TRƯỜNG CĐ CNTT HỮU NGHỊ VIỆT – HÀN
KHOA TIN HỌC ỨNG DỤNG
LỚP CCVT02B
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THÔNG TIN QUANG
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠNG FTTH CHO
6.000 THUÊ BAO Ở ĐỊA BÀN HUYỆN
HƯƠNG KHÊ TỈNH HÀ TĨNH

GVHD: Nguyễn Vũ Anh Quang
SVTH : Nguyễn Thị DoanĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠNG FTTH CHO 6.000 THUÊ BAO Ở ĐỊA BÀN
HUYỆN HƯƠNG KHÊ TỈNH HÀ TĨNH
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu của con người về trao đổi thông tin
ngày càng lớn. Để đáp ứng những nhu cầu đó, đòi hỏi mạng lưới viễn thông phải có
tốc độ cao, dung lượng lớn. Với những ưu điểm tuyệt vời như dải thông tin lớn, tốc độ
truyền tin rất nhanh, không bị ảnh hưởng bởi những tín hiệu điện từ trong không gian
và ngược lại nó cũng không phát ra các tín hiệu điện từ làm nhiễu các thiết bị xung
quanh. Độ bảo mật thông tin cao với nguyên liệu sẵn có và có nhiều.Cáp quang là
phương tiện truyền dẫn hết sức hiệu quả trong mạng thuê bao nói riêng và các mạng
khác nói chung.Trong tương lai cáp quang sẽ dần thay thế những đôi dây kim loại
cồng kềnh, tốn kém. Từ những nhận xét trên cho thấy hệ thống thông tin với cáp
quang làm phương tiện truyền dẫn là một ứng dụng nhằm tối ưu hoá mạng lưới viễn
thông, đem lại cho con người những lợi ích không thể phủ nhận được. Chính vì vậy
em đã chọn đề tài này.
II. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Trong những năm vừa qua, các hệ thống thông tin sợi quang đã được sử dụng

 Đề cương chi
tiết
 Hoàn thành nội
dung chương
1 và chương 2
Tuần 3
(9/4 – 15/4)
Viết nội dung cho
chương 3
Hoàn thành
nội dung chương 3
Tuần 4
(16/4 – 22/4)
Viết nội dung cho
chương 4
Hoàn thành
nội dung chương 4
Tuần 5
(23/4 – 29/4)
 Hoàn thiện đề
tài
 Đề tài hoàn
chỉnh
CÁC TỪ VIẾT TẮT
FTTH Fiber to the home Cáp quang đến tận nhà
PON Passive optical network Mạng quang thụ động
BPON Broadband passive optical network
EPON Ethernet passive optical
GPON Gigabit-capable pasive optical
WDM-PON Wavelength division mutiplexer Mạng quang thụ động

2.2 Các công nghệ PON cơ bản
2.2.1 Đặc điểm cơ bản của các công nghệ PON
2.2.2 So sánh các công nghệ PON
2.3 Thành phần cơ bản của mạng quang thụ động
2.3.1 OLT
2.3.2 ONU
2.3.3 ODN
2.3.3.1 Sợi quang và cáp quang
2.3.3.2 Bộ chia
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC TẾ CHO 6000 THUÊ BAO Ở ĐỊA
BÀN HUYỆN HƯƠNG KHÊ, TỈNH HÀ TỈNH DỰA TRÊN HỆ THỐNG PON
3.1 Xây dựng mô hình thiết kế
3.2 Lý thuyết thiết kế
3.2.1 Tính toán khoảng cách truyền, suy hao trên tuyến
3.2.2 Tính toán độ nhạy máy thu, độ dự trữ công suất công suất phát,
công suất thu.
3.2.3 Tính toán hệ số khuếch đại
CHƯƠNG IV: DÙNG OPTIWAVE KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐÃ THIẾT KẾ
4.1 Khảo sát công suất, tỉ số BER và Q
4.2 Khảo sát độ khuếch đại G
4.3 Khảo sát tốc độ bít
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ FTTH
1.1 Khái niệm chung
1.1.1 Khái niệm về FTTH
FTTH là dịch vụ truy cập Internet hiện đại nhất với đường truyền dẫn hoàn toàn
bằng cáp quang từ nhà cung cấp dịch vụ đến địa chỉ thuê bao.
1.1.2 Đặc điểm của FTTH
 Hệ thống truyền dẫn hoàn toàn bằng cáp quang.
 Tốc độ truyền dẫn cao, tốc độ truyền tải dữ liệu Internet lên/xuống

