NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG TRUY NHẬP CÁP SỢI QUANG TRONG MẠNG VIỄN THÔNG HƯNG YÊN

Đề tài : NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG TRUY NHẬP CÁP SỢI QUANG TRONG MẠNG VIỄN THÔNG HƯNG YÊNNội dung chính như sau:TRUY NHẬP CÁP SỢI QUANGTổng quan về mạng truy nhập. Cấu trúc và công nghệ truy nhập trong mạng truy nhập cáp sợi quang.Mạng Fibre in the loop ( FITL) và các giải pháp Fibre to the x (FTTx).Đề xuất ứng dụng truy nhập cáp sợi quang trong mạng viễn thông Hưng yên.

- i- MỤC LỤC Trang CÁC KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT………………………………………… iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ…………………………………………………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG……………………………………………………………….viii MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 3 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP. 3 1.1.Khái niệm mạng truy nhập. 3 1.1.1.Các thành phần của mạng truy nhập. 3 1.1.2 Mô hình kiến trúc và triển khai thực tế. 4 1.2.Cấu trúc của mạng truy nhập. 4 1.2.1.Các cấu trúc cơ bản của mạng truy nhập. 4 1.2.2.Các chức năng của mạng truy nhập. 6 1.2.3. Các giao diện của mạng truy nhập. 7 1.3. Những yêu cầu đối với mạng truy nhập. 8 CHƯƠNG 2 9 CẤU TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP 9 TRONG MẠNG TRUY NHẬP CÁP SỢI QUANG. 9 2.1. Cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang. 9 2.2.Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang. 9 2.3. Các khối chức năng cơ bản. 11 2.4. Mạng truy nhập quang thụ động (PON). 13 2.4.1. Mạng PON thực tế. 13 2.4.2. Công nghệ, cấu trúc truy nhập PON. 15 2.4.3.Khả năng cung cấp dịch vụ của mạng PON. 20 2.5. Mạng truy nhập quang tích cực (AON). 22 2.6. Mạng MAN-E 22 2.6.1. Cấu trúc mạng MAN-E. 22 2.6.2.Công nghệ NG-SONET/SDH trong mạng truy nhập quang. 24 CHƯƠNG 3 27 MẠNG FIBRE IN THE LOOP (FITL) 27 VÀ CÁC GIẢI PHÁP FIBRE TO THE x (FTTx). 27 3.1. Tổng quan mạng vòng cáp quang (FITL). 27 - ii- 3.1.1. Cấu trúc mạng FITL. 27 3.1.2.Phân loại mạng FITL 29 3.2.Giải pháp mạng FTTx. 30 3.2.1.Sự cần thiết và xu hướng phát triển mạng FTTx trên thế giới. 30 3.2.2.Cấu trúc mạng FTTx . 32 3.3.Cung cấp nguồn điện cho các khối mạng quang. 34 3.3.1. Cấp nguồn tại chỗ. 34 3.3.2. Cấp nguồn tập trung. 36 CHƯƠNG 4 37 ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG TRUY NHẬP CÁP SỢI QUANG 38 TRONG MẠNG VIỄN THÔNG HƯNG YÊN. 38 4.1. Khái quát tình hình kinh tế xã hội. 38 4.1.1. Tình hình kinh tế xã hội. 38 4.1.2 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội Tỉnh Hưng Yên đến năm 2010. 39 4.2. Định hướng phát triển công nghệ và dịch vụ của tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam đến năm 2010. 40 4.2.2. Định hướng phát triển công nghệ và dịch vụ của tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam đến năm 2010. 42 4.3. Định hướng phát triển công nghệ và dịch vụ của viễn thông Hưng Yên đến năm 2010. 43 4.3.1. Định hướng phát triển công nghệ mạng. 43 4.3.2. Định hướng phát triển dịch vụ. 44 4.4.Dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao cố định, băng rộng tại Tỉnh Hưng Yên. 44 4.4.1.Các bước dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao. 44 4.4.2. Các phương pháp dự báo dịch vụ và thuê bao. 46 4.4.3.Lựa chọn mô hình dự báo nhu cầu dịch vụ. 49 4.4.4. Xác định các tham số của mô hình dự báo 51 4.4.5.Dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao tại Tỉnh Hưng Yên. 53 4.5. Thực trạng mạng viễn thông Hưng yên. 56 4.5.1. Mạng chuyển mạch. 56 4.5.2 Mạng Truyền dẫn. 56 - iii- 4.5.3. Mạng truy nhập. 57 4.5.4. Các dịch vụ Viễn thông Hưng Yên cung cấp. 58 4.4.5. Đánh giá năng lực và khả năng cung cấp dịch vụ của mạng Viễn thông Hưng Yên. 58 4.6. Đề xuất ứng dụng truy nhập cáp sợi quang trong mạng viễn thông Hưng Yên. 59 4.6.1. Lựa chọn công nghệ và cấu trúc mạng truy nhập quang. 