- i-
MỤC LỤC
Trang
CÁC KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT………………………………………… iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ…………………………………………………………… vi
DANH MỤC CÁC BẢNG……………………………………………………………….viii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 3
TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP. 3
1.1.Khái niệm mạng truy nhập. 3
1.1.1.Các thành phần của mạng truy nhập. 3
1.1.2 Mô hình kiến trúc và triển khai thực tế. 4
1.2.Cấu trúc của mạng truy nhập. 4
1.2.1.Các cấu trúc cơ bản của mạng truy nhập. 4
1.2.2.Các chức năng của mạng truy nhập. 6
1.2.3. Các giao diện của mạng truy nhập. 7
1.3. Những yêu cầu đối với mạng truy nhập. 8
CHƯƠNG 2 9
CẤU TRÚC VÀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP 9
TRONG MẠNG TRUY NHẬP CÁP SỢI QUANG. 9
2.1. Cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang. 9
2.2.Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang. 9
2.3. Các khối chức năng cơ bản. 11
2.4. Mạng truy nhập quang thụ động (PON). 13
2.4.1. Mạng PON thực tế. 13
2.4.2. Công nghệ, cấu trúc truy nhập PON. 15
2.4.3.Khả năng cung cấp dịch vụ của mạng PON. 20
2.5. Mạng truy nhập quang tích cực (AON). 22
2.6. Mạng MAN-E 22
2.6.1. Cấu trúc mạng MAN-E. 22
2.6.2.Công nghệ NG-SONET/SDH trong mạng truy nhập quang. 24
4.4.1.Các bước dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao. 44
4.4.2. Các phương pháp dự báo dịch vụ và thuê bao. 46
4.4.3.Lựa chọn mô hình dự báo nhu cầu dịch vụ. 49
4.4.4. Xác định các tham số của mô hình dự báo 51
4.4.5.Dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao tại Tỉnh Hưng Yên. 53
4.5. Thực trạng mạng viễn thông Hưng yên. 56
4.5.1. Mạng chuyển mạch. 56
4.5.2 Mạng Truyền dẫn. 56
- iii-
4.5.3. Mạng truy nhập. 57
4.5.4. Các dịch vụ Viễn thông Hưng Yên cung cấp. 58
4.4.5. Đánh giá năng lực và khả năng cung cấp dịch vụ của mạng Viễn
thông Hưng Yên. 58
4.6. Đề xuất ứng dụng truy nhập cáp sợi quang trong mạng viễn thông Hưng
Yên. 59
4.6.1. Lựa chọn công nghệ và cấu trúc mạng truy nhập quang. 59
4.6.2. Lựa chọn khu vực cần triển khai mạng quang truy nhập. 60
4.6.3. Dự báo thuê bao truy nhập băng rộng. 61
4.6.4. Triển khai mạng FTTx. 61
4.6.5. Tính suy hao trên tuyến quang. 62
4.6.6 . Đề xuất mạng FTTx cụ thể tại Thị xã Hưng Yên. 64
KẾT LUẬN 69
Tài liệu tham khảo
- iv-
CÁC KÝ HIỆU VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
AF Access Function Chức năng truy nhập
AN Access Network Mạng truy nhập
APON ATM Passive Network Mạng quang thụ động ATM
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ
CO Central Office Trung tâm truy nhập
SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ
SNAP Subnetwork Access Protocol Giao thức truy nhập mạng con
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian
TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối
- v-
TMN Telecommunications Management
Network
Quản lý mạng Viễn thông.
