Thiết kế Mạng Truy Nhập Quang FTTH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
PHÂN HIỆU TẠI TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MƠN KỸ THUẬT VIỄN THƠNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN MẠNG TRUY NHẬP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUY NHẬP QUANG FTTH CHO
PHƯỜNG TĂNG NHƠN PHÚ A - QUẬN 9

Giảng viên hướng dẫn: Ngô Thế Anh
Sinh viên thực hiện:

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2020

1


BÀI TẬP LỚN
Học phần: Mạng truy nhập
GV: Ngô Thế Anh
--- *** --I.

Nội dung
ND1. Truy nhập băng rộng trên cáp quang:
1) Phân tích khái niệm FTTx? Mơ hình mạng truy nhập quang
điển hình? Kỹ thuật đa truy nhập trong FTTx?
2) Phân biệt khái niệm mạng quang chủ động AON và mạng
quang thụ động PON? Các mạng truy nhập quang thường
áp dụng mơ hình AON hay PON? Phân tích các thuận lợi và
khó khăn khi áp dụng các mơ hình này?
3) Phân tích các thuận lợi và khó khăn trong việc xây dựng và
triển khai công nghệ truy nhập cáp sợi quang? Đánh giá

chất lượng dịch vụ của FTTx?
4) Phân tích và so sánh các khái niệm FTTH, FTTB, FTTC, và
FTTO?
ND2. Thiết kế hệ thống truy nhập quang FTTH cho khu vực A?
ND3. Sử dụng phần mềm Optisystem để phân tích ảnh hưởng của
tham số X đến hệ thống?

II.

Yêu cầu
1. ND1: Chia lớp thành 4 nhóm tương ứng với các nội dung 1), 2),
3), và 4). Soạn thảo nội dung trên file Power Point để trình bày trên
lớp và thảo luận với các nhóm khác.
2. ND2 và ND3: các thơng tin A và X được cho như sau:

2


A

X

Nhóm 1 Phường Tăng Nhơn Phú A, Q.9.

Tốc độ bit

Nhóm 2 Phường Tăng Nhơn Phú B, Q.9.

Tỉ số lỗi BER

Nhóm 3 Phường Linh Đơng, Q.TĐ.

Cơng suất phát

Nhóm 4 Phường Linh Tây, Q.TĐ.

Tán sắc

3. Các thông tin trong ND2:
1. Thực tế: VD phạm vi địa lý (Google map), dân số (cục quản
lý dân cư), nhu cầu dịch vụ (tìm nguồn thích hợp).
2. Tin cậy: phải có trích dẫn nguồn để kiểm chứng.
3. Cụ thể: thời điểm khảo sát, khai thác thông tin.
4. Viết Báo cáo BTL cho ND2 và ND3, và nộp cho GV.
5. Tờ nhiệm vụ này cần được đặt ở trang đầu của Báo cáo BTL.
6. Bảo vệ Báo cáo BTL trực tiếp với GV.
III.

Cách tính điểm
1. ND1: Chấm trực theo kiểu Thảo luận (đã biết).
2. ND2 và ND3: Các thành viên tự chấm điểm chéo trong nhóm theo
khả năng đóng góp của từng cá nhân.
3. Điểm BTL: = (1.+2.)/2.

3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ….… tháng ….… năm ….…
Giáo viên hướng dẫn

Ngô Thế Anh

LỜI CẢM ƠN

4


Chúng em xin cám ơn thầy Ngô Thế Anh là người hướng dẫn trực tiếp, chỉ
dẫn tận tình cũng như đưa ra những lời khuyên, sự giám sát để chúng em
có thể hồn thành báo cáo đúng thời hạn đưa ra.
Trong q trình thực hiện, những thiếu sót là điều khơng thể tránh khỏi do
nhóm vẫn cịn nhiều hạn chế về kiến thức, kinh nghiệm thực tế. Kính
mong nhận được sự góp ý của thầy để cho bài báo được hồn thiện và
chính xác hơn.

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP FTTx................................9
1.1 Giới thiệu chung.....................................................................................................9
1.2 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FTTx...................................................................9
1.3 Khái niệm và phân loại..........................................................................................9
1.3.1 Khái niệm.....................................................................................................9
1.3.2 Phân loại.......................................................................................................9
1.4 Kiến trúc mạng FTTx..........................................................................................10
1.4.1 FTTB và FTTO (Fiber to the Building và Fiber to the Office)..............10
1.4.2 FTTH (Fiber to the home).........................................................................11
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP FTTH Ở PHƯỜNG TĂNG
NHƠN PHÚ A – QUẬN 9 DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ
ĐỘNG (GPON).........................................................................................................12
A. Giới thiệu chung về GPON...................................................................................12
2.1 Tình hình chuẩn hóa GPON........................................................................12
2.2 Kiến trúc mạng GPON.................................................................................12
2.3 Thông số kỹ thuật.........................................................................................13
B. Khảo sát và thiết kế mạng.....................................................................................14
2.1. Đặt vấn đề....................................................................................................14
2.2. Khảo sát thiết kế..........................................................................................15
5


