TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN

KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
CHUN ĐỀ VIỄN THƠNG TIÊN TIẾN

Ngành: Cơng nghệ, kĩ thuật điện tử, truyền thơng
Niên khóa 2016 - 2020

Giảng viên hướng dẫn: TS. Hồ Văn Cừu
Sinh viên thực hiện: TRẦN NGỌC HIẾU
Mã sinh viên:

3116520021

Tp. HCM, tháng 4 năm 2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GỊN
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHUYÊN ĐỀ VIỄN THÔNG TIÊN TIẾN

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ, KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THƠNG
NIÊN KHĨA 2016 - 2020

Đề tài:

KHẢO SÁT MẠNG TRUY NHẬP BĂNG RỘNG GPON

Giảng viên hướng dẫn:

TS. HỒ VĂN CỪU

Sinh viên thực hiện:

TRẦN NGỌC HIẾU

Mã sinh viên:

3116520021

Lớp:

DKT1161

TP. Hồ Chí Minh, tháng 4, năm 2020

1


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
Ngày ....... tháng ........ năm .........
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

2


LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Sài Gòn, bằng sự biết ơn và
kính trọng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, các phòng, khoa
thuộc Trường Đại học Sài Gịn và các giảng viên đã nhiệt tình hướng dẫn, giảng dạy
và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và
hoàn thiện đề tài này
Em xin chân thành cảm ơn thầy Hồ Văn Cừu đã tận tâm hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ
chúng em trong suốt quá trình làm báo cáo. Nếu khơng có những lời hướng dẫn, dạy
bảo của thầy thì em nghĩ bài báo cáo này rất khó có thể hồn thiện được. Một lần nữa,

chúng em xin chân thành cảm ơn thầy.
Cảm ơn gia đình, bạn bè đã ln khích lệ, động viên và giúp đỡ chúng trong quá trình
học tập và nghiên cứu khoa học.
Trong quá trình làm báo cáo, mặc dù đã rất cố gắng, nhưng trong một khoảng thời gian
cho phép, kinh nghiệm thực tiễn và kiến thức bản thân còn hạn chế. Do vậy, khơng
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu
của quý thầy cô và các bạn để kiến thức của em được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
TP.Hồ Chí Minh, ngày…tháng….năm 2020
Sinh viên thực hiện

Trần Ngọc Hiếu

3


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...............................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG BĂNG RỘNG FTTx. .3
1.1.

Giới thiệu chung...............................................................................................3

1.2.

Ưu nhược điểm của mạng truy nhập quang bang rộng FTTx...........................4

1.2.1.

Ưu điểm.....................................................................................................4


1.2.2.

Nhược điểm...............................................................................................6

1.3.

Phân loại...........................................................................................................6

1.3.1.

Phân loại theo chiều dài của sợi quang......................................................6

1.3.2.

Phân loại theo cấu hình..............................................................................9

1.4.

So sánh FTTx và ADSL.................................................................................10

1.5.

Kết luận..........................................................................................................11

Chương 2. TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP GPON......................................12
2.1.

Mạng thụ động PON.......................................................................................12


2.1.1.

Khái niệm................................................................................................12

2.1.2.

Đặc điểm chung của hệ thống..................................................................12

2.1.3.

Ưu điểm của công nghệ GPON................................................................13

2.1.4.

Nhược điểm.............................................................................................14

2.2.

Giới thiệu khái quát về thành phần các thiết bị...............................................14

2.2.1.

Trạm POP.................................................................................................14

2.2.2.

ODF.........................................................................................................15

2.2.3.


Tủ cáp......................................................................................................16

2.2.4.

OLT..........................................................................................................17

2.2.5.

ONU/ONT...............................................................................................19

2.2.6.

Cáp...........................................................................................................20

2.2.7.

Splitter.....................................................................................................21
4


2.2.8.

Tập điểm/Hộp cáp....................................................................................22

2.2.9.

