Chương IV. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG YÊU CẦU KỸ THUẬT CHO TUYẾN CÁP
IV.1. Lựa chọn dung lượng và công nghệ và cấu hình hệ thống
Thị trường các dịch vụ viễn thông Việt nam là một trong những thị trường phát tri n nhanh nhể ất trên thế giới, đặc biệt là những dịch vụ như di động, Internet, băng rộng. Chính phủ Việt nam đã có những kế hoạch lớn lao về phát triển viễn thông và công nghệ thông tin như mộ ĩt l nh v c m i nh n để thúc đẩy phát tri n đất ự ũ ọ ể nước. Mặt khác, Chính phủ cũng đã có nh ng chính sách, l trình c th tạo nên ữ ộ ụ ể một thị trường viễn thông mở cửa, c nh tranh và h i nh p qu c t . ó là nh ng c ạ ộ ậ ố ế Đ ữ ơ sở tạo nên sự tăng trưởng nhanh chóng nhu cầu v dung lượng truy n d n qu c t . ề ề ẫ ố ế
Dung lượng truyền dẫn quốc tế, mà chủ yếu là ph c v kế ốụ ụ t n i Internet, ã đ tăng trưởng đột biến trong những năm vừa qua, do sự phổ cập Internet, đặc bi t là ệ với sự ứng dụng truy nhập băng rộng ADSL. Bảng 3 trình bày nhu cầu dung lượng truyền dẫn quốc tế tính t i nớ ăm 2014.
Nhu cầu dung lượng (STM-1)
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Khu vực Bắc Mỹ 3,9 13,3 28,2 56,6 83,1 100,0 110,9 115,0 115,9 114,2 110,7 Khu vực Châu Âu 0,6 10,7 23,1 46,9 69,0 83,1 92,0 95,3 95,7 93,9 90,6 Khu vực Châu Á 12,7 12 24,1 47,0 68,3 82,1 91,2 95,0 96,5 96,0 94,3 Tổng:
STM-1 17,3 36,2 75,5 150,7 220,5 265,4 294,3 305,4 308,2 304,3 295,8 Gbit/s 3,1 5,9 12,4 24,3 34,9 42,0 46,0 47,9 48,1 47,6 47,0
Bảng IV.1: Dự báo nhu c u dung lượầ ng truyền d n qu c tế ẫ ố
Như vậy theo d báo, nhu c u dung lượng truyền dẫn quốc tế củự ầ a Vi t nam ệ vào năm 2010 là 294 STM-1, hay tương đương khoảng 46 Gbit/s. Trong khi đó, nếu chỉ kết nối tới hai điểm lân c n là H ng kông và Singapore, thì TVH, Sea-Me-We 3 ậ ồ và CSC chỉ đ áp ng khoảng 1/10 nhu cầ đứ u ó.
Bởi vậy, cần phải có kế hoạch xây dựng tuyến cáp quang biển mới cập bờ vào Việt nam trong những năm tới để bổ xung dung lượng c ng nh hình thành ũ ư phân hướng lưu lượng mới, đảm bảo an toàn thông tin khi lưu lượng tăng lên rất cao.
Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt nam đang có kế hoạch hợp tác với
93
đối tác nước ngoài xây dựng mộ ệ ốđể t h th ng cáp quang biển m i n i Vi t nam t i ớ ố ệ ớ Hồng kông (Tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông) trong giai đ ạo n 2004- 2006. Đề tài này nghiên cứu và đề xuất những vấn đề kỹ thu t chính để tham khảo ậ trong quá trình thiết kế ệ h thống và xây dựng các yêu cầu k thu t c a d án. ỹ ậ ủ ự
IV.1.2. Lựa chọn dung lượng thiết kế của hệ thống
1) Việc lựa chọn dung lượng thiết kế cho hệ thống cáp quang biển quốc tế dựa trên nguyên tắc:
- Do là thành phần tr ng y u củọ ế a c sở hạ tầơ ng vi n thông quốễ c gia, h ệ thống cáp quang biển đòi hỏi có độ tin cậy, độ an toàn rất cao và có tuổi thọ thiết kế kéo dài 20 tới 25 năm. Do đó, việc thiết kế ệ h thống để trong khoảng 10 năm đầu s ử dụng hết dung lượng thiết kế là có hiệu quả kinh tế cao.
- Dung lượng sử dụng trên h th ng ngoài dành cho l u lượng các loại ệ ố ư hình dịch vụ viễn thông quốc tế (thoại, data, Internet), còn dùng để khôi phục lưu lượng trên các hệ thống khác. Với một quốc gia, cần có vài ba hệ thống cáp biển khác nhau. Do đó, dung lượng của hệ thống sẽ lớn h n t 1/3 ơ ừ đến 1/2 dung lượng dành cho lưu lượng thực chạy trên đó.
