Mạng quang thụ động PON và công nghệ cáp quang thuê bao FTTH

Đồ án tốt nghiệp Chương CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGOẠI VI 1.1 Giới thiệu mạng ngoại vi Mạng ngoại vi ba thành phần cấu tạo nên mạng viễn thông gồm: Hệ thống chuyển mạch, hệ thống truyền dẫn, hệ thống mạng ngoại vi, nằm bên nhà trạm viễn thông Chiếm khoảng 60% giá trị toàn mạng, Mạng ngoại vi bao gồm mạng cáp đồng cáp quang Mạng cáp đồng dùng phổ biến mạng cung cấp thuê bao cho khách hàng Mạng cáp quang thường dùng tổng đài chính, tổng đài – trạm vệ tinh (POP) Ngoài ra, cáp quang sử dụng để cung cấp đường truyền cho khách hàng quang Giá thiết bị truyền dẫn cáp quang cáp quang ngày giảm nên có khuynh hướng cáp quang hóa đến khách hàng thuê bao có nhu cầu sử dụng dịch vụ đòi hỏi băng thông lớn tốc độ cao 1.2 Cấu trúc mạng ngoại vi Cấu trúc tiêu biểu mạng cáp đồng từ đài trạm đến nhà thuê bao sau: Dàn phối tuyến: nơi tập trung tất kết cuối đầu dây sợi cáp từ tỏa nơi mạng Dàn phối tuyến thường nằm phòng máy tổng đài nơi xuất phát tất cáp cho mạng thuê bao, cáp liên trạm đài/trạm Nhờ có dàn phối tuyến dây cáp UTP, mạch thuê bao tổng đài nối vào mạng cáp Dàn phối tuyến tạo mềm dẻo việc đấu nối số thiết bị tổng đài với đôi dây cáp mạng ngoại vi nơi kiểm tra, giám sát đo thử mạng cáp SVTH: Trần Thị Hà -1- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương Cáp chính: cáp xuất phát từ dàn phối tuyến đến tủ cáp Cũng có trường hợp cáp thẳng từ dàn phối tuyến đến tập điểm Trên đường đi, cáp chia nhỏ đến tủ cáp Trong trường hợp gọi cáp xuất phát từ dàn phối tuyến Tủ cáp: nơi tập trung kết cuối hay nhiều sợi cáp từ dàn phối tuyến đến kết cuối mạng cáp phối từ tập điểm đến Nhờ có tủ cáp mà mạng cáp trở nên mềm dẻo linh hoạt khu vực chưa có dự báo nhu cầu xác Tủ cáp nơi đo thử, kiểm tra, xác định hư hỏng cáp, nơi cho phép gắn thiết bị bảo vệ (cầu chì bảo an – khu vực thường xuyên bị sét đánh), thiết bị dò – kiểm tra cáp Tủ cáp thường có dung lượng 600 đôi gồm 300 đôi gốc 300 đôi phối Cáp phối: cáp xuất phát từ tủ cáp đến tập điểm Tập điểm: nơi kết cuối tuyến cáp từ tổng đài, điểm nối rẽ đôi dây đến nhà thuê bao Tùy theo yêu cầu, tập điểm treo cột, gắn vách tường đặt ngầm hầm cáp Tập điểm thường có dung lượng 10 đôi, 20 đôi, 30 đôi, 50 đôi Đường dây thuê bao: dây nối từ tập điểm đến thiết bị đầu cuối nhà thuê bao Dây thuê bao ngầm hay treo cột điện, thường có chiều dài từ 300m trở lại Dây thuê bao nối với moderm để kết nối với máy vi tính 1.3 Đặc tính mạng ngoại vi Hạ tầng đường dây thuê bao thường được các công ty độc quyền viễn thông xây dựng quy mô lâu đời Những công ty này sở hữu và quản lý đường dây thuê bao và dùng để cung cấp dịch vụ điện thoại cho các thuê bao Công nghệ được các công ty điện thoại này sử dụng cũng khá đơn giản và không yêu cầu chất lượng mạng cao lắm Thực tế các công ty điện thoại đã cung cấp dịch vụ thoại qua nhiều năm mà không gây sự cố nào Người ta có thực hiện một số kỹ thuật cải thiện chất lượng đường dây thuê bao dài chỉ dừng lại ở chất lượng thoại dây đồng Mạng SVTH: Trần Thị Hà -2- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương cáp nội hạt không được một lần mà phát triển liên tục qua một thời gian dài cùng với số thuê bao tăng dần Kết quả là, mạng cáp nội hạt không được tối ưu về kỹ thuật nên cần phải hợp lý hoá và xây dựng lại sau từng giai đoạn Bản đồ mạng ngoại vi được xây dựng và trì thường chịu một thời gian dài không sửa đổi, bổ sung cũng sửa chữa Thông thường, các bản đồ này không ghi lại được kịp thời và đầy đủ sự xuống cấp của mạng Khi cuộc cách mạng công nghệ cáp đồng bùng nổ mà khởi đầu là DSL Có yếu tố đã tạo sự thay đổi mạng cáp đồng : Yếu tố thứ nhất là sự phát triển của công nghệ việc lợi dụng đường dây thuê bao cáp đồng để truyền tải dữ liệu với tốc độ cao Theo đó là sự phát triển ấn tượng nhu cầu tốc độ sự kiện bùng nổ Internet và sự phát triển của các mạng gia đình cùng với sự thay đổi từ chỗ tập trung sang phân tán của các công ty Yếu tố thứ hai là sự thay đổi dần của môi trường kinh doanh từ độc quyền chuyển sang cạnh tranh Việc mở cửa thị trường cho cạnh tranh bắt đầu từ tự hoá và cho thuê mạng cáp nội hạt đã làm cho nhiều công ty có thể đầu tư vào cung cấp các dịch vụ truy xuất Các công ty cạnh tranh phát triển đã trở thành những