Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang fttx

  • Số trang: 89 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 12 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Nguyễn Như Huê MSSV: 0720095 ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG MẠNG TRUY NHẬP QUANG FTTX Chuyên ngành: Viễn Thông và Mạng Thành phố HCM – Năm 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Nguyễn Như Huê MSSV: 0720095 ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG MẠNG TRUY NHẬP QUANG FTTX KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN NGÀNH ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: VIỄN THÔNG VÀ MẠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Bùi Hữu Phú Thành phố HCM – Năm 2011 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sấu sắc nhất tới Thầy Bùi Hữu Phú -Trưởng bộ môn Viễn Thông và Mạng. Trong suốt quá trình làm luận văn, Thầy đã luôn hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn này. Đồng thời, em cũng xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Cô trong khoa Điện Tử Viễn Thông, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Thành Phố HCM đã tận tình dạy dỗ em trong suốt 4 năm học tại trường. Em đã cố gắng hết sức để hoàn thành luận văn này. Vì thời gian nghiên cứu và trình độ có hạn nên luận văn của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong sự quan tâm, góp ý của thầy cô và các bạn để luận văn tốt nghiệp của em hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cám ơn! I LỜI NÓI ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển dẫn tới sự phát triển của các khu vực kinh tế như: khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu thương mại, khu chung cư cao cấp… cùng với sự phát triển ngày càng lớn mạnh của các tổ chức kinh tế như: ngân hàng, kho bạc, công ty… đã tạo ra nhu cầu rất lớn trong việc sử dụng các dịch vụ tiện ích tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu. Bên cạnh đó, các dịch vụ ứng dụng trên Internet ngày càng phong phú và phát triển với tốc độ nhanh như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân hàng, game trực tuyến, các dịch vụ đào tạo từ xa,… Đặc biệt nhu cầu về các loại dịch vụ tích hợp thoại, hình ảnh và dữ liệu ngày càng gia tăng. Sự phát triển của các loại hình dịch vụ mới đòi hỏi hạ tầng mạng truy cập phải đáp ứng các yêu cầu về băng rộng, tốc độ truy cập cao. Công nghệ truy nhập cáp đồng xDSL đã được triển khai rộng rãi nhưng hạn chế về tốc độ và cự ly không đáp ứng được yêu cầu dịch vụ. Vì vậy, nghiên cứu triển khai các giải pháp truy nhập quang (FTTx) là vấn đề cấp thiết hiện nay nhằm xây dựng hạ tầng mạng truy nhập đáp ứng yêu cầu băng thông rộng, tốc độ cao của các loại hình dịch vụ mới. Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON đã được ITU chuẩn hóa, hiện nay là một trong những công nghệ được lựa chọn hàng đầu cho triển khai mạng truy nhập tại nhiều nước trên thế giới. GPON là công nghệ hướng tới cung cấp dịch vụ mạng đầy đủ, tích hợp thoại, hình ảnh và số liệu với băng thông rộng. GPON sẽ là công nghệ truy nhập được lựa chọn triển khai hiện tại và tương lại. Hiện nay, ở nước ta đã có một số nhà cung cấp dịch vụ như FPT, VNPT, Viettel, CMC TI… đã và đang triển khai hệ thống mạng truy nhập quang (FTTx Fiber To The X). Và CMC TI là công ty đầu tiên tại Việt Nam triển khai mạng FTTx theo công nghệ GPON. Do đó em chọn đề tài tốt nghiệp là “Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx” để tìm hiểu về công nghệ này. Luận văn gồm 5 chương, nội dung cụ thể của các chương như sau : Chương 1: Tổng quan về mạng FTTx Chương này cho ta cái nhìn khái quát về sự ra đời, tình hình phát triển của mạng FTTx trên thế giới và Việt Nam, những ứng dụng thực tiễn của mạng FTTx. II Chương 2: Các giải pháp triển khai mạng FTTx Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét qua về kiến trúc mạng chủ động AON và nghiên cứu chủ yếu mạng quang thụ động PON với chuẩn GPON. Chương 3 : Triển khai mạng FTTx theo chuẩn GPON tại CMC TI Trong chương này chúng ta sẽ xem xét triển khai mạng truy nhập quang theo công nghệ GPON tại công ty CMCTI. Đi sâu tìm hiểu thiết bị OLT đang được sử dụng tại CMC TI, thiết bị ISAM 7342 FTTU. Chương 4 : Mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON Chương này mô phỏng hệ thống mạng FTTx theo chuẩn GPON. Một số tình huống sẽ được đưa ra để đánh giá sự phụ thuộc của hệ thống mạng quang vào các yếu tố như khoảng cách truyền, tốc độ bit, hệ số chia của splitter, suy hao, phương thức mã hóa… Đánh giá hệ thống dựa trên tỉ lệ lỗi bit BER, đồ thị mắt, chỉ số Q. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển của đề tài Sinh viên thực hiện Nguyễn Như Huê III MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………..I LỜI NÓI ĐẦU……………………………………………………………………II MỤC LỤC………………………………………………………………………..IV DANH MỤC HÌNH…………………………………………………………. . VIII DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………….. X DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………….. XI CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG FTTx……….. .....................................3 1.1 Giới thiệu chương ...........................................................................................3 1.2 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FTTx ..............................................................3 1.3 Định nghĩa ......................................................................................................7 1.4 Phân loại .........................................................................................................7 1.4.1 Phân loại theo chiều dài cáp quang..........................................................7 1.4.2 Phân loại theo cấu hình ...........................................................................8 1.5 Ưu nhược điểm mạng FTTx ............................................................................9 1.5.1 Ưu điểm ................................................................................................ 10 1.5.2 Nhược điểm .......................................................................................... 11 1.6 Ứng dụng của FTTx ...................................................................................... 11 1.7 Tình hình phát triển FTTx trên thế giới và tại Việt Nam ................................ 12 1.7.1 Tình hình FTTx trên thế giới ......................................................................12 1.7.2.Tình hình FTTx tại Việt Nam .....................................................................14 1.8 Kết luận chương ............................................................................................ 14 CHƯƠNG 2 MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG VỚI CHUẨN GPON ................. 15 2.1 Giới thiệu chương ......................................................................................... 15 2.2 Mạng quang chủ động AON .......................................................................... 15 IV 2.3 Mạng quang thụ động PON ........................................................................... 16 2.3.1 Mô hình mạng quang thụ động.............................................................. 16 2.3.2 Các chuẩn mạng PON ........................................................................... 19 2.3.2.1 APON ........................................................................................... 19 2.3.2.2 BPON ........................................................................................... 19 2.3.2.3 EPON ........................................................................................... 20 2.3.2.4 GPON........................................................................................... 22 2.3.3 Ưu nhược điểm mạng PON ...................................................................23 2.3.3.1 Ưu điểm........................................................................................ 23 2.3.3.2 Nhược điểm .................................................................................. 