59 4.6.2. Lựa chọn khu vực cần triển khai mạng quang truy nhập. 60 4.6.3. Dự báo thuê bao truy nhập băng rộng. 61 4.6.4. Triển khai mạng FTTx. 61 4.6.5. Tính suy hao trên tuyến quang. 62 4.6.6 . Đề xuất mạng FTTx cụ thể tại Thị xã Hưng Yên. 64 KẾT LUẬN 69 Tài liệu tham khảo - iv- CÁC KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AF Access Function Chức năng truy nhập AN Access Network Mạng truy nhập APON ATM Passive Network Mạng quang thụ động ATM ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ CO Central Office Trung tâm truy nhập CPE Customer Premises Equipment Thiết bị thuê bao khách hàng DBTV Digital Broadcast TV Truyền hình quảng bá số DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DSLAM DSL Access Multiplexer Ghép kênh truy nhập DSL DTV Digital Television Truyền hình số DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá video số FSAN Full Service Access Network Mạng truy nhập dịch vụ đầy đủ FTTB Fibre To The Building Sợi quang tới toà nhà FTTCab Fibre To The Cabinet Sợi quang tới cabin FTTH Fibre To The Home Sợi quang tới nhà riêng FITL Fibre in the loop Mạch vòng sợi quang HDTV High Definition Television Truyền hình phân giải cao LE Line Equipment Thiết bị đường dây LT Line Termination Kết cuối đường truyền NTU Network Teminal unit Khối đầu cuối mạng NT Network Teminal Đầu cuối mạng MAN Matropolitan Area network Mạng đô thị NGN Next Genenation Network Mạng thế hệ sau MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức OAM Operation and Management Vận hành và quản lý ODN Optical Distribution Network Mạng phân bố quang OLT Optical Line Termination Đầu cuối đường truyền quang ONU Optical Network Unit Khối mạng quang ONT Optical Network terminal Kết cuối mạng quang PBX Private Branch Exchange Tổng đài mạng riêng PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động SAP Service Accees Point Điểm truy nhập dịch vụ SHDSL Single high Bit rate DSL DSL tốc độ cao SN Service Node Nút dịch vụ SNI Service Node Interface Giao diện nút dịch vụ SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ SNAP Subnetwork Access Protocol Giao thức truy nhập mạng con SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối - v- TMN Telecommunications Management Network Quản lý mạng Viễn thông. RT Remote terminal Trạm đầu cuối IEEE Institute Electrical Engineers Viện kỹ thuật Điện và Điện tử ở Mỹ UNI User to Network Interface Giao diện mạng người sử dụng VDSL Very High Bit Rate Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số tốc độ rất cao VoD Video on Demand Video theo yêu cầu VoIP Voice over IP Thoại trên nền IP VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo VTP VDSL Termination Processing Xử lý kết cuối VDSL VPLS Virtual Private LAN Service Dịch vụ mạng LAN riêng ảo WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng - vi- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1.Mô hình triển khai mạng truy nhập. 4 Hình 1-2. Các cấu trúc cơ bản của mạng truy nhập 5 Hình 1-3. Chức năng mạng truy nhập. 6 Hình 1-4. Giao diện của mạng truy nhập 8 Hình 2-1.Cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang 9 Hình 2-2. Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang 10 Hình 2-3. Sơ đồ khối OLT 11 Hình 2-4. Sơ đồ khối ONU 12 Hình 2-5. Các thành phần mạng PON 14 Hình 2-6. Các kiểu cơ bản của mạng PON 15 Hình 2-7. Quá trình phát triển công nghệ PON. 16 Hình 2-8. Cấu trúc hệ thống APON 17 Hình 2-9. Cấu trúc mạng BPON 18 Hình 2-10. Sơ đồ khối của BPON-OLT. 18 Hình 2-11. Các trường hợp sử dụng GPON 20 Hình 2-12. Cấu trúc mạng MAN-E. 23 Hình 2-13. Mô hình cấu trúc NG-SDH 25 Hình 3-1. Tổng quan mạng FITL 27 Hình 3-2. Mạng Phân phối Quang (ODN) 28 Hình 3-3. Cấu trúc ODN- Splitter Phân tán 28 Hình 3-4. Cấu trúc ODN- Splitter Tập trung 29 Hình 3-5. phân loại mạng FITL 29 Hình 3-6. Thứ hạng triển khai FTTH của các nước. 31 Hình 3-7. Các cấu trúc mạng FTTx 32 Hình3- 8. Cấp nguồn tại chỗ. 35 Hình 3-9. Cấp nguồn tại chỗ kiểu cụm. 35 Hình 3-10 . Cấp nguồn tập trung 36 Hình 3-11 . So sánh 2 kiểu cấp nguồn: Tập trung và tại chỗ. 37 Hình 4-1. Bản đồ hành chính và các khu công nghiệp. 39 Hình 4-2. Băng thông các dịch vụ. 42 Hình 4-3. Qui trình dự báo nhu cầu dịch vụ 45 Hình 4-4. Các bước thu thập dữ liệu 46 Hình 4-5.Đồ hình số liệu dự báo nhu cầu dịch vụ 50 Hình 4-6. Sơ đồ mạng MAN-E 57 Hình 4-7. Cấu trúc đấu nối tổng quát mạng GPON. 60 Hình 4-8. Các cấu trúc triển khai FTTH/FTTB. 60 Hình 4-9. Các mô hình triển khai FTTH/B. 62 Hình 4-10. Vị trí khách hàng tiềm năng tại thị xã Hưng Yên. 66 - vii- 66 Hình 4-11. Cấu trúc mạng FTTH tại Thị xã Hưng Yên 67 - viii- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1. So sánh các công nghệ trong mạng PON 20 Bảng 3-1. Ứng dụng các cấu trúc FTTx 34 Bảng 4-1. Xu hướng phát triển công nghệ và dịch vụ trên thế giới 41 Bảng 4-2. Mật độ thuê bao điện thoại cố định giai đoạn 2001-2007 53 Bảng 4-3. So sánh số thuê bao ĐTCĐ theo mô hình Logistic 54 Bảng 4-4. Kết quả dự báo ĐTCĐ giai đoạn 2008- 2010 55 Bảng 4-5.Thuê bao Internet phát triển từ năm 2004-2007 55 Bảng 4-6. Dự báo phát triển thuê bao băng rộng xDSL 56 Bảng 4-7. Suy hao sợi quang ( Bao gồm suy hao các mối hàn) 63 Bảng 4-8. Suy hao bộ chia quang. 64 Bảng 4-9. Suy hao bộ connector 64 - 1- MỞ ĐẦU Ngày nay, các dịch vụ viễn thông có những thay đổi căn bản so với dịch vụ truyền thống, nhu cầu trao đổi thông tin lớn, nhu cầu dịch vụ không chỉ là thoại, Fax, kết nối qua Modem mà nhu cầu sẽ có thêm các dịch vụ băng rộng như truyền dữ liệu với tốc độ cao, internet băng rộng, IPTV, VoD… Chính vì vậy, mạng truy nhập đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ viễn thông cũng như đảm bảo chất lượng dịch vụ. Mạng truy nhập thuê bao hiện nay chủ yếu là cáp đồng, những hạn chế của cáp đồng đối với dịch vụ băng rộng như: Suy hao tín hiệu lớn, giới hạn cự ly cung cấp dịch vụ, xuyên nhiễu cao, bảo dưỡng và quản lý phức tạp, đặc biệt là khi thực hiện mở rộng dung lượng thì giá thành cao, thi công phức tạp. Một vấn đề đặt ra đối với nhà cung cấp dịch vụ là đáp ứng các dịch vụ mà khách hàng có nhu cầu sử dụng với chất lượng cao, giá thành hạ. Với những ưu điểm của cáp sợi quang như độ suy hao thấp, băng thông lớn, không bị can nhiễu, độ an toàn cao, giá thành hạ, thuận tiện trong mở rộng dung lượng và bảo dưỡng, với xu hướng đưa sợi quang đến tận nhà thuê bao, toà nhà hoặc đường phố để từng bước thay thế cáp đồng là giải pháp mạng truy nhập cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông cần quan tâm. Để đáp ứng được nhu cầu này, mạng viễn thông, đặc biệt là mạng truy nhập của Viễn thông Hưng Yên trong thời gian tới phải được đầu tư, phát triển và mở rộng để đáp ứng nhu cầu dịch vụ của khách hàng. “Nghiên cứu đề xuất ứng dụng truy nhập cáp sợi quang trong mạng viễn thông Hưng Yên” được đặt ra cho luận văn chính là để giải quyết yêu cầu trên. Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu, tìm hiểu cấu trúc, các kỹ thuật truy nhập trong mạng truy nhập cáp sợi quang, mạng Fibre in the loop ( FITL) để đề xuất ứng dụng cho mạng truy nhập Viễn thông Hưng Yên nhằm nâng cao khả năng cung cấp dịch vụ, hiệu quả kinh tế và phù hợp với xu hướng phát triển phát triển mạng truy nhập NGN trong tương lai. - 2- Để đạt được mục tiêu trên, luận văn được trình bày thành 4 chương, có bố cục và các nội dung chính như sau: Chương 1: Tổng quan về mạng truy nhập. Nội dung: Trình bày tổng quan về mạng truy nhập, phạm vi và chức năng của mạng truy nhập, các giao diện mạng truy nhập. Chương 2: Cấu trúc và công nghệ truy nhập trong mạng truy nhập cáp sợi quang. Nội dung: Trình bày cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang, công nghệ truy nhập cáp quang. Chương 3: Mạng Fibre in the loop ( FITL) và các giải pháp Fibre to the x (FTTx). Nội dung: Trình bày tổng quan mạng FITL và các giải pháp kỹ thuật, cấu trúc mạng FTTx. Chương4: Đề xuất ứng dụng truy nhập cáp sợi quang trong mạng viễn thông Hưng yên. Nội dung: Khái quát điều kiện địa lý, kinh tế xã hội của tỉnh Hưng Yên, định hướng phát triển công nghệ mạng và dịch vụ của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam và của Viễn thông Hưng Yên. Dự báo nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông trên địa bàn tỉnh Hưng Yên. Đánh giá thực trạng và khả năng đáp ứng dịch vụ của mạng truy nhập viễn thông Hưng Yên, Từ đó đề xuất ứng dụng truy nhập cáp sợi quang để có thể đáp ứng được nhu cầu dịch vụ viễn thông đặc biệt là dịch vụ băng rộng trong giai đoạn tới và phù hợp với định hướng chuyển sang mạng truy nhập NGN. [...]...- 3- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP Ở chương này sẽ nghiên cứu tổng quan về mạng truy nhập, chức năng, các giao diện của mạng truy nhập 1.1.Khái niệm mạng truy nhập Theo khuyến nghị G902, mạng truy nhập được ITU-T định nghĩa: Mạng truy nhập là tập hợp của các thực thể (như mạng cáp, các phương tiện truy n dẫn v.v ) có khả năng truy n tải các dịch vụ viễn thông qua các giao diện nút dịch... chương Trong chương này nghiên cứu chung nhất về mạng truy nhập, cấu trúc cơ bản của mạng truy nhập, các giao diện và các chức năng của giao diện, các yêu cầu đối với mạng truy nhập - 9- CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP TRONG MẠNG TRUY NHẬP CÁP SỢI QUANG Trong những năm gần đây, các dịch vụ mới như truy nhập Internet tốc độ cao, thương mại điện tử, Video theo yêu cầu, hội nghị truy n hình, truy n... bao gồm: Giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng UNI Vì vậy, có thể hiểu mạng truy nhập quang là mạng sử dụng chung các giao diện với các mạng khác, nhưng hệ thống truy n dẫn truy nhập cáp quang đảm nhiệm một loạt đường liên kết truy nhập và gồm các OLT, OND, ONU và AF Sợi quang sử dụng cho mạng truy nhập quang là sợi đơn mốt tuân theo chuẩn G.652 Đấu nối truy n dẫn giữa OLT và ONU... băng thông lớn, tốc độ cao Để đáp ứng được các dịch vụ này