Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
FPT hiện là nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu với hạ tầng mạng lưới rộng khắp cả nước. Mạng truy nhập internet băng rộng hiện tại của FPT chủ yếu dựa trên hạ tầng mạng truy nhập cáp đồng sử dụng công nghệ xDSL, vì vậy về cơ bản mới chỉ đáp ứng cho các dịch vụ truy nhập tốc độ dưới 10 Mbit/s. Sự phát triển của các khu vực kinh tế như: khu thương mại, chung cư cao cấp khu công nghiệp, khu công nghệ cao,... cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh nền kinh tế như các tổ chức: ngân hàng, kho bạc, công ty, ... đã tạo ra nhu cầu rất lớn trong việc sử dụng các dịch vụ tiện ích tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu. Bên cạnh đó, các dịch vụ ứng dụng trên Internet ngày càng phong phú và phát triển với tốc độ nhanh chóng như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân hàng, các dịch vụ đào tạo từ xa, game trực tuyến. Đặc biệt nhu cầu về các loại dịch vụ gia tăng tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu đang ngày càng tăng. Sự phát triển của các loại hình dịch vụ mới, đòi hỏi hạ tầng mạng truy nhập phải đáp ứng các yêu cầu về băng thông rộng, tốc độ truy nhập cao. Công nghệ truy nhập cáp đồng hiện tại xDSL đã được triển khai rộng rãi, tuy nhiên những hạn chế về cự ly và tốc độ đã không đáp ứng được yêu cầu dịch vụ. Vì vậy nghiên cứu triển khai các giải pháp truy nhập quang là vấn đề cấp thiết hiện nay nhằm xây dựng hạ tầng mạng truy nhập đáp ứng cung cấp các dịch vụ băng rộng chất lượng cao. Qua đó cũng đặt ra những vấn đề cần giải quyết cấp bách đối với mạng truy nhập của FPT. Do vậy, nghiên cứu triển khai giải pháp truy nhập mới nhằm chiếm lĩnh thị trường dịch vụ mới là rất cần thiết đối với FPT.
Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON đã được ITU chuân hóa, hiện nay là một trong những công nghệ được ưu tiên lựa chọn cho triển khai mạng truy nhập băng rộng tại nhiều nước trên thế giới. GPON là công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ mạng băng rộng đầy đủ, tích hợp thoại, hình ảnh và số liệu với băng thông lớn tốc độ cao. Do vậy GPON sẽ là công nghệ truy nhập lựa chọn triển khai hiện tại và tương lai.
Luận văn “Nghiên cứu triển khai công nghệ cáp quang GPON tại FPT telecom Hải Phòng” nhằm mục đích tìm hiểu những đặc điểm kỹ thuật cơ bản của công nghệ GPON, qua đó đề xuất cấu hình mạng GPON của FPT telecom Hải Phòng. Luận văn thực hiện gồm 03 chương:
Chương 1: Tổng quan vê mạng PON và giới thiệu vê các hệ thống PON hiện đang được triển khai.
Chương 2: Công nghệ quang thụ động GPON
Chương 3: Hiện trạng hạ tầng mạng và kế hoạch triển khai GPON tại FPT telecom Hải Phòng.
Cuối cùng là phần kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn.
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu: Đưa ra giải pháp kỹ thuật, mô hình mạng của công nghệ cáp quang GPON. Trên cơ sở nâng cấp từ hạ tầng cáp quang EPON có sẵn hay triển khai mới hạ tầng GPON nhằm mục đích nâng băng thông và cải thiện chất lượng mạng cho khách hàng đồng thời giới thiệu thêm nhiều dịch vụ trên cùng một đường truyền.
Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Hệ thống hóa các vấn đề lý thuyết về mô hình mạng cáp quang GPON
- Cơ sở lý thuyết cho mô hình mạng cáp quang GPON
- Phân tích các tham số quang trọng trên đường truyền cáp quang
- Phân tích ưu điểm và nhược điểm của mạng quang GPON so với mạng quang EPON, FTTX và mạng cáp đồng trước đây.
- Quá trình triển khai thực tế tại FPT telecom Hải Phòng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu trước và hệ thống cơ sở hạ tầng có sẵn đề tài đưa ra các giải pháp ghép nối bổ sung nâng cấp hạ tầng trên hạ tầng cáp quang EPON có sẵn. và triển khai mới khu vực chưa có cáp quang PON. Đồng thời chia nhỏ vòng ring của các đài trạm nhằm mục đích giảm thiểu phạm vị ảnh hưởng khi bị sự cố.
