giao thức điều khiển đa điểm trong epon

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ
BƢU
CHÍNH VIỄN THÔNG
CƠ SỞ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VIỄN THÔNG
II
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
HỆ ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
Đề tài:
GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐA ĐIỂM TRONG EPON
Mã số đề tài: 09405160083
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ KIM THI
MSSV: 405160083
Lớp: Đ05VTA1
Giáo viên
h
ƣ
ớng
dẫn: PHẠM QUỐC HỢP
TPHCM –
2009
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ
BƢU
CHÍNH VIỄN THÔNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT

NAM
CƠ SỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc Lập - Tự Do -
Hạnh

Phúc
oOo
o0o
Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm ………
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC
(Dành cho ngƣời h
ƣ
ớng dẫn – Biểu 2)
1. Tên đề tài tốt nghiệp : …GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐA ĐIỂM TRONG EPON
Mã đề tài : 09405160083…………………
2. Họ tên sinh viên thực hiện : ……NGUYỄN THỊ KIM THI ………………………………
MSSV : …405160083………………… Lớp : …………Đ05VTA1……………
3. Những
ƣu
điểm chính của đồ án tốt nghiệp :
3.1 Nội dung thực hiện : ……………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
3.2 Kết quả sản phẩm : ………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
3.3 Khả năng áp dụng : ………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
3.4 Hình thức trình bày : ………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
4. Những thiếu sót chính của đồ án tốt nghiệp :
………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………
5. Đề nghị :
Đƣợc
bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không đƣợc bảo vệ
6. Đánh giá chung : Xuất sắc Giỏi Khá Trung bình Yếu , Điểm ……/10.
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GIÁO VIÊN
HƢỚNG
DẪN
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ
BƢU
CHÍNH VIỄN THÔNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT

NAM
CƠ SỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc Lập - Tự Do -
Hạnh

Phúc
oOo
o0o
Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm ……
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC
(Dành cho ngƣời đọc duyệt - Biểu 3)
1. Tên đề tài tốt nghiệp : …GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐA ĐIỂM TRONG EPON …………
…………Mã đề tài : …09405160083……………………….
2. Họ tên sinh viên thực hiện :……NGUYỄN THỊ KIM THI …………………
MSSV : ………405160083……………………… Lớp : ……Đ05VTA1 …………………
3. Những
ƣu
điểm chính của đồ án tốt nghiệp :

3.1 Nội dung thực hiện :
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
3.2 Kết quả sản phẩm :
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
3.3 Khả năng áp dụng :
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
3.4 Hình thức trình bày :
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
4. Những thiếu sót chính của đồ án tốt nghiệp :
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
5. Đề nghị :
Đƣợc
bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không đƣợc bảo vệ
6. 3 câu hỏi sinh viên phải trả lời
trƣớc
Hội đồng :
a) …………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
b) ………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………
c) ………………………………………………………………………………………….…………
…………………………………………………………………………………………………

7. Đánh giá chung : Xuất sắc Giỏi Khá Trung bình Yếu , Điểm ……/10.
(Ghi chú : Trong tr
ƣ
ờng hợp thay đổi điểm chấm giáo viên phải ký tên xác nhận).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT
LỜI CẢM
ƠN
Lời đầu tiên em xin
đƣợc
gởi tới thầy Phạm Quốc Hợp với lòng biết ơn sâu
sắc. Thầy là
ngƣời
đã theo suốt em trong quá trình thực hiện luận văn. Thầy đã rất
tận tình định hƣớng, chỉ bảo,
hƣớng
dẫn và sửa chữa các sai xót của em cũng
nhƣ
cung cấp tài liệu và kiến thức để giúp em hoàn thành tốt luận
văn

này.
Em cũng xin
đƣợc
cám ơn tất cả các Thầy, Cô giáo của Học Viện Công Nghệ
Bƣu Chính Viễn Thông đã giảng dạy, dìu dắt em trong suốt bốn năm qua để em có
đƣợc kiến thức thực hiện luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng, em dành lời cám ơn đến
các bạn của em đã giúp đỡ em về nhiều mặt trong quá trình hoàn thành luận văn
cũng
nhƣ
đã giúp em trong công việc sửa chữa, biên tập.

Một lần nữa, em xin cám ơn tất cả mọi
ngƣời
đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn
thành tốt luận văn này./.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 11 năm 2009
Sinh viên thực
hiện
NGUYỄN THỊ KIM
THI
MỤC LỤC
MỤC
LỤC
MỤC
LỤC

1
CHƢƠNG
I: MỞ
ĐẦU 3
CHƢƠNG
II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG


5
2.1 Tổng quan về mạng viễn
thông
:

5
2.1.1. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện t

ạ
i:

5
2.1.2. Hệ phân cấp
mạng:
6
2.1.3. Các loại mạng viễn
thông:


7
2.2. Tổng quan về mạng truy nhập quang:

11
2.2.1. Lý do phát triển mạng quang: [1]

11
2.2.2. Đặc điểm mạng truy nhập
quang
:

12
2.2.3. Phân loại mạng truy nhập quang:

13
2.2.4. Xu
h
ƣ
ớng

phát triển của mạng truy nhập quang:

18
CHƢƠNG
III: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON-PASSIVE OPTICAL
NETWORK) 20
3.1 Cấu trúc phân lớp:

20
3.1.1. Lớp vật
lý:
20
3.1.2. Lớp vận chuyển:

21
3.2. Phân
loại:
22
3.2.1. Mạng quang thụ động băng rộng (BPON – Broadband
PON):
22
3.2.2. Mạng quang thụ động Gigabit (GPON - Gigabit Passive Optical
Network):
26
3.2.3. Mạng quang thụ động Ethernet (EPON - Ethernet Passive Optical
Network):
33
3.2.4. Mạng quang thụ động Gigabit Ethernet (GEPON – Gigabit Ethernet
Passive Optical Network):

33
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 1
MỤC LỤC
CHƢƠNG
IV: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET (EPON - ETHERNET
PASSIVE OPTICAL
NETWORK)


35
4.1 Nhu cầu của mạng
EPON:


35
4.1.1 So sánh mạng EPON và mạng
GPON:


35
4.1.2 Kết luận:

38
4.2 Tiêu chuẩn mạng
EPON:
39
4.3 Phạm vi hoạt
động
:

40
4.4 Nguyên tắc hoạt
động
:

42
4.5 Xu
h
ƣ
ớng
phát triển mạng
EPON:
44
CHƢƠNG
V: GIAO THỨC ĐIÊU KHIÊN ĐA ĐIÊM (MPCP – MULTIPOINT
CONTROL PROTOCOL) TRONG
EPON


47
5.1 Cấu truc khung
MPCP
:

47
5.1.2. Khung điêu khiên
GATE
:

53

5.1.3. Khung điêu khiên
REGISTER

_REQ:
56
5.1.4. Khung điêu khiên
REGISTER
:

57
5.1.5. Khung điêu khiên
REGISTER
_ACK:

58
5.2. Giao thức điêu khiên đa điêm (MPCP – Multipoint Control
Protocol):
59
5.3.
Chƣơng
trình
demo:


63
5.3.1. Giới
thiệu:


63

5.3.2. Nội
dung
:

63
5.3.3. Mục
đích:


65
5.3.4. Hạn chế
chƣơng
trình demo:

65
CHƢƠNG
VI: KẾT LUẬN

66
DANH MỤC HÌNH
VẼ
68
DANH MỤC TỪ VIẾT
TẮT
70
TÀI LIỆU THAM
KHẢO
74
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 2
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

