Báo Cáo Tập Sự Nghề Nghiệp Tìm Hiểu Mạng Truy Nhập Quang Gpon Và Triển Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng Gpon.pdf

Xuất phát từ vị trí, vai trò của mạng truy nhập quang và các công nghệ truy nhập quang trong sự phát triển chung của hệ thống mạng viễn thông và mong muốn tìm hiểu mô hình hệ thống GPON

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

TON DUC THANG UNIVERSITY

BAO CAO TAP SU NGHE NGHIEP

TIM HIEU MANG TRUY NHAP QUANG GPON

VA TRIEN KHAI CAC DICH VU TREN MANG

ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

TON DUC THANG UNIVERSITY

BAO CAO TAP SU NGHE NGHIEP

TIM HIEU MANG TRUY NHAP QUANG GPON

VA TRIEN KHAI CAC DICH VU TREN MANG

thầy Nguyễn Kiều Tam cũng như các thầy cô thuộc Khoa Điện — Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng đã trang bị kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập Điều đặc biệt là đã tạo điều kiện cho em được thực tập bên ngoài để cọ xát thực tế, hoàn thiện kiến thức trong nhà trường

Qua quá trình thực tập tại Công ty Cô phần Viễn thông ACT, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tỉnh của Ban lãnh đạo, các anh làm việc trong bộ phận

Kỹ thuật mạng cô định băng rộng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được tham gia học hỏi và ứng dụng các kiến thức mà em đã được học vảo thực tế

Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô để em có thể khắc phục những nhược điểm và ngày càng hoàn thiện mình hơn

1P Hô Chỉ Minh ngày tháng năm

Tác giả

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE CONG TY CO PHAN VIEN THÔNG ACTT 1

1.1 THONG TIN VE CONG TY CO PHAN VIEN THONG ACT ouicocicicccccccccecccecesseceseceteeerteeeenees 1 1.2 SO LUGC VE QUA TRINH HINH THANH VA HUONG PHAT TRIÊN CỦA CÔNG TY 1 1.3 NGANH NGHE KINH DOANHL cccccccccccccceecccesescccscecseeccsscceececeeesecsesesseesssenseesceeeseetteeeneaes 2 1.4 CƠ CÂU TỎ CHỨC TRONG CONG TY .ccccccccccccccceccccesccnseececcesseneseceeesstccnesseeeceeeeeentteeneass 4 1.5 MÔ HÌNH TỎ CHỨC CS ST Sn TH TT HH HH kh rệt 4

CHUONG 2 TỎNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PƠN!) 5

2.1 KHÁI NIỆM MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG L QQ TH ng KH gu 5 2.2 ĐẶC ĐIÊM CHÍNH CỦA HỆ THÓNG LTCHnn TT TH TT KH HH kết 5 2.3 KIEN TRUC MANG QUANG THU ĐỘNG PON ng khu 6 2.4 CAC HE THONG PON DANG DUGC TRIEN KHAL cccccccccccccsescscssceceeecessesessesceeeeeersseeenneess 7

b mác 9088 8

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (GPON) 10

3.1 GIGI THIEU CHUNG VE MẠNG GPỚN Q n HT HT HH vn cử 10 3.2 TÌNH HÌNH CHUẨN HÓA GPƠN L LQ TT ng HH HH ke He cứ 10 3.3 KIÊN TRÚC MẠNG GPƠN LL L HH TT HH ng kg kg xnxx 12

EM): \e s00 :90víiiđdadđdidiiiidd 13

Kê c an nan .e 14

S.5.1 KG thu sa nan ố 15 3.5.2 Phuong thirc 06.76 ốốốốố.ố.ốố.ố 16 3.6 PHƯƠNG THỨC ĐÓNG GÓI DỮ LIỆU - c1 c2: 1211 12111111 111115111111 1411111111211 111 1 rẻ 16 3.7 DINH CO VA PHAN ĐỊNH BĂNG TÂN ĐỘNG LH H HH HH 111111111112 1111 111 Hệ, 16 3.7.1 That tuc Air 0A na 16

3.7.2 Phương thức cấp phát băng thÔng 5 5c St E1 1121122121111 a 17

3.8 BẢO MẬT VÀ MÃ HÓA SỬA LỖI 2 2.201 111111111112111111111111111111111111 1111111 HH trà 17 3.9 KHẢ NĂNG CUNG CẬP BĂNG THÔNG ST 2111121111111111111 11111 1111k H1 HH Hy Hy 17 E8 7 an ẽn ga 17 h6 an nố 17 3.9.3 Being thénig Wit ng nổ .ố 17 E997) c20)0ce 9i: 0n .4 18

CHUONG 4: TRIEN KHAI CAC DICH VU TRÊN MẠNG GPON 19

4.1 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG MẠNG GPỚN Lọc SH 0111111111111 111111 HH Hà Hà HH 19 N2 0.2 .ố nan ốố.ốốốố.ốốốốốốe 19 4.1.2 Cac hinh thitc cung cp Quang FT Ti ccccccccscsscssssssssssssssssssesssssssssssssussesissecsesssees 19 4,2 MO HINH TRIEN KHAI THUE BAO CO BINH BANG RONG - GPON CỦA VNPT 20 4.2.1 Mô hình tông quan mạng MUG I o.cccccccccccssccsscssesssssssesseeseesssssseessesissusticsecssessssessiesesed 20