2.2.1 Khảo sát và thống kê số liệu thực tế Phường Tăng Nhơn Phú A........15
2.2.2 Đánh giá hiện trạng................................................................................15
2.3 Bản vẽ sơ bộ và bản vẽ chi tiết.....................................................................16
2.3.1 Bản vẽ sơ bộ............................................................................................16
2.3.2 Bản vẽ chi tiết.........................................................................................17
2.4 Mơ hình triển khai thực tế...........................................................................17

2.5 Tính tốn và lựa chọn thiết bị......................................................................17
2.6 u cầu kỹ thuật tuyến cáp..........................................................................20
CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTISYSTEM ĐỂ PHÂN TÍCH ẢNH
HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ BIT ĐẾN HỆ THỐNG....................................................22
3.1. Giới thiệu về phần mềm Optisystem..................................................................22
3.2. Sử dùng phần mềm Optisystem phân tích ảnh hưởng của tốc độ bit đến hệ
thống thông tin quang................................................................................................22
3.2.1. Xây dựng hệ thống thông tin quang với các tham số giả định..............22
3.2.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang..................................24
3.2.2.1. Tỉ số lỗi Bit Ber...................................................................................24
3.2.2.2. Hệ số phẩm chất Q.............................................................................24
3.2.3. Phân tích:..................................................................................................25

6


Chữ viết tắt
ADM
APON
ATM
AUI
BER
CDM
CE
CO
CRC
DA
DCE
DCS
DP

DFSM
EPON
FTTB
FTTC
FTTH
ISO
MAN
OLT
ONU
ONT
ODP

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Tiếng Anh
Tiếng Việt
Add Drop Multiplexer
Bộ ghép kênh xem kẽ
Mạng quang thụ động
ATM Pasive Optical
dung
Netwwork
ATM
Chế độ truyền tải không
Asynchronous Tranfer
đồng
Mode
bộ
Attchment Unit Interface Cáp nối với thiết bị
Bit Error Rate
Tỷ lệ bit lỗi

Code Division
Ghép kênh theo mã
Multiplexing
Customer Equipment
Thiết bị khách hang
Central Office
Tổng đài trung tâm
Cyclic Redundany Check Kiểm tra vịng dư
Destination Address
Địa chỉ đích
Data Communications
Thiết bị thông tin số liệu
Equipment
Digital Crossconect
Bộ nối chéo số
Distribution Point
Điểm phân phối quang
Dispersion Flattened
Single
Sợi tán sắc phẳng
Mode
Mạng quang thụ động
Ethernet Passive Optical
dung
Netwwork
Ethernet
Cáp quang nối đến tòa
Fiber to the Building
nhà
Cáp quang nối đến cụm

Fiber to the Curb
dân cư
Fiber to the Home
Cáp quang nối tận nhà
International Organization Tổ chức tiêu chuẩn quốc
for Standardization
tế
Metro Area Netwwork
Mạng diện rộng
Thiết bị kết cuối đường
Optical Line Terminal
quang
Thiết bị kết cuối mạng
Optical Network Unit
quang
Thiết bị đầu cuối mạng
Optical Network Termila
quang
Mạng phân phối cáp
Optical Distribution Point
quang
7


PCS
PDU
PMA
PMD
PON
SA

SFD
SME
SMF
SSM
TCP
TDM

Physical Coding Sublayer
Protocol Data Units
Physical Layer
Attachment
Physical Medium
Dependent
Passive Optical Netwwork
Source Address
Start of Frame Delimiter
Station Management
Entity
Single Mode Fiber
Standard Single Mode
Transport Control
Protocol
Time Division
Multiplexing

UNI

User Network Interface

UTP

Unshielded Twisted Pair
Virtual Local Area
Network
Virtual Private Network
Wide Area Network
Wavelength Division
Multiplexing
….
….

VLAN
VPN
WAN
WDM
…..
…..

Lớp con mã hóa vật lý
Đơn vị số liệu giao thức
Truy nhập lớp vật lý
Phụ thuộc môi trường vật
lý
Mạng quang thụ động
Địa chỉ nguồn
Ranh giới bắt đầu khung
Thực tế quản lý trạm
Sợi quang đơn mode
Sợi đơn mode chuẩn
Giao thức điều khiển

truyền tải
Ghép kênh theo thời gian
Giao diện mạng người
dung
Cáp trần xoắn đôi
Mạng LAN ảo
Mạng riêng ảo
Mạng diện rộng
Ghép kênh theo bước
sóng
….
….

