Báo cáo tập sự nghề nghiệp tìm hiểu mạng truy nhập quang gpon và triển khai các dịch vụ trên mạng gpon

Qua quá trình thực tập tại Công ty Cổ phần Viễn thông ACT, em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Ban lãnh đạo, các anh làm việc trong bộ phận Kỹ thuật mạng cố định băng rộng đ

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO TẬP SỰ NGHỀ NGHIỆP TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON

VÀ TRIỂN KHAI CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG

LỚP : 19040201

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO TẬP SỰ NGHỀ NGHIỆP TÌM HIỂU MẠNG TRUY NHẬP QUANG GPON

VÀ TRIỂN KHAI CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG

LỚP : 19040201

TP.HỒ CHÍ MINH – THÁNG 04/2023

thầy Nguyễn Kiều Tam cũng như các thầy cô thuộc Khoa Điện – Điện tử, Trường

Đại học Tôn Đức Thắng đã trang bị kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập.

Điều đặc biệt là đã tạo điều kiện cho em được thực tập bên ngoài để cọ xát thực tế,hoàn thiện kiến thức trong nhà trường

Qua quá trình thực tập tại Công ty Cổ phần Viễn thông ACT, em xin chân

thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của Ban lãnh đạo, các anh làm việc trong bộ phận

Kỹ thuật mạng cố định băng rộng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được tham giahọc hỏi và ứng dụng các kiến thức mà em đã được học vào thực tế

Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô để em có thể khắc phục nhữngnhược điểm và ngày càng hoàn thiện mình hơn

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Tác giả

DANH MỤC HÌNH VẼ VI DANH MỤC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIII LỜI NÓI ĐẦU X

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN VIỄN THÔNG ACT 1

1.1 THÔNG TIN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN VIỄN THÔNG ACT 1

1.2 SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY 1

1.3 NGÀNH NGHỀ KINH DOANH 2

1.4 CƠ CẤU TỔ CHỨC TRONG CÔNG TY 4

1.5 MÔ HÌNH TỔ CHỨC 4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON) 5

2.1 KHÁI NIỆM MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG 5

2.2 ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA HỆ THỐNG 5

2.3 KIẾN TRÚC MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON 6

2.4 CÁC HỆ THỐNG PON ĐANG ĐƯỢC TRIỂN KHAI 7

2.4.1 APON/BPON 7

2.4.2 GPON 8

2.4.3 EPON 8

2.4.4 WDM-PON 9

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (GPON) 10

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG GPON 10

3.2 TÌNH HÌNH CHUẨN HÓA GPON 10

3.3 KIẾN TRÚC MẠNG GPON 12

3.4 THÔNG SỐ KỸ THUẬT 13

3.4.1 Tốc độ bit 13

3.4.2 Khoảng cách logic 14

3.5.1 Kỹ thuật truy nhập 15

3.5.2 Phương thức ghép kênh 16

3.6 PHƯƠNG THỨC ĐÓNG GÓI DỮ LIỆU 16

3.7 ĐỊNH CỠ VÀ PHÂN ĐỊNH BĂNG TẦN ĐỘNG 16

3.7.1 Thủ tục định cỡ (Ranging) 16

3.7.2 Phương thức cấp phát băng thông 17

3.8 BẢO MẬT VÀ MÃ HÓA SỬA LỖI 17

3.9 KHẢ NĂNG CUNG CẤP BĂNG THÔNG 17

3.9.1 Hướng xuống 17

3.9.2 Hướng lên 17

3.9.3 Băng thông hữu ích 17

3.10 KHẢ NĂNG CUNG CẤP DỊCH VỤ 18

CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI CÁC DỊCH VỤ TRÊN MẠNG GPON 19

4.1 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG MẠNG GPON 19

4.1.1 Định hướng chung 19

4.1.2 Các hình thức cung cấp quang FTTx 19

4.2 MÔ HÌNH TRIỂN KHAI THUÊ BAO CỐ ĐỊNH BĂNG RỘNG - GPON CỦA VNPT 20

4.2.1 Mô hình tổng quan mạng lưới 20

4.2.2 Mô hình triển khai ngoại vi – GPON 21

4.3 ĐỀ XUẤT DỊCH VỤ TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG GPON CỦA VNPT 21

