Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)

Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)Triển khai công nghệ Gpon trong mạng Lao telecom tại thủ đô Viêng Chăn (tt)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - SOMSACK SOUPHACKDY TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ GPON TRONG MẠNG LAO TELECOM TẠI THỦ ĐÔ VIÊNG CHĂN CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2017 Luận văn đƣợc hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐỨC NHÂN Phản biện 1: ………………………… Phản biện 2: …………………………………………… Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bƣu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thƣ viện Học viện Công nghệ Bƣu Viễn thông MỞ ĐẦU Ngày nay, mạng internet ngày trở thành phần thiếu sống đại Với nhu cầu sử dụng dịch vụ mạng internet ngày lớn đa dạng, đòi hỏi công nghệ internet ngày phát triển, tốc độ cần phải nâng cao để đáp ứng điều Cuối năm 2014 Viễn thông thủ đô Viêng chăn tỉnh đƣợc tập đoàn bƣu Viễn thông Lào cho đầu tƣ hệ thống cáp quang truy nhập sử dụng công nghệ GPON, thay cho mạng internet công nghệ xDSL mạng FTTx AON Viễn thông thủ đô Viêng chăn giao cho đơn vị trực thuộc lập kế hoạch đến hết năm 2017 đầu tƣ hệ thống mạng truy nhập quang GPON địa bàn toàn Tỉnh, đáp ứng nhu cầu phát triển mạng truy nhập băng rộng cho hầu hết khu vực toàn địa bàn Từ vấn đề trên, em lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Triển khai công nghệ GPON mạng Lao Telecom thủ đô Viêng chăn” nhằm đáp ứng số yêu cầu đƣợc nêu Đề tài nghiên cứu triển khai đầu tƣ hệ thống mạng cáp quang dựa công nghệ GPON với quy mô toàn địa bàn thủ đô Viêng chăn giai đoạn đến 2017 nhằm đảm bảo có hệ thống mạng truy nhập quang tốt nhất, vấn đề kiểm tra hiệu mô sử dụng trình triển khai đƣợc xem xét Bên cạnh đó, phát triển nhu cầu sử dụng mạng giai đoạn sau 2017 cần đƣợc ƣớc tính xem xét giải pháp công nghệ PON đáp ứng đƣợc yêu cầu đặt giai đoạn địa bàn huyện, thị xã đơn vị Trung tâm thủ đô Viêng chăn quản lý Luận văn “Triển khai công nghệGPON mạng Lao Telecom thủ đô Viêng chăn” Bài luận văn gồm chƣơng với nội dung chủ yếu nhƣ sau: CHƢƠNG 1: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG (PON) CHƢƠNG 2: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG GPON VÀ THẾ HỆ KẾ TIẾP CHƢƠNG 3: TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ GPON TRONG MẠNG LAOTELECOM TẠI THỦ ĐÔ VIÊNG CHĂN CHƢƠNG 1: MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG (PON) 1.1 Khái niệm mạng truy nhập chung Mạng truy nhập phần mạng SNI UNI, có nhiệm vụ truyền tải tín hiệu đến thuê bao Mô hình tham chiếu vật lý mạng truy nhập đƣợc mô tả qua hình sau: SW SW DP FP SW SW Sub CPE RSU SNI Dây phân phổi Dây thuê bao Dây Mạng truy nhập Hình 1.1 Mô hình tham chiếu mạng truy nhập 1.2 Phân loại mạng truy nhập 1.2.1 Truy nhập băng rộng 1.3 Mạng truy nhập cáp quang PON 1.3.1 Khái