tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ GPON và ỨNG DỤNG CHO MẠNG TRUY NHẬP BĂNG

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
----------------------------------

NGUYỄN MẠNH THẮNG

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GPON VÀ ỨNG
DỤNG CHO MẠNG TRUY NHẬP BĂNG
RỘNG TẠI VIỄN THÔNG BẮC NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

THÁI NGUYÊN 2012

-1-


BẢNG TÓM TẮT LUẬN VĂN CAO HỌC
Ngành : Kỹ thuật điện tử - Khóa 13
1. Tên luận văn
NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ GPON VÀ ỨNG DỤNG CHO MẠNG
TRUY NHẬP BĂNG RỘNG TẠI VIỄN THÔNG BẮC NINH

2. Người thực hiện: KS.Nguyễn Mạnh Thắng
3. Thông tin liên quan
Email:
Điện thoại di động: 0913259800
Điện thoại cố định: 0241.3856666
4. Tóm tắt nội dung:
MỞ ĐẦU
Ngày nay, thế giới đang bước sang kỷ nguyên của nền kinh tế tri

thức, trong đó thơng tin là động lực thúc đẩy sự phát triển của xã hội.
Do đó, nhu cầu truyền thông ngày càng lớn với nhiều dịch vụ mới
băng rộng/tốc độ cao và đa phương tiện trong đời sống kinh tế - xã
hội của từng quốc gia cũng như kết nối tồn cầu. Để đáp ứng nhu
cầu đó, nhiều cơng nghệ mới đã ra đời. Trong đó, cơng nghệ GPON
(Gigabit Passive Optical Network) là một giải pháp đầy hứa hẹn.
Hiện nay, công nghệ GPON đang là giải pháp được chọn lựa thay
triển khai mạng truy nhập quang thay thế dần mạng truy nhập cáp
đồng truyền thống ở nhiều hãng cung cấp dịch vụ Viễn thơng trên
thế giới. Trong đó có Tập đồn VNPT nói chung và Viễn thơng Bắc
Ninh nói riêng.

-2-


Chính vì vậy, việc nghiên cứu giải pháp cơng nghệ GPON và ứng
dụng cho mạng truy nhập của Viễn thông Bắc Ninh để đảm bảo
được tính kinh tế - kỹ thuật và đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông
tin hiện tại và trong tương lai của Bắc Ninh là một vấn đề cấp thiết.
Xuất phát từ những cơ sở khoa học và thực tiễn đó, em đã quyết
định chọn đề tài: "Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng cho
mạng truy nhập băng rộng của Viễn thông Bắc Ninh" làm luận
văn Thạc sỹ kỹ thuật. Luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về công nghệ mạng truy nhập quang thụ
động (PON)
Chương 2: Công nghệ mạng truy nhập quang thụ động Gigabit
(GPON)
Chương 3: Ứng dụng công nghệ GPON cho mạng truy nhập băng
rộng tại Viễn thông Bắc Ninh

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP
QUANG THU ĐỘNG (PON)
1.1. Giới thiệu chung
Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng các dịch vụ băng
rộng ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng dịch vụ. Đứng
trước tình hình đó, một số cơng nghệ mới đã được đưa ra nhằm đáp
ứng những địi hỏi về băng thơng như DSL hay cáp modem. Tuy
nhiên, cả DSL và cáp modem đều không đáp ứng được những yêu
-3-


cầu về băng thông cho mạng truy nhập. Trong bối cảnh đó, cơng
nghệ truy nhập quang thụ động PON (Passive Optical Network)
được cho là một giải pháp tối ưu cho mạng truy nhập băng rộng.
Một cách ngắn gọn, PON có thể được định nghĩa như sau: “PON là
một mạng quang khơng có các phần tử điện hay các thiết bị quang
điện tử”. PON có một số ưu điểm như: khơng cần nguồn điện cung
cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và
khơng cần phải bảo dưỡng do tín hiệu khơng bị suy hao nhiều như
đối với các phần tử tích cực.
1.2. Kiến trúc mạng PON
Mơ hình mạng quang thụ động như trong Hình 1.1

Hình 1.1: Mơ hình mạng quang thụ động
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 ONU đều nằm ở đầu cuối
-4-

