HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

MAI VĂN THUẬN
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG BĂNG RỘNG CHO CÔNG TY
ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 1
Chuyên ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Mã số: 60.52.02.08
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VŨ TUẤN LÂM
Hà Nội - 2013
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu trong luận
văn là trung thực và các kết quả được viết chung với các tác giả đều được sự đồng ý
của đồng tác giả trước khi đưa vào luận văn.
Học viên
Mai Văn Thuận
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả các thầy cô đang giảng
dạy tại Học Viện Công nghệ Bưu Chính Viễn thông đã tận tình truyền đạt những
kiến thức quý báu giúp em hoàn thành khóa học này.
Em xin chân thành cảm ơn khoa Quốc Tế và Đào Tạo Sau Đại Học, trường Học
Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã tạo điều kiện tốt cho em thực hiện luận
văn tốt nghiệp này.
Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy TS. Vũ Tuấn Lâm, người đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với gia đình đã luôn động viên, ủng
hộ, cổ vũ và tạo mọi điều kiệngiúp tôi.
Tôi cảm ơn tất cảnhững người bạn của tôi, những người luôn chia sẻ, cổ vũvà
giúp đỡ tôi.

2.1.1 Công nghệ của mạng quang thụ động Gpon 19
2.1.2 Quá trình chuẩn hóa GPON 20
2.1.3 Các thông số kỹ thuật 20
2.1.4 Một số vấn đề cần quan tâm khi thiết kế mạng 21
2.1.5 Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh 22
2.2 NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ TRONG MẠNG TRUY NHẬP GPON 28
2.2.1 Thiết bị sử dụng trong mạng truy nhập GPON 28
2.2.2 Thiết bị OLT của hãng Alcatel – Lucent 28
2.2.3 Thiết bị OLT của hãng Huawei 30
2.2.4 Thiết bị OLT của các nhà cung cấp khác 30
2.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 32
iv
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ QUY HOẠCH MẠNG BĂNG RỘNG TRÊN ĐỊA BÀN
CTY ĐTHN 1 33
3.1 HIỆN TRẠNG MẠNG BĂNG RỘNG CỦA CTY ĐTHN 1 33
3.1.1 Mạng MAN-E Của Cty ĐTHN 1 33
3.1.2 Miền MPLS của mạng MAN-E 34
3.1.3 Nhu cầu sử dụng mạng băng rộng trên địa bàn 36
3.2 ĐỀ XUẤT CẤU TRÚC MẠNG BĂNG RỘNG CHO CTY ĐTHN1 38
3.2.1 Các hình thức cung cấp mạng băng rộng cho công ty ĐTHN 1 38
3.2.2 Nguyên tắc tổ chức mạng phân phối cáp quang FTTx - GPON 39
3.2.3 Tính toán suy hao đường truyền 40
3.2.4 Giải pháp lắp đặt Splitter 2 cấp 43
3.2.5 Phương pháp tính kích cỡ mạng GPON 44
3.3 ĐỀ XUẤT CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG BĂNG RỘNG GPON 46
3.3.1 Dịch vụ Metronet cung cấp kết nối internet FiberVnn 46
3.3.2 Dịch vụ Metronet cung cấp kết nối Internet FiberVNN + Mytv HD 47
3.3.3 Dịch vụ MetroNet cung cấp kết nối MegaWan nội tỉnh tốc độ cao 48
3.3.4 Cung cấp dịch vụ Điểm – Điểm (P-P) 49
3.4 QUY HOẠCH VÀ TRIỂN KHAI MẠNG BĂNG RỘNG TRÊN ĐỊA BÀN CÔNG

