intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đồ án: Thiết kế mạng thông tin đô thị

Chia sẻ: Le Nhat Quang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:38

Thêm vào BST
Báo xấu
199
lượt xem 29
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án: Thiết kế mạng thông tin đô thị sẽ giới thiệu tới các bạn các vấn đề cơ bản như: Giới thiệu chung về mạng truy nhập, nguồn gốc sự ra đời của mạng cáp quang FFTx, tổng quan về mạng truy nhập quang FTTH,... Hy vọng tài liệu là nguồn thông tin hữu ích cho quá trình học tập và nghiên cứu của các bạn. 

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Thiết kế mạng thông tin đô thị

  1. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG TRUY NHẬP I. GIỚI THIỆU Mạng truy nhập là phần mạng nằm ở dặm cuối cùng của mạng thông tin liên lạc. Sự ra đời và phát triển của nó nhằm phục vụ cho nhu cầu sử dụng thông tin liên lạc của con người ngày càng phong phú hơn. Từ điện thoại truyền thống, fax, cho đến các dịch vụ mang tính tương tác hơn như điện thoại hội nghị truyền hình, học tập từ xa, xem truyền hình theo yêu cầu, internet, … Như vậy mạng truy nhập đã trở nên đa dạng từ băng hẹp như truy nhập quay số theo kiểu truyền thống và ISDN cho đến băng rộng như x.DSL, HFC và Cable modems, PLC, cáp quang, hệ thống thông tin vệ tinh, … II. MẠNG TRUY NHẬP 2.1 Sự ra đời Mạng viễn thông hiện nay được phát triển theo hướng hoàn toàn số hóa đa phương tiện và internet. Điều này làm cho việc tìm kiếm phương án giải quyết truy nhập băng rộng có giá thành thấp, chất lượng cao đã trở nên rất cấp thiết. Cùng với sự phát triển của xã hội thông tin, nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông ngày càng tăng, từ dịch vụ điện thoại đến dịch vụ số liệu, hình ảnh, đa phương tiện. Việc tích hợp các dịch vụ này vào cùng một mạng sao cho mạng viễn thông trở nên đơn giản hơn đang trở thành vấn đề nóng bỏng của ngành viễn thông quốc tế. 2.2 Khái niệm mạng truy nhập Mạng truy nhập ở vị trí cuối của mạng viễn thông, trực tiếp đấu nối với thuê bao, bao gồm tất cả các thiết bị và đường dây được lắp đặt giữa trạm chuyển mạch nội hạt với thiết bị đầu cuối của thuê bao. Có thể hiểu khái niệm về mạng truy nhập theo các nội dung sau đây: Mạng truy nhập (AN) là phần mạng giữa SNI và UNI, có nhiệm vụ truyền tải các tín hiệu đến thuê bao. Mô hình tham chiếu vật lý của mạng truy nhập được mô tả qua hình sau: SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 1
  2. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 Hình 1.1: mô hình tham chiếu mạng truy nhập Phạm vi của mạng truy nhập được chia ra thành ba phần: SNI nối đến nút dịch vụ; UNI nối đến thuê bao; và Q3 nối đến TMN. Căn cứ vào phạm vi của mạng truy nhập mà mạng này có các đặc điểm như sau: - Thực hiện chức năng ghép kênh, nối chéo, và truyền dẫn. Mạng truy nhập không thực hiện chức năng chuyển mạch. - Cung cấp đa dịch vụ: chuyển mạch, số liệu, hình ảnh, thuê kênh, ... - Đường kính mạng tương đối nhỏ: trong nội thành khoảng vài km, ngoại thành khoảng từ vài km đến hơn 10 km. - Giá thành đầu tư mạng phụ thuộc vào thuê bao: bởi vì thuê bao ở gần nút dịch vụ cần ít cáp truyền dẫn hơn so với thuê bao ở xa nút dịch vụ. Sự chênh lệch giá thành đầu tư có thể lên đến 10 lần. - Thi công đường dây khó khăn: Việc xây dựng mạng cáp nội hạt là phức tạp, nhất là trong khu vực nội thành. Cần phải quan tâm đến nhiều vấn đề: mỹ quan, các công trình khác như nhà ở, điện, nước, đường sá, ... - Khả năng tiếp cận cáp quang của thuê bao: ONU đặt càng gần nhà thuê bao thì đoạn cáp đồng nối đến nhà thuê bao càng ngắn. - Khả năng thích ứng đối với môi trường: ONU của mạng truy nhập có thể thích ứng cho hoàn cảnh môi trường khắc nghiệt, có thể đặt ngoài trời. Tuy nhiên môi trường càng khắc nghiệt thì yêu cầu đối với thiết bị càng cao. Sự biến thiên tính năng của các linh kiện điện tử và linh kiện quang theo nhiệt độ tuân theo hàm mũ, do đó tính năng các linh kiện trong thiết bị mạng truy nhập xấu đi nhanh gấp 10 lần thiết bị thông thường. 