Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ băng rộng cố định tại VNPT bắc ninh

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

ĐỖ TRỌNG ĐẠI

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH TẠI VNPT
BẮC NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2019


HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

ĐỖ TRỌNG ĐẠI
NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH TẠI VNPT
BẮC NINH
Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
Mã số: 8.52.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. VŨ VĂN SAN

HÀ NỘI - 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, tháng 11 năm 2018
Tác giả luận văn

Đỗ Trọng Đại


ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin cảm ơn gia đình, người thân đã luôn bên cạnh trong và là nguồn động
lực lớn lao để tôi làm việc và học tập.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Vũ Văn San - Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn Thông đã luôn hướng dẫn tận tình trong quá trình làm
luận văn.
Đồng thời cũng xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè và đồng nghiệp đã động viên,
hỗ trợ để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2018

Đỗ Trọng Đại

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT ............................................. vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ x
DANH MỤC HÌNH VẼ .............................................................................................xi
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC DỊCH VỤ BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH ........... 2
1.1. Khái niệm dịch vụ băng rộng ............................................................................. 2
1.2. Giới thiệu các loại dịch vụ băng rộng cố định ................................................... 2
1.2.1. Dịch vụ truy nhập Internet cáp quang ............................................................. 2
1.2.1.1. Dịch vụ truy cập mạng cáp quang chủ động (Active Optical Network AON) ......................................................................................................................... 3
1.2.1.2. Dịch vụ truy cập mạng cáp quang thụ động (PON) ..................................... 4
1.2.2. Dịch vụ truy nhập Internet cáp đồng............................................................... 6
1.2.3. Dịch vụ truyền hình trả tiền IPTV .................................................................. 8
1.2.3.1 Một số ưu điểm và nhược điểm của dịch vụ IPTV ..................................... 10
1.3. Quy định về chất lượng đối với các loại dịch vụ băng rộng cố định ............... 11
1.3.1. Các chỉ tiêu chất lượng kỹ thuật ................................................................... 12
1.3.1.1. Tỷ lệ đăng nhập hệ thống thành công ........................................................ 12
1.3.1.2. Tốc độ tải dữ liệu trung bình...................................................................... 12
1.3.1.3. Lưu lượng sử dụng trung bình ................................................................... 13
1.3.1.4. Tỷ lệ dung lượng truy nhập bị ghi cước sai ............................................... 14
1.3.2 Các tham số QoS trong mạng IP .................................................................... 15
1.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ băng rộng cố định ................ 16
1.4.1. Công nghệ ..................................................................................................... 16
1.4.2. Trình độ quản lý điều hành của doanh nghiệp .............................................. 16

1.4.3. Trình độ nhân viên ........................................................................................ 16


iv

1.5. Kết luận chương 1 ............................................................................................ 17
CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG DỊCH VỤ BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH TẠI VNPT BẮC
NINH ......................................................................................................................... 18
2.1. Giới thiệu tổng quan về VNPT Bắc Ninh ........................................................ 18
2.1.1. Điều kiện địa lý, kinh tế tự nhiên của Bắc Ninh ........................................... 18
2.1.2. Khái quát quá trình hình thành VNPT Bắc Ninh .......................................... 19
2.2. Thực trạng chất lượng dịch vụ băng rộng cố định của VNPT Bắc Ninh ......... 20
2.2.1. Giới thiệu các loại dịch vụ băng rộng cố định tại VNPT Bắc Ninh ............. 20
2.2.1.1. Dịch vụ truy nhập Internet cáp quang AON và GPON ............................. 20
2.2.1.2. Dịch vụ truy nhập Internet cáp đồng ......................................................... 24
2.2.1.3. Dịch vụ truyền hình MyTV của VNPT ..................................................... 25
2.2.1.3.1. Các thành phần chính của dịch vụ .......................................................... 26
2.2.1.3.2. Dịch vụ MyTV Net ................................................................................. 28
2.2.2. Cơ sở hạ tầng phục vụ cung cấp dịch vụ băng rộng cố định ........................ 29
2.2.2.1. Mạng MAN-E ............................................................................................ 29
2.2.2.2. Mạng truyền dẫn ........................................................................................ 30
2.2.2.3. Mạng băng rộng ......................................................................................... 31
2.2.2.4. Mạng ngoại vi ............................................................................................ 31
2.3. Đánh giá chung về thực trạng chất lượng dịch vụ băng rộng tại VNPT Bắc
Ninh ......................................................................................................................... 34
2.3.1. Những kết quả đạt được ................................................................................ 34
2.3.2. Những hạn chế và nguyên nhân .................................................................... 34
2.4. Định hướng công nghệ cho mạng truy nhập của VNPT Bắc Ninh đến năm
2030 ......................................................................................................................... 34
2.4.1 Giới thiệu chung ............................................................................................. 35