4.3.1 Dịch vụ IPTV 21

4.3.2 Dịch vụ Internet (FTTH, Leased line Internet) 22

4.3.3 Dịch vụ kết nối VPN 23

4.3.4 Dịch vụ kết nối mạng điểm – đa điểm 23

4.4 CẤU HÌNH THIẾT BỊ 23

4.2.1 Cấu hình dịch vụ Internet 24

4.2.7 Hướng dẫn xử lý sự cố ONT ZTE 33

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 46

5.1 NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 46

5.2 BÀI HỌC KINH NGHIỆM 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

Hình 1.2: Mô hình tổ chức của Công ty ACT 4

Hình 2.1: Kiến trúc mạng quang thụ động PON 6

Hình 2.2: Mô hình cấu trúc mạng quang thụ động PON 7

Hình 3.1: Kiến trúc mạng GPON 12

Hình 4.1: Mô hình tổng quan mạng lưới 20

Hình 4.2: Mô hình triển khai ngoại vi 21

Hình 4.3: Dịch vụ IPTV 22

Hình 4.4: Dịch vụ Internet 22

Hình 4.5: Dịch vụ kết nối VPN 23

Hình 4.6: Dịch vụ kết nối mạng điểm - đa điểm 23

Hình 4.7: Mô tả đèn LED của ONT ZTE 24

Hình 4.8: Cấu hình dịch vụ Internet 24

Hình 4.9: Cấu hình Wifi 25

Hình 4.10: Cấu hình bảo mật Wifi 26

Hình 4.11: Cấu hình dịch vụ Fax trên ONT 27

Hình 4.12: Cấu hình bật/tắt chức năng truyền hình cáp 27

Hình 4.13: Thay đổi mức tín hiệu truyền hình 28

Hình 4.14: Cấu hình IP CAMERA 29

Hình 4.15: Cấu hình DDNS 30

Bảng 4.1: Cấu hình Wifi 25

Bảng 4.2: Cấu hình dịch vụ Fax trên ONT 27

Bảng 4.3: Cấu hình IP CAMERA 29

Bảng 4.4: Cấu hình DMZ Host 30

Bảng 4.5: Cấu hình Port Forwarding 31

Bảng 4.6: Kiểm tra công suất quang và công suất tín hiệu truyền hình đầu ra 32

Bảng 4.7: Kiểm tra trạng thái dịch vụ Internet 33

Bảng 4.8: Kiểm tra dịch vụ Wifi 33

Bảng 4.9: Các bước xử lý sự cố ONT ZTE 34

Bảng 4.10: Kiểm tra tín hiệu đèn GPON 44

APON ATM Passive Optical Network

ATM Asynchronous Tranfer Mode

BER Bit Error Rate

BPON Broadband Passive Optical NetworkCATV Cable Television

CDMA Code Division Multiple Access

DTV Definition Television

DBA Dynamic Bandwidth Alocation

FEC Forward Error Correction

FSAN Full Service Access Network

FTTB Fiber to the Building

FTTC Fiber to the Curb/Cabinet

FTTH Fiber to the Home

FTTO Fiber to the Office

GEM GPON Encapsulation Method

HDTV High Definition Television

IPTV Internet Protocol Television

ISDN Integrated Services Digital NetworkISP Internet Service Provider

ODF Optical Distribution Frame

ODN Optical Distribution Network

OLT Optical Line Terminal

ONU Optical Network Unit

PDU Protocol Data Unit

PMD Polarization Mode Dispersion

PON Passive Optical Network

QoS Quality of Service

SDH Synchronous Digital Hierarchy

SONET Synchronous Optical Network

TDM Time Division Multiplexing

TDMA Time Division Multiplex Access

UNI User Network Interface

GPON Gigabit Passive Optical Network

VPN Virtual Private Network

EPON Ethernet Passive Optical Network

ONT Optical Network Terminal

VDSL Very High Bit Rate Digital Subscriber LineVoIP Voice over Internet Protocol

WDM Wave Division Multiplexing

phú và phát triển với tốc độ nhanh chóng như các dịch vụ mua bán trực tuyến, ngânhàng, các dịch vụ đào tạo từ xa, trò chơi trực tuyến, truyền hình theo yêu cầu, dịch

vụ lưu trữ dữ liệu từ xa, Đặc biệt, nhu cầu về các loại dịch vụ gia tăng tích hợpthoại, hình ảnh và dữ liệu đang ngày càng tăng Sự phát triển của các loại hình dịch

vụ mới, đòi hỏi hạ tầng mạng truy nhập phải đáp ứng các yêu cầu về băng thôngrộng, tốc độ truy nhập cao Vậy nên, mạng quang là một giải pháp cần thiết và cầnthiết để giải quyết các vấn đề trên Trong đó, mạng truy nhập quang thụ độngGPON là một giải pháp triển vọng đầy hứa hẹn trong mạng truy nhập để giảm bớthiện tượng tắc nghẽn mạng Mạng GPON là mạng điểm đến đa điểm mà không cần

có các thành phần tích cực trong tuyến truyền dẫn từ nguồn đến đích, cơ bản thì nóbao gồm sợi quang và các thiết bị thụ động Điều này làm tiết kiệm chi phí bảodưỡng, phân phối thiết bị, cấp nguồn và tận dụng được kiến trúc mạng quang