8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP FTTx
1.1 Giới thiệu chung
Mạng truy nhập quang được chia làm hai loại cơ bản là mạng truy nhập quang tích
cực AON và mạng truy nhập quang thụ động PON. Mạng AON sử dụng các thiết bị
tích cực như các bộ chia tích cực hoặc các bộ ghép kênh ở đoạn phân bố của mạng
truy nhập. Mạng PON 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: 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,… hệ thống thơng tin vệ tinh.
1.2 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FTTx
Ngày càng có nhiều dịch vụ truy cập băng rộng ra đời mà u cầu về băng thơng
của nó là rất lớn.

Tốc độ tăng số lượng người dùng internet cũng như số lượng thuê bao quy đổi tại
việt nam đang đi vào mức ổn định từ 20-30%năm. Số lượng tăng do tác động của
hội nhập phát triển một phần do công nghệ ngày càng phát triển dẫn đến nhu cầu về
truy cập tốc độ cao ngày càng tăng.
Năng lực kết nối của các ISP ra quốc tế có tốc độ tăng nhanh qua các năm, ở mức
trên 90% năm, điều đó chứng tỏ nhu cầu gia tăng cả về chất lượng cũng như số
lượng người sử dụng internet. Mạng internet đường trục việt nam thường được kết
nối 3 cổng internet được đặt tại 3 miền, có hệ thống cáp biển cáp ngầm, chạy ring
nhằm backup lẫn nhau khi có sự cố.
1.3 Khái niệm và phân loại
1.3.1 Khái niệm
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. Trong đó, sợi quang
có hoặc khơng được sử dụng trong tất cả các kết nối từ nhà cung cấp đến khách hàng.
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. Đây là một kiến trúc mạng tương đối mới và đang phát triển nhanh chóng
bằng cách cung cấp băng thơng lớn hơn cho người dùng. Hiện nay, công nghệ cáp
quang có thể cung cấp đường truyền cân bằng lên tới tốc độ 100 Mbps.
1.3.2 Phân loại
a. Theo cấu hình Point to Point.

9


FTTx theo cấu trúc dạng Point to Point: Theo phương án kết nối này, từ nhà cung
cấp sẽ dẫn một đường cáp quang tới tận nhà khách hàng, đường quang này sẽ
chuyển đổi ngược lại thành tín hiệu điện và cấp cho khách hàng. Theo phương án
này, thì số đơn vị phân ra làm hai loại:

 Loại 1: Kết nối vào hệ thống IP-DSLAM: bằng việc mua thêm 1 card mở rộng
của hệ thống IP-DSLAM.
 Loại 2: lắp thêm Ethernet Switches layer 2 tại nhà cung cấp chuyển đổi thành
tín hiệu quang cấp cho khách hàng.
b. Theo cấu hình Point to multi-Point.
Theo kiến trúc này tại nhà cung cấp đặt một thiết bị làm việc theo chuẩn PON,
còn gọi là OLT, từ OLT tín hiệu quang sẽ được chia ra thông qua các bộ chia quang và
đến đầu khách hàng, thông thường OLT làm việc trên 1 sợi quang và 1 card lắp tại
OLT sẽ quản lý khoảng 64 thuê bao.
1.4 Kiến trúc mạng FTTx
1.4.1 FTTB và FTTO (Fiber to the Building và Fiber to the Office).
Dịch vụ mạng quang đến tòa nhà bao gồm hai trường hợp: dành cho khu vực
chung cư MDU (multi-dwelling units) và dành cho khu vực doanh nghiệp. Mỗi trường
hợp này lại bao gồm các tiêu chí dịch vụ như sau:
FTTB cho MDU:
Bao gồm các dạng dịch vụ như sau:
- Dịch vụ băng rộng không đối xứng (dịch vụ broadcast số, video theo yêu
cầu, download file ...).
- Dịch vụ băng rộng đối xứng (broadcast nội dung, email, trao đổi file,
đào tạo từ xa, khám bệnh từ xa, chơi game trực tuyến...).
- Dịch vụ điện thoại truyền thống và ISDN: mạng truy nhập phải hỗ trợ
một cách linh hoạt để cung cấp các dịch vụ điện thoại băng hẹp.