- Đối tượng nghiên cứu bao gồm mô hình kỹ thuật, các thiết bị ngoại vi, nội vi đài trạm GPON các thông số ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu mô hình đến triển khai thực tế mạng cáp quang tại FPT telecom Hải Phòng.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp kế thừa: Trên cơ sở phân tích, đánh giá về nội dung của các công trình nghiên cứu trước, đề tài sẽ kế thừa và chọn lọc những nội dung có liên quan đến các vấn đề nghiên cứu trong đề tài.
- Phương pháp phân tích, đối chiếu so sánh: Đề tài sử dụng phương pháp này nhằm phân tích và so sánh các mô hình nghiên cứu về mạng cáp quang cũ và mô hình nghiên cứu cáp quang GPON với nhiều ưu điểm vượt trội.
- Ngoài ra đề tài còn sử dụng một số phương pháp khác hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu nhằm đạt mục đích nghiên cứu như phương pháp phân tích hệ thống, phương pháp mô hình hóa.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Trên cơ sở của các nghiên cứu trước đây, cơ sở hạ tầng đã có, đề tài đã
đưa ra các giải pháp nâng cấp bổ sung hạ tầng mới thay thế hạ tầng cũ. Đánh giá các thông số liên quan tới chất lượng dịch vụ, khả năng đáp ứng của hạ tầng và công nghệ mới.Qua đó đưa ra nhiều giải pháp cho khách hàng lựa chọn dịch vụ của FPT.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG
(PON: Passive Optical Network)
1.1. Mở đầu
Mạng viễn thông thường được cấu thành bởi ba mạng chính: mạng đường trục, mạng phía khách hàng và mạng truy nhập. Trong những năm gần đây, mạng đường trục có những bước phát triển nhảy vọt do sự xuất hiện của các công nghệ mới, như công nghệ ghép kênh theo bước sóng (WDM). Cũng trong khoảng thời gian này, mạng nội hạt (LAN) cũng đã được cải tiến và nâng cấp từ tốc độ 10 Mb/s lên 100 Mb/s, và đến 1 Gb/s. Thậm chí, các sản phẩm Ethernet 10 Gb/s cũng đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường. Điều này đã dẫn đến một sự chênh lệch rất lớn về băng thông giữa một bên là mạng LAN tốc độ cao và mạng đường trục và một bên là mạng truy nhập tốc độ thấp, mà chúng ta vẫn thường gọi đó là nút cổ chai (bottleneck) trong mạng viễn thông. Việc bùng nổ lưu lượng Internet trong thời gian vừa qua càng làm trầm trọng thêm các vấn đề của mạng truy nhập tốc độ thấp. Các báo cáo thống kê cho thấy lưu lượng dữ liệu đã tăng 100% mỗi năm kể từ năm 1990. Thậm chí, sự kết hợp giữa các yếu tố kinh tế và công nghệ đã tạo ra những thời điểm mà tốc độ phát triển đạt tới 1000% trong một năm (vào những năm 1995 và 1996). Xu hướng này vẫn sẽ còn tiếp tục trong tương lai, tức là càng ngày sẽ càng có nhiều người sử dụng trực tuyến và những người sử dụng đã trực tuyến thì thời gian trực tuyến sẽ càng nhiều hơn, do vậy nhu cầu về băng thông lại càng tăng lên. Các nghiên cứu thị trường cho thấy rằng, sau khi nâng cấp lên công nghệ băng rộng, thời gian trực tuyến của người sử dụng đã tăng lên 35% so với trước khi nâng cấp. Lưu lượng thoại cũng tăng lên, nhưng với tốc độ thấp hơn nhiều, khoảng 8% mỗi năm. Theo hầu hết các báo cáo phân tích, lưu lượng của dữ liệu hiện nay đã vượt trội hơn rất nhiều so với lưu lượng thoại. Càng ngày sẽ càng có nhiều dịch vụ và các ứng dụng mới được triển khai khi băng thông dành cho người sử dụng tăng lên. Đứng trước tình hình đó, một số công nghệ mới đã được đưa ra nhằm đáp ứng những đòi hỏi về băng thông.
