Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành viễn thông đóng vai trò là hạ tầng kỹ thuật thiết yếu phục vụ phát triển kinh tế - xã hội và bảo đảm an ninh quốc phòng. Tại tỉnh Thái Nguyên – một tỉnh trung du miền núi có diện tích tự nhiên 3.541,1 $\text{km}^2$, gồm 9 đơn vị hành chính và có tốc độ tăng trưởng kinh tế đạt 7,5 - 9,5%/năm – mạng lưới bưu chính viễn thông giữ vị trí trọng yếu trong việc kết nối giao thương qua các tuyến huyết mạch như Quốc lộ 3, Quốc lộ 1B, đường 379 và tuyến đường sắt liên tỉnh.
Báo cáo thực tập tốt nghiệp của sinh viên Lê Thị Lý (ngành Điện tử Viễn thông, Khoa Điện tử, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên) được thực hiện nhằm gắn kết lý thuyết chuyên ngành với thực tiễn khai thác mạng lưới.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:
- Khảo sát cơ cấu tổ chức, chức năng và hoạt động sản xuất kinh doanh của Trung tâm Viễn thông Thành phố thuộc VNPT Thái Nguyên.
- Tìm hiểu chi tiết hệ thống thiết bị phần cứng, hạ tầng truyền dẫn mạng cáp đồng (tổng đài TDM NEC, IP DSLAM, MSAN) và mạng cáp quang (MAN-E, Switch, OLT GPON, ODF) tại Trạm Viễn thông Lưu Xá.
- Nắm vững cấu trúc mạng truyền dẫn quang thụ động GPON, quy trình kỹ thuật khai báo dịch vụ FTTH trên hệ thống điều hành (OMC, WebService) và cấu hình thiết bị đầu cuối ONT.
- Nắm bắt quy trình xử lý sự cố mạng ngoại vi, quy chuẩn suy hao, kỹ thuật hàn nối cáp sợi quang và đo kiểm chất lượng mạng truy nhập.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hạ tầng chuyển mạch, truyền dẫn, mạng truy nhập cáp đồng, cáp quang GPON và các thiết bị đầu cuối viễn thông.
- Phạm vi không gian: Trạm Viễn thông Lưu Xá (đóng tại phường Cam Giá, thành phố Thái Nguyên) trực thuộc Trung tâm Viễn thông Thành phố - VNPT Thái Nguyên.
- Phạm vi thời gian: Đợt thực tập từ ngày 18/07/2022 đến ngày 01/09/2022 (thời điểm hoàn thành báo cáo: 30/08/2022).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và công nghệ áp dụng
Báo cáo dựa trên các khối kiến thức viễn thông thực tế đang vận hành tại doanh nghiệp:
- Kỹ thuật điều chế và ghép kênh TDM/PCM: Nguyên lý mã hóa PCM phi tuyến (tốc độ lấy mẫu $8\text{ kHz}$, định dạng $8\text{ bit/kênh}$, luật nén 13 đoạn $A=87{,}6$ hoặc 15 đoạn $\mu=225$, băng thông thoại $0{,}4\text{ kHz}$, giao tiếp luồng $E1$).
- Công nghệ mạng quang thụ động GPON (Gigabit-capable Passive Optical Networks): Kiến trúc điểm - đa điểm (P2MP), sử dụng các bộ chia quang Splitter thụ động (tỷ lệ 1:4, 1:16), truyền tín hiệu bước sóng $1490\text{ nm}$ (Downstream) và $1310\text{ nm}$ (Upstream).
- Mạng truyền dẫn đô thị MAN-E và IP/MPLS: Cơ chế thu gom lưu lượng từ các nút truy nhập (DSLAM, MSAN, OLT) truyền tải nội tỉnh và kết nối đường trục.
- Giao thức mạng và dịch vụ băng rộng: Đóng gói PPPoE, phân định luồng VLAN (IEEE 802.1Q), mức độ ưu tiên lưu lượng (802.1p), gán cổng dịch vụ Triple-play (Internet, MyTV, VoIP).