Hình 1.1 Sơ đồ mạng quang truy nhập AON và PON 4
vi
Hình 1.1 Sơ đồ kiến trúc của mạng PON 5
Hình 1. 2 Mô hình mạng quang thụ động 6
Hình 1. 3 Các kiểu kiến trúc của PON 7
Hình 1. 4 Cấu hình cơ bản mạng quang thụ động 10
Hình 1. 5 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang 11
Hình 1. 6 Cấu hình mạng truy nhập và các dịch vụ 12
Hình 1. 7 Sơ đồ khối chức năng của OLT 13
Hình 1. 8 Các khối chức năng của ONU 14
Hình 1. 9 Bộ chia quang thụ động Splitter 15
Hình 1. 10 Cấu trúc mạng cáp thuê bao quang 16
Hình 2. 1 Cấu trúc khung hướng lên trong mạng Gpon 23
Hình 2.2 Mô tả chi tiết khung hướng lên GTC 24
Hình 2. 1 Báo cáo DBA ở hướng lên 24
Hình 2. 2 Truy cập phân kênh theo thời gian ở hướng lên trong mạng Gpon 25
Hình 2. 3 Truyền dữ liệu hướng lên trong TDMA PON 26
Hình 2.6 Mô hình kết nối OLT của hãng Alcatel 29
Hình 2.7 Mô hình kết nối OLT của hãng Huawei 30
Hình 2.8 Biểu đồ sử dụng thiết bị OLT của các hãng (Alcatel – Lucent) 32
Hình 3. 1Cấu trúc mạng MAN-E 2013 34
Hình 3. 2 Miền MPLS trong mạng MAN-E 35
Hình 3.3 cấu trúc mạng truy nhập cáp quang FTTx 39
Hình 3.4 Sơ đồ đấu nối tuyến quang từ OLT đến ONT 41
Hình 3. 5 Giải pháp lắp đặt Splitter 2 cấp 44
Hình 3. 6 mô hình mạng điển hình của một hệ thống GPON 46
Hình 3.7 Dịch vụ Fiber VNN trên hệ thống mạng truy nhập Gpon 47
Hình 3.8 Dịch vụ Fiber VNN + Mytv HD cung cấp trên hệ thống GPon 48
Hình 3. 9 Mô hình cung cấp dịch vụ Megawan trên hệ thống Gpon 49
Hình 3.10 Mô hình kết nối điểm – điểm trên hệ thống Gpon 50

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Với sự phát triển và bùng nổ của mạng internet ngày nay, cùng những tiện ích
và dịch vụ đi kèm như video call, hội nghị truyền hình, VOD, game online, thanh
toán trực tuyến, dịch vụ giải trí trên internet, yêu cầu băng thông cao và chất lượng
dịch vụ, chính vì thế mạng băng rộng Gpon ra đời và đáp ứng được những tiêu trí
trên.
Hiện nay mạng cáp đồng với những nhược điểm như chất lượng đường truyền,
tín hiệu kém, băng thông thấp, ảnh hướng lớn từ môi trường, không đáp ứng được
các dịch vụ giải trí trên mạng, dịch vụ Mytv, hay các dịch vụ đòi hỏi sự ổn định về
chất lượng như Hội nghị truyền hình, Game online, thanh toán trực tuyến, giải trí
trên mạng. Với sự phát triển của dịch vụ thoại trên nền IP, trong tuơng lai hệ thống
thoại qua hệ thống tổng đài và mạng cáp đồng sẽ được thay thế dần, đàm bảo chất
lượng, hạn chế suy hao, cũng như cải thiện chất lượng dịch vụ đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của khách hàng.
Với sự đầu tư và triển khai mạng MAN của VNPT Hà Nội, mạng truy nhập
GPON sẽ được triển khai trên nền mạng MAN Ethernet, sẽ đáp ứng được những
yêu cầu về băng thông, giảm chi phí đầu tư, nâng cao chất lượng dịch vụ cho khách
hàng như hạn chế suy hao so với mạng quang chủ động do phụ thuộc vào các thiết
bị chuyển mạch quang điện khi truyền trên hệ thống.
Thực trạng mạng quang truy nhập hiện nay, cung cấp dịch vụ cho khách hàng
sử dụng chủ yếu là các thiết bị quang chủ động như các Switch truy nhập, các bộ
chuyển đổi quang điện, hạn chế về dung lượng, số lượng khách hàng, tốn kém về
chi phí vận hành, khai thác và bảo dưỡng.
Chính những ưu điểm của công nghệ mạng truy nhập quang Gpon, nghiên cứu
thiết kế mạng băng rộng cho Công ty Điện thoại Hà Nội 1, nhằm đáp ứng những
yêu cầu của khách hàng trong tương lai, các dịch vụ, tiện tích đòi hỏi chất lượng,
2
băng thông, thay thế dần mạng cáp đồng, cũng như thiết bị quang chủ động trên địa
bàn Công ty ĐTHN1.