Những năm gần đây Việt Nam cũng đã triển khai mạng truy nhập quang thụđộng GPON đang có nhiều ưu thế Công nghệ GPON hiện nay là một trong nhữngcông nghệ được lựa chọn hàng đầu cho việc triển khai mạng truy nhập tài nhiềunước 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

Xuất phát từ vị trí, vai trò của mạng truy nhập quang và các công nghệ truy nhậpquang trong sự phát triển chung của hệ thống mạng viễn thông và mong muốn tìmhiểu mô hình hệ thống GPON nên em đã chọn đề tài “Tìm hiểu mạng truy nhậpquang GPON và triển khai các dịch vụ trên mạng GPON” làm đề tài tập sự nghềnghiệp của mình

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN VIỄN THÔNG

ACT1.1 Thông tin về Công ty Cổ phần Viễn thông ACT

 Tên quốc tế: ACT TELECOMMUNICATION JOINT STOCK COMPANY

 Người đại diện: Phạm Tuấn Anh

 Quản lý bởi: Chi cục Thuế Quận Tân Bình

1.2 Sơ lược về quá trình hình thành và hướng phát triển của công ty

Công ty cổ phần viễn thông ACT thành lập ngày 21 tháng 11 năm 2011 và hoạtđộng trên phạm vi toàn quốc với các lĩnh vực kinh doanh thuộc ngành viễn thôngnhư là: Thiết kế hạ tầng viễn thông; Cho thuê hạ tầng viễn thông cáp quang; Thicông công trình viễn thông; Dịch vụ quản lý vận hành hạ tầng viễn thông; Cung cấpthiết bị truyền hình số; Cung cấp hàng hóa, thiết bị viễn thông; Cung cấp sản phẩm

và giải pháp công nghệ thông tin

Từ lúc thành lập tới nay, công ty đã không ngừng nỗ lực để vươn tới sự pháttriển lớn mạnh, bền vững với mục tiêu trở thành một trong những đơn vị đứng đầu

về hợp tác đầu tư, quản lý vận hành kỹ thuật, cung cấp dịch vụ viễn thông chokhách hàng trong dự án và cho các doanh nghiệp tại Việt Nam

Công ty hướng đến mục tiêu là doanh nghiệp cung cấp dịch vụ kỹ thuật, vậnhành khai thác hạ tầng mạng lưới và quản lý khách hàng viễn thông; đầu tư và hợptác cung cấp dịch vụ viễn thông, giải pháp công nghệ thông tin hàng đầu Việt Nam;hợp tác với tất cả nhà cung cấp lớn để đưa dịch vụ cao cấp và tiện ích nhất tới kháchhàng toàn quốc.

Hình 1.1: Tổng quan về Công ty Cổ phần Viễn thông ACT

4101 Xây dựng nhà để ở

4102 Xây dựng nhà không để ở

4221 Xây dựng công trình điện

Mã Ngành

4229 Xây dựng công trình công ích khác

4291 Xây dựng công trình thuỷ

4292 Xây dựng công trình khai khoáng

4293 Xây dựng công trình chế biến, chế tạo

4299 Xây dựng công trình kĩ thuật dân dụng khác

4330 Hoàn thiện công trình xây dựng

4390 Hoạt động xây dựng chuyên dụng khác

(Xây dựng công trình bưu chính viễn thông)

4610 Đại lí, môi giới, đấu giá hàng hoá

4649

Bán buôn đồ dùng khác cho gia đình(Sách-báo-tạp chí, văn phòng phẩm, vali, cặp, túi, ví, hàng da vàgiả da.Bán buôn hàng gốm, sứ, thuỷ tinh)

4651 Bán buôn máy vi tính, thiết bị ngoại vi và phần mềm

4652 Bán buôn thiết bị và linh kiện điện tử, viễn thông

4741 Bán lẻ máy vi tính, thiết bị ngoại vi, phần mềm và thiết bị viễn

thông trong các cửa hàng chuyên doanh

6110 Hoạt động viễn thông có dây

6120 Hoạt động viễn thông không dây

6190 Hoạt động viễn thông khác

6201 Lập trình máy vi tính

6202 Tư vấn máy vi tính và quản trị hệ thống máy vi tính

6209 Hoạt động dịch vụ công nghệ thông tin và dịch vụ khác liên quan

Mã Ngành

đến máy vi tính

6311 Xử lí dữ liệu, cho thuê và các hoạt động liên quan

6312 Cổng thông tin

6399 Dịch vụ thông tin khác chưa được phân vào đâu

7710 Cho thuê xe có động cơ

7730 Cho thuê máy móc, thiết bị và đồ dùng hữu hình khác

9511 Sửa chữa máy vi tính và thiết bị ngoại vi

9512 Sửa chữa thiết bị liên lạc

Bảng 1.1: Ngành nghề kinh doanh 1.4 Cơ cấu tổ chức trong công ty

Chủ tịch Hội đồng Quản trị: Trần Ngọc Thiều

Tổng Giám Đốc: Phạm Tuấn Anh

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON)2.1 Khái niệm mạng quang thụ động