23 2.3.4 So sánh mạng PON và AON .................................................................23 2.3.4.1 Về băng thông và lưu lượng.......................................................... 23 2.3.4.2 Về tính kinh tế .............................................................................. 24 2.4 Công nghệ GPON (Gigabit PON)..................................................................25 2.4.1 Giới thiệu .............................................................................................. 25 2.4.2 Kiến trúc mạng GPON .......................................................................... 26 2.4.2.1 Kết cuối đường quang OLT ......................................................... 27 2.4.2.2 Thiết bị đầu cuối mạng ONU/ONT ............................................... 28 2.4.2.3 Mạng phân phối quang ODN ........................................................ 28 2.4.3 Các đặc tính cơ bản của GPON ............................................................ 29 2.4.3.1 Tốc độ bit ................................................................................... 29 2.4.3.2 Khoảng cách ............................................................................... 30 2.4.3.3 Tỉ lệ chia...................................................................................... 30 2.4.4 Cấu trúc phân lớp của mạng quang GPON ............................................ 30 2.4.4.1 Lớp phụ thuộc phương tiện vật lý PMD ........................................ 30 2.4.4.2 Lớp hội tụ truyền dẫn GTC .......................................................... 32 V 2.4.4.2.1 Các chức năng chính hệ thống GTC .....................................34 2.4.4.2.2 Các chức năng của các phân lớp trong hệ thống GTC ........... 35 2.4.4.2.3 Phân lớp thích ứng và giao diện với các thực thể lớp trên .... 35 2.4.4.3 Cấu trúc khung GTC ....................................................................36 2.4.4.3.1 Cấu trúc khung đường xuống ............................................... 36 2.4.4.3.2 Cấu trúc khung đường lên .................................................... 37 2.4.5 Cấp phát băng tần động DBA ............................................................... 38 2.4.5.3 Quản lý hoạt động DBA .............................................................. 40 2.5 Bảo vệ đối với phần mạng quang thụ động GPON .......................................40 2.6 Bảo mật ........................................................................................................ 41 2.7 Kết luận chương ........................................................................................... 42 CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI MẠNG FTTX TẠI CMC TI .............................. 43 3.1 Giới thiệu chương ........................................................................................ 43 3.2 Mô hình GPON tại CMC TI ......................................................................... 43 3.3 Các thiết bị trong mạng GPON .....................................................................44 3.3.1. Một số thiết bị ONT ............................................................................ 44 3.3.2 Cấu trúc thiết bị OLT sử dụng trên mạng FTTx tại CMC TI ............... 46 3.3.2.1. Tổng quan về sản phẩm 7342 ISAM FTTU ................................ 46 3.3.2.2 Tính năng GPON của 7342 ISAM FTTU .....................................46 3.3.2.3 Dịch vụ ........................................................................................ 47 3.3.2.4 Giao diện mạng ............................................................................ 47 3.3.2.5 Cấu trúc thiết bị ISAM 7342 FTTU ............................................ 49 3.3.2.6 Các khối chức năng của thiết bị ................................................... 49 3.3.2.7. Hoạt động quản lí và bảo trì ........................................................ 53 3.4 Các dịch vụ đang cung cấp trên mạng GPON CMCTI .................................57 3.4.1 FTTH/B ............................................................................................... 