3.2.1.1. Đo kiểm, giám sát và đánh giá chất lượng dịch vụ mạng GPON
Việc đo kiểm, giám sát và đánh giá chất lượng mạng GPON tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế sử dụng các thiết bị và các phần mềm hỗ trợ:
a. Các thiết bị phục vụ việc đo kiểm chất lượng mạng GPON tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế
+ Thiết bị đo công suất quang: Phương pháp đo suy hao quang bằng máy đo công suất quang sử dụng phương pháp đo suy hao xen.
+ Thiết bị đo khoảng cách cáp quang: Phương pháp đo suy hao bằng máy đo khoảng cách cáp quang sử dụng phương pháp đo suy hao phản xạ trở về [5].
b. Hệ thống quản lý mạng IP xNet
Hệ thống xNet được VNPT xây dựng và triển khai : - Phần mềm ứng dụng thiết kế trên nền tảng Web.
- Tự động vẽ lược đồ 3D mạng MAN-E và quản lý đến lược đồ 3D thiết bị truy nhập.
- Thông tin lưu lượng, cảnh báo được cập nhật trực quan trên lược đồ.
liệu.
- Quản lý nhật ký truy nhập, tác động, thay đổi cấu hình.
- Đo kiểm, quản lý chất lượng các tuyến cáp quang giữa các nút mạng. - Quản lý cảnh báo tập trung (hiện nay xNet nhận hơn 8 triệu bản tin/ngày). - Quản lý lưu lượng từ các nút mạng di động, thiết bị Access, MAN-E, một phần VN2 (gồm các thiết bị Juniper và Alcatel-Lucent).
- Quản lý, phân tích lưu lượng tới cảnh báo vượt ngưỡng, cảnh báo biến động bất thường các chặng.
- Quản lý toàn trình kết nối băng rộng.
- Hệ thống báo cáo, thống kê kiểm soát chất lượng.
Hình 3.1: Mô hình hoạt động của hệ thống xNet
xNet quản lý “hộp đen” phân đoạn mạng MANE và một phần VN2 phụ trách cấu hình tất cả các thiết bị trên phân đoạn mạng này [13].
c. Hệ thống đo kiểm chất lượng dịch vụ xTest
- Hệ thống xTest được VNPT xây dựng và triển khai:
trên cả Androi và Ios.
+ Đo kiểm và phân tích mạng băng rộng qua giao thức SNMP.
+ Kết nối, đo kiểm tất cả các loại thiết bị xDSL, L2S, GPON của tập đoàn. + Hỗ trợ đo kiểm định kỳ tự động và đo nhân công đột xuất.
+ Đo kiểm qua tin nhắn SMS/webservice. + Liên kết số liệu VISA và MyTV Portal.
Hình 3.2: Mô hình hệ thống xTest
Cách thức hoạt động của hệ thống xTest: Từ server đo kiểm của tập đoàn sẽ tự động kết nối đến các thiết bị của các VNPT tỉnh/thành phố, định kỳ thu thập số liệu đo kiểm tất cả các đường dây đang online (8 lần/ngày), lịch đo kiểm do tập đoàn điều tiết [14]. Kết quả đo kiểm được lưu vào cơ sở dữ liệu trên server tập đoàn để phân tích, đánh giá. Chuyên viên, lãnh đạo các đơn vị truy cập vào trang Web quản lý để khai thác các chức năng. Công nhân, kỹ thuật viên đường dây truy cập vào trang Web quản lý để đo kiểm nhân công để phục vụ công tác lắp đặt, sửa chữa. Có thể sử dụng hệ thống tin nhắn để nhận kết quả đo kiểm.
- Các tham số chất lượng đường dây GPON: + Loại sợi quang: Sợi G.652 [6].
+ Suy hao quang: Lớp A từ 5 dB đến 20 dB, lớp B từ 10 dB đến 25 dB, lớp C từ 15 dB đến 30 dB.
+ Sai lệch suy hao đường truyền quang: 15 dB.
