TIỂU LUẬN môn học CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG BĂNG RỘNG đề tài FTTX kiến trúc và phân loại

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các giải pháp công nghệ hạ tầ

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Khoa viễn thông 1

-TIỂU LUẬN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG BĂNG RỘNG

 Đề tài: FTTX kiến trúc và phân loại 

Hà Nội, tháng 09 năm 2022

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các giải pháp công nghệ hạ tầng mạng vànhu cầu ngày càng cao về băng thông cho các dịch vụ, công nghệ quang đã được triểnkhai và đang phát triển mạnh tại Việt Nam và thế giới

Môn học công nghệ truy cập quang băng rộng cung cấp cho người học nhữngkiến thức cơ sở về công ngệ

sẽ tập trung vào các kiến trúc và các thành phần cơ bản trong mạng truy nhập quangFTTx Sau khi học xong môn này, người học nắm được nguyên lý hoạt động, đặcđiểm cơ bản các chuẩn công nghệ của mạng FTTx cũng như các nguyên tắc cơ bảntrong thiết kế và đo kiểm một hệ thống truy nhập quang

Với đề tài “FTTx kiến trúc và phân loại”, nhóm chúng em chia nội dung thành

3 phần chính như sau:

Trong quá trình thực hiện bài báo cáo không tránh khỏi thiếu sót, em rất mongđược nhưng góp ý quý báu của cô để bài báo cáo được hoàn thiện hơn

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

DANH MỤC VIẾT TẮT 4

1 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FFTx 5

1.1 Nhu cầu về thuê bao băng rộng 5

1.2 Các công nghệ truy cập hiện nay 6

1.2.1 Công nghệ xDSL 6

1.2.2 Wifi và Wimax 7

1.2.3 Cáp truyền hình 7

1.3 Xu hướng FTTx 7

2 Định nghĩa và phân loại 8

2.1 Giới thiệu chung 8

2.1.1 Mạng truy nhập quang tích cực AON 8

2.1.2 Mạng truy nhập quang thụ động PON 9

2.2 FTTx 9 9 2.3 Phân loại trong FTTx 11

3 Kiến trúc mạng truy nhập FTTX 12

3.1 Các kiến trúc mạng cơ bản FTTX 12

3.1.1 FTTB và FTTO (Fiber to the Building và Fiber to the Office) 12

3.1.2 FTTH (Fiber to the Home) 13

3.1.3 FTTC (Fiber to the Curb) 14

3.1.4 FTTN (Fiber to the Node) 15

3.2 Thiết bị đầu cuối đài trạm OLT, bộ chia Splitter, ONT/ONU 17

3.2.1 Thiết bị OLT (Optical Line Termination) 17

3.2.2 Thiết bị đầu cuối mạng ONU/ONT 18

3.2.3 Bộ chia Splitter  19

3.3 Cấu trúc mạng truy cập cáp quang ODN 19

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

DANH MỤC HÌNH ẢNHHình 1: Băng thông dịch vụ 5Hình 2: Mạng quang tích cực AON 9Hình 3: Mạng quang thụ động PON 9Hình 4: Cấu hình tham chiếu mạ

Hình 5: Kiến trúc mạng FTTx 12Hình 6: Cấu trúc mạng truy nhập FTTB 13Hình 7: Cấu trúc mạng truy nhập FT

Hình 8: Cấu trúc mạng truy nhập FTTC 15Hình 9: Sợi cáp trong các phân loại FTTX 16Hình 10: Sơ đồ khối chức năn

Hình 11: Sơ đồ khối chức năn

Hình 12: Mô hình chi

Hình 13: Cấu trúc mạng cáp quang ODU 20

DANH MỤC VIẾT TẮTA

đối xứngD

tích hợp

InternetM

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

1 Nguồn gốc sự ra đời của mạng FFTx

1.1 Nhu cầu về thuê bao băng rộng

Xu hướng hội tụ của viễn thông và công nghệ thông tin có nhiều ảnh hưởngđến mạng viễn thông, đòi hỏi mạng viễn thông phải có cấu trúc mở, linh hoạt, cungcấp nhiều loại dịch vụ khác nhau cho người sử dụng, hiệu quả khai thác cao, dễ pháttriển Trong quá trình phát triển, các động lực thúc đẩy sự tiến bộ của kỹ thuật viễnthông là:

- Công nghệ điện tử với xu hướng phát triển hướng tới sự tích hợp ngày càngcao của các vi mạch

- Sự phát triển của kỹ thuật số

- Sự kết hợp giữa truyền thông và tin học, các phần mềm hoạt động ngày cànghiệu quả

- Công nghệ truyền dẫn quang làm tăng khả năng tốc độ và chất lượng truyềntin, chi phí thấp cho phép mạng lưới thoả mãn tốt hơn các nhu cầu của khách hàngtrong tương lai

 Ngày

thông của

tăng tiện ích khác như:

Mỗi dịch vụ đều đòi hỏi tốc độ băng thông nhất định mới đảm bảo chất lượng dịch vụ:

 Hình 1 Băng th Hình 1 Băng thông dịch vụông dịch vụ

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

Tốc độ tăng số lượng người dùng internet cũng như số lượng thuê bao quy đổitại việt nam đang đi vào mức ổn định theo từng năm, dao động từ 20 – 30%

Do tác động của hội nhập phát triển, công nghệ ngày càng phát triển dẫn đếnnhu cầu về tốc độ truy cập ngày càng tăng

Vì vậy, dù đang chiếm ưu thế với số lượng thuê bao lớn, nhưng xDSL - hệthống truy cập tốc độ cao qua đường dây điện thoại (cáp đồng) đang lộ rõ những hạnchế về mặt băng thông, độ ổn định cũng như khả năng cung cấp dịch vụ

Cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trở nên mạnh mẽ, khốcliệt hơn bao giờ hết Trên thị trường viễn thông, với mức độ cạnh tranh ngày càng trở nên mạnh mẽ đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ phải luôn ứng dụng các công nghệ truynhập mới nhằm giữ và phát triển thị phần: Tính đến nay, trên thị trường Việt Nam có:

Vietnammobile, Gtel

 Ngoài ra, còn có

cũng đang mở rộng sang dịch vụ băng rộng

Xu hướng phát triển chủ yếu của thị trường hiện nay là:

lượng ngày càng cao

quang, có tốc độ và

cũ

hàng lớn bằng các biện pháp nâng cấp tốc độ, giảm giá

Do đó, để giữ vững và tăng thêm thị phần, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thôngtruyền thống phải tập trung vào khai thác thế mạnh của mình là khả năng cung cấp băng

mạng truy nhập mới trên nền cáp quang

1.2 Các công nghệ truy cập hiện nay1.2.1 Công nghệ xDSL

Công nghệ xDSL tận dụng hệ thống hạ tầng cáp điện thoại bằng đồng có sẵn đểtruyền 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

cao xDSL có nhiều biến thể như ADSL (Asymetric DSL), ADSL2, ADSL2+, VDSL(Very high bit-rate DSL), HDSL …

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

1.2.2 Wifi và Wimax

Wifi là công nghệ mạng truy cập không dây (Wlan) dựa trên tiêu chuẩn IEEE802.11 Wifi đã và đang được sủ dụng rộng rãi ở các nơi công cộng: nhà ga, trườnghoc, sân bay, khách sạn, quán café …do giá thành thiết bị truy cập AP (Access Point)

rẻ, các thiết bị đầu cuối đã được tích hợp sẵn trong laptop, điện thoại di động Tuynhiên Wifi không thích hợp là công nghệ truy cập tốc độ cao của các nhà cung cấpdịch vụ bởi vì khoảng cách truy cập ngắn, tốc độ thấp không phù hợp với dịch vụVoiIP, IPTV…