- Việc lựa chọn công nghệ dựa trên c sởở nh ng ti n b mớữ ế ộ i và đảm b o ả tính kinh tế của đầu t và khai thác, thông qua ch tiêu ánh giá là giá thành trên ư ỉ đ một đơn vị dung lượng (STM-1).
2) Dung lượng thiế ết k cho tuy n cáp quang biển mới của Việt nam ế
- Theo số ệ li u d báo nhu cầu dung lượng trong 10 năm, theo nguyên tắc ự lựa chọn như nêu ở trên thì dung lượng thiết kế tối thi u c a h th ng cáp quang ể ủ ệ ố biển mới Việt nam - Hồng kông là 72 Gbit/s.
- Vậy lựa chọn dung lượng thiết kế dự kiến của hệ thống là 80 Gbit/s.
- Dung lượng ban đầu dự ế ki n trang b cho h th ng là 20 Gbit/s. ị ệ ố IV.1.3. Lựa chọn địa đ ểi m
1) Đị đ ểa i m nước ngoài
Việc lựa chọn địa đ ểi m nước ngoài để kết cu i tuy n cáp biểố ế n m i d a trên ớ ự các yếu tố sau:
- Phải là đầu mối tập trung nhiều tuyến cáp quang biển hiện đại, dung lượng cao và có khả năng kết nối đi các nơi trên thế giới.
- Gần với Việt nam về địa lý để tối thiểu khoảng cách tuyến.
- Có môi trường mở cử ựa t do v vi n thông, các chính sách và th tụề ễ ủ c c p ấ phép thuận tiện.
- Có giá cả, th tụủ c thuê, mua địa i m c p b , tuy n trung k , PoP h p lý đ ể ậ ờ ế ế ợ và dễ dàng.
Khu vự Đc ông Á lân cận với Việt nam có các đ ểi m phù hợp với các đ ềi u 94
kiện trên là Hồng kông, Singapore, Đài loan và Nhật bản. Do đ ềi u kiện địa lý xa hơn nên việc l a chự ọn địa i m chỉ nên cân nhắc giữđ ể a Hồng kông và Singapore.
Hồng kông: Xét bố đ ền i u ki n trên thì có th th y H ng kông là ệ ể ấ ồ địa i m đ ể phù hợp nhất do gần về địa lý với Việt nam. Hơn nữa, Hồng kông là trung tâm kết nối dung lượng quốc tế lớn th 2 khu v c ông Á, sau Nh t b n. H u h t các h ứ ở ự Đ ậ ả ầ ế ệ thống cáp quang biển lớn trong khu vự đ ềc i u c p b Hồậ ờ ng kông (Hình IV-2). H ng ồ kông có môi trường pháp lý về viễn thông mở cửa, h u h t các hãng vi n thông ầ ế ễ hàng đầu trên thế giới đều có chi nhánh và văn phòng ho t động tại Hồng kông. ạ
Hình IV-1: Các hệ thống cáp quang biển k t cuố ởế i khu vự Đc ông Á
Singapore: Singapore cũng là một địa i m phù hợp đ ể để kết n i do c ng là ố ũ một trung tâm kết nối dung lượng quốc tế lớn trong khu v c. Singapore là đầu m i ự ố để kế ốt n i sang phía Châu Âu, Australia. Th trường Singapore m cửị ở a v i tham gia ớ hoạt động của nhiều hãng viễn thông hàng đầu thế giới, tuy nhiên về hạ tầng vi n ễ thông, SingTel vẫn vượt trội.
Trên cơ sở phân tích trên và c n c vào nhu c u dung lượng củă ứ ầ a Vi t nam ệ chủ yếu là k t n i i M và các nước trong khu v c, và trên c sởế ố đ ỹ ự ơ Vi t nam s ch ệ ẽ ủ động tự u tưđầ tuy n cáp bi n của riêng mình đáp ứng nhu cầu phát triển của đất ế ể để nước, thì địa đ ểm nước ngoài phù hợp cho tuyến cáp biển mới i là H ng kông. ồ
2) Đị đ ểa i m trong nước
Việc lựa chọn địa đ ểi m trong nướ đểc xây dựng trạm cập bờ cho tuyến cáp biển mới dựa trên các yếu tố sau:
- Có vị trí địa lý thu n l i để kế ốậ ợ t n i tuy n i Hông kông nh m gi m thi u ế đ ằ ả ể chiều dài tuyến cáp, giảm chi phi phí đầu tư.