+ Cự ly sợi quang lớn nhất từ OLT đến ONU/ONT không quá 20 km. - Các tiêu chuẩn suy hao đường truyền:
Công thức tính suy hao:
Suy hao = suy hao mối nối + suy hao splitter + suy hao chiều dài cáp
+ Suy hao trên OLT và ONU:
Bảng 3.1: Suy hao trên OLT và ONU
+
Suy hao
trên
splitter:
Bảng 3.2: Suy hao trên Splitter
Loại splitter Suy hao(dB)
1:2 ≤ 3,5
1:4 ≤ 7,5
1:8 ≤ 10,5
1:16 ≤ 13,5
Danh mục Đơn vị Sợi quang đơn
OLT: OLT
Giá trị nhỏ nhất của công suất trung bình dBm +1,5 Giá trị lớn nhất của công suất trung bình dBm +5 Độ nhạy thu nhỏ nhất dBm -28 Mức quá tải thu nhỏ nhất dBm -8 Độ thiệt thòi luồng quang hướng xuống dB 0,5
ONU: ONU
Giá trị nhỏ nhất của công suất trung bình dBm +0,5 Giá trị lớn nhất của công suất trung bình dBm +5 Độ nhạy thu nhỏ nhất dBm -27 Mức quá tải thu nhỏ nhất dBm -8 Độ thiệt thòi luồng quang hướng lên dB 0,5
1:32 ≤ 17,5
1:64 ≤ 20,5
Trong thực tế công suất đo được sau splitter là: Cấp 1: Đo được từ -10 dBm đến -13 dBm. Cấp 2: Đo được từ -21 dBm đến -27 dBm. + Suy hao trên cáp:
Bảng 3.3: Suy hao trên cáp
d. Hệ
thống quản lý phát triển thuê bao và điều hành tập trung
- Phần mềm ứng dụng trên máy tính và ứng dụng trên Androi và Ios.
- Thực hiện phát triển thuê bao, xử lý thuê bao, quản lý vật tư, vẽ bản đồ mạng cáp và cập nhập tọa độ thuê bao của khách hàng.
3.2.1.2. Đo kiểm chất lượng dịch vụ tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế
- Đo kiểm nhân công: Các nhân viên kỹ thuật tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế sử dụng các thiết bị đo kiểm được cấp phát để đo kiểm trực tiếp suy hao toàn tuyến.
- Đo kiểm bằng phần mềm xTest: Phần mềm xTest có chức năng thống kê cũ thể số lượng thuê bao theo chất lượng suy hao khác nhau của mỗi OLT. Từ đó, chúng ta có thể trích suất số liệu theo tiêu chuẩn mình mong muốn để thuận tiện cho việc sửa chữa và cải thiện chất lượng các thuê bao.
3.2.1.3. Thực trạng chất lượng tuyến cáp GPON tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế khi chưa thực hiện các giải pháp nâng cao chất lượng mạng
Bước sóng(nm) Suy hao(dBm/km)
850 3,5
1300 1,0
1310 0,35
lưới
- Mạng quang thụ động GPON được triển khai dựa trên mạng cáp quang ODN được xây dựng từ năm 2010. Do cáp quang ODN được triển khai từ năm 2010 đã kém chất lượng và được hàn qua nhiều ODF nên suy hao tại các điểm đấu nối lớn dẫn đến suy hao toàn tuyến lớn.
- Đầu tư cáp quang, OLT và các Splitter không đồng bộ, thiếu so với nhu cầu thị trường do đó việc quy hoạch các OLT, đặc biệt là các Splitter sơ cấp và Splitter thứ cấp gặp rất nhiều khó khăn, gây ra suy hao toàn tuyến lớn.
- Tốn tài nguyên cáp quang vì một bộ Splitter sơ cấp phải đấu cho các Splitter thứ cấp ở nhiều thôn khác nhau, bán kính cách xa nhau, đấu chéo. Nhiều Splitter sơ cấp, và thứ cấp đặt trong các trạm viễn thông gây mất mỹ quan và không đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật, gây tốn cáp quang đặc biệt là các tuyến cáp quang dung lượng 8 sợi.
- Từ giữa năm 2016 trở về trước và từ khoảng tháng 07 năm 2016 trở lại đây thì có nhiều hộp ODF, nhiều Splitter sơ cấp và Splitter thứ cấp dùng dây nhảy quang theo hai chuẩn khác nhau. Do đó việc tối ưu và quy hoạch lại gặp rất nhiều khó khăn.
- Trên mạng có nhiều tuyến quang dùng loại cáp quang 8 sợi nên khó khăn cho việc quy hoạch, đặc biệt là với các tuyến dùng bộ Splitter sơ cấp 1:8. Do loại cáp quang dung lượng 8 sợi thường dùng làm cáp gọn và khi dùng bộ Splitter 1:8 thì tốn cáp hơn để làm các đường Uplink. Do đó dễ dẫn đến thiếu cáp cục bộ để làm Uplink cho các Splitter và phát triển cho các hướng tiếp theo, khi tăng cường các Splitter 1:8 khi nhu cầu thị trường tăng.
