6. Chấm điểm của Cán bộ hƣớng dẫn (thang điểm 10):
1.2. Mạng Internet băng rộng
1.2.3. Mạng Internet băng rộng cáp quang
1.2.3.1. Các phần tử trong mạng cáp quang
Cáp quang: là loại cáp đƣợc dùng để truyền dẫn tín hiệu ánh sáng. Cấu trúc
cơ bản của cáp quang bao gồm lớp lõi , lớp phản xạ, lớp vỏ bảo vệ. Lớp lõi thƣờng đƣợc làm bằng thủy tinh hoặc nhựa plastic có khả năng truyền dẫn tốt tín hiệu ánh sáng. Bên ngoài lớp lõi là lớp phản xạ, đảm bảo cho ánh sáng khơng bị thất thốt ra ngồi lớp lõi gây giảm cơng suất hay suy hao tín hiệu. Ngồi cùng là các lớp gia cƣờng, lớp vỏ bảo vệ cho tồn bộ sợi cáp. Băng thơng và tốc độ của dữ liệu truyền trên cáp quang lên tới hàng chục Gbps.
Hình 1.6: Cấu trúc của sợi quang.
Cáp quang có 2 loại sợi: đơn mốt (SM: Singel Mode) và đa mốt (MM: Multi Mode). Mode đƣợc hiểu là đƣờng đi của tia sáng trong lõi sợi quang.
- Sợi SM: có đƣờng kính lớp lõi khoảng 10µm, sử dụng nguồn phát laser,
ánh sáng đi xuyên suốt dọc trục nên có tốc độ lớn, ít bị suy hao, khoảng cách truyền xa. SM thƣờng sử dụng bƣớc sóng 1310nm và 1550nm.
Hình 1.7: Đƣờng truyền của ánh sáng trong sợi SM.
- Sợi MM: thƣờng có đƣờng kính lõi khoảng 50µm hoặc 62,5µm , sử dụng
nguồn LED hoặc laser, sử dụng các bƣớc sóng 850nm hoặc 1300nm . Khoảng cách và tốc độ truyền dẫn nhỏ hơn so với SM. MM có hai kiểu truyền:
+ Chiết xuất bước (SI: Step - Index): các tia sáng truyền theo nhiều hƣớng
khác nhau vì vậy có mức suy hao cao và tốc độ khá chậm. Step index ít phổ biến, thƣờng dùng cho cáp quang POF.
+ Chiết xuất liên tục (GI: Graded - Index): các tia sáng truyền theo đƣờng cong và hội tụ tại một điểm. Do đó Graded - index ít suy hao và có tốc độ truyền dẫn cao hơn Step - index. Graded - index đƣợc sử dụng khá phổ biến.
Hình 1.8: Đƣờng truyền của ánh sáng trong sợi MM: SI và GI.
Dây nhảy quang (path cord): ngƣời ta thƣờng gắn các đoạn cáp quang chiều dài 2m, 3m, 5m…15m, 20m…với một đầu nối (connector) để tạo thành một đoạn cáp dùng kết nối giữa thiết bị quang học này tới thiết bị quang học khác, các đoạn này gọi là dây nhảy quang.
Hình 1.9: Dây nhảy quang (path cord).
Hình 1.10: Các loại giao diện đầu nối (connector).
Bộ chuyển đổi quang – điện (Media Converter): là thiết bị có tính năng chuyển tín hiệu điện sang tín hiệu ánh sáng và ngƣợc lại. Có nhiều loại chuyển đổi quang điện, thƣờng thì nó gắn với các chuẩn điện mà nó chuyển đổi sang, ví dụ
video, HD video, VGA video,... Ethernet Media Converter là thiết bị chuyển đổi tín hiệu điện các chuẩn Ethernet 10/100/1000 Base-TX sang tín hiệu quang 100/1000 Base-FX và ngƣợc lại.