Cáp quang thuê bao.................................................................................23

2.2.10. Măng sông cáp (Closure).........................................................................23
2.2.11. Dây nhảy quang.......................................................................................23

2.2.12. Connector và Adapter................................................................................24
2.3.

Mơ hình triển khai mạng quang mới...............................................................26

2.4.

Kết luận..........................................................................................................26

Chương 3. KĨ THUẬT MẠNG TRUY NHẬP GPON.................................................27
3.1.

Giới thiệu chung.............................................................................................27

3.1.1.

Về kĩ thuật...............................................................................................27

3.1.2.

Mơ tả hệ thống GPON.............................................................................28

3.1.3.

Các đặc tính cơ bản của GPON................................................................28

3.2.

Tình hình triển khai GPON hiện nay..............................................................30


3.2.1.

Tình hình triển khai ở thế giới.................................................................30

3.2.2.

Tình hình triển khai ở Việt Nam..............................................................31

3.3.

Kết luận..........................................................................................................31

KẾT LUẬN.................................................................................................................32
1. Tổng kết các nội dung nghiên cứu...........................................................................32
2. Kết luận...................................................................................................................32
3. Hướng nghiên cứu tiếp theo.....................................................................................33
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................35

MỤC LỤC HÌNH

5


Y
Hình 1.1 Tổng quan mạng truy nhập quang FTTx.........................................................3
Hình 1.2 Mạng truy nhập quang bang rộng phân loại theo chiều dài sợi cáp quang......7
Hình 1.3 Cấu trúc tổng quan mạng FTTH.....................................................................7
Hình 1.4. Cấu trúc tổng quan mạng FTTB.....................................................................8
Hình 1.5. Cấu trúc tổng quan mạng FTTC.....................................................................8
Hình 1.6 Cấu hình Point-to-Point (P2P)........................................................................9

Hình 1.7. Cấu hình Point - to - MultiPoint (P2MP).....................................................10
Hình 2.1. Nhân viên làm việc tại trạm POP................................................................15
Hình 2.2. Hộp phối quang 32FO..................................................................................16
Hình 2.3. Tủ cáp..........................................................................................................17
Hình 2.4. Sơ đồ khối chức năng OLT..........................................................................18
Hình 2.5. Thiết bị OLT.................................................................................................19
Hình 2.6. Thiết bị đầu cuối người dùng.......................................................................20
Hình 2.7. Cấu tạo sợi cáp.............................................................................................20
Hình 2.8. Cấu trúc dây cáp quang thuê bao.................................................................20
Hình 2.9. Bộ chia 1:32.................................................................................................22
Hình 2.10. Hộp tập điểm quang 12-24FO....................................................................22
Hình 2.11. Măng sơng..................................................................................................23
Hình 2.12. Các loại dây nhảy quang............................................................................24
Hình 2.13. ST connector chủ yếu cho cáp quang đa mode...........................................24
Hình 2.14. SC connector dành cho cáp quang đơn mode.............................................24
Hình 2.15. LC connector dành cho cáp quang đơn mode............................................25
Hình 2.16. Các loại tiếp xúc của connector..................................................................25
Hình 2.17. Các loại Adapter tương ứng Connector......................................................25
Hình 2.18. Mơ hình triển khai mạng quang mới..........................................................26
6


Hình 3.1. Kiến trúc mạng GPON.................................................................................28
Hình 3.2. Mơ hình thiết bị cơ bản của GPON..............................................................28
Hình 3.3. Tình hình triển khai GPON trên thế giới......................................................30

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1. Yêu cầu bang thông đối với một số dịch vụ...................................................4
Bảng 1.2. So sánh cáp quang và cáp đồng.....................................................................5
Bảng 1.3. So sánh giữa FTTx và ADSL.......................................................................11