thách thức cho các công ty độc quyền và các công ty cạnh tranh thường có các hợp đồng lắp đặt bảo dưỡng độc lập Cạnh tranh đã đặt cấu trúc giá thành dưới sức ép ngày càng tăng và lực lượng lao động lành nghề các công ty cạnh tranh dần được thay thế bởi các đội ngũ ít chuyên nghiệp Những thay đổi này đã tạo một môi trường mà nhu cầu về sự hiểu biết về mạng cáp đồng ngày càng tăng những kiến thức nền tảng lại có chiều hướng giảm Hiện nay, đội ngũ kỹ thuật viên đảm trách việc triển khai các dịch vụ truy xuất số liệu tốc độ cao đòi hỏi chất lượng mạng cáp đồng cao nhiều 1.4 Tổ chức mạng ngoại vi 1.4.1 Nguyên tắc tổ chức mạng cáp đồng thuê bao Mạng cáp đồng thuê bao xây dựng phát triển theo cấu trúc tổng quan mô tả Hình 1.1 1.4.1.1 Nhà cung cấp dịch vụ SVTH: Trần Thị Hà -3- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương Là nơi xuất phát điểm cáp đồng, từ phía nhà cung cấp dịch vụ (đài trạm) hướng đến nhà thuê bao Thường POP tủ outdoor đặt trời Bán kính phục vụ 01 POP ≤ 1,0 km khu vực nội thành-trung tâm; ≤ 1,5 km khu vực ngoại thành, vùng xa Dung lượng thuê bao ADSL POP ≤ 1500 thuê bao Các POP khai thác 70% dung lượng cần phải có kế hoạch xây dựng POP 1.4.1.2 Cáp gốc Cáp từ đài trạm (POP/Tủ outdoor) đến tủ cáp đồng với tổng dung lượng cáp gốc ≤ 300x2 (300 port); Chiều dài cáp gốc cáp phối ≤ 800m khu vực nội thành-trung tâm, ≤ 1200m khu vực ngoại thành, vùng xa (các trường hợp cá biệt chi nhánh tỉnh đến 1500m với tỷ lệ < 10%, 1700m với tỷ lệ < 10% số tập điểm tủ cáp) Loại cáp sử dụng: cáp đồng, tiết diện 0,5mm Dung lượng cáp ≤ 300x2 Cấp đấu nối cáp: 01 cấp Các gốc từ đài trạm đến tủ cáp, có tối đa cấp đấu nối thông qua măng xông 1.4.1.3 Cáp phối Cáp đồng từ tủ cáp kết cuối tập điểm Chiều dài cáp gốc cáp phối ≤ 800m khu vực nội thành-trung tâm, ≤ 1200m khu vực ngoại thành, vùng xa; Dung lượng ≤ 200x2 Cấp đấu nối cáp: 01 cấp Các phối từ tủ cáp đến tập điểm có tối đa cấp đấu nối thông qua măng xông tập điểm cấp 1, cấp (tập điểm trung gian) Với dung lượng cáp phối < 50x2: sử dụng tập điểm cấp 1, cấp Với dung lượng cáp phối > 50x2 sử dụng măng xông SVTH: Trần Thị Hà -4- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương THUÊ BAO TẬP ĐIỂM POP TỦ CÁP CÁP GỐC CÁP THUÊ BAO CÁP PHỐI Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan mạng cáp đồng thuê bao 1.4.1.4 Tủ cáp đồng Là tủ phối cáp với đầu vào cáp gốc đầu cáp phối Dung lượng tủ cáp ≤ 600x2 Có thể lắp đặt tủ treo cột lắp đặt bệ bêtông 1.4.1.5 Tập điểm Là hộp phối dây thuê bao , đầu vào cáp phối đầu sợi cáp thuê bao Dung lượng tập điểm kết cuối ≤ 20x2 (10x2, 20x2), trường hợp hạ tầng hữu có tập điểm cuối dung lượng 30x2, 50x2 có kế hoạch chia nhỏ tập điểm Có thể dùng tập điểm làm tập điểm cấp 1, cấp (tập điểm trung gian) chuyển tiếp cáp phối đến tập điểm khác Dung lượng tập điểm cấp 1, cấp phải ≤ 50x2 1.4.1.6 Cáp thuê bao Là cáp đồng thuê bao từ tập điểm đến tận nhà thuê bao Dung lượng từ 1x2, chiều dài tối đa ≤ 200m khu vực nội thành, trung tâm, ≤300m ngoại thành Trên đường dây thuê bao sử dụng tối đa 02 mối nối Các khách hàng rời mạng: phải cách ly cáp thuê bao khỏi phiến đấu dây tập điểm để tránh gây SVTH: Trần Thị Hà -5- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương nhiễu khách hàng khác Đồng thời ghi nhận lại sơ đồ hướng tuyến cáp thuê bao để bố trí cho khách hàng 1.4.1.7 Măng xông Măng xông vừa có tác dụng bảo vệ điểm đấu nối cáp, vừa tạo đấu nối thẳng, nối rẽ theo yêu cầu cấu hình kỹ thuật 1.4.2 Nguyên tắc tổ chức mạng cáp quang thuê bao Fiber to the home (FTTH) Mạng cáp quang thuê bao xây dựng phát triển theo cấu trúc tổng quan Hình 1.2 THUÊ BAO TẬP ĐIỂM QUANG POP TỦ CÁP QUANG CÁ P QU ANG GỐC CÁP QUAN G PHỐI C ÁP QUANG THUÊ BAO Hình 1.2: Cấu trúc tổng quan mạng cáp quang thuê bao FTTH 1.4.2.1 Nhà cung cấp dịch vụ Là nơi xuất phát điểm cáp quang thuê bao, từ phía nhà cung cấp dịch vụ (đài trạm) hướng đến nhà thuê bao Thường đài trạm POP tủ outdoor lắp đặt trời Bán kính phục vụ 01 POP ≤ 1,0 km khu vực nội thành-trung tâm; ≤ 1,5 km khu vực ngoại thành, vùng xa Dung lượng thuê bao FTTH POP ≤ 960 port (1920 sợi) Các POP khai thác 70% dung lượng cần phải có kế hoạch xây dựng POP 1.4.2.2 Cáp quang gốc SVTH: Trần Thị Hà -6- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương Cáp quang từ đài trạm (POP/Tủ outdoor) đến tủ cáp quang Tuy nhiên, thực tế nay, mật độ thuê bao FTTH không tập trung mà rải rác địa bàn rộng, triển khai tạm cáp quang gốc từ đài trạm đến tập điểm quang với dung lượng ≤ 48 sợi Chiều dài cáp quang gốc cáp phối ≤ 800m khu vực nội thành - trung tâm, ≤ 1200m khu vực ngoại thành, vùng xa 1.4.2.3 Cáp quang phối Cáp quang từ tủ cáp quang kết cuối tập điểm quang, cáp quang phối trực tiếp từ POP/Tủ outdoor đến tập điểm quang Trên thực tế nay, mật độ thuê bao FTTH chưa tập trung mà rải rác địa bàn rộng, triển khai tạm cáp quang phối trực tiếp từ đài trạm đến tập điểm quang với dung lượng ≤ 96 sợi Cáp quang phối từ tủ cáp đến tập điểm nên sử dụng cáp có dung lượng bội số 12: cáp 12 sợi, 24 sợi, 48 sợi nhiều Không nên sử dụng cáp sợi, 16 sợi dạng cáp phối Chiều dài cáp quang phối trực tiếp từ đài trạm đến tập điểm: ≤ 800m khu vực trung tâm, ≤ 1200m khu vực ngoại thành, vùng xa 1.4.2.4 Tủ cáp quang Là tủ phối quang với đầu vào cáp quang gốc đầu cáp quang phối Tuy nhiên thực tế nay, mật độ thuê bao FTTH không tập trung mà rải rác địa bàn rộng, triển khai tạm cáp quang gốc từ đài trạm đến tập điểm quang với dung lượng ≤ 96 sợi Dung lượng tủ cáp quang lên đến vài trăm sợi, tích hợp chia để tạo kết nối điểm-đa điểm thụ động 1.4.2.5 Tập điểm quang Là hộp phối quang, đầu vào cáp quang phối, đầu sợi cáp quang thuê bao Dung lượng từ 12, 24, sợi 1.4.2.6 Cáp quang thuê bao SVTH: Trần Thị Hà -7- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương Là cáp quang thuê bao từ tập điểm quang đến nhà thuê bao Dung lượng từ 02 đến 24 sợi Chiều dài cáp quang thuê bao ≤ 300m khu vực trung tâm, ≤ 500m khu vực ngoại thành, vùng xa Số mối nối tối đa sợi cáp quang thuê bao: không 05 mối nối 01 đường dây cáp quang thuê bao 1.4.2.7 Măng xông quang Là hộp nối vừa có tác dụng bảo vệ mối hàn nối cáp quang, tạo đấu nối thẳng, nối rẽ theo yêu cầu cấu hình kỹ thuật 1.5 Kết luận Tóm lại, Chương trình bày cấu trúc, đặc tính cách tổ chức mạng ngoại vi Trong đó, tổ chức mạng ngoại vi trình bày cáp gốc, cáp phối, tủ cáp, tập điểm, cáp thuê bao, măng xông Chiều dài dung lượng phần tử phục vụ trung tâm hay ngoại thành biết đến Nội dung Chương đề cập tới nguyên tắc tổ chức mạng cáp quang thuê bao FTTH Qua nội dung Chương 1, thông tin tổng quan mạng ngoại vi cung cấp Chương sâu tìm hiểu đặc điểm, công nghệ thành phần công nghệ mạng quang thụ động PON CHƯƠNG CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON SVTH: Trần Thị Hà -8- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương 2.1 Giới thiệu mạng quang thụ động Passive Optical Network (PON) PON từ viết tắt Passive Optical Network hay gọi mạng quang thụ động Công nghệ mạng quang thụ động PON hiểu mạng công nghệ quang truy nhập giúp tăng cường kết nối nốt mạng truy nhập nhà cung cấp dịch vụ người sử dụng Công nghệ PON biết tới TPON (Telephony PON) triển khai vào năm 90, tiếp năm 1998, mạng BPON (Broadband PON) chuẩn hóa dựa ATM Hai năm 2003 2004 đánh dấu đời hai dòng công nghệ Ethernet PON (EPON) Gigabit PON (GPON), nói hai công nghệ mở hội cho nhà cung cấp dịch vụ giải hàng loạt vấn đề truy nhập băng thông rộng tới người sử dụng đầu cuối Thành viên gia đình PON WDM PON (Wavelength Division Multiplexer PON) Trong công nghệ PON, tất thành phần chủ động tổng đài CO (Central Office) người sử dụng không tồn mà thay vào thiết bị quang thụ động, để điều hướng lưu lượng mạng dựa việc phân chia lượng tới điểm đầu cuối đường truyền Vì mà người ta gọi công nghệ mạng quang thụ động (PON) Vị trí hệ thống PON mạng truyền dẫn: Mạng quang thụ động PON dạng mạng truy nhập quang Mạng truy nhập hỗ trợ kết nối đến khách hàng Nó đặt gần đầu cuối khách hàng triển khai với số lượng lớn Mạng truy nhập tồn nhiều dạng khác nhiều lí khác PON dạng So với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống, sợi quang không giới hạn băng thông (hàng THz) Việc triển khai sợi quang đến tận nhà thuê bao mục đích phát triển tương lai Với ưu điểm vượt trội, mạng quang thụ động PON( Passive Optical Network) lựa chọn thích hợp cho mạng truy nhập 2.2 Tổng quan công nghệ PON SVTH: Trần Thị Hà -9- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – K46 Đồ án tốt nghiệp Chương Mạng quang thụ động PON trình bày Hình 2.1, sử dụng phần tử chia quang thụ động phần mạng