2.4.2. Động lực phát triển và nhu cầu công nghệ NG-PON2 ................................. 37
2.5. Kết luận chương 2 ............................................................................................ 39
CHƯƠNG 3. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ BĂNG
RỘNG CỐ ĐỊNH TẠI VNPT BẮC NINH .............................................................. 40


v

3.1. Một số giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ băng rộng cố định tại VNPT
Bắc Ninh ................................................................................................................. 40
3.1.1. Đối với mạng truy nhập ................................................................................ 40
3.1.1.1. Giải pháp ngầm hoá, cải tạo mạng lưới viễn thông Bắc Ninh: .................. 40
3.1.2. Đối với mạng gom ........................................................................................ 42
3.1.2.1. Giải pháp đấu thêm đường uplink cho các thiết bị Switch và OLT GPON
của VNPT Bắc Ninh (ghép trunk) .......................................................................... 42
3.1.2.2. Giải pháp tách chuỗi thiết bị DSLAM, Switch đấu chuỗi dài. .................. 44
3.1.2.3. Giải pháp tối ưu tài nguyên trên Switch .................................................... 44
3.1.3. Đối với mạng Core (MAN-E) ....................................................................... 44
3.1.3.1. Giải pháp “Tối ưu tài nguyên MAN-E”..................................................... 44
3.1.3.2. Giải pháp "Mở rộng vòng ring mạng MAN-E để tăng băng thông lưu thoát
lưu lượng dịch vụ băng rộng". ................................................................................ 47
3.1.4. Các giải pháp xây dựng hệ thống giám sát chất lượng ................................. 51
3.1.4.1. Sử dụng chương trình XNET giám sát tài nguyên và lưu lượng mạng
MAN-E.................................................................................................................... 51
3.1.4.2. Sử dụng hệ thống ITS đo kiểm 3 nhà mạng .............................................. 52
3.2. Phân tích và đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất ............................... 55
3.2.1. Giải pháp ngầm hoá, cải tạo mạng lưới viễn thông Bắc Ninh ...................... 55
3.2.2. Giải pháp đấu thêm đường uplink cho các thiết bị Switch và OLT GPON
của VNPT Bắc Ninh (ghép trunk) .......................................................................... 56
3.2.3. Giải pháp tách chuỗi thiết bị DSLAM, Switch đấu chuỗi dài. .................... 56

3.2.4. Giải pháp tối ưu tài nguyên trên Switch ....................................................... 57
3.2.5. Giải pháp “Tối ưu tài nguyên MAN-E” ........................................................ 57
3.2.6. Giải pháp "Mở rộng vòng ring mạng MAN-E để tăng băng thông lưu thoát
lưu lượng dịch vụ băng rộng" ................................................................................. 58
3.2.7. Các giải pháp xây dựng hệ thống giám sát chất lượng ................................. 59
3.2.7.1. Giải pháp sử dụng hệ thống XNET............................................................ 59
3.2.7.2. Giải pháp sử dụng hệ thống ITS ................................................................ 59


vi

3.3. Khuyến nghị, đề xuất ....................................................................................... 59
3.4. Kết luận chương 3 ............................................................................................ 59
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 61
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................... 62


vii

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt
Đường dây thuê bao số không