Theo phương án kết nối này, từ nhà cung cấp sẽ dẫn một đường cáp quang tới tận
nhà khách hàng, đường quang này sẽ chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu điện và cấp
cho khách hàng.
 Ưu điểm: Cấu hình đơn giản, dễ lắp ráp, không cần đào tạo chuyên sâu nhiều,
thiết bị có giá thành rẻ, có thể tận dụng những vật tư hiện có. Đặc biệt ưu thế
trong giai đoạn đầu của mạng FTTH hay FTTX
Đồ án thông tin quang
6
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
 Nhược điểm: Khi số lượng thuê bao lớn lên, kiến trúc này không còn phù hợp
nữa bởi việc quản lý đường truyền vật lý thuê bao sẽ rất phức tạp và tốn kém.
1.2.1.1 Cấu hình dạng cây
Cấu hình dạng cây sử dụng một đường cáp quang nối trực tiếp từ OLT tới bộ chia.
Từ bộ chia, sẽ có một đường cáp quang kết nối từ mỗi ONU tới mạng.
 Ưu điểm:
o Bộ chia được tập trung tại một điểm nên dễ dàng xác định được những
sự cố của mạng.
o Tất cả các ONU trong cùng mạng sẽ có chung dự trữ công suất, chất
lượng tín hiệu tại các ONU sẽ gần tương tự như nhau.
o Khi số khách hàng yêu cầu dịch vụ tăng lên, mạng PON với cấu hình
dạng cây sẽ được chia nhanh chóng thành các mạng nhỏ hơn bằng cách
thêm bộ chia và OLT trong mạng.
 Nhược điểm:
o Độ tin cậy của mạng không cao, mỗi khi tổng đài phía nhà cung cấp gặp
sự cố sẽ gây sự cố cho toàn mạng. Ngoài ra cần phải kể đến những sự cố
khác trong mạng như lỗi tại bộ khuếch đại, tại bộ truyền nhận, … tại nút
trong mạng cũng ảnh hưởng tới chất lượng của toàn mạng.
o Do hạn chế tại các kết nối sau bộ chia làm cho khách hàng luôn luôn bị
hạn chế tốc độ bởi 1 giá trị xác định dẫn đến làm giảm tính tận dụng của
mạng trong việc phân phối băng thông cho người dùng.

o Cấu hình dạng vòng được sử dụng chính trong các mạng thành phố lớn
bởi khả năng mềm dẻo trong việc tối ưu hóa các đường truyền.
o Có khả năng rất linh hoạt trong việc thiết lập và bảo trì mạng cáp quang
kể cả trong trường hợp cáp quang bị đứt.
 Nhược điểm:
o Khi tín hiệu quang được truyền qua mỗi ONU, tín hiệu bị suy hao đáng
kể, điều này đã gây ra giới hạn cho khả năng truyền nhận và số lượng
ONU trong cấu hình dạng vòng.
•
• Hình 1.3 Cấu hình dạng vòng
1.3 Bước sóng sử dụng trong FTTH
Hình 1.4 Đặc tuyến suy hao trong sợi quang
Đồ án thông tin quang
8
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
Nhìn vào hình 1.1 ta thấy có ba vùng bước sóng suy hao thấp nhất, còn gọi là ba
cửa sổ thông tin.
* Cửa sổ thứ nhất: Ở bước sóng 850nm. Trong vùng bước sóng từ 0.8μm tới
1μm, suy hao chủ yếu do tán xạ trong đó có một phần ảnh hưởng của suy hao hấp thụ.
Suy hao trung bình trong cửa sổ này ở mức từ 2÷3dB/Km.
* Cửa sổ thứ hai : Ở bước sóng 1300nm. Ở bước sóng này độ tán sắc rất thấp,
suy hao chính do tiêu hao tán xạ Rayleigh. Suy hao tương đối thấp khoảng từ
0.4÷0.5 dB/Km và tán sắc nên được dùng rộng rãi hiện nay.
* Cửa sổ thứ ba : Ở bước sóng 1550nm. Suy hao thấp nhất cho đến nay
khoảng 0.3 dB/Km, với sợi quang bình thường độ tán sắc ở bước sóng 1550nm lớn
so với bước sóng 1300nm. Tuy nhiên với một số loại sợi quang có dạng phân bố
chiết suất đặc biệt có thể giảm độ tán sắc ở bước sóng 1550nm như các sợi quang
DC, MC và sợi quang bù tán sắc. Lúc đó việc sử dụng cửa sổ thứ ba sẽ có nhiều
thuận lợi : suy hao thấp và tán sắc nhỏ.
=> Thông qua các tính chất suy hao của sợi quang, mạng FTTH được triển khai dựa

