Thực tập nghiên cứu công nghệ ftth gpon tại công ty CMC

2> Đặc điểm công nghệ FTTx.Hình 2: Mô hình cấu trúc mạng FTTxCông nghệ mạng FTTx cho phép thực hiện tốc độ truyền tải dữ liệu Internet download/upload ngang bằng nhau, điều mà dịch vụ In

Xin cảm ơn các thầy cô đã giảng dậy và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập vừa qua Em cũng xin cảm ơn các bạn trong nhóm thực tập đã

cổ vũ và chia sẻ những kiến thức để em có thể hoàn đợt thực tập của mình một cách tốt nhất

Do phạm vi kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, bài báo cáo này không thể tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy cô và quý công ty

SVTT: Trần Thị Thanh Vân

Nhận xét của công ty thực tập

Nhận xét của khoa

Lời mở đầu

Ngày nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế xã hội thì nhu cầu về các dịch vụ viễn thông cũng ngay càng tăng đòi hỏi băng thông ngày càng lớn để có thể cung cấp đồng thời các dịch vụ thoại, dữ liệu, video Với xu hướng phát triển của thời đại thì các nhà cung cấp dịch vụ đang đau đầu trong việc tìm kiếm công nghệ mạng thích hợp, có thể cung cấp đồng thời các dịch vụ chất lượng cao đáp ứng được nhu cầu của khách hàng

Các nhà cung cấp dịch vụ đang sử dụng mạng FTTx (Fiber-to-the-x) như một trong những công cụ hữu hiệu của chiến lược cạnh trạnh để cung cấp bộ 3 dịch

vụ - Triple Play, bao gồm: thoại, dữ liệu và video trên nền IP Các công nghệ thường được sử dụng để tạo dựng các mạng FTTx, bao gồm cả các mạng quang thụ động, các đường dây thuê bao số (DSL), và các công nghệ nén video đều tiếp cận đến mức giá cả cạnh tranh

Là nhà khai thác thứ 11 được cấp phép thiết lập hạ tầng mạng CMC TI lựa chọn cung cấp dịch vụ viễn thông cố định cho các đối tượng khách hàng doanh nghiệp qua giao thức IP (giao thức Internet - Internet Protocol), tiện lợi cho các doanh nghiệp, với các dịch vụ đa dạng và giá cước hợp lý Đây cũng là dịch vụ mới, có nhiều ưu điểm hơn so với các dịch vụ điện thoại cố định truyền thống Còn với lĩnh vực Internet, thị trường Internet băng thông rộng ở nước ta còn nhiều tiềm năng, bởi các dịch vụ gia tăng đòi hỏi băng thông ngày càng lớn Đó chính là

cơ hội và lợi thế của CMC TI khi lựa chọn công nghệ FTTx - GPON (công nghệ mạng quang thụ động) để cung cấp cho khách hàng dịch vụ băng thông rộng kèm theo gói dịch vụ thoại và các dịch vụ khác

Trong thời gian thực tập của mình chúng em được công ty tạo điều kiện

thuận lợi cho việc nghiên cứu công nghệ ftth-gpon.

5> Công nghệ GPON

6> so sánh GPON với các giải pháp quang khác.

7> Phương pháp tính Suy hao trên tuyến.

8> Phương pháp dự báo thuê bao mạng truy nhập GPON III> Kết Luận

FTTH (Fiber To The Home)

FTTB (Fiber To The Building)

FTTN (Fiber to the node)

FTTC (Fiber to the carbinet)

Có thể hiểu FTTX là hệ thống cung cấp internet qua đường truyền cáp quang tới các điểm, có thể là hộ gia đình (home), tòa nhà (buiding), điểm(node), tủ(cabinet)

Hình 1: Mô hình mạng FTTx Mạng FTTx (Fiber-to-the-x) hiện đang được xem là sẽ đóng một vai trò quan trọng trong thời gian tới do tiềm năng cung cấp băng thông cho khách hàng lớn hơn so với cáp đồng, đáp ứng nhu cầu truyền thoại, dữ liệu và video trên nền IP Các công nghệ thường được sử dụng để tạo dựng các mạng FTTx, bao gồm cả các mạng quang thụ động, các đường dây thuê bao số (DSL), và các công nghệ nén video

2> Đặc điểm công nghệ FTTx.