của PON. Tín hiệu trong PON có thể được phân ra và truyền đi theo
nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền trên một sợi quang
thông qua bộ ghép quang. PON thường được triển khai trên sợi
quang đơn mode, với cấu hình hình cây là phổ biến. PON cũng có
thể được triển khai theo cấu hình vịng cho các khu thương mại hoặc
theo cấu hình bus khi triển khai trong các khu trường sở,...
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
cấu hình kết nối điểm - đa điểm phù hợp cho mạng truy nhập như
cấu hình hình cây, cây và nhánh, vòng ring, hoặc bus.
Tất cả các tuyến truyền dẫn trong PON đều được thực hiện giữa
OLT và ONU. OLT nằm ở CO (Center Office) và kết nối mạng truy
nhập quang với mạng đô thị (MAN) hay mạng diện rộng (WAN) là
những mạng đường trục. ONU nằm tại vị trí đầu cuối người sử dụng
(FTTH hay FTTB hoặc FTTC).
1.3. Các công nghệ PON
1.3.1. Công nghệ APON/BPON
- APON (ATM PON) là công nghệ PON sử dụng công nghệ ATM
và giao thức lớp 2 của ATM.
- Công nghệ BPON với ý diễn đạt PON băng rộng. Công nghệ
BPON được tiêu chuẩn hố trong ITU G.983.x
1.3.2. Cơng nghệ EPON/GEPON

-5-


EPON là mạng trên cở sở PON mang lưu lượng dữ liệu gói trong
các khung Ethernet được chuẩn hóa theo IEEE 802.3. GEPON là

công nghệ EPON thể truyền tốc độ tới 1Gbps.
1.3.3. Cơng nghệ GPON
GPON đã được ITU chuẩn hố trong các chuẩn ITU G.984.1,
G.984.2, G.984.3 và G.984.4.
Hiệu suất băng thơng của GPON đạt tới trên 90%. GPON có ưu
điểm như: Cung cấp dịch vụ bộ ba: hỗ trợ các dịch vụ thoại, dữ liệu,
hình ảnh truyền theo định dạng gốc của nó. GPON hỗ trợ tốc độ bít
cao với tốc độ hướng xuống/ hướng lên tương ứng lên tới 2,5/2,5
Gbit/s. .v. v.
GPON là công nghệ tối ưu cho các ứng dụng của FTTH và FTTB.
1.3.4. Công nghệ WDM PON
WDM PON sử dụng các bộ ghép sóng WDM thụ động, hướng
xuống mỗi ONU nhận dữ liệu trên một bước sóng, hướng lên các
bước sóng khác nhau được ghép thơng qua bộ ghép sóng WDM và
truyền tới OLT. Do sử dụng một bước sóng cho mỗi ONU nên
WDM PON có tính bảo mật và tính mềm dẻo tốt hơn.
Cơng nghệ WDM PON sẽ là sự lựa chọn của tương lai và là bước
phát triển kế tiếp cho các công nghệ mạng truy nhập quang PON.
1.4. Kết luận
PON là mạng truy nhập có nhiều ưu điểm để triển khai các dịch
vụ băng rộng (thoại, dữ liệu, hình ảnh) giữa các khối kết cuối đường
dây (OLT) và kết cuối mạng (ONU). Mạng PON hỗ trợ nhiều kiểu
-6-


kiến trúc mạng: hình cây, bus, hoặc ring, do đó giúp cho việc linh
hoạt trong vấn đề tổ chức mạng.
Hiện nay, GPON đã được triển khai rộng rãi tại một số nước,
GPON cũng đã được lựa chọn để thay thế cho các mạng truy nhập
của nhiều nước trên thế giới. Với những đặc điểm kỹ thuật công

nghệ mềm dẻo hỗ trợ nhiều lựa chọn cho tốc độ truy nhập, đồng thời
hỗ trợ cả lưu lượng ATM và IP, cung cấp nhiều loại hình dịch vụ
tích hợp với chất lượng cao, GPON đang ngày càng khẳng định là
công nghệ của mạng truy nhập thế hệ mới.

Chương 2
CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP QUANG THỤ ĐỘNG
GIGABIT (GPON)
2.1. Giới thiệu chung
GPON (Gigabit Passive Optical Network) được định nghĩa theo
chuẩn ITU-T G.984. GPON hỗ trợ nhiều mức tốc độ khác nhau,
trong đó hỗ trợ tới 2,488 Gbit/s của băng thông luồng xuống và từ
0,155 Gbps tới 2,448 Gbit/s của băng thông luồng lên. Sử dụng
phương thức đóng gói GEM (GPON Encapsulation Method) với sự
phân đoạn khung cho phép nâng cao chất lượng dịch vụ QoS
(Quality of Service) phục vụ truyền lưu lượng đòi hỏi chất lượng
cao như thoại và video. GPON hỗ trợ tốc độ cao, tăng cường bảo
mật và hỗ trợ cả dịch vụ TDM và Ethernet, điều đó cho phép GPON
hỗ trợ nhiều loại dịch vụ với chi phí thấp cũng như cho phép khả
năng tương thích lớn giữa các nhà cung cấp thiết bị.
-7-


2.2. Kiến trúc GPON
2.2.1. Cấu trúc hệ thống GPON
Hình 2.1 mơ tả cấu hình hệ thống GPON bao gồm OLT, các ONU,
một bộ chia quang và các sợi quang. Sợi quang kết nối từ OLT tới
các bộ chia quang chia ra n sợi và các sợi nhánh này kết nối tới
ONU.
UNI