95
- Địa đ ểi m n m vùng bi n thuận lợi cho thiết kế, thi công và quản lý khai ằ ở ể thác tuyến cáp với các yếu tố cần xem xét nh i u ki n địa lý c a áy bi n, biên ư đ ề ệ ủ đ ể giới quốc gia, hoạt động đánh cá, hoạ động tàu thuyền, hoạt t động khai thác tài nguyên biển như ầ d u khí, cát…
- Thuận lợi để kết n i v i m ng truy n d n đường tr c n i ố ớ ạ ề ẫ ụ ộ địa, các trung tâm viễn thông chính.
- Có cơ ở ạ ầ s h t ng t t nh đường xá, ngu n i n, nhà tr m… ố ư ồ đ ệ ạ
Trên cơ sở các y u t trên thì hai ế ố địa i m à n ng và V ng Tàu là thích đ ể Đ ẵ ũ hợp. Tại đây đã có xây dựng nhà trạm cho trạm cấp bờ cáp quang biển SMW3 và TVH. Các trang bị tại tr m nh mặạ ư t b ng, ngu n i n, i u hoà không khí, tuy n ằ ồ đ ệ đ ề ế cống bể, tuyến trung kế… đều đã được thi t k dựế ế phòng cho phát tri n các tuy n ể ế cáp biển tương lai. Đà nẵng và Vũng Tàu có đ ềi u kiện thuận lợi để thi công và quản lý tuyến cáp. Tuy nhiên, ở Vũng Tàu thì việ ực l a ch n tuy n cáp sẽọ ế khó kh n hơn vì ă đây là khu v c khai thác d u. ự ầ
Trong trường hợp thiết lập tuyến cáp quang biể đn i Hồng kông thì lựa chọn cập bờ tạ Đi à n ng là phù h p hơn vì khoảng cách tuy n ngẵ ợ ế ắn hơn nhiều so với cập bờ tại V ng Tàu. Kho ng cách tuy n t à n ng i H ng kông vào kho ng h n ũ ả ế ừ Đ ẵ đ ồ ả ơ 1000 km. Vì thế, đề tài này đề nghị lựa ch n à n ng làm ọ Đ ẵ địa i m c p b cho đ ể ậ ờ tuyến cáp quang biển Việt nam - H ng kông. ồ
IV.1.4. Lựa chọn công nghệ truyền dẫn
Công nghệ ự l a chọn cho tuyến cáp quang bi n Việt nam - Hồng kông để đáp ể ứng dung lượng thiết k củế a h th ng 80 Gbit/s là s dụệ ố ử ng công ngh ghép kênh ệ theo bước sóng WDM với hai hướng lựa chọn:
- WDM 2,5 Gbit/s x 16 bước sóng x 2 đôi s i quang ợ - WDM 10 Gbit/s x 8 bước sóng x 1 đôi s i quang ợ
Việc lựa chọn phải đảm bảo đáp ứng được yêu cầu nâng cấp, mở rộng trong tương lai, thuận tiện cho quản lý khai thác và quan trọng là có chi phí đầu tư thấp hơn.
Với hai phương án như trên thì với công nghệ hiện nay thì khoảng cách lặp là xấp xỉ (khoảng 90 – 100km), do đó cần 10 – 11 trạm lặp cho tuyến cáp quang biển Hồng kông. Do sử dụng hai ôi s i nên phương án WDM 2,5G sẽ có giá thành đ ợ cao hơn do phải trang bị 2 STLE ở mỗi tr m đầu cu i, 2 EDFA t i m i tr m l p. ạ ố ạ ỗ ạ ặ Ngoài ra, phương án này có dung lượng thiết kế ố t i đa là 80 Gbit/s và không có khả năng mở rộng h n n a. Trong khi ó phương án WDM 10G ch sử dụơ ữ đ ỉ ng 1 SLTE ở mỗi trạm đầu cuối, 1 EDFA ở mỗi tr m l p và v i 11 tr m l p có kh năạ ặ ớ ạ ặ ả ng m rộng ở dung lượng lên tới 16 bước sóng (160 Gbit/s).
Vì vậ ở đy, ây đề xu t lựa chọn phương án WDM 10Gbit/s x 8λấ x 1fp cho tuyến cáp quang biển Việt nam H ng kông. ồ
96
IV.1.5. Cấu hình hệ thống 1) Cấu hình tuyến đơn:
Hình IV-2 mô tả cấu hình tuy n ế đơn cho tuy n cáp quang bi n Vi t nam - ế ể ệ Hồng kông.