phương thức ghép kênh.
− Nghiên cứu về thiết bị sử dụng trong mạng truy nhập băng rộng, đề xuất
sử dụng thiết bị, so sánh ưu nhược điểm giữa các thiết bị băng rộng của
các nhà cung cấp thiết bị.
− Đề xuất sử dụng thiết bị của hãng Alcatel-Lucent để triển khai mạng
băng rộng trên địa bàn Công ty ĐTHN 1.
− Kết luận chương 2.
Chương 3: Thiết kế và Quy hoạch mạng băng rộng trên địa bàn Cty ĐTHN1
− Hiện trạng mạng băng rộng của Cty ĐTHN1, khảo sát nhu cầu sử dụng
mạng băng rộng trên địa bàn công ty.
− Đề xuất, cấu trúc mạng băng rộng cho Cty ĐTHN1. Đề xuất các dịch vụ
trên mạng băng rộng sử dụng thiết bị cho mạng truy nhập Gpon.
− Quy hoạch mạng, tối ưu mạng băng rộng cho Cty ĐTHN1, tính toán
băng thông, lựa chọn thiết bị đầu cuối, cấu hình dịch vụ trên mạng băng
rộng trên thiết bị Alcatel ISAM 7342.
− Hướng nghiên cứu tiếp theo, đề xuất giải pháp và lộ trình khiển khai
mạng truy nhập quang đến năm 2015 cho Cty ĐTHN1.
− Kết luận chương 3.
Kết luận và hướng phát triển
4
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP BĂNG
RỘNG
Mạng truy nhập băng rộng thường được chia làm hai loại là mạng truy nhập quang
chủ động AON và mạng truy nhập quang thụ động PON.
AON (Active Optical Network) mạng cáp quang chủ động là kiến trúc mạng
điểm điểm (Poit to Point) thường thì mỗi thuê bao sẽ có một đường cáp quang riêng
chạy từ tiết bị trung tâm như các (Access Node) đến thuê bao (FTTH – Fiber to the
Home).
Hình 1.1 Sơ đồ mạng quang truy nhập AON và PON
AON có ưu điểm như : tầm kéo dây xa (lên đến 70km) mà không cần bộ lặp

mạng quang tích cực do việc cung cấp nguồn tại mỗi nút mạng.
PON còn có khả năng chống lỗi cao so với (SONET/SDH) vì các node của
mạng PON nằm bên ngoài mạng, tổn hao năng lượng trên các nút này không gây
hay hưởng tới các nút khác, khả năng một node mất tín hiệu không làm ngắt mạng
hay ảnh hưởng các node khác đây là điều rất quan trọng với mạng truy nhập.
Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang
hoặc được kết hợp lại 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.
7
PON thường được triển khai trên sợi quang đơn mode, thường là cấu hình cây
là phổ biến, cũng có thể triển khai theo cấu hình vòng ring cho các khu thuơng mại
hoặc theo cấu hình Bus khi triển khai ở khu vực trường sở…
Bằng cách sử dụng bộ chia quang 1:N ta có thể triển khai theo bất kỳ cấu hình
nào trong những cấu hình trên.OLT được kết nối với mạng lõi MAN hay WAN và
kết nối đến người dùng qua bộ chia quang và đến thiết bị đầu cuối khách hàng
ONT.
Hình 1. 3 Các kiểu kiến trúc của PON
+ Kiến trúc Point to Point (Điểm – Điểm)
- Dung lượng lớn
- Chi phí cao, do sử dụng cặp sợi quang trong kiến trúc điểm – điểm.
+ Kiến trúc quang chủ động hình sao
- Dung lượng lớn
- Chi phí vận hành và bảo trì lớn, do sử dụng thiết bị quang chủ động bên
ngoài mạng.
+ Kiến trúc quang bị động hình sao
8
- Dung lượng lớn
- Được tiêu chuẩn hóa
- Sử dụng số lượng sợi quang ít hơn so với mô hình quang chủ động
- Giảm chi phí vận hành bảo dưỡng do không sử dụng thiết bị quang chủ động

