HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU 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 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2013


Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG


trong xã hội.
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, hiện tại thoại trên hệ thống tổng đài qua mạng
cáp đồng đang dần được thay thế dần bằng mạng truy nhập quang, nhằm hạn chế suy hao
cũng như cải thiện chất lượng dịch vụ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.
Tuy nhiên mạng quang truy nhập chủ động 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 đang bộc lộ một số hạn chế về dung lượng, số lượng khách hàng, tốn kém chi
phí vận hành, khai thác và bảo dưỡng, nguồn cấp điện Để khắc phục những nhược
điểm của mạng quang chủ động thì mạng quang thụ động ra đời, trong đó mạng quang
thụ động GPON đang được tập trung nghiên cứu và triển khai.
Nhằm tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng MAN hiện có của VNPT Hà Nội trong
việc triển khai mạng truy nhập băng rộng GPON, đề tài “nghiên cứu thiết kế mạng băng
rộng cho công ty Điện Thoại Hà Nội 1” được thực hiện trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ
chuyên ngành “Kỹ thuật viễn thông” nhằm góp phần giải quyết những yêu cầu dịch vụ
của khách hàng trong tương lai , đồng thời đưa ra mô hình mạng truy nhập dựa trên công
2

nghệ GPON nhằm thay thế dần mạng cáp đồng, cũng như thiết bị quang chủ động trên
địa bàn công ty Điện thoại Hà Nội 1.
2. Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu về các công nghệ mạng truy nhập quang chủ động và thụ động.
- Đề xuất dịch vụ trên mạng truy nhập Gpon trên địa bàn Công ty.
- Nghiên cứu và thiết kế mạng băng rộng trên địa bàn Cty Điện Thoại Hà Nội 1.
- Đề xuất thiết bị đầu cuối triển khai mạng Gpon cho Cty ĐTHN 1.
- Thiết kế mạng truy nhập Gpon cho khu vực Vincom Village và Times City.


 Đề xuất sử dụng thiết bị của hãng Alcatel-Lucent để triển khai mạng băng
rộng trên địa bàn Công ty ĐTHN 1.
Chƣơng 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.

4

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP BĂNG
RỘNG
Mục tiêu chính của chương này trình bày những vấn đề tổng quan 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. So sánh giữa những ưu nhược điểm của mạng
quang chủ động AON và mạng quang thụ động PON.

Hình 1.1 Sơ đồ mạng quang truy nhập AON và PON
1.1 KIẾN TRÚC MẠNG PON VÀ CÁC HỆ THỐNG PON
Kiến trúc của một mạng PON gồm có các thành phần sau:
a) OLT (Optical Line Termination) đặt phía nhà cung cấp dịch vụ
b) Splitter : Đặt ở trung tâm mạng PON là một bộ chia quang thụ động
c) ONT ( Optical network Termination ) Thiết bị đầu cuối khách hàng
5


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.

1.2 CẤU HÌNH THAM CHIẾU CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG
Cấu trúc tham chiếu của mạng truy nhập quang gồm có 4 khối cơ bản là : đầu cuối
đường quang OLT , mạng phân phối 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
7

đầu cuối thuê bao Tvà điểm tham chiếu a ở giữa các ONU, giao diện gồm : giao diện
quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê bao với mạng UNI. Hình 1. 5 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang

1.3 CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CỦA OLT VÀ ONU
Các khối chức năng của OLT
Các khối chức năng của ONU
1.4 MẠNG PHÂN PHỐI QUANG VÀ BỘ CHIA QUANG THỤ ĐỘNG
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
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 đuờng quang thụ
động.
9 CHƢƠNG 2 : CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG ĐỂ TRIỂN
KHAI MẠNG BĂNG RỘNG

Chương này sẽ tập trung vào công nghệ của mạng quang truy nhập băng rộng và các
thông số kỹ thuật cũng như các vấn đề quan tâm khi thiết kế mạng, nghiên cứu về các kỹ
thuật truy nhập và phương thức ghép kênh của công nghệ GPON, từ những so sánh về
mặt công nghệ, giá thành, ưu nhược điểm của các hãng cung cấp thiết bị, đề xuất sử dụng
thiết bị để triển khai mạng băng rộng.