Hình 1. Cấu trúc mạng truy nhập FTTB
FTTB cho doanh nghiệp:
10


Bao gồm các dạng dịch vụ như sau:
- Dịch vụ băng rộng đối xứng (broadcast nội dung, phần mềm nhóm,

email, trao đổi file...)
- Dịch vụ điện thoại truyền thống và ISDN: mạng truy nhập phải hỗ trợ
một cách linh hoạt để cung cấp các dịch vụ điện thoại băng hẹp.
- Đường thuê kênh riêng: mạng truy nhập phải hỗ trợ một cách linh hoạt
để cung cấp dịch vụ thuê kênh riêng với các mức tốc độ khác nhau.
1.4.2 FTTH (Fiber to the home).
Bao gồm các dạng dịch vụ như sau:
- Dịch vụ băng rộng không đối xứng (dịch vụ broadcast số, video theo yêu
cầu, download file ...)
- Dịch vụ băng rộng đối xứng (broadcast nội dung, email, trao đổi file, đào
tạo từ xa, khám bệnh từ xa, chơi game trực tuyến...)
- Dịch vụ điện thoại truyền thống và ISDN: mạng truy nhập phải hỗ trợ một
cách linh hoạt để cung cấp các dịch vụ điện thoại băng hẹp.

Hình 2. Cấu trúc mạng truy nhập FTTH

11


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG TRUY NHẬP FTTH Ở PHƯỜNG TĂNG
NHƠN PHÚ A – QUẬN 9 DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ
ĐỘNG (GPON)
A. Giới thiệu chung về GPON
2.1 Tình hình chuẩn hóa GPON
Hiện nay cơng nghệ GPON đã và đang được nhiều tổ chức tiêu chuẩn hóa tập
trung xây dựng chuẩn hóa về các khía cạnh kỹ thuật cho cơng nghệ này.
Tình hình chuẩn hóa GPON Sau khi chuẩn hóa mạng FTTH vào những năm 1990,
các thành viên của FSAN đã tiếp tục phát triển một tiêu chí cho mạng truy nhập PON
sử dụng công nghệ ATM. Hệ thống này được gọi là APON (viết tắt của ATM-PON).
Cái tên APON sau đó được thay thế bằng BPON với ý diễn đạt PON băng rộng ở mức

độ pát triển cao hơn. Năm 1997 nhóm FSAN đưa các đề xuất chỉ tiêu BPON lên ITUT để thơng qua chính thức. Từ đó, các tiêu chuẩn ITU-T G.983.x cho mạng BPON lần
lượt được thơng qua. Hệ thống BPON điển hình hỗ trợ tốc độ với 155 Mbps hướng lên
và 622 Mbps hướng xuống. GPON được ITU-T chuẩn hóa theo chuẩn G.984 bắt đầu
từ năm 2003, mở rộng từ chuẩn BPON G.983.
Hiện công nghệ GPON đã được ITU hoàn chỉnh thành bộ khuyến nghị ITU-T
G.984.x. Sự hoàn thiện của bộ khuyến nghị này là một sở cứ quan trọng cho việc lựa
chọn tiêu chuẩn tham chiếu nhằm hướng đến xây dựng bộ tiêu chuẩn quốc gia về hệ
thống truy nhập quang thụ động GPON tại Việt Nam. Công nghệ GPON đã và đang
được triển khai tại Việt Nam nhưng việc chưa có tiêu chuẩn quốc gia nào về công
nghệ GPON đặt ra yêu cầu cần sớm xây dựng tiêu chuẩn về công nghệ GPON tại Việt
Nam.
Khuyến nghị G.984.2 (03/2003) nằm trong bộ khuyến nghị G.984.x của ITU với
hai sửa đổi bổ sung gần nhất G.984.2 Amendment 1 (02/2006) và G.984.2
Amendment 2 (03/2008) mô tả đầy đủ và rõ ràng về các yêu cầu kỹ thuật cho phân lớp
tiện ích truyền tải vật lý PMD. Đây là sở cứ cho việc đề 19 xuất xây dựng tiêu chuẩn
hệ thống truy nhập quang thụ động G-PON - Phần tiện ích truyền tải PMD.
2.2 Kiến trúc mạng GPON
Dưới đây là cấu hình hệ thống G-PON bao gồm OLT, các ONU, một bộ chia
quang và các sợi quang. Sợi quang được kết nối tới các nhánh OLT tại bộ chia quang
ra 64 sợi khác và các sợi phân nhánh được kết nối tới ONU.

12


Hình 3. Kiến trúc mạng GPON
 OLT (Optical Line Terminal): thiết bị kết cuối cáp quang tích cực lắp đặt tại
phía nhà cung câp dịch vụ thường được đặt tại các đài trạm.
 ONT (Optical Network Terminal): thiết bị kết cuối mạng cáp quang tích cực,
kết nối OLT thơng qua mạng phân phối quang (ODN) dùng cho trường hợp
cung câp kết nối quang tới nhà thuê bao (FTTH).