PON là từ viết tắt của Passive Optical Network hay còn gọi là mạng quang thụđộng Mạng quang thụ động PON là một mạng quang không có các phần tử điệnphụ hay thiết bị quang điện tử PON là công nghệ sử dụng bộ chia quang (Splitter)

để nối tới rất nhiều thiết bi đầu cuối mạng quang Như vậy, trong PON sẽ bao gồm:sợi quang, các bộ chia, bộ kết hợp, bộ ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc, chínhnhờ vào cấu trúc như thế mà PON có những ưu điểm đặc trưng như:

 Không yêu cầu cung cấp nguồn điện nên không ảnh hưởng của lỗi nguồn

 Tạo thành đường truyền thông suốt giữa tổng đài và thuê bao Làm cho cấu trúcmềm dẻo hơn vì nó chỉ phụ thuộc vào dạng tín hiệu Và việc sử dụng linh kiệnthụ động sẽ làm tăng độ tin cậy của hệ thống

 Chi phí cho khai thác vận hành và bảo dưỡng nhỏ

 Đối với cấu trúc mạng PON, công suất quang càng nhỏ thì mức thu giảm, vì vậykhả năng chia kênh sẽ bị giảm so với trường hợp tín hiệu băng hẹp Cho nên đểtăng băng tần hệ thống phải áp dụng các công nghệ truyền dẫn tiên tiến như kỹthuật thu kết hợp hay kỹ thuật ghép bước sóng

2.2 Đặc điểm chính của hệ thống

 Đặc trưng của hệ thống PON là thiết bị thụ động phân phối sợi quang đến từngnhà thuê bao sử dụng bộ chia splitter có thể lên tới 1:128

 PON hỗ trợ giao thức ATM, Ethernet

 PON hỗ trợ các dịch vụ voice, data và video tốc độ cao

 Khả năng cung cấp băng thông cao

 Trong hệ thống PON băng thông được chia sẻ cho nhiều khách điều này sẽ làmgiảm chi phí cho khách hàng sử dụng.

 Khả năng tận dụng công nghệ WDM, ghép kênh phân chia thao dải tần và cungcấp băng thông động để giảm thiểu số lượng cáp quang cần thiết để kết nối giữaOLT và Splitter

 PON thực hiện truyền dẫn 2 chiều trên 2 sợi quang hay 2 chiều trên cùng 1 sợiquang

 PON có thể hỗ trợ topo hình cây, sao, bus và ring

2.3 Kiến trúc mạng quang thụ động PON

Các phần tử thụ động của PON đều nằm trong mạng phân bố quang (hay còn gọi

là mạng ngoại vi) bao gồm các phần tử như sợi quang, các bộ tách/ghép quang thụđộng (Splitter), các đầu nối và các mối hàn quang Các phần tử tích cực như OLT

và các ONU đều nằm ở đầu cuối của PON Tín hiệu trong PON có thể được phân ra

và truyền đi theo nhiều sợi quang hoặc được kết hợp lại và truyền trên một sợiquang thông qua bộ ghép quang, phụ thuộc vào tín hiệu đó là đi theo hướng lên hayhướng xuống của PON PON thường được triển khai trên sợi quang đơn mode, vớicấu hình cây là phổ biến PON cũng có thể được triển khai theo cấu hình vòng ringcho các khu thương mại hoặc theo cấu hình bus khi triển khai trong các khu trường

sở,

Hình 2.3: Kiến trúc mạng quang thụ động PON

Bằng cách sử dụng các bộ tách/ghép quang, PON có thể triển khai theo bất cứcấu hình nào trong các cấu hình trên Ngoài ra, PON còn có thể thu gọn lại thànhcác vòng ring kép, hay hình cây, hay các nhánh của cây Tất cả các tuyến truyền dẫntrong PON đều được thực hiện giữa OLT và ONU OLT nằm ở CO và kết nối mạngtruy nhập quang với mạng đô thị (MAN) hay mạng diện rộng (WAN), được biếtđến như là những mạng đường trục ONU nằm tại vị trí đầu cuối người sử dụng(FTTH hay FTTB hoặc FTTC)