quang.
 PON có thể hỗ trợ cấu hình mạng loại star, bus và ring.
2.2 Các công nghệ PON cơ bản
2.2.1 Đặc điểm cơ bản của các công nghệ PON
Có rất nhiều công nghệ PON khác nhau: EPON, BPON, G-PON, APON,
WDM-PON,…
 Công nghệ APON/BPON: APON(ATM-PON), BPON(Broadband PON) là tên
khác nhau của kiến trúc TDM-PON dự trên chuẩn ITU-T G.983. ATM kích cỡ
cố định, được hỗ trợ cả thoại và dữ liệu nên nó phù hợp cho ứng dụng FTTH.
 Công nghệ EPON: EPON tương tự như mạng quang chủ động Ethernet, nó
được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3. Giao thức sử dụng trong EPON là sự mở rộng
của IEEE 802.3 hoạt động lên tới Gbps. EPON sử dụng giao thức điều khiển đa
điểm.
 Công nghệ GPON: GPON là sự phát triển của APON/BPON. Nó hoạt động ở
hàng Gbps và được chuẩn hóa thành ITU-T G.984. GPON không phụ thuộc
vào ATM, GPON sử dụng lớp con truyền dẫn hội tụ, khung GTC có thể đóng
gói các cell ATM. Kiến trúc GPON tương tự APON/BPON nhưng với hệ
thống GPON tốc độ lên đến hàng Gb và bộ chia ở đây lên tới 1:128 và khoảng
cách tối đa giữa OLT và ONU lên tới 60 km.
Cấu trúc khung truyền dẫn GPON
* Khung truyền dẫn xuống:
Đồ án thông tin quang
10
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
Hình 2.1Cấu trúc khung truyền dẫn xuống
Mỗi khung truyền dẫn dài 125µs ở cả tốc độ khung truyền xuống là 1.24416
Gbit/s và 2.448 Gbit/s, chứa khối điều khiển vật lý PCBd và phần tải. Vùng tải truyền
dẫn có hai phần: phần dành riêng cho ATM và phần dành riêng cho GEM.
*Khung truyền dẫn lên:
Hình 2.2 Cấu trúc khung truyền dẫn lên

Down:1480-1500nm
Up: 1260-1360nm
Cung cấp tín hiệu
video ở 1550nm
Down:1480-1500nm
Up: 1260-1360nm
Cung cấp tín hiệu
video ở 1550nm
Down:1480-500nm
Up: 1260-1360nm
Cung cấp tín hiệu
video ở 1550nm
Giao
thức
Cell ATM Khung GEM Khung Ethernet
Dịch vụ Ethernet, TDM, POTS
Ethernet, TDM,
POTS
Ethernet
2.3 Thành phần cơ bản của mạng quang thụ động
Đồ án thông tin quang
11
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
Một hệ thống mạng PON bao gồm các thiết bị kết cuối kênh quang (OLT) đặt
tại tổng đài và bộ các thiết bị kết cuối mạng quang (ONT) được đặt tại người sử dụng.
Giữa chúng là hệ thống mạng quang (ODN) bao gồm cáp quang, các thiết bị ghép /
tách thụ động
ODN
Sợi quang
Sợi quang