9
c)EPON
EPON (Ethernet PON) là một chuẩn của IEEE/EFM cho việc sử dụng
Ethernet trong việc truyền dữ liệu. EPON mà mạng trên cơ sở của PON mang lưu
lượng dữ liệu gói trong các khung Ethernet được chuẩn hóa theo IEEE 802.3, sử
dụng mã đường truyền 8b/10B và hoạt động với tốc đội 1Gbps.
IEEE đã thành lập nhóm nghiên cứu Ethernet in the First Mile (EFM) mục
tiêu là mở rộng công nghệ Ethernet hiện tại sang mạng truy nhập vùng hướng tới
các mạng đến nhà thuê bao hoặc các doanh nghiệp với yêu cầu giữ các tính chất của
Ethernet truyền thống.
d) WDM-PON
WDM-PON ( Waveleng Division Multiplexing Passive Optical Network) là
thế hệ tiếp theo của mạng truy nhập quang và cho băng thông lớn nhất, sử dụng các
bộ ghép sóng WDM thụ động, hướng xuống mỗi ONU nhận dữ liệu trên một bước
sóng, và ở hướng lên các bước sóng khác nhau được ghép thông qua bộ ghép sóng
WDM tới ONU, vì sử dụng một bước sóng cho mỗi ONU nên WDMPON có tính
bảo mật và mềm dẻo hơn và công nghệ WDMPON sẽ được chọn lựa trong tương lai
và là bước phát triển kế tiếp cho các công nghệ mạng truy nhập quang PON.

e) Nhận xét
Mạng APON/BPON được phát triển từ giữa những năm 90, và không được
quan tâm phát triển ở thời điểm này do chỉ hỗ trợ dịch vụ ATM và tốc độ truy nhập
thấp hơn nhiều so với các cung nghệ hiện tại như GPON và EPON hay GEPON.
GEPON cung cấp tốc độ truyền là 1,25Gbps thì GPON cho phép đạt tốc độ lên
tới 2.448 Gbps. Với hiệu suất từ 50%-70% băng thông của GEPON bị giới hạn
trong khoảng 600Mbps đến 900Mbps, khi đó GPON với việc tận dung tối đa nó có
thể cho phép các nhà cung cấp dịch vụ phân phối với băng thông lên đến 2300
Mbps.
Mạng GPON của Flexlight có thể đạt tới hiệu suất mạng 93%, điều đó có nghĩa
là chỉ có 7% độ rộng băng tần được sử dụng cho việc quy định các thủ tục của giao