Hình 2.4: Mô hình cấu trúc mạng quang thụ động PON

2.4 Các hệ thống PON đang được triển khai

2.4.1 APON/BPON

FSAN đã phát triển một tiêu chí cho mạng truy nhập PON sử dụng công nghệATM và giao thức lớp 2 của nó Hệ thống này được gọi là APON (viết tắt của ATMPON) Cái tên APON sau đó được thay thế bằng BPON với ý diễn đạt PON băngrộng Hệ thống BPON có khả năng cung cấp nhiều dịch vụ băng rộng như: ethernet,video, đường riêng ảo (VPL), kênh thuê riêng, Năm 1997, nhóm FSAN đưa các

đề xuất chỉ tiêu BPON lên ITU-T để thông qua chính thức Từ đó, các tiêu chuẩnITU G.983.x cho mạng BPON lần lượt được thông qua Hệ thống BPON hỗ trợ tốc

độ không đối xứng 155 Mbps hướng lên và 622 Mbps hướng xuống hoặc tốc độ đốixứng 622 Mbps Các hệ thống BPON đã được sử dụng nhiều ở nhiều nơi, tập trung

ở Bắc Mỹ, Nhật Bản và một phần Châu Âu

2.4.2 GPON

Do đặc tính cấu trúc của BPON khó có thể nâng cấp lên tốc độ cao hơn 622Mbps và mạng PON trên cơ nền ATM không tối ưu đối với lưu lượng IP, nhómFSAN phát triển một hệ thống mạng PON mới từ năm 2001 với tốc độ 1 Gbps hỗtrợ cả lưu lượng ATM và IP Dựa trên các khuyến nghị của FSAN, từ năm 2003 –

2004, ITU-T đã chuẩn hóa một loạt các tiêu chuẩn cho mạng PON Gigabit (GPON)bao gồm G.984.1, G.984.2, G.984.3 Chuẩn GPON hiện nay được định nghĩa dựatrên các giao thức cơ bản của chuẩn SONET/SDH ITU Các giao thức của nó kháđơn giản và đòi hỏi rất ít thủ tục Chính vì thế mà hiệu suất băng thông của GPONđạt tới hơn 90% Các ưu điểm của GPON: Cung cấp dịch vụ bộ ba: hỗ trợ các dịch

vụ âm thanh, dữ liệu và video truyền theo định dạng gốc của nó Rất nhiều các dịch

vụ Ethernet như QoS, VLAN, IGMP (Internet Group Management Protocol) vàRSTP (Rapid SpanningTree Protocol) cũng được hỗ trợ Hiệu suất và tốc độ đườngtruyền cao nhất: GPON hỗ trợ tốc độ bit cao nhất từ trước tới nay

Với tốc độ hướng lên/hướng xuống tương ứng 2,488/1,244 Gbit/s GPON cungcấp độ rộng băng thông lớn chưa từng có từ trước tới nay và là công nghệ tối ưu chocác ứng dụng của FTTH và FTTB.

Hiện nay cũng như trong tương lai, GPON là công nghệ phù hợp cho việc truyềnthông Ethernet/IP với việc hỗ trợ tiếng nói và video qua PON bằng việc sử dụnggiao thức SONET/SDH

2.4.3 EPON

Ethernet PON (EPON) là mạng trên cơ sở PON mang lưu lượng dữ liệu góitrong các khung Ethernet được chuẩn hóa theo 802.3, hoạt động với tốc độ 1 Gbps.Công việc trên EPON được bắt đầu vào tháng 3 năm 2001 bởi nhóm nghiên cứu802.3ah và hoàn thành vào tháng 6 năm 2004

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (GPON)3.1 Giới thiệu chung về mạng GPON

GPON (Gigabit Passive Optical Network) được định nghĩa theo chuẩn ITU-TG.984 GPON được mở rộng từ chuẩn BPON G.983 bằng cách tăng băng thông,nâng hiệu suất băng thông nhờ sử dụng gói lớn, có độ dài thay đổi và tiêu chuẩn hóaquản lý Thêm nữa, chuẩn cho phép vài sự lựa chọn tốc độ bit của đường lên vàđường xuống Phương thức đóng gói GPON – GEM (GPON EncapsulationMethod) cho phép đóng gói lưu lượng người dùng rất hiệu quả, với sự phân đoạnkhung cho phép chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) cao hơn phục vụ lưulượng nhạy cảm như truyền thoại và video GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăngcường bảo mật và chọn giao thức lớp 2 (ATM, GEM, Ethernet) Điều đó cho phépGPON phân phối thêm các dịch vụ tới nhiều thuê bao hơn với chi phí thấp hơn cũngnhư cho phép khả năng tương thích lớn hơn giữa các nhà cung cấp thiết bị

Hệ thống GPON thông thường gồm một thiết bị kết cuối đường dây OLT vàthiết bị kết cuối mạng ONU hay ONT được nối với nhau qua mạng phân phối quangODN Quan hệ giữa OLT và ONU là quan hệ một – nhiều, một OLT sẽ kết nối vớinhiều ONU