- Số liệu thống kê kết quả đo suy hao tại các thuê bao Internet dựa trên công nghệ GPON tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế tại thời điểm 01 tháng 01 năm 2020, số lượng thuê bao có mức suy hao không đạt quy định của VNPT (Tổng suy hao > 29,5 dB) là 492 thuê bao trên tổng số 9465 thuê bao chiếm tỷ lệ 5,2%. Đây là tỷ lệ thuê bao có mức suy hao không đạt quy định lớn vượt mức quy định của VNPT (Tỷ lệ chấp nhận được là dưới 1%). Do đó việc nâng cao chất lượng mạng
quang thụ động GPON tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế là một yêu cầu cấp bách.
3.2.1.4. Các giải pháp giảm thiểu suy hao trên toàn tuyến cáp, OLT, ONU
Sau khi nghiên cứu điều kiện cụ thể của mạng GPON tại địa phương, Trung tâm Viễn thông Yên Thế đã tổ chức triển khai thực hiện các giải pháp sau nhằm giảm thiểu suy hao trên toàn tuyến cáp, OLT, ONU mạng GPON do trung tâm quản lý:
Giải pháp 1: Tối ưu, quy hoạch lại tuyến cáp mạng GPON tại Trung tâm viễn thông Yên Thế.
Giải pháp 2: Quy hoạch lại các Splitter sơ cấp và thứ cấp và thực hiện đấu nối các Splitter sơ cấp, Splitter thứ cấp theo nguyên tắc Mid-span Access.
a. Giải pháp 1: Tối ưu, quy hoạch lại tuyến cáp mạng GPON tại Trung tâm Viễn thông Yên Thế
Mục đích giải pháp:
- Giảm suy hao tại các điểm nối của các ODF trên toàn tuyến do các mối hàn nối và các đầu back to back gây ra.
- Giảm tỷ lệ thuê bao có suy hao vượt ngưỡng quy định của VNPT xuống còn dưới 1%.
- Nâng cao chất lượng mạng lưới.
Thực hiện giải pháp:
- Đối với những tuyến cáp quang cũ:
Căn cứ vào quy hoạch cổng PON của từng khu vực, thực hiện hàn thẳng các sợi Uplink cho các Splitter tại các ODF đó nhằm giảm suy hao tại các điểm đấu nối do lệch chuẩn và cắm bằng back to back.
Dưới đây là hình ảnh của tuyến cáp Cầu Gồ – Tân Hiệp có chiều dài 2158,13 m bằng máy đo khoảng cách cáp quang. Qua quan sát hình 3.3a, trước khi thực hiện giải pháp, các mối hàn cũ không đạt và các back to back gây suy hao nhiều đoạn trên cáp dẫn tới việc tín hiệu đến Splitter cao, gây suy hao cao, tín hiệu mạng chập
chờn cho thuê bao.
a. Trước b. Sau
Hình 3.3: Suy hao trên tuyến cáp cũ trước và sau khi thực hiện giải pháp
Sau khi thực hiện hàn lại các mối hàn trực tiếp các sợi cắm bằng back to back với các mối hàn đạt suy hao từ 0,00 dB đến 0,01 dB thì cáp gần như không còn gợn sóng và suy hao tới Splitter đạt tiêu chuẩn trong hình 3.3b.
- Đối với những tuyến cáp quang mới:
Khi thực hiện kéo cáp quang Mid-span cho các tuyến mới thì để dự phòng cáp quang tại các điểm cột theo quy hoạch điểm đặt các. Khi thực hiện lắp đặt và đấu nối các đường Uplink cho các Splitter phải thực hiện tách vỏ cáp và chỉ được cắt những quát cần thiết để đấu Uplink sử dụng 1 sợi còn 1 sợi để dự phòng; còn lại quấn vòng đi trong ODF để làm đường Uplink cho các Splitter phía sau.
Kết quả giải pháp:
- Suy hao trên tuyến cáp cũ và mới giảm 2%, tức là tỉ lệ thuê bao suy hao không đạt ngưỡng quy định còn 3,2%.
- Đáp ứng được đúng chuẩn các yêu cầu kỹ thuật về tuyến cáp.
b. Giải pháp 2: Quy hoạch lại các Splitter sơ cấp và thứ cấp và thực hiện đấu nối các Splitter sơ cấp, Splitter thứ cấp theo nguyên tắc Mid-span Access
Mục đích giải pháp:
- Nhằm giảm tỷ lệ thuê bao có suy hao vượt ngưỡng quy định của VNPT xuống dưới 1%.
- Tiết kiệm tài nguyên cáp quang.
Thực hiện giải pháp: - Nguyên tắc:
+ Lắp đặt Splitter 1 cấp: Splitter gần nhà khách hàng áp dụng cho các khu vực mật độ thuê bao tập trung tại một khu vực hẹp như tòa nhà thương mại/khu chung cư.
+ Lắp đặt Splitter 2 cấp: Áp dụng cho các khu vực, thôn, xóm có mật bộ thuê bao phân tán thành từng cụm. Trên một tuyến kết nối từ OLT đến ONU/ONT đặt tại nhà khách hàng có thể có thể lắp đặt tối đa 2 cấp Splitter.