SNI

Spliter
ONU

OLT

ONU

Hình 2.1: Kiến trúc mạng GPON
Trong lớp GPON TC, khoảng cách lý thuyết cực đại giữa OLT và
ONU là 60 km. Khoảng cách vật lý lớn nhất trong GPON là 20 km.
Sự khác biệt này bị hạn chế ở chỗ kích thước cửa số khơng được mở
rộng vì các vấn đề chất lượng dịch vụ.
2.2.2. Chức năng của các khối trong mạng GPON
Hệ thống GPON bao gồm ba thành phần cơ bản là OLT, ONU và
ODN.
- Khối kết cuối đường quang OLT
OLT được kết nối tới mạng chuyển mạch thông qua các giao diện
được chuẩn hoá. OLT bao gồm ba phần chính:
+ Khối lõi PON
+ Khối kết nối chéo.
+ Khối dịch vụ.
-8-


- Khối mạng quang ONU: các khối chức năng hầu hết đều giống
OLT.
- Mạng phân phối quang ODN: thực hiện kết nối giữa ONU và

OLT
2.3. Đặc điểm công nghệ GPON
2.3.1. Các thông số kỹ thuật
- Tốc độ truyền dẫn:
 0,15552

Gbps đường lên, 1,24416 Gbps đường xuống.

 0,62208

Gbps đường lên, 1,24416 Gbps đường xuống.

 1,24416

Gbps đường lên, 1,24416 Gbps đường xuống.

 0,15552

Gbps đường lên, 2,48832 Gbps đường xuống.

 0,62208

Gbps đường lên, 2,48832 Gbps đường xuống.

 1,24416

Gbps đường lên, 2,48832 Gbps đường xuống.

 2,48832

Gbps đường lên, 2,48832 Gbps đường xuống.

- Các thông số kỹ thuật khác:
 Bước

sóng: 1260-1360nm đường lên; 1480-1500nm đường

xuống
 Đa

truy nhập hướng lên: TDMA

 Cấp

phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwith

Allocation)
 Loại

lưu lượng: dữ liệu số

 Khung

truyền dẫn: GEM
-9-


 Dịch
 Tỉ

vụ: dịch vụ đầy đủ (Ethernet, TDM, POTS)

lệ chia của bộ chia thụ động: tối đa 1:128

 Giá

trị BER lớn nhất: 10-12

 Phạm

vi công suất sử dụng luồng xuống: -3 đến +2 dBm (10km

ODN) hoặc +2 đến +7 (20Km ODN)
 Phạm

vi công suất sử dụng luồng lên: -1 đến +4 dBm (10Km và

20Km ODN)
 Loại

cáp: tiêu chuẩn ITU-T Rec. G.652

 Suy

hao tối đa giữa các ONU:15dB

 Cự

ly cáp tối đa: 20Km với DFB laser luồng lên, 10Km với

Fabry-Perot
2.3.2. Khả năng cung cấp băng thông
Công nghệ GPON hỗ trợ 1,25 Gbit/s hoặc 2,5 Gbit/s hướng
xuống, và hướng lên có thể xê dịch từ 155 Mbit/s đến 2,5 Gbit/s.
Hiệu suất băng thông đạt > 90%
2.3.3. Khả năng cung cấp dịch vụ
GPON có khả năng cung cấp dịch vụ bộ ba: thoại, dữ liệu, hình
ảnh. GPON thích hợp với việc cung cấp các dịch vụ sau:
 Các dịch vụ bộ ba dành cho hộ gia đình
 Dành cho doanh nghiệp vừa và nhỏ
 Dành cho Chính phủ, Giáo dục và Y tế
2.3.4. Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh

- 10 -


- Kỹ thụât truy nhập: Kỹ thuật truy nhập được sử dụng phổ biến
trong các hệ thống GPON hiện nay là đa truy nhập phân chia theo
thời gian (TDMA). Mô hình sử dụng TDMA trên GPON hình cây
như trong Hình 2.7. Mỗi thuê bao được phép gửi số liệu đường lên
trong khe thời gian riêng biệt. Số liệu đường xuống cũng được gửi
trong những khe thời gian xác định và được phát quảng bá.

