VNPT hiện là nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu với hạ tầng mạng lưới rộng khắp cả nước và cung cấp nhiều loại dịch vụ viễn thông. Mạng truy nhập băng rộng hiện tại của VNPT chủ yếu dựa trên hạ tầng mạng truy nhập cáp đồng sử dụng công nghệ xDSL, về cơ bản mới chỉ đáp ứng cho các dịch vụ truy nhập tốc độ dưới 2 Mbits. Sự phát triển của các khu vực kinh tế như: khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu thương mại, chung cư cao cấp, ... cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh của các tổ chức kinh tế như: ngân hàng, kho bạc, công ty, ... đã tạo ra nhu cầu rất lớn trong việc sử dụng các dịch vụ tiện ích tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu. Bên cạnh đó, các dịch vụ ứng dụng trên Internet ngày càng phong 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, game trực tuyến,… Đặc biệt nhu cầu về các loại dịch 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. Công nghệ truy nhập cáp đồng điển hình như xDSL đã được triển khai rộng rãi, tuy nhiên những hạn chế về cự ly và tốc độ đã không đáp ứng được yêu cầu dịch vụ. Vì vậy nghiên cứu triển khai các giải pháp truy nhập quang là vấn ñề cấp thiết hiện nay nhằm xây dựng hạ tầng mạng truy nhập đáp ứng cung cấp các dịch vụ băng rộng chất lượng cao. Qua đó cũng đặt ra những vấn ñề cần giải quyết cấp bách đối với mạng truy nhập của VNPT. Do vậy, nghiên cứu triển khai giải pháp truy nhập mới nhằm chiếm lĩnh thị trường dịch vụ mới là rất cần thiết đối với VNPT.Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON đã được ITU chuẩn hóa, hiện nay là một trong những công nghệ được ưu tiên lựa chọn cho triển khai mạng truy nhập tại nhiều nước trên thế giới. GPON là công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ mạng đầy đủ, tích hợp thoại, hình ảnh và số liệu với băng thông lớn tốc độ cao. Do vậy GPON sẽ là công nghệ truy nhập lựa chọn triển khai hiện tại và tương lai.GPON chính là giải pháp phù hợp nhất đối với hạ tầng mạng hiện tại của VNPT và ngày 2372008, VNPT đã có quyết định số 2039QĐVT vv “Triển khai mạng truy nhập quang thụ động (GPON)”.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Đề tài: “TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG G-PON CỦA VNPT ĐÀ NẴNG” Sinh viên thực Lớp Giảng viên hướng dẫn Đơn vị thực tập Đà Nẵng, tháng năm 2016 : Võ Thị Ngọc Tuyết : CCVT06A : Dương Hữu Ái : VNPT Đà Nẵng Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng LỜI MỞ ĐẦU VNPT nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu với hạ tầng mạng lưới rộng khắp nước cung cấp nhiều loại dịch vụ viễn thông Mạng truy nhập băng rộng VNPT chủ yếu dựa hạ tầng mạng truy nhập cáp đồng sử dụng công nghệ xDSL, đáp ứng cho dịch vụ truy nhập tốc độ Mbit/s Sự phát triển khu vực kinh tế như: khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu thương mại, chung cư cao cấp, với phát triển ngày lớn mạnh tổ chức kinh tế như: ngân hàng, kho bạc, công ty, tạo nhu cầu lớn việc sử dụng dịch vụ tiện ích tích hợp thoại, hình ảnh liệu Bên cạnh đó, dịch vụ ứng dụng Internet ngày phong phú phát triển với tốc độ nhanh chóng dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân hàng, dịch vụ đào tạo từ xa, game trực tuyến,… Đặc biệt nhu cầu loại dịch vụ gia tăng tích hợp thoại, hình ảnh liệu ngày tăng Sự phát triển loại hình dịch vụ mới, đòi hỏi hạ tầng mạng truy nhập phải đáp ứng yêu cầu băng thông rộng, tốc độ truy nhập cao Công nghệ truy nhập cáp đồng điển xDSL triển khai rộng rãi, nhiên hạn chế cự ly tốc độ không đáp ứng yêu cầu dịch vụ Vì nghiên cứu triển khai giải pháp truy nhập quang