BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Số hiệu sinh viên:
Khoá: Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành:

1. Đầu đề đồ án:2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
5. Họ tên giảng viên hướng dẫn:
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
7. Ngày hoàn thành đồ án:
Ngày tháng năm
Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp: ngày tháng năm

Ngày tháng năm
Cán bộ phản biện
( Ký, ghi rõ họ và tên )
2
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển thì những nhu cầu cuộc sống của con người ngày
càng cao hơn. Những nhu cầu đó có thể là tìm kiếm, trao đổi thông tin, vui chơi,
giải trí… Để đáp ứng những nhu cầu trao đổi thông tin đó, các nhà cung cấp dịch
vụ viễn thông không ngừng đổi mới công nghệ cũng như dịch vụ. Điều quan trọng
là làm thế nào để có thể truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng, chính xác, an toàn
và kinh tế. Có nhiều giải pháp được đưa ra, trong đó việc khai thác nguồn tài
nguyên băng thông luôn được đặt lên hàng đầu. Băng thông là có hạn mà nhu cầu
của con người lại gần như vô hạn. Chúng ta có thể hình dung một cách đơn giản,
một con đường tại Việt Nam rộng khoảng 5m nhưng rất nhiều loại phương tiện
chạy trên đó, từ xe ô tô cho đến xe máy, người đi bộ… Các loại dữ liệu cũng như
phương tiện giao thông di chuyển trên môi trường truyền dẫn. Nhưng làm thế nào
để truyền tải được nhiều loại dữ liệu như thế trong khi băng thông là có hạn. Sử
dụng cáp quang là một giải pháp hữu hiệu. Hiện nay, ở nước ta đã có một số nhà
cung cấp dịch vụ như FPT, VNPT, Viettel, CMC TI… đã và đang triển khai hệ
thống mạng truy nhập quang (FTTx - Fiber To The X) Do đó em chọn đề tài tốt
nghiệp là “Nghiên cứu và mô phỏng mạng FTTx”” để tìm hiểu về mô hình này.
Trong quá trình tìm hiểu, em được sự giúp đỡ nhiệt tình từ PGS.TS Phạm Minh
Hà. Vì thời gian nghiên cứu và trình độ có hạn nên hiểu biết của em về vấn đề này
còn thiếu sót. Em rất mong sự quan tâm, chú ý của thầy cô và các bạn để đồ án tốt
nghiệp của em hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cám ơn!
Sinh viên thực hiện
Hoàng Thị Thanh Việt
3
MỤC LỤC

1.8 Kết luận chương 32
CÁC GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI MẠNG FTTx 33
1.8 Giới thiệu chương 33
1.9 Mạng quang chủ động AON 33
1.10 Mạng quang thụ động PON 34
1.10.1 Kiến trúc mạng quang thụ động 34
4
Chương 1 Tổng quan về mạng FTTx
1.10.2 Các chuẩn mạng PON 36
1.10.2.1 APON 36
1.10.2.2 BPON 37
1.10.2.3 EPON 37
1.10.2.4 GPON 38
1.10.2.5 GEPON 38
1.10.2.6 WDM-PON 40
1.10.2.7 CDMA-PON 40
1.10.3 Ưu nhược điểm mạng PON 41
1.10.3.1 Ưu điểm 41
1.10.3.2 Nhược điểm 41
1.11 So sánh mạng PON và AON 41
1.11.1 Về băng thông 42
1.11.2 Về điều khiển lưu lượng 43
1.11.3 Về tính kinh tế 44
1.11.3.1 Về chỉ số CAPEX 44
1.11.3.2 Về chỉ số OPEX 44
1.12 Kết luận chương 2 46
47
TRIỂN KHAI MẠNG FTTX THEO CHUẨN GPON 47
1.13 Giới thiệu chương 47
1.14 Lựa chọn công nghệ 47