4.2.2 Mô hình triển khai ngoại vi — GPÓN cá 5c 2S 212221212212 121k de 21

4.3 ĐÈ XUẤT DỊCH VỤ TRIÊN KHAI TRÊN MẠNG GPON CỦA VNPT cà cà vsccsey 21

CN EĐ,.-.h: diiadiiiiẳŸẲỐÕ 21 4.3.2 Dich vu Internet (FTTH, Leased line THIGTHGI) SH «HH kê, 22

iv

b0 )0c4i0650Ề 60s 46 1Š; 0:99) 0 c0) e 4 46

Hình 1.2: Mô hình tô chức của Công ty ACT - c St E1 E121 1211 run 4

Hình 2.1: Kiến trúc mạng quang thụ động PƠN - S2 St E1 2222212 1 rrryg 6 Hình 2.2: Mô hình cầu trúc mạng quang thụ động PON 5 ng Hn Hee 7

Hình 3.1: Kiến trúc mạng GPON 5 ST THỰ 12121212121 rse 12

Hình 4.1: Mô hình tổng quan mạng lưới + 2E SE1 2187112112111 E1 eerree, 20

Hình 4.2: Mô hình triển khai ngoại vi 55c SE 11 211222121212 1tr rre 21

Hình 4.3: Dịch vụ IPTV Tnhh HH kg k HC 22 Hình 4.4: Dịch vụ Internet - - QC TT TS TT ng 1 1kg vế 22

Hình 4.5: Dịch vụ kết nối VPN - 6-5: 2212211 2122112 22212 nga 23

Hình 4.6: Dịch vụ kết nối mạng điểm - đa điêm 5 SE E212 12g 23

Hình 4.7: Mô tả đèn LED của ONT Z/TE s22 2212221211 24

Hình 4.8: Cấu hình dịch vụ Internet HH n5 51 1151112211511 1155525 srerereee 24

Hình 4.9: Cầu hình Wif - 5 2222 2222 11212222 H2 H122 re 25 Hình 4.10: Cầu hình bảo mật Wïf 5-5 22 THỰ 2122222121221 rg 26 Hình 4.11: Cầu hình địch vụ Fax trên ONT s- s2 TỰ 1 HH2 na 27

Hình 4.12: Cầu hình bật/tắt chức năng truyền hình cáp 50c S nnnrrH rere 27

Hình 4.13: Thay đổi mức tín hiệu truyền hình - ¿5+ 212211 2212211221 122 E1 ctrrre 28 Hình 4.14: Cầu hình IP CAMERA - 5-25 S1 2212212212272 2222 212gr re 29 Hình 4.15: Cầu hình DDNS 5 252 2 2212751221221 1221122211212 1ryg 30

Bảng 4.2: Cau hình dịch vụ Fax trén ONT oo cccccccscccccscsessessessesessssessesressesesesessessesessessereses 27 Bảng 4.3: Cầu hình IP CAMERA - 5 - c2 2211 21121121122122101 01 1 1 ng re, 29 08/0000 08 199))0V0:i T°EdadiaaiỔỶầẦỒẦẰỀÉỀ.ỶÝỶẢỶẢ 30

Bảng 4.5: Cầu hình Port Forwarding - sc tr t1 1221 12121 tre 31 Bảng 4.6: Kiểm tra công suất quang và công suất tín hiệu truyền hình đầu ra 32

Bảng 4.7: Kiểm tra trang thai dich vụ Ïnternet : +: 122 11 1111118111111 811 reo 33

Bang 4.8: Kiểm tra dịch vụ Wif ch HH HH 11t an ng reo 33 Bảng 4.9: Các bước xử lý sự có ONT Z⁄TE ác s11 2212111212212 E111 ererrye 34 Bang 4.10: Kiém tra tín hiệu đèn GPON 2c SE HH 0212122 tgrgr rau 44

ATM Passive Optical Network

Asynchronous Tranfer Mode

Bit Error Rate

Broadband Passive Optical Network Cable Television

Code Division Multiple Access

Central Office

Definition Television

Dynamic Bandwidth Alocation

Forward Error Correction

Full Service Access Network

Fiber to the Building

Fiber to the Curb/Cabinet

Fiber to the Home

Fiber to the Office

GPON Encapsulation Method

High Definition Television

Internet Protocol Television

Integrated Services Digital Network Internet Service Provider

International Telecommunication Union Local Area Network

Optical Distribution Network

Optical Line Terminal

Optical Network Unit

Protocol Data Unit

Polarization Mode Dispersion

Passive Optical Network

Quality of Service

Synchronous Digital Hierarchy

Synchronous Optical Network

Time Division Multiplexing

Time Division Multiplex Access

User Network Interface

Gigabit Passive Optical Network

Virtual Private Network

Ethernet Passive Optical Network Optical Network Terminal

Very High Bit Rate Digital Subscriber Line Voice over Internet Protocol

Video on Demand

Wave Division Multiplexing

phú và phát triển với tốc độ nhanh chóng như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân hàng, các dịch vụ đào tạo từ xa, trò chơi trực tuyến, truyền hỉnh theo yêu cầu, dịch