vấn ñề cấp thiết nhằm xây dựng hạ tầng mạng truy nhập đáp ứng cung cấp dịch vụ băng rộng chất lượng cao Qua đặt vấn ñề cần giải cấp bách mạng truy nhập VNPT Do vậy, nghiên cứu triển khai giải pháp truy nhập nhằm chiếm lĩnh thị trường dịch vụ cần thiết VNPT Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON ITU chuẩn hóa, công nghệ ưu tiên lựa chọn cho triển khai mạng truy nhập nhiều nước giới GPON công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ mạng đầy đủ, tích hợp thoại, hình ảnh số liệu với băng thông lớn tốc độ cao Do GPON công nghệ truy nhập lựa chọn triển khai tương lai GPON giải pháp phù hợp hạ tầng mạng VNPT ngày 23/7/2008, VNPT có định số 2039/QĐ-VT v/v “Triển khai mạng truy nhập quang thụ động (GPON)” Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CUỐI KHOÁ CỦA SINH VIÊN KHÓA HỌC: 2013-2016 - Họ tên sinh viên: Võ Thị Ngọc Tuyết - Ngày tháng năm sinh: 26/12/1995 - Nơi sinh: Tây Hòa- Phú Yên - Lớp: CCVT06A Khóa: 2013–2016 Hệ đào tạo: Cao Đẳng - Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật điện tử, truyền thông - Thời gian thực tập tốt nghiệp: từ ngày: 21/03/2016 đến ngày: 22/04/2016 - Tại quan: VNPT Đà Nẵng - Nội dung thực tập: Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng Nhận xét chuyên môn: Nhận xét thái độ, tinh thần trách nhiệm, chấp hành nội quy, quy chế quan thực tập: Kết thực tập tốt nghiệp: (chấm theo thang điểm 10): …………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) Đà Nẵng, ngày …… tháng …… năm 20… CƠ QUAN TIẾP NHẬN SINH VIÊN THỰC TẬP (Ký tên, đóng dấu) Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH .6 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM ĐIỀU HÀNH THÔNG TIN VIỄN THÔNG ĐÀ NẴNG 1.CƠ QUAN THỰC TẬP .7 1.1 Chức nhiệm vụ .7 1.2 Tổ chức máy quản lý, sản xuất kinh doanh Trung tâm Điều hành Viễn Thông sau: .8 1.2.1 Ban giám đốc .8 1.2.2 Các phận chuyên môn, phụ trợ sản xuất: 1.2.3 Các phận trực tiếp sản xuất: 2.NỘI DUNG THỰC TẬP .8 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON) 10 2.1Giới thiệu mạng quang thụ động Passive Optical Network (PON) 10 2.2 Thành phần mạng quang thụ động PON 10 2.3 Mô hình PON 10 2.3.1APON/BPON 11 2.3.2GPON 11 2.3.3EPON 12 2.3.4WDM-PON .12 CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG 13 3.1 Giới thiệu chung .13 3.2 Tình hình chuẩn hóa GPON 13 3.3 Kiến trúc GPON 14 3.3.1 Kết cuối đường quang OLT 16 3.3.2 Khối mạng quang ONU 17 3.3.3 Mạng phân phối quang ODN 17 3.4 Thông số kỹ thuật 19 3.5 Kỹ thuật truy nhập phương thức ghép kênh 20 3.5.1 Kỹ Thuật truy nhập .20 3.5.2 Phương thức ghép kênh 21 3.6 Phương thức đóng gói liệu 22 3.7 Định cỡ phân định băng tần động: 22 3.7.1 Thủ tục định cỡ (Ranging): 22 3.7.2 Phương thức cấp phát băng thông: 25 3.8 Bảo mật mã hóa sửa lỗi 26 3.9 Khả cung cấp băng thông 27 3.10 Khả cung cấp dịch vụ 28 CHƯƠNG IV: TRIỂN KHAI G-PON TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG ĐÀ NẴNG 30 4.1 Mục đích xây dựng mạng G-PON 30 4.1.1 Định hướng chung: 30 4.1.2 Các hình thức cung cấp quang FTTx: 30 4.2 Xây dựng cấu trúc mạng G-PON Viễn Thông Đà Nẵng 31 4.3 Đề xuất dich vụ triển khai mạng G-PON Viễn Thông Đà Nẵng .32 Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 4.3.1 Dịch vụ IPTV 32 4.3.2 Dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao 32 4.3.3 Dịch vụ kết nối VPN 32 4.3.4 Dịch vụ kết nối mạng điểm - đa điểm 33 KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng DANH MỤC HÌNH Hình Mô hình mạng quang thụ động 10 Hình 2: Kiến trúc mạng GPON 15 Hình 3: Các khối chức OLT 16 Hình 4: Các khối chức ONU 17 Hình 5: Các ghép 8x8 tạo từ ghép 2x2 18 Hình 6: Cấu trúc mạng cáp quang thuê bao 18 Hình 7: TDMA GPON 21 Hình 8: GPON Ranging pha 23 Hình 9: GPON Ranging pha 24 Hình 10: Báo cáo phân bố băng thông GPON 26 Hình 11: Thủ tục cấp phát băng thông GPON 26 Hình 12: Cấu trúc mạng G-PON VNPT Đà Nẵng 31 Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM ĐIỀU HÀNH THÔNG TIN VIỄN THÔNG ĐÀ NẴNG CƠ QUAN THỰC TẬP Tên đơn vị: Trung Tâm Điều Hành Thông Tin Viễn Thông Đà Nẵng Địa chỉ: 40 Lê Lợi-TP Đà Nẵng Số điện thoại: 0511-3817774 Trung tâm Điều hành thông tin thành lập theo định số 35/QĐ-VNPTTCCB ngày 13/1/2015 Tổng giám đốc Tập đoàn VNPT Trung tâm ĐHTT- đơn vị kinh tế trực thuộc VNPT Đà nẵng, có chức hoạt động sản xuất kinh doanh phục vụ chuyên nghành viễn thông- công nghệ thông tin 1.1 Chức nhiệm vụ - Tổ chức xây dựng, lắp đặt, quản lý, vận hành, khai thác bảo dưỡng, sửa chữa sở hạ tầng kỹ thuật viễn thông ( thiết bị mạng lõi, mạng truyền dẫn, bang rộng, tổng đài HOST, hệ thống BTS, ) địa bàn thành phố Đà Nẵng; - Quản lý điều hành chất lượng mạng, Quản lý điều hành chất lượng cung cấp, sửa chữa dịch vụ viễn thông - công nghệ thông tin địa bàn Đà Nẵng; - Thực lắp đặt, bảo dưỡng, ứng cử xử lý cố thiết bị vi ba, quang, chuyển mạch, bang rộng, nguồn điện toàn mạng viễn thông – công nghệ thông tin Viễn Thông Đà Nẵng; - Khảo sát, tư vấn, thiết kế, giám dát, lắp đặt, thi công, bảo dưỡng, xây dựng hệ thống, công trình viễn thông, công nghệ thông tin truyền thông; - Kinh doanh nghành nghề khác phạm vi Viễn Thông Đà Nẵng cho phép phù hợp với quy định pháp luật Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 1.2 Tổ chức máy quản lý, sản xuất kinh doanh Trung tâm Điều hành Viễn Thông sau: 1.2.1 Ban giám đốc Giám đốc: Ông: Trương Quang Tâm ĐT: 05113.891254 Mail: Tamtq.dng@vnpt.vn Phó giám đốc:* - Ông: Trần Quang Phước ĐT: 05113.833456 Mail: phuoctq.dng@vnpt.vn - Ông: Trần Huy Mậu ĐT: 05113.823112 Mail: mautq.dng@vnpt.vn 1.2.2 Các phận chuyên môn, phụ trợ sản xuất: - Phòng Tổng hợp - Phòng Kỹ thuật nghiệp vụ 1.2.3 Các phận trực tiếp sản xuất: - Đài OMC - Đội bảo dưỡng lắp đặt NỘI DUNG THỰC TẬP Nội dung công việc phân công • Tìm hiểu tổng quan mạng viễn thông nói chung mạng viễn thông địa phương nói riêng • Tìm hiểu thiết bị hệ thống • Tìm hiểu cách thức hoạt động hệ thống, cách vận hành, bảo dưỡng, khắc phục, xử lý…của thiết bị • Tham gia số buổi lắp đặt, sữa chữa thực tế Phương pháp thực • Tham khảo, nghiên cứu tài liệu cung cấp Nghiên cứu sơ lược thiết bị tiếp xúc • Quan sát thực tế phòng làm việc, sở thực tế cách thức làm việc anh chị kỹ thuật viên Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng • Thực hành số công việc đơn giản, vừa làm vừa học củng cố kiến thức Kết đạt qua đợt thực tập - Những nội dung kiến thức lý thuyết củng cố • Lý thuyết tổng quan hệ thống Viễn Thông • Sự hoạt động thiết bị hệ thống Viễn Thông như: tổng đài, trạm BTS, thiết bị truyền dẫn, số thiết bị mạng Internet… - Những kỹ thực hành học hỏi được: • Phát cảnh báo hệ thống (mạng điện thoại cố định Internet) • Đấu nối cáp thuê bao • Hiểu sơ lược nguyên lý lắp đặt thiết bị băng rộng DSLAM (Internet) - Những kinh nghiệm thực tiễn tích luỹ được: • Vừa nghiên cứu lý thuyết áp dụng thực tiễn Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 10 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (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 2.1 Giới thiệu mạng quang thụ động Passive Optical Network (PON) Mạng quang thụ động PON 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), Passive Optical Splitter chia quang thụ động 2.2 Thành phần mạng quang thụ động