ONU
ONU
Bộ chia
ONU
ONU
ONU
Bộ chia
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
• Cáp gốc( cáp phân bố từ OLT đến splitter): thường là loose-tube-loại cáp này
thì được ứng dụng ở hầu hết mạng PON.
• Cáp phối( cáp phân bố từ splitter đến dây drop): có thể sử dụng cáp loose-tube
hoặc ribbon.
• Dây drop(kéo đến nhà thuê bao)
2.3.3.2 Bộ chia
Splitter là thiết bị thụ động, công dụng của nó là để chia công suất quang từ một
sợi ra nhiều sợi khác nhau. Từ OLT đến ONU có thể sử dụng nhiều dạng splitter có tỉ
bộ chia là 1:2; 1:4; 1:8; 1:16; 1:32; 1:64; 1:128.
Tỉ lệ chia trực tiếp ảnh hưởng quỹ suy hao của hệ thống và suy hao truyền dẫn.
Tỉ lệ của splitter càng cao cũng có nghĩa là công suất truyền đến mỗi ONU sẽ giảm
xuống do suy hao của bộ chia splitter 1:N tính theo công thức 10×logN (dB) nên nếu tỉ
lệ bộ chia mà tăng lên gấp đôi thì suy hao sẽ tăng lên 3 dB. Tương tự ta sẽ có suy hao
tương ưng với bộ chia là:
Số cổng Suy hao bộ chia
2 3
4 6
8 9
16 12
32 15
64 18
128 21

1 bộ chia
2 km
16km
1 bộ chia
2 bộ chia
4km
2km
1km
L=25km
Hình 3.1 Mô hình cho 6000 thuê bao
Đồ án thông tin quang
15
Bộ
Chia
1:4
Bộ
Chia
1:4
Bộ
Chia
1:4
Bộ
Chia
1:4
Bộ
Chia
1:4
Bộ
Chia
1:4

1:125
ONU
475
ONU
6000
ONU 1
ONU
125
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
3.2 Lý thuyết thiết kế
3.2.1 Tính toán khoảng cách truyền, suy hao trên tuyến
Xét thuê bao xa nhất trên tuyến với chiều dài là 25km.Chọn bước sóng sử dụng
1550nm có tổn hao sợi là 0.3dB/km.
• Suy hao trên sợi là: α
f
*L = 0.3*25 = 7.5dB
• Sử dụng 10 bộ nối với suy hao tương ứng với một bộ nối là 0.5dB
=> Suy hao do bộ nối là: α
cn
*n = 0.5*10 = 5 dB
• Sử dụng 8 mối hàn với suy hao tương ứng của một mối hàn là 0.1 dB
=> Suy hao do mối hàn là: α
sp
*k = 0.1*8 = 0.8dB
• Sử dụng các bộ chia là 1:4, 1:3, 1:4, 1:125
=> Suy hao do bộ chia là: A
s
= 10log4 + 10log3 + 10log4 + 10log125
= 38dB
Vậy công suất tổng suy hao trên tuyến là:

RX
= M
arg
+ P
SEN

= 4dB + (-26dBm) = - 22dBm > P
SENmin
= -28dBm
=> Máy thu có thể hoạt động bình thường.
Mà mối liên hệ giữa các công suất nguồn phát P
TX
, công suất tín hiệu đến máy thu P
RX

và công suất tổn hao tổng trên tuyến PLOSS được biểu diễn theo biểu thức :
P
RX
= P
TX
- P
LOSS
= -8dBm – 53.3dB = -63.3dBm < P
SENmin
= -28dBm
=>Máy thu không thể hoạt động được
3.2.3 Tính toán hệ số khuếch đại
Từ tính toán ở trên cho thấy một yêu cầu đặt ra là phải làm thể nào để công suất
máy thu thỏa mãn P
SEN min

+ P
LOSS
= -26dB – (-8dB) + 54.3dB = 36.3dB
Vậy để tuyến truyền dẫn tôt ta phải đặt thêm bộ khuếch đại EDFA với hệ số G = 37dB
Đồ án thông tin quang
16
VIỆT HÀN - IT  Thiết kế mạng FTTH
. CHƯƠNG 4:SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTIWAVE KHẢO
SÁT HỆ THỐNG ĐÃ THIẾT KẾ

Đồ án thông tin quang
17