RT Remote terminal Trạm đầu cuối
IEEE Institute Electrical Engineers Viện kỹ thuật Điện và Điện tử ở
Mỹ
UNI User to Network Interface Giao diện mạng người sử dụng
VDSL Very High Bit Rate Digital
Subscriber Line
Đường dây thuê bao số tốc độ rất
cao
VoD Video on Demand Video theo yêu cầu
VoIP Voice over IP Thoại trên nền IP
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
VTP VDSL Termination Processing Xử lý kết cuối VDSL
VPLS Virtual Private LAN Service Dịch vụ mạng LAN riêng ảo
WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước
sóng
- vi-
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1.Mô hình triển khai mạng truy nhập. 4
Hình 1-2. Các cấu trúc cơ bản của mạng truy nhập 5
Hình 1-3. Chức năng mạng truy nhập. 6
Hình 1-4. Giao diện của mạng truy nhập 8
Hình 4-7. Cấu trúc đấu nối tổng quát mạng GPON. 60
Hình 4-8. Các cấu trúc triển khai FTTH/FTTB. 60
Hình 4-9. Các mô hình triển khai FTTH/B. 62
Hình 4-10. Vị trí khách hàng tiềm năng tại thị xã Hưng Yên. 66
- vii-
66
Hình 4-11. Cấu trúc mạng FTTH tại Thị xã Hưng Yên 67
- viii-
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2-1. So sánh các công nghệ trong mạng PON 20
Bảng 3-1. Ứng dụng các cấu trúc FTTx 34
Bảng 4-1. Xu hướng phát triển công nghệ và dịch vụ trên thế giới 41
Bảng 4-2. Mật độ thuê bao điện thoại cố định giai đoạn 2001-2007 53
Bảng 4-3. So sánh số thuê bao ĐTCĐ theo mô hình Logistic 54
Bảng 4-4. Kết quả dự báo ĐTCĐ giai đoạn 2008- 2010 55
Bảng 4-5.Thuê bao Internet phát triển từ năm 2004-2007 55
Bảng 4-6. Dự báo phát triển thuê bao băng rộng xDSL 56
Bảng 4-7. Suy hao sợi quang ( Bao gồm suy hao các mối hàn) 63
Bảng 4-8. Suy hao bộ chia quang. 64
Bảng 4-9. Suy hao bộ connector 64
- 1-
MỞ ĐẦU
Ngày nay, các dịch vụ viễn thông có những thay đổi căn bản so với dịch vụ
truyền thống, nhu cầu trao đổi thông tin lớn, nhu cầu dịch vụ không chỉ là thoại,
Fax, kết nối qua Modem mà nhu cầu sẽ có thêm các dịch vụ băng rộng như truyền
dữ liệu với tốc độ cao, internet băng rộng, IPTV, VoD… Chính vì vậy, mạng truy
nhập đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ viễn thông cũng
như đảm bảo chất lượng dịch vụ. Mạng truy nhập thuê bao hiện nay chủ yếu là cáp
đồng, những hạn chế của cáp đồng đối với dịch vụ băng rộng như: Suy hao tín hiệu
lớn, giới hạn cự ly cung cấp dịch vụ, xuyên nhiễu cao, bảo dưỡng và quản lý phức
(FTTx).
Nội dung: Trình bày tổng quan mạng FITL và các giải pháp kỹ thuật, cấu trúc
mạng FTTx.
Chương4: Đề xuất ứng dụng truy nhập cáp sợi quang trong mạng viễn thông
Hưng yên.
Nội dung: Khái quát điều kiện địa lý, kinh tế xã hội của tỉnh Hưng Yên, định
hướng phát triển công nghệ mạng và dịch vụ của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông
Việt Nam và của Viễn thông Hưng Yên. Dự báo nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn
thông trên địa bàn tỉnh Hưng Yên. Đánh giá thực trạng và khả năng đáp ứng dịch vụ
của mạng truy nhập viễn thông Hưng Yên, Từ đó đề xuất ứng dụng truy nhập cáp
sợi quang để có thể đáp ứng được nhu cầu dịch vụ viễn thông đặc biệt là dịch vụ
băng rộng trong giai đoạn tới và phù hợp với định hướng chuyển sang mạng truy
nhập NGN.
- 3-
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP.
Ở chương này sẽ nghiên cứu tổng quan về mạng truy nhập, chức năng, các
giao diện của mạng truy nhập.
1.1.Khái niệm mạng truy nhập.
Theo khuyến nghị G902, mạng truy nhập được ITU-T định nghĩa: Mạng truy
nhập là tập hợp của các thực thể (như mạng cáp, các phương tiện truyền dẫn v.v )
có khả năng truyền tải các dịch vụ viễn thông qua các giao diện nút dịch vụ (SNI)
đến thiết bị khách hàng.