phân bố nằm thiết bị đường truyền quang Otical Line Terminal (OLT) thiết bị kết cuối mạng quang Optical network Unit (ONU) Nguồn: Công nghệ chuẩn hóa PON Hình 2.1: Mô hình mạng quang thụ động Trong thuật ngữ hình thích sau: Passive slitter : Bộ chia thụ quang thụ động Feeder Fiber : Cáp Feeder Central office : Văn phòng trung tâm Distribution fiber : Phân phối quang Management system : Hệ thống quản lý Passive splitter : Bộ chia thụ động Các phần tử thụ động PON nằm mạng phân bố quang (hay gọi mạng quang ngoại vi), bao gồm phần tử sợi quang, tách /ghép quang thụ động, đầu nối mối hàn quang Các phần tử tích cực OLT ONU nằm đầu cuối mạng PON Tín hiệu PON phân truyền theo nhiều sợi quang kết hợp lại truyền sợi SVTH: Trần Thị Hà K46 -10- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương Nguồn: Gerd Keiser, FTTX Concepts and Applications,2006 Hình 3.33: Các tiến trình quản lý lỗi Chuẩn BPON ITU-T G.983 mô tả kĩ thuật chế bảo mật gọi trộn, mật mã liệu hướng xuống Cơ chế sử dụng số không thay cho bit byte mật mã sử dụng từ khóa riêng Mỗi từ khóa trộn cài đặt cập nhật lần giây từ ONU riêng hướng lên ONU gửi từ khóa cho OLT để OLT sử dụng làm từ khóa để mật mã OLT yêu cầu mật từ ONU để ngăn chặng việc phá hoại ONU khác (người sử dụng khác) Ở hướng lên không mật mã việc nghe hướng khó ONU nhìn thấy tức liên lạc trực tiếp với mà phải thông qua OLT Chuẩn GPON mô tả việc sử dụng chế mật mã điểm- điểm P2P Đây chuẩn mật mã cao cấp, dùng để bảo vệ thông tin liệu cho khung GPON Thuật toán mật mã cao cấp mật mã giải mã khối liệu 128 bit từ khuôn dạng liệu gốc Giao thức Ethernet chế bảo mật nào, nhiên việc phát triển EPON kết hợp chặt chẽ với chế bảo mật điểm đến đa SVTH: Trần Thị Hà K46 -86- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương điểm Cơ chế dựa chế bảo mật đa tầng tường lửa, kĩ thuật mạng riêng ảo bảo mật giao thức Ethernet 3.10 Hoạt động quản lý bảo dưỡng hệ thống FTTH Để thõa mãn nhu cầu khách hàng đáp ứng dịch vụ chất lượng cao, mạng FTTH phải triển khai thủ tục hoạt động quản lí bảo dưỡng đáng tin cậy Thủ tục hỗ trợ việc tính cước, bảo mật, bảo dưỡng, cung cấp giám sát hiệu suất mạng Nó thực việc sử dụng chuẩn hay dụng cụ phần mềm hệ thống hỗ trợ hoạt động mở rộng hệ thống quản lí mạng Có nhiều chương trình hỗ trợ hoạt động cấp quyền thông qua trình duyệt web việc chọn lựa ứng dụng rộng rãi, cho phép quản lí mạng cấu hình điều khiển hàng trăm phần tử Việc cung cấp phân phối mức dịch vụ cung cấp cấu hình khác cho loại dịch vụ thoại, liệu video cho khách hàng Nhà điều hành mạng chế tự động cần xác định thiết bị đầu cuối khách hàng cung cấp dịch vụ yêu cầu Ví dụ việc cung cấp phải xác định ONU có khả điều khiển tốc độ liệu dù có khả kết hợp với kiểm tra hay không hỗ trợ hoạt động từ xa Điều quan trọng nhà cung cấp dịch vụ, việc quản lí xác định vấn đề từ xa ngăn ngừa việc yêu cầu dịch vụ chi phí đắt đỏ Chức bảo dưỡng hay quản lí lỗi để tránh lỗi tiềm ẩn giảm sút mạng FTTH Nếu lỗi xảy ra, tiến trình bảo dưỡng cần xác định làm rõ nhanh tốt để thõa mãn nhu cầu khách hàng Khả kết hợp với kiểm tra để thay đổi thông tin trạng thái ONU OLT bao gồm chức loop-back điều khiển từ xa phát lỗi mạch hay cáp, thống kê lỗi ONU thoát khỏi nguồn trường hợp có cố ONU Hình 3.34 mô tả tín hiệu điều khiển trạng thái mạch vòng, khởi tạo OLT truyền đến ONU sau ONU báo cáo trạng thái truyền ngược OLT Việc báo cáo thị thứ hoạt động tốt hay chúng dùng để xác định nguyên nhân tốc độ lỗi bit cao SVTH: Trần Thị Hà K46 -87- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương Nguồn: Gerd Keiser, FTTX Concepts and Applications,2006 Hình 3.34 : OLT khởi tạo loop-back điều khiển từ xa 3.11 Kết luận Nội dung Chương trình bày mô hình PON triển khai mạng FTTH, là: APON, BPON, GPON, EPON Từ lựa chọn phương pháp hay mô hình phù hợp hệ thống FTTH mà đảm bảo điều kiện sở vật chất sẵn có đáp ứng đầy đủ nhu cầu khách hàng Nội dung Chương đề cập tới vấn đề triển khai mạng cáp quang thuê bao giới Việt Nam CHƯƠNG VIỆC TRIỂN KHAI CÁP QUANG THUÊ BAO FTTH 4.1 Việc triển khai FTTH phạm vi giới Thị trường băng rộng FTTH tăng trưởng mạnh Số lượng nước triển khai FTTH cho dịch vụ băng thông rộng ngày gia tăng, thể tăng trưởng mạnh mẽ thị trường thông qua cập nhật bảng xếp hạng giới thực ba hội đồng FTTH Châu