2.1 CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT TRUY NHẬP VÀ PHƢƠNG THỨC GHÉP
KÊNH
2.1.1 Công nghệ của mạng quang thụ động Gpon
Gpon là công nghệ truy nhập internet băng rộng qua đường truyền cáp quang, ngoài
chức năng kết nối internet, FTTH cho phép người dùng truyền tín hiệu Video, Chat IP,
Hội nghị truyền hình, IPTV, truyền file dung lượng lớn, VPN…với tốc độ lên tới hàng
chục Mbps tới 2.5 Gbps.

Hai công nghệ Ethernet PON (EPON) và Gigabit PON (GPON) ra đời đã mang lại
giải pháp làm thông suốt hàng loạt vấn đề về truy nhập băng thông rộng. Với các lợi


Hình 2. 1 Cấu trúc khung hƣớng lên trong mạng Gpon
(ITU-T Recommendation G983.1)
Truy cập phân kênh theo thời gian TDMA
Trong mạng GPON đơn bước sóng, người ta sử dụng truy cập phân kênh theo thời
gian (TDMA) và đưa ra các kỹ thuật phân bổ khe thời gian cho hướng lên.

11
Hình 2.2 Truy cập phân kênh theo thời gian ở hƣớng lên trong mạng Gpon

Trong hướng lên (từ nhiều ONU đến OLT), PON là một mạng đa điểm – điểm, tức
là nhiều ONU truyền đến OLT. Vì thế, luồng duex liệu từ những ONU khác nhau nếu
truyền dữ liệu đồng thừi có thể gây đụng độ, chính vì thế, trong hướng lên PON cần triển
khai một vài kỹ thuật phân chia kênh để chống đụng độ và phân chia công bằng dung
lượng và tài nguyên kênh trung kế sợi ( sợi quang nằng giữa OLT và bộ tách, ghép).
Giải pháp PON đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA PON : Time Division
Multiplex Access PON ) được đưa ra để ngăn chặn đụng độ dữ liệu, tức là mỗi ONU chỉ
được truyền trong khe thời gian dành riêng của nó. Trong đó, hướng lên dùng một bước
sóng đề truyền dữ liệu và hướng xuống dùng một bước sóng khác để truyền dữ liệu. ở
mỗi phía (ONU và OLT) đều có bộ thu để tách các kênh cho bộ thu và bộ phát dữ liệu.

Việc truyền dữ liệu từ OLT xuống ONU có thể thực hiện theo phương thức quảng bá
hay multicast. Mỗi gói mang một header duy nhất xác định dữ liệu nó định phân phát cho
các ONU. Tại bộ tách, luồng được phân chia thành các tín hiệu riêng rẽ, mỗi tín hiệu
mang tất cả các gói gửu đến ONU, ONU sẽ nhận gói được gửi cho khách hàng (User) của
mình và bỏ đi các gói mà gửi cho User trong ONU khác.


uplink.
- Splitter : Bộ chia quang thụ động, thường là các bộ chia 1:32 và 1:64.
- ONT : Thiết bị đầu cuối phía khách hàng.
Thiết bị OLT và ONT ở đây để triển khai mạng GPON, chúng ta nghiên cứu thiết
bị của hai hãng cung cấp nổi tiếng cho VNPT là Huawei và Alcatel- Lucent.