1.1.1.Các thành phần của mạng truy nhập.
Gồm ba thành phần chính là: Điểm truy nhập dịch vụ, mạng phân phối (gồm
mạng cung cấp và mạng phân bố) và kết cuối mạng.
Điểm truy nhập dịch vụ (SAP): Thực hiện thích ứng giữa mạng lõi
(MAN/WAN) và mạng phân phối. Thiết bị tại điểm này có nhiệm vụ xử lý tập trung
các luồng thông tin cho việc truyền tải qua môi trường truy nhập.
Mạng phân phối (DN): Gồm tập hợp thiết bị và hạ tầng mạng thực hiện
Trong hình 1.2b: Sử dụng các RT ở xa tổng đài, các RT có thể là thiết bị
ghép kênh hoặc chuyển mạch, kết nối với tổng đài là truyền dẫn quang hoặc vô
tuyến. Ưu điểm so với cấu trúc Hình 1.1a là giảm số lượng cáp cần lắp đặt, nhược
điểm là tăng chi phí vận hành và bảo dưỡng thiết bị RT.
Hình 1-2. Các cấu trúc cơ bản của mạng truy nhập
Trong hình 1.2c: Mức độ phức tạp và chi phí vận hành, quản lý và khai thác
được tính toán dựa trên số trạm tách/ghép kênh, trong cấu trúc này tiết kiệm được
đường truyền dẫn.
CO
Trạm trung
tâm
b)
c)
d)
RT
RT
NIU
NIU
CO
Trạm trung
tâm
Thuê
bao
Thuê
bao
RT
RT
NIU
NIU
Thuê
+ Chức năng truyền tải (TF): Cung cấp các luồng để truyền các tải mang
chung giữa các vị trí khác nhau trong mạng truy nhập và sự thích ứng môi trường
cho các môi trường truyền dẫn được sử dụng.
Chức năng quản lý hệ thống mạng truy nhập (AN-SMF): Phối hợp việc
giám sát, hoạt động và bảo dưỡng của UPF, SPF, CF và TF trong mạng truy nhập.
1.2.3. Các giao diện của mạng truy nhập.
Mạng truy nhập gồm 3 giao diện:
+ Giao diện phía tổng đài (giao diện nút dịch vụ-SNI) nối với các nút dịch vụ
(SN)
+ Giao diện phía khách hàng (UNI) để kết nối với thuê bao.
+ Giao diện với mạng quản lý viễn thông (TMN) thông qua giao diện Q3.
Mạng truy nhập có thể nối với nhiều nút dịch vụ (SN), vì vậy nó có thể nối tới
SN của một dịch vụ xác định, hoặc cũng có thể nối tới nhiều SN của cùng dịch vụ.
SNI có thể thông qua chức năng giám sát để thực hiện kết nối giữa mạng truy nhập
với SN và phân phối tải truy nhập đối với SN.
Giao diện mạng - người sử dụng (UNI): Giao diện UNI ở phía thuê bao của
mạng truy nhập, cần thiết để hỗ trợ việc truy nhập của các loại dịch vụ. Đối với các
dịch vụ khác nhau áp dụng phương thức truy nhập khác nhau tương ứng với loại
hình giao diện khác nhau. UNI chia thành hai loại: Độc lập và loại dùng chung. UNI
dùng chung là chỉ một UNI có thể đảm nhiệm nhiều nút dịch vụ, mỗi một truy nhập
logic qua SNI khác nhau đối với nút dịch vụ khác nhau.
Giao diện nút dịch vụ (SNI): Giao diện SNI là giao diện giữa mạng truy
nhập (AN) và nút dịch vụ (SN). Nếu phía AN-SNI và phía SN-SNI không ở cùng
chỗ, nên sử dụng một luồng truyền tải trong suốt để kết nối từ xa AN và SN.
Giao diện Q3: Giao diện Q3 là giao diện tiêu chuẩn nối giữa mạng quản lý
viễn thông (TMN) với các bộ phận của mạng viễn thông, quản lý của mạng truy
nhập cũng phải phù hợp với chiến lược của TMN. Mạng truy nhập thông qua Q3
nối với TMN để TMN thực hiện quản lý và phối hợp với mạng truy nhập, từ đó
- 8-
cung cấp loại truy nhập cầp thiết và tải mang cho thuê bao. Đồng thời thuận tiện
quang (ONT), đầu cuối đường quang (OLT) và đầu cuối mạng (NT).