Á Thái Bình Dương, Châu Âu Bắc Mĩ Thứ hạng triển khai FTTH nước giới SVTH: Trần Thị Hà K46 -88- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương Danh sách liệt kê 14 nước có tỉ lệ hộ dân tiếp cận trực tiếp với mạng truyền thông quang cao % So với bảng xếp hạng ba hội đồng FTTH hồi tháng năm ngoái, năm xuất thêm ba thành viên vượt qua mốc % số hộ dân có FTTH Slovenia, Iceland Singapore Nhìn chung, năm 2007 năm thành công rực rỡ dịch vụ FTTH, với tăng trưởng mạnh mẽ số lượng đăng kí dịch vụ, chủ yếu ba nước Nhật Bản, Trung Quốc Mỹ Trong năm vừa qua, tính riêng ba nước có thêm khoảng triệu thuê bao đăng kí dịch vụ FTTH Những số nói lên sức mạnh công nghiệp FTTH Châu Âu, nơi có triệu thuê bao đăng kí Hiện tượng thúc đẩy yếu tố không giảm, nhu cầu người dùng tới viễn thông băng thông rộng Bảng cập nhật bảng xếp hạng Châu Á tiến nhanh so với giới việc triển khai FTTH Hàn Quốc vượt lên vị trí đầu bảng với tỉ lệ 31,4 % số hộ dân kết nối, Hồng Kông với 23,4 % Nhật Bản với 21,3 %.Một cách biệt lớn vị trí thứ (Nhật Bản) với vị trí thứ (Thụy Điển) với 7,1 % số hộ dân tiếp cận FTTH, theo sau sát Đài Loan với 6,8 % Nauy % Đan Mạch với 2,5 % chiếm vị trí thứ Mỹ với tỉ lệ số hộ dân kết nối FTTH tăng gấp đôi lên 2,3 %, nhảy ba bậc lên vị trí thứ bảng xếp hạng, theo phía sau hai gương mặt Slovenia với 1,8 % Iceland với 1,5 % Trung Quốc tụt từ vị trí thứ 10 xuống vị trí thứ 11, tỉ lệ hộ dân kết nối tăng nhẹ lên 1,5 % Hà Lan, Italy Singapore xếp vị trí cuối với tỉ lệ triển khai từ 1,1 đến 1,4 % Ba hội đồng FTTH khu vực cho đời bảng xếp hạng giới vào 2006 nhằm cung cấp cho công nghiệp viễn thông, phủ nhà điều tiết thị trường nhìn toàn vẹn triển khai mạng truy cập cáp quang toàn giới “Chúng vui mừng thấy Mĩ lên bảng xếp hạng giới, điều cho thấy hướng Những đường lối đạo FTTH việc triển khai FTTH toàn quốc thực được, với dẫn chứng thành công nước đầu lĩnh vực này” Joe Savage, chủ tịch hội đồng FTTH Bắc Mĩ, phát biểu “Tương lai thuộc nước làm thỏa mãn yêu cầu tốc độ đường truyền khách hàng băng thông rộng Những thành viên – nhà cung cấp thiết bị dịch vụ FTTH, sẵn sàng giúp đỡ để thực điều diện rộng.” Không phải ngẫu nhiên mà nước Châu Á Thái Bình Dương trở thành nước đầu giới triển khai FTTH, với số lượng kết nối nhiều tổng số lượng kết nối tất nơi khác gộp lại” Schoichi Hanatani, Chủ tịch hội đồng FTTH Châu Á Thái Bình Dương nói “Sự đời FTTH có ủng hộ phủ có tầm nhìn xa trông rộng nước Châu Á Thái Bình Dương nhiều năm trở lại Họ hiểu FTTH chìa khóa then chốt việc phát triển sở hạ tầng viễn thông quốc gia.” SVTH: Trần Thị Hà K46 -89- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương Hình 4.1: Bảng cập nhật xếp hạng sử dụng FTTH châu Á Bảng xếp hạng toàn cầu thiết lập theo thuật ngữ thống FTTH công bố ba hội đồng FTTH vào năm 2006 Những thuật ngữ khái niệm tạo nên tảng cho việc nghiên cứu thị trường Hội đồng FTTH Để cho đầy đủ xác, bảng xếp hạng bao gồm số liệu FTTH FTTB (fiber-to-the-building), công nghệ truy cập băng thông rộng khác dựa sợi đồng (DSL, FTT-Curb, FTT-Node) không tính đến FTTH triển khai mạnh mẽ nước phát triển giới Năm 2007 năm thành công rực rỡ FTTH với tăng trưởng mạnh mẽ số lượng đăng ký dịch vụ, tính riêng nước Nhật Bản, Trung Quốc Mỹ có thêm khoảng triệu thuê bao Theo báo cáo Heavy Reading, số hộ gia đình sử dụng kết nối băng rộng FTTH toàn giới tăng trưởng hàng năm 30% năm 2012 đạt 89 triệu hộ Quá trình chuyển đổi sang FTTH thực nhiều nước, gồm Đan Mạch, Pháp, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thụy Điển, Đài Loan Mỹ Theo báo cáo công bố năm 2008, số hộ gia đình sử dụng kết nối băng rộng FTTH toàn giới tăng trưởng hàng năm 30% năm 2012 đạt 89 triệu hộ Hiện Nhật Bản Hàn Quốc hai quốc gia đầu lĩnh vực băng thông rộng sử dụng công nghệ cáp quang Công nghệ FTTH có khoảng 20 triệu kết nối toàn cầu, châu Á đánh giá thị trường có tiềm phát triển lớn Theo dự đoán, vào cuối năm 2012, riêng châu Á có 54 triệu kết nối FTTH, châu Âu/ khu vực Trung Đông/ châu Phi với 16 triệu, đến Bắc Mỹ Nam Mỹ với 15 triệu Hiện nay, SVTH: Trần Thị Hà K46 -90- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương trình chuyển đổi sang FTTH thực nhiều nước, gồm Đan Mạch, Pháp, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thụy Điển, Đài Loan Mỹ 4.2 Việc triển khai