1.19.1.1 Các thông số thiết lập chung: 75
1.19.1.2 Kịch bản 1: Khoảng cách 76
1.19.1.3 Kịch bản 2: Hệ số chia của Splitter 80
1.19.1.4 Kịch bản 3: Tốc độ bit 81
1.20 Kết luận chương 83
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
Nghiên cứu và mô phỏng mạng FTTx 5
Chương 1 Tổng quan về mạng FTTx
Nghiên cứu và mô phỏng mạng FTTx 5
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án gồm 4 chương, nội dung cụ thể của các chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về mạng FTTx
Chương này cho ta cái nhìn khái quát về nguồn sự ra đời, tình hình phát triển
của mạng FTTx trên thế giới và tại Việt Nam cũng như những ứng dụng thực tiễn
của mạng FTTx.
Chương 2: Các giải pháp triển khai mạng FTTx
Về mặt kỹ thuật, FTTx có thể sử dụng mạng quang chủ động Active Optical
Network (AON) hoặc mạng quang bị động Passive Optical Network (PON). Hai
mạng này được phân biệt với nhau bởi kiến trúc có hay không có sự tham gia của
các thành phần tích cực trong tuyến truyền từ tổng đài nhà cung cấp tới người sử
dụng. Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét qua về kiến trúc mạng chủ động
AON và nghiên cứu chủ yếu mạng quang thụ động PON với chuẩn GPON.
Chương 3 : Triển khai mạng FTTx theo chuẩn GPON
Trong chương này chúng ta sẽ xem xét quy trình triển khai mạng tại công ty
CMCTI.
Chương 4 : Phân tích và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến
chất lượng mạng GPON
Nội dung chương 4 là mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON đã
được nói ở chương 2. Đây là chuẩn hiện đại nhất được triển khai tại Việt Nam.

So, my thesis have been named “Researching and Simulating FTTx
network”. After finishing this thesis, not only do I understand the structure of
telecom system, but also the parameter of FTTx. Since then, I can answer why we
need FTTx.
The thesis is devided into 4 chapters which are:
Chapter 1: Overview of FTTx
Chapter 2: Solutions for FTTx deployment
Chapter 3: To deploy FTTx with GPON standard
Chapter 4: Analysis and evaluation of factors affecting the quality of
GPON network
8
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Dự báo tăng trưởng Internet tại Việt Nam (nguồn CMC Telecom) 15
Hình 1.2 Phân loại mạng FTTx theo chiều dài cáp quang 20
Hình 1.3 Ví dụ về dịch vụ IPTV 25
Hình 1.4 Thị phần thuê bao băng rộng tại Trung Quốc 26
Hình 1.5 Dự báo nhu cầu băng thông rộng ở Trung Quốc 27
Hình 1.6 Tốc độ tăng trưởng CAGR tại Hàn Quốc 28
Hình 1.7 Định hướng phát triển FTTH tại Hàn Quốc 28
Hình 1.8 Phát triển thuê bao băng rộng ở Nhật Bản 29
Hình 1.9 Phát triển thuê bao FTTH tại Nhật Bản 30
Hình 2.10 Kiến trúc mạng quang chủ động 34
Hình 2.11 Kiến trúc mạng quang thụ động 35
Hình 2.12 Bộ chia công suất quang 36
Hình 3.13 Mô hình lai ghép giữa cáp quang và cáp đồng 48
Hình 3.14 So sánh tổng chi phí thiết bị mạng giữa EPON và GPON 49
Hình 3.15 So sánh chi phí tính trên một thuê bao EPON và GPON 50
Hình 3.16 So sánh chi phí trên một thuê bao tỷ lệ chia EPON = GPON 1:32 50
Hình 3.17 Cấu trúc mạng truy nhập băng rộng FTTx 51
Hình 3.18 Sơ đồ kết nối đến các Router 52

Bảng 1.2 So sánh tính năng của các kỹ thuật xDSL 17
Bảng 1.3 So sánh giữa FTTx và ADSL 23
Bảng 2.4 So sánh AON và PON về băng thông 42
Bảng 2.5 So sánh AON và PON về việc điều khiển lưu lượng 43
Bảng 2.6 So sánh AON và PON về chỉ số CAPEX 44
Bảng 2.7 So sánh AON và PON về chỉ số OPEX 45
Bảng 3.8 Băng thông khả dụng 49
Bảng 3.9 Số lượng OLT tại khu vực Hà nội và Hồ Chí Minh 53
Bảng 4.10 Các thông số cơ bản mạng GPON 59
Bảng 4.11 Các tốc độ download và upload có thể trong mạng GPON 81
11
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT
TẮT
TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT
ADSL
Asymmetric Digital
Subscriber Line
Đường dây thuê bao bất
đối xứng
ATM Asynchronous Tranfer Mode
Chế độ truyền tải không
đồng bộ
AWG Arrayed Waveguide Grating
Lọc mảng quang ống
dẫn sóng
BPON
Broadband Passive Optical
Network
Mạng quang thụ động

phòng
FTTU Fiber To The User
Cáp quang đến tận
người dùng
FTTX Fiber To The X
Cáp quang đến khu vực
X
FTTZ Fiber To The Zone
Cáp quang đến một
vùng
GEM GPON Encapsulation Method
Phương thức đóng gói
GPON
GPON
Gigabit Passive Optical
Network
Mang quang thụ động
Gigabit
HDSL High Bit Rate Digital Subscriber
Đường dây thuê bao số
12
Chương 1 Tổng quan về mạng FTTx
Line
tốc độ cao
HDTV High Definition Television
Định dạng kỹ thuật phát
truyền hình kỹ thuật số
độ phân giải cao
HFC Hybrid Fiber Coaxial
Mạng lai giữa cáp đồng