vụ lưu trữ dữ liệu từ xa, Đặc biệt, nhu cầu về các loại địch vụ gia tăng tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu đang ngày càng tăng Sự phát triển của các loại hình dịch

vụ mới, đòi hỏi hạ tầng mạng truy nhập phải đáp ứng các yêu cầu về băng thông rộng, tốc độ truy nhập cao Vậy nên, mạng quang là một giải pháp cần thiết và cần thiết để giải quyết các vấn đề trên Trong đó, mạng truy nhập quang thụ động GPON là một giải pháp triển vọng đầy hứa hẹn trong mạng truy nhập đề giảm bớt hiện tượng tắc nghẽn mạng Mạng GPON là mạng điểm đến đa điểm mà không cần

có các thành phân tích cực trong tuyến truyền dẫn từ nguồn đến đích, cơ bản thì nó bao gồm sợi quang và các thiết bị thụ động Điều này làm tiết kiệm chi phi bao dưỡng, phân phối thiết bị, cấp nguồn và tận dụng được kiến trúc mạng quang Những năm gân đây Việt Nam cũng đã triển khai mạng truy nhập quang thụ động GPON đang có nhiều ưu thể Công nghệ GPON hiện nay là một trong những công nghệ được lựa chọn hàng đầu cho việc triển khai mạng truy nhập tài nhiều nước trên thế giới GPON là công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ mạng đây đủ, tích hợp thoại, hình ảnh và số liệu với băng thông rộng

Xuất phát từ vị trí, vai trò của mạng truy nhập quang và các công nghệ truy nhập quang trong sự phát triển chung của hệ thống mạng viễn thông và mong muốn tìm hiểu mô hình hệ thống GPON nên em đã chọn đề tài “Tìm hiểu mạng truy nhập quang GPON và triển khai các dịch vụ trên mạng GPON” làm đề tài tập sự nghề nghiệp của mình

CHUONG 1 TONG QUAN VE CONG TY CO PHAN VIEN THONG

ACT 1.1 Thông tin về Công ty Cô phần Viễn thông ACT

e Tên quốc tế: ACT TELECOMMUNICATION JOINT STOCK COMPANY

® - Người đại diện: Phạm Tuấn Anh

© Quản lý bởi: Chi cục Thuế Quận Tân Bình

1.2 Sơ lược về quá trình hình thành và hướng phát triển của công ty

Công ty cô phần viễn thông ACT thành lập ngày 21 tháng L1 năm 2011 và hoạt động trên phạm vi toàn quốc với các lĩnh vực kinh doanh thuộc ngành viễn thông như là: Thiết kế hạ tầng viễn thông; Cho thuê hạ tầng viễn thông cáp quang: Thí công công trình viễn thông; Dịch vụ quản lý vận hành hạ tầng viễn thông: Cung cấp thiết bị truyền hình số; Cung cấp hàng hóa, thiết bị viễn thông; Cung cấp sản phẩm

và giải pháp công nghệ thông tin

Từ lúc thành lập tới nay, công ty đã không ngừng nỗ lực để vươn tới sự phát triên lớn mạnh, bền vững với mục tiêu trở thành một trong những đơn vị đứng đầu

về hợp tác đầu tư, quản lý vận hành kỹ thuật, cung cấp dịch vụ viễn thông cho khách hàng trong dự án và cho các doanh nghiệp tại Việt Nam

Công ty hướng đến mục tiêu là doanh nghiệp cung cấp dịch vụ kỹ thuật, vận hành khai thác hạ tầng mạng lưới và quản lý khách hàng viễn thông: đầu tư và hợp tác cung cấp dịch vụ viễn thông, giải pháp công nghệ thông tin hàng đầu Việt Nam; hợp tác với tất cả nhà cung cấp lớn dé đưa dịch vụ cao cấp và tiện ích nhất tới khách hàng toàn quốc

cu chuyén nghiép cao

Đội ngũ quản lý cá kinh

nghiệm và thâm niên

Nội và 12 Trung tâm kỹ

thuật khu vực tại Tp

Sửa chữa máy móc, thiệt bị, bảo dưỡng công trình viên thông, cột

3312 ăng ten, nhà trạm, các hệ thống chống sét Sửa chữa các thiết bị

Tìm Hiểu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

4330 Hoàn thiện công trình xây dựng

4390 Hoạt động xây dựng chuyên dụng khác

(Xây dựng công trình bưu chính viễn thông)

4610 Đại lí, môi giới, đầu giá hàng hoá

Bán buôn đô dùng khác cho gia đình

4649 (Sách-báo-tạp chí, văn phòng pham, vali, cap, tui, vi, hang da va

ia da.Ban buén hang g6m, str, thuy tinh)