3.2 Tình hình chuẩn hóa GPON

Tiếp tục trên khả năng của kiến trúc sợi quang tới hộ gia đình FTTH (Fiber ToThe Home) đã được thực hiện trong những năm 1990 bởi nhóm công tác mạng truynhập dịch vụ đầy đủ FSAN (Full Service Access Network), được hình thành bởi cácnhà cung cấp dịch vụ và hệ thống lớn Hiệp hội viễn thông quốc tế ITU(International Telecommunications Union) làm các công việc tiếp theo tính từ lúcchuẩn hóa trên hai thế hệ của tiêu chuẩn mạng quang thụ động APON/BPON vàGPON Chuẩn cũ hơn ITU-T G.983 trên nền chế độ truyền tải không đồng bộ ATM

ATM như một giao thức chung dẫn đến phiên bản đầy đủ, cuối cùng của ITU-TG.983 được xem như chuẩn PON băng rộng hay BPON (Broadband PON) Mộtmạng APON/BPON điển hình cung cấp tốc độ 622 Mbit/s luồng xuống và 155Mbit/s luồng lên, mặc dù chuẩn cho phép tốc độ cao hơn.

GPON được ITU-T chuẩn hóa theo chuẩn G.984 bắt đầu từ năm 2003, mở rộng

từ chuẩn BPON G.983

ITU-T G.984.1 (03/2003) “G-PON: General characteristics”: cung cấp các giaodiện mạng người dùng (UNI), giao diện nút dịch vụ (SNI) và một số dịch vụ Chuẩnnày kế thừa hệ thống G.982 (APON) và G.983.x (BPON) bằng cách xem xét lạidịch vụ hỗ trợ, chính sách bảo mật, tốc độ bit danh định

ITU-T G.984.2 (03/2023) “G-PON: PMD layer specification”: chỉ ra các yêucầu cho lớp vật lý và các chi tiết kỹ thuật cho lớp PMD Nó bao gồm các hệ thống

có tốc độ hướng xuống 1244.160 Mbit/s, 2488.320 Mbit/s và hướng lên 155.520Mbit/s, 622.080 Mbit/s, 1244.160 Mbit/s, 2488.320 Mbit/s Mô tả cả hệ thốngGPON đối xứng và bất đối xứng

ITU-T G.984.2 Adm 1 (02/2006): thêm phụ lục cho ITU-T G.984.2, các xácminh về khả năng chấp nhận giá thành sản xuất công nghiệp đối với hệ thống G-PON 2.488/1.244 Gbit/s

ITU-T G.984.3 (02/2004) “GPON: TC layer specification”: mô tả lớp hội tụtruyền dẫn (Transmission convergence – TC) cho các mạng G-PON bao gồm địnhdạng khung, phương thức điều khiển truy nhập môi trường, phương thức ranging,chức năng OAM và bảo mật

ITU-T G.984.3 Adm1 (07/2005): cải thiện chỉ tiêu kỹ thuật lớp TC, sửa đổi hiệuchỉnh về từ ngữ G.984.3

ITU-T G.984.3 Adm2 (03/2006): thêm thông tin phần phụ lục ITU-T G.984.3cho phần kỹ thuật và định dạng tín hiệu hướng xuống

ITU-T G.984.3 Adm3 (12/2006): sáng tỏ và cô đọng nội dung ITU-T G.984.3.ITU-T G.984.4 (06/2004) “G-PON: ONT management and control interfacespecification”: cung cấp chỉ tiêu kỹ thuật giao diện điều khiển (OMCI) và quản lýONT các hệ thống GPON.

ITU-T G.984.4 Adm1 (06/2005): sửa đổi bổ sung ITU-T G.984.4

ITU-T G.984.4 Adm2 (03/2006): sửa đổi bổ sung ITU-T G.984.4

ITU-T G.984.4 Adm3 (03/2006): làm rõ cho phần G-OMCI, mô tả các mức cảnhbáo, giới hạn tốc độ các cổng Ethernet, OMCI cho OMCI, vận chuyển lưu lượngpseudowire

3.3 Kiến trúc mạng GPON

Cấu trúc hệ thống GPON bao gồm OLT, các ONU, bộ chia quang Splitter và cácsợi quang Sợi quang được kết nối với các OLT đi tới bộ chia quang Splitter, tại bộchia quang chia ra các sợi khác và các sợi phân nhánh này được kết nối với ONU

Hình 3.5: Kiến trúc mạng GPON

Hệ thống GPON bao gồm các thành phần sau đây:

 OLT (Optical Line Terminal): Thiết bị kết cuối cáp quang tích cực lắp đặt tạiphía nhà cung cấp dịch vụ, thường được đặt tại các trạm đài