Hình 2.7: Mơ hình TDMA GPON hình cây
Kỹ thuật TDMA có ưu điểm rất lớn đó là các ONU có thể hoạt
động trên cùng một bước sóng, và OLT hồn tồn có khả năng phân
biệt được lưu lượng của từng ONU thông qua đồng bộ lưu lượng
đường lên.
- Phương thức ghép kênh: Phương thức ghép kênh trong GPON là
ghép kênh song hướng. Dải bước sóng 1550 nm được dùng cho

băng thông chiều xuống từ OLT, dải bước sóng 1310 nm được
truyền theo chiều lên bởi ONU.
2.3.5. Lớp hội tụ truyền dẫn
GTC (GPON Transmission Convergence) thực hiện hai chức năng
quan trọng là điều khiển truy nhập môi trường và đăng ký ONU.
2.3.6. Cấu trúc khung GPON
- 11 -


Hình 2.10 minh hoạ cấu trúc khung GTC TC đường xuống và
đường lên.
Hướng xuống

Tframe = 125 µs

PCBd
n

Tải n

Tải
n+1

1 byte

Hướng lên
Slot
R

PCBd

n+1

Slot
0

Slot
1

Slot
R

Slot
0

Slot
1

Khoảng TX khung ảo US

Hình 2.10: Cấu trúc tổng quan khung GTC hướng xuống và lên
Khung GTC đường xuống dài 125μs, chứa khối điều khiển vật lý
luồng xuống PCBd và phần tải dữ liệu.
Khung đường lên có độ dài 125 s, gồm các khung ảo hướng lên
chứa thông tin từ nhiều ONU. ngồi ra nó cịn thực hiện chức năng
vận hành, quản lý, điều chỉnh công suất, báo cáo băng thông động
luồng lên.
2.3.7. Phương thức đóng gói dữ liệu
GPON xác định hai phương thức đóng gói là ATM và GEM
(GPON Encapsulation Method). Các ONU và OLT có thể hỗ trợ cả
T-CONT nền ATM hoặc GEM.

2.3.8. Định cỡ và phân định băng thơng động trong GPON
- Mục đích của định cỡ: để loại bỏ việc phát lại không cần thiết,
do vậy sử dụng băng tần hiệu quả và làm cho thời gian trễ cực đại
nhỏ nhất nhờ việc ngăn các tín hiệu từ các ONU khỏi sự xung đột.
- Thủ tục định cỡ: Có hai cách xác định ONU cho q trình định
cỡ là phương pháp xác định duy nhất ONU đã đăng ký và phương
pháp xác định tất cả các ONU chưa đăng ký.

- 12 -


- Phân định băng thông động: DBA (Dynamic Bandwith
Assigment) phân định băng thông cho mỗi ONU theo yêu cầu và
nhu cầu lưu lượng luồng lên vì vậy băng thơng được sử dụng hiệu
quả.
2.3.9. Bảo Mật và mã hố
Cơng nghệ GPON sử dụng bảo mật hướng xuống với chuẩn mật
mã tiên tiến AES (Advanced Encrytion Standard).
GPON sử dụng phương pháp sửa lỗi tiến FEC. FEC mang lại kết
quả tăng quỹ đường truyền lên 3 ÷ 4dB (độ lợi mã hóa) vì vậy cho
phép tăng tốc độ bit và khoảng cách giữa OLT và các ONU cũng
như hỗ trợ tỉ số chia lớn hơn trong mạng.
2.3.10. Một số vấn đề cần quan tâm khi tính tốn thiết kế đối với
mạng GPON
Việc tính toán, thiết kế đối với mạng GPON cần quan tâm tới
một số vấn đề sau:


Đảm bảo các điều kiện về thơng số kỹ thuật cơng nghệ.



Đảm bảo các đặc tính kỹ thuật cơ bản lớp vật lý:



Băng tần hoạt động



Xác định tỷ lệ phân tách.



Đảm bảo cự ly giữa OLT và ONU/ONT trong giới hạn cho
phép.

2.4. Tình hình triển khai GPON trên thế giới và tại Việt Nam
2.4.1. Tình hình triển khai GPON trên thế gới

- 13 -


Hiện nay các quốc gia trên thế giới đang từng bước triển khai các
giải pháp kỹ thuật FTTx tiên tiến. GPON là một trong số các giải
pháp thực hiện FTTx được quan tâm phát triển trong những năm gần
đây tại nhiều nước trên thế giới do có ưu thế về kỹ thuật và giá cả so
với các giải pháp khác.
2.4.2. Tình hình triển khai GPON tại Việt Nam
-VNPT đang triển khai công nghệ GPON tại Hà Nội và Thành

phố Hồ Chí Minh sử dụng thiết bị của hãng Huawei và Alcatel, dự
kiến hai hệ thống này có thể cung cấp được trên 140.000 thuê bao
FTTx.
- Cuối tháng 1-2010 công ty Cổ phần Hạ tầng Viễn thông CMC
(CMC TI) đã triển khai GPON.
- Viettel cũng đang có kế hoạch triển khai công nghệ GPON.
2.4.3. Các giải pháp của một số hãng điển hình.
Hiện tại, đã có một số hãng đưa ra giải pháp triển khai GPON đó
là: Hitachi, Alcatel-Lucent, Calix, Siemens, Huawei.
2.5. Kết luận
Qua các nghiên cứu ở trên, chúng ta có thể rút ra một số đặc điểm
cơ bản của công nghệ GPON như sau:
 Công nghệ GPON đã được ITU chuẩn hoá trong các tiêu
chuẩn ITU G984.x
 Kỹ thuật truy nhập sử dụng trong GPON là TDMA.