CHƢƠNG
I: MỞ
ĐẦU
Hiên nay, mạng viễn thông
đƣợc
phát triển theo
h
ƣ
ớng
toàn số hóa đa
ph
ƣ
ơng
tiên va internet . Điêu nay lam cho viêc tim kiêm
ph
ƣ
ơng
an giai quyêt truy nhâp
băng rông co gia thanh thâp, chât
lƣơng
cao
đa
t
rơ
nên câp thiêt.
Cùng với sự phát triển của xã hội thông tin , nhu câu
sƣ
dung dich vu viên
thông ngay cang t
ăng

,
tƣ
dich vu điên thoai đên dich vu truyên sô liêu , hình ảnh
đa ph
ƣ
ơng
ti
ên
. Viêc tich hơp cac dich vu vao cung môt mang sao cho mang viên
thông trơ nên đơn gian hơn đang trơ thanh vân đê nong bong c ủa ngành viễn thông
và đó cũng là xu
h
ƣ
ớng
phát triển của mạng viễn thông hiện t
ạ
i .
Trong đề tài này, chúng ta đi ngƣợc lại dòng lịch sử của mạng viễn thông từ
mạng Telex, dịch vụ điện thoại truyền thống POTS, mạng điện thoại chuyển mạch
công cộng PSTN, mạng truyền số liệu, mạng truyền các tín hiệu truyền hình và nổi
tiếng hơn cả là mạng Ethernet, Token Bus và Token Ring. Sau đó, mạng NGN ra
đời đã thổi một luồng gió mới vào thị trƣờng mạng viễn thông khi
đƣa
ra các dịch
vụ mới dựa trên giao thức IP và đƣa ra mạng riêng ảo VPN – một hƣớng đi của
các nhà khai thác đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối dạng
any-to- any, các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành
quản

lý

thấp, riêng tƣ,
tích hợp xuyên suốt cùng với các mạng Intranet / Internet. Trong mạng viễn
thông, nếu xét về góc độ kĩ thuật gồm những mạng sau: mạng chuyển mạch,
mạng truy nhập và mạng truyền dẫn. Trong đó, mạng truy nhập quang đang
đƣợc quan tâm và phát triển nhờ vào những
ƣu
điểm
vƣợt
trội về băng thông lớn,
ít bị suy hao trên đƣờng truyền, giảm nhiễu, bảo mật tốt. Mạng truy nhập quang
có hai mạng cơ bản là mạng quang tích cực AON và mạng quang thụ động PON.
Những lợi ích của việc sử
dụng
kĩ thuật PON trong mạng truy nhập cho thấy
việc tiến hành thực hiện những thiết kế mạng rất quan trọng. Bởi vì mạng truy
nhập tập trung rất ít lƣu lƣợng từ nhiều thuê bao nên nó có giá rất cạnh tranh. Vì
thế, thiết kế PON không yêu cầu dự phòng và cho phép triển khai thêm. Tuy
mang PON
co

nh
ƣ
ng

ƣu
điêm
vƣơt
trôi hơn mang
AON
nhƣng

vân co môt sô nha
cung câp chon AON la giai pháp cho riêng minh . Trong đó, xu
hƣớng
phát triển
mạng truy nhập quang là giải pháp FTTH (Fiber-to-the-Home) – giải pháp đang
đƣợc ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam.
PON là mạng quang thụ động mà tất cả các thành phần tích cực giữa tổng đài
CO và ngƣời
sử

dụng
sẽ không còn tồn tại. Thay vào đó là các thiết bị quang thụ
động, để điều hƣớng các
lƣu lƣơng
trên mạng dựa trên việc phân tách năng lƣợng
của các
bƣớc
sóng quang học tới các điểm đầu cuối trên đƣờng truyền. Mạng PON
có hai lớp (lớp vật lý và lớp vận chuyển) và đƣợc phân thành các loại mạng sau:
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 3
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
BPON, GPON, EPON và GEPON. Đặc điểm của mỗi mạng đƣợc thể hiện trong đề
tài một cách cơ
bản

để
ta có thể biết
đƣợc
những đặc trƣng và cấu trúc mà mạng
hiện có. Từ đó, ta chọn một cấu trúc mạng cụ thể để áp dụng một cách hiệu quả vào

mạng hiện có ở nƣớc ta.
Bằng phƣơng pháp so sánh mạng GPON – mạng hiện đang
đƣợc
các nhà khai
thác triển khai – với mạng EPON, ta sẽ thấy đƣợc những lợi ích trong việc triển
khai mạng EPON. Đó chính là lý do mà em chọn EPON là hƣớng nghiên cứu cho
đề tài này. Trong phần EPON, chúng ta sẽ tìm hiểu về tiêu chuẩn mạng, phạm vi
hoạt động và nguyên tắc hoạt động . Xu
hƣớng
phát triển mạng EPON có hai giải
pháp: một là giải pháp phát triển lên GEPON (điển hình là Nhật Bản đang phát
triển mạng này), còn giải pháp thứ hai là kết hợp EPON với WIMAX BS để tạo ra
sự kết hợp tốt về phân cấp băng thông và thực hiện hiệu quả việc phân bổ băng
thông và lập lịch gói, giúp đạt đƣợc hiệu suất sử dụng băng thông và hỗ trợ QoS tốt
hơn.
Phần chính của đề tài là trình bày giao thức điều khiển đa điểm (MPCP).
Trƣớc khi tìm hiểu giao thức này, ta phải biết về cấu trúc khung của MPCP (gồm
năm bản tin: REPORT, GATE, REGISTER_REQ, REGISTER và
REGISTER_ACK). Mỗi bản tin có những cấu trúc đặc
trƣng
riêng. Nguyên lý
truyền của giao thức MPCP chủ yếu dựa vào các bản tin trên và
đƣợc
trình bày cụ
thể trong đề tài này. Và để thấy rõ sự ứng dụng của giao thức, ta thực hiện chƣơng
trình demo truyền dữ liệu 64-QAM trong dịch vụ IPTV.
Đề tài này bao gồm sáu chƣơng. Sau đây là bố cục của đề tài:
- Chƣơng I: Mở đầu
- Chƣơng II: Mạng truy nhập quang
- Chƣơng III: Mạng quang thụ động (PON – Passive Optical Network)

- Chƣơng IV: Mạng quang thụ động Ethernet (EPON – Ethernet Passive
Optical Network)
- Chƣơng V: Giao thức điều khiển đa điểm (MPCP – Multipoint Control
Protocol) trong EPON
-
Chƣơng
VI: Kết luận
Mặc dù, có nhiều cố gắng
nhƣng
do thời gian hạn hẹp nên đề tài không thể
tránh khỏi nhiều thiếu sót. Kính mong quý thầy cô nhận xét và góp ý kiến để đề tài
của em đƣợc
hoàn

thiện
hơn.
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 4
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
CHƢƠNG
II: MẠNG TRUY NHẬP
QUANG
2.1 Tổ n g

q u a

n v

ề

m ạ

n g

viễ

n
thông:
2.1.1.