7


DANH MỤC VIẾT TẮT
TỪ VIẾT
TẮT
PON

TIẾNG ANH

TIẾNG VIỆT

Passive Optical Network

Mạng quang thụ động

FTTx

Fiber to the x

IP

Internet Protoco

Kiến trúc mạng băng rộng sử
dụng cáp quang
Giao thức Interner

AON


Active Optical Network

Mạng cáp quang chủ động

MPEG

Moving Picture Experts Group

Nhóm các hình ảnh động

HDTV

High Definition Television

Truyền hình độ nét cao

OLT

Otical Line Termina

Thiết bị đường truyền quang

ONU

Optical network Unit

Thiết bị kết cuối mạng quang

FTTB


Fiber to the Building

FTTO

Fiber to the Office

FFTC

Fiber to the Curb

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Mạng cáp quang nối đến cao
ốc
Mạng cáp quang nối đến văn
phòng
Mạng cáp quang nối đến khu
dân cư
Giao thức truyền thơng

IPTV

Internet Protocol TV

Truyền hình Internet

GPON GEM


GPON Encapsulation Method

QoS

Quality of Service

Phương pháp nghiên cứu
GPON
Chất lượng dịch vụ

ODF

Optical Distribution Frame

Hộp phối quang

ADSL
FTTH

Asymmetric Digital Subscriber
Line
Fiber To The Home

LAN

Local Area Network

Đường dây thuê bao số bất
đối xứng

Mạng cáp quang nối đến nhà
của thuê bao
Vùng mạng địa phương

WDM

Wavelengh Division Multiplexer

Ghép kênh theo bước sóng

8


LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay việc sử dụng Internet để trao đổi thông tin ngày càng cao. Để đáp ứng được
nhu cầu sử dụng internet ngày càng cao, đòi hỏi mạng truy nhập cần phải không
ngừng cải tiến để đáp ứng kịp nhu cầu ấy. Để giải quyết vấn đề này, mạng truy nhập
quang được xem là một giải pháp tốt với tốc độ cao và băng thơng rộng. Trong đó,
mạng quang thụ động PON được xem là mạng truy nhập mang lại nhiều lợi ích với
những ưu điểm vượt trội.
Từ đó Internet đã trở nên gần gũi và phổ biến nhờ vào công nghệ ADSL, với khả năng
kết nối, truyền tải dữ liệu với tốc độ gấp hàng chục, hàng trăm lần modem quay số.
Tuy nhiên, hiện nay công nghệ ADSL đã dần được thay thế bởi một loại công nghệ
truyền dẫn mới hơn, thông qua kiến trúc mạng sử dụng cáp quang để kết nối viễn
thơng có tên FTTx (Fiber To The x).
Mạng FTTx hiện đang được xem là sẽ đóng một vai trị quan trọng trong nhiều năm
tới do tiềm năng cung cấp lượng 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
(PON), mạng quang tích cực (AON) và các cơng nghệ nén video.

Mạng truy cập quang thụ động (PON), cụ thể là GPON, bao gồm các đường quang đi
từ nhà cung cấp dịch vụ được dùng 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.
Với mạng GPON, tín hiệu được truyền bằng tia laser và được gửi tới đích, khơng cần
các cấu kiện điện tử tích cực trong mạng ngoại vi. Nhà cung cấp mạng nhờ đó có thể
tiết kiệm được chi phí đáng kể bằng việc dùng chung các sợi quang trong mạng nội
hạt, dùng chung thiết bị trong tổng đài.
Xuất phát từ cơ sở khoa học đó, em quyết định chọn: “Khảo sát mạng truy nhập
quang bang rộng” làm đề tài nghiên cứu của mình.
Đồ án mơn học này có những chương như sau:
1


Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG BĂNG RỘNG FTTx
Chương 2: TỔNG QUAN MẠNG TRUY NHẬP GPON
Chương 3: KỸ THUẬT MẠNG TRUY NHẬP GPON

2


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG BĂNG RỘNG
FTTx
1.1.