ADSL

Asymmetrical DSL

AES

Advanced Encryption Standar

AON

Active Optical Network

APON

ATM Passive Optical Network

Mạng quang thụ động ATM

BCH

Bose-Chaudhuri-Hocquengham

Mã BCH

BER

Bit Error Rate

Tỷ lệ bit lỗi

Broadband Remote Access

Server truy nhập băng rộng từ

BW

Server
Bandwith

xa
Băng thông

CATV

Cable Television

Truyền hình cáp

CO

Central Office

CES

Carrier Ethernet Switch

Trung tâm truy nhập
Bộ chuyển mạch mang lưu

CRC
DBA

Cyclic Redundancy Check

Dynamic Bandwith Assigment

Kiểm tra vòng dư
Phân định băng thông động

DBR

Deterministic Bit Rate

Tốc độ bit danh định

DRR

Deficit Round - Robin

Quay vòng không đầy đủ

DSL

Digital Subscriber Line

Đường dây thuê bao số

DSLAM

DSL Access Multiplexer

EPON

Ethernet Passive Optical

Mạng quang thụ động Ethernet

FTTB

Cáp quang nối đến toà nhà

FTTC

Fiber
to the Building
Network
Fiber to the Curb

FTTH

Fiber to the Home

Cáp quang nối đến nhà thuê

FTTN

Fiber to the Node

GEM

G-PON Encapsulation Method

Cáp
bao quang nối đến các điểm

Phương thức đóng gói GPON
nút

GPM

G-PON Physical Media

Môi trường vật lý GPON

GPON

Gigabit Passive Optical

Mạng quang thụ động Gigabit

BRAS

Network

Chuẩn
đối
xứng bảo mật tiên tiến
Mạng quang tích cực

lượng Ethernet

Bộ ghép kênh truy nhập đường
dây thuê bao số

Cáp quang nối đến cụm dân cư

viii

Từ viết tắt
HDSL

Nghĩa tiếng Anh
Hight bit rate DSL

Nghĩa tiếng Việt
Đường dây thuê bao số tốc độ
cao

HDTV
IEEE
IPTV
ITU

Hight Difinition Television
Institute of Electrical and
Electronics Engineers

Truyền hình phân giải cao
Viện các kỹ sư điện và điện tử

IP Television

Truyền hình IP

International

Liên minh viễn thông quốc tế

Telecommunication Union
LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

MAN

Metro Area Network

Mạng đô thị

MANE

MAN Ethernet

MSAN

Multi Service Access Node

MyTV

My Televison

Mạng

đô

thị

công

nghệ

Ethernet
Nút truy cập đa dịch vụ
Dịch vụ truyền hình IPTV của

Next generation passive optical

VNPT
Công nghệ truy nhập quang thụ

network

động thế hệ kế tiếp

ODN

Optical Distribution Network

Mạng phân phối quang

OLT

Optical Line Terminal

Thiết bị kết cuối đường quang

ONT

Optical Network Termination

Thiết bị kết cuối mạng quang

ONU

Optical Network Unit

PON

Passive Optical Network

Mạng quang thụ động

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

SDH

Synchronous Digital Hierarchy

Phân cấp số đồng bộ

SDTV

Standard Definition Television

NG-PON2

Thiết bị đầu cuối quang người
dùng

Truyền hình độ phân giải tiêu

T-CONT

Transmission Container

chuẩn
Khối truyền dẫn

TDMA

Time Division Multiple Access

Đa truy nhập theo thời gian

TDM

Time Division Multiplexing

Ghép kênh theo thời gian


ix

Từ viết tắt

Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt

VDSL

Very High Bit DSL

Đường dây thuê bao số tốc độ

VLAN

Virtual LAN

VoD

Video On Demand

Mạng
rất caoLAN ảo
Video theo yêu cầu

VPN

Virtual Private Network

Mạng riêng ảo

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng

WDM

Wavelength Division

Ghép kênh theo bước sóng

Multiplexing


x

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Các gói cước Internet cáp quang VNPT Bắc Ninh đang cung cấp ........... 22
Bảng 2.2 Các gói cước Internet cáp đồng VNPT Bắc Ninh đang cung cấp ............. 25
Bảng 3.1 Bảng so sánh kết quả trước và sau khi áp dụng giải pháp ......................... 41
Bảng 3.2 Bảng so sánh kết quả trước và sau khi áp dụng giải pháp ......................... 42
Bảng 3.3 Bảng so sánh kết quả trước và sau khi áp dụng giải pháp ......................... 50