niệm mạng truy nhập quang PON PON, viết tắt tên tiếng Anh - Passive Optical Network, nghĩa "mạng quang thụ động", hình thức truy nhập mạng cáp quang, kiểu mạng kết nối Điểm - Đa điểm (P2M) 1.3.2 Kiến trúc mạng PON Thoại, liệu, video Thoại, liệu, video Thoại, liệu, video ONU Hệ thống quản lý NMS EMS Mạng quang ONU ONU Splitter Cấp Mạng ODN Sợi phân bố ONU Splitter Cấp Mạng Vô tuyến Mạng IP Thoại, liệu, video ONU Mạng ATM Hệ thống OLT Central Office ONU Thoại, liệu, video Thoại, liệu, video Building Building Hình 1.5 Mô hình mạng cáp quang thụ động PON 1.3.3 Các thành phần mạng phân phối quang (ODN) 1.3.4.Các hệ mạng PON a APON/BPON b GPON c EPON d NG-PON 1.4 Kết luận chƣơng PON mạng truy nhập có nhiều ƣu điểm để triển khai dịch vụ băng rộng (thoại, liệu, vidio) khối kết cuối đƣờng dây xa (ONUs) kết cuối mạng (OLT) Không nhƣ mạng quang tích cực AON, chẳng hạn nhƣ mạng SONET/SDH, cần chuyển đổi quang điện nút, mạng quang thụ động PON sử dụng ghép chia quang thụ động để phân bổ lƣu lƣợng quang Một mạng PON tập trung lƣu lƣợng từ 128 ONU tƣơng lai 256 ONU đến OLT đƣợc đặt tổng dài nội hạt (CO) theo kiến trúc hình cây, bus, vòng ring chống lỗi Với việc đƣa giải pháp với giá thành hạ, băng tần cao, có khả chống lỗi, công nghệ PON giải pháp tốt cho mạng hệ sau, nhƣ cho mạng truy nhập băng rộng Mạng PON hệ XG PON, NG PON2 sử dụng công nghệ TWDM PON CHƢƠNG 2: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG GPON VÀ THẾ HỆ KẾ TIẾP 2.1 Khái niệm GPON Mạng GPON có dung lƣợng mức gigabit cho phép cung cấp ứng dụng vidio, truy nhập internet tốc độ cao, multimedia, dịch vụ băng thông rộng Cùng với dung lƣợng mạng gia tăng, tiêu chuẩn đƣa khả xử lý IP Ethernet hiệu 2.2 Các tiêu chuẩn ITU – T GPON GPON đƣợc ITU-T chuẩn hóa theo chuẩn G.984 năm 2003, mở rộng từ chuẩn BPON G.983 - ITU-T G.984.1 ( 03/2003) “G-PON: General characteristics”: Cung cấp giao diện mạng ngƣời dùng (UNI), giao diện nút dịch vụ (SNI) số dịch vụ - ITU-T G.984.2 (03/2003) “G-PON: PMD layer specification”: Chỉ yêu cầu cho lớp vật lý chi tiết kỹ thuật cho lớp PMD Nó bao gồm hệ thống có tốc độ hƣớng xuống 1244-160Mbit/s, 2488-320Mbit/s hƣớng lên155-520Mbit/s, 622-080 Mbit/s, 1244-160Mbit/s, 2488-320Mbit/s - ITU-T G.984.2 Adm (02/2006): Thêm phụ lục cho ITU-T G.984.2, xác minh khả châp nhận giá thành sản xuất công nghiệp hệ thống G- PON2, 488/1-244Gbit/s - ITU-T G.984.3 (02/2004) “G-PON: TC layer specification”: Mô tả lớp hội tụ truyền dẫn (Transmission convergence - TC) cho mạng G-PON bao gồm định dạng khung, phƣơng thức điều khiển truy nhập môi trƣờng, phƣơng thức ranging, chức OAM bảo mật - ITU-T G.984.3 Adml (07/2005): Cải tiến tiêu kỹ thuật lớp TC, sửa đổi hiệu chỉnh 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 định dạng tín hiệu hƣớng xuống - ITU-T G.984.3 Adm3 (12/2006): Sáng tỏ cô đọng nội dung ITU-T G.984.3 - ITU-T G.984.4 (06/2004) “G-PON: ONT management and control interface specification”: cung cấp tiêu kỹ thuật giao diện điều khiển (OMCI) quản lý ONT hệ thống GPON - ITU-T G.984.4 Adm1 (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 nghĩa cho phần G-OMCI, mô tả mức cảnh báo, giới hạn tốc độ cổng Ethernet, OMCI cho OMCI, vận chuyển lƣu lƣợng pseudowire - ITU-T G.984.5 (09/2007): “G-PON: Enhancement band” đƣa dải bƣớc sóng dành cho tín hiệu dịch vụ áp dụng cho WDM mạng G-PON - ITU-T G.984.6 (03/2008): “G-PON : Reach Extension”, bổ sung thêm nghiên cứu bƣớc sóng quang tốc độ chia tách - ITU-T G.984.7 (07/2010): “Long reach”, đƣa yêu cầu lớp PMD lớp hội tụ truyền dẫn hệ thống G-PON có cự ly truyền dẫn từ 20km đến 40km 2.3 Kiến trúc chung hệ thống GPON Hình 2.1 Kiến trúc chung hệ thống GPON 2.3.1 Các mô hình mạng truy nhập cáp quang GPON Căn vào độ vƣơn xa cáp quang từ OLT tới ONT/ONU mà chia thành mô hình triển khai FTTx điển hình: FTTH, FTTB/FTTO, FTTC, FTTM Hình 2.2 Các mô hình triển khai FTTx sử dụng GPON 2.4 Thông số kỹ thuật mạng GPON 2.4.1 Tốc độ truyền dẫn 0.15552 Gbit/s đƣờng lên, 1.24416 Gbit/s đƣờng xuống 0.62208 Gbit/s đƣờng lên, 1.24416 Gbit/s đƣờng xuống 1.24416 Gbit/s đƣờng lên, 1.24416 Gbit/s đƣờng xuống 0.15552 Gbit/s đƣờng lên, 2.48832 Gbit/s đƣờng xuống 0.62208 Gbit/s đƣờng lên, 2.48832 Gbit/s đƣờng xuống 1.24416 Gbit/s đƣờng lên, 2.48832 Gbit/s đƣờng xuống 2.48832 Gbit/s đƣờng lên, 2.48832 Gbit/s đƣờng xuống 2.4.2 Các thông số kỹ thuật khác - Bƣớc sóng hoạt động - Khoảng cách logic - Khoảng cách vật lý - Khoảng cách sợi quang chênh lệch - Tỉ lệ chia splitter 2.5 Đóng gói liệu nguyên tắc hoạt động mạng GPON 2.5.1 Kỹ thuật truy nhập Kỹ thuật truy nhập đƣợc sử dụng phổ biến hệ thống GPON đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) đƣờng lên ghép kênh theo thời gian (TDM) đƣờng xuống TDMA kỹ thuật phân chia băng tần truyền dẫn thành khe thời gian Hình 2.3 Đƣờng lên TDMA GPON Hình 2.4 Đƣờng xuống TDM GPON 2.5.2 Phƣơng thức ghép kênh 2.5.3 Phƣơng thức đóng gói liệu GPON GPON sử dụng lớp truyền dẫn hội tụ GTC (GPON Transmission Convergence) Khung GTC đóng gói trực tiếp gói liệu thông qua phƣơng pháp đóng gói GEM (GPON Encapsulation Method ) Phần tải trọng khung GTC chứa ATM GEM Hình 2.5 Kiến trúc ghép kênh GPON 2.6 Các hoạt động mạng GPON 2.6.1 Thủ tục định cỡ (Ranging) 2.6.2 Phƣơng thức cấp băng thông DBA GPON Các khung truyền dẫn hƣớng lên đƣợc chia thành loại sử dụng để quản lý việc cấp phát băng thông hƣớng lên.Dịch vụ loại TCON sở đƣợc cấp phát băng thông cố định dịch vụ yêu cầu, không đƣợc phục vụ DBA Loại T-CONT cho dịch vụ có tốc độ bit thay đổi với yêu cầu trễ jitter nhƣ truyền hình VoIP Loại T-CONT cho dịch vụ đƣợc đảm bảo trễ Loại TCONT cho lƣu lƣợng best-effort Loại T-CONT kết hợp hai hay nhiều loại T-CONT Hình 2.8 Các loại T-CONT DBA ONU 2.6.3 Bảo mật mã hóa sửa lỗi 2.7 Các ứng dụng khả cung cấp