2.3 Hướng phát triển mạng truy nhập Có thể đưa ra vài con số trong quá khứ để thấy sự quan tâm trong việc phát triển mạng truy nhập: Hãng Bell của Mỹ và nhiều công ty khác đã đầu tư 50-60 tỷ USD để đổi SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 2
  3. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 mới mạch vòng thuê bao cho hơn 10 triệu thuê bao. Công ty Future Vision xây dựng tại bang New Jersey một mạng bao gồm MPEG-2, ATM, PON và trong tháng 8 năm 1995 đã hoàn thành giai đoạn 1 thử nghiệm 200 hộ gia đình. Nhật Bản vào đầu năm 1995 đã đầu tư 20 tỷ USD để xây dựng toàn diện mạng truy nhập, đến năm 2000 đã có 10% khu vực thực hiện cáp quang đến tòa nhà, đến năm 2015 sẽ thực hiện cáp quang đến hộ gia đình. Tại Anh, Đức, Trung Quốc cũng có sự đầu tư đáng kể cho mạng truy nhập. Đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng, thì việc đầu tư mạng truy nhập của các nước nói chung và Việt Nam nói riêng cũng theo các định hướng sau đây:  Băng rộng hóa mạng truy nhập.  Cáp quang hóa mạng truy nhập.  Đổi mới công nghệ cáp đồng.  Mạng cáp quang thụ động lấy công nghệ ATM làm cơ sở.  Truy nhập vô tuyến băng rộng.  Công nghệ truy nhập SDH.  Công nghệ SDV dựa trên FITL và ATM. III. PHÂN LOẠI MẠNG TRUY NHẬP Sau đây là một số loại truy nhập được phân loại dựa trên băng thông. 3.1 Truy nhập băng hẹp Truy nhập bằng quay số (Dial-up Aceess): Đây là một loại truy nhập băng hẹp dựa trên phương thức quay số thông qua modem. Nếu áp dụng trên đường dây thuê bao truyền thống thì modem chỉ đạt được tốc độ tối đa 56 Kbps. Nếu áp dụng trên đường dây thuê ISDN-BA, có 2 kênh B với mỗi kênh bằng 64 Kbps và một kênh D bằng 16 Kbps nên còn gọi là truy nhập 2B+D. 3.2 Truy nhập băng rộng Đường dây thuê bao số (DSL): Với cùng đôi dây điện thoại truyền thống có thể được dùng để truyền dữ liệu tốc độ cao, như minh họa trong hình 1.2. Có một vài công nghệ cho DSL, khi mà người dùng có nhu cầu tốc độ đường xuống cao hơn tốc độ đường lên thì có hai loại DSL bất đối xứng : DSL và VDSL. Tùy thuộc vào chiều dài mạch vòng, các hệ thống DSL có thể đạt đến tốc độ từ 128Kbps đến 52Mbps. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 3
  4. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 Hình 1.2: Truy nhập ADSL Cable Modems: Cable Modem là một loại modem cung cấp truy nhập dữ liệu được truyền trên hệ thống truyền hình cáp. Cable modem chủ yếu được dùng phân phối truy nhập internet băng rộng. Băng thông của dịch vụ cable Modem thương mại thông thường trong khoảng từ 3 Mbps đến 30 Mbps hoặc lớn hơn. Cáp quang: Điều mong muốn của các công ty viễn thông là đưa cáp quang đến tận nhà của người sử dụng. Với SONET điểm nối điểm và các vòng ring, cáp quang sẽ bao phủ các khu dân cư, công sở để có thể phục vụ điện thoại, dữ liệu, hội nghị truyền hình, và các dịch vụ khác trong hiện tại, và cũng dễ dàng nâng cấp khi có yêu cầu băng thông lớn hơn trong tương lai. Với công nghệ APON như mô tả trong hình 1.4, sẽ đáp ứng yêu cầu đặt ra cũng như vấn đề về chi phí xây dựng mạng. Cấu trúc mạng GPON có băng thông 1,244 Gbps cho đường lên và 2,488 Gbps cho đường xuống. Vô tuyến: Các hệ thống vệ tinh có quỹ đạo thấp như Teledesic và Bridge có thể tải hàng chục Mbps đến đầu cuối người sử dụng, còn hệ thống LMDS băng thông đạt đến 1Gbps ở tần số 28 GHz. Truy nhập qua đường dây điện: Đường dây điện là một môi trường có nhiễu nghiêm trọng, nhưng nó có khả năng truyền các dịch vụ viễn thông có tốc độ bit cao. Chúng được nối với đường dây điện trong nhà để kiến trúc nên một mạng truyền dẫn hoàn chỉnh. Các thiết bị đầu cuối được kết nối vào ổ cắm điện trong nhà để có thể truy nhập đến mạng băng rộng. Kiến trúc này kết hợp một cách hài hòa với các hệ thống tự động hóa trong nhà, cho phép điều khiển từ xa các thiết bị đặt tại nhà thông qua internet. 3.3 So sánh tính ưu việt của hệ thống truy nhập: SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 4
  5. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 So sánh Tiêu chí ADSL FTTx Cáp Cáp đồng Cáp quang Converter quang + Modem Thiết bị Modem ADSL FTTH Max 4Mbps (Upload< Min 10 Mbps, Max 30Mbps Tốc độ Download) (Upload = Download) - Ứng dụng cơ bản: như ADSL, nhưng với tốc độ và băng thông Các nhu cầu cơ bản về lớn hơn. Ứng dụng Net: Xem tin tức, gửi - Ứng dụng nâng cao:Truyền dữ email, nghe nhạc,… liệu cao, Hội nghị truyền hình VPN, web server, mail server, điện thoại IP, VOD… 300,000/tháng
  6. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 I. 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: không cần nguồn điện cung cấp nên không bị ảnh hưởng bởi lỗi nguồn, có độ tin cậy cao và không cần phải bảo dưỡng do tín hiệu không bị suy hao nhiều như đối với các phần tử tích cực. II. NHU CẦU VỀ BĂNG THÔNG RỘNG: Ngày càng có nhiều dịch vụ truy cập băng rộng ra đời mà yêu cầu về băng thông của nó là rất lớn . Brosdcast TV 2-6 Mbps HDTV 10Mbps High Speed Internet 3-10 Mbps VOD 2-6 Mbps Video conferencing 300-570Mbps Bảng 1. Yêu cầu băng thông đối với một số loại dịch vụ . 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. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 6
  7. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 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 . III. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LỌAI. 2.1 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. 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 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. 2.2 Phân loại. 2.2.1 Theo cấu hình Point to Point. 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. 2.2.2 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. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 7
  8. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 IV. CẤU HÌNH CƠ BẢN CỦA MẠNG TRUY NHẬP FTTx. Hinh4.1: Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang FTTx 3.1 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. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 8
  9. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 Hình 1. Cấu trúc mạng truy nhập FTTB . FTTB cho doanh nghiệp : 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. 3.2 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. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 9
  10. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 Hình 2. Cấu trúc mạng truy nhập FTTH. 3.3 FTTC và FTTCab (Fiber to the Curb ). 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. - Các dịch vụ mạng trục xDSL. Hình 3. Cấu trúc mạng truy nhập FTTC. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 10