thanh, hình ảnh
OAM
Operations Administration
and Maintenance
Khai thác quản lí và bảo
dưỡng
ODF Optical Distribution Frame Hộp phân phối quang
ODN Optical Distribution Network
Mạng phân phối mạng
quang
OLT Optical Line Terminal
Thiết bị đầu cuối đường
dây quang
OMCI
ONT Management Control
Interface
Giao diện điều khiển
quản lý thiết bị đầu cuối
mạng
ONT Optical Network Terminal Thiết bị đầu cuối mạng
ONU Optical Network Unit Đơn vị đầu cuối mạng
PDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức
PLC Power Line Communications
Truyền thông qua
đường dây điện
PLOAM
Physical Layer Operations
and Maintenance
Quản lý vận hành bảo dưỡng
lớp vật lý

13
Chương 1 Tổng quan về mạng FTTx
WiMAX
Worldwide Interoperability for
Microwave Access
Tiêu chuẩn cho việc kết
nối băng thông rộng
không dây ở khoảng
cách lớn
TỔNG QUAN VỀ MẠNG FTTx
1.1 Giới thiệu chương
Chương này cho ta cái nhìn khái quát về nguồn sự ra đời, tình hình phát triển
của mạng FTTx trên thế giới và tại Việt Nam cũng như những ứng dụng thực tiễn
của mạng FTTx.
1.2 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FTTx
1.2.1 Nhu cầu thuê bao băng rộng
Ngày càng nhiều dịch vụ truy cập băng rộng ra đời mà băng thông của các
loại hình dịch vụ đó là rất lớn. Bảng 1.1 cho ta thấy nhu cầu về băng thông cho một
số loại hình dịch vụ như vậy.
Bảng 1.1 Yêu cầu băng thông đối với một số loại hình dịch vụ
Service Bandwidth (downstream)
Broadcast TV (MPEG
2)
2 - 6 Mbps
HDTV (MPEG 4) 6 - 12 Mbps
High speed internet 3 - 10 Mbps
Video Conferencing 300 - 570 Kbps
Voice/Video Telephony 64 - 570 Kbps
VoD 2 - 6 Mbps
Tính đến thời điểm tháng 9/2008 số thuê bao băng rộng ở nước ta vượt 1,8

Nhận định: Năng lực kết nối của các ISP ra quốc tế có tốc độ tăng nhanh qua
các năm, ở mức trên 90% năm, điều đó chứng tỏ nhu cầu gia tăng cả về chất lượng
cũng như số lượng người sử dụng Internet. Mạng Internet đường trục của Việt Nam
thường được thiết kế với 3 cổng Internet đặt tại 3 miền, có hệ thống cáp biển và hệ
thống cáp ngầm, chạy ring nhằm backup lẫn nhau khi có sự cố và chủ yếu vẫn kết
nối với 3 điểm chính là Nhật Bản, Hồng Kông và Singapore thông qua chủ yếu hệ
thống cáp quang biển. Đã có kết nối trung chuyển qua VNNIC và peering với nhau
giữa các ISP nhằm tận dụng đường truyền và lưu lượng trong nước. VNPT vẫn là
đơn vị dẫn đầu về năng lực mạng lưới, tiếp theo đó là FPT và Viettel. Mạng Internet
phủ đi các tỉnh thì phần lớn vẫn phát triển tập trung bởi VNPT, Viettel và một phần
là FPT, SPT và EVN.
Rõ ràng, với yêu cầu bức thiết của thị trường viễn thông Việt Nam, các ISP
đang ra sức tăng cường hạ tầng viễn thông mạng của mình để đáp ứng nhu cầu đó.
Trên nền hạ tầng mạng như vậy có rất nhiều công nghệ truy nhập, chúng ta sẽ xem
xét một số công nghệ mạng truy nhập dưới đây.
1.2.2 Các công nghệ truy nhập
Các dịch vụ viễn thông ngày nay đã có những thay đổi về căn bản so với
trước. Lưu lượng thông tin trên mạng là sự hòa trộn giữa lưu lượng thoại và các
dịch vụ phi thoại trong đó lưu lượng dịch vụ phi thoại liên tục gia tăng và biến động
rất nhiều. Đây là những nguyên nhân chính tạo ra sự đòi hỏi đối với mạng viễn
thông hiện thời phải đảm bảo truyền tải thông tin dung lượng lớn tốc độ cao với giá
thành hạ.
Mạng viễn thông thường được cấu thành bởi ba mạng chính: mạng lõi, mạng
phía khách hàng và mạng truy nhập. Mạng truy nhập đảm nhiệm việc kết nối giữa
tổng đài truy nhập dịch vụ và thiết bị khách hàng, là một phần rất quan trọng. Các
công nghệ trong mạng truy nhập có thể được chia thành hai nhóm chính là:
Các công nghệ hữu tuyến:
• xDSL (Digital Subscriber Line): ADSL, HDSL, VDSL qua đường cáp đồng
• FTTx: (FTTH, FTTB, FTTC, FTTN ) truy nhập băng rộng qua đường cáp
quang