4651 Bán buôn máy vĩ tính, thiết bị ngoai vi va phan mém

4652 Bán buôn thiết bị và lĩnh kiện điện tử, viên thông

4741 Bán lẻ máy vi tính, thiệt bị ngoại vị, phân mêm và thiết bị viên

thông trong các cửa hàng chuyên doanh

6110 Hoạt động viễn thông có dây

6120 Hoạt động viễn thông không dây

6190 Hoạt động viễn thông khác

6201 Lập trình máy vi tính

6202 Tư van máy vi tính và quản trị hệ thông máy vi tính

6209 Hoạt động dịch vụ công nghệ thông tin và dịch vụ khác liên quan

đến máy vi tính

6311 Xử lí dữ liệu, cho thuê và các hoạt động liên quan

6312 Công thông tin

6399 Dịch vụ thông tin khác chưa được phân vào đâu

7710 Cho thuê xe có động cơ

7730 Cho thuê máy móc, thiết bị và đồ dùng hữu hình khác

9511 Sửa chữa máy vi tính và thiệt bị ngoại vị

Bảng 1.1: Ngành nghề kinh doanh 1.4 Cơ cấu tô chức trong công ty

Chủ tịch Hội đồng Quản trị: Trần Ngọc Thiéu

Tổng Giám Đốc: Phạm Tuấn Anh

Phó Tổng Giám Đốc - Phụ trách Kỹ thuật: Đặng Trần Hùng

Phó Tổng Giám Đốc - Phụ trách Vận hành khai thác: Nguyễn Đức Luân

1.5 Mô hình tổ chức

KHÔI QUẢN LÝ —— KHỔIĐỰÁNKINHDOANH — KHƠI CN es

: 1, Phong Ke hoach Chính trị 1 Phòng Dự án 1 Trung tâm Dịch vụ VHIKT

Hình 1.2: Mô hình tổ chức của Công ty ACT

Tìm Hiếu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

CHUONG 2 TONG QUAN VE MANG QUANG THU DONG (PON)

2.1 Khai niém mang quang thu dong

PON la tir viét tat cla Passive Optical Network hay con goi la mạng quang thụ động Mạng quang thụ động PON là một mạng quang không có các phần tử điện phụ hay thiết bị quang điện tử PON là công nghệ sử dụng bộ chia quang (Splitter)

đề nối tới rất nhiều thiết bi đầu cuỗi mạng quang Như vậy, trong PON sẽ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc, chính nhờ vào cấu trúc như thế mà PON có những ưu điểm đặc trưng như:

Không yêu cầu cung cấp nguồn điện nên không ảnh hưởng của lỗi nguồn Tạo thành đường truyền thông suốt giữa tổng đài và thuê bao Làm cho cấu trúc mềm dẻo hơn vì nó chỉ phụ thuộc vào dạng tín hiệu Và việc sử dụng linh kiện thụ động sẽ làm tăng độ tin cậy của hệ thống

Chi phí cho khai thác vận hành và bảo dưỡng nhỏ

Đối với cầu trúc mang PON, công suất quang càng nhỏ thì mức thu giảm, vì vậy khả năng chia kênh sẽ bị giảm so với trường hợp tín hiệu băng hẹp Cho nên đề tăng băng tần hệ thống phải áp dụng các công nghệ truyền dẫn tiên tiến như kỹ thuật thu kết hợp hay kỹ thuật ghép bước sóng

2.2 Đặc điểm chính của hệ thống

Đặc trưng của hệ thông PON là thiết bị thụ động phân phối sợi quang đến từng nhà thuê bao sử dụng bộ chia splitter có thể lên tới 1:128

PON hỗ trợ giao thire ATM, Ethernet

PON hé tro cae dich vu voice, data va video téc dé cao

Kha nang cung cap bang théng cao

Trong hệ thống PON băng thông được chia sẻ cho nhiều khách điều này sẽ làm giam chi phi cho khách hàng sử dụng

Khả năng tận dụng công nghệ WDM, ghép kênh phân chia thao đải tần và cung cấp băng thông động đề giảm thiếu số lượng cáp quang cần thiết đề kết nối giữa OLT va Splitter

¢ PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên củng | soi quang

¢ PON có thể hỗ trợ topo hình cây, sao, bus và ring

2.3 Kiến trúc mạng quang thụ động PON

Các phân tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn gọi

là mạng ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các bộ tách/ghép quang thụ dong (Splitter), các đầu nỗi và các mối hàn quang Các phần tử tích cực như OLT và các ONU đều nằm ở đầu cuối của PON Tín hiệu trong PON có thé duoc phan ra va truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang, phụ thuộc vào tín hiệu đó là đi theo hướng lên hay hướng xuống của PON PON thường được triên khai trên sợi quang đơn mode, với câu hình cây là phô biến PON cũng có thê được triển khai theo cấu hình vòng ring cho các khu thương mại hoặc theo cấu hình bus khi triển khai trong các khu trường SỞ,

Passive Optical Network

Hình 2.3: Kiến trúc mạng quang thụ động PON

Bằng cách sử dụng các bộ tách/ghép quang, PON có thể triển khai theo bất cứ cầu hình nào trong các cầu hình trên Ngoài ra, PON còn có thể thu gọn lại thành các vòng ring kép, hay hình cây, hay các nhánh của cây Tất cả các tuyến truyền dẫn

Tìm Hiểu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

trong PON đều được thực hiện giữa OLT và ONU OLUT nằm ở CO và kết nỗi mạng truy nhập quang với mạng đô thị (MAN) hay mạng điện rộng (WAN), được biết đến như là những mạng đường trục ONU năm tại vị trí đầu cuối người sử đụng (FTTH hay FTTB hoặc FTTC)