cung cấp tới thuê bao, có nhiều giải pháp như sử dụng các công nghệ mới để truy n các tín hiệu băng rộng trên đôi cáp đồng, sử dụng các công nghệ vô tuyến, sử dụng cáp sợi quang Với các ưu điểm vượt trội của cáp sợi quang thì giải pháp sử dụng cáp sợi quang trong mạng truy nhập sẽ là giải pháp tốt nhất 2.1 Cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang. .. của mạng truy nhập quang Cấu hình mạng cơ bản của mạng truy nhập quang được trình bày ở Hình 2-1 Trong đó, các phần tử cơ bản gồm có: Khối mạng quang (ONU), đầu cuối mạng quang (ONT), đầu cuối đường quang (OLT) và đầu cuối mạng (NT) Hình 2-1.Cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang 2.2.Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang được trình bày ở Hình 2-2... giữa nhà khai thác mạng và mạng phía người sử dụng 1.1.2 Mô hình kiến trúc và triển khai thực tế Mô hình kiến trúc và triển khai thực tế của mạng truy nhập được biểu diễn trong Hình 1-1 Ở đây, môi trường truy nhập được đại diện bằng phương thức hữu tuyến Hình 1-1.Mô hình triển khai mạng truy nhập 1.2.Cấu trúc của mạng truy nhập 1.2.1.Các cấu trúc cơ bản của mạng truy nhập Mạng truy nhập có các cấu trúc... tải (TF): Cung cấp các luồng để truy n các tải mang chung giữa các vị trí khác nhau trong mạng truy nhập và sự thích ứng môi trường cho các môi trường truy n dẫn được sử dụng  Chức năng quản lý hệ thống mạng truy nhập (AN-SMF): Phối hợp việc giám sát, hoạt động và bảo dưỡng của UPF, SPF, CF và TF trong mạng truy nhập 1.2.3 Các giao diện của mạng truy nhập Mạng truy nhập gồm 3 giao diện: + Giao diện... thực hiện phân chia luồng thông tin giữa điểm truy nhập và kết cuối mạng Trong mạng phân phối được chia thành hai thành phần mạng nhỏ là: + Mạng cung cấp: Nằm giữa điểm truy nhập dịch vụ và điểm truy nhập linh động, có nhiệm vụ truy n tải tín hiệu giữa điểm truy nhập dịch vụ và điểm truy nhập linh động + Mạng phân bố: Được giới hạn bởi điểm truy nhập linh động và kết cuối mạng, đảm nhiệm việc kết nối... của mạng truy nhập Gồm ba thành phần chính là: Điểm truy nhập dịch vụ, mạng phân phối (gồm mạng cung cấp và mạng phân bố) và kết cuối mạng  Điểm truy nhập dịch vụ (SAP): Thực hiện thích ứng giữa mạng lõi (MAN/WAN) và mạng phân phối Thiết bị tại điểm này có nhiệm vụ xử lý tập trung các luồng thông tin cho việc truy n tải qua môi trường truy nhập  Mạng phân phối (DN): Gồm tập hợp thiết bị và hạ tầng mạng. .. giao diện giữa mạng truy nhập (AN) và nút dịch vụ (SN) Nếu phía AN-SNI và phía SN-SNI không ở cùng chỗ, nên sử dụng một luồng truy n tải trong suốt để kết nối từ xa AN và SN  Giao diện Q3: Giao diện Q3 là giao diện tiêu chuẩn nối giữa mạng quản lý viễn thông (TMN) với các bộ phận của mạng viễn thông, quản lý của mạng truy nhập cũng phải phù hợp với chiến lược của TMN Mạng truy nhập thông qua Q3 nối . trên, luận văn được trình bày thành 4 chương, có bố cục và các nội dung chính như sau: Chương 1: Tổng quan về mạng truy nhập. Nội dung: Trình bày tổng quan về mạng truy nhập, phạm vi và chức năng. quang. Nội dung: Trình bày cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang, công nghệ truy nhập cáp quang. Chương 3: Mạng Fibre in the loop ( FITL) và các giải pháp Fibre to the x (FTTx). Nội dung: Trình. cấp dịch vụ, xuyên nhiễu cao, bảo dưỡng và quản lý phức tạp, đặc biệt là khi thực hiện mở rộng dung lượng thì giá thành cao, thi công phức tạp. Một vấn đề đặt ra đối với nhà cung cấp dịch vụ