PON Sợi quang cáp quang Bộ tách / ghép quang Đầu cuối đường quang OLT (Optical Line Terminal) Đơn vị mạng quang ONU (Optical Network Unit) Mạng phân phối quang ODN (Optical Distribute Network) Bộ chia (Splitter) 2.3 Mô hình PON Hình Mô hình mạng quang thụ động Các hệ thống PON triển khai Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 22 tăng quỹ công suất mạng Việc sử dụng hai sợi quang làm cho việc thiết kế mạng mềm dẻo làm tăng độ khả dụng mở rộng mạng cách sử dụng ghép kênh theo bước sóng hai sợi Khả mở rộng cho phép phát triển dịch vụ tương lai Hệ thống sử dụng bước sóng, phát thu cho hai hướng phí cho phần tử quang-điện giảm Nhược điểm phương thức cần gấp đôi số lượng sợi, mối hàn connector GPON hình số lượng ghép quang cần gấp đôi 3.6 Phương thức đóng gói liệu GPON định nghĩa hai phương thức đóng gói ATM GEM (GPON Encapsulation Method) Các ONU OLT hỗ trợ T-CONT ATM GEM Phương thức đóng gói liệu GPON (GPON Encapsulation Method – GEM) sử dụng để đóng gói liệu qua mạng GPON GEM cung cấp khả thông tin kết nối định hướng tương tự ATM GPON cho phép hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khách hàng khác Khách hàng ATM xếp suốt vào khung GEM hai hướng Khách hàng TDM xếp vào khung GEM sử dụng thủ tục đóng gói GEM Các gói liệu bao gồm khung Ethernet xếp sử dụng thủ tục đóng gói GEM GEM hỗ trợ việc phân mảnh chia nhỏ khung lớn thành phân mảnh nhỏ ghép lại đầu thu nhằm giảm trễ cho lưu lượng thời gian thực Lưu lượng liệu bao gồm khung Ethernet, gói tin IP, IPTV, VoIP loại khác giúp cho truyền dẫn khung GEM hiệu đơn giản GPON sử dụng GEM mang lại hiệu cao truyền dẫn tải tin IP nhờ sử dụng tới 95% băng thông cho phép kênh truyền dẫn 3.7 Định cỡ phân định băng tần động: 3.7.1 Thủ tục định cỡ (Ranging): Để ONU vận hành mạng PON phải ranging (xác định cự ly ONU OLT) Cự ly ranging tối đa mạng PON quy định 20km Khoảng cách từ OLT tới ONU khác với ONU trễ RTD (Round Trip Delay) từ ONU tới OLT khác Trừ phi trễ RTD xác định xác định thời truyền dẫn thực hiện.Vì có Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 23 ONU kết nối với mạng trước hết cần đo RTD Bằng lệnh hệ thống vận hành, OLT tự động tạo sổ ranging phù hợp để đo trễ xác định ONU để truyền tín hiệu cho phép đo trễ Chiều dài cửa sổ ranging thiết lập tùy theo khoảng cách OLT ONU Có hai cách xác định ONU cho trình ranging Một phương pháp xác định ONU đăng ký phương pháp khác xác định tất ONU chưa đăng ký Trong phương pháp thứ nhất, ONU với số ID riêng dược xác định hệ thống vận hành Trong phương pháp thứ hai OLT số ID riêng ONU, có vài ONU truyền tín hiệu cho trình đo trễ diễn liên tục Một biện pháp giảm xung đột trình ranging truyền tín hiệu cho trình đo trễ với khoảng thời gian chờ ngẫu nhiên, gần giống phương pháp sử dụng Ethernet (CSMA/CD) Thậm chí có xảy xung đột bước đầu tiến hành đo trễ cách lặp lại trình truyền dẫn hai hay ba lần Vì liệu thuê bao không truyền trước trình ranging kết thúc nên không làm tăng trễ truyền dẫn liệu Ngoài thời gian chờ ngẫu nhiên sử dụng để chống xung đột không bao gồm phép đo trễ RTD Thủ tục ranging GPON chia thành pha Ở pha thứ đăng ký số sêri cho ONU chưa đăng ký cấp phát ONU-ID cho ONU thực Số sêri ID xác định ONU phải nhất, đồng thời ONU-ID sử dụng để điều khiển, theo dõi kiểm tra ONU Hình 8: GPON Ranging pha Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 24 Các bước pha thứ nhất: OLT xác định tất ONU hoạt động dừng trình truyền dẫn (các ONU ngừng truyền dẫn – (1) ONU halt) OLT xác định ONU ONU-ID để yêu cầu truyền số sêri (bản tin yêu cầu số sêri – (2) serial_number request) Sau nhận yêu