xi

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Công nghệ truy nhập quang chủ động ......................................................... 3
Hình 1.2 Mạng truy nhập quang thụ động GPON ...................................................... 6
Hình 1.3 Sơ đồ đấu nối mạng Internet cáp đồng......................................................... 7
Hình 1.4 Mô hình tổng quát IPTV ............................................................................ 10
Hình 2.1 Mô hình tổng quan mạng cung cấp dịch vụ trên GPON của VNPT .......... 21
Hình 2.2 Mô hình tổng quan mạng cung cấp dịch vụ trên AON của VNPT ............ 22
Hình 2.3 Các gói cước Gia đình của VNPT .............................................................. 23
Hình 2.4 Mô hình cung cấp dịch vụ cáp đồng của VNPT Bắc Ninh ........................ 24
Hình 2.5 Sơ đồ đấu nối dịch vụ MyTV của VNPT Bắc Ninh .................................. 25
Hình 2.6 Giao diện dịch vụ MyTV ........................................................................... 28
Hình 2.7 Hiện trạng cấu hình mạng MAN-E Viễn thông Bắc Ninh ......................... 29
Hình 2.8 Mô hình đấu nối hiện tại các trạm băng rộng Viễn thông Bắc Ninh ......... 31
Hình 2.9 Sơ đồ chung mạng ngoại vi tỉnh Bắc Ninh ................................................ 32
Hình 2.10 Lộ trình phát triển của công nghệ GPON ................................................ 36
Hình 3.1 Phần trăm băng thông sử dụng của 1 cổng up link của GPON trước khi áp
dụng giải pháp ........................................................................................................... 43
Hình 3.2 Phần trăm băng thông sử dụng của 1 cổng up link của GPON sau khi áp
dụng giải pháp ........................................................................................................... 43
Hình 3.3 UPE Từ Sơn trước khi tối ưu ..................................................................... 46
Hình 3.4 UPE Từ Sơn sau khi tối ưu ........................................................................ 46
Hình 3.5 Mô hình mạng MAN-E trước khi áp dụng giải pháp ................................. 49
Hình 3.6 Mô hình mạng MAN-E sau khi áp dụng giải pháp .................................... 50


xii

Hình 3.7 Mô hình giám sát MAN-E của chương trình XNET.................................. 51
Hình 3.8 Giao diện giám sát 3 nhà mạng .................................................................. 52
Hình 3.9 Giao diện giám sát tốc độ download, upload, độ trễ và mất gói tin của 3
nhà mạng ................................................................................................................... 52
Hình 3.10 Kết quả ping mạng VNPT Bắc Ninh ....................................................... 53
Hình 3.11 Kết quả ping mạng FPT Bắc Ninh ........................................................... 54
Hình 3.12 Kết quả đo băng thông mạng VNPT Bắc Ninh ........................................ 54
Hình 3.13 Kết quả đo độ trễ trung bình và tỷ lệ mất gói cả 3 nhà mạng .................. 55
Hình 3.14 Báo cáo xếp hạng VNPT Bắc Ninh và các tỉnh trên toàn quốc ............... 55


1

MỞ ĐẦU
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 thông Bắc
Ninh nói riêng, đã sử dụng công nghệ GPON để xây dựng mạng truy nhập có băng
thông rộng. Tuy nhiên trong quá trình triển khai và cung cấp dịch vụ tới khách hàng
vẫn xảy ra một số điểm cần phải khắc phục để tối ưu chất lượng dịch vụ được tốt
nhất vì hiện nay, tình hình cạnh tranh trên thị trường Viễn thông giữa các nhà mạng
diễn ra rất khốc liệt. Chính vì vậy, việc nghiên cứu giải pháp để nâng cao chất lượng
dịch vụ băng rộng cố định là một vấn đề cấp thiết. Xuất phát từ những cơ sở khoa
học và thực tiễn đó, tôi đã quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu đề xuất các giải
pháp nâng cao chất lượng dịch vụ băng rộng cố định tại VNPT Bắc Ninh” làm
luận văn tốt nghiệp thạc sĩ của mình.
Luận văn gồm 3 chương và trình bày về các vấn đề:
Chương 1: Tổng quan về các dịch vụ băng rộng cố định

Chương 2: Hiện trạng các dịch vụ băng rộng cố định tại VNPT Bắc Ninh
Chương 3: Các giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ băng rộng cố định tại
VNPT Bắc Ninh


2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC DỊCH VỤ BĂNG
RỘNG CỐ ĐỊNH
1.1. Khái niệm dịch vụ băng rộng
Băng thông rộng hay truy cập Internet tốc độ cao cho phép người sử dụng
truy cập Internet và các dịch vụ Internet liên quan ở các tốc độ cao hơn đáng kể so
với tốc độ khả dụng thông qua các dịch vụ "quay số". Tốc độ băng thông rộng khác
biệt đáng kể tuỳ theo công nghệ và mức dịch vụ được yêu cầu. Dịch vụ băng rộng
cho phép người sử dụng truy cập thông tin thông qua mạng Internet sử dụng một
trong nhiều công nghệ truyền dẫn tốc độ cao. Việc truyền dẫn là kỹ thuật số, có
nghĩa là các văn bản, hình ảnh, và âm thanh tất cả được truyền dẫn như là các "bit"
dữ liệu. Những công nghệ truyền dẫn tạo điều kiện hiện thực hóa băng thông rộng
thì di chuyển những bit này nhanh hơn rất nhiều so với các kết nối vô tuyến hay
điện thoại truyền thống, bao gồm các kết nối truy cập Internet quay số truyền thống.