 ONT (Optical Network Terminal): Thiết bị kết nối OLT thông qua mạng phânphối quang (ODN) dùng cho trường hợp kết nối quang tới nhà thuê bao (FTTH)

 ONU (Optical Network Unit): Thiết bị kết cuối mạng cáp quang tích cực, kết nốivới OLT thông qua mạng phân phối quang (ODN) thường dùng cho trường hợp

 Bộ tách / ghép quang thụ động (Splitter): Dùng để chia / ghép thụ động tín hiệuquang từ nhà cung cấp dịch vụ đến khách hàng và ngược lại, giúp tận dụng hiệuquả sợi quang vật lý Splitter thường được đặt tại các điểm phân phối quang(DP) và các điểm truy nhập quang (AP) Bộ tách / ghép quang được đặt tại các

tủ hộp kiểu indoor thường đặt tại nhà trạm viễn thông)

 FDC – Fiber Distribution Cabinet: Tủ phân phối quang

 FDB – Fiber Distribution Box: Hộp phân phối quang loại nhỏ

3.4 Thông số kỹ thuật

3.4.1 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

 Đường lên 2,5 Gbit/s up, đường xuống 2,5 Gbit/s

Các thông số kỹ thuật khác:

 Bước sóng: 1480 – 1500 nm đường xuống và 1260 – 1360 nm đường lên

 Đa truy nhập đường lên: TDMA

 Cấp phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwidth Allocation)

 Loại lưu lượng: Dữ liệu số.

 Khung truyền dẫn: GEM

 Dịch vụ: Dịch vụ đầy đủ (Ethernet, TDM, POTS)

 Tỉ lệ chia của bộ chia thụ động: Tối đa 1:128

 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 DFB laser luồng lên, 10 km với Fabry – Perot

3.4.4 Tỉ lệ chia

Đối với nhà khai thác mạng thì tỉ lệ chia càng lớn càng tốt Tuy nhiên tỉ lệ chialớn thì đòi hỏi công 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 nhiêntrong bước phát triển tiếp theo thì tỉ lệ 1:128 có thể được sử dụng.

3.5 Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh

Công nghệ truyền dẫn đa truy nhập là các kỹ thuật chia sẻ tài nguyên hữu hạncho một lượng khách hàng Trong hệ thống GPON, tài nguyên chia sẻ chính là băngtần truyền dẫn Người sử dụng cùng chia sẻ tài nguyên này bao gồm thuê bao, nhàcung cấp dịch vụ, nhà khai thác và những thành phần mạng khác Tuy không còn làmột lĩnh vực mới mẻ trong ngành viễn thông thế giới nhưng các kỹ thuật truy nhậpcũng là một trong những công nghệ đòi hỏi những yêu cầu ngày càng cao để hệthống thỏa mãn được các yêu cầu về độ ổn định cao, thời gian xử lý thông tin và trễthấp, tính bảo mật và an toàn dữ liệu cao

3.5.1 Kỹ thuật truy nhập

Kỹ thuật truy nhập được sử dụng phổ biến trong các hệ thống GPON hiện nay là

đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA)

TDMA là kỹ thuật phân chia băng tần truyền dẫn thành những khe thời gian kếtiếp nhau Những khe thời gian này có thể được ấn định trước cho mỗi khách hànghoặc có thể phân theo yêu cầu tùy thuộc vào phương thức chuyển giao đang sửdụng Mỗi thuê bao được phép gửi số liệu đường lên trong khe thời gian riêng biệt

Bộ tách kênh sắp xếp số liệu đến theo vị trí khe thời gian của nó hoặc thông tinđược gửi trong bản thân khe thời gian Số liệu đường xuống cũng được gửi trongkhe thời gian xác định Một đặc tính quan trọng của GPON sử dụng TDMA là yêucầu bắt buộc về đồng bộ của lưu lượng đường lên để tránh xung đột số liệu

3.5.2 Phương thức ghép kênh

Phương thức ghép kênh trong GPON là ghép kênh song hướng Các hệ thốngGPON hiện nay sử dụng phương thức ghép kênh phân chia không gian Nó đượcthực hiện nhờ sử dụng những sợi riêng biệt cho truyền dẫn đường lên và xuống.Việc sử dụng hai sợi quang làm cho việc thiết kế mạng mềm dẻo hơn và làm tăng

độ khả dụng bởi vì chính ta có thể mở rộng mạng bằng cách sử dụng những bộ ghépkênh theo bước sóng trên một hoặc hai sợi.