dịch vụ GPON 2.8 Phƣơng pháp bảo vệ mạng GPON 2.8.1 Mô hình bảo vệ tuyến GPON 1) Loại A dự phòng cáp quang OLT splitter Khu vực bảo vệ ONU1 Splitter OLT ONU N Hình 2.9 Mô tả chế bảo vệ Feeder PON 2) Loại B: Bảo vệ OLT phần Feeder GPON Khu vực bảo vệ ONU1 Khu vực bảo vệ Splitter OLT2 Splitter Khu vực bảo vệ OLT1 ONU N Hình 2.10 Kiến trúc bảo vệ kiểu B[10] 2.9 Một số vấn đề thiết kế triển khai mạng GPON 2.9.1 Một số vấn đề cần quan tâm tính toán thiết kế mạng GPON Bảng 2.1 Các đặt tính kỹ thuật lớp vật lý GPON (Theo chuẩn hóa G.984.2) Khái niệm Hƣớng xuống Hƣớng lên Dải thông 1480-1500 1260-1360 Dải băng thông tăng cƣờng (OP1) 1539-1565 1260-1360 Dải thông tăng cƣờng (OP2) 1550-1560 1260-1360 Lớp A -3 đến -7.5 -7.5 đến Công suất Lớp B -2.5 đến +2 -5.5 đến +2 (dBm) Lớp C -0.5 đến +4 -3.5 đến +4 Suy hao kênh Lớp A 20 (tỷ lệ chia 1:64) dB Lớp B 10 25 + 13 28 Lớp C 28 30 Lớp A -28.5 -28.5 Lớp B -28.5 -31.5 -27 -28 -31.5 -34.5 Bƣớc sóng (nm) Lớp B Độ nhạy thu (dBm) Lớp B + Lớp C 11  Các Alloc-ID dựa chức định tuyến nội cho liệu đến/đi từ chuyển đổi XGTC Hình 2.14 Kiến trúc WDM – PON 2.10.3 NG-PON2 (40Gbit / s Capable PON) a) Yêu cầu cấu hình hệ thống - Cấu hình yêu cầu - Khả cấu hình mong muốn - Tốc độ đƣờng truyền Hình 2.15 Kiến trúc TWDM – PON 2.10.4 Sự chuyển tiếp từ GPON lên NG-PON Hình 2.16 Cấu trúc GPON NG –PON1 Hình 2.17 Cấu trúc mạng tồn GPON NG –PON2 12 2.11 Kết luận chƣơng Chƣơng tìm hiểu sâu công nghệ GPON, hệ thống mạng PON đƣợc triển khai rộng rãi Nêu đƣợc cấu hình, thông số hoạt động nguyên lý hoạt động GPON, phƣơng pháp bảo vệ Đồng thời chƣơng tìm hiểu công nghệ mạng PON (NG-PON) đƣợc triển khai tƣơng lai chuyển tiếp lên hệ mạng CHƢƠNG 3: TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ GPON TRONG MẠNG LAOTELECOM TẠI THỦ ĐÔ VIÊNG CHĂN 3.1 Giới thiệu chung Thủ đô Viêng chăn thủ đô đất nƣớc Lào có diện tích 920km2 dân số triệu bao gồm huyệnlà trung tâm Kinh tế, văn hóa Xã hội Thủ đô Viêng chăn phát triển Kinh tế Xã hội với nhiều khu công nghiệp, công ty, hàng hóa, nhân hàng …, có nhiều trƣờng Đại học, cao đẳng địa bàn Cùng với phát triển mạnh mẽ Kinh tế Xã hội khu vực nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông với băng thông lớn chất lƣợng đƣợc nâng cao, hạ tầng chung Viễn thông cần phải phát triển theo Công ty Laotelecom xây dựng năm 1996 nằm làng Say lôm, Huyện Chăn tha bu ry công ty dịch vụ công nghệ GPON cuối năm 2014 đến có lắp đặt 20 thiết bị OLT Công nghệ đƣợc lựa chọn sửdụng mạng quang thụ động GPON để hỗ trợ dần thay công nghệ truy nhập truyền thống đáp ứng đƣợc nhu cầu phát triển với chi phí đầu tƣ hiệu cao Các vấn đề triển khai thực tế mạng GPON Viễn thông thủ đô Viêng chăn giai đoạn nhƣ giai đoạn tƣơng lai xem nhƣ ví dụ đề đáp ứng đƣợc vấn đề phát triển nhu cầu sử dụng băng thông phục vụ cho phát triển Kinh tế Xã hội thủ đô nói riêng nƣớc nói chung đƣợc phân tích phần tiếp sau 3.2 Hiện trạng mạng truy nhập băng rộng Viễn thông thủ đô Viêng chăn 3.2.1 Mạng MAN- E Viễn thông Laotelecom thủ đô Viêng chăn 2016 Mạng MAN-E Viễn thông Laotelecom thủ đô đƣợc xây dựng từ năm 2005 với 02 nút core CES Sơ đồ mạng MAN-E Laotelecom thủ đô Viêng chăn đƣợc thể nhƣ hình vẽ 3.1 Trong sơ đồ có vòng ring cáp quang: + Ring 1: Nạm Phụ - Say Lôm 13 Tại trạm có lắp đặt thiết bị IP DSLAM cung cấp dịch vụ internet internet ADSL , thiết bị Switch Layer2 cung cấp dịch vụ FTTH, leasline Hình 3.1 Sơ đồ mạng MAN E – Laolecom thủ đô Viêng Chăn năm 2016 SƠ đồ : Mạng truy nhập viễn thông Lao Telecom thủ đô Viêng chăn năm 2016 Hình 3.3 Sơ đồ mạng truy nhập viễn thông Laolecom thủ đô Viêng Chăn năm 2016 14 3.3 Tổng hợp số liệu phát triển thuê bao năm 2014 3.4 Cơ sở để xây dựng triển khai mạng truy nhập GPON thủ đô Viêng chăn giai đoạn 2015 – 2016 3.4.1 Mục đích xây dựng GPON Thủ đô viêng chăn thủ đô đất nƣớc Lào trung tâm Kinh tế - Xã hội có nhân sinh sống tấp nập Cùng với phát triển ngày có nhu cầu sử dụng dịch vụ với tốc độ cao băng thông lớn Do định hƣớng đạo tập đoàn Bƣu Viễn thông Lào, giai đoạn 2014 – 2016 triển khai mạng truy nhập công nghệ GPON viễn thông thủ đô chƣa có mạng truy nhập PON Và lý cần thiết để nghiên cứu triển khai mạng truy nhập băng rộng công nghệ mới, công nghệ GPON Mục đích xây dựng mạng truy nhập cáp quang thụ động GPON thủ đô Viêng chăn để đáp ứng nhu cầu cung cấp dịch vụ cho toàn nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông tốc độ cao khu vực thủ đô Đồng thời phải xây dựng đƣợc mạng truy nhập GPON đồng bộ, ổn định lâu dài đảm bảo chất lƣợng dịch vụ tốt 3.4.2 Nguyên tắc triển khai mạng GPON Bộ bƣu Viễn thông Lào a, Nguyên tắc quy định điểm đặt thiết bị OLT OLT đƣợc đặt trạm trung tâm có số lƣợng cổng xDSL sử dụng cao (từ 300 cổng trở lên) Yêu cầu điểm đặt OLT phải đầy đủ yêu cầu nhà trạm, điều hòa, nguồn điện, máy nổ, cống bể, đầy đủ cáp quang có cho đƣờng lên phục vụ phát triển thuê bao Tính toán để xác định quy hoạch điểm đặt OLT tƣơng lai mật độ thuê bao FTTH tăng cao để ảnh hƣởng đến việc cắt, quay đầu cáp đấu chuyển sau Dựa số lƣợng thuê bao FTTH dự kiến phát triển đƣợc vòng 02 năm, sử dụng từ cổng OLT trở lên đặt OLT tƣơng đƣơng phát triển lớn 150 thuê bao FTTH b, Cách thức dự báo số lƣợng thuê bao FTTH Dựa mật độ dân cƣ, số lƣợng hộ dân, số lƣợng trạng thuê bao xDSL (số lƣợng theo gói cƣớc) Dựa chiến lƣợc phát triển thuê bao khu vực để xác định số lƣợng thuê bao FTTH (Do cạnh tranh, khu vực chƣa có cáp đồng…) 15 Qua thông tin khảo sát khu vực để xác định số lƣợng thuê bao FTTH dựa kênh thông tin đội ngũ bán hàng đội ngũ kỹ thuật c, Nguyên tắc quy hoạch vùng phục vụ Bán kính phục vụ OLT đến Splitter cấp không 8km (đối với trung tâm có bán kính khoảng 3km đến 5km) Đặt Splitter cấp đến gần nhà khách hàng, đảm bảo bán kính tới nhà khách hàng trung tâm Thành phố