Phương pháp nghiên cứu thực tế
- Phương pháp khảo sát trực tiếp: Khảo sát thực địa phòng máy tổng đài, tủ nguồn phụ trợ, hệ thống chống sét, hệ thống giá phân phối quang ODF, giá phân phối cáp đồng MDF.
- Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu: Tổng hợp số liệu quản lý thuê bao, thông số lưu lượng thoại, thông số quang học ($Rx/Tx\text{ power}$) và các chỉ số suy hao.
- Phương pháp thực nghiệm thao tác kỹ thuật: Trực tiếp cấu hình thông số dịch vụ trên các dòng ONT, thực hiện quy trình hàn nối sợi quang bằng máy hàn nhiệt chuyên dụng, sử dụng máy đo chuyên dụng khảo sát đường dây.
- Nguồn dữ liệu: Tài liệu kỹ thuật, số liệu vận hành thực tế tại Trạm Viễn thông Lưu Xá và hệ thống quản lý thuê bao của VNPT Thái Nguyên.
Thiết kế và triển khai hệ thống
Kiến trúc phân lớp mạng GPON tại cơ sở
Mạng GPON của VNPT triển khai tại địa bàn được tổ chức thành 3 lớp phân cấp rõ ràng:
- Lớp trục (Core Node): Tủ MAN-E tiếp nhận và định tuyến lưu lượng lên mạng trục IP/MPLS liên tỉnh, quốc tế; kết nối cáp trục liên trạm quy mô $96\text{ Fo}$.
- Lớp nhánh (Access/Branch Node): Tuyến cáp $48/24\text{ Fo}$ hoặc $24/12\text{ Fo}$ từ thiết bị OLT (đặt tại Trạm Viễn thông Lưu Xá) dẫn qua bộ chia cấp 1 (Splitter 1:4).
- Lớp thuê bao (Drop/Distribution Node): Cáp phân phối dẫn tới bộ chia cấp 2 (Splitter 1:16), từ đó kéo sợi thuê bao đơn ($1\text{ Fo}$) vào tận nhà khách hàng tới thiết bị ONT.
[Core: MAN-E / IP-MPLS]
[Trạm VT: OLT GPON]
[Splitter Cấp 1 (1:4)]
[Splitter Cấp 2 (1:16)]
[Khách hàng: Thiết bị ONT]
Quy trình kỹ thuật khai báo dịch vụ FTTH
Quy trình triển khai dịch vụ sợi quang đến nhà thuê bao gồm 8 bước tuần tự:
- Tiếp nhận phiếu yêu cầu lắp đặt từ phòng bán hàng; kỹ thuật viên đăng nhập hệ thống với quyền "THI CÔNG TRẠM", lọc danh sách thuê bao và liên hệ hẹn thời gian.
- Xuất kho thiết bị đầu cuối, dây cáp quang thuê bao; tiến hành kéo dây, đấu nối với yêu cầu tiêu chuẩn độ suy hao toàn tuyến đạt:
$$\text{Suy hao công suất quang} \le 28\text{ dB}$$
- Nhân viên trực giá đo kiểm thông số đạt chuẩn, thực hiện thao tác "NHẬP THI CÔNG" trên phần mềm để chuyển quyền sang hệ thống OMC.
- Khai báo thông số cấu hình cổng trên phần mềm quản lý OMC (chuẩn hóa chủng loại thiết bị, thông số Port ID, ONU ID).
- Lưu cấu hình và kích hoạt chức năng đồng bộ hóa tự động qua WebService.
- Khi WebService tạo xong tài khoản FTTH, tiến hành khai báo cổng vật lý trên phần mềm quản trị cơ sở hạ tầng mạng.
- Đo kiểm tra tự động toàn hệ thống để xác nhận việc cấp phát địa chỉ IP.
- Gán phiếu giao việc hoàn tất cho nhân viên kỹ thuật phụ trách tuyến.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về Trung tâm Viễn thông Thành phố - VNPT Thái Nguyên
Chương này giới thiệu lịch sử hình thành Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT, thành lập ngày 30/8/1947 với khẩu hiệu "Real life - Cuộc sống đích thực"), trụ sở VNPT Thái Nguyên (số 10 đường Cách mạng Tháng 8, TP. Thái Nguyên) cùng mô hình vận hành của Trung tâm Viễn thông Thành phố.