Giới thiệu chung

FTTx (Fiber to the x) là một thuật ngữ chung cho kiến trúc mạng băng rộng sử dụng
cáp quang thay thế tất cả hay một phần cáp kim loại thơng thường dùng trong mạch

vịng ở chặng cuối của mạng viễn thông.
Trong xu thế phát triển của công nghệ viễn thông hiện nay, việc đem đến cho khách
hàng những dịch vụ về thơng tin giải trí, truyền thơng là một nhu cầu tất yếu.
Điều quan trọng là làm thế nào để có thể truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng,
chính xác, an tồn và kinh tế. Có nhiều giải pháp được đưa ra, trong đó việc khai thác,
nguồn tài nguyên băng thông luôn được đặt lên hàng đầu. Vậy đáp án nào được đưa ra
giải quyết bài toán này? Đó chính là sử dụng mạng truy nhập quang, đây sẽ là một giải
pháp hữu hiệu trong thời điểm hiện tại và tương lai gần.

Hình 1.1 Tổng quan mạng truy nhập quang FTTx
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 truy cập
tốc độ cao ngày càng tăng.Ngày càng có nhiều dịch vụ truy cập băng rộng, bảng 1.1
cho ta thấy nhu cầu về băng thông cho một số loại hình dịch vụ như vậy.

3


Bảng 1.1. Yêu cầu băng thông đối với một số dịch vụ
Xu hướng dịch chuyển từ cáp đồng sang cáp quang là điều mà các nhà mạng lớn đã dự
liệu từ trước bởi đó là xu thế chung tồn cầu. Đón đầu xu thế, vài năm gần đây, các
nhà cung cấp dịch vụ đã chủ động chuyển đổi hạ tầng từ cáp đồng sang cáp quang ở
Hà Nội, TP HCM và các thành phố lớn nhằm cung cấp cho khách hàng sự lựa chọn tốt
hơn trong thời kỳ bùng nổ thiết bị truy cập Internet.
FTTx (Fiber To The x) là một kiến trúc mạng trong đó có sợi quang được kéo từ các
thiết bị chuyển mạch của nhà mạng cung cấp dịch vụ đến các thuê bao. Trong đó, sợi
quang có hoặc khơng được sử dụng trong tất cả các kết nối từ nhà cung cấp đến khách
hàng. 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 thơng lớn hơn cho người dùng. Hiện nay, cơng nghệ cáp
quang có thể cung cấp đường truyền cân bằng lên tới tốc độ 100Mbps.
1.2.

Ưu nhược điểm của mạng truy nhập quang bang rộng FTTx

1.2.1. Ưu điểm
-

Suy hao thấp. Suy hao thấp cho phép khoảng cách lan truyền dài hơn. Nếu so
sánh với cáp đồng trong một mạng, khoảng cách lớn nhất đối với cáp đồng
được khuyến cáo là 100 m, thì đối với cáp quang khoảng cách đó là 2.000 m.

Một nhược điểm cơ bản của cáp đồng là suy hao tăng theo tần số của tín hiệu. Điều
này có nghĩa là tốc độ dữ liệu cao dẫn đến tăng suy hao công suất và giảm khoảng
cách lan truyền thực tế. Đối với cáp quang thì suy hao khơng thay đổi theo tần số của
tín hệu.

4


-

Dải thơng rộng. Sợi quang có băng thơng rộng cho phép thiết lập hệ thống
truyền dẫn số tốc độ cao. Hiện nay, băng tần của sợi quang có thể lên đến hàng
THz.

-

Trọng lượng nhẹ. Trọng lượng của cáp quang nhỏ hơn so với cáp đồng. Một cáp

quang có 2 sợi quang nhẹ hơn 20% đến 50% cáp Category 5 có 4 đơi. Cáp
quang có trọng lượng nhẹ hơn nên cho phép lắp đặt dễ dàng hơn.

-

Kích thước nhỏ. Cáp sợi quang có kích thước nhỏ sẽ dễ dàng cho việc thiết kế
mạng chật hẹp về không gian lắp đặt cáp.

-

Không bị can nhiễu sóng điện từ và điện cơng nghiệp.

-

Tính an tồn. Vì sợi quang là một chất điện mơi nên nó khơng dẫn điện.