(a) Tree topology (Q) Ring topology

ONU1 — mm ONU2

ƒ_ ONU1 ONU2

m—-% a

ONUS ONU3 ONU4 ONUS

(b) Bus topology (d) Tree with redundant trunk

Hình 2.4: Mô hình cấu trúc mang quang thụ động PON

2.4 Các hệ thống PON đang được triển khai

2.4.1 APON/BPON

FSAN đã phát triển một tiêu chí cho mạng truy nhập PON sử dụng công nghệ ATM và giao thức lớp 2 của nó Hệ thông này được gọi là APON (viết tắt của ATM PON) Cái tên APON sau đó được thay thế bằng BPON với ý diễn đạt PON băng rộng Hệ thông BPON có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ băng rộng như: ethernet, video, đường riêng ảo (VPL), kênh thuê riêng, Năm 1997, nhóm FSAN đưa các

đề xuất chỉ tiêu BPON lên ITU-T để thông qua chính thức Từ đó, các tiêu chuẩn ITU G.983.x cho mạng BPON lần lượt được thông qua Hệ thống BPON hỗ trợ tốc

độ không đối xứng 155 Mbps hướng lên và 622 Mbps hướng xuống hoặc tốc độ đối xứng 622 Mbps Các hệ thống BPON đã được sử đụng nhiều ở nhiều nơi, tập trung

ở Bắc Mỹ, Nhật Bản và một phần Châu Âu

2.4.2 GPON

Do đặc tính cấu trúc của BPON khó có thể nâng cấp lên tốc độ cao hơn 622 Mbps và mạng PON trên cơ nền ATM không tối ưu đối với lưu lượng IP, nhóm FSAN phát triển một hệ thống mạng PON mới từ năm 2001 với tốc độ I Gbps hỗ trợ cả lưu lượng ATM và IP Dựa trên các khuyến nghị của FSAN, từ năm 2003 —

2004, ITU-T đã chuẩn hóa một loạt các tiêu chuẩn cho mạng PON Gigabit (GPON) bao gồm G.984.1, G.984.2, G.984.3 Chuẩn GPON hiện nay được định nghĩa dựa trên các giao thức cơ bản của chuẩn SONET/SDH ITU Các giao thức của nó khá đơn giản và đòi hỏi rất ít thủ tục Chính vì thế mà hiệu suất băng thông của GPON đạt tới hơn 90% Các ưu điểm của GPON: Cung cấp dịch vụ bộ ba: hỗ trợ các dịch

vụ âm thanh, đữ liệu và video truyền theo định dạng gốc của nó Rất nhiều các dịch

vụ Ethernet nhu QoS, VLAN, IGMP (Internet Group Management Protocol) va RSTP (Rapid SpanningTree Protocol) cũng được hỗ trợ Hiệu suất và tốc độ đường truyền cao nhất: GPON hỗ trợ tốc độ bít cao nhất từ trước tới nay

Với tốc độ hướng lên/hướng xuống tương ứng 2,488/1,244 Gbit/s GPON cung cấp độ rộng băng thông lớn chưa từng có từ trước tới nay và là công nghệ tối ưu cho cac ung dung cua FTTH va FTTB

Hiện nay cũng như trong tương lai, GPON là công nghệ phù hợp cho việc truyền thông EthernetIP với việc hỗ trợ tiếng nói và video qua PON bằng việc sử dụng siao thức SONET/SDH

2.4.3 EPON

Ethernet PON (EPON) la mang trén co so PON mang lưu lượng đữ liệu gói trong các khung Ethernet được chuẩn hóa theo 802.3, hoạt động với tốc độ I Gbps Công việc trên EPON được bắt đầu vào tháng 3 năm 2001 bởi nhóm nghiên cứu 802.3ah và hoàn thành vào tháng 6 năm 2004

Tìm Hiểu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (GPON)

3.1 Giới thiệu chung về mạng GPON

GPON (Gipabit Passive Optical Network) được định nghĩa theo chuẩn ITU-T G.984 GPON được mở rộng từ chuân BPON G.983 bằng cách tăng băng thông, nâng hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đối và tiêu chuẩn hóa quản lý Thêm nữa, chuẩn cho phép vài sự lựa chọn tốc độ bít của đường lên và đường xuống Phuong thitc dong goi GPON — GEM (GPON Encapsulation Method) cho phép đóng gói lưu lượng người dùng rất hiệu quả, với sự phân đoạn khung cho phép chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) cao hơn phục vụ lưu lượng nhạy cảm như truyền thoại và video GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng cường bảo mật và chọn giao thức lớp 2 (ATM, GEM, Ethernet) Điều đó cho phép GPON phân phối thêm các dịch vụ tới nhiều thuê bao hơn với chỉ phí thấp hơn cũng như cho phép khả năng tương thích lớn hơn giữa các nhà cung cấp thiết bị

Hệ thống GPON thông thường gồm một thiết bị kết cuối đường dây OLT và thiết bị kết cuối mạng ƠNU hay ONT được nỗi với nhau qua mạng phân phối quang ODN Quan hệ giữa OLT và ONU là quan hệ một - nhiều, một OLT sẽ kết nối với nhiều ONU