Hiện tại, các nhà cung cấp dịch vụ đã triển khai cung cấp dịch vụ Internet bằng công nghệ đường dây thuê bao số xDSL. xDSL sử dụng đôi dây giống như dây điện thoại, và yêu cầu phải có một modem xDSL đặt tại thuê bao và DSLAM đặt tại tổng đài. Tốc độ dữ liệu của xDSL nằm trong khoảng từ 128 Kb/s đến 1,5 Mb/s. Mặc dù tốc độ của nó đã tăng đáng kể so với modem tương tự, nhưng khó có thể được coi là băng rộng do không cung cấp được các dịch vụ video, thoại, dữ liệu cho các thuê bao ở xa. Khoảng cách từ tổng đài đến theo bao chỉ trong phạm vi 2,5 km. Ta có thể tăng khoảng cách này bằng giải pháp triển khai thêm nhiều DSLAM đến gần thuê bao, nhưng đây là một giải pháp không hiệu quả do chi phí quá cao.
Một giải pháp khác được đưa ra là sử dụng cáp modem. Các công ty cáp TV cung cấp các dịch vụ Internet bằng cách triển khai các dịch vụ tích hợp dữ liệu trên mạng cáp đồng trục, mà ban đầu được thiết kế để truyền dẫn tín hiệu video tương tự. Ví dụ, mạng CMC sẽ có sợi quang nối từ các đầu dẫn hay các hub đến các nút quang, và từ các nút quang sẽ phân chia đến các thuê bao thông qua cáp đồng trục, bộ lặp và các bộ ghép/tách. Tuy nhiên, mô hình kiến trúc này có nhược điểm là thông lượng hiệu dụng của các nút quang không quá 36 Mb/s, vì vậy tốc độ thường rất thấp vào những giờ cao điểm.
Như vậy, chúng ta thấy rằng cả công nghệ xDSL và cáp modem đều không đáp ứng được những yêu cầu về băng thông cho mạng truy nhập. Hầu hết các nhà công nghệ mạng hiện nay đều đang tiến tới một công nghệ mới, tập trung chủ yếu vào truyền tải dữ liệu, đặc biệt là dữ liệu IP. Trong bối cảnh đó, công nghệ PON sẽ là một giải pháp tối ưu cho mạng truy nhập băng rộng. Người ta trông đợi mạng PON sẽ giải quyết được các vấn đề tắc nghẽn băng thông của mạng truy nhập trong kiến trúc mạng viễn thông, giữa một bên là các nhà cung cấp dịch vụ CO, các điểm kết cuối, các điểm truy nhập và một bên là các công ty được cung cấp dịch vụ, hay một khu vực tập trung các thuê bao.
Mạng quang thụ động có thể định nghĩa một cách ngắn gọn như sau: “Mạng quang thụ động (PON) là một mạng quang không có các phần tử điện hay các thiết bị quang điện tử”.
Như vậy với khái niệm này, mạng PON sẽ không chứa bất kỳ một phần tử tích cực nào mà cần có sự chuyển đổi điện - quang. Thay vào đó, PON sẽ chỉ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc,... Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và không cần bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực.
Mạng PON ngoài việc giải quyết các vấn đề về băng thông, nó còn có ưu điểm là chi phí lắp đặt thấp do nó tận dụng được những sợi quang trong mạng đã có từ trước. PON cũng dễ dàng và thuận tiện trong việc ghép thêm các ONU theo yêu cầu của các dịch vụ, trong khi đó việc thiết lập thêm các nút trong mạng tích cực khá phức tạp do việc cấp nguồn tại mỗi nút mạng, và trong mỗi nút mạng đều cần có các bộ phát lại.
PON có thể hoạt động vớ chế độ không đối xứng. Chẳng hạn, một mạng PON có thể truyền dẫn theo luồng OC-12 (622 Mbits/s) ở đường xuống và truy nhập theo luồng OC-3 (155 Mbits/s) ở đường lên. Một mạng không đối xứng như vậy sẽ giúp cho chi phí của các ONU giảm đi rất nhiều, do chỉ phải sử dụng các bộ thu phát giá thành thấp hơn..
PON còn có khả năng chống lỗi cao (cao hơn SONET/SDH). Do các nút của mạng PON nằm ở bên ngoài mạng, nên tổn hao năng lượng trên các nút này không gây ảnh hưởng gì đến các nút khác. Khả năng một nút mất năng lượng mà không làm ngắt mạng là rất quan trọng đối với mạng truy nhập, do các nhà cung cấp không thể đảm bảo được năng lượng dự phòng cho tất cả các đầu cuối ở xa.
Với những lý do như trên, công nghệ PON có thể được coi là một giải pháp hàng đầu cho mạng truy nhập. PON cũng cho phép tương thích với các giao diện SONET/SDH và có thể được sử dụng như một vòng thu quang thay thế cho các tuyến truyền dẫn ngắn trong mạng đô thị hay mạch vòng SONET/SDH đường trục.