cầu truyền số sêri, ONU ONU-ID truyền số sêri (quá trình truyền số sêri – (3) SN transmission) sau chờ khoảng thời gian ngẫu nhiên (tối đa 50ms) OLT định ONU-ID tới ONU chưa đăng ký mà OLT nhận số sêri (bản tin định ONU-ID – (4) assign ONU-ID) Trong pha RTD đo cho ONU ñăng ký Thêm vào pha áp dụng cho ONU bị tín hiệu trình thông tin Hình 9: GPON Ranging pha Các bước pha thứ hai bao gồm: OLT xác định tất ONU ñang thông tin dừng trình truyền dẫn luồng lên (các ONU ngừng truyền dẫn – (5) ONU halt) Sử dụng số sêri, OLT xác định ONU định ONU truyền tín hiệu cho trình đo trễ (bản tin yêu cầu ranging – (6) ranging request) ONU có số sêri trùng với số sêri OLT xác định truyền tín hiệu cho trình đo trễ (quá trình truyền ranging – (7) ranging transmission), bao gồm ONU-ID định pha Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 25 OLT đo RTD phụ thuộc vào thời gian mà tín hiệu sử dụng cho phép đo trễ thu Hơn nữa, sau xác nhận kết hợp số sêri ONUID đúng, OLT thông báo trễ cân (Equalization Delay = Teqd – RTD) tới ONU (bản tin thời gian ranging – (8) Ranging_time message) Trong Tepd số giá trị RTD lớn xác định mạng PON Ví dụ với khoảng cách tối ña 20km Teqd = 200ms ONU lưu giá trị trễ cân tạo trễ định thời cho chuỗi liệu truyền dẫn luồng lên với giá trị 3.7.2 Phương thức cấp phát băng thông: Tại hướng lên băng thông sử dụng ONU không phụ thuộc vào bối cảnh lưu lượng ONU có liên quan mà đồng thời liên quan đến lưu lượng ONU khác mạng Vì sử dụng môi trường chia sẻ băng thông nên lưu lượng truyền ONU có khả bị xung đột trình truyền lại làm giảm hiệu suất Do hướng lên GPON sử dụng phương thức cấp phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwidth Assignment) Các khung truyền dẫn hướng lên chia thành loại I → V– TCONT (Transmission Container) sử dụng để quản lý việc cấp phát băng thông hướng lên Dịch vụ loại I – TCONT sở cấp phát băng thông cố định dịch vụ yêu cầu băng thông cố định, không phục vụ DBA Loại II – TCONT cho dịch vụ có tốc độ bit thay đổi với yêu cầu trễ jitter truyền hình VoIP Loại III – TCONT cho dịch vụ đảm bảo trễ Loại IV – TCONT cho lưu lượng best-effort Loại V – TCONT kết hợp hai hay nhiều loại x – TCONT Báo cáo mẫu lưu lượng gửi tới OLT ONU bao gồm mẫu loại TCONT chờ cấp phát từ phía OLT OLT dựa vào loại TCONT để định cấp phát băng thông hướng lên cho ONU Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 26 Hình 10: Báo cáo phân bố băng thông GPON Thủ tục cấp phát nói chung gồm bước sau: ONU lưu liệu thuê bao cho lưu lượng hướng lên vào đệm Khối liệu chứa đệm báo tới OLT yêu cầu thời điểm quy định OLT OLT xác định thời gian bắt đầu truyền dẫn khoảng thời gian truyền cho phép (1/4 cửa sổ truyền dẫn) tới ONU cấp phép ONU nhận cấp phép truyền khối liệu xác định Hình 11: Thủ tục cấp phát băng thông GPON 3.8 Bảo mật mã hóa sửa lỗi Bảo mật: Do mạng GPON mạng điểm – đa điểm nên liệu hướng xuống có Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 27 thể nhận tất ONU Công nghệ GPON sử dụng bảo mật hướng xuống với chuẩn mật mã tiên tiến AES (Advanced Encrytion Standard) Dữ liệu thuê bao khung luồng xuống bảo vệ thông qua lược đồ mật mã hóa AES phần tải lưu lượng khung mã hoá Với hướng lên xem liên kết điểm – điểm không sử dụng mã hóa bảo mật Sửa lỗi tiến FEC (Forward Error Correction): Công nghệ GPON sử dụng phương pháp sửa lỗi tiến FEC FEC mang lại kết tăng quỹ đường truyền lên 3÷4dB (độ lợi mã hóa) cho phép tăng tốc độ bit khoảng cách OLT ONU hỗ trợ tỉ số chia lớn mạng FEC tùy chọn sử dụng hướng lên hướng xuống, dùng mã Reed Solomon thường RS (255,239) 3.9 Khả cung cấp băng thông a Hướng