13 Hình 2.2 Mô hình kết nối OLT của hãng Alcatel
- Khoảng cách giữa OLT tới ONT là từ 20 – 60 Km
- OLT kết nối với hệ thống quản lý EMS, hệ thống PSTN-Voice, IP-Voice, Data,
Video…
- Tốc độ hướng xuống lên đến 2.4 Gbps, và hướng lên là 1.25 Gbps, qua bộ chia 1:
32 hoặc 1:64, cung cấp các dịch vụ tới các ONT đến các hộ gia đình, các trung tâm
thương mại, các tòa nhà chung cư…
- Thiết bị OLT gồm có 1 card ACU làm nhiệm vụ hiển thị đèn tín hiệu cảnh báo trên
thiết bị, cung cấp cổng kết nối Ethernet và cổng COM, để connect cấu hình thiết bị
và kết nối tới hệ thống giám sát EMS, 2 card điều khiển thiết bị NT cung cấp 4 port
uplink 1 Gbps và 4 Port uplink 10 Gbps, và 14 card thuê bao LT, mỗi card gồm 4
port, mỗi port trên card thuê bao cung cấp tới 64 khách hàng. Như vậy 1 Rack OLT
của hãng Alcatel cung cấp tới 3584 khách hàng.
-
a) So sánh thiết bị OLT giữa các nhà cung cấp

Hãng sản xuất- Tên
thiết bị
Alcatel
7342
Huawei

Data)
Port Uplink
4 port
10Gb, 4
2 Port
10Gb, 2
2 Port
10Gb
2 Port
10Gb
14

Port 1Gb
Port 1Gb
Dung lượng thuê bao
trên 1 Port PON
64
128
32
32

Bảng 2.1 So sánh thiết bị OLT giữa các nhà cung cấp

Hình 2.8 Biểu đồ sử dụng thiết bị OLT của các hãng (Alcatel – Lucent)
Hệ thống OLT của Alcatel được đánh giá là ổn định, OLT phát triển theo hướng tích hợp
các dịch vụ, phát triển định hướng để trở thành thiết bị AGG giống như dòng 7360, có
thể chạy trên nền MPLS, thiết bị OLT của hãng Alcatel có thêm tính năng VRF ( Vitual
Routing Forwarding) có thể tạo IP trên các Vlan. Tích hợp khả năng bảo mật như chống
giả mạo MAC, và chống Broadcast từ trên mạng xuống, nên rất an toàn trong triển khai
mạng.

+ 32 Acc MAN Cisco 3400 và 205 Acc Switch 6424 Alcatel Lucent 24 Port, 50
Switch 2224 VFT 24 Port và 2 Switch 1012 Teraswitch 24 Port, các Switch Acc này
được kết nối lên các Acc 4924 hoặc 7606 và Agg 7609 qua Port Uplink.

Mạng băng rộng của Cty ĐTHN 1 được kết nối vào mạng MAN-E của VNPT Hà
Nội, và được kết nối vào 4 Core CES thành vòng Ring 50 Gbps, kết nối lên Core Internet
của VDC với băng thông 7x10 Gbps, kết nối tới PE/VTN với băng thông 2x10 Gbps,
mỗi Core MAN có 24 Port GE để kết nối các BRAS.
Tổng số giao diện GE trên các Agg CES khoảng 750 Port GE quang và 786 Port FE
quang, các Agg MAN kết nối lên Core CES bằng 2x10 GE.
Các Acc MAN được kết nối lên Agg CES bằng giao diện 2x1GE quang.

3.1.2 Miền MPLS của mạng MAN-E
Mạng MAN-E được xây dựng trên giải pháp của Cisco Metro Ethernet 4.1 với công
nghệ IP/MPLS được mở rộng ra tận biên của nhà cung cấp dịch vụ, với ưu điểm của
công nghệ IP/MPLS, nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng các tính năng nâng cấp cao
như MPLS FRR, MPLS TE cho phép đạt tốc độ phục hồi mạng <50ms và khả năng phân
tải, bảo vệ Node (Node Protection), bảo vệ kết nối (link Protection), sử dụng tối ưu tài
nguyên mạng ( Traffic Engineering)… 16
Hình 3.1.2 Miền MPLS trong mạng MAN-E
Miền MPLS bao gồm :
- MPLS kết nối giữa các core switch
- MPLS kết nối các core switch và các Aggregation switch.
- MPLS kết nối các Aggregation switch và các access switch.