 ONU (Optical Network Unit): thiết bị kết cuối mạng cáp quang tích cực, kết
nối với OLT thông qua mạng phân phối quang (ODN) thường dùng cho trường
hợp kết nối tới buiding hoặc tới các vỉa hè, cabin (FTTB, FTTC, FTTCab).
 Bộ chia/ghép quang thụ động (Splitter): Dùng để chia/ghép thụ động tín hiệu
quang từ nhà cung câp dịch vụ đến khách hàng và ngược lại giúp tận dụng hiệu
quả sợi quang vật lý. Splitter thường được đặt tại các điểm phân 20 phối quang
(DP) và các điểm truy nhập quang (AP). Bộ chia/ghép quang sẽ có 2 loại, một
loại đặt tại các nhà trạm viễn thông sử dụng các tủ kiểu indoor, loại thứ 2 sẽ là
loại thiết bị được bọc kín có thể mở ra được khi cần thiết và đặt tại các điểm
măng xông.
 FDC - Fiber Distribution Cabinet: Tủ phối quang
 FDB - Fiber Distribution Box: Hộp phân phối quang loại nhỏ.
2.3 Thơng số kỹ thuật
Bước sóng hoạt động:
 Đường xuống: dải bước sóng hoạt động cho đường xuống sử dụng một sợi
quang là 1480-1500 nm. (thường gọi là bước sóng quanh 1490nm). Ngồi ra,
khi tín hiệu analog CATV được ghép trên cùng 1 sợi quang, CATV sẽ đường
truyền theo hướng từ xuống ONTs bằng dải bước sóng quanh 1550 nm (15351600 nm).
 Đường lên Dải bước sóng hoạt động cho đường lên là 1260-1360 nm (thường
gọi chung là bước sóng quanh 1310 nm).
13


Tốc độ bit GPON định nghĩa những dạng tốc độ bit như sau:
 Đường lên 155 Mbit/s, đường xuống 1.25 Gbit/s;
 Đường lên 622 Mbit/s up, đường xuống 1.25 Gbit/s;
 Đường lên 1.25 Gbit/s up, đường xuống 1.25 Gbit/s;
 Đường lên 155 Mbit/s up, đường xuống 2.5 Gbit/s;
 Đường lên 622 Mbit/s up, đường xuống 2.5 Gbit/s;
 Đường lên 1.25 Gbit/s up, đường xuống 2.5 Gbit/s;

 Phổ biến nhất hiện này là đường lên 1.25 Gbit/s up, đường xuống 2.5Gbit/s;
Khoảng cách logic Khoảng cách logic là khoảng cách lớn nhất giữa ONU/ONT và
OLT mà chưa tính đến các yếu tố gây suy hao công suất quang trên tuyến. Trong mạng
GPON, khoảng cách logic lớn nhất là 60 km.
Khoảng cách vật lý Khoảng cách vật lý là khoảng cách vật lý lớn nhất giữa
ONU/ONT và OLT. Trong mạng GPON khoảng cách vật lý tối đa là 20 km.
Khoảng cách sợi quang chênh lệch Là khoảng cách giữa sợi quang ngắn nhất và xa
nhất. Trong mạng GPON khoảng cách sợi quang chênh lệch là 20 km. Thơng số này
có ảnh hưởng đến kích thước vùng phủ mạng và cần tương thích với tiêu chuẩn ITUT
Rec. G.983.1.
Đối với nhà khai thác mạng thì tỉ lệ chia càng lớn càng tốt. Tuy nhiên tỉ lệ chia lớn
thì địi hỏi cơng suất quang phát cao hơn để hỗ trợ khoảng cách vật lý lớn hơn. Tỉ lệ
chia 1:64 là tỉ lệ lý tưởng cho lớp vật lý với công nghệ hiện nay. Tuy nhiên trong các
bước phát triển tiếp theo thì tỉ lệ 1:128 có thể được sử dụng.
B. Khảo sát và thiết kế mạng
2.1. Đặt vấn đề
Bài toán được xây dựng mạng GPON cho một khu vực ở Phường Tăng Nhơn Phú
A, Quận 9. Thơng tin truyền dẫn quang đến các hộ gia đình (FTTH) theo topo
mạng dạng hình bus với các bộ chia tín hiệu quang thụ động.
Từ trạm phân phối, các tuyến trục chính cáp quang qua các đường Lê Văn Việt,
Man Thiện, Lã Xuân Oai, Đường 385, Đường 429, Đường 442. Từ các trục chính
này, tuyến cáp quáng được rẽ nhánh đến các ngõ lớn, ngõ con và đến các hộ
gia đình qua các bộ chia thụ động.
Tốc độ truyền dẫn yêu cầu: Đường lên (Uplink) 1,5Gb/s và đường xuống
(Downlink) 2,5Gb/s. Tốc độ cấp cho thuê bao trung bình đường lên 8 Mb/s, đường
xuống 12Mb/s.
Trên cơ sở mơ hình mạng, tính tốn thiết kế hệ thống thơng tin sợi quang sử dụng
công nghệ GPON cho khu vực Phường Tăng Nhơn Phú A, Quận 9.

