 32 ;1/ 64 ;1/ 128 tùy thuộc vào thiết bị và ứng dụng sử dụng - Hệ số chia công suất quang phụ... một cho việc nghiên cứu và phát triển mạng cho công ty, đáp ứng được nhu cầu hiện tại cũng như tương lai của khách hàng, tận dụng được tối đa tài nguyên mạng MANE hiện đang có, tiết kiệm được chi phí triển khai Có thể đáp ứng và giải quyết được vấn đề về băng thông mà mạng cáp đồng và mạng cáp quang tích cực chưa đáp ứng được, thay thế dần mạng cáp đồng và mạng cáp quang tích cực hiện nay Xây dựng mạng. .. chủ động hiện tại, trên nền mạng MAN-E của VNPT Hà Nội Đề xuất, quy hoạch triển khai thiết bị OLT trên địa bàn Cty ĐTHN 1 5 Cấu trúc luận văn Chương 1: Tổng quan về mạng truy nhập băng rộng − Kiến trúc mạng PON: Các hệ thống mạng PON đang được triển khai − Cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang: Cấu hình tham chiếu mạng truy nhập quang, sơ đồ cấu hình mạng truy nhập − Các khối chức năng cơ bản: Khái . AF, điểm tham chiếu chủ yếu gồm có : điểm tham chiếu phát quang S, điểm tham chiếu thu quang R, điểm tham chiếu giữa các nút dịch vụ V, điểm tham chiếu đầu cuối thuê bao Tvà điểm tham chiếu. được thay thế dần, đàm bảo chất lượng, hạn chế suy hao, cũng như cải thiện chất lượng dịch vụ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. Với sự đầu tư và triển khai mạng MAN của VNPT Hà. dụng dịch vụ ADSL trong hai tháng 36 Bảng 3.2 Dịch vụ cung cấp trên mạng MAN-E 36 Bảng 3.3 Doanh thu dịch vụ XDSL các đơn vị năm đến tháng 10-2013 37 Bảng 3.4 Các tham số suy hao đường truyền 40