1284
141
320
0
SWITCH
Tháng 9
3474
229
1604
1289
143
321
2
Dịch vụ Switch
tăng

65

0

52

5

2

1

2
17

FTTB

c

Trạm VT

OLT
ODF

FTTC

FTTHTerminal
SW

VDSL
Bể cáp
Cống cáp
Cáp quang

Măng sông
Tủ cáp


3.4 QUY HOẠCH VÀ TRIỂN KHAI MẠNG BĂNG RỘNG TRÊN ĐỊA BÀN CÔNG TY.

Dựa vào các yếu tố về nhu cầu của người dùng, các điểm tập chung đông dân cư, tỉ
lệ sử dụng dịch vụ ADSL trên các địa bàn, các khu đô thị, các khu hành chính, các trung
tâm thương mại, bệnh viện…
Đề xuất, quy hoạch mạng truy nhập băng rộng, sử dụng thiết bị Gpon để triển khai
trên địa bàn công ty cụ thể như sau
STT
Node OLT
Code OLT
Connect to
MAN E Sw
Port on MAN
E Sw
Number
of Uplink
GE
Method for
Uplink
Configuration
1
Đinh Tiên Hoàng
DTH.G51
Agg 7609 DTH
2/2+2/4
2
Load-Sharing
2
Nguyễn Du

2/17+2/23
2
Load-Sharing
7
Nguyễn Công Trứ
NCT.G51
Agg 7609 TKC
2/18+2/24
2
Load-Sharing
8
Hàng Hành
HHH.G51
Agg 7609 DTH
9/1+9/6
2
Load-Sharing
9
Yên Phụ 1
YP1.G51
Agg 7609 DTH
9/14 +9/23
2
Load-Sharing
10
Nguyễn Hữu Huân
NHH.G51
Agg 7609 DTH
4/0/0+2/8
2

- Tổng chiều dài tuyến cáp quang từ OLT đến ONU/ONT không quá 20 km.
- Trên một tuyến kết nối từ OLT đến ONU/ONT chỉ lắp đặt tối đa 2 cấp Splitter.
- Đảm bảo tổng số thuê bao kết nối tới cổng PON trên OLT ≤ 64.
Sử dụng cáp quang loại SM, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật tại ITU-T G.652D, cáp
quang thuê bao (Optical Drop Wire) phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật tại khuyến
nghị của ITU-T G.657A/B.
STT Địa Điểm
Băng thông internet
Băng thông VPN
Băng
thông
Băng
thông
Băng
thông
đi ra từ
OLT
Băng thông
cho hướng
Uplink
VDSL2
Ethernet
VDSL2
Ethernet

1383
54
756
20
200
2659
4096
2
OLT NDU.G51
93
530
21
290
8
200
1142
2048
3
OLT CVH.G51
169
320
37
175
14
200
915
2048
4
OLT VHO.G51
62

73
11
40
4
200
375
2048
8
OLT HHH.G51
93
285
21
156
8
200
763
2048
9
OLT YPR.G51
47
144
11
79
4
200
485
2048
10
OLT NHH.G51
108

105

58

200
363
2048

Bảng 3.5 Bảng tính toán băng thông chi tiết cho mạng Gpon công ty ĐTHN 1

STT
OLT
Splitter
ONU
ONT
Vị trí đặt
Hướng kết
nối
Số lượng
GE
quang
(LX/LH)
Số
lượng
cổng
PON
1:
2
1:
4