Mô hình quản lý gồm:
- Ban Giám đốc: Điều hành toàn diện hoạt động kỹ thuật - kinh doanh.
- Phòng Kỹ thuật - Tổng hợp: Quản lý vật tư, hạch toán tài chính, theo dõi số liệu thuê bao, in hóa đơn cước và quản trị đại lý Internet.
- 5 Tổ Kỹ thuật địa bàn: Tổ Quán Triều - Đồng Quang - Mỏ Bạch; Tổ Phú Xá - Tân Thành; Tổ Lưu Xá; Tổ Thịnh Đán; Tổ Trung tâm. Mỗi tổ chia thành bộ phận phòng tổng đài và bộ phận đường dây (quản lý mạng ngoại vi, trạm BTS).
- Hệ thống dịch vụ kinh doanh: Điện thoại cố định (nội hạt, liên tỉnh), dịch vụ di động Vinaphone (trả trước, trả sau, GPRS, 3G, 4G, Video Call, Mobile TV), Internet băng rộng (MegaVNN ADSL, FiberVNN FTTH), dịch vụ truyền hình tương tác MyTV và dịch vụ kênh thuê riêng (Leased Line).
Chương 2: Tổng quan về Trạm Viễn thông Lưu Xá
Trạm Viễn thông Lưu Xá đặt tại phường Cam Giá, thành phố Thái Nguyên, có nhiệm vụ quản lý, vận hành và phát triển mạng lưới trên địa bàn được phân công.
Cơ cấu nhân sự và quy mô quản lý thuê bao:
- Nhân sự gồm 4 người: 1 tổ trưởng điều hành, 1 nhân viên trực tổng đài tiếp nhận báo hỏng/điều phối, 2 nhân viên kỹ thuật ngoại vi.
- Số liệu thuê bao quản lý (thời điểm thống kê tháng 2):
- Thuê bao Internet cáp quang FTTH: 3.800 thuê bao.
- Thuê bao truyền hình MyTV: 650 thuê bao.
- Thuê bao điện thoại cố định: 150 thuê bao.
- Tổng quy mô: khoảng 4.600 thuê bao.
Hệ thống thiết bị phần cứng tại trạm:
- Tổng đài NEC NEAX 16∑: Thiết bị TDM xuất xứ Nhật Bản, đưa vào khai thác từ thập niên 1990. Cấu trúc gồm module điều khiển (xử lý tập trung/phân tán, ma trận chuyển mạch T-S-T hoặc T-T, giao tiếp trung kế $E1$) và 12 module thuê bao. Mỗi module phục vụ 128 số, cho dung lượng tối đa $12 \times 128 = 1.536$ thuê bao. Lưu lượng đạt $0{,}8\text{ Erlang/trung kế}$, tổng lưu lượng $6.700\text{ Erlang}$. Cấp nguồn hoạt động từ $-43\text{V}$ đến $-58\text{V DC}$.
- Tủ IP DSLAM: Trang bị 15 card giao tiếp HDSL, mỗi card quản lý 64 thuê bao, cung cấp tổng cộng $15 \times 64 = 960$ cổng kết nối cho các dịch vụ ADSL, MyTV và thoại cố định.
- Tủ chuyển mạch MAN-E và Switch: MAN-E làm nhiệm vụ gom lưu lượng từ IP DSLAM, MSAN và OLT để kết nối lên mạng lõi. Trạm trang bị 5 Switch truy nhập ($24\text{ cổng/Switch}$), trong đó cổng số 23 và 24 đóng vai trò Uplink liên kết giữa các thiết bị.
- Hệ thống OLT GPON: Đưa vào vận hành từ năm 2014; trạm trang bị 2 khung máy OLT chứa 2 card giao tiếp thuê bao ($16\text{ Port/card}$, mỗi port hỗ trợ tối đa 64 ONT qua bộ chia).