3.2 Tình hình chuẩn hóa GPON

Tiếp tục trên khả năng của kiến trúc sợi quang tới hộ gia đình FTTH (Fiber To The Home) đã được thực hiện trong những năm 1990 bởi nhóm công tâc mạng truy nhập dịch vụ đầy du FSAN (Full Service Access Network), được hình thành bởi các nha cung cap dich vu va hé thong lớn Hiệp hội viễn thông quốc tế ITU (International Telecommunications Union) làm các công việc tiếp theo tính từ lúc chuẩn hóa trên hai thế hệ của tiêu chuẩn mạng quang thụ động APON/BPON và GPON Chuẩn cũ hơn ITU-T G.983 trên nền chế độ truyền tải không đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode) và vi vậy được xem như APON (ATM PON) Sự phát triển cao hơn của chuân APON gốc cũng như với sự dân mật ưa chuộng của

Tìm Hiếu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

ATM như một giao thức chung dẫn đến phiên bản đầy đủ, cuối cùng của ITU-T G.983 được xem như chuân PON băng rộng hay BPON (Broadband PON) Một mạng APON/BPON điễn hình cung cấp tốc độ 622 Mbit/s luéng xuống và 155 Mbit/s luồng lên, mặc dù chuân cho phép tốc độ cao hơn

GPON được ITU-T chuẩn hóa theo chuân G.984 bắt đầu từ năm 2003, mở rộng

từ chuân BPON G.983

ITU-T G.984.1 (03/2003) “G-PON: General characteristics”: cung cap cac giao diện mạng người dùng (UN]), giao diện nút dịch vụ (SNI) va mét số địch vụ Chuẩn này kế thừa hệ thống G.982 (APON) và G.983.x (BPON) bằng cách xem xét lại dịch vụ hỗ trợ, chính sách bảo mật, tốc độ bít danh định

ITU-T G.984.2 (03/2023) “G-PON: PMD layer specification”: chi ra cac yéu cầu cho lớp vật lý và các chỉ tiết kỹ thuật cho lớp PMD Nó bao gồm các hệ thống

có tốc độ hướng xuống 1244.160 Mbit/s, 2488.320 Mbits và hướng lên 155.520

Mbit/s, 622.080 Mbit/s, 1244.160 Mbit/s, 2488.320 Mbit/s M6 ta ca hệ thống

GPON đối xứng và bất đối xứng

ITU-T G.984.2 Adm I (02/2006): thêm phụ lục cho ITU-T G.984.2, các xác

minh về khả năng chấp nhận giá thành sản xuất công nghiệp đối với hệ thống G-

PON 2.488/1.244 Gbit/s

ITU-T G.984.3 (02/2004) “GPON: TC layer specification”: m6 ta lop hdéi tu truyén dan (Transmission convergence — TC) cho cac mang G-PON bao gém định dạng khung, phương thức điều khiến truy nhập môi trường, phương thức ranging, chức năng OAM và bảo mật

ITU-T G.984.3 Adm1 (07/2005): cải thiện chỉ tiêu kỹ thuật lớp TC, sửa đổi hiệu chỉnh về từ ngữ G.984.3

ITU-T G.984.3 Adm2 (03/2006): thêm thông tin phần phụ lục ITU-T G.984.3 cho phần kỹ thuật và định dạng tín hiệu hướng xuống

ITU-T G.984.3 Adm3 (12/2006): sáng tó và cô đọng nội dung [TU-T G.984.3 ITU-T G.984.4 (06/2004) “G-PON: ONT management and control interface specification”: cung cap chi tiêu ky thuat giao dién diéu khién (OMCI) va quan ly ONT các hệ thống GPON

ITU-T G.984.4 Adml (06/2005): sửa đổi bổ sung ITU-T G.984.4

ITU-T G.984.4 Adm2 (03/2006): sửa đổi bổ sung ITU-T G.984.4

ITU-T G.984.4 Adm3 (03/2006): làm rõ cho phần G-OMCI, mô tả các mức cảnh báo, giới hạn tốc độ các công Ethernet, OMCI cho OMCI, van chuyén lưu lượng pseudowrre

3.3 Kiến trúc mạng GPON

Cấu trúc hệ thông GPON bao gồm OLT, các ONU, bộ chia quang Splitter và các sợi quang Sợi quang được kết nối với các OLT đi tới bộ chia quang Splitter, tại bộ chia quang chia ra các sợi khác và các sợi phân nhánh này được ket noi voi ONU

Hình 3.5: Kiến trúc mạng GPON

Hệ thống GPON bao gồm các thành phần sau đây:

® OLT (Optical Line Terminal): Thiết bị kết cuỗi cáp quang tích cực lắp đặt tại phía nhà cung cấp dịch vụ, thường được đặt tại các trạm đài

® ONT (Optical Network Terminal): Thiết bị kết nối OLT thông qua mạng phân phối quang (ODN) dùng cho trường hợp kết nối quang tới nhà thuê bao (FTTH)

® ONU (Optical Network Unit): Thiét bi két cuỗi mạng cáp quang tích cực, kết nối với OLT thông qua mạng phân phối quang (ODN) thường dùng cho trường hợp kết nối tới building hoặc tới các via hé, cabin (FTTB, FTTC, FTTCab)