Các





đ ặc





đi



ể

m



c



ủ

a





m

ạ





ng

v

i



ễ n



t



hô

n

g





h

i

ệ


n tại:
Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ,
ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt
để phục vụ dịch vụ đó.
 Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dƣới dạng ký tự đã đƣợc mã hoá bằng
5 bit (mã Baudot).
Tốc

độ
truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s).
 Mạng điện thoại chuyên mach công cộng (PSTN – Public Switched Telephone
Network), còn gọi là dich vu điên thoai truyên thông (POTS - Plain Old Telephone
Service): ở đây thông tin tiếng nói
đƣợc
số hóa và chuyển mạch ở hệ thống chuyển
mạch điện thoại công cộng PSTN.
 Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu
giữa các máy tính dựa trên giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển
mạch kênh dựa trên các giao thức X.21.
 Các tín hiệu truyền hình có thể đƣợc truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô
tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp (CATV - Community Antenna
Television) bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, hay còn gọi là
truyền hình trực tiếp (DBS - Direct Broadcast System).
 Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính
đƣợc
trao đổi thông qua

mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet,
Token Bus và Token Ring.
Mỗi mạng đƣợc thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho
các mục đích khác. Chăng han
nhƣ:
ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển
mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn.
Mạng viễn thông hiện tại bao gồm các loại mạng sau:
 Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: mạng điện thoại cố định, mạng
điện thoại di động và mạng truyền số liệu.
 Xét về góc độ kĩ thuật bao gồm các mạng sau: mạng chuyển mạch, mạng truy
nhập và mạng truyền dẫn.
Hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ thu đƣợc lợi nhuận phần lớn từ các dịch
vụ nhƣ leased - line, ATM (Asynchronous Transfer Mode) và các dịch vụ kết nối
cơ bản. Tuy nhiên, xu hƣớng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà
khai thác phải tìm dịch vụ mới dựa trên giao
thƣc
Internet (IP – Internet Protocol)
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 5
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
để đảm bảo lợi nhuận lâu dài . Mạng riêng ảo (VPN – Virtual Private Network) là
một
h
ƣ
ớng
đi của các nhà khai thác. Các dịch vụ dựa trên nền IP cung cấp kết nối
giữa một nhóm các user xun qua mạng hạ tầng cơng cộng. VPN có thể đáp ứng
các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối dạng any-to-any, các lớp đa dịch vụ,
các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tƣ, tích hợp xun suốt cùng với các mạng
Intranet/Internet. Một nhóm các user trong Intranet và Internet có thể hoạt động

thơng qua mạng có định tuyến IP. Các mạng riêng ảo có chi phí vận hành thấp hơn
mạng riêng trên phƣơng tiện quản lý, băng thơng và dung lƣợng. Hiểu một cách
đơn giản, VPN là một mạng mở rộng tự quản nhƣ một sự lựa chọn cơ sở hạ tầng
của mạng WAN (Wide Area Network). VPN có thể liên kết các user thuộc một
nhóm kín hay giữa các nhóm khác nhau. VPN đƣợc định nghĩa bằng một chế độ
quản lý. Các th bao VPN
có

thể
di chuyển đến một kết nối mềm dẻo trải dài từ
mạng cục bộ đến mạng hồn chỉnh. Các th
bao

này
có thể dùng trong cùng
(Intranet) hoặc khác (Internet) tổ chức.
Tuy nhiên, cần lƣu ý rằng hiện nay mạng PSTN/ISDN (Integrated Services
Digital Network - Mạng tích hợp dịch vụ số) vẫn đang là mạng cung cấp các dịch
vụ dữ liệu.
2.1.2. Hệ

phâ

n cấ

p

mạ
ng:
Ca

áp

1
Tổng
đ
à
i

quốc tế
Ca
áp

2
Tổng
đà
i

ch
uye
ån
tiếp
quốc
gi
a
Ca
áp

3
Tổng
đ

ài

tandem n
ội

ha
ït
hoặc
n
ội
tỉnh
Ca
áp

4
Tổng
đ
ài

n
ội

ha
ït
Ca
áp

5
Tổng
đa

øi
khu
v
ư
ïc
Hình

II

.

1: Cấu trúc phân cấp của mạng viễn thơng[6]
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 6
2.1.3. Các

l o ại

m ạ

n g

v i

ễ

n

thông:
2.1.3.1. Mạng

c

huy

ể

n

mạ c

h:
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
Mạng chuyển mạch có 4 cấp (dựa trên các cấp tổng đài chuyển mạch): quá
giang quốc tế, quá giang
đ
ƣ
ờng
dài, nội tỉnh và nội hạt. Riêng tại thành phố Hồ Chí
Minh có thêm cấp quá giang nội hạt.
Hiện nay, mạng VNPT đã có các trung tâm chuyển mạch quốc tế và chuyển
mạch quốc gia ở Hà Nội, Đà Nẵng, Thành Phố Hồ Chí Minh. Mạng của các
bƣu
điện tỉnh cũng đang phát triển mở rộng. Nhiều tỉnh, thành phố xuất hiện các cấu
trúc mạng với nhiều tổng đài Host, các thành phố lớn nhƣ Hà Nội, Thành Phố Hồ
Chí Minh đã và đang triển khai các Tandem nội hạt.
Mạng viễn thông của VNPT hiện tại đƣợc chia làm 5 cấp, trong tƣơng lai sẽ
đƣợc giảm từ 5 cấp xuống 4 cấp.
Mạng này do các thành viên của VNPT điều hành: đó là VTI, VTN và các
bƣu điện tỉnh. VTI quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang quốc tế, VTN quản
lý các tổng đài chuyển mạch quá giang đƣờng dài tại 3 trung tâm Hà Nội, Đà Nẵng

và TP.HCM. Phần còn lại do các bƣu điện tỉnh quản lý.
Các loại tổng đài có trên mạng viễn thông Việt Nam: A1000E của Alcatel,
NEAX61S của NEC, AXE10 của Ericsson, EWSD của Siemens.
Các công nghệ chuyển mạch đƣợc sử dụng: chuyển mạch kênh (PSTN),
X.25 relay, ATM (số liệu).
Nhìn chung, mạng chuyển mạch tại Việt Nam còn nhiều cấp và việc điều
khiển bị phân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài).
2.1.3.2. Mạ n g

t r

u y

n h

ậ

p:

2.1.3.2.1.

Đ ặc

đi ể

m:

Mạng truy nhập ở vị trí cuối của mạng viễn thông, trực tiếp đấu nối với thuê
bao, bao gồm tất cả các thiết bị và
đ

ƣ
ờng
dây
đƣợc
lắp đặt giữa trạm chuyển mạch
nội hạt với thiết bị đầu cuối của thuê bao. Có thể hiểu khái niệm về mạng truy nhập
theo các nội dung sau đây:
Mạng truy nhập (AN - Access Network) là phần mạng giữa SNI (Subscriber
Network Interface – Giao diên mang thuê bao ) và UNI (User Network Interface –
Giao diên mang
ngƣơi
dung), có nhiệm vụ truyền tải các tín hiệu đến thuê bao.
Mô hình tham chiếu vật lý của mạng truy nhập
đƣợc
mô tả qua hình sau:
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 7
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG

H

ì nh





I

I

.



2

: Mô hinh tham chiêu cua mang truy nhâp[7]
2.1.3.2.2.

P h ân

l o ai

:
 Truy

nhập

b

ằng

quay

s

ố

(Dial-up

Access): Đây là một loại truy nhập
băng hẹp dựa trên phƣơng thức quay số thông qua modem. Nếu áp dụng trên
đ
ƣ
ờng
dây thuê bao truyền thống t
hì

modem
chỉ đạt
đƣợc
tốc độ tối đa 56 Kbps.
Nếu áp dụng trên
đ
ƣ
ờng
dây thuê bao ISDN-BA (ISDN Basic Access – ISDN truy
nhâp cơ ban ), có 2 kênh B với mỗi kênh bằng 64 Kbps và một kênh D bằng 16
Kbps nên còn gọi là truy nhập 2B+D [7].