Hình 2-1.Cấu hình cơ bản của mạng truy nhập quang
2.2.Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang.
Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang được trình bày ở Hình 2-2.
- 10-
Hình 2-2. Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang
Cấu hình tham chiếu gồm có 4 khối cơ bản: Đầu cuối đường quang (OLT),
mạng phối dây quang (ODN), khối mạng quang (ONU) và khối chức năng phối hợp
(AF).
Điểm tham chiếu chủ yếu gồm có: Điểm tham chiếu phát quang S, điểm tham
chiếu thu quang R, điểm tham chiếu giữa các nút dịch vụ V, điểm tham chiếu đầu
cuối thuê bao T và điểm tham chiếu a ở giữa các ONU và chức năng phối hợp. Giao
diện bao gồm: Giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng
UNI.
Vì vậy, có thể hiểu mạng truy nhập quang là mạng sử dụng chung các giao
diện với các mạng khác, nhưng hệ thống truyền dẫn truy nhập cáp quang đảm
nhiệm một loạt đường liên kết truy nhập và gồm các OLT, OND, ONU và AF.
Sợi quang sử dụng cho mạng truy nhập quang là sợi đơn mốt tuân theo chuẩn
G.652
Đấu nối truyền dẫn giữa OLT và ONU có thể theo phương thức điểm - đa
điểm, cũng có thể là điểm - điểm. Hình thức ODN cụ thể phải căn cứ vào tình hình
thuê bao để quyết định. Về hình thức truyền dẫn, có thể áp dụng ghép kênh theo
không gian (SDM), ghép kênh theo bước sóng (WDM, DWDM) hoặc ghép kênh
theo thời gian (TDM) v.v Còn phương thức truy nhập, nhìn chung dựa trên đa
truy nhập phân chia thời gian (TDMA).
- 11-
2.3. Các khối chức năng cơ bản.
Trong hình 2-2 gồm các khối chức năng sau:
Khối Optical Line Termination (OLT): Khối đầu cuối đường quang cung
cấp giao diện quang phía mạng với ODN, đồng thời cũng cung cấp ít nhất một giao
Mạng lưới
ODN
Giao diện
ODN
Tới thiết bị phối hợp và
giao diện Q3
- 12-
Bộ phận dịch vụ là đầu vào của các dịch vụ, các dịch vụ có tốc độ tối thiểu
phải là tốc độ sơ cấp và có thể cung cấp ít nhất 1 dịch vụ hoặc đảm nhiệm từ 2 dịch
vụ trở lên.
- Chức năng bộ phận chung: Gồm các chức năng cấp nguồn và OAM.
+ Chức năng cấp nguồn: Chuyển đổi nguồn điện cung cấp từ bên ngoài
vào.
+ Chức năng OAM: Thông qua giao diện tương ứng để thực hiện vận
hành, quản lý và bảo dưỡng đối với tất cả các khối chức năng và nối với quản lý
mạng lớp trên.
Khối Optical Network Unit (ONU): Khối mạng quang đặt ở giữa ODN
và thuê bao. Phía mạng của ONU có giao diện quang, còn phía thuê bao là giao diện
điện. Do đó, ONU có chức năng biến đổi quang/điện. Đồng thời có thể thực hiện
chức năng xử lý và quản lý bảo dưỡng các loại tín hiệu điện. ONU có thể đặt ở phía
khách hàng hoặc ngoài trời .
Hình 2-4. Sơ đồ khối ONU
Chức năng bộ phận trung tâm:
+ Chức năng giao diện ODN: Cung cấp một loại giao diện vật lý nối với
ODN, đồng thời thực hiện việc biến đổi Điện/Quang và Quang/Điện.
+ Chức năng ghép kênh truyền dẫn: Xử lý và phân phối thông tin.