®- Bộ tách / ghép quang thụ động (Splitter): Dùng để chia / ghép thụ động tín hiệu quang từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng và ngược lại, giúp tận dụng hiệu

Tìm Hiểu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

quả sợi quang vật lý Splitter thường được đặt tại các điểm phân phối quang (DP) và các điểm truy nhập quang (AP) Bộ tách / ghép quang được đặt tại các

tủ hộp kiểu indoor thường đặt tại nhà trạm viễn thông)

® FDC - Fiber Distribution Cabinet: Tu phan phéi quang

¢ FDB - Fiber Distribution Box: Hép phan phéi quang loai nho

3.4 Thông số kỹ thuật

3.4.1 Tốc độ bit

GPON định nghĩa những dạng tốc độ bít như sau:

® Đường lên 155 Mbit/s, đường xuống 1,25 Gbit/s

® Đường lên 622 Mbit/s up, đường xuống 1,25 Gbit⁄s

¢ Duong 1én 1,25 Gbit/s up, đường xuống 1,25 Gbit/s

© Duong lén 155 Mbit/s up, duong xudéng 2,5 Gbit/s

¢ Duong 1én 622 Mbit/s up, duong xudéng 2,5 Gbit/s

¢ Duong lén 1,25 Gbit/s up, đường xuống 2,5 Gbit/s

® Đường lên 2,5 Gbit⁄s up, đường xuống 2,5 Gbit/s

Các thông số kỹ thuật khác:

® Bước sóng: 1480 — 1500 nm đường xuống và 1260 — 1360 nm đường lên

® - Đa truy nhập đường lên: TDMA

¢ Cấp phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwidth Allocation)

® - Loại lưu lượng: Dữ liệu SỐ

®_ Khung truyền dẫn: GEM

¢ Dich vu: Dich vu day du (Ethernet, TDM, POTS)

¢ Tilé chia cua bé6 chia thu dong: Téi da 1:128

* Gia tri BER I6n nhat: 10°”

e Pham vi cong suat sử dụng luồng xuống: -3 đến +2 dBm (10 km ODN) hoac +2 dén +7 dBm (20 km ODN)

© Phạm vi công suất sử dụng luông lên: -I đến +4 đBm (10 km và 20 km

ODN)

® Loại cáp: tiêu chuẩn ITU-T Rec G.652

¢ Suy hao tối đa giữa các ONU: I5 đB

e - Cự ly cáp tối đa: 20 km với DFB laser luồng lên, 10 km với Fabry — Perot 3.4.2 Khoảng cách logic

Khoảng cách logic là khoảng cách lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT ngoại trừ khoảng cách vật lý Trong mạng GPON, khoảng cách lớn nhất là 60 km

3.4.3 Khoảng cách vật lý

Khoảng cách vật lý là khoảng cách vật lý lớn nhất giữa ONU/ONT và OLT Trong mạng GPON, có hai tùy chọn cho khoảng cách vật lý là 10 km và 20 km Đối với vận tốc truyền lớn nhất là 1,25 Gbit/s thì khoảng cách vật lý là 10 km

3.5 Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh

Công nghệ truyền dẫn đa truy nhập là các kỹ thuật chia sẻ tài nguyên hữu hạn cho một lượng khách hàng Trong hệ thống GPON, tài nguyên chia sẻ chính là băng tần truyền dẫn Người sử dụng cùng chia sẻ tài nguyên này bao gồm thuê bao, nhà cung cấp dịch vụ, nhà khai thác và những thành phần mạng khác Tuy không còn là một lĩnh vực mới mẻ trong ngành viễn thông thế giới nhưng các kỹ thuật truy nhập cũng là một trong những công nghệ đòi hỏi những yêu cầu ngày càng cao để hệ thống thỏa mãn được các yêu cầu về độ ôn định cao, thời gian xử lý thông tin và trễ thap, tinh bảo mật và an toàn đữ liệu cao

Tìm Hiểu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

3.5.1 Kỹ thuật truy nhập

Kỹ thuật truy nhập được sử dụng phô biến trong các hệ thống GPON hiện nay là

đa truy nhập phân chia theo thoi gian (TDMA)

TDMA la ky thuật phân chia băng tần truyền dẫn thành những khe thời gian kế tiếp nhau Những khe thời gian này có thế được ấn định trước cho mỗi khách hàng hoặc có thê phân theo yêu cầu tùy thuộc vào phương thức chuyển giao đang sử dụng Mỗi thuê bao được phép gửi số liệu đường lên trong khe thời gian riêng biệt

Bộ tách kênh sắp xếp số liệu đến theo vị trí khe thời gian của nó hoặc thông tin được gửi trong bản thân khe thời gian Số liệu đường xuống cũng được gửi trong khe thời gian xác định Một đặc tính quan trọng của GPON sử dụng TDMA là yêu cầu bắt buộc về đồng bộ của lưu lượng đường lên để tránh xung đột số liệu 3.5.2 Phương thức ghép kênh

Phương thức ghép kênh trong GPON là ghép kênh song hướng Các hệ thống GPON hiện nay sử dụng phương thức ghép kênh phân chia không gian Nó được thực hiện nhờ sử dụng những sợi riêng biệt cho truyền dẫn đường lên và xuống Việc sử dụng hai sợi quang làm cho việc thiết kế mạng mềm dẻo hơn và làm tăng