-

Tính bảo mật. Sợi quang rất khó trích tín hiệu. Vì nó khơng bức xạ năng lượng
điện từ nên khơng thể bị trích để lấy trộm thông tin bằng các phương tiện điện
thông thường như sự dẫn điện bề mặt hay cảm ứng điện từ, và rất khó trích lấy
thơng tin ở dạng tín hiệu quang.

-

Tính linh hoạt. Các hệ thống truyền dẫn quang đều khả dụng cho hầu hết các
dạng thông tin số liệu, thoại và video.

5



Bảng 1.2. So sánh cáp quang và cáp đồng.

6


1.2.2. Nhược điểm
-

Vấn đề biến đổi điện-quang. Trước khi đưa một tín hiệu thơng tin điện vào sợi
quang, tín hiệu điện đó phải được biến đổi thành sóng ánh sáng.

-

Dịn, dễ gẫy. Sợi quang sử dụng trong viễn thông được chế tạo từ thủy tinh nên
dòn và dễ gẫy. Hơn nữa kích thước sợi nhỏ nên việc hàn nối gặp nhiều khó
khăn. Muốn hàn nối cần có thiết bị chuyên dụng.

-

Vấn đề sửa chữa. Các quy trình sửa chữa địi hỏi phải có một nhóm kỹ thuật
viên có kỹ năng tốt cùng các thiết bị thích hợp.

-

Vấn đề an tồn lao động. Khi hàn nối sợi quang cần để các mảnh cắt vào lọ kín
để tránh đâm vào tay, vì khơng có phương tiện nào có thể phát hiện mảnh thủy
tinh trong cơ thể. Ngồi ra, khơng được nhìn trực diện đầu sợi quang hay các
khớp nối để hở phòng ngừa có ánh sáng truyền trong sợi chiếu trực tiếp vào
mắt. Ánh sáng sử dụng trong hệ thống truyền dẫn quang là ánh sáng hồng

ngoại, mắt người không cảm nhận được nên khơng thể điều tiết khi có nguồn
năng lượng này, và sẽ gây nguy hại cho mắt.

1.3.

Phân loại

1.3.1. Phân loại theo chiều dài của sợi quang
Mạng truy nhập quang được chia thành 2 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 kì một phần tử tích cực nào cần có sự chuyển đổi điện –
quang và ngược lại. Thay vào đó, PON chỉ bao gồm: sợi quang, các bộ chia, bộ kết
hợp, ghép định hướng, thấu kính, bộ lọc…
Điểm khác nhau của các loại hình này là do chiều dài cáp quang từ thiết bị đầu cuối
ISP (OLT) đến các user. Từ OLT đến ONU (thiết bị đầu cuối phía user) hồn tồn là
cáp quang thì người ta gọi là FTTH/FTTB.

7


Hình 1.2 Mạng truy nhập quang bang rộng phân loại theo chiều dài sợi cáp quang
1.3.1.1.

TTH (Fiber To The Home): cáp quang nối đến tận nhà của thuê bao.

FTTH là cáp quang chạy đến tận nhà thuê bao. Cấu trúc tổ chức quan mạng FTTH
được mơ tả như Hình 1.3. Các dịch vụ trong mạng FTTH bao gồm: 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.

Hình 1.3 Cấu trúc tổng quan mạng FTTH
1.3.1.2.
FTTB (Fiber To The Building): giống như FTTH nhưng ở đây là nối
đến các cao ốc, tòa nhà cao tầng. FTTO (Fiber To The Office) cấp quang
tới văn phòng
FTTB và FTTO có cấu trúc tương tự nhau và gần giống với FTTC. Điểm khác biệt là
FTTB/FTTO có thiết bị đầu cuối quang đặt rất gần thuê bao (khoảng vài chục mét),
cáp sợi quang được dẫn tới phòng máy trung tâm của tịa nhà cao tầng, từ đó thơng qua
phương tiện chuyển đổi (quang – điện) đấu nối tới từng người sử dụng riêng biệt.
8


Hình 1.4. Cấu trúc tổng quan mạng FTTB.
1.3.1.3.

FTTC (Fiber To The Curb): cáp quang đến một khu đất dân cư.