1.2. Giới thiệu các loại dịch vụ băng rộng cố định
1.2.1. Dịch vụ truy nhập Internet cáp quang
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 2000. 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%. 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 tăng 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


3

nhiều dịch vụ và các ứng dụng mới được triển khai khi băng thông dành cho người
sử dụng tăng lên [10]. Đứng trước tình hình đó, một số công nghệ mới đã được đưa
ra nhằm đáp ứng những đòi hỏi về băng thông. Mạng truy nhập quang được chia
làm 2 loại là: mạng truy nhập quang chủ động và thụ động.

1.2.1.1. Dịch vụ truy cập mạng cáp quang chủ động (Active Optical Network
- AON)
Với sự bùng nổ về nhu cầu băng thông hiện nay, việc triển khai một hệ thống
mạng truy nhập quang đến từng hộ gia đình là một xu thế tất yếu. Đó chính là mạng
FTTH- Fiber to the home (cáp quang đến tận nhà).
FTTx (Fiber To The x) là một kiến trúc mạng trong đó sợi quang được kéo từ
các thiết bị chuyển mạch của nhà cung cấp dịch vụ đến các thuê bao. Ở đây, “x”
được hiểu là một ký hiệu đại diện cho các loại hình mạng khác nhau như FTTH,
FTTC, FTTB, FTTN… Do đó nó có thể thay thế cơ sở hạ tầng cáp đồng hiện tại
như dây điện thoại, cáp đồng trục.
Mạng cáp quang chủ động (Active Optical Network – AON) sử dụng các
thiết bị quang tích cực (Switch) và cung cấp các kết nối P2P thông qua đôi sợi
quang kết nối thẳng từ thiết bị Switch đặt tại nhà trạm kết nối thông qua các hộp cáp
đi cáp ngầm hoặc treo để tới thiết bị đầu cuối khách hàng. Các thiết bị Switch này
kết nối tới hệ thộng MAN-E để gom lưu lượng cũng như thông tin xác thực của

khách hàng đưa lên mạng lõi đặt tại Hà Nội như trong hình 1.1. Với mô hình này,
để cung cấp dịch vụ băng rộng tới mỗi khách hàng sẽ phải sử dụng đôi sợi quang để
kết nối. Do vậy nhu cầu sử dụng sợi quang lớn, chi phí đầu tư, bảo dưỡng mạng cáp
quang tăng cao.

Hình 1.1 Công nghệ truy nhập quang chủ động


4

Đối với dịch vụ cáp quang AON, sau một thời gian triển khai phát triển và
thay thế dần cho thuê bao cáp đồng thì hiện nay Tập đoàn Bưu chính Viễn thông
Việt Nam - VNPT triển khai chuyển đổi hạ tầng sang mạng cáp quang GPON đến
khách hàng do có nhưng ưu điểm nổi bật hơn [8].

1.2.1.2. Dịch vụ truy cập mạng cáp quang thụ động (PON)
Công nghệ truy nhập cáp đồng điển hình như 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. 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 tình hình hiện nay.
Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON đã được ITU chuẩn hóa, hiện nay là
một trong những công nghệ được ưu tiên lựa chọn cho triển khai mạng truy nhập tại
nhiều nước trên thế giới. GPON là công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ
mạng. Như vậy với khái niệm này, mạng PON sẽ không chứa bất kỳ một phần tử
tích cực nào mà cần phải 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 phải bảo
dưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực [12].
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 với 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


5

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
[5].
Hình 1.2 mô tả một cách trực quan nhất về mô hình mạng truy nhập quang GPON
với đặc điểm sau:
• Tốc độ dữ liệu: 1,244/2,488 Gbit/s hướng xuống và 0,155/0,622/1,244/