xuống: Yêu cầu băng thông dịch vụ bản: Băng thông yêu cầu kênh HDTV = 18 Mbit/s Băng thông yêu cầu kênh SDTV = Mbit/s Truy cập Internet tốc độ cao = 100 Mbit/s thuê bao với tỷ lệ dùng chung 20:1 Voice IP tốc độ 100 Kbit/s Trong tốc độ hướng xuống GPON= 2,488 Mbit/s × hiệu suất 92% = 2289 Mbit/s Trong ứng dụng nhiều nhóm người sử dụng (MDU: multiple- dwelling-unit), với tỷ lệ chia 1:32, GPON cung cấp dịch vụ bao gồm truy cập Internet tốc độ cao Voice đến 32 ONU, ONU cung cấp cho thuê bao b Hướng lên: ITU G 984 GPON có khả hỗ trợ tất yêu cầu hệ thống mạng mà cung cấp chế QoS riêng cho lớp PON vượt phương thức Ethernet lớp phân loại dịch vụ (Class of Service - CoS) IP lớp để đảm bảo việc phân phát thông tin voice, video TDM chất lượng cao thông qua môi trường chia sẻ TDMA Tuy nhiên, chế CoS lớp lớp đạt mức tối đa QoS lớp truyền tải Nếu lớp truyền tải có độ trễ dung sai lớn việc phân chia mức ưu tiên dịch vụ không ý nghĩa Đối với TDMA PON, dung lượng cung cấp QoS hướng lên bị hạn chế tất ONU PON sử dụng hết băng thông hướng lên ưu tiên TDMA Hướng lên GPON có thông Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 28 lượng đến 1,25 Gbits/s GPON sử dụng băng thông băng để cấp phát đồ với khái niệm khối lưu lượng (T-CONT) cho hướng lên Khung thời gian hướng lên hướng xuống sử dụng khung tiêu chuẩn viễn thông kHz (125 µ s), dịch vụ đóng gói vào khung theo nguyên thông qua trình mô hình đóng gói GPON (GEM) Giống SONET/SDH, GPON cung cấp khả chuyển mạch bảo vệ với thời gian nhỏ 50ms Điều làm cho GPON có trễ thấp tất lưu lượng hướng lên TDMA từ ONU ghép vào khung KHz Mỗi khung hướng xuống bao gồm đồ cấp phát băng thông hiệu gửi quảng bá đến tất ONU hỗ trợ tính tinh chỉnh cấp phát băng thông Cơ chế băng cho phép GPON DBA hỗ trợ việc ñiều chỉnh cấp phát băng thông nhiều lần mà không cần phải xếp lại để tối ưu hóa tận dụng băng thông c Băng thông hữu ích: Công nghệ GPON hỗ trợ tốc độ lên tới 1,25 Gbit/s 2,5 Gbit/s hướng xuống, hướng lên, hỗ trợ nhiều mức tốc độ khoảng từ 155 Mbit/s đến 2,5 Gbit/s Hiệu suất sử dụng băng thông đạt 90% 3.10 Khả cung cấp dịch vụ a Đặc điểm dịch vụ: GPON triển khai để đáp ứng tỉ lệ dung lượng dịch vụ/chi phí so sánh với mạng cáp đồng/DSL mạng HFC có dung lượng nhỏ mạng SDH/SONET giải pháp quang Ethernet điểm – điểm có chi phí cao Vì phù hợp với hộ gia đình, doanh nghiệp vừa nhỏ, phủ 1uan công sở Các dịch vụ ba dành cho hộ gia đình: GPON phát triển để mang đến dịch vụ hệ IPTV, truyền hình theo yêu cầu, game trực tuyến, Internet tốc độ cực cao VoIP với chi phí hiệu quả, băng thông lớn chất lượng đảm bảo cho thuê bao hộ gia đình IP quảng bá qua cấu hình điểm – đa điểm cho phép luồng video truyền tới nhiều thuê bao cách đồng thời Khả cấp phát băng thông động phục vụ tải cho phép nhà cung cấp dịch vụ tối ưu hóa băng thông quang, tạo nhiều lợi nhuận Băng thông lớn dịch vụ lĩnh hoạt GPON giúp cho GPON trở hành lựa chọn hoàn hảo cho việc cung cấp dịch vụ tới nhiều hộ thuê bao MDU (Multiple Dwelling Units) Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 29 tòa nhà, khách sạn, chung cư GPON ONU phục vụ DSLAM VDSL2 Với doanh nghiệp vừa nhỏ: GPON lựa chọn hoàn hảo cho doanh nghiệp vừa nhỏ có yêu cầu thoại, truy nhập Internet, VPN dịch vụ T1/E1 với chi phí hợp lý GPON có băng thông đủ lớn có tính QOS cho phép dịch vụ lớp doanh nghiệp cung cấp sở hạ tầng dịch vụ hộ gia đình nhằm loại trừ yêu cầu xây dựng sở hạ tầng Với Chính phủ, Giáo dục Y tế: Thị trường quan phủ yêu cầu dịch vụ liệu thoại có chất lượng cao băng thông lớn với chi phí thấp Khả GPON cho phép phục vụ hiệu số lượng lớn thuê bao