Đ

ư

ờ

ng





dây





th

u



ê





bao

s



ố





(DSL





–





D

i

al





Subscri

b



er





Lin

e



):

Với cùng đôi
dây điện thoại truyền thống có thể
đƣợc

dùng để truyền dữ liệu tốc độ cao. Có một
vài công nghệ cho DSL, khi mà
ngƣời
dùng có nhu cầu tốc độ
đ
ƣ
ờng
xuống cao
hơn tốc độ
đ
ƣ
ờng
lên thì có hai loại DSL bất đối xứng :
Đ
ƣ
ờng

dây
thuê bao số
bất đông bô (ADSL - Asynchronous Digital Subscriber Line) và
Đ
ƣ
ờng
dây thuê
bao sô t
ôc
đô
dƣ
liêu rât cao (VDSL - Very high data rate Digital Subscriber Line).
Tùy thuộc vào chiều dài mạch vòng, các hệ thống DSL có thể đạt đến tốc độ

từ
128Kbps đến 52Mbps [7].
 Cable

Modems: Cable Modem là một loại modem cung cấp truy nhập dữ
liệu
đƣợc
truyền trên hệ thống truyền hình cáp. Cable modem chủ yếu
đƣợc
dùng
phân phối truy nhập internet băng rộng. Băng thông của dịch vụ cable modem
thƣơng mại thông
th
ƣ
ờng
trong khoảng từ 3 Mbps đến 30 Mbps hoặc lớn hơn [7].
 Cáp

quang: Điều mong muốn của các công ty viễn thông là
đƣa
cáp
quang đến tận nhà của
ngƣời
sử dụng. Với mạng quang đồng bộ (SONET -
Synchronous Optical Network) điểm - điểm và các vòng ring, cáp quang sẽ bao
phủ các khu dân
c
ƣ
,

công
sở để có thể phục vụ điện thoại, dữ liệu, hội nghị truyền
hình, và các dịch vụ khác trong hiện tại, và cũng dễ dàng nâng cấp khi có yêu cầu
băng thông lớn hơn trong tƣơng lai. Với công nghệ mạng quang thụ động ATM
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 8
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
(APON – ATM Passive Optical Network), sẽ đáp ứng yêu cầu đặt ra cũng
nhƣ
vấn
đề về chi phí xây dựng mạng.
 V ô

tuyế n: Các hệ thống vệ tinh có quỹ đạo thấp
nhƣ
Teledesic và
Bridge có thể tải hàng chục Mbps đến đầu cuối
ngƣời
sử dụng, còn hệ thống dịch
vụ nôi hạt phân bố đa điểm (LMDS - Local Multipoint Distribution Service) băng
thông đạt đến 1 Gbps ở tần số 28 GHz [7].
 Truy

nhập

qua

đ ư ờ

ng

dây

đi ệ n:
Đ
ƣ
ờng
dây điện là một môi
tr
ƣ
ờng
có nhiễu nghiêm trọng,
nh
ƣ
ng
nó có khả năng truyền các dịch vụ viễn
thông có tốc độ bit cao. Chúng
đƣợc
nối với
đ
ƣ
ờng
dây điện trong nhà để kiến
trúc nên một mạng truyền dẫn hoàn chỉnh. Các thiết bị đầu cuối
đƣợc
kết
nố
i
vào
ổ
cắm điện trong nhà để có thể truy nhập đến mạng băng rộng. Kiến trúc này kết

hợp một cách hài hòa với các hệ thống tự động hóa trong nhà, cho phép điều
khiển từ xa các thiết bị đặt tại nhà thông qua internet.
2.1.3.3.


Mạ

n

g





t

r



u

y



ề

n





d

ẫ





n:



Các hệ thống thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông VNPT hiện nay chủ
yếu sử dụng
hai

loại
công nghệ là: cáp quang phân câp sô đông bô (SDH -
Synchoronous Digital Hierarchy) và vi ba phân câp sô cân đông bô (PDH -
Plesiochoronous Digital Hierarchy).
- Cáp quang SDH: Thiết bị này do nhiều hãng khác nhau cung cấp là:

Siemens, Fujitsu, Alcatel, Lucent, NEC, Nortel. Các thiết bị có dung lƣợng
155Mb/s, 622 Mb/s, 2.5 Gb/s [6].
- Vi ba PDH: Thiết bị này cũng có nguồn gốc từ nhiều hãng cung cấp
khác nhau
nh
ƣ
Siemens, Alcatel, Fujitsu, SIS, SAT, NOKIA, AWA. Dung lƣợng
140 Mb/s, 34 Mb/s và n*2 Mb/s [6].
Mạng truyền dẫn gồm: mạng truyền dẫn liên tỉnh, mạng truyền dẫn nội tỉnh,
mạng truyền dẫn quốc tế và mạng vệ tinh VINASAT.
o Mạng

truyền




dẫn




liên




tỉnh:
Bao gồm các hệ thống truyền dẫn bằng cáp quang, bằng vô tuyến.


Mạng





truyền





dẫn





liên





tỉnh

bằng





cáp





quan





g

:

[6]
Mạng truyền dẫn
đ
ƣ
ờng
trục quốc gia nối giữa Hà Nội và
TPHCM dài 4000km,

đƣợc
chia thành 4 vòng ring tại Hà Tĩnh, Đà Nẵng,
Qui Nhơn và TPHCM.
Vòng 1: Hà Nội – Hà Tĩnh (884km)
Vòng 2: Hà Tĩnh – Đà Nẵng (834km)
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 9
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
Vòng 3: Đà Nẵng – Qui Nhơn (817km)
Vòng 4: Qui Nhơn – TPHCM (1424km)
Tuy nhiên, theo thông tin của Tập đoàn Bƣu chính - viễn thông
Việt Nam (VNPT), dự kiến sẽ có thêm tuyến cáp quang biển Bắc Nam. Dung
lƣợng lớn nhất của tuyến cáp quang này sẽ lên tới 80Gbps, sử dụng công nghệ
ghép kênh theo
bƣớc
sóng mật độ cao (DWDM – Dense Wavelength Division
Multiplexing) và hệ thống quản lý mạng đồng trục.[9]
 Mạng

truyền




dẫn




liên

tỉnh




bằng




v ô




tuyến:
Dùng hệ thống vi ba SDH (STM-1, dung lƣợng 155Mbps), PDH
(dung lƣợng 4Mbps, 6Mbps, 140Mbps).[6]
o

Mạng





truyền

dẫn





nội


tỉnh :
Khoảng 88% các tuyến truyền dẫn nội tỉnh sử dụng hệ thống vi ba.
Trong
tƣơng
lai khi nhu cầu tải tăng thì các tuyến này sẽ đƣợc thay thế bởi hệ
thống truyền dẫn quang.
o

Mạng





truyền

dẫn





quốc





tế



:
[10]

Phƣơng
thức truyền dẫn: vệ tinh, cáp quang
 Dung lƣợng:
•
Tuyến TVH (Thailand – Vietnam – Hong Kong):
565Mb/s
• Tuyến SEA – ME - WE3 (South-East Asia - Middle East -