57 VI 3.4.2 Dịch vụ VoIP ....................................................................................... 58 3.4.3 Dịch vụ IPTV ....................................................................................... 58 3.4.4 Dịch vụ truyền số liệu VPN/MPLS ....................................................... 59 3.5 Kết luận chương............................................................................................... 59 CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG MẠNG FTTX THEO CHUẨN GPON ................... 60 4.1 Giới thiệu chương ............................................................................................ 60 4.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng quang .................................................. 61 4.2.1 Tỉ lệ lỗi bit BER.................................................................................... 61 4.2.2 Hệ số phẩm chất Q ................................................................................ 64 4.2.3 Đồ thị mắt ............................................................................................ 65 4.2.4 Mối quan hệ giữa đồ thị mắt và tỉ lệ lỗi bit BER ...................................67 4.3 Các tham số đặc trưng cho mạng GPON .......................................................... 67 4.3.1 Bước sóng hướng xuống 1490 nm, hướng lên 1310 nm ........................ 67 4.3.2 Phương thức điều chế NRZ ...................................................................68 4.3.2.1 Chức năng cơ bản của mã đường dây............................................ 68 4.3.2.2 Tại sao lại dùng điều chế NRZ ...................................................... 69 4.4 Mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng GPON ......................... 71 4.4.1 Sơ đồ kết nối ......................................................................................... 71 4.4.2 Các tình huống mô phỏng .....................................................................73 4.4.2.1 Các thông số thiết lập chung ......................................................... 73 4.4.2.2 Ảnh hưởng của khoảng cách ........................................................ 74 4.4.2.3 Ảnh hưởng của hệ số chia của Splitter .......................................... 77 4.4.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ bit .............................................................. 79 4.5 Kết luận chương............................................................................................... 80 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ....................... 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 82 VII Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG FTTx 1.1 Giới thiệu chương Chương này cho ta cái nhìn khái quát về sự ra đời, tình hình phát triển của mạng FTTx trên thế giới và tại Việt Nam cũng như những ứng dụng thực tiễn của mạng FTTx. 1.2 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FTTx Ngày càng nhiều dịch vụ truy cập băng rộng ra đời mà băng thông của các loại hình dịch vụ đó là rất lớn. Bảng 1.1 cho ta thấy nhu cầu về băng thông cho một số loại hình dịch vụ như vậy. Bảng 0.1 Yêu cầu băng thông đối với một số loại hình dịch vụ Service Bandwidth (downstream) Broadcast TV (MPEG 2) 2 - 6 Mbps HDTV (MPEG 4) 6 - 12 Mbps High speed internet 3 - 10 Mbps Video Conferencing 300 - 570 Kbps Voice/Video Telephony 64 - 570 Kbps VoD 2 - 6 Mbps Tính đến thời điểm tháng 9/2008 số thuê bao băng rộng ở nước ta vượt 1,8 triệu thuê bao. So với năm 2007 số lượng thuê bao tăng thêm khoảng 50%. Tốc độ tăng chậm một phần do ảnh hưởng của suy thoái kinh tế. Trong các năm sau tốc độ tăng trưởng sẽ tương đương và thậm chí là nhanh hơn bởi nền kinh tế ổn định và phát triển. Biểu đồ Hình 1.1 dưới đây cho biết về tốc độ tăng trưởng thuê bao Internet tại Việt Nam tính từ năm 2008 đến năm 2012. Qua biểu đồ này, ta có thể thấy thị phần của thị trường Internet băng thông rộng sẽ tăng dần so với thị