1.2 Kiến trúc của PON
Các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn gọi là mạng ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các bộ tách/ghép quang thụ động, các đầu nối và các mối hàn quang. Các phần tử tích cực như OLT và các ONU đều nằm ở đầu cuối của PON. Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang hay được kết hợp lại và 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. PON thường được triển khai trên sợi quang đơn mode, với cấu hình cây là phổ biến. PON cũng có thể được triển khai theo cấu hình vòng ring cho các khu thương mại hay theo cấu hình bus khi triển khai trong các khu trường sở,... Mô hình mạng quang thụ động với các phần tử của nó được biểu diễn như trong Hình 1.1: Mô hình mạng quang thụ động.
Hình 1.1 Mô hình mạng quang thụ động
Về mặt logic, PON được sử dụng như mạng truy nhập kết nối điểm - đa điểm, với một CO phục vụ cho nhiều thuê bao. Có một số câu hình kết nối điểm-đa điểm phù hợp cho mạng truy nhập như câu hình cây, cây và nhánh, vòng ring, hay bus.
Đây là những cấu hình rất mềm dẻo, phù hợp với nhu cầu phát triển của thuê bao, cũng như những đòi hỏi ngày càng tăng về băng thông.
1.3 Các hệ thống PON
1.3.1 APON/BPON
Từ năm 1995, 7 nhà khai thác mạng hàng đầu thế giới đã lập nên nhóm FSAN (Full Service Access Network) với mục tiêu là thống nhất các tiêu chí cho mạng truy nhập băng rộng. Hiện nay các thành viễn của FSAN đã tăng lên đến trên 40 trong đó có nhiều hãng sản xuất và cung cấp thiết bị viễn thông lớn trên thế giới.Các thành viên của FSAN đã phát triển một tiêu chí cho mạng truy nhập PON sử dụng công nghệ ATM và giao thức lớp 2 của nó. Hệ thống này được gọi là APON (viết tắt của ATM PON). Cái tên APON sau đó được thay thế bằng BPON với ý diễn đạt PON băng rộng. Hệ thống BPON có khả năng cung câp nhiều dịch vụ băng rộng như Ethernet, Video, đường riêng ảo (VPL), kênh thuê riêng, v.v... Năm 1997 nhóm FSAN đưa các đề xuât chỉ tiêu BPON lên ITU-T để thông qua chính thức. Từ đó, các tiêu chuẩn ITU G.983.X cho mạng BPON lần lượt được thông qua
Hệ thống BPON hỗ trợ tốc độ không đối xứng 155 Mbps hướng lên và 622 Mbps hướng xuống hay tốc độ đối xứng 622 Mbps. Các hệ thống BPON đã được sử dụng nhiều ở nhiều nơi, tập trung ở Bắc Mỹ, Nhật Bản và một phần Châu Âu.
1.3.2 GPON
Do đặc tính câu trúc của BPON khó có thể nâng câp lên tốc độ cao hơn 622 Mbps và mạng PON trên cở sở nền ATM không tối ưu đối với lưu lượng IP, nhóm FSAN phát triển một hệ thống mạng PON mới từ năm 2001 với tốc độ 1Gbps hỗ trợ cả lưu lượng ATM và IP. Dựa trên các khuyến nghị của FSAN, từ năm 2003-2004, ITU-T đã chuẩn hóa một loạt các tiêu chuẩn cho mạng PON Gigabit (GPON) bao gồm G.984.1,G.984.2 và G.984.3.
Chuẩn GPON hiện nay được định nghĩa dựa trên các giao thức cơ bản của chuẩn SONET/SDH ITU. Các giao thức của nó khá đơn giản và đòi hỏi rât ít thủ tục. Chính vì thế mà hiệu suât băng thông của GPON đạt tới hơn 90%.