Western Europe 3): 10Gb/s
Tuy nhiên, VNPT dự kiến sẽ có thêm hai tuyến cáp quang biển
nối Vietnam - Hongkong - Singapore và VietNam - Hong Kong. Hiện tại, VTI
đã có hai tuyến cáp quang trên biển là tuyến T - V - H nối Thái Lan - Việt Nam
- Hong Kong và tuyến SEA – ME - WE 3 nối Châu Âu - Châu Á. Trong thời
gian tới, VNPT
sẽ
ti
ếp
tục tham gia xây dựng hai dự án tuyến cáp quang biển
nối Việt Nam - Hong Kong - Singapore và tuyến Việt Nam - Hong Kong với
điểm cập bờ Đà Nẵng. Bên cạnh đó, Việt Nam cũng đã có phƣơng án tham gia
đầu tƣ xây dựng hệ thống cáp quang biển quốc tế SEA – ME - WE 4 kết nối
Singapore tới Pháp, từ Singapore về Việt Nam sử dụng dung lƣợng trên hệ
thống video gia đinh (VHS - Video Home System). [9]
Dự kiến khai thác dung lƣợng cáp quang quốc tế (2004-2015):[9]
-
Với hệ thống TVH đƣa vào khai thác từ năm 1995, % sử dụng của
năm
2004 là 84%, năm 2005 sẽ là 86% và từ các năm sau đó đến 2015 là 88%.
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 10
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
- Tuyến CSC phần đất Việt Nam: Nếu năm 2004 chỉ sử dụng hết 26% thì
năm 2005 lên
tớ
i
58%
(tăng 2,2 lần), 2006 là 70% (tăng 2,7 lần), 2007 là 87%
(tăng 3,3 lần) và từ 2008 trở đi sẽ
là

100%
(tăng 3,8 lần).
- Trên SEA - ME - WE 3: % sử dụng năm 2004 là 15%, 2005 là 73%
(tăng 4,8 lần) và từ 2006 trở đi sẽ là 100% (tăng 6,6 lần).
-
Trên TPC-5, năm 2004 là 63%, 2005 là 66%, 2006 là 73%, 2007 là
77%
và những năm sau đến 2015 là 98%.
- Trên CHINA - US: dung lƣợng sử dụng từ 2004 là 100%.
-
Trên APCN, % sử dụng: 2004, 2005 là 46%, 2006 là 47%, 2007 là
48%
và từ các năm sau đó đến 2015 là 49%.
o

Mạng





v

ệ

tinh





VIN





AS

A

T:

[10]
Dung lƣợng: 24.000 kênh thoại hoặc 240 kênh truyền
hình.
2.2. Tổ n g

q u a

n về

m ạ

n g

t r

u y

n h

ậ

p qu a

n g:
2.2.1. Lý

do

p h át

tr i

ể

n

m ạ

ng

q u a

ng: [1]
Mạng viễn thông có nhiều đặc
trƣng
quan trọng khác nhau
nh
ƣ
ng
đặc trƣng
chính là dung lƣợng mang thông tin. Đối với mạng ngân hàng, bảo mật có lẽ
quan trọng hơn dung lƣợng. Đối với nhà môi giới, tốc độ truyền là đặc điểm
chủ yếu nhất của mạng. Nhìn chung, mặc dù dung
lƣợng
là điều
ƣu
tiên cho hầu
hết user hệ thống nhƣng chúng ta không thể tăng dung lƣợng liên kết nhiều nhƣ
chúng ta muốn. Hạn chế chính
đƣợc
thể hiện bởi định lý Shannon-Hartley:
C = BW × log
2
(1 + SNR) (2.1)
Với C là dung lƣợng mang thông tin (b/s), BW (bandwidth) là băng thông liên
kết (Hz = C/s), và SNR (signal noise ratio) là tỉ lệ công suất tín hiệu trên nhiễu.
Công thức (2.1) đƣa ra một hạn chế đối với dung
lƣợng
C, vì vậy, nó
thƣờng
đƣợc xem
nhƣ

là “hạn chế Shannon”. Công thức bắt nguồn từ lý luận thông tin là
đúng bất chấp kĩ thuật riêng. Nó lần đầu tiên đƣợc công bố vào năm 1948 bởi
Claude Shannon, một nhà khoa học làm việc ở Bell Laboratories. R.V.L. Hartley
cũng làm việc ở Bell Laboratories đã thành lập tờ báo cơ sở trƣớc đó 20 năm, tờ
báo đó đã đặt nền tảng quan trọng trong lý luận thông tin. Điều đó giải thích lý do
tại sao tên ông ấy
đƣợc
đặt cùng với công thức của Shannon.
Định lý Shannon-Hartley chứng tỏ rằng dung lƣợng mang thông tin tỷ lệ với
băng thông kênh truyền, khoảng tần số trong khoảng băng thông mà tín hiệu có thể
truyền không có suy hao đáng kể.
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 11
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
Cái gì hạn chế băng thông kênh truyền? Đó là tần số sóng mang tín hiệu. Tần
số sóng mang càng cao thì băng thông kênh truyền càng lớn và dung lƣợng mang
thông tin của hệ thống càng cao. Quy luật ngón tay cái
ƣớc
lƣợng trật tự giá trị có
thể là: băng thông bằng xấp xỉ 10% tần số tín hiệu sóng mang. Vì vậy, nếu kênh
viba sử dụng tín hiệu sóng mang 10 GHz thì sau đó băng thông của nó khoảng 100
MHz.
Dây đồng có thể mang tín hiệu lên tới 1 MHz qua 1 khoảng cách ngắn. Cáp
đồng trục có thể lan truyền tín hiệu lên tới 100 MHz. Tần số vô tuyến ở khoảng từ
500 KHz tới 100 MHz. Sóng viba, bao gồm kênh vệ tinh, hoạt động lên tới 100
GHz. Hệ thống thông tin cáp quang sử dụng ánh sáng
nhƣ
sóng mang tín hiệu, tần
số ánh sáng ở khoảng giữa 100 và 1000 THz, vì vậy, ngƣời ta có thể mong đợi
dung
lƣợng

nhiều hơn từ hệ thống quang. Sử dụng quy luật ngón tay cái đề cập ở
trên, chúng ta có thể
ƣớc
lƣợng băng thông của liên kết thông tin cáp quang là 50
THz.
Để mô tả điểm này, xem môi trƣờng truyền này theo quan điểm dung
lƣợng
chúng mang theo đồng thời nhƣ là số kênh thoại môt chiều cụ thể. Nhớ rằng số
lƣợng sau đây cũng nhƣ tần số
đƣ
ợc

đƣ
a
ra ở trên, chỉ trình bày trình tự độ lớn,
không phải là giá trị chính xác. Cáp đồng trục đơn có thể mang tới 13,000 kênh,
liên kết viba trên mặt đất lên tới 20,000 kênh, và liên kết vệ tinh lên tới 100,000
kênh. Tuy nhiên, môt liên kết thông tin cáp quang
nhƣ
cáp đi qua Đại
D
ƣ
ơng
TAT-
13, có thể mang đồng thời 300,000 kênh thoại hai chiều. Điều đó giải thích tại sao
hệ thống thông tin liên lạc cáp quang hình thành đƣờng trục của viễn thông hiện
đại và sẽ hầu hết định dạng tƣơng lai của nó môt cách chính xác.
Dung lƣợng mang thông tin của hệ thống viễn thông tỷ lệ với băng thông của
nó mà băng thông tỷ lệ với tần số sóng mang. Hệ thống thông tin liên lạc cáp quang
sử dụng ánh sáng – sóng mang với tần số cao nhất trong tất cả các tín hiệu thực tế.

Đây là lý do tại sao hệ thống thông tin liên lạc cáp quang có dung lƣợng mang
thông tin cao nhất và là lý do làm cho những hệ thống này thành chốt của viễn
thông hiện đại.
2.2.2.

