Nghiên cứu, thiết kế mạng băng rộng cho công ty điện thoại Hà Nội 1

Header Page of 113 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 Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Footer Page of 113 Header Page of 113 Luận văn 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 bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Footer Page of 113 Header Page of 113 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày dịch vụ tiện ích cung cấp hạ tầng mạng truy nhập ngày đa dạng, nói đến số dịch vụ video call, hội nghị truyền hình, VOD, game online, toán trực tuyến, dịch vụ giải trí internet Những loại hình dịch vụ ngày yêu cầu băng thông cao chất lượng dịch vụ Có nhiều hệ thống hạ tầng mạng truy nhập đưa nhằm đáp ứng yêu cầu trên, nhiên qua khảo sát phân tích tình hình thực tế mạng truy nhập đầu tư công nghệ tiên tiến GPON mạng đáp ứng tốt yêu cầu khách hàng xã hội Hiện mạng cáp đồng với nhược điểm chất lượng đường truyền, tín hiệu kém, băng thông thấp, ảnh hướng lớn từ môi trường, không đáp ứng dịch vụ giải trí mạng, dịch vụ MyTV, hay dịch vụ đòi hỏi ổn định chất lượng hội nghị truyền hình, game online, toán trực tuyến, giải trí mạng Với phát triển dịch vụ thoại IP, thoại hệ thống tổng đài qua mạng cáp đồng dần thay dần mạng truy nhập quang, nhằm hạn chế suy hao cải thiện chất lượng dịch vụ đáp ứng nhu cầu ngày cao khách hàng Tuy nhiên mạng quang truy nhập chủ động cung cấp dịch vụ cho khách hàng sử dụng chủ yếu thiết bị quang chủ động Switch truy nhập, chuyển đổi quang điện bộc lộ số hạn chế dung lượng, số lượng khách hàng, tốn chi phí vận hành, khai thác bảo dưỡng, nguồn cấp điện Để khắc phục nhược điểm mạng quang chủ động mạng quang thụ động đời, mạng quang thụ động GPON tập trung nghiên cứu triển khai Nhằm tận dụng sở hạ tầng mạng MAN có VNPT Hà Nội 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” thực khuôn khổ luận văn thạc sĩ chuyên ngành “Kỹ thuật viễn thông” nhằm góp phần giải yêu cầu dịch vụ khách hàng tương lai , đồng thời đưa mô hình mạng truy nhập dựa công Footer Page of 113 Header Page of 113 nghệ GPON nhằm thay dần mạng cáp đồng, thiết bị quang chủ động địa bàn công ty Điện thoại Hà Nội Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu công nghệ mạng truy nhập quang chủ động thụ động - Đề xuất dịch vụ mạng truy nhập Gpon địa bàn Công ty - Nghiên cứu thiết kế mạng băng rộng địa bàn Cty Điện Thoại Hà Nội - Đề xuất thiết bị đầu cuối triển khai mạng Gpon cho Cty ĐTHN - Thiết kế mạng truy nhập Gpon cho khu vực Vincom Village Times City Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu: Các công nghệ mạng truy nhập quang chủ động thụ động + Phạm vi nghiên cứu: Mạng quang thụ động Gpon, nghiên cứu thiết kế quy hoạch mạng Gpon địa bàn Cty ĐTHN Phƣơng pháp nghiên cứu: Dựa vào số liệu, sơ đồ mạng quang chủ động Công ty, nghiên cứu, thiết kế quy hoạch mạng quang truy nhập Gpon thay mạng quang chủ động tại, mạng MAN-E VNPT Hà Nội Đề xuất, quy hoạch triển khai thiết bị OLT địa bàn Cty ĐTHN 5.Bố cục luận văn Luận văn tổ chức thành ba chương, : Chƣơng 1: Tổng quan mạng truy nhập băng rộng  Kiến trúc mạng PON: Các hệ thống mạng PON triển khai  Cấu hình mạng truy nhập quang: Cấu hình tham chiếu mạng truy nhập quang, sơ đồ cấu hình mạng truy nhập  Các khối chức bản: Khái niệm, khối chức OLT, khối chức ONU  Mạng phân phối quang ODN, tách ghép quang, mạng cáp quang thuê bao Chƣơng 2: Công nghệ thiết bị sử dụng để triển khai mạng băng rộng Footer Page of 113 Header Page of 113  Các công nghệ mạng quang truy nhập băng rộng, thông số kỹ thuật, số vấn đề cần quan tâm thiết kế mạng, kỹ thuật truy nhập phương thức ghép kênh  Nghiên cứu thiết bị sử dụng mạng truy nhập băng rộng, đề xuất sử dụng thiết bị, so sánh ưu nhược điểm thiết bị băng rộng nhà cung cấp thiết bị  Đề xuất sử dụng thiết bị hãng Alcatel-Lucent để triển khai mạng băng rộng địa bàn Công ty ĐTHN Chƣơng 3: Thiết kế Quy hoạch mạng băng rộng địa bàn Cty ĐTHN1  Hiện trạng mạng băng rộng Cty ĐTHN1, khảo sát nhu cầu sử dụng mạng băng rộng địa bàn công ty  Đề xuất, cấu trúc mạng băng rộng cho Cty ĐTHN1 Đề xuất dịch vụ 