Lúc đó từ ONU đến thuê bao có thể sử dụng cáp đồng. Trong mơ hình này, thiết bị đầu
cuối phía user được bố trí trong các tủ cáp trên đường phố, dây nối tới các thuê bao
vẫn là cáp đồng. FTTC cho phép chia sẽ giá thành của một ONU cho một số thuê bao
do đó có thể hạ thấp được giá thành lắp đặt ban đầu.

Hình 1.5. Cấu trúc tổng quan mạng FTTC

9



1.3.1.4.

FTTN (Fiber To The Node)

Công nghệ cáp quang FTTN là một trong nhiều tùy chọn để cung cấp dịch vụ viễn
thông cáp cho nhiều điểm đến. Mạng cáp quang đến nút giúp cung cấp kết nối băng
rộng và các dịch vụ dữ liệu khác thông qua một hộp mạng chung, thường được gọi là
nút.
1.3.2. Phân loại theo cấu hình
1.3.2.1.

Cấu hình Point - To - Point (P2P)

Cấu hình Point to Point là cấu hình Điểm – Điểm, có một kết nối thẳng từ nhà cung
cấp dịch vụ đến khách hàng. Trong hệ thống đường quang trực tiếp, mỗi sợi quang chỉ
kết nối tới một khách hàng. Vì sợi quang được sử dụng riêng lẻ nên cấu hình mạng
tương đối đơn giản, đồng thời do băng thông không bị chia sẻ nên tốc độ đường truyền
có thể lên rất cao.
Q trình truyền dẫn trên cấu hình Point to Point cũng rất an tồn do tồn bộ q trình
chỉ được thực hiện trên một đường truyền vật lý, chỉ có các đầu cuối là thu và phát dữ
liệu, không bị lẫn với các khách hàng khác.
Tuy nhiên, cấu trúc này có một nhược điểm cơ bản mà khó có thể phát triển cho quy
mơ rộng, đó là giá thành đầu tư cho một khách hàng rất cao, hệ thống sẽ trở nên rất
cồng kềnh, khó khăn trong việc vận hành, bảo dưỡng khi số lượng khách hàng tăng
lên.

Hình 1.6 Cấu hình Point-to-Point (P2P)
1.3.2.2.

Cấu hình Point - to - MultiPoint (P2MP)


Đây là cấu hình 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 từ nhà cung cấp
dịch vụ được chia sẻ, sử dụng chung cho một số khách hàng.
10


Có một đường quang đi đến một nhóm khách hàng ở gần nhau về mặt địa lý. Tại đây,
đường quang chung này sẽ được chia tách thành các đường quang riêng biệt đi đến
từng khách hàng. Điều này giúp giảm chi phí lắp đặt đường quang và tránh cho hệ
thống khi phát triển khỏi bị cồng kềnh.

Hình 1.7. Cấu hình Point - to - MultiPoint (P2MP)
1.4.

So sánh FTTx và ADSL
Yếu tố so
sánh
Mơi
trường
truyền tín hiệu
Độ ổn định
Tốc độ cam
kết ra quốc tế
Chiều dài cáp
Bảo mật
Tốc độ truyền
dẫn (Upload
và Download)
Khả năng đáp

ứng dịch vụ
bang
rộng:
Hosting server
riêng, VPN,
hội
nghị
truyền hình.

ADSL

FTTx

Cáp đồng

Cáp quang

Dễ bị suy hao do điện
từ thời tiết, chiều dài
cáp…
Thường khơng có cam
kết
Tối đa 500m để đạt sự
ổn định
Độ bảo mật thấp, dễ bị
đánh cắp tín hiệu
đường dây.
Bất đối xứng: Download
> Upload
Tốc độ tối đa là 20

Mbps

Khơng bị ảnh hưởng

Khơng phù hợp vì tốc
độ thấp

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

11

>=256 Kbps
Có thể lên tới 10km
Độ bảo mật thấp, dễ
bị đánh cắp tín hiệu
đường dây.
Cho phép cân bằng:
Upload = Download
Tốc độ tối đa là 10
Gbps


Bảng 1.3. So sánh giữa FTTx và ADSL
1.5.