phần Internet chung và sẽ đạt mức tối đa 10% thị phần vào năm 2012. Nguyễn Như Huê Page 3 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx Hình 1.1 Dự báo tăng trưởng Internet tại Việt Nam (nguồn CMC Telecom) Tốc độ tăng số lượng người dùng Internet, cũng như số lượng thuê bao quy đổi tại Việt Nam đang dần đi vào ổn định ở mức 10 – 30%. Số lượng người gia tăng do tác động của hội nhập, phát triển và do tác động của công nghệ với mục tiêu ngày càng tạo điều kiện thuận lợi hơn cho người sử dụng với tốc độ ngày một cao. Trong sự phát triển đó thì một phần là sự chuyển đổi của người sử dụng Internet từ công nghệ cũ (dial up) sang các công nghệ mới (đặc biệt là ADSL). Minh chứng là tốc độ tăng thuê bao quy đổi khá ổn định khoảng 30%/năm nhưng tốc độ tăng thuê bao băng rộng trong suốt mấy năm qua luôn ở mức trên 200% năm. 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 của Việt Nam thường được thiết kế với 3 port Internet đặt tại 3 miền, có hệ thống cáp biển và hệ thống cáp ngầm, chạy ring nhằm backup lẫn nhau khi có sự cố và chủ yếu vẫn kết nối với 3 điểm chính là Nhật Bản, Hồng Kông và Singapore thông qua chủ yếu hệ thống cáp quang biển. Đã có kết nối trung chuyển qua VNNIC và peering với nhau giữa các ISP nhằm tận dụng đường truyền và lưu lượng trong nước. Nguyễn Như Huê Page 4 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx Rõ ràng, với yêu cầu bức thiết của thị trường viễn thông Việt Nam, các ISP đang ra sức tăng cường hạ tầng viễn thông mạng của mình để đáp ứng nhu cầu đó. Trên nền hạ tầng mạng như vậy có rất nhiều công nghệ truy nhập. Các công nghệ trong mạng truy nhập có thể được chia thành hai nhóm chính là: Các công nghệ hữu tuyến:  xDSL (Digital Subscriber Line): ADSL, HDSL, VDSL.. qua đường cáp đồng.  FTTx: (FTTH, FTTB, FTTC, FTTN..) truy nhập băng rộng qua đường cáp quang.  Truy nhập băng rộng qua đường điện (Broadband over Power Line – BPL hay Power Line Communications – PLC). Các công nghệ truy nhập vô tuyến:  Truy nhập qua vệ tinh.  Hệ thống truy nhập đa điểm nội hạt (LMDS – Local Multipoint Distribution System).  WiFi, WiMAX.  3G, HSPA. Công nghệ xDSL: tận dụng hệ thống hạ tầng cáp điện thoại bằng đồng có sẵn để truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao, xDSL tách băng thông trên đường điện thoại thành hai: một phần nhỏ dành cho truyền âm thoại, phần lớn dành cho truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao. xDSL có nhiều biến thể như ADSL (Asymetric DSL), ADSL2, ADSL2+, VDSL (Very high bit-rate DSL), HDSL.. Cáp truyền hình: Truy nhập Internet tốc độ cao qua đường truyền hình cáp là mô hình lai ghép HFC (Hybrid Fiber Coaxial), tận dụng cơ sơ hạ tầng cáp quang và cáp đồng trục của mạng truyền hình cáp, cho phép kết nối Internet với tốc độ download tối đa lên tới 10Mbps và tốc độ upload lên tới 2Mbps cao hơn nhiều so với tốc độ đường ADSL (8 Mbps download, 600 Kbps upload). Mạng cáp CATV truyền thống chỉ truyền tải thông tin 1 chiều từ nhà cung cấp nội dung chương trình (các kênh TV) tới các thuê bao. Để sử dụng được Internet – loại hình thông tin hai chiều thì các nhà cung cấp truyền hình cáp cần phải đầu tư nâng cấp thiết bị để có Nguyễn Như Huê Page 5 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx khả năng truyền tải thông tin theo chiều ngược lại từ phía đầu cuối khách hàng. Đồng thời cần có các kết nối ra Internet qua các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba. Điều này là một nhược điểm của phương án này vì cần chi phí triển khai, duy tu và bảo dưỡng cao. WiFi: là công nghệ mạng nội bộ không dây (WLAN) dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.11. WiFi đã và đang được sử dụng rất rộng rãi ở các nơi công cộng. Tuy nhiên Wifi không thích hợp là công nghệ truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ vì khoảng cách bao phủ quá ngắn (dưới 100m). Với công nghệ Wi-Fi, các trạm đầu cuối truy nhập theo điểm truy cập (Access point) trên cơ sở ngẫu nhiên. Vì thế, trạm xa điểm truy cập dễ bị đứt kết nối hơn so với trạm ở gần. Điều này hạn chế