  11. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 V. CẤU HÌNH THAM CHIẾU MẠNG TRUY NHẬP QUANG. Hình 1.3 Cấu hình tham chiếu của mạng truy nhập quang. Cấu trúc trên Hình 1-3 bao gồm 4 khối cơ bản: đầu cuối đường quang(OLT), mạng phối dây quang (ODN), khối mạng quang (ONU) và khối chức năng phối hợp(AF). Điểm tham chiếu chủ yếu gồm có: điểm tham chiếu phát quang S, điểm tham chiếu thu quang R, điểm tham chiếu giữa các nút dịch vụ V, điểm tham chiếu đầu cuối thuê 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 bao với mạng UNI. VI. ỨNG DỤNG VÀ ƯU-NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠNG FTTx. 4.1 Ứng dụng của FTTx. 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). 4.2 Ưu –nhược điểm của mạng FTTx . Ưu điểm : -Dung lượng lớn: Các sợi quang có khả năng truyền những lượng lớn thông tin. Với công hiện nay trên hai sợi quang có thể truyền được đồng thời 60.000 cuộc đàm thoại. Một cáp sợi quang (có đường kính > 2 cm) có thể chứa được khoảng 200 sợi quang, sẽ tăng được dung lượng đường truyền lên 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. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 11
  12. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 -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. -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. 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 rất 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 p hải đầu tư nghiên cứu để giảm các chi phí đó. Ngoài ra, mặc dù băng thông của cáp quang là rất lớn nhưng băng thông dành cho các dịch vụ về game còn hạn chế. VII. KẾT LUẬN Mạng truy nhập quang là mạng truy nhập có nhiều ưu điểm như: Dung lượng lớn, kích thước và trọng lượng cáp nhỏ, không bị nhiễu điện, tính bảo mật cao, giá thành cáp SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 12
  13. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 quang rẻ, chất lượng truyền dẫn tốt, an toàn cho thiết bị, tốc độ truy nhập cao, nâng cấp băng thông dễ dàng. Vì vậy nó phù hợp để triển khai các dịch vụ băng rộng (truy cập Internet tốc độ cao, hội nghị truyền hình, IPTV/Triple Play, truyền hình độ nét cao (HDTV, SDTV), game online, các dịch vụ băng rộng phục vụ y tế, giáo dục, …) giữa các khối kết cuối đường dây ở xa (ONU) và kết cuối mạng (OLT). VIII. PHƯƠNG ÁN LỤA CHỌN MẠNG Thông qua sự so sánh giữa các cấu trúc mạng truy nhập quang ở trên thì ta thấy rõ được sự ưu việt của mạng cáp quang công nghệ FTTH. Từ đó ta chọn phương án thiết kế cho khu quy hoạch là mạng cáp quang FTTH. PHẦN 3: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG FTTH: I. KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG CÁP QUANG FTTH: Trước đây các hệ thống mạng truy nhập được sủ dụng chủ yếu là cáp đồng, ứng dụng cho các dịch vụ có lưu lượng thấp. Việc sử dụng cáp đồng có những lợi ích như chi phí thấp, khả năng lắp đặt và triển khai đơn giản. Tuy nhiên, cáp đồng có nhiều hạn chế như băng thông nhỏ, khả năng chống nhiễu kém, suy hao lớn, phạm vi truyền nhỏ. Công nghệ truyền dẫn bằng cáp quang đã khắc phục hoàn toàn các nhược điểm này. Truyền dẫn bằng cáp quang không bị nhiểu do tín hiệu được truyền bằng ánh sáng, suy hao nhỏ, phạm vị truyền dẫn gấp hàng chục lần so với cáp đồng và đặc biệt là băng thông của cáp quang có thể lên tới hàng trăm GHz đáp ứng được hoàn toàn nhu cầu truyền dẫn. Những năm gần đây do sự phát triển của công nghệ làm cho việc sản xuất cáp quang dễ dàng và giá thành của cáp quang cũng như các thiết bị đấu nối cáp hạ, do vậy cáp quang được sử dụng rộng rãi. Thực tế tại Việt nam cũng như trên thế giới là các mạng lõi hầu hết là mạng quang nhưng mạng truy nhập vẫn chủ yếu sử dụng cáp đồng. Mạng cáp quang truy nhập vẫn còn nhỏ lẻ và mới chỉ được triển khai chủ yếu ở các nước có nền công nghệ thông tin phát triển như Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Bản....Tuy nhiên với sự bùng nổ về nhu cầu băng thông hiện nay, việc triển khai một hệ thống mạng truy nhập quang đến từng hộ gia định là một xu thế tất yếu. Đó chính là mạng FTTH – Fiber to the home. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 13