độ khả dụng bởi vì chính ta có thế mở rộng mạng bằng cách sử dụng những bộ ghép kênh theo bước sóng trên một hoặc hai sợi

3.6 Phương thức đóng sói dữ liệu

GPON định nghĩa hai phương thức đóng gói ATM va GEM (GPON Encapsulation Method) Cac ONU va OLT cé thé hé tro ca T-CONT (Transmission Containers) nền ATM hoặc GEM

GEM sử dụng đề đóng gói đữ liệu qua mạng GPON GEM cung cấp khả năng thông tin kết nỗi định hướng tương tự ATM GPON cho phép hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khách hàng khác nhau Khách hàng ATM được sắp xếp trong suốt vào khung GEM trên cả hai hướng Khách hàng TDM được sắp xếp vào khung GEM sử dụng thủ tục đóng gói GEM Các gói dữ liệu bao gồm cả các khung Ethernet cũng

được sắp xếp sử dụng thủ tục đóng gói GEM GEMI cũng hỗ trợ việc phân mảnh hoặc chia nhỏ các khung lớn thành các phân mảnh nhỏ và ghép lại ở đầu thu nhằm giảm trễ cho các lưu lượng thời gian thực Lưu lượng dữ liệu bao gồm các khung Ethernet, các gói tin IP, IPTV, VolP và các loại khác giúp cho truyền dẫn khung GEM hiệu quả và đơn giản GPON sử dụng GEM mang lại hiệu quả cao trong truyền dẫn tải tin IP nhờ sử dụng tới 95% băng thông cho phép trên kênh truyền dẫn

3.7 Định cỡ và phân định băng tần động

3.7.1 Thủ tục định cỡ (Ranging)

Đề một ONU có thể vận hành trong mạng PON nó phải được ranging (xác định

cự ly giữa ONU và OLT) Cự ly ranging tôi đa của mạng PON hiện quy định là 20

km

3.7.2 Phương thức cấp phát băng thông

Hướng lên GPON sử dụng phương thức cấp phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwidth Assignment)

3.8 Bảo mật và mã hóa sửa lỗi

¢ Bao mat: Do mang GPON là mạng điểm - đa điểm nên đữ liệu hướng xuống có thê được nhận bởi tat ca ONU Công nghệ GPON sử dụng bảo mật hướng xuống với chuân mật mã tiên tiến AES (Advanced Encrytion Standard) Dữ liệu thuê bao trong khung luỗng xuống được bảo vệ thông qua lược đồ mật mã hóa AES

và chỉ phần tải lưu lượng trong khung được mã hóa Với hướng lên xem như liên kết điểm - điểm và không sử dụng mã hóa bảo mật

© Sửa lỗi hướng thuận FEC (Forward Error Correction): Công nghệ GPON sử dụng phương pháp sửa lỗi tiến FEC FEC mang lại kết quả tăng quỹ đường truyền lên 3 - 4 đB (độ lợi mã hóa) vì vậy cho phép tăng tốc độ bít và khoảng cách giữa OLT và các ONU cũng như hỗ trợ tỉ số chia lớn hơn trong mạng FEC được tùy chọn sử dụng trong cả hướng lên và hướng xuống, dùng mã Reed Solomon thuong là RS (255,239),

Tìm Hiểu Mạng Truy Nhập Quang GPON

Và Triên Khai Các Dịch Vụ Trên Mạng GPON SVTH: Đặng Trưởng Thịnh

3.9 Khả năng cung cấp băng thông

3.9.1 Hướng xuống

Tốc độ hướng xuống cua GPON = 2,488 Mbit/s

3.9.2 Hướng lên

Hướng lên có thông lượng đến 1,25 Gbit⁄s

3.9.3 Băng thông hữu ích

Công nghệ GPON hễ trợ tốc độ lên tới 1,25 Gbit/s hodc 2,5 Gbit/s hướng xuống

và hướng lên, hỗ trợ nhiều mức tốc độ trong khoảng từ 155 Mbits đến 2,5 Gbit/s Hiệu suất sử dụng băng thông đạt trên 90%

3.10 Kha nang cung cấp dịch vụ

GPON được ứng dụng chú yếu trong các mạng sau:

e© GPON được ứng dụng trong các mạng truy nhập quang FTTx để cung cấp cac dich vu nhu IPTV, VoD, RF Video, Internet téc d6 cao, VoIP, Voice TDM với tốc độ đữ liệu / thuê bao có thể đạt 1000 Mbps, hé tro QoS day đủ

® - Giải trí - CATV, HDTV, PPV, PDVR, IPTV — Hé thong đường lên Video hoàn thiện cho modem DOCSIS và dịch vụ Video tương tác, truyền hình vệ tinh; tất cả các địch vụ trên cáp quang GPON

® Thông tin liên lạc — Các đường thoại, thông tin liên lạc, truy cập internet, intranet tốc độ cao, truy cập internet không dây tại những địa điểm công cộng, đường băng thông lớn (BPLL) và làm backhaul cho mạng không dây

® - Bảo mật— Camera, báo cháy, báo đột nhập, báo động an ninh, trung tâm điều khiển 24/7 với khả năng giám sát, backup đữ liệu, SAN