- 14 -


 Hỗ trợ nhiều loại tốc độ truy nhập đường lên từ 155 Mbit/s đến
2,5 Gbit/s, hỗ trợ hai tốc độ truy nhập đường xuống 1,25
Gbit/s và 2,5 Gbit/s. Hỗ trợ cả các dịch vụ TDM và Ethernet
với hiệu suất sử dụng băng thông cao
 Vấn đề tắc nghẽn lưu lượng và những vấn đề liên quan của
mạng truy nhập quang tốc độ cao được giải quyết bằng các thủ
tục định cỡ và phân định băng thông động với các phương
pháp kiểm xốt vịng với chu kỳ thích ứng, cơ chế lập lịch
quay vịng khơng đầy đủ và đặc biệt là cơ chế phân định băng
tần sử dụng tập thông báo nhiều hàng đợi.
 Các thủ tục điều khiển và báo hiệu trong GPON đơn giản

nhưng vẫn đảm bảo giải quyết các vấn đề cơ bản về kỹ thuật
của mạng truy nhập băng rộng tốc độ cao, đáp ứng các yêu cầu
kỹ thuật của dịch vụ, điều đó khiến cho GPON là công nghệ sử
dụng băng thông hiệu quả nhất trong các loại cơng nghệ PON
hiện có.

Chương 3
ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ GPON CHO MẠNG TRUY NHẬP
BĂNG RỘNG TẠI VIỄN THÔNG BẮC NINH

3.1. Định hướng triển khai GPON của VNPT
Xuất phát từ nhu sử các dụng dịch vụ tốc độ cao của xã hội.
VNPT định hướng triển khai:
- 15 -


- Định hướng phát triển các dịch vụ mới cho khách hàng
- Định hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng.
Các giải pháp phát triển mạng truy nhập băng rộng gồm:
+ FTTH/FTTO: Cáp quang đến nhà thuê bao/văn phòng.
+ FTTB: Cáp quang đến toà nhà.
+ FTTC: Cáp quang đến khu vực hay cụm thuê bao.
+ FTTN: Cáp quang tới các điểm nút.
Triển khai mạng FTTx là q trình quang hóa từng đoạn từ nhà
khai thác tới khách hàng. Mô tả chi tiết các giải pháp triển khai
mạng truy nhập FTTx trong Hình 3.1:

Hình 3.1: Các giải pháp cung cấp FTTx
- Định hướng công nghệ cho mạng truy nhập băng rộng.
Bên cạnh xây dựng một mạng truy nhập quang dựa trên công

nghệ AON, VNPT đã định hướng ưu tiên xây dựng một mạng PON
dựa trên công nghệ Gigabit (GPON) cho mạng truy nhập băng rộng
của VNPT.
- 16 -


3.2. Dự báo nhu cầu dịch vụ băng rộng và phát triển thuê bao
của Viễn thông Bắc Ninh tới năm 2015.
3.2.1. Các bước dự báo nhu cầu dịch vụ.
Dự báo nhu cầu dịch vụ là một quá trình phức tạp nhưng về cơ
bản có thể được phân thành 6 bước chính:
 Xác định mục tiêu dự báo
 Xử lý các điều kiện ban đầu
 Thu thập dữ liệu
 Tiếp cận và phân tích xu hướng nhu cầu
 Lựa chọn kỹ thuật dự báo và tính tốn
 Xác định các giá trị dự báo.
3.2.2. Các phương pháp dự báo dịch vụ và thuê bao
 Phương pháp dự báo ngoại suy.
 Phương pháp dự báo theo mơ hình ý kiến chun gia.
 Phương pháp dự báo theo mơ hình tương quan.
3.2.3. Lựa chọn mơ hình dự báo nhu cầu dịch vụ.
Trên cơ sở đánh giá số liêu thống kê cùng với những nhận xét
đánh giá xu hướng phát triển các dịch vụ của bản thân, tôi nhận thấy
phương pháp dự báo theo ý kiến chuyên gia để dự báo nhu cầu dịch
vụ băng rộng của Viễn thông Bắc Ninh là phù hợp nhất.
3.2.4. Dự báo nhu cầu phát triển dịch vụ và phát triển thuê bao
của Viễn thông Bắc Ninh tới năm 2016.