Ethernet Media converter (hay Media converter) có loại truyền nhận trên một đơi cáp, khi đó một sợi dây sẽ gắn một đầu vào cổng truyền trên converter này, đầu còn lại gắn vào cổng nhận trên converter kia. Ngoài ra, Media converter cũng có loại chỉ truyền nhận hai hƣớng đồng thời trên một sợi quang. Khi đó, ngƣời ta sử dụng một cặp converter có thể phát ở bƣớc sóng này và nhận ở bƣớc sóng kia. Cặp converter này đƣợc gọi là WDM Media converter.
Tx
Rx Rx
Tx
Media converter 1 Media converter 2
Hình 1.11: Ethernet Media converter sử dụng một đôi cáp quang.
WDM Media converter 1 WDM Media converter 2 1310nm 1550nm 1550nm 1310nm
Hình 1.12: WDM media converter sử dụng một sợi cáp quang.
Hình 1.13: Converter AMP – Tyco Electronic.
Router: thiết bị định tuyến hay bộ định tuyến, hoạt động ở lớp 3 (network)
trong mơ hình tham chiếu mở OSI (Open System Interconnection), có chức năng chuyển các gói dữ liệu qua một liên mạng và đến các đầu cuối thơng qua một tiến trình đƣợc gọi là định tuyến. Router có khả năng xử lý nhiều loại giao thức khác nhau. Router có cấu tạo gồm một hay nhiều cổng WAN và LAN và có thể có thêm
cổng USB cho Modem 3G và anten râu để phát sóng WiFi cho các thiết bị khơng dây, gọi là Wireless Router. Thơng thƣờng, router có 1 cổng WAN và 4 cổng LAN chuyển mạch 10/100Mbps. Broadband Router tƣơng tự Wireless Router, ngoại trừ tính năng phát WiFi. Các cổng LAN Cổng WAN Cổng nguồn Máy tính ADSL modem
Hình 1.14: Wireless Router và Broadband Router.
Optical CPE: thiết bị khách hàng kết cuối mạng quang, là thiết bị đƣợc tích
hợp đầy đủ tính năng của một Ethernet Media Converter và một router. Do đó, CPE có thể kết nối trực tiếp vô mạng truy nhập quang mà không cần thiết bị trung gian. Phía giao diện kết nối đến khách hàng gồm các cổng RJ45 để kết nối mạng vô Switch, PC, hoặc STB (Set Top Box), các cổng phone để kết nối IP phone nên đồng thời nó hỗ trợ triển khai cả 3 dịch vụ: HSI, IPTV, VoIP hay cịn gọi là Triple Play.
Hình 1.15: Thiết bị Optical CPE.
1.2.3.2. Cấu hình mạng băng rộng cáp quang
Mạng băng rộng cáp quang, cụ thể là dịch vụ FTTH (Fiber To The Home) gồm 2 loại chính: mạng quang tích cực ( AON: Active Optical Network) và mạng quang thụ động ( PON: Passive Optical Network)
Mạng quang tích cực AON là mơ hình mạng điểm - điểm (point-to- point),
sử dụng một số thiết bị quang tích cực để phân chia tín hiệu nhƣ: switch, router, bộ ghép kênh multiplexer. Đƣờng dây cáp quang đƣợc chạy thẳng từ nhà cung cấp dịch vụ đến nhà khách hàng. Tốc độ đƣờng truyền trong mạng AON từ 100Mbps đến 1Gbps.
Hình 1.16: Mơ hình mạng quang chủ động AON.
Mạng AON có ƣu điểm có thể kéo dây đi xa (lên tới 70km mà không cần bộ lặp), tính bảo mật cao, dễ dàng nâng cấp băng thông, dễ phát hiện lỗi khi xảy ra sự cố. Tuy nhiên, cơng nghệ AON cũng có nhiều nhƣợc điểm nhƣ chi phí cao do việc vận hành các thiết bị trên đƣờng truyền đều cần nguồn cấp, mỗi thuê bao là một sợi quang riêng, cần nhiều không gian chứa cáp. Bên cạnh đó là vấn đề ở thiết bị chuyển mạch, tín hiệu quang cần phải chuyển qua tín hiệu điện để phân tích thơng tin rồi chuyển ngƣợc trở lại tín hiệu quang để truyền đi tiếp, điều này sẽ làm giảm tốc độ đƣờng truyền.