Wimax là công nghệ truy cập không dây băng rộng hướng đến cung cấp cácdịch vụ từ cố định đến di động nó cho phép truy cập băng rộng không dây đến cácthiết bị đầu cuối như một phương thức thay cho cáp và DSL Rất có lợi cho các vunghải đảo, địa hình phức tạp khó triển khai cáp và công nghệ xDSL.Wimax có thể cungcấp đường truyền tôc độ lên tới hang chục Mbps, khoảng cách có thể lên

Dù Wimax có nhiều ưu điểm như vậy nhưng nhìn chung vẫn không thể cung cấpđường truyền tốc độ Gigabit ,và vẫn chụi ảnh hưởng của môi trường xung quanh 1.2.3 Cáp truyền hình

Truy nhập internet tốc độ cao qua đường truyền hình cáp là mô hinh ngép laiHFC (Hybrid Fiber Coaxial), tận dụng cơ sở cáp quang và cáp đồng của mạng truyềnhình cáp công nghệ theo tiêu chuẩn DOCSIS (Data Over Cable Service InterfaceSpecification) cho phép khách hàng có thể download với tốc độ lên tới 10Mbps, và tốc

độ upload lên tới 2 Mbps

Do mạng CATV truyền thống chỉ truyền thông tin từ nhà cung cấp đến thuê bao nhưng

truyền thông tin từ nhà khách hàng theo chiều ngược lại thông qua nhà cung cấp dịch

vụ internet thứ 3 Đây là một nhược điểm lớn của công nghệ này bởi ngày nay các nhàcung cấp dịch vụ đang cố gắng tích hợp thoại, video, data trong một đường truyềnchung

1.3 Xu hướng FTTx

giới.Hiện Nhật Bản, Trung Quốc và Mỹ là các quốc gia đi đầu trong lĩnh vực băngthông rộng sử dung công nghệ cáp quang này

Với tính năng ưu việt, FTTH có khả năng sẽ thay thế dần ADSL trong tương laigần một khi băng thông ADSL không đủ sức cung cấp đồng thơi các dịch vụ trựctuyến trong cùng một thời điểm

công nghệ vào tháng 12/2006, sau đó lần lượt đến VNPT, Viettel.Trong 4 dạng FTTx,thì FTTH là hoàn chỉnh nhất về công nghệ, tiêu chuẩn quốc tế và tối ưu tiện ích chongười dùng với công nghệ FTTH- GPON hoàn chỉnh, có tốc độ lên tới 2,5Gbps (gấp

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

nâng cao hiệu quả các ứng dụng CNTT trong hoạt động sản xuất, kinh doanh củakhách hàng doanh nghiệp và cả người dùng hộ gia đình

đồng/tháng, nhưng internet cáp quang chuẩn (tức FTTH - GPON) thì lên 1,5 đến 30triệu đồng/thán

tại, yếu tố giá cả không phải là vấn

liệt về công nghệ, cũng như tìm mọi cách để hạ giá thành xuống thấp hơn, nhằmkhuyến khích người dùng ADSL chuyển qua Ngoài ra, khi các dịch vụ nội dung

“ngốn băng thông” như: HD TV (truyền hình độ nét cao), IPTV (truyền hình tươngtác), VoD (xem phim theo yêu cầu), Video Conferrence (hội nghị truyền hình), IPCamera ngày càng thịnh hành, đòi hỏi tốc độ đường truyền cao, thì chỉ FTTH mới

có thể đáp ứng Trong xu thế phát triển của các dịch vụ truyền hình, nội dung số… bùng nổ

2 Định nghĩa và phân loại

2.1 Giới thiệu chungCông nghệ truy nhập quang là công nghệ truy nhập sử dụng môi trường truyền dẫn

cáp quang Ta có thể phân loại công nghệ truy nhập quang thành hai loại là

nhập quang chủ động (AON) và công nghệ quang thụ động (PON) hoặc phân loại theo

vị trí của cáp quang tham gia trong mạng truy nhập thành các mạng truy nhập quangFTTx khác nhau