- 17 -

Bắc Ninh là một tỉnh cửa ngõ phía Bắc của Thủ Đơ Hà Nội với
diện tích là 822,71 Km2 và dân số khoảng 1,038 triệu người. GDP
bình quân đầu người tỉnh Bắc Ninh năm 2010 ước đạt 19,752 triệu
VNĐ. Đời sống nhân dân ngày càng được cải thiện, dự kiến các năm
tới kinh tế bình quân hàng năm tăng trên 10%.
Từ các số liệu thống kê, số liệu phát triển kinh tế kết hợp với mơ
hình dự báo chun gia tham khảo các ý kiến của các chuyên gia
quy hoạch mạng của Phịng QLM-DV - Viễn thơng Bắc Ninh ta
được bảng số liệu nhu cầu dịch vụ thoại, băng rộng của Viễn thông
Bắc Ninh đến năm 2016 như trong bảng 3.5.
Bảng 3.5: Dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao của Viễn
thông Bắc Ninh đến năm 2016
Thuê bao
Năm

Thuê bao

Thuê bao

điện thoại

băng rộng

băng rộng

băng rộng

cố định

TT

Thuê bao

ADSL2+

IPTV

FTTH (FE)

1

2012

112782

37886

14959

1098

2

2013

111654

44705

20494

1610

3

2014

112101

52305

26642

2257

4

2015

112549

60098

33306

3045

5

2016

113000

67911

40633

4016

3.3. Hiện trạng mạng truy nhập băng rộng của Viễn thông Bắc
Ninh.
Hiện tại, mạng truy nhập băng rộng Viễn thông Bắc Ninh sử dụng
mơ hình FTTN trên cơ sở cơng nghệ AON.
- 18 -


Mạng băng rộng Viễn thông Bắc Ninh được chia thành hai phần
chính: Mạng Core nội tỉnh (MAN-E) và phần thiết bị truy nhập là
các Switch Access và các trạm DSLAM.
3.3.1. Mạng MAN-E
Cấu trúc mạng MAN-E hiện tại của Viễn thông Bắc Ninh gồm:
- 02 Core CES – NE40E-8, mỗi Core có dung lượng chuyển
mạch 640 Gbps lắp đặt tại TTVT Suối Hoa (TP Bắc Ninh), TT VT
Thuận Thành (Bắc Ninh kết nối với nhau theo cấu hình Ring 10G.
Core CES TTVT Bắc Ninh và TTBĐ Bắc Ninh kết nối 2x1G tới
BRAS E320, Core CES TTBĐ Bắc Ninh kết nối 2x1GE tới BRAS
ERX 1400 phục vụ truyền tải lưu lượng Internet, hai Core trên kết
nối 3x1G tới PE phục vụ truyền tải lưu lượng IPTV, Metronet L3....

- 11 Access CES – NE40E-4, mỗi Access CES có dung lượng
chuyển mạch 640 Gbps lắp đặt tại 11 trạm gồm 1 tuyến và 5 Ring.
Tuyến Core CES Bắc Ninh – CES Thị trấn Hồ, Ring1: 10G gồm TT
Hồ - Chợ Sơn – Tiên Du, Ring2: 10G gồm Từ Sơn – Yên Phong,
Ring 3: 10G gồm Suối Hoa – TT Hồ, Ring4: 10G gồm Quế Võ –
Gia Bình, Ring 5: 10G gồm Đơng Du – Ngụ - Lương Tài. Các
Access CES kết nối lên Core CES theo hai hướng.
- Số giao diện của mạng MAN-E Viễn thông Bắc Ninh là 574
giao diện 1GE và 40 giao diện 10 GE.

- 19 -


CẤU HÌNH MẠNG MAN-E VNPT BẮC NINH
IP/MPLS
Backbone

M320

PE
7750

BRAS
E320

Server VOD
IPTV VASC
10GE

10 GE

10 GE

10 GE

10 GE

9 km

Đông
Du

19 km

Tiên Du

Ring 2 - 10Gb

1 GE

44,1 km

Suối
Hoa

1 GE

22 km

Ring 5 - 10Gb

Ring core
10 Gb

21,7 km

Ring 4 - 10Gb

10,5 km

Quế Võ

Ring 3 - 10G

Chợ
Sơn

Ring 1 - 10Gb

5,5 km

13,2 km

SUỐI
HOA

20 km

15,9 km
Yên

Phong

Ngụ

km
21,7
Từ Sơn

TT
HỒ

20 km
38 km

Gia Bình

29,1 km
11 km

TT Hồ

Lương
Tài

17,8 km

Hình 3.4: Hiện trạng cấu hình mạng MAN-E Viễn thông Bắc Ninh
3.3.2. Mạng truy nhập băng rộng của Viễn thông Bắc Ninh.
Mạng truy nhập băng rộng được đấu nối vào mạng đô thị (MANE) của Viễn thông Bắc Ninh tại các điểm nút thu gom lưu lượng
Access CES qua các sợi quang.