Đây là c u hình đơn giảấ n nh t do ch có m t tuy n cáp v t lý và tuy n thiết ấ ỉ ộ ế ậ ế bị kèm theo duy nhất, không có cơ chế dự phòng. Khi s y ra s cốả ự đứt cáp ho c s ặ ự cố thiết bị chính (trạm lặp, PFE, SLTE) sẽ dẫn đến mất liên lạc toàn tuyến.
Ư đ ểu i m c a phương án này là đơn giản, giá thành đầu tư thấp nhất. ủ
Hình IV-2: Cấu hình tuyế đơn n cho tuyến cáp quang biển Việt nam - Hồng kông
2) Cấu hình tuyến vòng dẹt:
Hình IV-3 mô tả cấu hình tuy n vòng dẹế t cho tuy n cáp quang bi n Việt nam ế ể - Hồng kông.
Ở phương án này, tuy n cáp g m hai ôi s i quang v i SLTE và EDFA riêng ế ồ đ ợ ớ trên mỗ đi ôi sợi tạo thành hai tuyến DLS. Lưu lượng ở mức 10 Gbit/s được đấu chuyển giữa hai DLS bằng chức năng chuyển mạch bảo vệ của thi t b SDH ADM-ế ị 64 hoặc DXC, còn gọi là thiết bị bảo v mạng (Network Protection Equipment – ệ NPE).
Phương án này cho phép bảo vệ khi thi t b trên mộế ị t tuy n DLS b hỏng thì ế ị lưu lượng được chuyển qua DLS kia. Tuy nhiên, khả năng d phòng không ự được hiệu quả nhiều vì sự cố ch yếủ u là do đứt cáp. M t u i m c a phương án này là ộ ư đ ể ủ khả năng mở rộng dung lượng khi ta có thể ử ụng cả hai DLS cho lưu lượng. s d
97
Hình IV-3: Cấu hình tuyến vòng dẹt cho tuy n cáp quang biế ển Việt nam - Hồng kông
3) Cấu hình tuyến vòng đầ đủy :
Hình IV-4 mô tả cấu hình tuy n vòng đầy đủ cho tuy n cáp quang bi n Vi t ế ế ể ệ nam - H ng kông. ồ
Hình IV-4: Cấu hình tuyến vòng cho tuy n cáp quang biển Việt nam - Hồng kông ế
98
Ở phương án này, hai tuyến cáp biển riêng rẽ được xây dựng tạo thành mạch vòng đầy đủ. Đây là phương án tối ưu về kỹ thu t vì nó đảm bảo lưu lượng trong ậ mọi trường hợp khi xảy ra sự cố dù là đứt cáp hay h ng thiế ịỏ t b . Xu hướng hi n nay ệ là hướng tới xây dựng các hệ thống cáp quang biển mạch vòng đầ đủy như thế này để đả m bảo an toàn vì dung lượng khai thác rấ ớt l n, khó có kh năả ng khôi ph c qua ụ các hệ thống khác, hoặc nếu có thì chi phí thuê cũng rất lớn.
Nhược đ ểi m của phương án này là kính phí đầu tư lớn, g n g p ôi so v i ầ ấ đ ớ phương án tuyế đơn. n
Qua 3 phương án cấu hình mạng trình bày ở trên, thì tu vào k ho ch phát ỳ ế ạ triển mạng và khả năng đầu tư lựa chọn cấu hình cho phù hợp. Đối với Việt nam, để đề tài xuấđề t hai l a ch n: ự ọ
- Theo kế ho ch phát tri n m ng lạ ể ạ ưới sẽ đầ ư xây dựng tuyến cáp quang u t biển Việt nam - Hồng kông trong giai đ ạo n 2005-2006, và xây dựng tuyến cáp quang biển khác gối đầu nố đ ướng khác (chẳng hạ đi i h n i Singapore) để các tuyến có khả ă n ng phân tải lưu lượng l n nhau. Như ậẫ v y, có thể ự l a chọn phương án tuyến đơ đển giảm chi phí đầu tư. Vi c khôi ph c l u lệ ụ ư ượng trong trường hợp sự cố có th ể thực hiện qua tuyến SMW-3 nhánh Đà nẵng - Hồng kông, tuy nhiên dung lượng tối đa ch đạt 10 Gbit/s. ỉ
- Trong trường hợp ch a có kh năng xây dựư ả ng tuy n cáp bi n g i đầu thì ế ể ố cần lựa chọn cấu hình mạch vòng đầy đủ để đảm bảo an toàn l u lượng. ư