Đ ặ c





đi



ể





m



m

ạ

n

g





t

r



u

y





nhậ

p


qu a

n g:
 Băng thông lớn
 Dễ nâng cấp
 Chất lƣợng tín hiệu ổn định, không bị suy hao
 Không bị nhiễu bởi môi
trƣờng
truyền
 Bảo mật cao
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 12
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
2.2.3. P h â

n l

o ại

m ạ

n g

t r

u y

n h ậ

p

q u a

n g:
2.2.3.1.

M

ạ

n

g





qu

a

n

g

t

í

c

h





c

ực





(AON-Active





O

p

tical





Netw

o

r



k



):

AON
đƣợc
hiểu là kết nối điểm - điểm (PTP – Point- to-Point) hay mạng
quang tich
cƣc

Ethernet (AOEN - Active Optical Ethernet Network), và gọi là
mạng quang chủ động vì:
• Các thiết bị chuyển mạch hoạt động một cách chủ động, cần cấp nguồn
điện
để hoạt động.
• Hệ thống gồm nhiều cáp quang, mỗi cáp cấp cho một user trong hệ thống
mạng.
AON có 2
phƣơng
thức đấu nối: Home run fiber và Active star ethernet.

H

ì nh





II

.



3

: Mô hinh đâu nôi AON[11]
 Ho m e

run

fiber:

Hì nh

II.

4: Phương thức đấu nối Home run
fiber[11]
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 13
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
• Mỗi user một đƣờng cáp quang khác nhau từ OLT - ONT.
• Các thiết bị đều dùng điện và truyền dẫn quang bằng laser.
• Khoảng cách giữa OLT (Optical Line Terminal) và ONT (Optical Network
Terminal) lên tới 80km.
• Triển khai rất tốn kém do cần nhiều cáp, nên giá thành cao.
 A S E

-

A ct i

v e

S t

ar E

thernet:

H

ì nh





II

.



5



: Phương thức đấu nôi Active Star Ethernet[11]
• Trong ASE, nhiều ONT có thể chia sẻ chung một đƣờng cáp quang chính
thông qua một điểm nằm giữa CO (Central Office) và ONT.
• Các thiết bị chuyển mạch chủ động đƣợc lắp trong tủ cáp để quản lý việc
kết nối của các ONT từ xa.
• Hổ trợ băng thông rộng, với chiều lên và chiều xuống
nhƣ
nhau.
• Hổ trợ triển khai CPE (Customer - premises equipment) rộng.
• Triển khai đơn giản, chi phí thấp, lợi nhuận cao, mô hình mạng đơn giản.
2.2.3.2.

M

ạ

n

g





qu

a

n

g





t

i

c

h





c

ƣc





(PON-Passive





O



p

tical

Netw

o

r



k

):



C

âu

t ruc

mang

P ON

:
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 14
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG

Hình

II .

6: Mô hình logic của mạng
 Tổ ng quan

v ề

PON:
PON là mạng quang thụ động mà tất cả các thành phần tích cực giữa tổng đài
CO và ngƣời
sử

dụng
sẽ không còn tồn tại. Thay vào đó là các thiết bị quang thụ
động, để điều hƣớng các
lƣu lƣơng
trên mạng dựa trên việc phân tách năng lƣợng
của các bƣớc sóng quang học tới các điểm đầu cuối
trên

đƣ
ờng
truyền. Việc thay
thế các thiết bị chủ động sẽ tiết kiệm chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ
v
ì
họ
không còn cần đến năng

lƣợng
và các thiết bị chủ động trên
đ
ƣ
ờng
truyền nữa. Các
bộ ghép / tách thụ động chỉ làm các công việc đơn thuần là cho ánh sáng đi qua
hoặc chặn ánh sáng lại… Vì thế,
không

cần
năng
lƣợng
hay các động tác xử lý tín
hiệu nào và từ đó, gần
nhƣ
kéo dài vô hạn thời gian MTBF (Mean Time Between
Failures), giảm chi phí bảo trì tổng thể cho các nhà cung cấp dịch vụ.
Một hệ thống mạng PON bao gồm các thiết bị kết cuối kênh quang (OLT)
đặt tại CO và
bộ

các
thiết bị kết cuối mạng quang (ONT) đƣợc đặt tại
ngƣời
sử
dụng. Thiết bị OLT cung cấp nhiều kênh quang, mỗi kênh quang
đƣợc
truyền trên
một tuyến cáp quang, trên đó có bộ lọc (splitter). Nhiệm vụ của bộ lọc là thu và

nhận các tín hiệu quang
đƣợc
nhận và phát bởi OLT. Giữa chúng là hệ thống mạng
phân phôi quang (ODN – Optical distribution network) bao gồm cáp quang, các
thiết bị ghép / tách thụ động.


Mô

hình

đ ấ u

nố i

PON: Ring PON, Tree PON, Bus PON
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 15
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
Hình

II .

7: Mô hình đấu nối
PON[8]
2.2.3.3.

S o





s



a

n

h





A

O N





va

PON:

2.2.3.3.1.

Ƣ

u

,





nh

ƣ

ơ





c

đ i ê m

c u a

A O N
:[11]


Ƣ





u





đi

ê

m:

•
Dƣa
vao
nhƣng

ki thuât Ethernet tiêu chuân
• Cáp quang chuyên dụng
• Băng thông
cƣc
đai
• Độ linh hoạt tối đa
• Băng thông đông bô
•
Sƣ
dung thiêt bi tiêu chuân IEEE gia thâp
• Mạng điện tử thô ng minh
đƣơc
đăt ơ mang biên thuê bao lam đơn
giản quá trình khắc phục sự cố mạng
• Hoạt động ở khoảng cách lớn hơn 80 Km, bât châp sô
lƣơng
thuê bao
• Có thể
đƣợc
xây dựng trên nền tảng sẵn có
• Tiêt kiêm hơn ơ
nhƣng
khu
vƣc
mât đô thuê bao thâp
• Có thể tính toán
đƣợc
giá thành lắp đặt thuê bao mới
• Không yêu câu
nhƣng

kê hoach
phƣc
tap cho
nhƣng
vung dich vu lơn
• Chi phi mơ rông thuê bao thâp bât châp vung thuê bao
• Hô trơ lên đên 1Gbps cho môi khach hang
• Độ linh hoạt dịch vụ lớn
• Thu hôi vôn nhanh


N

h

ƣ

ơ





c





đi

ê

m





:

• Yêu câu nhiêu
đ
ƣ
ơng
cap dai
• Yêu câu khoang cach laser lơn hơn
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 16
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
• Không chia se OLT hoăc công quang
• Yêu câu quyên
ƣu
tiên va nguôn cung câp cho cabinets
• Cung câp nguôn điên phân phôi cho mang truy nhâp
2.2.3.3.2.

Ƣ

u

,





nh

ƣ

ơ





c

đ i ê m

c u a

m a n g PO N

: [11]


Ƣ

u





đi

ê

m





:

• Không cân cung câp nguôn điên trong mang truy nhâp
• Nhà cung cấp chia sẻ giá thành cáp quang , chi phi lăp đăt va chi phi
lăp đăt CO
giƣ
a nhiêu khach hang khi ho chia se trên cung môt cap
đơn
• Giảm vốn và chi phí vận hành liên kết
• Nâng câp hoăc thay đôi dich vu mơi chi cân thay đôi thiêt bi đâu cuôi
và nền tảng trên mỗi khách hàng



N

h

ƣ

ơ





c





đi

ê

m

:

• Không co khả năng làm việc chung với loại mạng PON khác
• Khách hàng ảnh
h
ƣ
ởng
bởi lỗi liên kết nhiều hơn
• Băng thông chia se giơi han băng thông cho môi thuê bao
• Giơi han vung bao phu : tôi đa 20 Km phu thuôc vào số bộ splits
(càng nhiêu splits thi khoang cach cang
ngăn

)
• Không
dƣ
bao
đƣơc
chi phi mơ rông thuê bao tiêp theo
• Công OLT chi tiêt kiêm khi phuc vu 26 ONU (chiêm 81%)
• Khi cân OLT mơi thi gia cua cua thuê bao se tăng cho đên khi công
OLT đây thuê bao
• Bô tach thu đông không thông minh kho quan li
• Kém linh hoạt
• Bât đông bô
• Dung
lƣơng
gây kho khăn cho
ƣng
dung kinh doanh

2.2.3.3.3.