khu vực trung tâm văn phòng phủ, trường học, bệnh viện khu vui chơi giải trí, khu công nghiệp Chính quyền số quốc gia thiết lập mạng GPON để cung cấp dịch vụ thoại liệu tốc độ cao cho lực lượng cảnh sát, văn phòng phủ, tòa án lực lượng cứu hỏa, đặc nhiệm để nâng cao chất lượng phục vụ cộng đồng GPON cách tốt để mang đến trường học Internet tốc độ cao dịch vụ băng rộng khác b Khoảng cách OLT – ONU: Giới hạn cự ly công nghệ GPON quy định khoảng 20 km cung cấp tỉ lệ chia lên tới 1:128 (hiện thường sử dụng tỉ lệ 1:32) c Các ứng dụng mạng: GPON dược ứng dụng chủ yếu mạng sau: GPON ứng dụng mạng truy nhập quang FTTx để cung cấp dịch vụ IPTV, VoD, RF Video (chồng lấn), Internet tốc độ cao, VoIP, Voice TDM với tốc độ liệu/ thuê bao đạt 1000Mbps, hỗ trợ QOS đầy đủ Giải trí - CATV, HDTV, PPV, PDVR, IPTV – Hệ thống đường lên Video hoàn thiện cho modem DOCSIS dịch vụ Video tương tác, truyền hình vệ tinh; tất dịch vụ 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 địa điểm công cộng, đường băng thông lớn (BPLL) 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 giám sát, backup liệu, SAN Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 30 CHƯƠNG IV: TRIỂN KHAI G-PON TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG ĐÀ NẴNG 4.1 Mục đích xây dựng mạng G-PON 4.1.1 Định hướng chung: - Xây dựng mạng truy nhập quang (FTTx), chuẩn bị tốt hạ tầng để sẵn sàng cung cấp dịch vụ băng rộng, dịch vụ tốc độ cao - Mục tiêu cung cấp truy nhập tốc độ cao độ ổn định cao cho khách hàng sử dụng kết nối FE/GE VDSL - Trong giai đoạn đầu tập trung triển khai cung cấp kết nối quang đến building (FTTB) tủ thiết bị đặt đường (FTTC) khách hàng có yêu cầu cụ thể - Dung lượng mạng truy nhập quang xây dựng để đáp ứng nhu cầu dịch vụ băng rộng khách hàng trực tiếp qua sợi quang dùng để giảm bớt khoảng cách cáp đồng thuê bao sử dụng kết nối VDSL 4.1.2 Các hình thức cung cấp quang FTTx: - FTTH (Fiber to the Home): cáp quang đến nhà thuê bao Kéo cáp quang trực tiếp đến nhà thuê bao - FTTB (Fiber to the Building): cáp quang đến nhà Kéo cáp quang đến nhà, nhà dùng cáp đồng, cáp đồng trục cáp quang - FTTC (Fiber to the Curb): cáp quang đến vỉa hè Kéo cáp quang đến khu vực hay cụm thuê bao kết cuối vị trí thích hợp (thông thường lề đường) để từ phục vụ cho cụm hay khu vực thuê bao (bán kính cáp đồng tính từ tủ thiết bị tới khách hàng từ 500m đến tối đa 1000m) Kết nối từ điểm tới khách hàng cáp đồng cáp quang trường hợp chất lượng cáp đồng không đáp ứng theo yêu cầu khách hàng Trên thực tế gồm loại kết nối sử dụng sợi quang sau: - Kết nối tới nhà thuê bao (FTTH): Xác định cụ thể danh sách khác hàng có nhu cầu Khách hàng chủ yếu văn phòng, chi nhánh doanh nghiệp lớn, dân cư có thu nhập cao Khách hàng chủ yếu tập trung đô thị đặc biệt, đô thị loại I đô thị loại II - Kết nối tới nhà (FTTB): chủ yếu khu nhà văn phòng, khu công Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 31 nghiệp, khu chế xuất, Bộ, Ban ngành, ngân hàng Dự báo khách hàng khu Building - KCN dự khảo sát cụ thể - Kết nối tới tủ thiết bị đặt đường (FTTC): Chủ yếu cung cấp kết nối VDSL cho thuê bao Dự báo khách hàng dựa số lượng thuê bao sử dụng băng thông >=4Mbp trở lên thuê bao có doanh thu >=450.000/tháng số khách hàng tiềm - Kết nối E1 tới trạm viễn thông TDM, ví dụ kết nối BTS, BSC MSC 4.2 Xây dựng cấu trúc mạng G-PON Viễn Thông Đà Nẵng Hình 12: Cấu trúc mạng G-PON VNPT Đà Nẵng Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 32 4.3 Đề xuất dich vụ triển khai mạng G-PON Viễn Thông Đà Nẵng 4.3.1 Dịch vụ IPTV 4.3.2 Dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao 4.3.3 Dịch vụ kết nối VPN Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 33 4.3.4 Dịch vụ kết nối mạng điểm - đa điểm Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 34 KIẾN NGHỊ VÀ KẾT LUẬN Mạng truy nhập quang xem sở hạ tầng tốt cho dịch vụ băng rộng Việc nghiên cứu hình thái mạng truy nhập quang nhận quan tâm đặc biệt Mục tiêu hướng tới mềm dẻo, giảm giá thành nâng cao hiệu sử dụng băng tần sợi quang Mạng truy nhập quang thụ động GPON giải pháp hợp lý cho ba mục tiêu trên; thứ thay đổi cấu hình xây lắp tuyến cáp quang, cần đặt chia điểm tập trung cáp; thứ hai, giảm chi phí nhờ chia sẻ môi trường truyền dẫn người sử dụng; thứ ba phù hợp với loại hình chuyển giao thông tin nhờ băng tần rộng sợi quang Với phương thức chuyển giao thông tin mềm dẻo linh hoạt hiệu dụng băng tần sợi quang tăng đáng kể, yếu tố làm giảm chi phí Công nghệ GPON đời nhằm mục đích kết hợp điểm mạnh truyền tải TDM kết hợp với sở hạ tầng mạng cáp sợi quang chi phí thấp, kết nối điểm-đa điểm, hỗ trợ dịch vụ TDM Ethernet Đây công nghệ hứa hẹn giải vấn đề tắt nghẽn băng thông, cho phép xây dựng mạng truy nhập nội hạt mạng số hoá, băng rộng có tính tương tác cao Sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA kết hợp với phương thức định cỡ phân định băng tần động điểm bật công nghệ GPON giúp giải vấn đề băng thông, tắc nghẽn truyền tải tốc độ cao GPON sử dụng phương thức đóng gói liệu GEM hỗ trợ cho gói liệu TDM Ethernet Các kỹ thuật cho phép GPON hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác với tốc độ truy nhập chất lượng cao Hiện nay, tiêu chuẩn GPON ñược ITU chuẩn hóa, giải pháp công nghệ thích hợp cho khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu thương mại, chung cư cao cấp, ngân hàng, v.v GPON hoàn toàn phù hợp với yêu cầu thực tế thị trường Việt Nam giai đoạn phát triển mạnh mẽ khu vực kinh tế kể VNPT nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu Việt Nam, VNPT người đầu việc triển khai dịch vụ tiện ích việc đón đầu công nghệ mới, đại Hiện nay, VNPT gấp rút triển khai nâng cấp toàn mạng lên mạng NGN nhằm cung cấp đầy đủ dịch vụ cho khách hàng tảng mạng Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 35 thống Xây dựng mạng truy nhập quang FTTx phần quan trọng kế hoạch đó, công nghệ GPON lựa chọn hàng đầu Với định hướng VNPT, Viễn thông Đà Nẵng thực lựa trọn giải pháp cung cấp dịch vụ, xây dựng cấu trúc mạng GPON sở hệ thống mạng băng rộng tại, dựa việc phân tích, dự báo nhu cầu sử dụng dịch vụ khách hàng địa bàn TP Đà Nẵng Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công văn số 640/CV-VT ngày 5/3/2009 VNPT v/v Hướng dẫn triển khai xây dựng cấu trúc mạng truy nhập kết nối quang tới thuê bao (FTTx GPON) [2] Đề tài “Nghiên cứu giải pháp công nghệ quang thụ động Gigabit phù hợp với yêu cầu mạng VNPT” tác giả Hoàng Văn Bình [3] www.itu.int [4] www.alcatel-lucent.com Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết ... Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 10 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON) PON từ viết tắt Passive Optical Network hay gọi mạng quang thụ động Công nghệ mạng quang thụ. .. nghệ mạng truy nhập quang PON Khoa Công Nghệ Điện Tử- Viễn Thông – Lớp: CCVT06A Võ Thị Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 13 CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG G-PON. .. Ngọc Tuyết Tìm hiểu mạng quang thụ động G-PON VNPT Đà Nẵng 30 CHƯƠNG IV: TRIỂN KHAI G-PON TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG ĐÀ NẴNG 4.1 Mục đích xây dựng mạng G-PON 4.1.1 Định hướng chung: - Xây dựng mạng truy