việc triển khai những dịch vụ chất lượng cao như IPTV, VoIP... WiMAX: là một công nghệ truy cập không dây băng rộng do diễn đàn WiMAX (WiMAX Forum) xây dựng và hướng đến cung cấp các dịch vụ từ cố định đến di động, nó cho phép truy cập băng rộng vô tuyến đến đầu cuối (last mile) như một phương thức thay thế cho cáp và DSL, đặc biệt hữu ích đối với các vùng không triển khai được công nghệ DSL. WiMAX có thể cung cấp tốc độ hàng chục Mbps tới người sử dụng và trong khoảng cách hàng chục km theo chuẩn IEEE 802.16, tầm hoạt động có thể lên tới 50 km đối với các trạm cố định, và 5 - 15km cho di động. Tuy WiMAX có nhiều điểm ưu việt như vậy và có thể cạnh tranh với các xDSL cũng chưa đủ đáp ứng nhu cầu băng thông cỡ Gigabit tới người dùng. Việc triển khai công nghệ này cũng có những khó khăn nhất định. Mặt khác giá cả thiết bị đầu cuối hiện còn đắt, dải tần mà WiMAX sử dụng không tương thích tại mọi quốc gia. Mặt khác, quỹ băng tấn có hạn chỉ có thể cấp cho một số nhà khai thác. Ngoài ra WiMAX sử dụng sóng vô tuyến nên chịu ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố môi trường. Để đáp ứng được nhu cầu cấp thiết cho thị trường viễn thông về cả mặt tốc độ, loại hình dịch vụ… , người ta nghĩ đến một công nghệ truy nhập mới FTTx. Nguyễn Như Huê Page 6 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx 1.3 Định nghĩa 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 không được sử dụng trong tất cả các kết nối từ nhà cung cấp đến khách hàng. “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 thông 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. 1.4 Phân loại 1.4.1 Phân loại theo chiều dài cáp quang Hình 1.2 Phân loại mạng FTTx theo chiều dài cáp quang Một cách tổng quan ta có thể nhìn thấy rõ sự phân loại hệ thống mạng FTTx thông qua Hình 1.2. Như trong định nghĩa ta có các loại FTTH, FTTB, FTTC, FTTN… Điểm khác nhau của các loại hình này là do chiều dài cáp quang từ thiết bị đầu cuối của ISP (OLT) đến các user. Nếu từ OLT đến ONU (thiết bị đầu cuối phía user) hoàn toàn là cáp quang thì người ta gọi là FTTH/FTTB. Nguyễn Như Huê Page 7 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx  FTTH (Fiber To The Home): cáp quang chạy đến tận nhà thuê bao.  FTTB (Fiber To The Building): giống như FTTH nhưng ở đây là kéo đến các tòa nhà cao tầng.  FTTC (Fiber To The Curb): cáp quang đến một khu vực dân cư. Lúc đó từ ONU đến thuê bao có thể sử dụng cáp đồng. Trong mô hình này, thiết bị đầu cuối phía người sử dụng được bố trí trong các cabin trên đường phố, dây nối tới các thuê bao vẫn là cáp đồng. FTTC cho phép san sẻ giá thành của một ONU cho một số thuê bao do đó nó có thể hạ thấp được giá thành lắp đặt ban đầu. Ngoài ra còn có một số loại hình khác như là FTTE (Fiber To The Exchange), FTTN (Fiber To The Node)… 1.4.2 Phân loại theo cấu hình Cấu hình Point to Point: là kết nối điểm – điểm, có một kết nối thẳng từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng, mỗi sợi quang sẽ kết nối tới chỉ một khách hàng, nên cấu hình mạng tương đối đơn giản đồng thời do băng thông không bị chia sẻ, tốc độ đường truyền có thể lên rất cao. Quá trình truyền dẫn trên cấu trúc P2P cũng rất an toàn do toàn bộ quá trình được thực hiện chỉ trên một đường truyền vật lý, chỉ có các đầu cuối là phát và thu dữ liệu, không bị lẫn với các khách hàng khác. Tuy nhiên, cấu trúc này khó có thể phát triển cho quy mô rộng bởi giá thành đầu tư cho một khách hàng rất cao, hệ thống sẽ trở lên rất cồng kềnh, khó khăn trong vận hành và bảo dưỡng khi số lượng khách hàng tăng lên. Cấu hình Point to Multipoints: kết nối điểm – đa điểm, một kết nối từ nhà cung cấp dịch vụ đến nhiều khách hàng thông qua bộ chia splitter. Trong hệ thống này mỗi đường quang đi từ nhà cung cấp dịch vụ được chia sẻ sử dụng chung cho một số khách hàng. Sẽ có một đường quang đi đến một nhóm khách hàng ở gần nhau về mặt địa lý, tại đây đường quang dùng chung này sẽ được chia tách thành các đường quang riêng biệt đi đến từng khách hàng. Điều này làm giảm chi phí lắp đặt đường cáp quang và