7
250
3
Vân Hồ
TKC-7609
2
8
1
3

2
66
20

4
Mai Hắc
Đế
TKC-7609
2
8
2
1 7

3

YPR-7606
2
12
1 4
2

1
112
8
Nguyễn
Hữu Huân
NHH-7606
2
8
1
1 4

2
128
9
Đức Giang
DGG-7609
2
12


4

1
134
12
Hàng Hành
HHH-7606
2
8
1
8

1
340
13
Nguyễn Du
TKC-7609
2
8
1
10

2

21

Qua quá trình khảo sát nhu cầu sử dụng dịch vụ
Trung bình 3 tầng số căn hộ có nhu cầu sử dụng dịch vụ là < 32
Đề xuất cấu hình mạng truy nhập Gpon cho tòa nhà T1 như sau
+ Kéo sợi quang 24Fo từ OLT Lạc Trung (LCG.G51) đến hộp kỹ thuật hầm B2 tòa nhà
T1 thuộc dự án Times City.
+ Sử dụng 4 bộ Splitter 1:2 đặt trong hộp ODF 24Fo
+ Sử dụng 8 bộ Splitter 1:32 đặt tại các vị trí tầng 4,7,10,13,16,19,22,25 bằng sợi quang
4Fo
+ Từ các Splitter 1:32 được kéo đến nhà thuê bao bằng sợi quang 2Fo.
+ Các bộ Splitter đặt tại tầng 4 và tầng 7 được đấu vào Port PON LCG-LT4-PON4 qua
bộ splitter 1:2 cung cấp tối đa 64 thuê bao tới khách hàng.
+ Các bộ Splitter đặt tại tầng 10 và 13 được đấu vào Port PON LCG-LT8-PON3 qua bộ
Splitter 1:2 cung cấp tối đa 64 thuê bao tới khách hàng.
+ Các bộ Splitter đặt tại tầng 16 và 19 được đấu vào Port PON LCG-LT6-PON4 qua bộ
Splitter 1:2 cung cấp tối đa 64 thuê bao tới khách hàng.
+ Các bộ Splitter đặt tại tầng 22 và 25 được đấu vào Port PON LCG-LT8-PON4 qua bộ
Splitter 1:2 cung cấp tối đa 64 thuê bao tới khách hàng.
22

Tum Ghi chú
Tầng 27 18 phòng
Tầng 26 18 phòng
Tầng 25 18 phòng
Tầng 24 18 phòng
Tầng 23 18 phòng
Tầng 22 18 phòng
Tầng 21 18 phòng
Tầng 20 18 phòng

Bộ Spitter 1:32
Đặt tầng 22
j
Bộ Spitter 1:32
Đặt tầng 19
Bộ Spitter 1:32
Đặt tầng 16
Bộ Spitter 1:32
Đặt tầng 13
Bộ Spitter 1:32
Đặt tầng 10
Bộ Spitter 1:32
Đặt tầng 7
Bộ Spitter 1:32
Đặt tầng 4
HỘP ODF
24FO ĐẶT TẠI
HKT HẦM B2
08 sợi cáp quang
4FO kéo đến Spitter
Cq 24Fo
Cáp quang 4Fo=140m
Cáp quang 4Fo=130m
Cáp quang 4Fo=120m
Cáp quang 4Fo=110m
Cáp quang 4Fo=100m
Cáp quang 4Fo=90m
Cáp quang 4Fo=80m
Cáp quang 4Fo=70m
Cq=60m

- Nghiên cứu mạng quang trên nền băng rộng hiện có, thiết kế, đề xuất mạng băng
rộng FTTx-Gpon trên địa bàn công ty.
- Quy hoạch, tính toán băng thông, lựa chọn thiết bị để triển khai mạng băng rộng.
- Đề xuất các dịch vụ trên mạng truy nhập FTTx-Gpon để triển khai.
- Thiết kế, đề xuất mạng truy nhập Gpon cho khu vực Vincom Village và khu vực
tòa nhà T1, T2 dự án Times City.
Hƣớng phát triển :
- Nghiên cứu các dịch vụ trên hệ thống mạng truy nhập Gpon, đo kiểm, đánh giá
chất lượng dịch vụ trên hệ thống mạng truy nhập sử dụng thiết bị quang thụ động
Gpon. Nghiên cứu mạng truy nhập WDM-PON.
- Quy trình đo kiểm chất lượng dịch vụ trên mạng truy nhập FTTx-Gpon.