Mạng quang thụ động PON ra đời nhƣ là một giải pháp khắc phục những
nhƣợc điểm của mạng AON. PON là kiến trúc mạng điểm-đa điểm (point-to- multipoint), sử dụng công nghệ ghép kênh quang theo bƣớc sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing). Từ nhà cung cấp dịch vụ, tín hiệu trong sợi quang gốc đƣợc truyền tới bộ chia quang thụ động, không cần cung cấp nguồn Optical Spiltter (cũng vì thế mà tên gọi mạng quang thụ động đƣợc sử dùng). Bộ chia quang Optical Spiltter có thể là bộ chia 1:16, 1:32, 1:64… tùy theo mật độ khách hàng sử dụng trong một khu vực nhất định, thông thƣờng bộ chia 1:32 đƣợc sử dụng khá là phổ biến. Tín hiệu từ bộ chia sau đó đƣợc truyền tới thiết bị đầu cuối thuê bao qua 2 cách: qua modem quang hoặc qua bộ chuyển đổi quang điện Media Converter rồi đến router.
Mạng quang thụ động gồm 3 phần tử chính:
- OLT (Optical Line Termination): thiết bị đầu cuối sợi quang, đặt tại nhà
cung cấp dịch vụ hoặc cũng có thể đặt xa đài, có chức năng xử lý, ghép nối tín hiệu quang, là thiết bị trung gian cung cấp giao diện quang giữa mạng chuyển mạch và mạng phân phối.
- ODN (Optical Distribution Network): mạng phân phối quang, cung cấp
(connector), thiết bị chia/ghép tín hiệu quang (spiltter) và các thiết bị phụ kiện khác.
- ONT (Optical Network Terminatiom): thiết bị đầu cuối mạng quang, đặt tại
nhà khách hàng, chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện, cung cấp giao diện để các thiết bị ngƣời dùng có thể kết nối vơ mạng Internet.
Hình 1.17: Mơ hình mạng quang thụ động PON.
Mạng PON có nhiều chuẩn khác nhau nhƣ APON (ATM PON), BPON (Broadband PON), EPON (Ethernet PON), GPON (Gigabit PON). Ngày nay, chuẩn GPON đƣợc sử dụng phổ biến, là chuẩn nâng cấp của BPON. GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn, bảo mật đƣợc tăng cƣờng và sự đa dạng trong việc lựa chọn các giao thức lớp 2: ATM, GEM, Ethernet. Tốc độ đƣờng truyền dữ liệu hƣớng xuống/lên (Downstream/Upstream) khoảng 2,5Gbps/1,25Gbps. Tùy vào việc chọn bộ chia bao nhiêu mà tốc độ truyền dữ liệu tới nhà khách hàng sẽ thay đổi theo. Nếu sử dụng bộ chia 1:32 tốc độ đƣờng truyền tới nhà khác hàng khoảng 78Mbps, trong khi đó bộ chia 1:64 sẽ cho tốc độ khoảng 39Mbps. Thực tế, do suy hao trên đƣờng truyền (nhƣ suy hao tán xạ, uốn cong, mối nối,…) nên tốc độ sẽ có giảm đơi chút nhƣng vẫn nằm trong khoảng cho phép trong biên bản ký kết giữa nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng.
1.2.3.3. Mơ hình mạng dịch vụ cáp quang FTTH tại TTVT3
Thiết bị đầu cuối khách hàng Internet MAN-E Bảo Lộc B-RAS Đà Lạt Modem/Router OLT Switch Layer 2 24 port IP-DSLAM Modem GPON Modem/Router Spiltter Vịng Ring
Hình 1.18: Mơ hình mạng dịch vụ cáp quang FTTH tại TTVT3.