2,488 Gbit/s hướng lên
• 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
• Dịch vụ: hỗ trợ đầy đủ các dịch vụ hiện có (Ethernet, TDM, POTS, …)
• Tỷ lệ chia của bộ chia thụ động: tối đa 1:128
• Giá trị tỷ lệ bit lỗi (BER) lớn nhất: 10 - 12
• Phạm vi công suất sử dụng luồng xuống: -3 đến +2 dBm (10 Km ODN)
hoặc +2 đến +7 dBm (20 Km ODN)
• Phạm vi công suất sử dụng luồng lên: -1 đến +4 dBm (10 Km và 20 Km
ODN)


6

• Loại cáp: Tiêu chuẩn ITU-T Rec. G.652
• Suy hao tối đa giữa các ONU:15 dB
• Cự ly cáp tối đa: 20 Km với lade DFB luồng lên, 10 Km với Fabry-Perot
GPON được triển khai để đáp ứng tỷ lệ dung lượng dịch vụ/chi phí khi so sánh với
mạng cáp đồng/DSL và mạng HFC có dung lượng nhỏ và các mạng SDH/SONET
cũng như giải pháp quang Ethernet điểm – điểm có chi phí cao. Vì vậy nó phù hợp
với các hộ gia đình, doanh nghiệp vừa và nhỏ, chính phủ và các cơ quan công sở[4].
- Các dịch vụ dành cho hộ gia đình
- Dành cho doanh nghiệp vừa và nhỏ
- Dành cho Chính phủ, giáo dục và y tế

Hình 1.2 Mạng truy nhập quang thụ động GPON

1.2.2. Dịch vụ truy nhập Internet cáp đồng


Khái niệm
DSL (Digital Subscriber Line: đường dây thuê bao số) là một công nghệ sử

dụng các phương pháp điều biến phức tạp, nhằm mục đích biến đổi các gói dữ liệu
nhận được ở đầu vào thành tập hợp các tín hiệu có tần số cao ở đầu ra sao cho phù
hợp với việc truyền tải trên đường dây điện thoại nhất. Vì DSL tập trung vào công
nghệ truyền tải trên đường dây điện thoại nên công nghệ này thường được áp dụng


7

vào việc truyền dẫn giữa khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ hay nói cách khác nó
là công nghệ phục vụ mạng truy nhập. Hình vẽ 1.3 dưới đây là sợ đồ đấu nối mạng
Internet cáp đồng:

Hình 1.3 Sơ đồ đấu nối mạng Internet cáp đồng



Ưu nhược điểm
+ Ưu điểm:
Ưu điểm lớn của công nghệ xDSL khi ra đời chính là khả năng truyền tải

được nhiều ứng dụng khác nhau mà trước đây chưa thực hiện được, đồng thời lại
tận dụng được mạng điện thoại sẵn có và rộng khắp. Một công nghệ mới ra đời
được coi là hiệu quả khi tận dụng được các tài nguyên, và cơ sở hạ tầng sẵn có.
+ Nhược điểm:

Tuy nhiên công nghệ xDSL cũng có một số hạn chế như: yêu cầu chất lượng
của cáp truyền dẫn tín hiệu DSL cao hơn nhiều so với yêu cầu của cáp truyền dẫn
thoại. Điều này là do DSL truyền thông tin có băng tần lớn với tốc độ cao nên nếu
chỉ có một nhiễu nhỏ thì lượng thông tin bị ảnh hưởng cũng rất lớn, hơn rất nhiều
lượng thông tin thoại có tốc độ chậm. Hơn nữa theo đáp tuyến tần số của đường dây
đồng thì tín hiệu tần số cao có mức suy hao lớn hơn tín hiệu tần số thấp nên khoảng
cách truyền tải của tín hiệu DSL không được xa. Ngoài ra còn rất nhiều yếu tố ảnh
hưởng lớn đến chất lượng đường truyền DSL như: nhiễu xuyên âm gần đầu cuối,
xa đầu cuối, tín hiệu xâm nhập, phản xạ tín hiệu trên dây nhánh.