- Hệ thống thiết bị phụ trợ và an toàn:
- Tủ nguồn cấp điện: Loại tủ A LTF A001, cung cấp dòng $25\text{A}$ ở điện áp $-48\text{V DC}$ có hệ thống ắc quy dự phòng.
- Bộ cắt lọc sét nguồn AC: Tích hợp linh kiện bán dẫn có ngưỡng mở $360\text{V}$; khi điện áp vượt quá $360\text{V}$, bộ bảo vệ tự động dẫn dòng sét xuống hệ thống tiếp địa.
- Thiết bị đo kiểm Sunset MTT: Thiết bị đa năng hỗ trợ gần 40 module, dùng để đo kiểm chỉ tiêu đường truyền xDSL, định vị lỗi cáp đồng (đứt sợi, chập mạch, xuyên âm, rẽ nhánh) và đo suy hao truyền dẫn.
- Thiết bị đo quang: Máy phát laser đo khoảng cách quang, xác định điểm đứt cáp và suy hao phản xạ.
Tìm hiểu mạng truyền dẫn quang GPON và hướng dẫn kỹ thuật
Nội dung này tổng hợp các cấu hình thông số kỹ thuật trên các dòng thiết bị ONT (ZTE ZXHN F600W, ZTE ZXHN F660, GW040, Alcatel-Lucent I-240-WA) và bảng quy hoạch cổng kết nối.
| Hạng mục cấu hình |
ZTE ZXHN F600W / F660 |
GW040 |
ALU I-240-WA |
| Giao diện phần cứng |
4 FE, 2 POTS, Wifi 802.11 b/g/n |
4 FE, 2 POTS, Wifi 802.11 b/g/n |
4 FE, 2 POTS, Wifi 802.11 b/g/n |
| Địa chỉ IP / Quản trị |
192.168.1.1 (admin/admin) |
192.168.1.1 (admin/admin) |
192.168.1.1 (xem mặt sau) |
| Xác thực mạng OLT |
Khai báo mã xác thực SLID/Password |
Khai báo New SLID (Mã FTTH) |
PON Password / SLID Config |
| Thông số Internet WAN |
PPPoE, VLAN ID: 11 hoặc 32, 802.1p: 0 |
PPPoE, VLAN ID: 11, 802.1p: 0 |
Đẩy tự động từ OLT qua OMCI |
| Thông số IPTV (MyTV) |
Bridge Mode, VLAN ID: 12, 802.1p: 4 |
Bridge Mode, VLAN ID: 12, 802.1p: 4 |
Cấu hình Bridge gán cổng LAN |
| Dịch vụ thoại VoIP |
Cắm cổng TEL1/TEL2 (Cấu hình tự động) |
Cắm TEL1/TEL2 (File XML/Server) |
Tự động đẩy qua OLT |
Quy định phân bổ cổng LAN và SSID phát sóng trên thiết bị ONT
| STT |
Kịch bản dịch vụ |
Cổng Port 1 |
Cổng Port 2 |
Cổng Port 3 |
Cổng Port 4 |
| 1 |
Chỉ sử dụng Internet |
Internet |
Internet |
Internet |
Internet |
| 2 |
Internet + 1 kênh MyTV |
Internet |
Internet |
Internet |
MyTV (Bridge) |
| 3 |
Internet + 2 kênh MyTV |
Internet |
Internet |
MyTV |
MyTV |
| 4 |
Internet + 3 kênh MyTV |
Internet |
MyTV |
MyTV |
MyTV |
| 5 |
Sử dụng 4 kênh MyTV |
MyTV |
MyTV |
MyTV |
MyTV |
| 6 |
Internet + Thoại (ATA) |
Internet |
Internet |
Internet |
Khai Bridge kết nối ATA |
| 7 |
Quán Game/Nét (Router phụ) |
Khai Bridge kết nối WAN 1 router TL-R480T+ |
Khai Bridge kết nối WAN 1 router TL-R480T+ |
Khai Bridge kết nối WAN 1 router TL-R480T+ |
Dùng cho thiết bị phát Wifi phụ |
Quy hoạch SSID Wifi: Thiết bị ONT hỗ trợ tối đa 4 SSID, mỗi SSID tiếp nhận tối đa 32 kết nối đồng thời ($User \le 32$). Mặc định kích hoạt SSID1; các SSID2, SSID3, SSID4 chỉ được mở khi số lượng user tương ứng vượt ngưỡng $32$, $64$ và $96$ kết nối hoặc dùng riêng cho luồng MyTV không dây.