  14. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 hình 1:sơ đồ tổng quát mạng quang FTTH II. ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠNG QUANG FTTH 2.1 Ưu điểm: FTTH là gói dịch vụ thích hợp cho nhóm các khách hàng có nhu cầu sử dụng cao hơn ADSL và kinh tế hơn Leased-line. Khi sử dụng dịch vụ FTTH, khách hàng sẽ thấy được các lợi ích của dịch vụ như sau: - Tốc độ truy nhập Internet cao nhanh gấp 200 lần so với ADSL. - Vì triển khai bằng cáp quang nên có chất lượng tốt hơn cáp đồng, giảm thiểu xung nhiễu và ảnh hưởng của thiên tai. - An toàn cho thiết bị, cáp quang được làm chủ yếu bằng thủy tinh nên không có khả năng dẫn điện, do đó không sợ sét đánh lan truyền trên đường dây. - Nâng cấp băng thông dễ dàng mà không cần kéo cáp mới. - Đáp ứng hiệu quả cho nhiều ứng dụng như: 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… - FTTH sẵn sàng cho các ứng dụng đòi hỏi băng thông cao, đặc biệt là truyền hình độ phân giải cao (HDTV) yêu cầu băng thông lên đến vài chục Mbps, trong khi ADSL không đáp ứng được. -Độ ổn định cao tương đương như dịch vụ internet kênh thuê riêng Leased-line nhưng chi phí thuê bao hàng tháng thấp hơn vài chục lần. 2.2 Nhược điểm FTTH:  Yêu cầu thiết bị đấu nối đặc chủng: Máy hàn, dây nhảy, thiết bị đầu cuối. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 14
  15. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014  Giá thành thiết bị đầu cuối: Modem, dây nối thường cao ( Viettel tặng khách hàng các thiết bị này )  Giá cước của cáp quang FTTH thường đắt hơn so với cáp đồng ADSL  Ít khi xảy ra sự cố. Nhưng khi xảy ra sự cố việc khắc phục thường khó khăn hơn . III. SO SÁNH GIỮA AON VÀ PON Trong phần này, sẽ phân tích những đặc điểm giữa PON và AON dựa vào những các tiêu chí: tốc độ hỗ trợ tối đa, khoảng cách truyền dẫn, vấn đề giữa số lượng sợi quang sử dụng với số thuê bao, vấn đề vận hành bảo dưỡng, vấn đề bảo mật, vấn đề cung cấp băng thông để từ đó rút ra kết luận vì sao PON lại được lựa chọn triển khai mạnh mẽ hơn AON. 2.1 Xét về khoảng cách truyền dẫn và tốc độ hỗ trợ tối đa Về khoảng cách: AON có thể hỗ trợ chiều dài tối đa 70 km và PON hỗ trợ tối đa 20 km từ OLT đến ONT.Tuy nhiên, nếu xét trên phạm vi phục vụ cho một vùng dân cư như một thành phố,thì môt OLT phía nhà cung cấp dịch vụ hoàn toàn có thể chọn lựa địa điểm phù hợp với công nghệ PON. Mặt khác, một nhà cung cấp dịch vụ thường triển khai nhiều CO nhằm phủ rộng một vùng phục vụ và nhằm mục đích dự phòng nên với khoảng cách mà PON hỗ trợ hoàn toàn có thể triển khai tốt trên thực tế. Về tốc độ hỗ trợ tối đa: hiện nay AON hỗ trợ tối đa từ100 Mbps-1 Gbps cho mỗi thuê bao ở hướng xuống, trong khi PON với chuẩn GPON có thể hỗ trợ lên đến 2,488Gbps cho cả 2 hướng lên và hướng xuống (nếu không dùng splitter, triển khai theo mô hình point to point). 2.2 Xét về số lượng sợi quang sử dụng với số thuê bao phục vụ Về số lượng sợi quang sử dụng,có thể thấy một điều rõ ràng rằng số sợi quang được sử dụng trong AON nhiều hơn số sợi quang sử dụng trong PON nếu xét về chiều dài với cùng số thuê bao. 2.3 Vấn đề bảo dưỡng: Các thiết bị như Acess Node trong AON cần cấp nguồn và số lượng sợi quang nhiều nên AON cần không gian chứa cáp lớn nếu như triển khai.Trong khi đó với PON, một SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 15