+ Các Splitter sơ cấp và Splitter thứ cấp nên đặt cùng một khu vực nhằm tiết kiệm tài nguyên cáp.
+ Splitter phải được đặt tại các vị trí đông dân cư và có nhiều khách hàng nhất.
- Các bước thực hiện:
+ Quy hoạch lại các Splitter sơ cấp và thứ cấp:
Triển khai lắp đặt 2 OLT mới tại các trạm viễn thông: Canh Nậu và Hồng Kỳ:
* Đấu nối truyền dẫn, nguồn điện DC và khai báo các thông số cần thiết của OLT.
* Kéo cáp quang ODN cho các khu vực quy hoạch lắp đặt Splitter nhằm đảm bảo chất lượng và tăng bán kính phục vụ.
* Thống kê các cổng PON đang hoạt động tại khu vực đó.
* Thống kê chi tiết số lượng thuê bao tại khu vực đó và các thuê bao đó đang hoạt động trên cổng PON nào và Splitter nào.
* Khai báo offline sẵn các dịch vụ của thuê bao cần chuyển vào OLT mới để khi đấu chuyển xong chỉ việc đổi Visa giảm thiểu tối đa thời gian mất liên lạc của khách hàng.
* Đấu chuyển về các OLT mới đặt tại các trạm đã quy hoạch. Thực hiện tối ưu, đấu nối Uplink cho các Splitter sơ cấp, Splitter thứ cấp theo nguyên tắc Mid Span (trình bày tiếp ở phần dưới). Đồng thời phối hợp với Trung tâm Điều hành Thông tin của VNPT Bắc Giang để chuyển các thuê bao theo danh sách đã thống kê chi tiết vào các cổng PON và Splitter đã quy hoạch.
* Khi kết thúc công việc phải kiểm tra, rà soát lại suy hao toàn tuyến và dịch vụ của khách hàng và thực hiện vẽ lại trên phần mềm hệ thống quản lý phát triển thuê bao và điều hành tập trung.
Hình 3.4: Thực hiện vẽ lại bản đồ mạng cáp sau khi dịch chuyển tuyến
+ Thực hiện đấu nối các Splitter sơ cấp, Splitter thứ cấp theo nguyên tắc Mid-span Access:
* Thống kê số lượng Splitter đang hoạt động và có suy hao ≤ - 22 dB và các Splitter có Uplink đi qua nhiều ODF gây suy hao toàn tuyến cao.
* Thống kế số lượng cáp quang kéo mới và dung lượng cáp quang hiện có (cáp quang loại 8 sợi, 12 sợi, 24 sợi) và số lượng các Splitter cần tối ưu và quy hoạch tại từng điểm đặt OLT.
* Dùng máy đo OTDR để đo đặc tuyến suy hao toàn tuyến, nếu suy hao toàn tuyến đường Uplink của các Splitter cao do phải đấu nối qua nhiều các ODF thì hàn
thẳng các đường Uplink cho các Splitter. Đối với các tuyến cáp kéo mới và các Splitter lắp đặt mới thì thực hiện tách vỏ các sợi cáp quang và cắt những sợi cáp quang đã quy hoạch cho các Splitter tại điểm đó; các sợi cáp quang còn lại để đi thẳng không cắt ra để không gây ra suy hao.
Hình 3.5: Thực hiện đấu nối các Splitter theo nguyên tắc Mid-span Access
+ Thực hiện đấu chuyển các thuê bao ở các cổng PON đầy hoặc gần đầy 64 cổng sang các cổng PON ở gần đó duy trì số thuê bao trên cổng PON đạt 60% dung lượng nhằm tránh nghẽn băng thông do tốc độ mạng tối thiểu của khách hàng được nâng lên 30 Mbps.
Kết quả giải pháp:
- Trung tâm Viễn thông Yên Thế đã thực hiện đấu nối được 100 Splitter sơ cấp và Splitter thứ cấp theo nguyên tắc Mid-span.
tắc Mid-span.
- Kết quả là đã lảm suy hao toàn tuyến giảm còn dưới 1% đạt suy hao vượt ngưỡng quy định của VNPT, nâng cao chất lượng mạng GPON.
Hình 3.6: Kết quả từ xTest suy hao các thuê bao GPON của Trung tâm Viễn thông Yên Thế
Số thuê bao vượt ngưỡng theo quy định của VNPT chỉ còn 77 thuê bao, chiếm tỉ lệ 0.008% nhỏ hơn rất nhiều so với tỉ lệ 1% của VNPT đề ra.
- Tránh nghẽn băng thông.