Quy trình 5 bước hàn nối cáp sợi quang bằng máy hàn quang
Khi xử lý sự cố đứt cáp trục hoặc dây thuê bao, kỹ thuật viên thực hiện chuẩn hóa qua 5 bước:
- Bước 1: Lồng ống co nhiệt bảo vệ mối hàn vào sợi quang; sử dụng kìm tuốt chuyên dụng bóc tách lớp vỏ bảo vệ để lộ sợi thủy tinh trần.
- Bước 2: Vệ sinh bề mặt sợi quang bằng cồn nguyên chất và khăn giấy chuyên dụng không để lại xơ bụi.
- Bước 3: Đặt sợi quang vào dao cắt sợi chính xác để tạo mặt cắt phẳng $90^\circ$.
- Bước 4: Đặt 2 đầu sợi quang vào rãnh chữ V của máy hàn, căn chỉnh thẳng hàng và hạ nắp giữ sợi.
- Bước 5: Đóng nắp buồng hàn; máy hàn tự động phóng hồ quang điện ghép nối sợi, sau đó đưa ống co nhiệt vào buồng gia nhiệt để hoàn tất.
Chương 3: Thực tế
Trình bày các hoạt động thực tế tại tuyến đường dây và nhà khách hàng:
- Xử lý các dạng lỗi thuê bao điện thoại cố định trên mạng cáp đồng (đo kiểm thông mạch, xử lý ngắn mạch, cách điện suy giảm).
- Cài đặt, đổi mật khẩu, tối ưu kênh phát sóng (kênh ít can nhiễu) cho modem/router Wifi thông qua ứng dụng phân tích sóng chuyên dụng (Wifi Analyzer).
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật đạt được
- Khảo sát và vẽ lại sơ đồ nguyên lý phòng máy tổng đài trạm Lưu Xá, xác định các điểm kết nối giữa tổng đài NEAX 16∑, IP DSLAM, khung OLT GPON, hệ thống giá MDF/ODF và nguồn dự phòng $-48\text{V DC}$.
- Hệ thống hóa các chỉ số dung lượng phần cứng:
- Hệ thống tổng đài TDM NEC: Phục vụ tối đa $1.536$ số máy cố định.
- Hệ thống IP DSLAM: Cung cấp $960$ cổng truy nhập ADSL/MyTV.
- Hệ thống OLT GPON: Khai thác trên 2 khung OLT, 2 card ($16\text{ cổng/card}$), đáp ứng tập thuê bao FTTH thực tế đạt $3.800$ khách hàng.
- Xây dựng tài liệu hướng dẫn cấu hình chi tiết cho 4 dòng ONT phổ biến (ZTE F600W, F660, GW040, Alcatel I-240-WA), chuẩn hóa việc cài đặt các tham số mạng WAN, VLAN Internet (VLAN 11/32), VLAN MyTV (VLAN 12), Port Forwarding cho Camera giám sát và Dynamic DNS (DynDNS.org).
- Nắm vững và thực hành thành thạo quy trình hàn nối cáp quang 5 bước đạt suy hao toàn tuyến dưới ngưỡng quy chuẩn $\le 28\text{ dB}$.
Đóng góp thực tiễn của báo cáo
- Cung cấp tài liệu tra cứu trực quan về sơ đồ quy hoạch cổng LAN và SSID cho đội ngũ kỹ thuật viên mới tại địa bàn.
- Đúc kết quy trình vận hành và xử lý sự cố thực tế từ cấp độ trạm viễn thông cơ sở đến thiết bị đầu cuối của khách hàng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Thời gian thực tập ngắn (khoảng 1,5 tháng), nội dung khảo sát tập trung chủ yếu vào mạng truy nhập và thiết bị tại một trạm viễn thông cụ thể (Trạm Lưu Xá); chưa đi sâu phân tích cấu hình lõi mạng đường trục IP/MPLS cấp tỉnh và mạng lõi di động EPC/5GC.
