NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG VÀ ỨNG DỤNG CHO VNPT LẠNG SƠN

abc

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --------------------------------------- VI QUANG HIỆU NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG VÀ ỨNG DỤNG CHO VNPT LẠNG SƠN Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2011 4. Mẫu mặt trong Bìa tóm tắt luận văn Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: Tiến sỹ Hoàng Văn Võ Phản biện 1: TS Vũ Tuấn Lâm. Phản biện 2: TS Vũ Văn San. Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: 10 giờ 30p ngày 11 tháng 02 năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông MỞ ĐẦU Ngày nay, nhu cầu truyền thông ngày càng lớn với nhiều dịch vụ mới băng rộng/tốc độ cao và đa phương tiện trong đời sống kinh tế – xã hội của từng quốc gia cũng như kết nối toàn cầu. Để đáp ứng được vai trò động lực thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên thông tin, mạng truyền thông cần phải có khả năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng, đa dịch vụ. Các nhà khoa học, các tổ chức viễn thông, các hãng cung cấp thiết bị… đã và đang nghiên cứu phát triển và áp dụng các giải pháp công nghệ mới băng rộng/tốc độ cao và đa phương tiện để phát triển mạng viễn thông. Trong đó, các giải pháp công nghệ Mạng truy nhập quang với ưu điểm về tốc độ cao, băng thông rộng đang được tập chung nghiên cứu, phát triển. Chính vì vậy, việc nghiên cứu giải pháp công nghệ Mạng truy nhập quang và ứng dụng cho mạng truy nhập để phát triển phát triển mạng viễn thông của VNPT Lạng Sơn để đảm bảo được tính kinh tế – kỹ thuật và đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin hiện tại và trong tương lai của Lạng Sơn là một vấn đề cấp thiết. Xuất phát từ những cơ sở khoa học và thực tiễn đó, em đã quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ mạng truy nhập quang và ứng dụng cho VNPT Lạng Sơn” làm luận văn Thạc sỹ kĩ thuậ - công nghệ. Luận văn gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan về mạng truy nhập quang. Chương 2: Các công nghệ mạng truy nhập quang tích cực (AON) & thụ động (PON). Chương 3: Ứng dụng công nghệ mạng quang cho mạng truy nhập băng rộng tại VNPT Lạng Sơn. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG. Chương 1 giới thiệu về mạng truy nhập quang, trình bày cấu hình cơ bản, cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang va mô hình mẫu mạng truy nhập quang, từ đó đưa ra nhận xét, đánh giá sơ lược về mạng truy nhập quang. 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Mạng truy nhập quang được chia làm hai loại cơ bản là mạng truy nhập quang tích cực AON và mạng truy nhập quang thụ động PON. Mạng AON sử dụng các thiết bị tích cực như các bộ chia tích cực hoặc các bộ ghép kênh ở đoạn phân bố của mạng truy nhập. Mạng PON không chứa bất kỳ một phần tử tích cực nào mà cần phải có sự chuyển đổi điện - quang. Thay vào đó, PON sẽ chỉ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc, . Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực. Hình 1.1: Mạng truy nhập quang. Metro Vùng truy nhập BackBone Tủ đấu dây FTTH FTTN FTTCab FTTB CO POP Cáp quang truy nh?p Cáp d?ng truy nh?p Cáp quang truy nhập Cáp đồng truy nhập 1.2. CẤU HÌNH CƠ BẢN CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG. Cấu hình mạng cơ bản của mạng truy nhập quang được trình bày ở Hình 1.2. Hình 1.2: Cấu hình của mạng truy nhập quang.  FTTCab-Cáp quang tới tủ đấu dây; FTTC-Cáp quang tới vỉa hè; FTTB-Cáp quang tới toà nhà; FTTH-Cáp quang tới tận nhà. 1.3. CẤU HÌNH THAM CHIẾU MẠNG TRUY NHẬP QUANG. Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang được trình bày trên Hình 1.3 Hình 1.3 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang. Cấu trúc trên Hình 1-3 bao gồm 4 khối cơ bản: đầu cuối đường quang(OLT), mạng phối dây quang (ODN), khối mạng quang (ONU) và khối chức năng 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 giữa các nút dịch vụ V, điểm tham chiếu đầu cuối thuê bao T và điểm tham chiếu a ở giữa các ONU. Giao diện bao gồm: giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng UNI. 1.4. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CƠ BẢN. Hệ thống mạng truy nhập quang bao gồm ba thành phần cơ bản: OLT, ONU và ODN. Hệ thống AON có các khối chức năng đơn giản, cơ bản hơn so với hệ thống PON. Ở đây chỉ nêu các khối chức năng của PON. 1.4.1 Khối kết cuối đường quang OLT. Các khối OLT chính được mô tả trong Hình 1.4: Hình 1.4. Các khối chức năng của OLT 1.4.2 Khối mạng quang ONU. Cấu hình điển hình của một ONU được mô tả trong Hình 1.5. Hình 1.5: Các khối chức năng của ONU. 1.4.3 Mạng phân phối quang ODN. 1.4.3.1 Bộ tách/ghép quang. Các bộ tách/ghép NxN được chế tạo bằng cách ghép nhiều tầng bộ 2x2 với nhau như Hình 1.6 hoặc sử dụng công nghệ ống dẫn sóng phẳng. Hình 1.6: Các bộ ghép 8x8 được tạo ra từ các bộ ghép 2x2. Các bộ tách/ghép được đặc trưng bằng các tham số sau: suy hao chia, suy hao ghép, điều hướng. 1.4.3.2 Mạng cáp quang thuê bao. Mạng cáp thuê bao quang được xác định trong phạm vi ranh giới từ giao tiếp sợi quang giữa thiết bị OLT đến thiết ONU/ONT. Cấu trúc mạng cáp quang thuê bao xem trong Hình 1.7. Hình 1.7: Cấu trúc cơ bản mạng cáp quang thuê bao. 1.5. KẾT LUẬN Mạng truy nhập quang là mạng truy nhập có nhiều ưu điểm như: Dung lượng lớn, kích thước và trọng lượng cáp nhỏ, không bị nhiễu điện, tính bảo mật cao, giá thành cáp quang rẻ, chất lượng truyền dẫn tốt, an toàn cho thiết bị, tốc độ truy nhập cao, nâng cấp băng thông dễ dàng. Vì vậy nó phù hợp để triển khai các dịch vụ băng rộng (truy cập Internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, IPTV/Triple Play, truyền hình độ nét cao (HDTV, SDTV), game online, các dịch vụ băng rộng phục vụ y tế, giáo dục, …) giữa các khối kết cuối đường dây ở xa (ONU) và kết cuối mạng (OLT). CHƯƠNG 2 CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG TÍCH CỰC (AON) & THỤ ĐỘNG (PON). Chương 2 giới thiệu về công nghệ mạng truy nhập quang.Chương này cũng trình bày chi tiết về các công nghệ AON, PON như: kiến trúc mạng, đặc điểm công nghệ, gồm các thông số kỹ thuật, phương thức ghép kênh, cấu trúc khung, phương thức đóng gói dữ liệu …. Ngoài ra chương này cũng trình bày về tình hình triển khai AON, PON trên thế giới và ở Việt Nam, từ đó các kết luận về công nghệ AON, PON và khả năng ứng dụng của nó vào mạng Viễn thông Việt Nam. 2.1. KIẾN TRÚC MẠNG AON & PON. 2.1.1 Kiến trúc mạng AON. Sơ đồ mạng AON được chỉ ra ở hình 2.2. Hình 2.2: Sơ đồ mạng AON. AON có nhiều ưu điểm như tầm kéo dây xa, tính bảo mật cao, dễ dàng nâng cấp băng thông thuê bao, dễ xác định lỗi . Tuy nhiên, công nghệ AON có chi phí cao do việc vận hành các thiết bị trên đường truyền đều cần nguồn cung cấp, mỗi thuê bao là một sợi quang riêng, cần nhiều không gian chứa cáp. Trong thực tế tùy vào nhu cầu băng thông thuê bao, các nhà cung cấp cũng kết hợp cáp quang với cáp đồng để giảm chi phí, cụ thể như cáp quang chạy từ Access Node tới tổng đài DSLAM và từ DSLAM cung cấp các dịch vụ truy cập băng thông phổ biến như ADSL2+, VDSL2 Trong các giải pháp mạng truy nhập quang AON thì giải pháp FTTH-AON được áp dụng phổ biến nhất.Trong FTTH-AON các mạng/thiết bị của khách hàng thông qua các bộ CPE kết nối về các switch L2 (Access, Hub) bằng các đường quang tốc độ FE hoặc GE. Hoặc có thể kết nối thẳng tới các CES bằng đường quang tốc độ GE. 2.1.2 Kiến trúc mạng PON. Mô hình mạng quang thụ động với các phần tử của nó xem trong Hình 2.6. Hình 2.6: Mô hình mạng quang thụ động. Các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn gọi là mạng ngoại vi). Các phần tử tích cực như OLT và các ONU đều nằm ở đầu cuối của PON. Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền trên một sợi quang thông qua bộ ghép quang, phụ thuộc vào tín hiệu đó là đi theo hướng lên hay hướng xuống của PON. PON thường được triển khai trên sợi quang đơn mode. Về mặt logic, PON được sử dụng như mạng truy nhập kết nối điểm - đa điểm, với một CO phục vụ cho nhiều thuê bao. Có một số cấu hình kết nối điểm - đa điểm phù hợp cho mạng truy nhập như cấu hình cây, cây và nhánh, vòng ring, hoặc bus. 2.2 CÁC CÔNG NGHỆ AON & PON. 2.2.1 Các công nghệ AON và khả năng cung cấp các dịch vụ. 2.2.1.1 Công nghệ SDH. 2.2.1.2 Công nghệ NG – SDH. Mô hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai trên công nghệ SDH-NG được chỉ ra ở Hình 2.10. ADM ADM ADM Hình 2.10: Mô hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai trên công nghệ SDH-NG. 2.2.2 Các công nghệ PON và khả năng cung cấp các dịch vụ. 2.2.2.1 Công nghệ APON/BPON. Hệ thống APON/BPON có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ băng rộng như Ethernet, Video, đường riêng ảo (VPL), kênh thuê riêng, hỗ trợ tốc độ không đối xứng 155 Mbps hướng lên và 622 Mbps hướng xuống hoặc tốc độ đối xứng 622 Mbps. Các hệ thống BPON đã được sử dụng ở nhiều nơi, tập trung ở Bắc Mỹ, Nhật Bản và một phần Châu Âu.