Giao diện
thuê bao
Ghép kênh
thuê bao và
Mạng quang thụ động (Passive Optical Network) là mạng quang không
sử dụng các phần tử tích cực trên đường truyền tín hiệu từ nguồn tới đích. Chỉ có
các phần tử như bộ kết hợp, bộ ghép và bộ chia thụ động được sử dụng trong mạng
này. Mạng quang thụ động là một giải pháp hiệu quả để triển khai sợi quang tới
nhà thuê bao.
Mạng PON gồm các công nghệ: APON (ATM PON), BPON (Broadband
PON), EPON( Ethernet PON), GPON(Gigabit PON). Từ CO đến nhà thuê bao:
PON cho phép ghép nhiều đường dữ liệu trên các bước sóng ánh sáng khác nhau,
như vậy chỉ cần một sợi quang từ CO tới thiết bị gần khu thuê bao, tại đây các bước
sóng được chia tách và mỗi bước sóng được đưa đến một sợi quang đến nhà thuê
bao.
2.4.1. Mạng PON thực tế.
2.4.1.1. Các thành phần chính của mạng PON.
Mạng PON có các thành phần chính là: OLT, ODN và ONT.
- 14-
• OLT: Thiết bị đầu cuối đường truyền quang được đặt tại trạm của nhà
cung cấp dịch vụ.
• ONT và ONU: Là 2 thiết bị cơ bản giống nhau, các thiết bị này cung
cấp các giao diện giữa khách hàng và mạng PON. Khối quang (ONU) hoặc Thiết bị
đầu cuối mạng (ONT) nhận các tín hiệu quang và chuyển thành các tín hiệu điện rồi
đưa đến nhà khách hàng (ONT: được sử dụng khi cáp quang được kéo đến nhà thuê
bao, ONU: Sử dụng khi sợi quang được kết cuối ngoài nhà thuê bao). Sau đó DSL
sẽ truyền tín hiệu đến đầu cuối thuê bao.
• ODN: Mạng ODN bao gồm các sợi quang và bộ Tách/ghép quang.
Hình 2-5. Các thành phần mạng PON
2.4.1.2. Hệ thống quang PON điển hình.
Bao gồm:
• Thiết bị đầu cuối quang đặt ở phía khách hàng, thực hiện thích ứng tín
hiệu quang và phân phối Voice và Data.
• Switch quang đặt tại trạm nhà cung cấp dịch vụ, thực hiện gửi giao thức
Sự kết hợp này phù hợp cho việc triển khai hệ thống truyền dẫn theo cấu trúc điểm -
đa điểm với phương thức truy nhập đa đường. Cấu trúc này cho phép nhiều thuê
bao cùng chia xẻ toàn bộ độ rộng băng trong mạng truy nhập. Tốc độ của hệ thống
truy nhập ATM-PON có thể là đối xứng 155 Mbps hoặc bất đối xứng
622/155Mbps. Cấu trúc tổng quan của một hệ thống ATM-PON được trình bày
như Hình 2-8.
Các phần tử của hệ thống ATM-PON bao gồm OLT, ONT và một bộ chia
quang thụ động. Một sợi quang có thể được chia thụ động thành 64 lần tới các
ONT. Các ONT này chia xẻ dung lượng của một sợi quang, giúp giảm chi phí hệ
- 17-
thống.
Hình 2-8. Cấu trúc hệ thống APON
Tốc độ của hệ thống phụ thuộc vào APON là đồng bộ hay cận đồng bộ.
Mạng PON đồng bộ hoạt động ở tốc độ OC-3 (155 Mbit/s). Mạng PON cận đồng
bộ, tốc độ download từ OLT của nhà cung cấp tới khách hàng là từ 155 đến
622Mb/s, tốc độ Upload từ khách hàng tới CO là 155Mb/s. Tất cả các topo mạng
đều hỗ trợ 2 chế độ làm việc này. Chế độ hoạt động đồng bộ không hỗ trợ khi cáp
quang kết nối đến nhà thuê bao.
2.4.2.2. Công nghệ truy nhập BPON.
BPON dựa trên cơ sở APON và sử dụng công nghệ ghép bước sóng quang
CWDM. BPON kỹ thuật cho hệ thống BPON. Tốc độ cung cấp đạt tới 622 Mbps.
Copyright: Tài liệu đại học ©