Hình 2: Mô hình cấu trúc mạng FTTxCông nghệ mạng FTTx cho phép thực hiện tốc độ truyền tải dữ liệu Internet download/upload ngang bằng nhau, điều mà dịch vụ Internet tốc độ cao sử dụng công nghệ ADSL (kết nối bằng cáp đồng) chưa thực hiện được Điểm vượt trội của FTTx là tốc độ truy nhập Internet cao, chất lượng tín hiệu ổn định, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường và chiều dài cáp, độ bảo mật cao, cho phép nâng cấp băng thông dễ dàng khi có nhu cầu Hơn nữa, FTTx đặc biệt có hiệu quả trong việc cung cấp các dịch vụ: cho thuê máy chủ, mạng riêng ảo, truyền dữ liệu, IPTV, VOD (xem phim theo yêu cầu), Hội nghị truyền hình, IP Camera… Với ưu điểm vượt trội như vậy, FTTx đã mang lại cho các cơ quan, doanh nghiệp một lựa chọn mới mang tính đột phá nhằm tiết kiêm chi phí cho các ứng dụng công nghệ thông tin trong hoạt động kinh doanh

Các công nghệ thường được sử dụng để xây dựng các mạng FTTx, bao gồm các mạng quang thụ động, các đường dây thuê bao số (DSL) Hiện nay, các nước phát triển về FTTx bao gồm Mỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản… trong đó chủ yếu phát triển về FTTH

Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên

đến 10 Gigabit/giây, nhanh gấp nhiều lần so với ADSL 2+ (hiện chỉ có thể đáp ứng

20 Megabit/giây) Tốc độ truyền dẫn với ADSL là không cân bằng, tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống (bất đối xứng, download > upload) và tối đa 20 Mbps Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau (đối xứng, download = upload) và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính

Các tiện ích của FTTx:

• Tốc độ truy nhập cao 10 Gbit/s

• Chất lượng tín hiệu ổn định, không bị suy hao

• Độ an toàn và bảo mật rất cao cho cả thiết bị và mạng truy nhập

• Nâng cấp băng thông dễ dàng để có thể đáp ứng được các ứng dụng công nghệ thông tin và viễn thông hiện tại

3> Giới thiệu về các thiết bị trong mạng FTTx

a> Dây hàn quang (fiber optic pigtail cable)

Hình 3:Dây hàn quangDây hàn quang (fiber optic pigtail cable) là một đoạn cáp quang Single-mode hoặc Multi-mode thông thường là 1 lõi, 1 đầu có gắn sẵn đầu kết nối quang như SC, LC, FC, ST, MU, MT-RJ, MPO vv một đầu để trống để hàn nối vào tuyến cáp quang, dây hàn nối quang được bảo vệ và quản lý trong hộp đấu nối quang ODF

Phân loại dây hàn quang (fiber optic pigtail cable) Single-mode hoặc Multi-mode,

vỏ PVC đường kính 2.0mm hoặc 3.0mm có thể to hơn tùy thuộc vào số lượng sợi quang bên trong dây hàn quang (fiber optic pigtail cable).Đầu kết nối FC/PC, FC/UPC hoặc FC/APC, chiều dài hàn quang (pigtail) chuẩn tối thiểu 1.5m hoặc dài hơn phụ thuộc vào mục đích sử dụng Dây hàn quang (pigtail) do công ty TSD cung cấp đạt các tiêu chuẩn của IEC và YD-T826/1996