diện gồm : giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng UNI.
1.2.1 Cấu hình mạng truy nhập cung cấp dịch vụ trên mạng PON.
Theo xu hướng phát triển trên thế giới, nhu cầu về các dịch vụ băng thông rộng
như truyền hình theo yêu cầu (Video On Demand), truyền hình HD sẽ còn tăng cao
trong tương lai, ngoài khả năng triển khai các dịch vụ TriplePlay tiên tiến, sẵn sàng
cung cấp các yêu cầu phát sinh khác của khách hàng trong tương lai như Voip,
IPTV, truyền số liệu, hội nghị truyền hình…dịch vụ đảm bảo an tâm tuyệt đối về
tính bảo mật thông tin, không lo ngại về việc bị chia sẻ tín hiệu trên đường truyền.
Các hệ thống hiện nay có tốc độ tải về khoảng 2.5 Gbps, trong khi đó GPON có
tốc độ lên đến 10 Gbps, tăng gấp 4 lần, tốc độ tăng nên sẽ hỗ trợ cho nhiều người
dùng hơn, và băng thông sẽ cao hơn.
12
Hình 1. 6 Cấu hình mạng truy nhập và các dịch vụ
Mạng PON có thể cung cấp đến các tòa nhà cao tầng, các khu trung tâm
thương mai, hay các tòa nhà văn phòng, hay các khu dân cư, sử dụng bộ chia quang
thụ động theo cấu trúc điểm – đa điểm, cung cấp các dịch vụ như các luồng E1/T1
hay các dịch vụ như Ethernet, Video, Voice, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng
về các dịch vụ TriplePlay giữa Data, voice và Video.
1.3 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CỦA OLT VÀ ONU
1.3.1 Các khối chức năng của OLT
Thiết bị OLT ( Optical Line Termination ) được kết nối tới mạng chuyển mạch
qua giao diện chuẩn, về phía mạng phân phối, OLT bao gồm các giao diện truy
nhập quang theo tiêu chuẩn GPON về tốc độ bit, quỹ đường truyền, jitter,…OLT
bao gồm ba phần chính sau đây:
- Chức năng giao diện cổng dịch vụ ( Service port interface Function)
- Chức năng đấu nối chéo (cross-connect function)
- Giao diện mạng phân phối quang ( ODN interface )
Các khối chức năng chính của OLT được mô tả trong hình 1.3.1
13
Hình 1. 7 Sơ đồ khối chức năng của OLT

được bỏ qua. Tuy nhiên, thay cho chức năng này thì có thêm chức năng ghép và
tách kênh dịch vụ (MUX và DMUX) để xử lý lưu lượng, cấu hình tiêu biểu của
ONU được thể hiện trong hình 1.3.2 mỗi PON TC sẽ lựa chọn một chế độ truyền
dẫn ATM, GEM hoặc cả hai.
Hình 1. 8 Các khối chức năng của ONU
Chức năng chính của ONU
- Là thiết bị đầu cuối phía nguời dùng
- Cung cấp các luồng dữ liệu với tốc độ từ 64 Kb/s đến 1 Gb/s
- Giao diện đường lên có tốc độ và giao thức hoạt động tương thích với hướng
xuóng của OLT
- ONU có dung luwongj vừa và nhỏ và có thể cung cấp các dịch vụ như
POST, ADSL, VDSL, LAN, IPTV…
15
1.4 MẠNG PHÂN PHỐI QUANG VÀ BỘ CHIA QUANG THỤ ĐỘNG
1.4.1 Bộ chia quang Splitter.
- Dùng để chia tín hiệu quang từ một sợi để truyền đi trên nhiều sợi và ngược lại
- Thực hiện chia công suất quang tại sợi quang đầu vào tới N sợi quang đầu ra
- Tỷ lệ chia có nhiều cấp khác nhau như 1/8;1/16;1/32;1/64;1/128 tùy thuộc vào
thiết bị và ứng dụng sử dụng
- Hệ số chia công suất quang phụ thuộc vào cấp độ chia.
- Phân bố bộ chia phổ biến trên mạng theo tỷ lệ chia 1:2 tại tủ quang phối cấp 1 và
tỷ lệ chia 1:32 tại tủ quang phối cấp 2.
- Tại những điểm có nhiều thuê bao dự báo sẽ có nhu cầu băng thông lớn như khu
vực nhiều nhà dân, các trung tâm thương mại có thể đặt bộ chia 1:32 để sau này
nâng cấp băng thông dễ dàng.
Hình 1. 9 Bộ chia quang thụ động Splitter
+ Khối chức năng của ODN
Khối mạng phân phối quang (ODN- Optical Distribution Network) đặt giữa
ONU và OLT. Chức năng của nó là phân phối công suất tín hiệu quang. ODN chủ
yếu là linh kiện quang không có nguồn và sợi quang tạo thành mạng phân phối

Mạng PON đáp ứng các yêu cầu