- Hiện tại, Viễn thơng Bắc Ninh có 117 IP DSLAM gồm hai loại
thiết bị MA5600 của Huawei và MSAN của Alcatel giao tiếp với
mạng MAN-E qua cổng GE; 77 switch Access giao tiếp với mạng
MAN-E qua cổng GE được lắp đặt tại 59 trạm Viễn thông. Tổng
dung lượng: 58496 cổng ADSL, 1088 cổng SHDSL, 1339 cổng GE,
FE quang. Mơ hình đấu nối các trạm truy nhập băng rộng xem trong
Hình 3.5

- 20 -


HIỆN TRẠNG ĐẤU NỐI MẠG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG
- VIỄN THÔNG BẮC NINH
IP CORE
IP DSLAM
Địa điểm xxx
IP DSLAM
Dung lượng nhỏ
Địa điểm xxx

BRAS
E320

PE
7750

1GE
1GE
10GE

IP DSLAM
Địa điểm xxx

10GE

1GE

10GE

Server VOD
IPTV VASC

MAN-E
BẮC NINH

1GE
IP DSLAM
Địa điểm xxx

1GE

1GE

1GE

1GE

1GE

Switch Access

IP DSLAM
Dung lượng nhỏ
Địa điểm xxx

IP DSLAM
Dung lượng nhỏ
Địa điểm xxx

Switch FTTH
Switch FTTH

1GE

1GE

IP DSLAM
Dung lượng nhỏ
Địa điểm xxx

IP DSLAM
Dung lượng nhỏ
Địa điểm xxx

Hình 3.5: Mơ hình đấu nối hiện tại các trạm băng rộng Viễn thông
Bắc Ninh
Hiện tại Viễn thơng Bắc Ninh có một mạng cáp quang rộng khắp
trên tồn tỉnh với 420 km cáp quang trục chính liên trạm dung lượng
từ 8 - 48FO kết nối các trạm truyền dấn SDH, MANE và khoảng
612 km cáp quang truy nhập dung lượng từ 8 – 128 FO kết nối các
trạm DSLAM, MSAN, Switch Access vào mạng MAN-E hoặc kết

nối các Modem quang, các đầu quang STM1 vào trạm SDH, kết nối
các khách hàng FTTH, trạm 3G
3.3.3. Nhận xét chung
Các vùng CES Bắc Ninh, Từ Sơn là những vùng có tiềm năng sử
dụng các dịch vụ tốc độ cao rất lớn.
3.4. Phương án triển khai GPON cho Viễn thông Bắc Ninh tới
năm 2016 và định hướng tới năm 2020.
3.4.1. Nguyên tắc triển khai

- 21 -


- Lắp đặt các OLT tại phía nhà cung cấp dịch vụ thường được đặt
tại các đài trạm và đấu nối UpLink với các Access CES gần nhất sử
dụng nx1GE hoặc 10 GE quang .
- Lắp đặt tối đa 02 cấp Splitter tại các vị trí phù hợp để kết nối các
thuê bao, đảm bảo tối ưu các sợi quang trên mạng. Quy hoạch số
điểm đặt bộ chia càng ít càng tốt. Tỉ lệ chia tối đa là 1:64.
- Lắp đặt các ONU/ONT tại các cụm dân cư, toà nhà, các căn hộ,
các trung tâm quận, huyện, các khu công nghiệp để cung cấp các
giao diện ADSL2+, FE/GE điện hoặc quang.
- Tính tốn suy hao đáp ứng được u cầu của mạng truy nhập
quang.
- Nguyên tắc đi cáp: có thể theo một trong hai giải pháp:
+ Giải pháp 1: Đi cáp với số sợi lớn, rồi tách thành các tuyến
cáp với số sợi nhỏ (thực hiện tại các Măng xông).
+ Giải pháp 2: Đi cáp với số sợi lớn, đến điểm nào cần tách thì
tách với số lượng sợi phù hợp với nhu cầu.
- Nguyên tắc bảo vệ: có thể thực hiện bảo vệ tuỳ thuộc vào từng
đối tượng khách hàng.

- Triển khai GPON cho vùng phát triển mới, có yêu cầu về băng
thông mà AON không đáp ứng được.
3.4.2. Tính tốn băng thơng, lựa chọn thiết bị
- Tính tốn băng thơng cho các loại dịch vụ
- Tính tốn băng thông cho thiết bị GPON