tránh cho hệ thống khi phát triển khỏi cồng kềnh. Nguyễn Như Huê Page 8 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx 1.5 Ưu nhược điểm mạng FTTx 1.5.1 Ưu điểm Công nghệ FTTx sử dụng cáp quang nên nó có rất nhiều ưu điểm của hệ thống quang nói chung. Dung lượng lớn: Các sợi quang có khả năng truyền những lượng lớn thông tin. Với công nghệ hiện nay trên hai sợi quang có thể truyền được đồng thời 60.000 cuộc đàm thoại. Một cáp sợi quang (có đường kính > 2cm) có thể chứa được khoảng 200 sợi quang, dung lượng đường truyền lên tới 6.000.000 cuộc đàm thoại. Tính cách điện: Cáp sợi quang làm bằng chất điện môi thích hợp không chứa vật dẫn điện và có thể cho phép cách điện hoàn toàn cho nhiều ứng dụng. Nó có thể loại bỏ được nhiễu gây bởi các dòng điện chạy vòng dưới đất hay những trường hợp nguy hiểm gây bởi sự phóng điện trên các đường dây thông tin như sét hay những trục trặc về điện. Tính bảo mật: Sợi quang cung cấp độ bảo mật thông tin cao. Một sợi quang không thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện thông thường như sự dẫn điện trên bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích để lấy thông tin ở dạng tín hiệu quang. Độ tin cậy cao và dễ bảo dưỡng: Do không chịu ảnh hưởng của hiện tượng fading và do có tuổi thọ cao nên yêu cầu về bảo dưỡng đối với hệ thống quang là ít hơn so với các hệ thống khác. Tính linh hoạt: Các hệ thống thông tin quang đều khả dụng cho hầu hết các dạng thông tin số liệu, thoại và video. Các hệ thống này đều có thể tương thích với các chuẩn RS.232, RS422, V.35, Ethernet, E1/T1, E2/T2, E3/T3, SONET/SDH, thoại 2/4 dây. Tính mở rộng: Các hệ thống sợi quang được thiết kế thích hợp có thể dễ dàng được mở rộng khi cần thiết. Một hệ thống dùng cho tốc độ số liệu thấp, ví dụ E1/T1 (2,048 Mbps/1,544 Mbps) có thể được nâng cấp trở thành một hệ thống tốc độ số liệu cao hơn bằng cách thay đổi các thiết bị điện tử. Hệ thống cáp sợi quang có thế vẫn được giữ nguyên như cũ. Nguyễn Như Huê Page 9 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx Sự tái tạo tín hiệu: Công nghệ ngày nay cho phép thực hiện những đường truyền thông bằng cáp quang dài trên 70 km trước khi cần tái tạo tín hiệu, khoảng cách này còn có thể tăng lên tới 150 km nhờ sử dụng các bộ khuếch đại laser. Ngoài những ưu điểm trên của sợi quang nói chung, công nghệ FTTx còn có một số ưu điểm khác. Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên đến 10 Gbps, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+. Tốc độ truyền dẫn với ADSL là không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống. Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính. Tốc độ đi Internet cam kết tối thiểu của FTTx ≥ 256 Kbps. Bảng 1.2 So sánh giữa FTTx và ADSL Yếu tố so sánh ADSL Môi trường truyền tín Cáp đồng FTTx Cáp quang hiệu Độ ổn định Dễ bị suy hao do điện từ, Không bị ảnh hưởng thời tiết, chiều dài cáp… Bảo mật Độ bảo mật thấp, dễ bị Độ bảo mật cao, không thể đánh cắp tín hiệu đường đánh cắp tín hiệu trên dây đường truyền Tốc độ truyền dẫn Bất đối xứng : Cho phép cân bằng : (Upload và download ) Download > Upload Upload = download Tốc độ tối đa là 20 Mbps Tốc độ tối đa là 10 Gbps ADSL FTTx Yếu tố so sánh Khả năng đáp ứng dịch Không phù hợp vì tốc độ Rất phù hợp vì tốc độ rất vụ băng rộng : Hosting thấp cao và có thể tùy biến tốc server riêng, VPN, hội độ. nghị truyền hình Nguyễn Như Huê Page 10 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx 1.5.2 Nhược điểm Mạng quang nói chung và công nghệ FTTx nói riêng có rất nhiều ưu điểm nhưng không tránh khỏi những nhược điểm. Mặc dù sợi quang rất rẻ nhưng chi phí cho lắp đặt, bảo dưỡng, thiết bị đầu cuối lại lớn. Hơn thế nữa, do thiết bị đầu cuối còn khá đắt cho nên không phải lúc nào hệ thống mạng FTTx cũng phù hợp. Đối với những ứng dụng thông thường, không đòi hỏi băng thông lớn như lướt Web, check mail… thì cáp đồng vẫn được tin dùng. Do đó càng ngày người ta càng cần phải đầu tư nghiên cứu để giảm các chi phí đó. 1.6 Ứng dụng của FTTx Những tính năng vượt trội của FTTx cho