mạng truy nhập quang thụ động ethernet - epon và phân phối băng thông trong epon

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN XUÂN TRƯỜNG Chương HIỆN TRẠNG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG TRUY NHẬP CỦA THẾ GIỚI Với ưu điểm vượt trội thơng tin quang việc ứng dụng thông tin quang mạng truy cập điều cần thiết tất yếu xu hướng Mục đích việc nhằm đáp ứng nhu cầu ngày gia tăng người dùng viễn thông nước quốc tế với loại hình dịch vụ ngày phong phú, đặc biệt giải vấn đề “nút cổ chai” mạng truy nhập mạng đường trục Bên cạnh đó, chiến lược phát triển viễn thơng phụ thuộc nhiều vào trạng mạng viễn thông định hướng phát triển viễn thông nước Ở Việt Nam khơng phải ngoại lệ Chương trình bày trạng mạng truyền dẫn Việt Nam, xu hướng phát triển viễn thông giới tổng quan mạng truy nhập quang thụ động 1.1 Hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam Mạng viễn thông Việt Nam chia thành ba thành phần bao gồm : Cấp quốc tế, cấp quốc gia, cấp nội tỉnh Hình 1.1 1.1.1Truyền dẫn Quốc Tế Hệ thống TVH với dung lượng hướng 560Mbps đưa vào khai thác tháng 11 năm 1995 kết nối nước Thái Lan, Việt Nam Hồng Công.Tại Việt Nam hệ thống cập bờ Đài cáp quang biển quốc tế Vũng Tàu Hệ thống SMW-3 dung lượng 80Gbps đưa vào khai thác tháng năm 1999 kết nối Việt Nam với gần 40 nước Á – Âu Hệ thống cập bờ Đài cáp quang biển quốc tế Đà Nẵng SVTH: Trần Đình Dũng Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông-K47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN XUÂN TRƯỜNG Quốc Tế Gateway Quốc Tế Gateway Quốc Tế Quốc gia TOLL quốc gia TOLL quốc gia Host Host Nội tỉnh Nội hạt Hình 1.1: Cấu trúc mạng viễn thông Việt Nam Tuyến cáp quang biển AAG-Asia America Gateway có chiều dài 20.000 km dung lượng lên tới 500 Gbps, kết nối trực tiếp từ khu vực Đông Nam Á tới Mỹ, qua nước vùng lãnh thổ Malaysia, Singapore, Thái Lan, Việt Nam, Brunei, Hồng Kông, Philippines Hoa Kỳ Dự kiến AAG nâng cấp lên Tbps mở rộng phạm vi kết nối tới Australia, Ấn Độ, châu Âu Châu Phi Tuyến cáp quang đất liền CSC, dung lượng 2,5Gbps kết nối Trung Quốc, Việt Nam, Lào, Thái Lan, Malaysia Singapore, tuyến Việt Nam-Campuchia, dung lượng 155Mbps Ngồi cịn có trạm thông tin vệ tinh mặt đất Trạm mặt đất HAN-1A Trạm mặt đất SBE-1A Trạm mặt đất SBE-2A Trạm mặt đất SBE-3A Trạm mặt đất HAN-2B Trạm mặt đất Hoa Sen -1 SVTH: Trần Đình Dũng Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông-K47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN XUÂN TRƯỜNG Trạm chủ VSAT DAMA Trạm cổng VSAT IP 1.1.2 Truyền dẫn Quốc Gia Mạng đường trục quốc gia bao gồm mạng cáp quang Bắc - Nam dung lượng 360 Gbps, cáp quang dọc theo tuyến 500 KV, cáp quang ven biển, cáp quang dọc dãy Trường Sơn Mạng kết nối vịng Ring để đảm bảo thơng tin liên lạc thơng suốt tình Cuối năm 2004, mạng NGN-Next Generation Network đưa vào khai thác dựa cơng nghệ chuyển mạch gói, cho phép triển khai đa dạng nhanh chóng dịch vụ, đáp ứng hội tụ thoại số liệu, cố định di động với Internet băng rộng 1.1.3 Truyền dẫn nội tỉnh Các tuyến vi ba số PDH Các tuyến cáp quang nội tỉnh Mạng truy nhập thuê bao sử dụng cáp đồng 1.2 Sự phát triển lưu lượng Lưu lượng liệu ngày tăng với tốc độ chưa thấy Có thể chứng minh tốc độ tăng lưu lượng liệu 100% năm từ năm 1990 Có thời kỳ mà kết hợp nhà máy kỹ thuật kinh tế làm cho tốc độ tăng lên cao, ví dụ năm 1995, 1996 năm tăng nghìn phần trăm Xu hướng online họ sẵn sàng online để trải qua nhiều thời gian sử dụng ứng dụng địi hỏi băng thơng lớn Việc nghiên cứu thị trường cho thấy, sau nâng cấp lên băng rộng người dùng online nhiều 35% so với trước Lưu lượng thoại tăng tốc độ chậm 8% năm Theo hầu hết nhà phân tích lưu lượng liệu vượt trội lưu lương thoại Nhiều dịch vụ ứng dụng trỡ thành thực mà băng thông người dùng tăng lên Cả DSL-Digital Subscriber Line cáp modem theo kịp nhu SVTH: Trần Đình Dũng Lớp Kỹ Thuật Viễn