- 22 -


- Lựa chọn thiết bị
3.4.3. Lộ trình triển khai GPON của Viễn thông Bắc Ninh tới
năm 2016
- Năm 2012 triển khai GPON cho vùng CES Bắc Ninh.
- Năm 2012 triển khai GPON cho vùng CES Từ Sơn
- Năm 2014 triển khai GPON cho vùng CES Tiên Du
- Năm 2014 triển khai GPON cho vùng CES Yên Phong
- Năm 2014 triển khai GPON cho vùng CES Quế Võ
- Năm 2014 triển khai GPON cho vùng CES Ngụ
- Năm 2014 triển khai GPON cho vùng CES Thuận Thành
Một số kiến nghị:
+ Tập trung đầu tư thực hiện GPON hóa cho mạng truy nhập băng
rộng của Viễn thông Bắc Ninh.
+ Tận dụng các thiết bị AON vừa giải phóng để phát triển cho
vùng xa.
+ Lên kế hoạch từng bước tăng dung lượng mạng MAN-E để đáp
ứng được nhu cầu băng thơng trên tồn tỉnh.
3.4.4. Định hướng triển khai GPON của Viễn thông Bắc Ninh tới
năm 2020
- Tiếp tục mở rộng dung lượng các hệ thống GPON trong các
vùng đã triển khai trong giai đoạn trước.

- Thực hiện dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao băng
rộng trên toàn tỉnh làm cơ sở để thực hiện triển khai GPON cho các
- 23 -


vùng có tiềm năng và tiến tới GPON hố tồn bộ mạng băng rộng
Viễn thông Bắc Ninh
3.5. Kết luận
Công nghệ GPON là công nghệ phù hợp cho triển khai mạng truy
nhập quang hiện tại và trong tương lai.
Viễn thông Bắc Ninh đã định hướng ưu tiên xây dựng mạng truy
nhập băng rộng của mình dựa trên cơng nghệ GPON
Luận văn đã dự báo nhu cầu phát triển dịch vụ và thuê bao băng
rộng cho mạng Viễn thông của Viễn thông Bắc Ninh, làm đề xuất
ứng dụng công nghệ GPON cho mạng truy nhập băng rộng tại Viễn
thông Bắc Ninh tới năm 2015 và định hướng tới 2020.

KẾT LUẬN
Cùng với sự phát triển kinh tế-xã hội, nhu cầu truyền thông ngày
càng lớn với nhiều dịch vụ mới băng rộng/tốc độ cao và đa phương
tiện trong đời sống kinh tế – xã hội của nước ta cũng như của tỉnh
Bắc Ninh. Do đó, nhu cầu xây dựng một mạng truy nhập băng rộng
có khả năng truyền tải các dịch vụ băng rộng tốc độ cao tới người
dân là hết sức cấp thiết. Hiện tại, VNPT nói chung và Viễn thơng
Bắc Ninh nói riêng, đã và đang nghiên cứu lựa chọn công nghệ PON
nói chung và GPON nói riêng để xây dựng mạng truy nhập có băng
thơng rộng. Chính vì vậy, việc nghiên cứu giải pháp công nghệ
GPON và ứng dụng cho mạng truy nhập để phát triển mạng viễn
thông của Viễn thông Bắc Ninh đảm bảo được tính kinh tế – kỹ

- 24 -


thuật và đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin hiện tại và trong
tương lai của Bắc Ninh là một vấn đề cấp thiết. Xuất phát từ những
cơ sở khoa học và thực tiễn đó, em đã quyết định chọn đề tài:
"Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng cho mạng truy nhập
băng rộng của Viễn thông Bắc Ninh" làm luận văn Thạc sỹ kĩ thuật.
Luận văn gồm 3 chương và trình bày về các vấn đề:
Chương 1 trình bày về công nghệ mạng truy nhập quang thu động
(PON), khả năng ứng dụng công nghệ PON vào phát triến mạng
lưới Viễn thông cũng như cung cấp các dịch vụ băng rộng tới khách
hàng. Ngồi ra, chương này cũng trình bày kiến trúc một mạng PON,
các công nghệ PON đang được triển khai, từ đó đưa ra nhận xét,
đánh giá sơ lược về các công nghệ PON và khả năng ứng dụng của
PON.
Chương 2 trình bày cơng nghệ mạng truy nhập quang thu động
Gigabit (GPON) với các nội dung chi tiết như: kiến trúc mạng
GPON, đặc điểm công nghệ GPON gồm các thông số kỹ thuật, kỹ
thuật truy nhập và phương thức ghép kênh, cấu trúc khung, phương
thức đóng gói dữ liệu, các thủ tục định cỡ và phân định băng thơng
động, tình hình triển khai GPON trên thế giới và ở Việt Nam . v.v.
Từ đó giúp người đọc nhận thấy các ưu điểm của GPON như: khả
năng cung cấp băng thông cao, hỗ trợ cả dịch vụ TDM và Ethernet
với hiệu suất sử dụng băng thông cao, hỗ trợ nhiều loại tốc độ tuy
nhập đường lên, các vấn đề tắc nghẽn lưu lượng được giải quyết
bằng các thủ tục định cỡ và phân định băng thông động, các thủ tục
điều khiển và báo hiệu đơn giản nhưng vẫn đảm bảo giải quyết các

- 25 -