14

2.2. Khảo sát thiết kế
2.2.1 Khảo sát và thống kê số liệu thực tế Phường Tăng Nhơn Phú A

Hình 4. Bản đồ Phường Tăng Nhơn Phú A- Quận 9
2.2.2 Đánh giá hiện trạng
Dân số của Phường Tăng Nhơn Phú A năm 2016:
- Dân số: 15.640 người
- Diện tích: 4,449.859km2 km2
- Số hộ: 4.300 hộ
15


- Nguồn: UBND Phường Tăng Nhơn Phú A
-Vị trí địa lý: Phía đơng giáp các phường Tân Phú và Long Thạnh Mỹ
 Phía tây giáp các phường Hiệp Phú và Tăng Nhơn Phú B
 Phía nam giáp phường Tăng Nhơn Phú B
 Phía bắc giáp các phường Hiệp Phú và Tân Phú.
2.3 Bản vẽ sơ bộ và bản vẽ chi tiết
2.3.1 Bản vẽ sơ bộ

16


Hình 5. Bản vẽ sơ bộ Phường Tăng Nhơn Phú A- Quận 9
2.3.2 Bản vẽ chi tiết

Hình 6. Bản sơ chi tiết
2.4 Mơ hình triển khai thực tế

2.5 Tính tốn và lựa chọn thiết bị
Dựa vào nhu cầu sử dụng nên thiết kế FTTH của Phường Linh Tây theo mô hình
quang thụ động PON. Các loại bộ chia thường được sử dụng trong mạng PON:
+ Bộ chia quang 1:2
+ Bộ chia quang 1:4
+ Bộ chia quang 1:8
+ Bộ chia quang 1:16
+ Bộ chia quang 1:24
+ Bộ chia quang 1:32
+ Bộ chia quang 1:64
+ Bộ chia quang 1:128
* Hệ thống nhóm thiết kế sử dụng:
Dùng bộ chia quang 1:4 và bộ chia quang 1:16.
Cáp quang 4FO và 8FO.
Sợi quang (2000m).
74 tủ cáp (bộ chia).
296 hộp cáp.
* Vị trí đặt OLT (Optical Line Terminal): Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải.
* Vị trị hộp cáp tại các tuyến đường:
1. 461 Lê Văn Việt- Win Coffee
3. 236A Man Thiện Cháo Êch
4. 28 Man Thiện – Lẩu Bò Năm Cảnh
2. 604A- Lê Văn Việt Chợ Hải Sản
17


5. 198c Man Thiện
6. 136 Man Thiện
7. 120b Man Thiện
8. 3 Man Thiện

9. C5 Coffee – Man Thiện
10. Hồng Nhung Coffee – Man Thiện
11. 401 Man Thiện Futi’s House
12. 313 Man Thiện
13. 32 Lã Xuân Oai – Bách hóa xanh
14. 90 Lã Xuân Oai
15. 95 Lã Xuân Oai
16. Số 2 D160
17. Số 3 D160
18. Số 31 D160
19. Số 43 D160
20. 43P D160
21. Số 8 D442
22. Sân Bóng Lam Sơn
23. 99 D442
24. Bãi Gữi Xe Hịa Bình
25. 78 Làng Tăn Phú
26. 50 Làng Tăng Phú
27. 24 Làng Tăng Phú
28. 12B Làng Tăng Phú
29. Benny Quán Lã Xuân Oai
30. 310 Lã Xuân Oai
31. 23 Lã Xuâ Oai
32. 27 Lã Xuân Oai
33. 63 Lã Xuân Oai
34. 161 Lã Xuân Oai
35. 197 Lã Xuân Oai
36. 236 Lã Xuân Oai
37. Bình Định Quán- Lã Xuân Oai
38. Nhà Trọ Lê Lan – 236 Lã Xuân Oai

39. KTX-GTVT

40. Napoli D442
41. 25 Đường Làng Tăng Phú
42. 109 Làng Tăng Phú
43. KTX-Đại Học SPKT
44. 498 Lê Văn Việt
45. Cầu Vượt Lê Văn Việt
46. CTCBIO Viet Nam-Lê Văn Việt
47. Chung Cư C8
48. Đền Bến Nọc
49. Cầu Bến Nọc
50. VietinBank- 2 Man Thiện
51. 337 Lê Văn Việt
52. 27 Đường 379
53. 103 Đường 379
54. Số 2 Đường 106
55. Bệnh Viện Quận 9
56. 427 Lê Văn Việt
57. Số 6 Đường 429
58. B3/4 Đường 429
59. 52 Đường 385
60. Hẻm 115 Đường 385
61. 1 Đường số 106
62. 99 Lê Văn Việt
63. Đường Khu D- Sài Gòn Vila
64. Đường Khu E- Sài Gòn Vila
65. H11A Đường 442
66. 431 Lê Văn Việt
67. 447 Lê Văn Việt