Các ưu điểm của GPON : Cung câp dịch vụ bộ ba: hỗ trợ các dịch vụ âm thanh, dữ liệu và video truyền theo định dạng gốc của nó. Rât nhiều các dịch vụ Ethernet như QoS, VLAN, IGMP (Internet Group Management Protocol) và RSTP (Rapid SpanningTree Protocol)cũng được hỗ trợ. Hiệu suât và tốc độ đường truyền cao nhât: GPON hỗ trợ tốc độ bít cao nhât từ trước tới nay với tốc độ hướng xuống/ hướng lên tương ứng 2,488/1,244 Gbit/s. GPON cung câp độ rộng băng lớn chưa từng có từ trước tới nay và là công nghệ tối ưu cho các ứng dụng của FTTH và FTTB.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
FPT hiện là nhà cung cấp dịch vụ viễn thông hàng đầu với hạ tầng mạng lưới rộng khắp cả nước. Mạng truy nhập internet băng rộng hiện tại của FPT chủ yếu dựa trên hạ tầng mạng truy nhập cáp đồng sử dụng công nghệ xDSL, vì vậy về cơ bản mới chỉ đáp ứng cho các dịch vụ truy nhập tốc độ dưới 10 Mbit/s. Sự phát triển của các khu vực kinh tế như: khu thương mại, chung cư cao cấp khu công nghiệp, khu công nghệ cao,... cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh nền kinh tế như các tổ chức: ngân hàng, kho bạc, công ty, ... đã tạo ra nhu cầu rất lớn trong việc sử dụng các dịch vụ tiện ích tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu. Bên cạnh đó, các dịch vụ ứng dụng trên Internet ngày càng phong phú và phát triển với tốc độ nhanh chóng như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân hàng, các dịch vụ đào tạo từ xa, game trực tuyến. Đặc biệt nhu cầu về các loại dịch vụ gia tăng tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu đang ngày càng tăng. Sự phát triển của các loại hình dịch vụ mới, đòi hỏi hạ tầng mạng truy nhập phải đáp ứng các yêu cầu về băng thông rộng, tốc độ truy nhập cao. Công nghệ truy nhập cáp đồng hiện tại xDSL đã được triển khai rộng rãi, tuy nhiên những hạn chế về cự ly và tốc độ đã không đáp ứng được yêu cầu dịch vụ. Vì vậy nghiên cứu triển khai các giải pháp truy nhập quang là vấn đề cấp thiết hiện nay nhằm xây dựng hạ tầng mạng truy nhập đáp ứng cung cấp các dịch vụ băng rộng chất lượng cao. Qua đó cũng đặt ra những vấn đề cần giải quyết cấp bách đối với mạng truy nhập của FPT. Do vậy, nghiên cứu triển khai giải pháp truy nhập mới nhằm chiếm lĩnh thị trường dịch vụ mới là rất cần thiết đối với FPT.
Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON đã được ITU chuân hóa, hiện nay là một trong những công nghệ được ưu tiên lựa chọn cho triển khai mạng truy nhập băng rộng tại nhiều nước trên thế giới. GPON là công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ mạng băng rộng đầy đủ, tích hợp thoại, hình ảnh và số liệu với băng thông lớn tốc độ cao. Do vậy GPON sẽ là công nghệ truy nhập lựa chọn triển khai hiện tại và tương lai.
Luận văn “Nghiên cứu triển khai công nghệ cáp quang GPON tại FPT telecom Hải Phòng” nhằm mục đích tìm hiểu những đặc điểm kỹ thuật cơ bản của công nghệ GPON, qua đó đề xuất cấu hình mạng GPON của FPT telecom Hải Phòng. Luận văn thực hiện gồm 03 chương:
Chương 1: Tổng quan vê mạng PON và giới thiệu vê các hệ thống PON hiện đang được triển khai.
Chương 2: Công nghệ quang thụ động GPON
Chương 3: Hiện trạng hạ tầng mạng và kế hoạch triển khai GPON tại FPT telecom Hải Phòng.
Cuối cùng là phần kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn.
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu: Đưa ra giải pháp kỹ thuật, mô hình mạng của công nghệ cáp quang GPON. Trên cơ sở nâng cấp từ hạ tầng cáp quang EPON có sẵn hay triển khai mới hạ tầng GPON nhằm mục đích nâng băng thông và cải thiện chất lượng mạng cho khách hàng đồng thời giới thiệu thêm nhiều dịch vụ trên cùng một đường truyền.
Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Hệ thống hóa các vấn đề lý thuyết về mô hình mạng cáp quang GPON
- Cơ sở lý thuyết cho mô hình mạng cáp quang GPON
- Phân tích các tham số quang trọng trên đường truyền cáp quang
- Phân tích ưu điểm và nhược điểm của mạng quang GPON so với mạng quang EPON, FTTX và mạng cáp đồng trước đây.
- Quá trình triển khai thực tế tại FPT telecom Hải Phòng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu trước và hệ thống cơ sở hạ tầng có sẵn đề tài đưa ra các giải pháp ghép nối bổ sung nâng cấp hạ tầng trên hạ tầng cáp quang EPON có sẵn. và triển khai mới khu vực chưa có cáp quang PON. Đồng thời chia nhỏ vòng ring của các đài trạm nhằm mục đích giảm thiểu phạm vị ảnh hưởng khi bị sự cố.