phép sử dụng các dịch vụ thoại, truyền hình, internet từ một nhà cung cấp duy nhất với một đường dây thuê bao duy nhất. Điều đó tạo nên sự thuận tiện không chỉ trong việc nhỏ gọn về thiết bị, đường dây, chi phí mà điều quan trọng là nó mang lại chất lượng đường truyền tốt nhất. Công nghệ đáp ứng điều đó được triển khai trên nền mạng FTTx chính là IPTV. IPTV (Internet Protocol TV) là dịch vụ truyền hình qua kết nối băng rộng dựa trên giao thức Internet. Đây là một trong các dịch vụ Triple - play mà các nhà khai thác dịch vụ viễn thông đang giới thiệu trên phạm vi toàn thế giới. Hiểu một cách đơn giản, Triple - play là một loại hình dịch vụ tích hợp 3 trong 1: dịch vụ thoại, dữ liệu và video được tích hợp trên nền IP (tiền thân là từ hạ tầng truyền hình cáp). IPTV đã và đang phát triển với tốc độ rất nhanh. Theo Telecom Asia, số thuê bao IPTV ở riêng khu vực châu Á - Thái Bình Dương sẽ gia tăng 75% mỗi năm, đạt 34,9 triệu thuê bao và doanh thu 7 tỷ USD vào năm 2011. Tại Việt Nam, IPTV đã trở nên khá gần gũi đối với người sử dụng Internet tại Việt Nam. Các nhà cung cấp như FPT, VNPT, SPT, VTC đã đưa IPTV, VoD... ra thị trường nhưng ở phạm vi và quy mô nhỏ. Các loại hình dịch vụ đòi hỏi tốc độ truyền cao, độ bảo mật tốt như truyền hình hội nghị, Hosting server riêng, VPN cũng được các nhà cung cấp dịch vụ tập trugn khai thác. Ngoài ra còn rất nhiều dịch vụ khác như check mail, lướt web, chat, game online, xem phim, nghe nhạc trực tuyến, học trực tuyến… Nguyễn Như Huê Page 11 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx 1.7 Tình hình phát triển FTTx trên thế giới và tại Việt Nam 1.7.1 Tình hình FTTx trên thế giới Thị trường Trung Quốc: Trung Quốc là thị trường băng rộng lớn nhất Châu Á, hiện có khoảng 69,1 triệu thuê bao băng rộng tính đến tháng 9/2008, trong đó có 6 triệu thuê bao FTTH/B. Công nghệ truy cập DSL vẫn thống lĩnh 90,9% thị trường (China Telecom chiếm 40 triệu thuê bao, China Netcom chiếm 25 triệu thuê bao), công nghệ cáp chiếm 0,4%, FTTH/B chiếm đến 8,7%. Các nhà cung cấp dịch vụ băng thông rộng ở Trung Quốc tập trung vào triển khai FTTH/B là chính và theo xu hướng công nghệ PON, cụ thể là EPON và GPON. IPTV là yếu tố tác động quan trọng nhất để phát triển FTTx tại Trung Quốc. Trung Quốc có xu hướng truy cập mạng tốc độ cao với chất lượng ổn định và truyền dẫn đối xứng. Thông tin thị trường Hàn quốc Hình 1.3 : Tốc độ phát triển FTTH tại Hàn Quốc Mục tiêu truy cập băng rộng của Hàn Quốc: cung cấp truy cập tổng thể băng rộng, các dịch vụ đa phương tiện mọi nơi, mọi lúc. Đã có 10 triệu thuê bao tốc độ 50 – 100 Mbps, và 10 triệu thuê bao không dây tốc độ thấp hơn 1Mbps vào năm 2010 tại Hàn Quốc. Nguyễn Như Huê Page 12 Nghiên cứu và mô phỏng mạng truy nhập quang FTTx Thông tin thị trường Nhật Bản Nhật Bản xây dựng dự án 5 năm với mục tiêu: 38 triệu thuê bao aDSL, 18 triệu thuê bao FTTH , giá băng rộng giảm trên 60%, 97% cơ quan chính phủ làm việc qua Internet, kết nối băng rộng đến được nông thôn và người già (trên 65 tuổi). Công ty NTT dẫn đầu về FTTH ở Nhật đầu tư 5 ngàn tỷ Yên (47 tỷ USD) tính đến năm 2010 để nâng cấp FTTH cho các đường dẫn cũ của 30 triệu thuê bao. NTT và Tepco đưa gói dịch vụ lên đến 1Gbps cho phép xem TV trên FTTH. Hình 1.4 Phát triển thuê bao FTTH tại Nhật Bản Tại khu vực châu Âu: mạng FTTx cũng chứng tỏ tiềm năng phát triển qua những con số đáng chú ý. Tại Mỹ, FTTH là giải pháp duy nhất đối với các công ty cung cấp dịch vụ nội hạt tại Mỹ. Tính đến cuối quý 2 năm 2008, công ty Verzon đã có tới 2 triệu thuê bao FTTH. Cuối quý 3 năm 2008, công ty Verizon đã vượt qua con số 8,5 triệu thuê bao FTTH. Đến năm 2010, công ty này đạt được số lượng là 18 triệu thuê bao FTTH. Qua những số liệu phân tích ở trên, có thể thấy rằng thị trường FTTx nói chung và FTTH nói riêng là đầy tiềm năng. Không chỉ ở những nước phát triển như Nhật Bản, mà cả những nước đang phát triển khác nhu cầu đường truyền tốc độ cao như FTTH cũng là rất lớn. Tại Việt Nam, thị trường FTTx cũng vô cùng sôi động. Nguyễn Như Huê Page 13
- Xem thêm -