Mạng băng rộng cáp quang dựa trên công nghệ IP. Dữ liệu từ mạng Internet qua B-RAS tới thiết bị mạng lõi MAN-E đặt tại tổng đài Bảo Lộc (là một trong 3 tổng đài thuộc mạng lõi của tỉnh Lầm Đồng, 2 tổng đài còn lại nằm ở Đức Trọng và Đà Lạt). Từ MAN-E, nếu là mạng PON tín hiệu sẽ qua OLT tới bộ chia quang đến nhà khách hàng, cịn nếu là mạng AON, tín hiệu sẽ qua IP-DSLAM hoặc Switch lớp 2 đến thiết bị đầu cuối khách hàng.
Nhìn chung, với sự ra đời của dịch vụ FTTH, dù là công nghệ AON hay PON thì nó cũng đã đáp ứng tốt đƣợc chất lƣợng dịch vụ và phục vụ đa dạng nhu cầu sử dụng các dịch vụ khác nhau của ngƣời dùng nhƣ: dịch vụ truy cập Internet tốc độ cao, dịch vụ hội nghị truyền hình, IPTV/Triple Play, game online,...
1.3. Mạng truyền dẫn quang TTVT3
Hệ thống truyền dẫn quang tại TTVT3 phục vụ cho 6 huyện phía nam tỉnh Lâm Đồng và kết nối tới các khu vực khác, là kênh liên lạc cho các dịch vụ: truy nhập Internet tốc độ cao ADSL, FTTH, mạng điện thoại cố định PSTN, mạng di động, các dịch vụ mạng ISDN... Hệ thống sử dụng công nghệ ghép kênh phân cấp số đồng bộ SDH (Synchronous Digital Hierarchy), tốc độ mỗi luồng là 155,5Mbits (luồng STM-1). Các thiết bị truyền dẫn đƣợc sử dụng chủ yếu từ hãng HUAWEI ( Metro 100/1000, OSN -500/1500/2500/3500, IP- DSLAM,…)
BLC.H11 OSN-3500 BẢO LỘC TRA_BLC.B SC.H21 OSN-2500 BSC BẢO LỘC Các tuyến truyền dẫn OSN-500: Lộc Tiến, Dambry, Khu 6 Các tuyến truyền dẫn OSN-500 và Metro 100: Lộc Ngãi, Bảo Lâm, Di
Linh, Lộc An Các VMS.BSC. BSC mobil BLC.H31 OSN-1500 Bảo Lộc Các tuyến truyền dẫn OSN- 1500: Lộc An, Lộc Nga, Hòa Ninh, Lộc Phát, Bảo Lâm Các tuyến truyền dẫn Metro 100, 1000: Lộc Bắc, Lộc Lâm, Lộc Phú VMS.LPU.F11 Fujitsu mobil RSU Lộc Phú Tuyến truyền dẫn Metro 100, OSN- 1500: Lộc Thanh BLC.H21 OSN 2500 BAO LOC BLC.H11 OSN-3500 BẢO LỘC TRA_BLC.B SC.H21 OSN-2500 BSC BẢO LỘC Các tuyến truyền dẫn OSN-500: Lộc Tiến, Dambry, Khu 6 Các tuyến truyền dẫn OSN-500 và Metro 100: Lộc Ngãi, Bảo Lâm, Di
Linh, Lộc An Các VMS.BSC. BSC mobil BLC.H31 OSN-1500 Bảo Lộc Các tuyến truyền dẫn OSN- 1500: Lộc An, Lộc Nga, Hòa Ninh, Lộc Phát, Bảo Lâm Các tuyến truyền dẫn Metro 100, 1000: Lộc Bắc, Lộc Lâm, Lộc Phú VMS.LPU.F11 Fujitsu mobil RSU Lộc Phú Tuyến truyền dẫn Metro 100, OSN- 1500: Lộc Thanh BLC.H21 OSN 2500 BAO LOC Các tuyến truyền dẫn Metro 1000, OSN-500: Đại Bình, Lộc Nam, Hòa Bắc
Các tuyến truyền dẫn OSN-3500:Di Linh, Đức Trọng, Đà Lạt
Các tuyến truyền dẫn OSN-3500: Cát Tiên, Đạ Tẻh, Đạ Houai, Đại Lào
Hình 1.19: Hệ thống các tuyến truyền dẫn cáp quang tại TTVT3.