- Đối tượng nghiên cứu bao gồm mô hình kỹ thuật, các thiết bị ngoại vi, nội vi đài trạm GPON các thông số ảnh hưởng đến chất lượng đường truyền.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu mô hình đến triển khai thực tế mạng cáp quang tại FPT telecom Hải Phòng.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp kế thừa: Trên cơ sở phân tích, đánh giá về nội dung của các công trình nghiên cứu trước, đề tài sẽ kế thừa và chọn lọc những nội dung có liên quan đến các vấn đề nghiên cứu trong đề tài.
- Phương pháp phân tích, đối chiếu so sánh: Đề tài sử dụng phương pháp này nhằm phân tích và so sánh các mô hình nghiên cứu về mạng cáp quang cũ và mô hình nghiên cứu cáp quang GPON với nhiều ưu điểm vượt trội.
- Ngoài ra đề tài còn sử dụng một số phương pháp khác hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu nhằm đạt mục đích nghiên cứu như phương pháp phân tích hệ thống, phương pháp mô hình hóa.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Trên cơ sở của các nghiên cứu trước đây, cơ sở hạ tầng đã có, đề tài đã
đưa ra các giải pháp nâng cấp bổ sung hạ tầng mới thay thế hạ tầng cũ. Đánh giá các thông số liên quan tới chất lượng dịch vụ, khả năng đáp ứng của hạ tầng và công nghệ mới.Qua đó đưa ra nhiều giải pháp cho khách hàng lựa chọn dịch vụ của FPT.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG
(PON: Passive Optical Network)
1.1. Mở đầu
Mạng viễn thông thường được cấu thành bởi ba mạng chính: mạng đường trục, mạng phía khách hàng và mạng truy nhập. Trong những năm gần đây, mạng đường trục có những bước phát triển nhảy vọt do sự xuất hiện của các công nghệ mới, như công nghệ ghép kênh theo bước sóng (WDM). Cũng trong khoảng thời gian này, mạng nội hạt (LAN) cũng đã được cải tiến và nâng cấp từ tốc độ 10 Mb/s lên 100 Mb/s, và đến 1 Gb/s. Thậm chí, các sản phẩm Ethernet 10 Gb/s cũng đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường. Điều này đã dẫn đến một sự chênh lệch rất lớn về băng thông giữa một bên là mạng LAN tốc độ cao và mạng đường trục và một bên là mạng truy nhập tốc độ thấp, mà chúng ta vẫn thường gọi đó là nút cổ chai (bottleneck) trong mạng viễn thông. Việc bùng nổ lưu lượng Internet trong thời gian vừa qua càng làm trầm trọng thêm các vấn đề của mạng truy nhập tốc độ thấp. Các báo cáo thống kê cho thấy lưu lượng dữ liệu đã tăng 100% mỗi năm kể từ năm 1990. Thậm chí, sự kết hợp giữa các yếu tố kinh tế và công nghệ đã tạo ra những thời điểm mà tốc độ phát triển đạt tới 1000% trong một năm (vào những năm 1995 và 1996). Xu hướng này vẫn sẽ còn tiếp tục trong tương lai, tức là càng ngày sẽ càng có nhiều người sử dụng trực tuyến và những người sử dụng đã trực tuyến thì thời gian trực tuyến sẽ càng nhiều hơn, do vậy nhu cầu về băng thông lại càng tăng lên. Các nghiên cứu thị trường cho thấy rằng, sau khi nâng cấp lên công nghệ băng rộng, thời gian trực tuyến của người sử dụng đã tăng lên 35% so với trước khi nâng cấp. Lưu lượng thoại cũng tăng lên, nhưng với tốc độ thấp hơn nhiều, khoảng 8% mỗi năm. Theo hầu hết các báo cáo phân tích, lưu lượng của dữ liệu hiện nay đã vượt trội hơn rất nhiều so với lưu lượng thoại. Càng ngày sẽ càng có nhiều dịch vụ và các ứng dụng mới được triển khai khi băng thông dành cho người sử dụng tăng lên. Đứng trước tình hình đó, một số công nghệ mới đã được đưa ra nhằm đáp ứng những đòi hỏi về băng thông.
Hiện tại, các nhà cung cấp dịch vụ đã triển khai cung cấp dịch vụ Internet bằng công nghệ đường dây thuê bao số xDSL. xDSL sử dụng đôi dây giống như dây điện thoại, và yêu cầu phải có một modem xDSL đặt tại thuê bao và DSLAM đặt tại tổng đài. Tốc độ dữ liệu của xDSL nằm trong khoảng từ 128 Kb/s đến 1,5 Mb/s. Mặc dù tốc độ của nó đã tăng đáng kể so với modem tương tự, nhưng khó có thể được coi là băng rộng do không cung cấp được các dịch vụ video, thoại, dữ liệu cho các thuê bao ở xa. Khoảng cách từ tổng đài đến theo bao chỉ trong phạm vi 2,5 km. Ta có thể tăng khoảng cách này bằng giải pháp triển khai thêm nhiều DSLAM đến gần thuê bao, nhưng đây là một giải pháp không hiệu quả do chi phí quá cao.