68. 449 Lê Văn Việt
69. 21 Đường 449
70. Viện Kiểm Sát Đường 449
71. Ngọc Hân Store Đường 449
72. Sân Bóng Đá Viện Kiệm Sát
73. 290 Lã Xuân Oai
74. 107-81 Lã Xuân Oai

18


1.Tính tốn số th bao:
 Tổng số hộ dân: 4300 hộ +10% (Dự phịng) =4730 Hộ
2.Tính tốn băng thơng người dùng:
Tốc độ hướng xuống của hệ thống GPON-GTVT với OLT đặt ở Trường Đại Học
GTVT là 2,5Gbps, hệ số chia của splitter cấp 1 là 1:4 thì băng thơng tối đa dành cho
các user hướng xuống là:
Băng thông USER = (Tốc độ hướng xuống / hệ số chia của splitter) = 2,5 : 4 =
0.625 Gbps hay là 625 Mbps
3.Tính toán suy hao:
Chiều dài tuyến cáp quang: L = 3 km
Suy hao sợi quang: af = 0.35*L = 0.35* 3 = 1.055 (dB)
* Độ suy hao của splitter được tính theo công thức:
Suyhaosplitter = 10.log10(N) (dB)
Suy hao của bộ chia quang 1:4 = 10.log10(4) = 6.02 (dB)
Suy hao của bộ chia quang 1:16 = 10.log10(16) = 12.04 (dB)
* Công suất tổng suy hao trên tuyến sử dụng bộ chia 1:24 là:
Ploss1 = Suy hao sợi quang + Suy hao bộ chia + Suy hao connector + Suy hao dự phòng
= 0.455 + 13.8 + 2.4 + 4 = 20.655 (dB)
* Công suất tổng suy hao trên tuyến sử dụng bộ chia 1:32 là:

Ploss2 = Suy hao sợi quang + Suy hao bộ chia + Suy hao connector + Suy hao dự phòng
= 0.455 + 15.1 + 2.4 + 4 = 22 (dB)
4.Tính tốn cơng suất tại máy thu ONT/ONU:

Lựa chọn thiết bị OLT và ONT
*) Thông số OLT:
- Nơi xuất xứ: Trung Quốc
- Nhãn Hiệu: Huawei
- Model: MA5600T
- Kích Thước: 442mm × 263.9mm × 283.2mm


- Công suất phát: Polt = 7dBm
- Độ nhảy: -24dBm

*) Thông số ONT:
- Nơi xuất xứ: Trung Quốc
- Nhãn Hiệu: Huawei
- Model: HG8346R
- Kích Thước: 176mm × 138.5mm × 28mm
- Công suất phát: Polt = 5dBm
- Độ nhảy: -27dBm

2.6 Yêu cầu kỹ thuật tuyến cáp
Tổn hao trong sợi quang thấp nhất. Tín hiệu quang truyền trong sợi quang từ vị trí
phát đến vị trí thu bị suy giảm biên độ theo dạng hàm mũ. Nếu cơng suất trung bình
đầu vào sợi quang là , sợi quang có độ dài L thì cơng suất trung bình đầu ra sợi
quang , được tính như sau:

Trong đó: α là hệ số suy hao riêng của sợi quang, L là chiều dài sợi quang và cơng

suất quang lối vào. Trong khi tính tốn thiết kế tuyến, ngồi suy hao sợi quang ta cịn
phải xét tới suy hao từ các mối hàn, các bộ nối và còn dự phòng suy hao cho sợi quang
trên 1 km chiều dài của sợi. Suy hao trung bình của sợi quang trên 1 km sợi là trong
thiết kế được tính như sau:

Trong đó: - là suy hao trung bình của sợi quang do nhà sản xuất đặt ra.
- là suy hao dự phòng cho sợi quang.
- là suy hao các mối hàn trên toàn tuyến. Độ dài tối đa của sợi quang với
quỹ công suất cho trước được xác định bởi


Khi thiết kế ta luôn mong sao L đạt cực đại, vì vậy PT sẽ là cơng suất trung
bình nhỏ nhất ở đầu vào máy thu với tốc độ bit truyền B mong muốn, mà =
Np.γ.h.B.
Trong đó: - Np là số photon trung bình trên bit.
- h là hằng số Planck.
- γ là tần số sóng ánh sáng.
Nên L sẽ giảm theo hàm logarit khi B tăng.
Từ thực tế ta thấy:
- Với bước sóng λ= 0.85 μm: thì L khơng vượt quá 40 km với mọi giá trị của
B. Đối với u cầu B100 Mb/s thì người ta khơng sử dụng bước sóng này.
- Với bước sóng λ=1.3 µm: thì có thể đạt L vượt 100 km khi Bhưởng của suy hao lớn. Nên sử dụng loại sợi SM để có thể đạt L lớn hơn.
- Với bước sóng λ = 1.55 µm: thì có thể đạt L > 200 km khi B tới 5 Gb/s, với
tốc độ bit B lớn hơn thì L giảm rất nhanh do ảnh hưởng của tán sắc sợi quang.
Nên sử dụng loại sợi SM để đạt được L lớn hơn, nếu có sợi SM tán sắc dịch
chuyển thì cả B và L cùng được nâng lên nhiều.


CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTISYSTEM ĐỂ PHÂN TÍCH ẢNH

HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ BIT ĐẾN HỆ THỐNG
3.1. Giới thiệu về phần mềm Optisystem
Optisystem là phần mềm hề thống thông tin quang. Phần mềm này có khả năng
thiết kế, đo kiểm tra và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều tuyến thơng tin quang, dựa vào
khả năng mơ hình hóa các hệ thống thông tin quang trong thực tế. Optisystem cho
phép thiết kế tự động hầu hết các tuyến quang ở lớp vật lý, từ hệ thống đường trục đến
các mạng LAN, mạng quang. Optisystem có đầy đủ các thiết bị đo điện đo quang. Cho
phép hiển thị tham số, dạng, chất lượng tín hiệu tại mọi điểm trên hệ thống.
3.2. Sử dùng phần mềm Optisystem phân tích ảnh hưởng của tốc độ bit đến hệ
thống thông tin quang.
3.2.1. Xây dựng hệ thống thông tin quang với các tham số giả định như sau.
- Công suất phát: 20dBm.
- Chiều dài tuyến quang: 50km sử dụng sợi quang đơn mode.
- Sử dụng Splitter quang 1:4 để sử dụng cho 4 thiết bị.


- Tốc độ bit thay đổi từ: 0.5  2.5 Gbits để tìm hiểu ảnh hưởng của nó với hệ thống
thơng tin quang.

Hình 7. Sơ đồ mơ phỏng hệ thống thơng tin quang theo u cầu

- Khối phát quang:

Hình 8. Sơ đồ khối phát quang
+ Bộ tạo chuỗi bit.
+ Bộ tạo xung NRZ.


+ Nguồn phát quang Lazer.
+ Khối Match-Zender với tác dụng sử dụng phương pháp điều chế ngồi: Băng thơng

điều chế không bị giới hạn bởi tần số dao động của laser. Khơng bị giới hạn của cơng
suất phát quang vì đặc tính do bộ điều chế ngồi quyết định.
- Khối truyền dẫn quang:

Hình 9. Sơ đồ khối truyền dẫn quang

+ Sợi quang đơn mode chuẩn dài 50km tính từ phía OLT đến ONU.
+ Splitter quang: về bản chất, splitter quang là một bộ chia cơng suất. Có nhiều loại
splitter quang, có loại thì cơng suất ở các ngõ đầu ra bằng nhau nhưng cũng có loại thì
cơng suất đầu ra theo các ti lệ 1:2, 1:3... Nó cũng là bộ chia băng thông. Giả sử, tốc độ
đường xuống là 1,244 Gbps, hệ số chia của splitter là 1:8 thi băng thông tối đa dành
cho các user đường xuống sẽ là 1,244: 8 = 0.1555 Gbps hay là 155.5 Mbps.
- Khối thu quang:

Hình 10. Sơ đồ khối thu quang
+ Bộ Photodetector PIN.
+ Bộ lọc Bessel thông thấp.
+ Khối 3R tái tạo tín hiệu.


+ Thiết bị đo BER: bộ phân tích tỉ lệ lỗi bít BER.
3.2.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang:
3.2.2.1. Tỉ số lỗi Bit Ber
Định nghĩa:
Là tỉ lệ bít bị lỗi trên tổng số bit truyền đi. Trong đó, xác suất lỗi bit là một trong
những cách hiệu quả để đánh giá hiệu năng hệ thống. Tín hiệu quang đi đến ONU sẽ
được chuyển sang miền điện. Tín hiệu điện được đưa qua mạch khơi phục dữ liệu.
Dựa vào mức ngưỡng để xác định bit “1” và bit “0”. Tỉ lệ lỗi bit trong hệ thống thông
tin quang thường là 10-9.
3.2.2.2. Hệ số phẩm chất Q.

Định nghĩa:
Hệ số chất lượng tín hiệu là tỉ số tương đương với tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR)
của tín hiệu điện ở bộ thu sau khi được khuếch đại.

3.2.3. Phân tích:
Sử dụng tính năng Report của phần mềm Optisystem để tạo biểu đồ phản ánh mối
quan hệ giữa tốc độ bit với các yếu tố của hệ thống thông tin quang.

Tham số quét: Bit rate (Gbit/s) thực hiện quét từ 0.5  2.4 Gbit/s