Độ tin cậy và mức độ ổn định cao của dây hàn quang (fiber optic pigtail cable) đa dạng các loại giao diện ra PC, UPC, APC, FC, SC, ST, dây hàn quang (pigtail) có các sợi quang điển hình như sau tổng số sợi cáp: 4, 6, 8, 12, 24, 48 Dây hàn quang (pigtail) được ứng dụng rộng trong các mạng viễn thông, mạng các thiết bị kiểm tra, mạng máy tính, mạng truyền hình cáp CATV vv

b> Dây nhảy quang (Fiber optic path cord)

Hình 4: Dây nhảy quangDây nhảy quang (Fiber optic path cord) là một đoạn cáp quang Single-mode hoặc Multi-mode, sợi đơn – Simplex hoặc sợi đôi - Duplex, 2 đầu có gắn sẵn đầu kết nối quang như SC, LC, FC, ST, MU, MT-RJ, MPO, E2000 vv Dây nhảy quang (Fiber optic path cord) được sử dụng làm cầu nối, kết nối quang giữa các liên kết mạng quang, kết nối quang giữa các ODF quang, tủ phối quang, các thiết bị truyền dẫn quang với nhau Dây nhảy quang (Fiber optic path cord) mang lại sự linh hoạt và thuận thiện cho người sử dụng hệ thống mạng quang.Dây nhảy quang (Fiber optic path cord) được ứng dụng rộng rãi trong CATV; Fiber Optic Telecommunication System; Fiber Optic Access Network; LAN; Fiber Optic Transducer; Fiber 0ptic Data Transmission; Test Equipment; Metro; Active Device Termination, FTTx, FTTH vv…

Một số loại thông dụng:

- SC/PC to SC/PC, Simplex, 5 m, Singlemode

- FC/PC to FC/PC, duplex, 5 m, Multimode

c> Bộ chuyển đổi quang điện(Fiber Optic Media Converter)

Chức năng chuyển đổi tín hiệu dạng tương tự (analog) sang tín hiệu quang và ngược lại Các dạng tín hiệu tương tự ở đây là các chuẩn truyền thông điển hình hay

được sử dụng hoặc sử dụng phổ biến trong công nhiệp như: chuẩn Ethernet, RS232, RS422, RS485, ArcNet, E1, Analog Video signal, V35, V36, X21, E&M, FXO&FXS, VGA, DVI,

Hình 5: Bộ chuyển đổi quang điện

Bộ chuyển đổi quang điện (Fiber Optic Media Converter) có bản chất là việc chuyển đổi các tín hiệu tương tự sang tín hiệu quang, do việc truyền tín hiệu trên các đường truyền tương tực hay bị các yếu tố nhiễu loạn từ bên ngoài tác động,

và dẫn đến tín hiệu thu về không chính xác, suy hao tổn thất trên đường truyền là rất lớn Việc chuyển tín hiệu theo các chuẩn trên sang môi trường truyền quang sẽ loại bỏ những nhược điểm trên Với công nghệ hiện đại ngày nay con người đang chuyển dần từ công nghệ truyền tín hiệu trên đường truyền tương tự sang đường truyền tín hiệu quang

Phân loại các bộ chuyển đổi quang điện: tương ứng từ các chuẩn truyền thông trên người ta phân loại ra các loại bộ chuyển đổi quang điện sau:Chuyển đổi chuẩn Ethernet, RS232, RS422, RS485, ArcNet, E1, Analog Video signal, V35, V36, X21, E&M, FXO&FXS, VGA, DVI, sang chuẩn tín hiệu quang, và chuyển đổi từ tín hiệu quang sang các chuẩn Ethernet, RS232, RS422, RS485, ArcNet, E1, Analog Video signal, V35, V36, X21, E&M, FXO&FXS, VGA, DVI

d>Măng xông quang (Fiber Optic Closure)

Hình 6: Măng xông quang

Có hai loại, măng xông quang phương ngang (Vertical Fiber Optic Closurer) và măng xông quang phương thẳng (Horizontal Type Optic Closure) được sử dụng để nối cáp quang , được đặt cố định trên cột hoặc trên tường

Được sử dụng thao tác nối sợi quang, có thể nối cáp thẳng trên cùng một tuyến , trục cáp hoặc rẽ nhánh cáp theo một tuyến, trục cáp mới