Một giải pháp khác được đưa ra là sử dụng cáp modem. Các công ty cáp TV cung cấp các dịch vụ Internet bằng cách triển khai các dịch vụ tích hợp dữ liệu trên mạng cáp đồng trục, mà ban đầu được thiết kế để truyền dẫn tín hiệu video tương tự. Ví dụ, mạng CMC sẽ có sợi quang nối từ các đầu dẫn hay các hub đến các nút quang, và từ các nút quang sẽ phân chia đến các thuê bao thông qua cáp đồng trục, bộ lặp và các bộ ghép/tách. Tuy nhiên, mô hình kiến trúc này có nhược điểm là thông lượng hiệu dụng của các nút quang không quá 36 Mb/s, vì vậy tốc độ thường rất thấp vào những giờ cao điểm.
Như vậy, chúng ta thấy rằng cả công nghệ xDSL và cáp modem đều không đáp ứng được những yêu cầu về băng thông cho mạng truy nhập. Hầu hết các nhà công nghệ mạng hiện nay đều đang tiến tới một công nghệ mới, tập trung chủ yếu vào truyền tải dữ liệu, đặc biệt là dữ liệu IP. Trong bối cảnh đó, công nghệ PON sẽ là một giải pháp tối ưu cho mạng truy nhập băng rộng. Người ta trông đợi mạng PON sẽ giải quyết được các vấn đề tắc nghẽn băng thông của mạng truy nhập trong kiến trúc mạng viễn thông, giữa một bên là các nhà cung cấp dịch vụ CO, các điểm kết cuối, các điểm truy nhập và một bên là các công ty được cung cấp dịch vụ, hay một khu vực tập trung các thuê bao.
Mạng quang thụ động có thể định nghĩa một cách ngắn gọn như sau: “Mạng quang thụ động (PON) là một mạng quang không có các phần tử điện hay các thiết bị quang điện tử”.
Như vậy với khái niệm này, mạng PON sẽ không chứa bất kỳ một phần tử tích cực nào mà cần có sự chuyển đổi điện - quang. Thay vào đó, PON sẽ chỉ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc,... Điều này giúp cho PON có một số ưu điểm như: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và không cần bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực.
Mạng PON ngoài việc giải quyết các vấn đề về băng thông, nó còn có ưu điểm là chi phí lắp đặt thấp do nó tận dụng được những sợi quang trong mạng đã có từ trước. PON cũng dễ dàng và thuận tiện trong việc ghép thêm các ONU theo yêu cầu của các dịch vụ, trong khi đó việc thiết lập thêm các nút trong mạng tích cực khá phức tạp do việc cấp nguồn tại mỗi nút mạng, và trong mỗi nút mạng đều cần có các bộ phát lại.
PON có thể hoạt động vớ chế độ không đối xứng. Chẳng hạn, một mạng PON có thể truyền dẫn theo luồng OC-12 (622 Mbits/s) ở đường xuống và truy nhập theo luồng OC-3 (155 Mbits/s) ở đường lên. Một mạng không đối xứng như vậy sẽ giúp cho chi phí của các ONU giảm đi rất nhiều, do chỉ phải sử dụng các bộ thu phát giá thành thấp hơn..
PON còn có khả năng chống lỗi cao (cao hơn SONET/SDH). Do các nút của mạng PON nằm ở bên ngoài mạng, nên tổn hao năng lượng trên các nút này không gây ảnh hưởng gì đến các nút khác. Khả năng một nút mất năng lượng mà không làm ngắt mạng là rất quan trọng đối với mạng truy nhập, do các nhà cung cấp không thể đảm bảo được năng lượng dự phòng cho tất cả các đầu cuối ở xa.
Với những lý do như trên, công nghệ PON có thể được coi là một giải pháp hàng đầu cho mạng truy nhập. PON cũng cho phép tương thích với các giao diện SONET/SDH và có thể được sử dụng như một vòng thu quang thay thế cho các tuyến truyền dẫn ngắn trong mạng đô thị hay mạch vòng SONET/SDH đường trục.