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 mạng băng rộng thiết bị Alcatel ISAM 7342  Hướng nghiên cứu tiếp theo, đề xuất giải pháp lộ trình khiển khai mạng truy nhập quang đến năm 2015 cho Cty ĐTHN1 Footer Page of 113 Header Page of 113 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG Mục tiêu chương trình bày vấn đề tổng quan Mạng truy nhập băng rộng thường chia làm hai loại mạng truy nhập quang chủ động AON mạng truy nhập quang thụ động PON So sánh ưu nhược điểm mạng quang chủ động AON mạng quang thụ động PON Hình 1.1 Sơ đồ mạng quang truy nhập AON PON 1.1 KIẾN TRÚC MẠNG PON VÀ CÁC HỆ THỐNG PON Kiến trúc mạng PON gồm có thành phần sau: a) OLT (Optical Line Termination) đặt phía nhà cung cấp dịch vụ b) Splitter : Đặt trung tâm mạng PON chia quang thụ động c) ONT ( Optical network Termination ) Thiết bị đầu cuối khách hàng Footer Page of 113 Header Page of 113 Hình 1.1 Sơ đồ kiến trúc mạng PON PON bao gồm : sợi quang, chia splitter, thấu kính, lọc…điều giúp cho PON có số ưu điểm : không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng lỗi nguồn, tín hiệu không bị suy hao nhiều phần tử tích cực Hình Mô hình mạng quang thụ động Footer Page of 113 Header Page of 113 Bằng cách sử dụng chia quang 1:N ta triển khai theo cấu hình cấu hình trên.OLT kết nối với mạng lõi MAN hay WAN kết nối đến người dùng qua chia quang đến thiết bị đầu cuối khách hàng ONT Hình Các kiểu kiến trúc PON 1.1.1 Các hệ thống PON đƣợc triển khai a)APON/BPON b)GPON c)EPON d)WDM-PON Mạng APON/BPON phát triển từ năm 90, không quan tâm phát triển thời điểm hỗ trợ dịch vụ ATM tốc độ truy nhập thấp nhiều so với cung nghệ GPON EPON hay GEPON GEPON cung cấp tốc độ truyền 1,25Gbps GPON cho phép đạt tốc độ lên tới 2.448 Gbps Với hiệu suất từ 50%-70% băng thông GEPON bị giới hạn khoảng 600Mbps đến 900Mbps, GPON với việc tận dung tối đa cho phép 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 mạng truy nhập quang gồm có khối : đầu cuối đường quang OLT , mạng phân phối quang ODN, khối mạng quang ONU khối chức 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 nút dịch vụ V, điểm tham chiếu Footer Page of 113 Header Page of 113 đầu cuối thuê bao Tvà điểm tham chiếu a ONU, giao diện gồm : giao diện quản lý mạng Q3 giao diện thuê bao với mạng UNI Hình Cấu hình tham chiếu mạng truy nhập quang 1.3 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CỦA OLT VÀ ONU Các khối chức OLT Các khối chức ONU 1.4 MẠNG PHÂN PHỐI QUANG VÀ BỘ CHIA QUANG THỤ ĐỘNG Bộ chia quang Splitter - Dùng để chia tín hiệu quang từ sợi để truyền nhiều sợi ngược lại - Thực chia công suất quang sợi quang đầu vào tới N sợi quang đầu - Tỷ lệ chia có nhiều cấp khác 1/8;1/16;1/32;1/64;1/128 tùy thuộc vào thiết bị ứng dụng sử dụng Khối chức ODN Khối mạng phân phối quang (ODN- Optical Distribution Network) đặt ONU OLT Chức phân phối công suất tín hiệu quang ODN chủ yếu linh kiện quang nguồn sợi quang tạo thành mạng phân phối đuờng quang thụ động Footer Page of 113 Header Page 10 of 113 Hình Cấu trúc mạng cáp thuê bao quang KẾT LUẬN CHƢƠNG Theo phân tích xu hướng phát triển nay, PON công nghệ truy nhập tiên tiến hỗ trợ tốc độ cao, đáp ứng yêu cầu dịch vụ Triple-Play cho người dùng mà lại tiết kiệm chi phí việc dùng chung OLT đường cáp quang phân phối tới tách, ghép Splitter, thuê bao cần chạy dây riêng tới Splitter đầu hộp Ngoài thiết bị thụ động không yêu cầu điện phí lắp đặt bảo trì thấp, mạng PON kết nối với mạng MANE giảm bớt chi phí đầu tư, tận dụng tối đa mạng quang có Footer Page 10 of 113 Header Page 12 of 113 10 Việc tính toán thiết kế mạng GPON ta cần quan tâm đến số vấn đề sau - Băng tần hoạt động : Đối với hướng xuống, OLT phân phối gói liệu tới ONU rong dải bước sóng từ 1480 tới 1550 nm, thông thường thiết bị sử dụng bước sóng 1490 nm Các ONU gửi liệu đường lên OLT dải bước sóng từ 1260 đến 1360 nm, thường thiết bị sử dụng bước sóng 1310 nm - Đảm bảo điều kiện thông số kỹ thuật công nghệ mục 2.1.3 - Dựa vào mạng sở hạ tầng có sẵn, chọn thiết bị thích ứng với công nghệ - Tính toán, xác định phân tách Splitter phổ biến 1:32 1:64 - Đảm bảo cự ly OLT ONU/ONT giới hạn cho phép (