K

ê t

l u ân

:
Tƣ nhƣng ƣu
điêm va
nhƣơc
điêm cua AON va PON đa liêt kê ơ trên , ta thây
mạng PON
vƣợt
trôi hơn AON ơ
nhƣng
điêm sau:
- Mạng PON không cần phải cấp nguồn
- Chia se gia thanh vơi nhiêu thuê bao
- Không yêu câu
nhƣng
đoan cap dai nôi
tƣ
nha cung câp dich vu đên nha
thuê bao giảm giá thành lắp
đặ
t
- Không dung cap quang chuyên dung
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 17

CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
- PON thu hẹp phạm vi triển khai cáp quang trong tổng đài nội hạt và
vòng lặp nội bộ.
- PON cung cấp băng thông cao nhờ vào sự thâm nhập sâu rộng của cáp
quang. Trong khi những giải pháp mạng FTTB, FTTH hay FTTPC chủ
yếu dùng
cáp

quang
để nối tất cả các đƣờng dây đến nhà thuê bao thì sử
dụng giải pháp FTTC là tiết kiệm nhất hiên nay.
- Giống
nhƣ
mạng điểm - đa điểm, PON cho phép phát video luồng
xuống.
- PON dễ dàng nâng cấp tốc độ bit cao hơn hay thêm bƣớc sóng.
Những lợi ích của việc sử dụng kĩ thuật PON trong mạng truy nhập cho thấy
việc tiến hành thực hiện những thiết kế mạng rất quan trọng. Bởi vì mạng truy nhập
tập trung rất ít
lƣu
lƣợng từ nhiều t
huê

bao
nên nó có giá rất cạnh tranh. Vì thế,
thiết kế PON không yêu cầu dự phòng và cho phép triển khai thêm. Tuy mang
PON co
nhƣng ƣu
điêm
vƣơt

trôi hơn mang AON
nhƣng
vân co môt sô nha cung
câp chon AON la giai phap cho riêng minh.
2.2.4.

Xu





h

ƣ

ớ





ng





p

h

át





tr

i



ể





n



c



ủ

a





m

ạ





n

g





t

r



u

y





n

h



ậ





p



q

u

a

n

g:

Xu
h
ƣ
ơng
phat triên mang truy nhâp quang la ph át triển mạng FTTH .FTTH
là công nghệ kết nối viễn thông hiện đại trên thế giới với đƣờng truyền dẫn hoàn
toàn bằng cáp quang từ nhà cung cấp dịch vụ tới tận địa điểm của khách hàng. Tính
ƣu
việt của công nghệ cho phép thực hiện tốc độ truyền tải dữ liệu internet
xuống/lên (download/upload) ngang bằng với nhau, điều mà công nghệ ADSL
chƣa thực hiện đƣợc.
-

Mọi





dịch





vụ trên

một





kết





nối :

FTTH (Fiber-to-the Home) là một công nghệ kết nối viễn thông sử dụng cáp
quang từ nhà cung cấp dịch vụ tới địa điểm của khách hàng (văn phòng, nhà…).
Công nghệ của đƣờng truyền đƣợc t
hiết

lập
trên cơ sở dữ liệu đƣợc truyền qua
tín hiệu quang (ánh sáng) trong sợi cáp quang đến thiết bị đầu cuối của khách hàng,
tín hiệu đƣợc biến đổi thành tín hiệu điện, qua cáp mạng đi vào modem băng
rộng. Nhờ
đó, khách hàng có thể truy cập internet băng rộng.

FTTH đặc biệt hiệu quả với các dịch vụ: Hosting Server riêng, VPN (mạng
riêng ảo), truyền dữ liệu, Game Online, IPTV (truyền hình tƣơng tác), VoD (xem
phim theo yêu cầu), Video Conferrence (hội nghị truyền hình), IP Camera…với
ƣu
thế băng thông truyền tải dữ liệu cao, có thể nâng cấp lên băng thông lên tới
1Gbps, an toàn dữ liệu, độ ổn định cao, không bị ảnh
h
ƣ
ởng
bởi nhiễu điện, từ
trƣờng
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 18
- So

sánh

FTTH

và

ADSL

:
CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG
Tốc độ upload của FTTH
vƣợt
qua
ng
ƣ
ỡng

của chuẩn ADSL2+ (1Mbps) hiện
tại và có thể ngang bằng với tốc độ download. Vì vậy thích hợp với việc truyền tải
dữ liệu theo chiều từ trong mạng khách hàng ra ngoài internet. Độ ổn định và tuổi
thọ cao hơn dịch vụ ADSL do không bị ảnh hƣởng bởi nhiễu điện, từ trƣờng,…
Khả năng nâng cấp tốc độ (download/upload) dễ dàng.
Bên cạnh các ứng dụng nhƣ ADSL có thể cung cấp dịch vụ Triple Play (dữ
liệu, truyền hình, thoại), với
ƣu
thế băng thông
vƣợt
trội, FTTH sẵn sàng cho các
ứng dụng đòi hỏi băng thông cao, đặc biệt là truyền hình độ phân giải cao (HDTV)
yêu cầu băng thông lên đến vài chục Mbps, trong khi
ADSL

không
đáp ứng đƣợc.
Độ ổn định ngang bằng
nhƣ
dịch vụ internet kênh thuê riêng Leased-line
nhƣng
chi
phí
thuê bao hàng tháng thấp hơn vài chục lần. Đây sẽ là một gói dịch vụ thích hợp
cho nhóm các khách hàng có nhu cầu sử dụng cao hơn ADSL và kinh tế hơn
Leased-line.
-

Xu

h

ư

ớ ng





t

ư

ơ ng


lai :
FTTH đã và đang đƣợc triển khai mạnh mẽ ở các nƣớc phát triển trên thế
giới. Năm 2007 là năm thành công rực rỡ của FTTH với sự tăng trƣởng mạnh mẽ
về số lƣợng đăng ký dịch vụ, chỉ tính riêng ở 3 nƣớc Nhật Bản, Trung Quốc và
Mỹ đã có thêm khoảng 6 triệu thuê bao.
Theo một báo cáo mới nhất của Heavy Reading, số hộ gia đình sử dụng kết
nối băng rộng FTTH trên toàn thế giới sẽ tăng trƣởng hàng năm trên 30% cho đến
năm 2012 và đạt 89 triệu hộ. Quá
trình

chuyển
đổi sang FTTH đang đƣợc thực hiện
ở nhiều nƣớc, gồm Đan Mạch, Pháp, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Thụy
Điển, Đài Loan và Mỹ
Hiện nay, công nghệ FTTH có khoảng 20 triệu kết nối toàn cầu, trong đó châu
Á đƣợc đánh giá
là

thị
trƣờng có tiềm năng. Tại Việt Nam, trong xu thế phát triển
chung, cũng đã có một số nhà cung cấp chuẩn bị cho FTTH, trong đó FPT là doanh
nghiệp cung cấp dịch vụ đầu
tiên.
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 19
CHƯƠNG III: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG - PON
CHƢƠNG
III: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON-PASSIVE
OPTICAL
NETWORK)
3.1 Cấ u t r