2.1.1 Mạng truy nhập quang tích cực AON

cung cấp

hàng đó thông qua thiết bị chuyển mạch

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

 Hình 2 Mạng qu Hình 2 Mạng quang tích cực AON ang tích cực AON 

2.1.2 Mạng truy nhập quang thụ động PON



 Hình 3 Mạng qu Hình 3 Mạng quang thụ động Pang thụ động PON ON 

2.2 FTTx

FTTx là viết tắt của cụm từ " Fiber to the x"

 Nói theo

điểm đó có thể là hộ gia đình (home), tòa nhà (building) điểm (node), tủ (curb), thực

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

chất FTTx là hệ thống cung

trên

 Hình 4 Cấu hìn Hình 4 Cấu hình tham chiếu mạng truh tham chiếu mạng truy nhập quang y nhập quang 

Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang bao gồm 4 module cơ bản:

Điểm tham chiếu gồm có: Điểm tham chiếu phát quang S, điểm tham chiếuthu quang R, điểm tham chiếu giữa các nút dịch vụ V, điểm tham chiếu đầu cuốithuê bao T và điểm tham chiếu a ở giữa các ONU

Giao diện bao gồm: Giao diện quản lý mạng Q3 và giao diện giữa thuê baovới mạng UNI Vì vậy có thể hiểu mạng truy nhập quang là mạng sử dụng chungcác giao diện với các mạng khác nhau nhưng hệ thống truyền dẫn truy nhập cápquang đảm nhiệm một loạt đường liên kết truy nhập và

Khối chức năng OLT

Khối đầu cuối đường quang (OLT- Optical Line Terminal) cung cấp giaodiện quang giữa mạng với ODN, đồng thời cũng cung cấp ít nhất một giao diệnđiện với phía mạng dịch vụ OLT có thể chia thành dịch vụ chuyển mạch và dịch

vụ không chuyển mạch OLT cũng quản lý báo hiệu và thông tin giám sát điềukhiển đến từ ONU, từ đó cung cấp chức năng bảo dưng cho ONU OLT có thể lắpđặt ở tổng đài nội hạt hoặc một vị trí ở xa

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

Khối chức năng ODN

Khối phân phối quang (ODN-Optical Distribution Network) đặt giữa ONU

và OLT.Chức năng của nó là phân phối công suất tín hiệu quang ODN chủ yếu làlinh kiện quang không nguồn và sợi quang tạo thành mạng phân phối đường quangthụ động

Khối chức năng ONU

Khối mạng quang (ONU-Optical Network Unit) ở giữa ODN với thuê bao.Phía mạng của ONU có giao diện quan, còn phía thuê bao

cần có chức năng chuyển đổi quang-điện Đồng thời có thể thực hiện chức năng

lý và quản lý bảo dưng tín hiệu điện ONU có thể đặt ở phía khách hàng(FTTH/FTTB) hoặc ngoài trời (FTTB) ONU bao gồm các bộ phận trung tâm, bộ phận dịch

Các chức năng của bộ phận trung tâm:

ODN, đồng thời hoàn thành việc biến đổi quang -điện và điện-quang

từ thuê bao khác nhau hoặc đưa tới các thuê bao khác nhau

Các chức năng bộ phận dịch vụ:

hoặc một nhóm khách hàng Nó cũng cung cấp

theo giao diện vật lý

Các chức năng của bộ phận khách hàng:

OLTOLT  Khối chức năng quang phối hợp

Khối chức năng tự thích nghi (AF-Adaptation Function) chủ yếu cung cấp cácchức năng phối hợp ONU với thiết bị thuê bao Khi thực hiện cụ thể nó có thể nằmtrong ONU, cũng có thể hoàn toàn độc lập

2.3 Phân loại trong FTTx

FTTx

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

 Hình 5 Kiến trúc mạn Hình 5 Kiến trúc mạng FTTX g FTTX 

3 Kiến trúc mạng truy nhập FTTX

3.1 Các kiến trúc mạng cơ 3.1 Các kiến trúc mạng cơ bản FTTX bản FTTX

3.1.1 FTTB và FTTO (Fiber to the Building và Fiber to

FTTB (Fiber to the Building) là sự pha trộn giữa cáp quang với cáp đồng truyềnthống FTTB sử dụng cáp quang để nối từ nhà mạng đến một thùng tín hiệu, còn từthùng này đến từng căn hộ thì sử dụng cáp đồng