cáp quang thuê bao FTTH Việt Nam Trên giới FTTH không xa lạ với người dùng internet, đặc biệt nước phát triển như: Hàn Quốc, Hồng Kông, Nhật Tuy nhiên Việt Nam cở sở hạ tầng mạng viễn thông chưa phát triển mạnh nên việc ứng dụng công nghệ FTTH vào đời sống đòi hỏi đầu tư nghiêm túc từ nhà cung cấp dịch vụ, để đảm bảo chất lượng đường truyền dịch vụ Bắt đầu từ cuối năm 2007, Công ty FPT Telecom đã trở thành nhà cung cấp dịch vụ FTTH đầu tiên tại Việt Nam Chỉ năm có mặt tại thị trường Việt Nam, FTTH đã dần chiếm lĩnh thị trường truy cập Internet băng thông rộng nước Hiện tại, Việt Nam có nhà cung cấp dich vụ FTTH là: VIETTEL, VNPT, SPT FPT, FPT đơn vị triển khai sớm Năm 2006, FPT bắt đầu cung cấp dịch vụ FTTH cho khách hàng thuê bao vào thời điểm khách hàng ưa dùng dịch vụ ADSL thay cho dịch vụ kết nối Internet gián tiếp 4.3 Kết luận Nội dung Chương đề cập tới vấn đề triển khai FTTH giới Việt Nam xu hướng triển khai FTTH phạm vi giới Việt Nam năm tới năm KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỒ ÁN Tóm lại, sau thời gian thực thiết kế tốt nghiệp với sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy Ngô Thế Anh đồ án MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON VÀ CÔNG NGHỆ CÁP QUANG THUÊ BAO FTTH hoàn thành đúng thời gian quy định SVTH: Trần Thị Hà K46 -91- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương Đồ án đã trình bày được tổng quan mạng ngoại vi, cấu trúc thành phần mạng quang thụ động PON phân tích mô hình, cấu trúc phương pháp phân bố băng thông hệ thống mạng quang thụ động APON, BPON, GPON, EPON Từ lựa chọn mô hình phù hợp để triển khai mạng cáp quang thuê bao FTTH Với ưu điểm tốc độ, băng thông chi phí triển khai, công nghệ cáp quang thuê bao FTTH lựa chọn nằm chiến lược phát triển nhà khai thác viễn thông cho mạng truy nhập Chính mà đề tài sâu nghiên cứu cấu trúc, hoạt động chất lượng mạng cáp quang thuê bao FTTH Qua đề tài này, em đưa mô hình mạng truy nhập quang với ưu điểm vượt trội tốc độ, băng thông chất lượng, hứa hẹn phát triển vượt bậc cho mạng truy nhập Đó vấn đề cốt lõi triển khai mạng cáp quang thuê bao Tuy nhiên, hạn chế thời gian, tài liệu tham khảo khả hiểu biết thân, kết đạt dừng lại mức lý thuyết, chưa nghiên cứu sâu thực tiễn FTHH, em mong muốn sau có hội sâu vào thực tiễn để hoàn thành dự định tương lai LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện đồ án em xin gửi lời cảm ơn đến tổ chức cá nhân sau đây: SVTH: Trần Thị Hà K46 -92- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Giao thông Vận tải tất Thầy, Cô giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập trường Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy khoa Điện-Điện tử, môn Kỹ thuật Viễn Thông truyền đạt kiến thức quý giá cho em suốt năm học vừa qua Đó hành trang cho em suốt trình làm việc học tập sau Đặc biệt, em xin cảm ơn Thầy Ngô Thế Anh tận tình hướng dẫn cho em thời gian thực đồ án Trong thời gian thực đồ án, bạn lớp KTVTK46 người bạn em giúp đỡ động viên em nhiều, em xin gửi lời cảm ơn tới bạn chúc bạn bảo vệ thành công đồ án Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ, gia đình, người tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập hoàn thành nhiệm vụ SVTH: Trần Thị Hà Lớp: Kỹ thuật viễn thông K46 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: Trần Thị Hà K46 -93- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương Ngày tháng năm 2010 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT Ngày tháng năm 2010 CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO SVTH: Trần Thị Hà K46 -94- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương 1 Cedric F Lam, Passive Optical Networks Principles and Practice, October 2007 Ching-Hung Chang, Dynamic Bandwidth Allocation MAC Protocols for Gigabit- capable Passive Optical Networks, July 2008 Glen Kramer, Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time (IPACT): A Dynamic Gerd Keiser, FTTX Concepts and Applications,2006 Http://www.metroethernetforum.org, Ethernet Passive Optical Network (EPON) IEEE 8023ah - EPON spec ITU-T Recommendation G.983.1, Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks (PON), 2005 ITU G.984.3 - GPON spec ITU-T Recommendation G.984.3, Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Transmission