Thơng-K47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN XUÂN TRƯỜNG cầu Cả hai công nghệ kiến trúc truyền thông xây dựng hàng đầu không tối ưu hoá cho lưu lượng liệu Trong mạng cáp Modem, vài kênh RF định cho liệu phần lớn băng thông dành cho video tương tự Mạng cáp đồng DSL phù hợp với tốc độ liệu khoảng cách yêu cầu méo nhiễu xuyên tâm tín hiệu Hầu hết nhà hoạt động mạng nhận thức rõ cần thiết giải pháp tập trung liệu, dịch vụ truyền thống thoại, video hội tụ vào định dạng số với đầy đủ dịch vụ đời 1.3 Xu hướng phát triển Trong năm gần đây, mạng đường trục có phát triển vượt bậc, nhiên mạng truy cập có thay đổi Sự phát triển kinh khủng lưu lượng Internet làm trầm trọng thêm chậm trễ dung lượng mạng truy cập Đó vấn đề “nút cổ chai” mạng truy nhập mạng đường trục Giải pháp băng rộng triển khai phổ biến DSL mạng cáp Modem Mặc dầu có cải thiện đáng kể so với đường dây dial-up 56Kbps, nhiên khơng thể cung cấp đủ băng thơng cho dịch vụ video, trị chơi tương tác hay hội nghị truyền hình Một cơng nghệ đưa ra, có chi phí đầu tư khơng cao, đơn giản, nâng cấp, có khả hội tụ dịch vụ thoại liệu video đến người dùng mạng đơn Đó EPON-Ethernet Passive Optical Network, giải pháp truy nhập quang sử dụng mạng quang thụ động PONPassive Optical Network kết hợp với giao thức Ethernet Giải pháp mang ưu điểm hai công nghệ PON với băng rộng Ethernet thiết kế phù hợp tải mang lưu lượng IP Đây công nghệ truy nhập kỳ vọng năm tới xem công nghệ động lực để tiến đến mạng tồn quang SVTH: Trần Đình Dũng Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông-K47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN XUÂN TRƯỜNG 1.4 Mạng truy nhập hệ sau Nguồn: Ethernet Passive Optical Network Tutorial Hình 1.2 : Các mơ hình phân bổ sợi quang đến th bao Sợi quang có khả phân phối băng thơng cao, tích hợp dịch vụ thoại, liệu video với khoảng cách 20 km mạng truy nhập Phương thức vật lý để triển khai sợi quang mạng truy nhập nội hạt sử dụng mơ hình điểm điểm Point to Point, với sợi quang chạy từ CO - Central Office đến đầu cuối thuê bao Hình 1.2a Kiến trúc đơn giản nhiên chi phí cao Chúng ta xét N thuê bao với khoảng cách trung bình so với CO L km mơ hình Point to Point u cầu 2N thu phát NxL tổng chiều dài sợi quang SVTH: Trần Đình Dũng Lớp Kỹ Thuật Viễn Thơng-K47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN XUÂN TRƯỜNG Để giảm chiều dài sợi quang, sử dụng chuyển mạch từ xa Hình 1.2b, phương thức làm giảm chiều dài sợi quang L km với khoảng cách chuyển mạch người dùng không đáng kể làm tăng số lượng thu phát lên 2N+2 Ngoài ra, kiến trúc mạng chuyển mạch cụm thuê bao yêu cầu lượng điện lượng lưu Curb-switch Hiện tại, chi phí cao nhà cung cấp dịch vụ nội hạt cung cấp bảo quản lượng điện vòng nội hạt Cho nên, thật hợp lý thay chuyển mạch cụm thuê bao quang thụ động rẻ tiền Hình 1.2c PON kỹ thuật xem xét với nhiều ưu điểm số lượng thu phát quang, thiết bị đầu cuối CO sợi quang PON mạng quang điểm đa điểm Point to MultiPoint với phần tử khơng kích hoạt đường dẫn tín hiệu từ nguồn đến đích Chỉ phần tử sử dụng bên mạng PON linh kiện quang thụ động sợi quang, nối chia quang Một mạng truy nhập dựa sợi quang đơn yêu cầu N+1 thu phát L km sợi quang 1.5 So sánh giải pháp truy nhập thị trường mạng quang thụ động toàn cầu Bảng 1.1: Doanh thu từ mạng truy nhập quang thụ động toàn cầu 2003 - 2008 Năm 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Tổng doanh 221,4 363,4 547,7 754,7 979,9 1161,5 thu từ FTTH triệu triệu triệu triệu triệu triệu + FTTB USD USD USD USD USD USD Nguồn: Internet Bảng 1.2: So sánh giải pháp truy nhập SVTH: Trần Đình Dũng Lớp Kỹ Thuật Viễn Thông-K47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TRẦN XUÂN TRƯỜNG Tốc Khoảng Chỉ tiêu đánh giá độ cách cực Tốc độ Khoản đại g cách Công nghệ cực DSL đại 1.5 3200 Thấp Đồng 10 3200 300 Cáp đồng trục CAT-5 100 Đa Sợi quang mode Đơn mode PON >10 >10 100 Satellit