  16. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 sợi quang từ CO sẽ được chia sẻ với các thuê bao qua một thiết bị thụ động (không cần cấp nguồn) là Splitter. 2.4 Vấn đề tăng băng thông cho thuê bao: Đối với AON việc tăng băng thông cho một thuê bao nếu có yêu cầu thì đơn giản hơn PON rất nhiều. Bởi vì, với AON, việc tăng băng thông của một thuê bao không ảnh hưởng đến băng thông tối đa của các thuê bao khác, nhưng với PON, nếu băng thông của một thuê bao tăng lên, đồng nghĩa rằng băng thông tối đa cho các thuê bao khác sẽ giảm xuống. IV. TỔNG QUAN VỀ MẠNG THỤ ĐỘNG PON: Mạng FTTH bao gồm các đường quang đi từ nhà cung cấp dịch vụ được dung 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. Mạng truy nhập quang thụ động PON là kiểu mạng điểm-đa điểm. Mỗi khách hàng được kết nối tới mạng quang thông qua một bộ chia quang thụ động, vì vậy không có các thiết bị điện chủ động trong mạng phân chia và băng thông được chia sẻ từ nhánh đến người dùng. Tín hiệu đường xuống được phát quảng bá tới các thuê bao, tín hiệu này được mã hóa để tránh việc xem trộm. Tín hiệu đường lên được kết hợp bằng việc sử dụng giao thức đa truy nhập phân chia theo thời gian. OLT sẽ điều khiển các ONU sử dụng các khe thời gian cho việc truyền dữ liệu đường lên.Trong mạng PON, OLT là thành phần chức năng chính của hệ thống đặt ở tổngđài. ONU là thiết bị đặt ở phía người dùng.ONU kết nối tới OLT bằng các sợi quangvà không có các thành phần chủ động ở giữa. Bộ chia tín hiệu (splitter) là thành phầnrất quan trọng cua hệ thống, theo tiêu chuẩn ITU G.983.1 một bộ chia sủ dụng tối đacho 32 khách hàng. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 16
  17. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 Hình 2: sơ đồ tổng quang về mạng thụ động quang PON V. CÁC CHUẨN MẠNG PON: Có ba loại tiêu chuẩn chính cho mạng PON như sau: •ITU-T G.983 -APON (ATM Passive Optical Network): là chuẩn mạng PON đầutiên, dựa trên công nghệ ATM. -BPON (Broadband PON): là chuẩn dựa trên APON. Nó hỗ trợ thêmcông nghệ WDM, băng thông giành cho đường lên được cấp phát động.. Nócũng cung cấp một giao diện quản lý chuẩn OMCI giữa OLT và ONU cho phép nhiều nhà cung cấp dịch vụ cùng hoạt động. •ITU-T G.984 -GPON (Gigabit PON) là sự nâng cấp của chuẩn BPON. Đây làchuẩn mới nhất, hỗ trợ tốc độ cao hơn, bảo mật được tưng cường và sự đadạng, linh hoạt trong việc lựa chọn giao thức lớp 2: ATM, GEM hoặcEthernet. •IEEE 803.3ah -EPON (Ethernet PON hay GEPON – gigabit Ethernet PON): là mộtchuẩn của IEEE/EFM cho việc sử dụng giao thức Ethernet để truyền dữ liệu SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 17
  18. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 ĐẶC TÍNH BPON (APON) GE-PON(EPON) GPON Tốc độ-đường lên/đường xuống 155/622Mbps 1.0/1.0 Gbps 1.25/2.5 Gbps Giao thức cơ bản ATM Ethemet GEM Độ phức tạp Cao Thấp Cao Chi phí Cao Thấp Chưa rõ Tổ chức tiêu chuẩn ITU-T IEEE ITU-T Tiêu chuẩn hoàn thiện Rồi, 1995 Rồi, 2004 Rồi Triển khai quy mô lớn 100.000 thuê 1.000.000 thuê Mới thử Khu vực triển khai chính Bắc Mỹ Châu Á Mới thử Bảng 1: so sánh các tiêu chuẩn PON. PHẦN 4: TRUY NHẬP THEO CÔNG NGHỆ GPON I. CẤU TRÚC MẠNG GPON. Hệ thống GPON thông thường gồm một thiết bị kết cuối đường dây OLT (Optical LineTermination) vàthiết bịkết cuốimạng ONU(Optical Network Unit) hay ONT(Optical Network Termination) đượcnối