convergence layer, 02/2004 10 Ebook - Mạng ngoại vi xu hướng phát triển 11 FPT – Slide mạng ngoại vi 12 Nguyễn Việt Hùng, Học Viện CNBCVT, Công nghệ truy nhập mạng NGN 13 Quang Minh - Công nghệ chuẩn hóa mạng quang thụ động 14 Tài liệu FPT - Nguyên tắc tổ chức mạng cáp thuê bao 15 Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên – Slide FTTH 16 Trường Đại học Thái Nguyên – Công nghệ mạng quang thụ động Và tài liệu FTTX, FTTH công ty, FPT, CMC, NDC Các thảo luận FTTH trang VNtelecom, đientuvienthong.net, haiphongit, SVTH: Trần Thị Hà K46 -95- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỒ ÁN Tóm lại, sau thời gian thực thiết kế tốt nghiệp với sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy Ngô Thế Anh đồ án MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON VÀ CÔNG NGHỆ CÁP QUANG THUÊ BAO FTTH hoàn thành đúng thời gian quy định Đồ án đã trình bày được tổng quan mạng ngoại vi, cấu trúc thành phần mạng quang thụ động PON phân tích mô hình, cấu trúc phương pháp phân bố băng thông hệ thống mạng quang thụ động APON, BPON, GPON, EPON Từ lựa chọn mô hình phù hợp để triển khai mạng cáp quang thuê bao FTTH Với ưu điểm tốc độ, băng thông chi phí triển khai, công nghệ cáp quang thuê bao FTTH lựa chọn nằm chiến lược phát triển nhà khai thác viễn thông cho mạng truy nhập Chính mà đề tài sâu nghiên cứu cấu trúc, hoạt động chất lượng mạng cáp quang thuê bao FTTH Qua đề tài này, em đưa mô hình mạng truy nhập quang với ưu điểm vượt trội tốc độ, băng thông chất lượng, hứa hẹn phát triển vượt bậc cho mạng truy nhập Đó vấn đề cốt lõi triển khai mạng cáp quang thuê bao Tuy nhiên, hạn chế thời gian, tài liệu tham khảo khả hiểu biết thân, kết đạt dừng lại mức lý thuyết, chưa nghiên cứu sâu thực tiễn FTHH, em mong muốn sau có hội sâu vào thực tiễn để hoàn thành dự định tương lai SVTH: Trần Thị Hà K46 -96- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện đồ án em xin gửi lời cảm ơn đến tổ chức cá nhân sau đây: Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Giao thông Vận tải tất Thầy, Cô giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập trường Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy khoa Điện-Điện tử, môn Kỹ thuật Viễn Thông truyền đạt kiến thức quý giá cho em suốt năm học vừa qua Đó hành trang cho em suốt trình làm việc học tập sau Đặc biệt, em xin cảm ơn Thầy Ngô Thế Anh tận tình hướng dẫn cho em thời gian thực đồ án Trong thời gian thực đồ án, bạn lớp KTVTK46 người bạn em giúp đỡ động viên em nhiều, em xin gửi lời cảm ơn tới bạn chúc bạn bảo vệ thành công đồ án Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ, gia đình, người tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập hoàn thành nhiệm vụ SVTH: Trần Thị Hà Lớp: Kỹ thuật viễn thông K46 SVTH: Trần Thị Hà K46 -97- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày tháng năm 2010 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT Ngày tháng SVTH: Trần Thị Hà K46 -98- năm 2010 Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Cedric F Lam, Passive Optical Networks Principles and Practice, October 2007 Ching-Hung Chang, Dynamic Bandwidth Allocation MAC Protocols for Gigabit- capable Passive Optical Networks, July 2008 Glen Kramer, Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time (IPACT): A Dynamic Gerd Keiser, FTTX Concepts and Applications,2006 Http://www.metroethernetforum.org, Ethernet Passive Optical Network (EPON) IEEE 8023ah - EPON spec ITU-T Recommendation G.983.1, Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks (PON), 2005 ITU G.984.3 - GPON spec ITU-T Recommendation G.984.3, Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Transmission convergence layer, 02/2004 10 Ebook - Mạng ngoại vi xu hướng phát triển 11 FPT – Slide mạng ngoại vi 12 Nguyễn Việt Hùng, Học Viện CNBCVT, Công nghệ truy nhập mạng NGN 13 Quang Minh - Công nghệ chuẩn hóa mạng quang thụ động 14 Tài liệu FPT - Nguyên tắc tổ chức mạng cáp thuê bao 15 Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên – Slide FTTH SVTH: Trần Thị Hà K46 -99- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương 16 Trường Đại học Thái Nguyên – Công nghệ mạng quang thụ động Và tài liệu FTTX, FTTH công ty, FPT, CMC, NDC Các thảo luận FTTH trang VNtelecom, đientuvienthong.net, haiphongit, SVTH: Trần Thị Hà K46 -100- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – [...]