Măng xông quang (Fiber Optic Closure) được ứng dụng rộng trong chia và phân phối các sợi quang trên không, trong các đường ống dẫn hoặc chon dưới đất Cấu tạo dạng 2 mảnh cơ khí 8FO-96FO, có 4 cổng cáp vào ra thích hợp cho đấu nối và bảo vệ mối hàn sợi quang Vùng quanh măng được làm kín bằng goăng Cao su đàn hồi sử dụng nhiều lần Măng xông quang phù hợp cho bảo vệ mối nối quang thẳng hoặc rẽ nhánh, Ứng dụng sử dụng cho treo cột, tường, cống bể và chôn trực tiếp Mỗi đầu măng xông có sẵn các cổng cáp ra

và vào phù hợp cho nhiều đường kính cáp khác nhau

Là thiết bị nối giữa hai đoạn cáp bị đứt hoặc giữa hai cuộn cáp khi đang thi công để tăng chiều dài đoạn cáp

e> Bộ suy hao quang (Fiber optic attenuator)

Bộ suy hao quang (Fiber optic attenuator) được sử dụng với chức năng làm suy giảm cường độ sóng quang của đường truyền tới các thiết bị thu phát Vỏ ngoài được làm bằng chất Zirconia hoặc bằng đồng

Hình 7: Bộ suy hao quang

Bộ suy hao quang (Fiber optic attenuator) sử dụng trong trường hợp khoảng cách từ nguồn phát tới thiết bị nhỏ hơn khoảng cách truyền của cường độ sóng quang tương ứng, để đảm bảo khoảng cách truyền phù hợp giữa nguồn phát

và thiết bị, đảm bảo cho tính an toàn của thiết bị thu nhận sóng, nâng cao độ bền của thiết bị thu nhận

Bộ suy hao quang (Fiber optic attenuator) được sản xuất theo tiêu chuẩn IEC, đạt tới mức độ suy hao chuẩn xác, tổn hao nhỏ, độ tin cậy cao, cấu trúc nhỏ gọn Thiết bị này được ứng dụng rộng trong mạng truyền viễn thông quang, mạng truyền dữ liệu quang, mạng truyền hình cáp…

f> Đầu nối chuyển đổi quang (Fiber optic adapter)

Đầu nối chuyển đổi quang (Fiber optic adapter) được làm bằng Zỉnconia hoặc đồng được dùng để nối chuyển đổi theo các chuẩn khác nhau, với độ chính xác cao, chất lượng truyền tín hiệu tốt

Hình 8: Đầu nối chuyển đổi quang

Sử dụng nhiều cho cáp quang đơn mốt và đa mốt, giảm thiểu tối đa tổn hao

quang Nhiệt độ môi trường lắp đặt từ - 400C đến 800C.Các dạng chuẩn khác nhau của đầu nối chuyển đổi quang (Fiber optic adapter): ST-ST Optic adapter, SC-ST Optic adapter, SC-SC adapter, SC, FC adapter E2000/APC, E2000/UPC, FC/UPC, LC/UPC, MT-RJ, MU adapter…Đầu nối chuyển đổi quang (Fiber optic adapter) được ứng dụng nhiều trong các dịch vụ của đường truyền cáp quang FTTH tới các hộ gia đình

g> Hộp phân phối quang (Optical fiber distribution box, OFDB)

Hình 9: Hộp phân phối quang

Hộp phân phối quang (Optical fiber distribution box, OFDB) được tích hợp với dây nhảy quang pigtails một đầu được đấu với các jack nối đầu kia được hàn vào cáp quang Vỏ hộp màu xám trắng vỏ được sơn tĩnh điệnHộp phân phối có số sợi quang ra 12 sợi hoặc 24 sợi, 48 sợi

Hộp phân phối đưa các đầu ra phía trước mặt hộp thuận tiện cho việc kiểm tra, hiển thị và lắp đặt

