luận văn thạc sĩ nghiên cứu, thiết kế mạng băng rộng cho công ty điện thoại hà nội 1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU 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 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Tuấn Lâm Phản biện 1: TS. Hoàng Văn Võ Phản biện 2: TS. Vũ Văn San Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay những dịch vụ tiện ích được cung cấp trên nền hạ tầng mạng truy nhập ngày càng đa dạng, có thể nói đến một số dịch vụ như video call, hội nghị truyền hình, VOD, game online, thanh toán trực tuyến, dịch vụ giải trí trên internet Những loại hình dịch vụ này ngày càng yêu cầu băng thông cao và chất lượng dịch vụ. Có khá nhiều hệ thống hạ tầng mạng truy nhập đã được đưa ra nhằm đáp ứng yêu cầu trên, tuy nhiên qua khảo sát phân tích tình hình thực tế hiện nay thì mạng truy nhập được đầu tư trên nền công nghệ tiên tiến GPON đang là mạng đáp ứng tốt những yêu cầu của khách hàng trong xã hội. 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, hiện tại thoại trên hệ thống tổng đài qua mạng cáp đồng đang dần được thay thế dần bằng mạng truy nhập quang, nhằm hạn chế suy hao cũng như cải thiện chất lượng dịch vụ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. Tuy nhiên mạng quang truy nhập chủ động 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 đang bộc lộ một số hạn chế về dung lượng, số lượng khách hàng, tốn kém chi phí vận hành, khai thác và bảo dưỡng, nguồn cấp điện Để khắc phục những nhược điểm của mạng quang chủ động thì mạng quang thụ động ra đời, trong đó mạng quang thụ động GPON đang được tập trung nghiên cứu và triển khai. Nhằm tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng MAN hiện có của VNPT Hà Nội trong việc triển khai mạng truy nhập băng rộng GPON, đề tài “nghiên cứu thiết kế mạng băng rộng cho công ty Điện Thoại Hà Nội 1” được thực hiện trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ chuyên ngành “Kỹ thuật viễn thông” nhằm góp phần giải quyết những yêu cầu dịch vụ của khách hàng trong tương lai , đồng thời đưa ra mô hình mạng truy nhập dựa trên công 2 nghệ GPON nhằm thay thế dần mạng cáp đồng, cũng như thiết bị quang chủ động trên địa bàn công ty Điện thoại Hà Nội 1. 2. Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu về các công nghệ mạng truy nhập quang chủ động và thụ động. - Đề xuất dịch vụ trên mạng truy nhập Gpon trên địa bàn Công ty. - 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. - Thiết kế mạng truy nhập Gpon cho khu vực Vincom Village và Times City. 3. Đối tƣợng và phạm 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. Phƣơng 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 MAN-E của VNPT Hà Nội. Đề xuất, quy hoạch triển khai thiết bị OLT trên địa bàn Cty ĐTHN 1. 5.Bố cục của luận văn Luận văn được tổ chức thành ba chương, trong đó : Chƣơng 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 niệm, các khối chức năng OLT, các khối chức năng của ONU.  Mạng phân phối quang ODN, bộ tách ghép quang, mạng cáp quang thuê bao. Chƣơng 2: Công nghệ và thiết bị sử dụng để triển khai mạng băng rộng 3  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 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. Chƣơng 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 xuất, cấu 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 2015 cho Cty ĐTHN1. 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG Mục tiêu chính của chương này trình bày những vấn đề tổng quan Mạng truy nhập băng rộng thường được chia làm hai loại là mạng truy nhập quang chủ động AON và mạng truy nhập quang thụ động PON. So sánh giữa những ưu nhược điểm của mạng quang chủ động AON và mạng quang thụ động PON. Hình 1.1 Sơ đồ mạng quang truy nhập AON và PON 1.1 KIẾN TRÚC MẠNG PON VÀ CÁC HỆ THỐNG PON Kiến trúc của một mạng PON gồm có các thành phần sau: a) OLT (Optical Line Termination) đặt phía nhà cung cấp dịch vụ b) Splitter : Đặt ở trung tâm mạng PON là một bộ chia quang thụ động c) ONT ( Optical network Termination ) Thiết bị đầu cuối khách hàng 5 Hình 1.1 Sơ đồ kiến trúc của mạng PON PON sẽ chỉ bao gồm : sợi quang, các bộ chia splitter, thấu kính, bộ lọc…điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như : không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, tín hiệu sẽ không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực. Hình 1. 2 Mô hình mạng quang thụ động 6 Bằng cách sử dụng bộ chia quang 1:N ta có thể triển khai theo bất kỳ cấu hình nào trong những cấu hình trên.OLT được kết nối với mạng lõi MAN hay WAN và kết nối đến người dùng qua bộ chia quang và đến thiết bị đầu cuối khách hàng ONT. Hình 1. 3 Các kiểu kiến trúc của PON 1.1.1 Các hệ thống PON đang đƣợc triển khai a)APON/BPON b)GPON c)EPON d)WDM-PON Mạng APON/BPON được phát triển từ giữa những năm 90, và không được quan tâm phát triển ở thời điểm này do chỉ hỗ trợ dịch vụ ATM và tốc độ truy nhập thấp hơn nhiều so với các cung nghệ hiện tại như GPON và EPON hay GEPON. GEPON cung cấp tốc độ truyền là 1,25Gbps thì GPON cho phép đạt tốc độ lên tới 2.448 Gbps. Với hiệu suất từ 50%-70% băng thông của GEPON bị giới hạn trong khoảng 600Mbps đến 900Mbps, khi đó GPON với việc tận dung tối đa nó có thể cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phân phối với băng thông lên đến 2300 Mbps. 1.2 CẤU HÌNH THAM CHIẾU CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG Cấu trúc tham chiếu của mạng truy nhập quang gồm có 4 khối cơ bản là : đầu cuối đường quang OLT , mạng phân phối quang ODN, khối mạng quang ONU và khối chức năng phối hợp 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 7 đầu cuối thuê bao Tvà điểm tham chiếu a ở giữa các ONU, giao diện gồm : giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng UNI. Hình 1. 