... mạng cáp quang thuê bao FTTH, nhằm khai thác khả năng tốt nhất của mạng truy nhập quang thụ động Đó là các công nghệ APON, BPON, GPON, và EPON Ngoài ra, còn có các công nghệ WDM PON, TDM PON, CDMA PON CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ CÁP QUANG THUÊ BAO FTTH 3.1 Giới thiệu công nghệ cáp quang thuê bao FTTH SVTH: Trần Thị Hà K46 -30- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương 1 Công nghệ cáp quang thuê bao FTTH. .. chủ động và mạng quang thụ động PON: Mạng quang chủ động AON: Mạng quang bị động OLT: Đầu cuối đường quang ONT: Đầu cuối đường quang SVTH: Trần Thị Hà K46 -29- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương 1 2.6 Kết luận Các nội dung Chương 2 đã trình bày tổng quan về mạng truy nhập quang thụ động PON, và cấu trúc cơ bản của nó Chương tiếp theo sẽ trình bày các công nghệ PON được sử dụng trong mạng. .. Chương 1 quang thông qua bộ ghép quang, phụ thuộc tín hiệu đó đi theo hướng lên hay xuống của mạng quang thụ động PON Mạng quang thụ động (PON) được xây dựng nhằm giảm số lượng các thiết bị thu, phát và sợi quang trong mạng thông tin quang FTTH PON là một mạng điểm tới đa điểm, một kiến trúc PON bao gồm một thiết bị đầu cuối kênh quang được đặt tại trạm trung tâm của nhà khai thác dịch vụ và các bộ... cung cấp phương tiện truyền dẫn quang cho kết nối vật lý giữa OLT và ONU Các ODN riêng lẻ có thể được kết hợp và mở rộng nhờ các bộ khuếch đại quang. ODN bao gồm các thành phần quang thụ động: Cáp và sợi quang đơn mode, Connector quang, thiết bị rẽ nhánh quang thụ động, bộ suy hao quang thụ động và mối hàn Giao diện quang ODN cung cấp đường quang giữa OLT và ONU, mỗi đường quang được định nghĩa là khoảng... thuộc vào rất nhiều yếu tố: giá thành, độ phức tạp, khả năng và quy mô triển khai, sự chuẩn hóa về thiết bị Giữa hai công nghệ mạng quang trực tiếp và mạng quang chia sẻ ta sẽ dùng mạng quang chia sẻ do mạng quang trực tiếp có chi phí rất lớn Hơn nữa việc triển khai mạng quang trực tiếp tại thời điểm này còn gặp một số vấn đề cả về kỹ thuật và tài chính.Trong mạng quang chia sẻ ta dùng công nghệ mạng thụ. .. kết cuối mạng cáp quang ONU/ONT (Optical Network Unit/Optical Network Terminator) đặt tại gần hoặc tại nhà thuê bao Giữa chúng là hệ thống phân phối mạng quang ODN (Optical Distribution Network) bao gồm cáp quang, các thiết bị tách ghép thụ động 2.3 Đặc điểm của PON Đặc trưng của hệ thống PON là thiết bị thụ động phân phối sợi quang đến từng nhà thuê bao sử dụng bộ chia có thể lên tới 1:128 PON hỗ trợ... chia PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên cùng 1 sợi quang PON có thể hỗ trợ mô hình: hình cây, sao, bus và ring 2.4 Thành phần cơ bản của mạng quang thụ động PON 2.4.1 Sợi quang và cáp quang Sợi quang là một thành phần quan trọng trong mạng, nó tạo sự kết nối giữa các thiết bị Hai thông số cơ bản của sợi quang là suy hao và tán sắc, tuy nhiên sợi quang ứng dụng trong mạng. .. xuất phát từ tổng đài mà các mạng truy nhập thuê bao quang có tên gọi khác nhau như sợi quang đến tận nhà FTTH, sợi quang ếnkhu dân cư FTTC, FTTB Mô hình cây Hình 2.8: Mô hình mạng quang thụ động PON 2.6 Phân loại PON Ở hướng xuống (từ OLT đến ONU), mạng PON là mạng điểm-đa điểm OLT chiếm toàn bộ băng thông hướng xuống Trong hướng lên, mạng PON là mạng đa điểm-điểm: Nhiều ONU truyền tất cả dữ liệu của... ra Tuy vậy, cáp quang và các thiết bị đi kèm lại rất đắt tiền so với các loại cáp đồng 2.4.2 Bộ tách / ghép quang Một mạng quang thụ động sử dụng một thiết bị thụ động để tách một tín hiệu quang từ một sợi quang sang một vài sợi quang và ngược lại Thiết bị này là Coupler SVTH: Trần Thị Hà K46 -13- Lớp: Kỹ Thuật Viễn Thông – Đồ án tốt nghiệp Chương 1 quang Để đơn giản, một Coupler quang gồm hai sợi nối... 1 APON là sự kết hợp giữa phương thức truyền tải không đồng bộ ATM với mạng truy nhập quang thụ động PON Mạng APON sử dụng công nghệ ATM là giao thức truyền tin Công nghệ ATM cung cấp sự mềm dẻo theo khái niệm độ trong suốt dịch vụ và phân bổ băng tần,ngoài ra còn có những tính năng rất hữu ích cho hoạt động khai thác và bảo dưỡng các kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối nhờ đó giảm được chi phí hoạt động