Hộp phân phối quang (Optical fiber distribution box, OFDB) có thể được chế tạo với đa dạng màu sắc tùy theo yêu cầu của khách hàng Kích cỡ tiêu chuẩn phù hợp

có thể đặt trong tủ rack hoặc lắp đặt trong nhà Đạt IP cần thiết để ngăn ngừa bụi bẩn, xâm nhập, tất cả giao diện đấu nối đều tập trung ở mặt trước và mặt sau của hộp

Tủ đấu quang trong nhà dùng để bảo vệ các mối nối quang do ảnh hưởng của con người,khí hậu

Độ ổn định Dễ bị suy hao do tín hiệu

điện từ, thời tiết, chiều dài cáp…

Không bị ảnh hưởng

Bảo mật Độ bảo mật thấp, dễ bị đánh

cắp tín hiệu đường dây

Độ bảo mật cao, không thể đánh cắp tín hiệu trên đường truyền

Tốc độ truyền dẫn

( Upload và download )

Bất đối xứng : Download > UploadTốc độ tối đa là 20 Mbps

Cho phép cân bằng :Upload = download Tốc độ cho phép là 10GbpsChiều dài cáp Tối đa là 2,5 km để đạt

Rất phù hợp vì tốc độ rất cao và có thể tùy biến tốc độ

II> Tìm hiểu về mạng FTTH – GPON

1> Giới thiệu về FTTH

FTTH là một công nghệ kết nối viễn thông sử dụng cáp quang từ nhà cung cấp dịch vụ tới địa điểm của khách hàng (văn phòng, nhà…) Công nghệ của đường truyền được thiết lập trên cơ sở dữ liệu được truyền qua tín hiệu quang (ánh sáng) trong sợi cáp quang đến thiết bị đầu cuối của khách hàng, tín hiệu được converter, biến đổi thành tín hiệu điện, qua cáp mạng đi vào Broadband router Nhờ đó, khách hàng có thể truy cập internet bằng thiết bị này qua có dây hoặc không dây

FTTH đặc biệt hiệu quả với các dịch vụ: Hosting Server riêng, VPN (mạng riêng ảo), Truyền dữ liệu, Game Online, IPTV (truyền hình tương tác), VoD (xem phim theo yêu cầu), Video Conferrence (hội nghị truyền hình), IP Camera…

 Ưu điểm của FTTH:

1 Băng thông rộng

2 Truyền dẫn với cự ly dài, độ ổn định cao

3 Dễ dàng nâng cấp

4 Dễ lắp đặt

5 Cho phép cấp dịch vụ truyền dữ liệu đối xứng

6 Giảm chi phí vận hành và bảo trì

7 Độ bảo mật cao

8 Miễn nhiễm điện từ (EMI)

- Cự ly truyền dẫn:

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Twisted Pair Co-axial Multimode Single-mode

Hình2:Khoảng cách cho phép truyền dẫn 1Gbps Đạt khoảng 90km

- Băng thông rộng:

0 50 100

Twisted Pair Co-ax Multimode Single-mode

Hình3: Tốc độ truyền dẫn tính trên 100m đạt trên 150Gbps

Với công nghệ FTTH, nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp tốc độ download lên đến 10 Gigabit/giây, nhanh gấp 200 lần so với ADSL 2+ (hiện chỉ có thể đáp ứng 20 Megabit/giây) Tốc độ truyền dẫn với ADSL là không cân bằng, có tốc độ tải lên luôn nhỏ hơn tốc độ tải xuống (Bất đối xứng, Download > Upload) và tối đa 20 Mbps Còn FTTH cho phép cân bằng, tốc độ tải lên và tải xuống như nhau (Đối xứng, Download = Upload) và cho phép tối đa là 10 Gbps, có thể phục vụ cùng một lúc cho hàng trăm máy tính

Tốc độ đi Internet tối thiểu của FiberXXX >= 256 Kbps, lớn hơn tốc độ đi Internet của tất cả các gói ADSL Với ADSL, chiều dài cáp tối đa cần 2,5 Km để đạt sự ổn định cần thiết, còn với FTTH thì còn số này lền tới 10 km