5 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang 1.3 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CỦA OLT VÀ ONU Các khối chức năng của OLT Các khối chức năng của ONU 1.4 MẠNG PHÂN PHỐI QUANG VÀ BỘ CHIA QUANG THỤ ĐỘNG 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 Khối chức năng của ODN Khối mạng phân phối quang (ODN- Optical Distribution Network) đặt giữa ONU và OLT. Chức năng của nó là phân phối công suất tín hiệu quang. ODN chủ yếu là linh kiện quang không có nguồn và sợi quang tạo thành mạng phân phối đuờng quang thụ động. 8 Hình 1. 4 Cấu trúc mạng cáp thuê bao quang KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 Theo phân tích xu hướng phát triển hiện nay, PON đang là công nghệ truy nhập tiên tiến có thể hỗ trợ tốc độ rất cao, đáp ứng các yêu cầu dịch vụ Triple-Play cho người dùng mà lại tiết kiệm chi phí do việc dùng chung OLT và đường cáp quang phân phối tới các bộ tách, ghép Splitter, các thuê bao chỉ cần chạy dây riêng tới các bộ Splitter ở các đầu hộp. Ngoài ra do thiết bị là thụ động không yêu cầu điện nên chi phí lắp đặt bảo trì thấp, mạng PON được kết nối với mạng MANE sẽ giảm bớt chi phí đầu tư, tận dụng tối đa mạng quang hiện có. [...]... 915 2048 4 OLT VHO.G 51 62 85 14 47 5 200 413 2048 5 OLT MHD.G 51 139 2 81 31 154 11 200 818 2048 6 OLT HXA.G 51 154 226 34 12 4 12 200 750 2048 7 OLT NCT G 51 47 73 11 40 4 200 375 2048 8 OLT HHH.G 51 93 285 21 156 8 200 763 2048 9 OLT YPR.G 51 47 14 4 11 79 4 200 485 2048 10 OLT NHH.G 51 108 205 24 11 2 9 200 658 2048 11 OLT DGG.G 51 1306 10 2 200 18 94 3072 12 OLT PNL.G 51 144 79 200 18 94 2048 13 OLT BKA.G 51 105... YPR-7606 2 12 1 2 1 112 Nguyễn NHH-7606 2 8 1 1 4 2 12 8 1 Đế 6 11 Công T rứ 7 8 4 Hữu Huân 9 Đức Giang DGG-7609 2 12 1 4 1 240 10 Phạm Ngũ DT H-7609 2 8 1 6 2 320 11 Bách Khoa GBT -7609 2 8 1 4 1 134 12 Hàng Hành HHH-7606 2 8 1 8 1 340 13 Nguyễn Du T KC-7609 2 8 1 10 2 250 28 14 0 2 10 9 31 3375 Lão T ổng 6 4 21 4 Bảng 3.6 Số lƣợng thiết bị để triển khai tại công ty ĐTHN1 Bảng 3.7 Danh sách thiết bị ONT... giá, thiết bị Alcatel – Lucent với những ưu điểm, chất lượng, tính tương thích và ổn định, từ đó đề xuất sử dụng thiết của hãng này để triển khai mạng băng rộng Trong chương tiếp theo chúng ta sẽ nghiên cứu, thiết kế và quy hoạch mạng băng 15 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH MẠNG BĂNG RỘNG TRÊN ĐỊA BÀN CTY ĐTHN 1 3 .1 HIỆN TRẠNG MẠNG BĂNG RỘNG CỦA CTY ĐTHN 1 3 .1. 1 Mạng MAN-E Của Cty ĐTHN 1 - Mạng băng rộng. .. quang 4Fo =11 0m Tầng 15 18 phòng Bộ Spitter 1: 32 Đặt tầng 13 Tầng 14 18 phòng Tầng 13 SA02/0-VMC/04 01 Tầng 12 LCG-LT8-PON3 Cáp quang 4Fo =10 0m Bộ Spitter 1: 32 Đặt tầng 10 Tầng 11 Tầng 10 ¼ tầng 13 SA02/0-VMC/04 01 18 phòng 18 phòng 18 phòng LCG-LT8-PON3 Tầng 2 T4 2/96 B2T3 18 phòng 2/24 B2T1 ¼ Tầng 10 T1 Tầng 9 18 phòng Cáp quang 4Fo=90m Tầng 8 Bộ Spitter 1: 32 Đặt tầng 7 Tầng 7 18 phòng SA 01/ O-VMC/04 01 LCG-LT4-PON4... Sơ đồ đề