3.6 Phương thức đóng gói dữ liệu

GPON định nghĩa hai phương thức đóng gói ATM và GEM (GPONEncapsulation Method) Các ONU và OLT có thể hỗ trợ cả T-CONT (TransmissionContainers) nền ATM hoặc GEM

GEM sử dụng để đóng gói dữ liệu qua mạng GPON GEM cung cấp khả năngthông tin kết nối định hướng tương tự ATM GPON cho phép hỗ trợ nhiều loại hìnhdịch vụ khách hàng khác nhau Khách hàng ATM được sắp xếp trong suốt vàokhung GEM trên cả hai hướng Khách hàng TDM được sắp xếp vào khung GEM sửdụng thủ tục đóng gói GEM Các gói dữ liệu bao gồm cả các khung Ethernet cũngđược sắp xếp sử dụng thủ tục đóng gói GEM GEM cũng hỗ trợ việc phân mảnhhoặc chia nhỏ các khung lớn thành các phân mảnh nhỏ và ghép lại ở đầu thu nhằmgiảm trễ cho các lưu lượng thời gian thực Lưu lượng dữ liệu bao gồm các khungEthernet, các gói tin IP, IPTV, VoIP và các loại khác giúp cho truyền dẫn khungGEM hiệu quả và đơn giản GPON sử dụng GEM mang lại hiệu quả cao trongtruyền dẫn tải tin IP nhờ sử dụng tới 95% băng thông cho phép trên kênh truyềndẫn

3.7 Định cỡ và phân định băng tần động

3.7.1 Thủ tục định cỡ (Ranging)

Để một ONU có thể vận hành trong mạng PON nó phải được ranging (xác định

cự ly giữa ONU và OLT) Cự ly ranging tối đa của mạng PON hiện quy định là 20km

3.7.2 Phương thức cấp phát băng thông

Hướng lên GPON sử dụng phương thức cấp phát băng thông động DBA(Dynamic Bandwidth Assignment)

3.8 Bảo mật và mã hóa sửa lỗi

 Bảo mật: Do mạng GPON là mạng điểm – đa điểm nên dữ liệu hướng xuống cóthể được nhận bởi tất cả ONU Công nghệ GPON sử dụng bảo mật hướng xuốngvới chuẩn mật mã tiên tiến AES (Advanced Encrytion Standard) Dữ liệu thuêbao trong khung luồng xuống được bảo vệ thông qua lược đồ mật mã hóa AES

và chỉ phần tải lưu lượng trong khung được mã hóa Với hướng lên xem như liênkết điểm – điểm và không sử dụng mã hóa bảo mật

 Sửa lỗi hướng thuận FEC (Forward Error Correction): Công nghệ GPON sửdụng phương pháp sửa lỗi tiến FEC FEC mang lại kết quả tăng quỹ đườngtruyền lên 3 – 4 dB (độ lợi mã hóa) vì vậy cho phép tăng tốc độ bit và khoảngcách giữa OLT và các ONU cũng như hỗ trợ tỉ số chia lớn hơn trong mạng FECđược tùy chọn sử dụng trong cả hướng lên và hướng xuống, dùng mã ReedSolomon thường là RS (255,239)

3.9 Khả năng cung cấp băng thông

3.9.1 Hướng xuống

Tốc độ hướng xuống của GPON = 2,488 Mbit/s

3.9.2 Hướng lên

Hướng lên có thông lượng đến 1,25 Gbit/s

3.9.3 Băng thông hữu ích

Công nghệ GPON hỗ trợ tốc độ lên tới 1,25 Gbit/s hoặc 2,5 Gbit/s hướng xuống

và hướng lên, hỗ trợ nhiều mức tốc độ trong khoảng từ 155 Mbit/s đến 2,5 Gbit/s.Hiệu suất sử dụng băng thông đạt trên 90%

3.10 Khả năng cung cấp dịch vụ

GPON được ứng dụng chủ yếu trong các mạng sau:

 GPON được ứng dụng trong các mạng truy nhập quang FTTx để cung cấpcác dịch vụ như IPTV, VoD, RF Video, Internet tốc độ cao, VoIP, VoiceTDM với tốc độ dữ liệu / thuê bao có thể đạt 1000 Mbps, hỗ trợ QoS đầy đủ.

 Giải trí – CATV, HDTV, PPV, PDVR, IPTV – Hệ thống đường lên Videohoàn thiện cho modem DOCSIS và dịch vụ Video tương tác, truyền hình vệtinh; tất cả các dịch vụ trên cáp quang GPON

 Thông tin liên lạc – Các đường thoại, thông tin liên lạc, truy cập internet,intranet tốc độ cao, truy cập internet không dây tại những địa điểm côngcộng, đường băng thông lớn (BPLL) và làm backhaul cho mạng không dây

 Bảo mật – Camera, báo cháy, báo đột nhập, báo động an ninh, trung tâm điềukhiển 24/7 với khả năng giám sát, backup dữ liệu, SAN