với nhau qua mạng phân phốiquang ODN (Optical Distribution Network). Quan hệ giữa OLT và ONU là quan hệ một- nhiều, một OLT sẽ kết nối với nhiều ONU.Bộ khuyến nghị G.984 của ITU đưa ra tiêu chuẩn cho mạng PON tốc độgigabit (GPON) là phiên bản mới nhất đối với công nghệ mạng PON. Mạng GPONcó dung lượng ở mức gigabit cho phép cung cấp các ứng dụng video, truy nhậpinternet tốc độ cao, multimedia, và các dịch vụ băng thông rộng. Cùng với dunglượng mạng gia tăng, tiêu chuẩn mới này đưa ra khả năng xử lý IP và Ethernet hiệuquả hơn.Mục đích tiêu chuẩn G.984.1 là cải thiện hệ thống PON theo tiêu chuẩnG.983.1 thông qua các yêu cầu về cung cấp dịch vụ, các chính sách bảo mật, tốc độ bit danh định... Để đảm bảo tính liên tục so với các hệ thống trước, tiêu chuẩnG.984.1 sẽ duy trì một số yêu cầu trong tiêu chuẩn G.983.1 SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 18
  19. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 II. CÔNG NGHỆ GPON GPON hỗ trợ tốc độ bít cao nhất từ trước tới nay với tốc độ hướng xuống/ hướng lên tương ứng lên tới 2,5/2,5 Gbit/s. GPON cung cấp độ rộng băng lớn chưa từng có từ trước tới nay và là công nghệ tối ưu cho các ứng dụng của FTTH và FTTB. 1. Các thông số kỹ thuật. - Bước sóng: 1260-1360nm đường lên; 1480-1500nm đường xuống. - Đa truy nhập hướng lên: TDMA. - Cấp phát băng thông động DBA (Dynamic Bandwith 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. - Giá trị BER lớn nhất: 10-12 - Phạm vi công suất sử dụng luồng xuống: -3 đến +2 dBm (10km ODN) hoặc +2 đến +7 (20Km ODN). - Phạm vi công suất sử dụng luồng lên: -1 đến +4 dBm (10Km và 20Km ODN). - Suy hao tối đa giữa các ONU:15dB. - Cự ly cáp tối đa: 20Km với DFB laser luồng lên, 10Km với Fabry-Perot. 2. Khả năng cung cấp băng thông. SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 19
  20. ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MẠNG THÔNG TIN ĐÔ THỊ 2014 Công nghệ GPON hỗ trợ 1,25 Gbit/s hoặc 2,5 Gbit/s hướng xuống, và hướng lên có thể xê dịch từ 155 Mbit/s đến 2,5 Gbit/s. Hiệu suất băng thông đạt > 90%. 3. Khả năng cung cấp dịch vụ. Giới hạn cự ly của công nghệ GPON hiện tại được quy định trong khoảng 20 km và cung cấp tỉ lệ chia lên tới 1:128 (hiện tại thường sử dụng tỉ lệ 1:64, tối đa qua hai cấp chia). 4. Một số vấn đề cần quan tâm khi tính toán thiết kế mạng GPON. Việc tính toán, thiết kế mạng GPON cần quan tâm tới một số vấn đề sau: - Đảm bảo các điều kiện về thông số kỹ thuật công nghệ. - Đảm bảo các đặc tính kỹ thuật cơ bản lớp vật lý. - Băng tần hoạt động. - Xác định tỷ lệ phân tách (hiện tại sử dụng phổ biến 2 loại là 1:32 và 1:64). - Đảm bảo cự ly giữa OLT và ONU/ONT trong giới hạn cho phép (< 20 km) 5. Tình hình triển khai PON. Tình hình triển khai PON tại Việt Nam: - Năm 2010 VNPT đang triển khai công nghệ GPON tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh sử dụng thiết bị của hãng Huawei và Alcatel, dự kiến hai hệ thống này. 6. Ưu điểm của GPON sử dụng TDMA: - Các ONU có thể hoat động cùng bước sóng . - Các OLT cũng chỉ cần một bộ thu. - Giảm chi phí đầu tư ,bảo dưỡng . - Đễ dàng lắp đặt thêm các ONU nếu có nhu cầu mở rộng mạng. Yêu cầu sử dụng khi dùng kỹ thuật TDMA : Động bộ lưu lượng để tránh xung đột dữ liêu khi có hai gói dữ liệu đến bộ nghép cùng một thời điểm. III. CÁC THÀNH PHẦN TRONG MẠNG FTTH TRÊN CÔNG NGHỆ GPON GỒM CÓ: Hệ thống truy nhập quang thụ động bao gồm 3 thành phần cơn bản: OLT-ODN-ONT SVTH: ĐỖ TRỌNG SƠN – LỚP KD10 Page 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1253 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2