1.2 Kiến trúc của PON
Các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn gọi là mạng ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các bộ tách/ghép quang thụ động, các đầu nối và các mối hàn quang. Các phần tử tích cực như OLT và các ONU đều nằm ở đầu cuối của PON. Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo nhiều sợi quang hay được kết hợp lại và 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. PON thường được triển khai trên sợi quang đơn mode, với cấu hình cây là phổ biến. PON cũng có thể được triển khai theo cấu hình vòng ring cho các khu thương mại hay theo cấu hình bus khi triển khai trong các khu trường sở,... Mô hình mạng quang thụ động với các phần tử của nó được biểu diễn như trong Hình 1.1: Mô hình mạng quang thụ động.
Hình 1.1 Mô hình mạng quang thụ động
Về mặt logic, PON được sử dụng như mạng truy nhập kết nối điểm - đa điểm, với một CO phục vụ cho nhiều thuê bao. Có một số câu hình kết nối điểm-đa điểm phù hợp cho mạng truy nhập như câu hình cây, cây và nhánh, vòng ring, hay bus.
Đây là những cấu hình rất mềm dẻo, phù hợp với nhu cầu phát triển của thuê bao, cũng như những đòi hỏi ngày càng tăng về băng thông.
1.3 Các hệ thống PON
1.3.1 APON/BPON
Từ năm 1995, 7 nhà khai thác mạng hàng đầu thế giới đã lập nên nhóm FSAN (Full Service Access Network) với mục tiêu là thống nhất các tiêu chí cho mạng truy nhập băng rộng. Hiện nay các thành viễn của FSAN đã tăng lên đến trên 40 trong đó có nhiều hãng sản xuất và cung cấp thiết bị viễn thông lớn trên thế giới.Các thành viên của FSAN đã phát triển một tiêu chí cho mạng truy nhập PON sử dụng công nghệ ATM và giao thức lớp 2 của nó. Hệ thống này được gọi là APON (viết tắt của ATM PON). Cái tên APON sau đó được thay thế bằng BPON với ý diễn đạt PON băng rộng. Hệ thống BPON có khả năng cung câp nhiều dịch vụ băng rộng như Ethernet, Video, đường riêng ảo (VPL), kênh thuê riêng, v.v... Năm 1997 nhóm FSAN đưa các đề xuât chỉ tiêu BPON lên ITU-T để thông qua chính thức. Từ đó, các tiêu chuẩn ITU G.983.X cho mạng BPON lần lượt được thông qua
Hệ thống BPON hỗ trợ tốc độ không đối xứng 155 Mbps hướng lên và 622 Mbps hướng xuống hay tốc độ đối xứng 622 Mbps. Các hệ thống BPON đã được sử dụng nhiều ở nhiều nơi, tập trung ở Bắc Mỹ, Nhật Bản và một phần Châu Âu.
1.3.2 GPON
Do đặc tính câu trúc của BPON khó có thể nâng câp lên tốc độ cao hơn 622 Mbps và mạng PON trên cở sở nền ATM không tối ưu đối với lưu lượng IP, nhóm FSAN phát triển một hệ thống mạng PON mới từ năm 2001 với tốc độ 1Gbps hỗ trợ cả lưu lượng ATM và IP. Dựa trên các khuyến nghị của FSAN, từ năm 2003-2004, ITU-T đã chuẩn hóa một loạt các tiêu chuẩn cho mạng PON Gigabit (GPON) bao gồm G.984.1,G.984.2 và G.984.3.
Chuẩn GPON hiện nay được định nghĩa dựa trên các giao thức cơ bản của chuẩn SONET/SDH ITU. Các giao thức của nó khá đơn giản và đòi hỏi rât ít thủ tục. Chính vì thế mà hiệu suât băng thông của GPON đạt tới hơn 90%.
Các ưu điểm của GPON : Cung câp dịch vụ bộ ba: hỗ trợ các dịch vụ âm thanh, dữ liệu và video truyền theo định dạng gốc của nó. Rât nhiều các dịch vụ Ethernet như QoS, VLAN, IGMP (Internet Group Management Protocol) và RSTP (Rapid SpanningTree Protocol)cũng được hỗ trợ. Hiệu suât và tốc độ đường truyền cao nhât: GPON hỗ trợ tốc độ bít cao nhât từ trước tới nay với tốc độ hướng xuống/ hướng lên tương ứng 2,488/1,244 Gbit/s. GPON cung câp độ rộng băng lớn chưa từng có từ trước tới nay và là công nghệ tối ưu cho các ứng dụng của FTTH và FTTB.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Tags: ứng dụng của mạng GPON