8



Phân loại các công nghệ xDSL:
Do có nhiều phương pháp biến đổi tín hiệu từ tần số thấp lên tần số cao để

truyền dẫn qua đường dây điện thoại, mỗi phương pháp này có đặc tính, ưu
điểm, nhược điểm và khả năng ứng dụng khác nhau nên để nói chung cho tất cả các
phương pháp này người ta dùng thuật ngữ xDSL. Chữ “x” có thể thay thế cho chữ
H, SH, I, V, A, hoặc RA, tùy theo loại dịch vụ cung cấp bởi một loại hình dịch vụ
DSL cụ thể. Trong đó công nghệ ADSL được sử dụng tại VNPT nói chung và
VNPT Bắc Ninh nói riêng do nó có thể sử dụng dịch vụ thoại và internet trên cùng
một đường dây. ADSL cho phép vừa sử dụng Internet trong khi vẫn có thể thực
hiện cuộc gọi đồng thời. ADSL ra đời trở thành một điểm nhấn trong tốc độ truyền
dẫn tại Việt Nam. Tuy nhiên, hiện nay với yêu cầu băng thông ngày càng cao thì
ADSL là công nghệ đã không còn được phát triển và thay vào đó là công nghệ cáp
quang FTTx/PON có nhưng ưu điểm vượt trội so với công nghệ xDSL.
Các dịch vụ triển khai trên mạng VNPT dùng công nghệ DSL [5]:

- Dịch vụ Frame Relay
- Dịch vụ thuê kênh riêng Leased Line ( Nx64 kbps)
- Dịch vụ MegaVNN, MegaWAN
- Dịch vụ VPN
- Đào tạo từ xa qua mạng Internet
- Game trực tuyến

1.2.3. Dịch vụ truyền hình trả tiền IPTV
IPTV (Internet Protocol Television) là dịch vụ truyền tải hình ảnh, âm thanh
kĩ thuật số tới người dùng qua giao thức IP trên mạng Internet với kết nối băng
thông rộng. IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh
truyền hình truyền thống, phim truyện và nội dung video theo yêu cầu trên một
mạng riêng. Từ góc nhìn của người sử dụng thì IPTV chỉ hoạt động như một dịch
vụ truyền hình trả tiền. Từ góc nhìn của nhà cung cấp thì IPTV bao gồm việc thu
nhận, xử lý và phân phối chính xác nội dung truyền hình tới thuê bao thông qua một
hạ tầng mạng sử dụng IP. Theo định nghĩa được đưa ra bởi Liên minh viễn thông


9

Quốc tế tập trung vào nhóm IPTV thì IPTV là các dịch vụ đa phương tiện (ví dụ
như dữ liệu truyền hình, video, âm thanh, văn bản, đồ họa) được phân phối trên một
mạng IP có sự quảng lý để cung cấp các mức yêu cầu về chất lượng của dịch vụ, an
toàn, có tính tương tác và tin cậy.
Khả năng của IPTV là rất lớn và nó hứa hẹn mang đến mang đến những nội
dung kĩ thuật số chất lượng cao như video theo yêu cầu (Video-on Demand-VoD),
game, hội thảo, video blogging (vBlog), giáo dục từ xa, truyền hình tương tác/trực
tiếp…
Trước đây, do tốc độ kết nối quay số quá chậm nên gần như dịch vụ này
không thể hoạt động, nhưng hiện nay dịch vụ IPTV đã trở nên rộng rãi hơn khi mà

số lượng hộ gia đình kết nối băng thông rộng trên thế giới ngày một tăng không
ngừng. Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông coi IPTV là cơ hội để tăng doanh thu
trên thị trường và là phương án tối ưu nhằm cạnh tranh với sự phát triển của truyền
hình cáp, truyền hình vệ tinh [5].
Hình 1.4 minh họa sự hoạt động của hệ thống IPTV phục vụ theo yêu cầu VOD: sau
khi cài đặt các thông số cho modem (Bridge), settop-box (username, password). Set
Top Box cũng gửi yêu cầu xin cấp địa chỉ IP đến các DHCP trên mạng nếu truyền
dẫn tốt thì DHCP đặt tại VASC sẽ cấp cho STB một địa chỉ IP để truy cập dịch vụ.
Sau đó Settop-box gửi một bản tin trong đó có tham số username, password qua
modem, qua các thiết bị phục vụ kết nối như DSLAM, MSAN, Switch, mạng
MAN-E (Mạng truyền dẫn) đến server xác thực (Radius) tại VASC để xác thực.
(Radius có địa chỉ 172.16.1.150). Sau khi xác thực xong Radius sẽ xác định đây là
thuê bao của tỉnh nào và sẽ trỏ kết nối STB về EPG (Electronic Program Guide)
nằm trong sever VOD của tỉnh đó để có thể thực hiện việc sử dụng dịch vụ.
- Khi khách hàng gửi các yêu cầu sử dụng dịch vụ (bằng điều khiển) sẽ được STB
chuyển tải lên EPG và EPG sẽ kết nối với các thiết bị nguồn để thực hiện cung cấp
các dịch vụ này cho khách hàng.