Kết luận

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 khơng 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.
Giới thiệu các ưu nhược điểm của mạng truy nhập quang băng rộng FTTx, cũng như
phân loại mạng truy nhập quang băng rộng FTTx theo chiều dài và cấu hình của từng
loại cáp truyền dẫn.

12


Chương 2. TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP GPON
2.1.

Mạng thụ động PON.

2.1.1. Khái niệm.
Mạng quang thụ động PON là một mạng quang khơng có các phần tử điện phụ hay
thiết bị quang điện tử. PON là công nghệ sử dụng các bộ chia quang (Splitter) để nối
tới rất nhiều thiết bị 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, chính nhờ 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, cơng suất quang sẽ quyết định số bộ chia quang.

-

Tín hiệu có băng tần càng lớn, cơng suất quang càng nhỏ thì mức thu giảm,
vìvậy khả năng chia kênh sẽ bị giảm so với trường hợp tín hiệu băng hẹp.
Chonên để tăng băng tần hệ thống phải áp dụng các công nghệ truyền dẫn tiên
tiếnnhư kĩ thuật thu kết hợp hay kĩ thuật ghép bước sóng.

2.1.2. Đặc điểm chung của hệ thống.
-

Đặc trưng của hệ thống PON là thiết bị thụ động phân phối sợi quang đếntừng
nhà 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 hàng điều này sẽ
làm giảm chi phí cho khách hàng sử dụng.

13


-

Khả năng tận dụng công nghệ WDM, ghép kênh phân chia theo dải tần vàcung
cấp băng thông động để giảm thiểu số lượng cáp quang cần thiết để kết nối giữa
OLT và splitter.

-

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

-


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

2.1.3. Ưu điểm của công nghệ GPON.
GPON là sự kết hợp giữa mạng truy nhập quang thụ động PON và cơng nghệ Gigabit
nên nó mang ưu điểm của cả hai công nghệ này. Việc triển khai GPON mang lại nhiều
lợi ích to lớn bao gồm:
-

Ưu điểm lớn nhất của công nghệ GPON là đem đến cho người dùng trải nghiệm
cảm giác của một đường truyền tốc độ rất cao sử dụng trong IPTV, camera,
truyền hình trực tuyến, Video On Demand, video conference,…

-

Phương thức đóng gói GPON-GEM (GPON Encapsulation Method) cho phép
đóng gói lưu lượng người dùng rất hiệu quả, với sự phân đoạn khung cho phép
chất lượng dịch vụ QoS ( Quality of Service) cao hơn phục vụ lưu lượng nhạy
cảm như truyền thoại và video.

-

Tiết kiệm chi phí về vật tư, cáp, chi phí nguồn điện, khơng gian hộp cáp, thời
gian bảo trì, nhân lực bảo dưỡng tuyến cáp.

-

GPON hỗ trợ tốc độ cao hơn, tăng bảo mật và chọn lớp 2 giao thức (ATM,
GEM, Ethernet tuy nhiên trên thực tế ATM chưa từng được sử dụng) cho phép
GPON phân phối thêm các dịch vụ tới nhiều thuê bao hơn với chi phí thấp hơn
cũng như cho phép khả năng tương thích lớn hơn giữa các nhà cung cấp thiết

bị.

-

Sử dụng kiến trúc đa điểm cho nên không bị suy giảm, tiêu hao tốc độ.

-

Công nghệ GPON cho phép giảm tối đa giá thành triển khai nhờ sợi quang OLT
sẽ được chia cho nhiều thuê bao ( khách hàng ) sử dụng thông qua bộ chi
Spliter thụ động.
14


-

Công nghệ GPON tương tự như công nghệ AON và công nghệ EPON, độ ổn
định cũng tương đương nhưng giá thành đầu tư thấp hơn nên đây là đặc điểm
nổi trội nhất của công nghệ GPON. Tốc độ download trên cơng nghệ GPON có
thể đạt đến 2,5 Gpbs và tối thiểu là 1,25 Gbps khi so sánh với các công nghệ
khác có thể cho tốc độ truyền tải tín hiệu gấp 10 - 20 lần.

-

Gpon sử dụng các thiết bị Splitter thụ điện không cần cấp nguồn điện cho nên
đạt được nhiều lợi ích như giảm được chi phí, có thể đặt bất cứ đâu, tiết kiệm
điện và không gian chưa cáp, đồng thời gần như không bị ảnh hưởng bởi thời
tiết: sét, mưa bão...

2.1.4. Nhược điểm

-

Khó nâng cấp băng thông khi thuê bao yêu cầu (do kiến trúc điểm đến nhiều
điểm sẽ ảnh hưởng đến những thuê bao khác trong trường hợp đã dùng hết băng
thơng).

-

Khó xác định lỗi hơn do 1 sợi quang chung cho nhiều người.

-

Tính bảo mật cũng khơng cao do có thể bị nghe lén nếu khơng mã hóa dữ liệu.

-

Khơng phù hợp với những địa điểm mật độ th bao thấp vì lúc đó chi phí đầu
tư sẽ rất lớn. Chỉ nên áp dụng với những đô thị loại 1, loại 2 và những khu cơng
nghiệp, khu chế xuất có mật độ khách hàng lớn.

2.2.

Giới thiệu khái quát về thành phần các thiết bị.

2.2.1. Trạm POP.
Point of Presence (POP) là các trung tâm dữ liệu được phân chia tại vùng lân cận.
Trung tâm dữ liệu này có chức năng chính là giảm thời gian “delay” một cách hợp lý,
chịu trách nhiệm giao tiếp với người sử dụng. Mỗi POP gồm các caching server phục
vụ cho các mục đích khác nhau.
Hầu hết các cơng ty truyền thơng đều có các mạng chun dụng để kết nối giữa các

vùng địa lý khác nhau để tiện cho công việc. Trong mỗi vùng, các công ty sẽ đặt điểm
hiện diện chính là Point of Presence. Điểm này giúp người dùng nội bộ có thể truy cập
vào mạng cơng ty thông qua số điện thoại nội bộ hoặc đường truyền riêng.

15


Các trạm POP là nơi chứa các OLT và các thiết bị quang tích cực phía nhà cung cấp
dịch vụ mạng cuối cùng trong mạng và là điểm bắt đầu của mạng ngoại vi. Các trạm
POP ngoài kết nối với trạm POP+ thì nó cịn có kết nối với các trạm POP khác theo
topo vòng RING để phục vụ cho việc backup đường truyền tín hiệu giữa người dùng
và ISP, các trạm POP có thể là trạm POP outdoor (để ngoài nhà) hoặc trạm POP indoor
(để trong nhà) và trung bình một trạm POP có thể phục vụ cho 2000 đến 10000 thuê
bao thông qua kết nối topo STAR với các tủ cáp bằng cáp gốc 48FO và có chiều dài
dưới 800m trong nội thành và 1200m phía ngoại thành.

Hình 2.1. Nhân viên làm việc tại trạm POP
2.2.2. ODF
Hộp phối quang hay giá phân phối cáp quang (ODF) là viết tắt của Optical
Distribution Frame. Hộp phối quang được sử dụng như là nơi để tập trung, bảo vệ các
mối hàn cáp quang, phân phối các kết nối quang đến các thiết bị khác như modem
quang hoặc converter quang (Bộ chuyển đổi quang điện).
ODF là nơi tập trung tất cả các kết cuối của đầu dây các sợi cáp quang và từ đó tỏa ra
các nơi trong mạng.
Cấu tạo:
-

Vỏ hộp: khá nhiều loại tùy vào nhu cầu sử dụng:

+ Loại nhỏ từ 2-8 FO thường sử dụng trong nhà và được làm bằng nhựa

+ Loại có dung lượng cao hơn như 12, 24, 48, … thường được làm bằng thép đảm bảo
độ bền chắc

16