xuất mạng Gpon khu vực nhà T1 dự án Times City 23 KẾT LUẬN Kết quả đạt đƣợc : - Nghiên cứu mạng quang trên nền băng rộng hiện có, thiết kế, đề xuất mạng băng rộng FTTx-Gpon trên địa bàn công ty - Quy hoạch, tính toán băng thông, lựa chọn thiết bị để triển khai mạng băng rộng - Đề xuất các dịch vụ trên mạng truy nhập FTTx-Gpon để triển khai - Thiết kế, đề xuất mạng truy nhập Gpon cho khu vực... Cáp quang 4Fo =14 0m Tầng 25 18 phòng Bộ Spitter 1: 32 Đặt tầng 22 Tầng 24 Tầng 23 SA05/o-VMC/04 01 LCG-LT8-PON4 Tầng 22 18 phòng Bộ Spitter 1: 32 Đặt tầng 19 Tầng 20 Tầng 19 18 phòng LCG-LT6-PON4 ¼ tầng 19 Cáp quang 4Fo =12 0m Tầng 18 18 phòng 18 phòng Bộ Spitter 1: 32 Đặt tầng 16 Tầng 17 18 phòng 18 phòng Cáp quang 4Fo =13 0m Tầng 21 18 phòng SA03/O-VMC/04 01 18 phòng 18 phòng LCG-LT6-PON4 Tầng 16 18 phòng Cáp... mạng MAN-E do công ty ĐTHN1 quản lý FiberVNN SWITCH Tháng 8 SWITCH Tháng 9 Dịch vụ Switch tăng 3409 3474 65 Internet TT với VDC Metronet 229 MyTV MEN VPN liên tỉnh VPN nội tỉnh 15 52 12 84 14 1 320 229 16 04 12 89 14 3 3 21 0 52 5 2 1 IMS (thoại) 0 2 2 17 Bảng 3 .1. 3 Dịch vụ cung cấp trên mạng MAN-E 3.2 ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC MẠNG BĂNG RỘNG CHO CTY ĐTHN1 Các bước xây dựng mạng truy nhập băng rộng - Lựa chọn hình thức... Bảng tính toán băng thông chi tiết cho mạng Gpon công ty ĐTHN 1 ST T OLT Vị trí đặt Splitter Số 1: 1: GE lượng 2 4 32 7 1 CVH-7606 2 8 3 T KC-7609 2 8 1 1080 PON DT H-7609 5 cổng (LX/LH) ONT 4 quang Đinh T iên Số lượng nối 1 Hướng kết ONU 1: 8 1: 16 1: 32 1: 64 4 4 45 3 2 10 7 250 3 2 66 Hoàng 2 Cung Văn Hóa 3 Vân Hồ 20 4 Mai Hắc T KC-7609 2 8 2 1 5 7 3 219 Hội Xá DGG-7609 2 12 2 2 4 2 17 6 Nguyễn NCT -7606... 2 Load-Sharing 10 Nguyễn Hữu Huân NHH.G 51 Agg 7609 DT H 4/0/0+2/8 2 Load-Sharing 11 Đức Giang DGG.G 51 Agg 7609 DGG 9/0/0+9/0 /1 2 Load-Sharing 12 Phạm Ngũ Lão PNL.G 51 Agg 7609 DT H 2 /12 +2 /14 2 Load-Sharing 13 Bách Khoa BKA.G 51 Agg 7609 GBT 9/0 /1+ 9/0/2 2 Load-Sharing 19 Bảng 3.4 Bảng quy hoạch thiết bị OLT tại công ty 1 Lắp đặt mới 13 thiết bị OLT với tổng dung lượng 28 GE Uplink, với 14 0 cổng GPON Downlink... G.657A/B Băng thông internet Địa Điểm VDSL2 Ethernet VDSL2 Băng Băng Băng thông thông thông cho hướng VOD Ethernet Băng thông ST T Băng thông VPN IPT V đi ra từ Uplink OLT B4 B3 C4 C3 D2 E CS (Mbps) (Mbps) (Mbps) (Mbps) (Mbps) (Mbps) (Mbps) Mbps (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10 ) 1 OLT DT H.G 51 246 13 83 54 756 20 200 2659 4096 2 OLT NDU.G 51 93 530 21 290 8 200 11 42 2048 3 OLT CVH.G 51 169 320 37 17 5 14 . cấu 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,. Công ty ĐTHN 1. Chƣơng 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. . HIỆN TRẠNG MẠNG BĂNG RỘNG CỦA CTY ĐTHN 1 3 .1. 1 Mạng MAN-E Của Cty ĐTHN 1 - Mạng băng rộng của Cty ĐTHN 1 được đấu nối vào mạng MAN-E của VNPT Hà Nội. Tính đến thời điểm tháng 9/2 013 bao gồm: