Chuyển đổi công nghệ cung cấp dịch vụ internet băng rộng sang công nghệ GPON tại các dự án chung cư cao tầng SPT KV1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGHÀNH: KỸ THUÂT VIỄN THÔNG CHUYỂN ĐỔI CÔNG NGHỆ CUNG CẤP DỊCH VỤ INTERNET BĂNG RỘNG SANG CÔNG NGHỆ GPON TẠI CÁC DỰ ÁN CHUNG CƯ CAO TẦNG SPT KV1 KIM VĂN TRƯỜNG HÀ NỘI NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYỂN ĐỔI CÔNG NGHỆ CUNG CẤP DỊCH VỤ INTERNET BĂNG RỘNG SANG CÔNG NGHỆ GPON TẠI CÁC DỰ ÁN CHUNG CƯ CAO TẦNG SPT KV1 KIM VĂN TRƯỜNG CHUYÊN NGHÀNH: KỸ THUÂT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60.52.02.08 PGS TS NGUYỄN HỮU TRUNG HÀ NỘI - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Trung Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu nhập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Viện Đại Học Mở Hà Nội không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây q trình thực (nếu có) Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2017 Người Viết cam đoan Kim Văn Trường LỜI CẢM ƠN Trước hết em xingửi tớiPGS.TSNguyễn Hữu Trung lời cảm ơn sâu sắc Thầy hướng dẫn tận tình, bảo, giúp đỡ em trong suốt q trình hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo khoa Sau Đại Học – Viện Đại học Mở Hà Nội, nhiệt tình giảng dạy giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu trường Em xin trân thành cảm ơn Ban Giám Đốc, toàn thể Anh Chị em cơng ty SPT KV1 nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2017 Kim Văn Trường MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………… Lý chọn đề tài…………………………………………………………….…………… Mục đích nghiên cứu………………………………………………………………….… Đối tượng phạm vi nghiên cứu…………………………………………………….… Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………………….… Bố cục luận văn……………………………………………………………………….… Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………………….…… 3 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ GPON 1.1 Tổng quan chung công nghệ GPON 1.2 Cấu trúc mạng GPON 1.3 Các thành phần chủ yếu cấu thành mạng GPON 1.3.1 OLT (Optical Line Terminal) 1.3.2 ONT (Optical Network Terminal) .6 1.3.3 SPLITTER 1.3.4 Hệ thống giám sát (NMS) 1.3.5 Hệ thống xác thực, cấp quyền, tính cước, sở liệu: 1.4 Các giao diện kết nối 1.4.1 Giao diện GPON 1.4.2 Giao diện Ethernet 1.5 Hoạt động GPON 10 1.6 Thông số kỹ thuật 12 1.6.1 Tốc độ truyền dẫn chia thành nhóm sau: 12 1.6.2 Các thông số kỹ thuật khác: 12 1.6.3 Loại cáp: tiêu chuẩn ITU-T Rec G.652 13 1.7 Kỹ thuật truy nhập phương thức ghép kênh 13 1.7.1 Kỹ thụât truy nhập: 13 1.7.2 Phương thức ghép kênh: 14 1.7.3 Cấu trúc khung GPON 14 1.8 Phương thức đóng gói liệu 15 1.9 Định cỡ phân định băng tần động 16 1.9.1 Mục đích định cỡ: .16 1.9.2 Thủ tục định cỡ ( Ranging) 16 1.10 Phương pháp cấp phát băng thông 18 1.11 Bảo mật mã hóa sửa lỗi 20 1.12 Khả cung cấp băng thông 20 1.12.1 Huớng xuống: 20 1.12.2 Huớng lên: 20 1.12.3 Băng thơng hữu ích: 21 1.13 Khả cung cấp dịch vụ 21 1.13.1 Đặc điểm dịch vụ: .21 1.13.2 Khoảng cách OLT – ONU: .22 1.14 Một số vấn đề cần lưu ý thiết kế mạng GPON 22 1.18 KẾT LUẬN CHƯƠNG 29 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT VỀ CÔNG NGHỆ INTERNET BĂNG RỘNG CÔNG TY SPT – KV1 ĐANG TRIỂN KHAI TẠI CÁC DỰ ÁN CHUNG CƯ CAO TẦNG 30 2.1 Tổng quan công ty SPT 30 2.2 Năng lực truyền dẫn SPT 32 2.2.1 Kết nối quốc tế 32 2.2.2Truyền dẫn nước…………………………………………………………… 34 2.2.2.1 Khu vực TPHCM 34 2.2.2.2 Khu vực Đà Nẵng 35 2.2.2.3 Khu vực Hà Nội 35 2.2.3 Truyền dẫn Bắc – Nam 36 2.4 Các dự án chung cư cao tầng điển hình cơng ty SPT cung cấp dịch vụ băng rộng theo công nghệ cáp đồng (ADSL) Công nghệ cáp quang (FTTx) – khu vực Miền Bắc (KV1) 36 2.5 Đánh giá công nghệ internet băng rộng công ty SPT KV1 triển khai dự án chung cư cao tầng 38 2.5.1 Công nghệ truy nhập cáp đồng ( ADSL) 38 2.5.2 Cơng nghệ AON………………………………………………………………… 39 2.6 Cơng nghệ hình thức triển khai AON SPT KV1 40 2.7 Đánh giá chung AON 41 2.8 KẾT LUẬN CHƯƠNG 42 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM CHUYỂN ĐỔI CÔNG NGHỆ BĂNG RỘNG SANG CÔNG NGHỆ GPON TẠI CÁC DỰ ÁN CHUNG CƯ CAO TẦNG CỦA CÔNG TY SPT KV1 .44 3.1 Các bước triển khai thực nghiệm 44 3.2 Giải pháp chuyển đổi sang công nghệ GPON .45 3.2.2 Các thành phần hệ thống GPON .46 3.2.2.1CORE ROUTER 46 3.2.2.2 BRASS……………………………………………………………………………….46 3.2.2.3 OLT………………………………………………………………………………… 46 3.2.2.4 SPLITTER……………………………………………………………………………47 3.2.2.5 ONU………………………………………………………………………………….47 3.3 Nguyên tắc xây dựng – tổ chức mạng GPON công ty SPT KV1 .48 3.4 Triển khai cụ thể công ty SPT KV1 49 3.5 Tiến hành thực tế 50 3.5.2 Sơ đồ logic mạng GPON dự án 250 Minh Khai đề xuất chuyển đổi .51 3.5.3 Danh mục thiết bị đề xuất triển khai phục vụ cho việc chuyển sang GPON 250 Minh Khai .53 3.6 Tính tốn suy hao hệ thống GPON cho thuê bao dự án 54 3.7 Một số máy móc, dụng cụ phục vụ việc chuyển đổi 56 3.8 Thiết kế hạ tầng mạng cáp quang dự án 250 Minh Khai 57 CHƯƠNG KẾT LUẬN LUẬN VĂN……………………………………………… …… .62 4.1 Một số hình ảnh thực tế sau chuyển đổi 64 4.2 Đánh giá băng thông tốc độ 65 4.2.1 Biểu đồ Băng thông tổng trước chuyển đổi .65 4.2.2 Biểu đồ Băng thông tổng sau chuyển đổi sang dùng GPON .66 4.2.3 Hình ảnh đo Tốc độ băng thơng đo nhà khách hàng sử dụng cáp đồng sau chuyển đổi sang công nghệ GPON (sử dụng phần mềm đo test băng thông Speedtest) 67 4.3 Kiến nghị 68 4.4 Kết Luận ………………………………………………………………………………………………………………………66 CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng việt ADM Add Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ APON ATM Passive Optical Mạng quang thụ động dùng Network ATM Asynchronous Tranfer Chế độ truyền tải không đồng Mode AUI Attchment Unit Interface Cáp nối với thiết bị BER Bit Error Rate Tỷ lệ bit lỗi Capex Capital Expenditrure Chi phí đầu tu ban đầu CDM Code Division Ghép kênh theo mã ATM Multiplexing CE Customer Equipment Thiết bị khách hàng CIR Constant Information Tốc độ thông tin tốt Rate CO Central Office Tổng đài trung tâm CRC Cyclic Redundancy Kiểm tra vòng liệu Check CSMA/CD Carrier sense Multiple Đa truy nhập cảm nhận sống access mang/tách xung đột collision detect DA Destination Address Địa đích DCE Data Communications Thiết bị thông tin số liệu Equipment DCS Digital Crossconect Bộ nối chéo số DFSM Dispersion Flattened Sợi tán sắc phẳng single Mode DLC Digital Loop Carrier Sóng mang vòng số DSL Digital Subcriber Loop Vòng thuê bao số DSSM Dispersion Shifted Single Sợi tán sắc dịch chuyển Mode DTE Data Terminal Thiết bị đầu cuối số liệu Equipment DWDM Dense Wavelength Ghép buớc sóng với mật độ Division cao Multiplexing E-LAN thernet Local Area Mạng LAN Ethernet Network E-Line Ethernet Line Đường Ethernet MS Element Management Phần tử quản lý hệ thống System EPON EVC Ethernet Passive Optical Mạng quang thụ động dùng Network Ethernet Ethernet Virtual Kết nối ảo Ethernet Connection FCS Frame Check Sequence Dãy bit kiểm tra khung FDM Frequency Division Ghép kênh theo tần số Multiplexing FTTB Fiber to the Building Cáp quang nối đến nhà FTTC Fiber to the Curb Cáp quang nối đến cụm dân cư FTTH Fiber to the Home Cáp quang nối tận nhà HFC Hybrid Fiber Coax Hệ thống phân phối tín hiệu Television System truyền hình lai ghép cáp quang-cáp đồng IFG Inter Frame Gap Khoảng cách hai khung liền kề ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ internet ISO International Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế Organization for Standardization LAN Local Area Network Mạng nội LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic LMDS Local MultiPoint Hệ thống phân bố đa điểm Disttribution System cục LTE Line Terminal Equipment Thiết bị kết cuối đường dây Khoảng cách từ Suy hao ODF tập quang trung trắng (mức suy hao phòng máy ~ 0.1 -> ODF quang trắng từ 0.3 hộ – 0.5 dBm/km) trung bình từ 100m đến 200 m Suy hao mối nối Suy hao Splitter cấp Suy hao Splitter cấp Suy hao Trung bình -1 điểm hàn Sử dụng -7.1 chia 1:4 Sử dụng -13.5 chia 1:16 conector ( chuẩn Trung bình vị trí đấu -0.6 APC) conector Suy hao đầu bấm fastconect Tổng cộng -0.5 -22.7 +4 -18.7 Đạt Bảng 3.3: Tính tốn suy hao cho thuê bao dự án 250 Minh Khai Đánh giá: Căn vào bảng tính tốn suy hao (bảng 3.3) cho thuê bao hệ thống GPON dự án chung cư 250 Minh Khai ta thấy đáp ứng đủ tiêu kỹ thuật, dung lượng thuê bao dự án theo lý thuyết, giới hạn thông số kỹ thuậtcủa thiết bị hệ thống cụ thể sau: - Mức suy hao tổng nằm giới hạn cho phép - Mức suy hao thu đầu OLT (+4dBm) nằm ngưỡng thu –phát OLT: từ +3dBm đến +5dBm -55- - Mức công suất thu – phát thu đầu khách hàng (-18.7 dBm) nằm ngưỡng thu phát ONU: từ -2dBm đến – 22dBm 3.7 Một số máy móc, dụng cụ phục vụ việc chuyển đổi STT Hình ảnh Tên cơng cụ, dụng cụ Sử dụng máy đo để đo công suất quangtại đầu cáp nhà khách hàng, node mạng nối tới nhà kháchhàng Máy đo công suất quang cho mạng PON Máy hàn quang (tùy Hàn mối nối sợi chọn) quang Dây nối quang (pigtail) Chức Dây nhảy SC/APC: (Sử dụng để thay thế, dự phòng cần thiết) -56- Dùng để bảo vệ mối hàn thuê bao đầu ODF loại bé (2FO) khách hàng Dùng để tuốt Kìm tuốt sợi quang lớp vỏ nhựa sợi quang Dao cắt sợi quang Dao tuốt vỏ cáp quang Bảng3.3: Liệt kê số công cụ dụng cụ phục vụ việc chuyển đổi GPON 3.8 Thiết kế hạ tầng mạng cáp quang dự án 250 Minh Khai -57- -58- Hình 3.6: Bản vẽ thiết kế hạ tầng mạng cáp quang dự án 250 Minh Khai theo công nghệ GPON -59- -60- Hình 3.7 : Bản vẽ thiết kế chia quang (Splitter) dự án 250 Minh Khai theo công nghệ GPON -61- -62- Hình3.8: Bản vẽ sơ đồ đấu nối theo GPON dự án 250 Minh Khai -63- CHƯƠ ƯƠNG KẾT LUẬN LUẬN N VĂN VĂ ĐÁNH GIÁ HIỆU HI QUẢ THỰC NGHIỆM SAU KHI CHUYỂN ỂN ĐỔI ĐỔ SANG CÔNG NGHỆ Ệ GPON 4.1 Một số hình ảnh nh thực th tế sau chuyển đổi Vị trí Phòng máy Tên Thiết Thi bị Hình ảnh OLT Dasan Phòng kỹ thuật OTB tập t trung tầng Căn hộ khách hàng thuê bao ODF khách hàng -64- ONU Dasan Hình 4.1: Một số hình ảnh thiết bị thực tế sau chuyển đổi sang GPON dự án 250 Minh Khai 4.2 Đánh giá băng thông tốc độ 4.2.1 Biểu đồ Băng thông tổng trước chuyển đổi -65- Hình 4.2: Biểu đồ băng ăng thơng tổng t dự án 250 Minh Khai trước ớc chuy chuyển đổi cơng nghệ Nhận xét Hình 4.2:: Qua biểu bi đồ băng thông ta thấy tạii khung thời thờ gian lấy mẫu từ 18 h00 ngày ày đến đ 16h00 ngày kế tiếp, băng thơng tổng cho to tồn dự án đạt Max: 120.66 M vàà Min: 16.22 M Hiệu sử dụng băng ăng thông ch chưa cao 4.2.2 Biểu đồ Băng ăng thông tổng sau chuyển đổi sang dùng GPON Hình 4.3 : Biểu đồ băng ăng thơng tổng t dự án 250 Minh Khai sau chuy chuyển đổi sang cơng nghệ GPON Nhận xét Hình ình 4.3: Qua biểu bi đồ băng thông ta thấy tạii khung thờ thời gian lấy mẫu từ 18 h00 ngày ày đến đ 16h00 ngày kế tiếp, băng thơng tổng cho to tồn dự án đạt Max: 358.09 M vàà Min: 57.18 M Hiệu Hi sử dụng băng ăng thông ttốt -66- 4.2.3 Hình ảnh đo Tốc độ băng thơng đo nhà khách hàng sử dụng cáp đồng sau chuyển đổi sang công nghệ GPON (sử dụng phần mềm đo test băng thơng Speedtest) Hình 4.4 : Hình ảnh đo kiểm tốc độ băng thông khách hàng sử dụng cáp đồng sau chuyển sang công nghệ GPON Căn băng biểu đồ băng thông tổng trước (Hình 4.2) sau chuyển đổi (Hình 4.3) cộng với tốc độ truy nhậpđo nhà khách hàng ta rút nhận định sau: Băng thông tổng tăng lên gấp lần so với trước chuyển đổi, khách hàng không bị giới hạn băng thông sử dụng công nghệ truy nhập cáp đồng (ADSL) chiếm đến 50% tổng băng thông dự án 250 Minh Khai Tốc độ up/down phía đầu khách hàng cao so với sử dụng cáp đồng -67- 4.3 Kết Luận kiến nghị Việc chuyển đổi sang công nghệ GPON dự án chung cư cao tầng dự án mẫu 250 Minh Khai mang đến thành công bước đầu, giải tồn nhược điểm trước như: Chất lương dịch vụ suy hao đường truyền, nhiễu xuyên âm cáp đồng Khách hàng bị giới hạn tốc độ truy nhập Chi phí vận hành cao thiết bị cũ, công nghệ cũ Mất thẩm mỹ có q nhiều đường cáp th bao phòng máy, phòng kỹ thuật tầng Nhân vận hành vất vả Giá trị gói cước khơng cao giới hạn công nghệ (cáp đồng), cao sử dụng cáp quang theo AON, không phù hợp với đại đa số khách hàng gia đình 4.4 Kiến nghị Áp dụng việc chuyển đổi sang công nghệ GPON cho tất dự án chung cư cao tầng SPT KV1 lại, tiến tới áp dụng tồn quốc Tiếp tục tối ưu hệ thống, hạ tầng mạng cáp quang nhằm nâng cao hiệu Nghiên cứu, ứng dụng thêm dịch vụ công nghệ GPON -68- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Hải Châu, (2011), Xu huớng phát triển mạng truyền tải quang, Tạp chí Cơng nghệ Thơng tin Truyền thơng [2] Nguyễn Trung Kiên (2010), Mạng hội tụ băng rộng khả phát triển Việt Nam, Học viện Công nghệ Bưu Chính – Viễn Thơng [3] Vũ Tuấn Lâm (2007), Nghiên cứu tiêu chuẩn tổ chức tiêu chuẩn giới dịch vụ Ethernet khuyến nghị áp dụng Việt Nam, Học viện Công nghệ BCVT, NXB Bưu diện [4] Phòng Mạng Dịch Vụ (2010), Mạng MAN-E dịch vụ VNPT Hà Nội , Tài liệu bồi duỡng nghiệp vụ VNPT Hà Nội [5] Viện khoa học Kỹ thuật Bưu diện, (2007), Giáo trình: Chuyên dề mạng truy nhập quang tới thuê bao GPON, Học viện Công nghệ BCVT [6] Viễn thông Hà Nội (2010), Nguyên tắc tổ chức mạng FTTx -Gpon [7] Trần Mạnh Ðạt (2008), Phương pháp dịnh cỡ mạng MAN [8] Alcatel-Lucent University (2011), Technology Overview PON Alcatel – Lucent [9] Ning Cheng(2009), Current and Next Generation Optical Access Networks, Huawei Technologies USA [10] Cedric F.Lam(2007), Passive Optical Network Principles and Practice Elservier Inc -69- ... đánh giá công nghệ truy nhập băng rộng triển khai dự án chung cư cao tầng SPT KV1 Chương 3: Thực nghiệm chuyển đổi công nghệ băng rộng sang công nghệ GPON dự án chung cư cao tầng công ty SPT KV1. .. lượng dịch vụ Do việc chuyển đổi sang cơng nghệ phù hợp vô cấp thiết Chính điều em định chọn đề tài : chuyển đổi công nghệ cung cấp dịch vụ internet băng rộng sang công nghệ GPON dự án chung cư cao. .. VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYỂN ĐỔI CÔNG NGHỆ CUNG CẤP DỊCH VỤ INTERNET BĂNG RỘNG SANG CÔNG NGHỆ GPON TẠI CÁC DỰ ÁN CHUNG CƯ CAO TẦNG SPT KV1 KIM VĂN TRƯỜNG CHUYÊN NGHÀNH: KỸ THUÂT