độ tải dữ liệu (download) tối đa lên tới 10Mbps và tốc độ gửi dữ liệu (upload)
lên tới 2Mbps cao hơn nhiều so với tốc độ đường ADSL (8 Mbps download, 600
Kbps upload).
Mạng cáp CATV truyền thống chỉ truyền tải thông tin 1 chiều từ nhà cung
Nghiên cứu và mô phỏng mạng FTTx 10
Chương 1 Tổng quan về mạng FTTx
cấp nội dung chương trình (các kênh TV) tới các thuê bao nhưng để sử dụng
được Internet là hình thông tin hai chiều thì các nhà cung cấp truyền hình cáp cần
phải đầu tư nâng cấp thiết bị để có khả năng truyền tải thông tin theo chiều ngược
lại từ phía đầu cuối khách hàng, đồng thời cần có các kết nối ra Internet qua các nhà
cung cấp dịch vụ thứ ba. Điều này là một nhược điểm của phương án này vì cần chi
phí triển khai, duy tu và bảo dưỡng cao.
1.2.2.3 Wifi và Wimax
WiFi là công nghệ mạng nội bộ không dây (WLAN) dựa trên tiêu chuẩn
IEEE 802.11. WiFi đã và đang được sử dụng rất rộng rãi ở các nơi công cộng: nhà
ga, sân bay, khách sạn, quán cafe do giá thành thiết bị truy nhập AP (Access Point)
rẻ, thiết bị đầu cuối có sẵn trong tất cả các máy tính xách tay, điện thoại di động…
Tuy nhiên Wifi không thích hợp là công nghệ truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ
vì khoảng cách bao phủ quá ngắn (dưới 100m). Với công nghệ Wi-Fi, các trạm đầu
cuối truy nhập theo điểm truy cập (Access point) trên cơ sở ngẫu nhiên. Vì thế, trạm
xa điểm truy cập dễ bị đứt kết nối hơn so với trạm ở gần. Điều này hạn chế việc
triển khai những dịch vụ chất lượng cao như IPTV, VoIP
WiMAX là một công nghệ truy cập không dây băng rộng do diễn đàn
WiMAX (WiMAX Forum) xây dựng và hướng đến cung cấp các dịch vụ từ cố
định đến di động, nó cho phép truy cập băng rộng vô tuyến đến đầu cuối (last mile)
như một phương thức thay thế cho cáp và DSL, đặc biệt hữu ích đối với các vùng
không triển khai được công nghệ DSL. WiMAX có thể cung cấp tốc độ hàng chục
Mbps tới người sử dụng và trong khoảng cách hàng chục km theo chuẩn IEEE
802.16, tầm hoạt động có thể lên tới 50 km đối với các trạm cố định, và 5 - 15km
cho di động.