Để tận dụng hiệu

xem là tiết kiệm tối đa

(thùng tín hiệu đặt trong tòa nhà) và thiết bị đầu cuối thuê bao cũng cho phép pháttriển từng bước từ FTTB+LAN sang FTTH

Dịch vụ mạng quang đến tòa nhà bao gồm hai trường hợp: dành cho khu vựcchung cư MDU (multi-dwelling units) và dành cho khu vực doanh nghiệp Mỗi trườnghợp này lại bao gồm các tiêu chí dịch vụ như sau:

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 )

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

- Dịch vụ điện thoại truyền thống và

hoạt để cung cấp các dịch vụ điện thoại băng hẹp

 Hình 6 Cấu trúc m Hình 6 Cấu trúc mạng truy nhập Fạng truy nhập FTTBTTB

Bao gồm các dạng dịch vụ như sau:

- Dịch vụ băng rộng đối xứng (broadcast nội dung, phần mềm nhóm, email, trao đổifile )

- Dịch vụ điện thoại truyền thống và ISDN

- Đường thuê kênh riêng: Mạng truy nhập phải hỗ trợ một cách linh hoạt để cung cấpdịch vụ thuê kênh riêng với các mức tốc độ khác nhau

3.1.2 FTTH (Fiber to the Home)Fiber to the Home (FTTH) là kết

mạng (ISP) đến hộ gia đình hoặc doanh nghiệp Sợi cáp quang được làm từ nhiều sợiquang có kích thước rất nhỏ

 Nó được thiết kế để truyền dẫn tín hiệu ánh sáng từ đầu này đến đầu kia bằngnguyên lý phản xạ, và đây cũng chính là tín hiệu Internet Ở hai đầu sẽ có những bộchuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu số

Tiểu Tiểu luận luận môn môn Công Công nghệ nghệ truy truy cập cập quang quang băng băng rộng rộng Nhóm Nhóm 11

Trong kiến trúc này, cáp quang được kéo đến tận hộ gia đình, thiết bị đầu cuốimạng ONT được đặt tại thuê bao FTTH có khả năng cung cấp băng tần lớn, tuy nhiênchi phí cho việc xây dựng mạng lại rất cao, cần xem xét cụ thể khi thiết kế

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

hoạt để cung cấp các dịch vụ điện thoại băng hẹp

 Hình 7 Cấu trú Hình 7 Cấu trúc mạng truy nhập c mạng truy nhập FTTH FTTH 

3.1.3 FTTC (Fiber to the Curb)Tương tự như FTTB, tuy nhiên FTTC dành cho khu dân cư, với FTTC – Từ nhàcung cấp dịch vụ đến ONU tại khu dân cư và từ

 bằng cáp đồng Và tho

dài cáp đồng lớn hơn so với FTTB

FTTC được khuyến nghị sử dụng cho các vùng dân cư có mật độ dân số tương đốicao, đặc biệt là ở những nơi có thể sử dụng lại mạng cáp đồng, hoặc những nơi khólắp đặt cáp quang Đây cũng là phương thức truy nhập phù hợp cho các khách hàng cónhu cầu sử dụng dịch vụ VoIP Truy nhập internet tốc độ cao

FTTB và FTTC cùng có một công nghệ gọi là DLM - dynamic line management.Đây là một hệ thống tự động nhằm đảm bảo rằng kết nối sẽ ổn định và không bị lỗicũng như tốc độ đủ nhanh DLM sẽ liên tục giám sát kết nối và khi có vấn đề, ví dụnhư tốc độ bị sụt giảm hoặc tín hiệu kém, thì hệ thống sẽ cố gắng khắc phục lỗi hoặc