10

Hình 1.4 Mô hình tổng quát IPTV

1.2.3.1 Một số ưu điểm và nhược điểm của dịch vụ IPTV
+ Ưu điểm :
- Không phụ thuộc thời gian: IPTV khi kết hợp với máy thu video số cho
phép tạo chương trình nội dung không phụ thuộc thời gian bằng cơ chế ghi và lưu
lại nội dung IPTV và sau đó có thể xem lại.
- Khả năng truy nhập trên nhiều loại thiết bị: việc xem nội dung IPTV không
bị giới hạn là dùng cho các máy thu hình. Các khách hàng thường sử dụng máy tính

cá nhân và các thiết bị di động để truy cập tới các dịch vụ IPTV.
- Hỗ trợ truyền hình tương tác: các khả năng hoạt động hai chiều của hệ
thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ đưa ra một số lượng lớn các ứng dụng
truyền hình tương tác. Các loại hình dịch vụ được phân phối qua dịch vụ IPTV có
thể bao gồm truyền hình trực tiếp tiêu chuẩn, truyền hình độ trung thực cao
(HDTV), các trò chơi trực tuyến, và kết nối Internet tốc độ cao.
- Yêu cầu về băng thông thấp : thay vì phải truyền tải tất cả các kênh cho mọi
đối tượng sử dụng, công nghệ IPTV cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chỉ cần phải
phát các kênh mà đối tượng sử dụng yêu cầu. Tính năng hấp dẫn này cho phép nhà
khai thác mạng tiết kiệm băng thông.


11

- Tăng tính cá nhân: hệ thống IPTV từ đầu cuối đến đầu cuối hỗ trợ thông tin
hai chiều và cho phép các đối tượng sử dụng lựa chọn và thiết lập việc xem TV theo
sở thích riêng như chương trình và thời gian xem ưa thích.
+ Nhược điểm :
- Nhược điểm chính của IPTV là khả năng mất dữ liệu và độ trễ truyền tín
hiệu. Nếu chất lượng đường truyền mạng của người dùng không được tốt hoặc băng
thông không đủ lớn thì chất lượng chương trình truyền tới người xem rất hay bị sự
cố như bị giật, hình ảnh bị vỡ hoặc việc chuyển kênh sẽ gặp khó khăn khi phải mất
thời gian để tải về. Bên cạnh đó nếu máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ không đủ
mạnh thì khi số lượng người dùng truy cấp cùng lúc tăng cao thì sẽ gây cho chất
lượng dịch vụ bị giảm sút đáng kể.
Tuy nhiên chúng ta không phải lo ngại nhược điểm này của dịch vụ IPTV
bởi vì nhược điểm này chỉ gây khó khăn trong thời gian trước đây khi mà chất
lượng đường kết nối mạng không thật sự tốt. Còn ngày nay khi mà chất lượng các
công nghệ kết nối mạng Internet ngày càng phát triển góp phần đẩy băng thông kết
nối cũng như tốc độ lên cao hơn đã giúp cho dịch vụ IPTV khắc phục được hầu hết

các nhược điểm nói trên và sẽ đưa nó trở thành công nghệ truyền hình khá hoàn hảo
trong tương lai.

1.3. Quy định về chất lượng đối với các loại dịch vụ băng rộng cố định
Căn cứ theo “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng dịch vụ truy nhập
Internet băng rộng cố định mặt đất” của Bộ Thông tin và Truyền thông, số:
12/2014/TT-BTTTT [9].
Quy chuẩn này quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với dịch vụ truy
nhập Internet băng rộng, thuộc nhóm dịch vụ viễn thông cố định mặt đất (gọi tắt là
dịch vụ truy nhập Internet băng rộng cố định mặt đất), bao gồm:
+ Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng cố định mặt đất sử dụng công nghệ
FTTH/xPON (gọi tắt là dịch vụ truy nhập Internet cáp quang).
+ Dịch vụ truy nhập Internet băng rộng cố định mặt đất sử dụng công nghệ Modem
cáp truyền hình (gọi tắt là dịch vụ truy nhập Internet cáp truyền hình).