ú c

p h â

n l

ớ

p:

3.1.1. Lớ

p vậ t

lý:
3.1.1.1. Bộ

tá c

h q u a

n g:
Ở giữa mạng quang thụ động là bộ tách quang thụ động. Thiết bị này có một
ngõ vào và nhiều ngõ ra. Số ngõ ra là 2
n
(ví dụ: 2, 4, 8, …) và nguồn quang
đƣợc
tách ở những ngõ ra. Theo lý thuyết, nguồn quang ở mỗi ngõ ra bị giảm (n x 3.5
dB) theo ngõ vào.
Bộ tách quang là thiết bị song
hƣớng.
Tín hiệu quang không chỉ truyền từ ngõ
vào đến ngõ ra mà còn có thể truyền từ ngõ ra đến cáp quang ngõ vào. Chính vì
vậy mà bộ tách thỉnh thoảng đƣợc xem nhƣ là một bộ tách / ghép. Khi tín hiệu
quang
đƣợc
chèn vào một trong những ngõ ra bộ tách thì tín
hiệu

sẽ
xuất hiện lại ở
ngõ vào đơn. Trong bộ tách tốt, không có xuyên âm giữa các cổng ngõ ra va tín
hiệu quang suy hao một giá trị gần bằng (n x 3.5 dB) cho cả hai hƣớng.
Đƣờng
truyền thông tin từ CO đến thuê bao đƣợc xem là tín hiệu luồng xuống.
Đƣờng
truyền thông tin từ thuê bao đến CO
đƣợc
xem
nhƣ
là tín hiệu luồng lên.
Có hai kĩ thuật chế tạo bộ tách: Hàn sợi quang thon nhỏ hai đầu (FBT - Fused
Biconical Taper) và cấu trúc mạch sóng ánh sáng hai chiều (PLC - Planar
Lightwave Circuit). Bộ tách FBT 1x2
đƣợc
chế tạo bằng cách hàn chính xác hai sợi
quang với nhau. Ta đạt
đƣợc
tỉ lệ tách cao hơn bằng cách phân tầng nhiều bộ tách
1x2. Bộ tách PLC gồm mạch quang vi mô thực tế đƣợc khắc axit bằng silic.
3.1.1.2. H o ạt




đ

ộ n g

cá

p




q u a

n g




đơ

n :
Ở hầu hết ứng dụng PON, tín hiệu quang luồng lên và luồng xuống
đƣợc
truyền qua cùng một sợi quang. Bƣớc sóng của hai tín hiệu này có thể giống hoặc
khác nhau. Việc sử dụng những bƣớc sóng khác nhau cho tín hiệu luồng lên và
luồng xuống làm giảm tổn hao quang toàn bộ mạng PON và với lý do này, nó trở
thành kĩ thuật
đƣợc
sử dụng phổ biến nhất. Thực tế là tiêu chuẩn mạng PON quốc
tế sử dụng bƣớc sóng 1490 nm cho luồng truyền xuống và

bƣớc
sóng 1310 nm cho
luồng truyền lên. Tín hiệu đƣợc chèn hay
đƣơc đƣa
ra t ừ sợi quang sử dụng bộ lọc
ghép kênh chuỗi bƣớc sóng (CWDM - Coarse Wavelength Division Multiplexing)
ở CO và nhà thuê bao. Bộ phối hợp quang là thiết bị đặc trƣng cho mạng PON
bằng cách ghép bộ phát laser, bộ thu diode và bộ lọc CWDM vào cùng một gói. Bộ
phối hợp sử dụng trong CO có một laser bƣớc sóng 1490 nm và bộ thu bƣớc sóng
1310 nm. Bộ phối hợp sử dụng trong nhà thuê bao có một laser bƣớc sóng 1310 nm
và bộ thu bƣớc sóng 1490 nm.
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 20
CHƯƠNG III: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG - PON
Tín hiệu bƣớc sóng 1490 nm và
bƣớc
sóng 1310 nm
đƣợc
truyền bằng cách
sử dụng băng t
ần

gốc
hay báo hiệu bật mở khóa. Đối với kĩ thuật tín hiệu này, số
„1‟
đƣợc truyền khi laser mở và số
„0‟
đƣợc truyền khi laser tắt. Bởi vì tín hiệu
băng tần gốc cung cấp cho tất cả tần số nên chỉ có một tín hiệu trên một bƣớc sóng.
Mặt khác, có sự phân chia tần số ghép kênh với tín hiệu băng tần gốc nhƣ ghép
kênh với AM-VSB.

Ngoài tín hiệu băng tần gốc luồng lên và luồng xuống, PON còn có thể truyền
băng rộng phẳng trên
bƣớc
sóng thứ ba. Thực tế, bƣớc sóng phẳng này đƣợc
dùng để truyền video RF ở bƣớc sóng 1550 nm. Không giống
nhƣ
tín hiệu băng
tần gốc, băng rộng phẳng là một tín hiệu tƣơng tự. Trong khi nó có thể chứa dữ
liệu
tƣơng
tự, dữ liệu số hay cả hai thì bản thân tín hiệu là tín hiệu tƣơng tự. Vì lý
do này
mà công
suất quang của bƣớc sóng phẳng lớn hơn 100 lần tín hiệu băng tần
gốc.
3.1.2. Lớp

vậ

n

c
h u yể

n :
Ch ứ c

năng

g iao

th ứ c

PON

cơ
b

ả n:
PON là đặc
trƣng
kiến trúc duy nhất mà theo luồng truyền xuống mạng PON
hoạt động
nhƣ
một mạng điểm - đa điểm và theo luồng truyền lên, mạng PON hoạt
động nhƣ một mạng điểm - điểm. Bởi vì vậy mà những giao thức mạng PON khác
nhau phát triển theo
nhƣng
cach khac nhau để phù hợp với đặc trƣng duy nhất này.
Bất kì giao thức PON nào cũng liên quan đến tiêu chuẩn xác định thiết bị CO
và thiết bị thuê bao. Kết cuối
đ
ƣ
ờng
truyền quang (OLT) dùng cho CO và kết cuối
mạng quang (ONT) dùng cho thiết bị thuê bao.
Bởi vì luồng truyền xuống là một mạng điểm - đa điểm nên giao thức mạng
PON cần cung cấp kĩ thuật chủ / tớ, trong đó OLT là chủ và ONT là tớ. Trong hệ
thống kiến trúc này, OLT thực hiện ba chức năng chủ yếu sau:
- Xử lý tất cả OAM&P cho ONT.

- Xử lý và sắp xếp tất cả đƣờng truyền luồng lên bởi ONT.
- Khi gửi dữ liệu luồng xuống, ONT dán nhãn mỗi gói bằng ID dành cho
ngƣời
nhận
OAM&P bao gồm việc thừa nhận ONT mới và cung cấp dịch vụ cho mạng
PON. Nó cũng bao gồm chức năng định cự ly. Định cự ly là quá trình trễ quang
giữa OLT và ONT. Độ trễ quang ở mỗi ONT khác nhau vì chiều dài vật lý của sợi
quang ở mỗi ONT khác nhau.
OLT điều khiển và sắp xếp tất cả đƣờng truyền ONT bằng cách sử dụng sơ
đồ băng thông luồng lên. Sơ đồ này đƣợc cấp phát cho tất cả ONT. Sơ đồ băng
thông
luồng lên đƣợc tập hợp với độ trễ theo tầm của ONT để bảo đảm tất cả đƣờng