1.3 Định nghĩa
FTTx (Fiber To The x) là một kiến trúc mạng trong đó sợi quang được kéo
từ các thiết bị chuyển mạch của nhà cung cấp dịch vụ đến các thuê bao. Trong đó,
sợi quang có hoặc không được sử dụng trong tất cả các kết nối từ nhà cung cấp đến
khách hàng. Ở đây, “x” được hiểu là một ký hiệu đại diện cho các loại hình mạng
khác nhau như FTTH, FTTC, FTTB, FTTN Do đó nó có thể thay thế cơ sở hạ
tầng cáp đồng hiện tại như dây điện thoại, cáp đồng trục. Đây là một kiến trúc mạng
tương đối mới và đang phát triển nhanh chóng bằng cách cung cấp băng thông lớn
hơn cho người dùng. Hiện nay, công nghệ cáp quang có thể cung cấp đường truyền
cân bằng lên tới tốc độ 100 Mbps.
1.4 Phân loại
1.4.1 Phân loại theo chiều dài cáp quang
Một cách tổng quan ta có thể nhìn thấy rõ sự phân loại hệ thống mạng FTTx
thông qua Hình 1.2. Như trong định nghĩa ta có các loại FTTH, FTTB, FTTU,
FTTE… Điểm khác nhau của các loại hình này là do chiều dài cáp quang từ thiết bị
đầu cuối của ISP (OLT) đến các user. Nếu từ OLT đến ONU (thiết bị đầu cuối phía
user) hoàn toàn là cáp quang thì người ta gọi là FTTH/FTTB.
Nghiên cứu và mô phỏng mạng FTTx 10
Chương 1 Tổng quan về mạng FTTx
• FTTH (Fiber To The Home): cáp quang chạy đến tận nhà thuê bao.
• FTTB (Fiber To The Building): giống như FTTH nhưng ở đây là kéo đến các
tòa nhà cao tầng.
• FTTC (Fiber To The Curb): cáp quang đến một khu vực dân cư. Lúc đó từ
ONU đến thuê bao có thể sử dụng cáp đồng. Trong mô hình này, thiết bị đầu
cuối phía người sử dụng được bố trí trong các cabin trên đường phố, dây nối
tới các thuê bao vẫn là cáp đồng. FTTC cho phép san xẻ giá thành của một
ONU cho một số thuê bao do đó nó có thể hạ thấp được giá thành lắp đặt ban
đầu.
Ngoài ra còn có một số loại hình khác như là FTTE (Fiber To The
Exchange), FTTN (Fiber To The Node)…

gồm nhiều đôi dây có thể truyền được 500 cuộc đàm thoại. Cáp đồng trục có khả
năng với 10.000 cuộc đàm thoại và một tuyến viba hay vệ tinh có thể mang được
2000 cuộc gọi đồng thời.
Tính cách điện: Cáp sợi quang làm bằng chất điện môi thích hợp không chứa
vật dẫn điện và có thể cho phép cách điện hoàn toàn cho nhiều ứng dụng. Nó có thể
loại bỏ được nhiễu gây bởi các dòng điện chạy vòng dưới đất hay những trường hợp
nguy hiểm gây bởi sự phóng điện trên các đường dây thông tin như sét hay những
trục trặc về điện.
Tính bảo mật: Sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi quang
không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường
như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy thông tin ở
dạng tín hiệu quang.
Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng: Do không chịu ảnh hưởng của hiện tượng
fading và do có tuổi thọ cao nên yêu cầu về bảo dưỡng đối với hệ thống quang là ít
hơn so với các hệ thống khác.
Tính linh hoạt: Các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các
Nghiên cứu và mô phỏng mạng FTTx 10
Chương 1 Tổng quan về mạng FTTx
dạng thông tin số liệu, thoại và video. Các hệ thống này đều có thể tương thích với
các chuẩn RS.232, RS422, V.35, Ethernet, E1/T1, E2/T2, E3/T3, SONET/SDH,
thoại 2/4 dây.
Tính mở rộng: Các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể dễ
dàng được mở rộng khi cần thiết. Một hệ thống dùng cho tốc độ số liệu thấp, ví dụ
E1/T1 (2,048 Mbps/1,544 Mbps) có thể được nâng cấp trở thành một hệ thống tốc
độ số liệu cao hơn bằng cách thay đổi các thiết bị điện tử. Hệ thống cáp sợi quang
có thế vẫn được giữ nguyên như cũ.
Sự tái tạo tín hiệu: Công nghệ ngày nay cho phép thực hiện những đường
truyền thông bằng cáp quang dài trên 70 km trước khi cần tái tạo tín hiệu, khoảng
cách này còn có thể tăng lên tới 150 km nhờ sử dụng các bộ khuếch đại laser.
Ngoài những ưu điểm trên của sợi quang nói chung, công nghệ FTTx còn có

điện từ, thời tiết, chiều dài
cáp…
Không bị ảnh hưởng
Bảo mật Độ bảo mật thấp, dễ bị
đánh cắp tín hiệu đường
dây
Độ bảo mật cao, không thể
đánh cắp tín hiệu trên
đường truyền
Tốc độ truyền dẫn
(Upload và download )
Bất đối xứng :
Download > Upload
Tốc độ tối đa là 20 Mbps
Cho phép cân bằng :
Upload = download
Tốc độ tối đa là 10 Gbps
Yếu tố so sánh ADSL FTTx
Khả năng đáp ứng các
dịch vụ băng rộng :
Hosting server riêng,
VPN, hội nghị truyền
hình
Không phù hợp vì tốc độ
thấp
Rất phù hợp vì tốc độ rất
cao và có thể tùy biến tốc
độ.