- Hướng phát triển:
- Nghiên cứu quy trình chuyển đổi toàn bộ thuê bao cáp đồng còn lại sang hạ tầng GPON/XG-PON tốc độ cao.
- Tìm hiểu kiến trúc mạng thế hệ mới NGN và công nghệ truyền dẫn vô tuyến băng rộng 5G khi triển khai thương mại hóa tại địa bàn.
Giá trị tham khảo
Báo cáo là tài liệu tham khảo thực tế cho:
- Sinh viên ngành Điện tử - Viễn thông, Kỹ thuật Mạng: Sử dụng làm tài liệu thực tập tốt nghiệp, tìm hiểu cấu tạo phần cứng trạm viễn thông, mạng GPON và phương thức cấu hình Triple-play.
- Kỹ thuật viên triển khai và bảo dưỡng mạng viễn thông: Tham khảo bảng quy hoạch cổng LAN ONT, thông số VLAN dịch vụ và quy trình hàn nối, đo kiểm cáp sợi quang tại hiện trường.
Câu hỏi thường gặp
1. Trạm Viễn thông Lưu Xá đang quản lý quy mô thuê bao như thế nào?
Theo số liệu thống kê tại trạm, đơn vị quản lý tổng cộng khoảng 4.600 thuê bao, bao gồm 3.800 thuê bao cáp quang FTTH, 650 thuê bao truyền hình tương tác MyTV và 150 thuê bao điện thoại cố định.
2. Dung lượng phục vụ tối đa của tổng đài NEC và tủ IP DSLAM tại trạm là bao nhiêu?
Tổng đài NEC NEAX 16∑ có 12 module thuê bao (mỗi module 128 số), cung cấp dung lượng tối đa $1.536$ thuê bao thoại. Tủ IP DSLAM có 15 card (mỗi card 64 cổng), cung cấp tối đa $960$ thuê bao ADSL và MyTV.
3. Tiêu chuẩn suy hao công suất khi kéo dây cáp quang thuê bao FTTH là bao nhiêu?
Theo quy trình kỹ thuật của VNPT, tuyến cáp quang thuê bao sau khi kéo và đấu nối đến nhà khách hàng phải bảo đảm độ suy hao quang đạt ngưỡng:
$$\text{Suy hao} \le 28\text{ dB}$$
4. Giá trị VLAN ID và chỉ số ưu tiên 802.1p quy định cho dịch vụ Internet và MyTV là gì?
- Dịch vụ Internet: Khai báo đóng gói PPPoE, sử dụng VLAN ID là
11 (hoặc 32 tùy dòng thiết bị), chỉ số ưu tiên $802.1p = 0$.
- Dịch vụ MyTV: Khai báo chế độ Bridging, sử dụng VLAN ID là
12, chỉ số ưu tiên $802.1p = 4$.
5. Ngưỡng điện áp hoạt động của bộ cắt lọc sét bảo vệ nguồn AC tại trạm là bao nhiêu?
Bộ cắt lọc sét sử dụng linh kiện bán dẫn có tầm hoạt động định mức $360\text{V}$. Khi có sét đánh lan truyền tạo điện áp vượt quá $360\text{V}$, linh kiện bán dẫn sẽ kích hoạt dẫn thông mạch để xả toàn bộ luồng điện áp xuống hệ thống cọc tiếp địa.
Kết luận
Báo cáo thực tập tốt nghiệp của sinh viên Lê Thị Lý đã phản ánh đầy đủ hạ tầng thiết bị và hoạt động vận hành kỹ thuật tại Trạm Viễn thông Lưu Xá thuộc VNPT Thái Nguyên. Báo cáo hệ thống hóa được kiến trúc mạng truy nhập hỗn hợp cáp đồng và cáp quang GPON, đồng thời chi tiết hóa các quy trình khai báo dịch vụ FTTH, kỹ thuật hàn nối cáp sợi quang và phương pháp cài đặt thiết bị đầu cuối ONT. Tài liệu thể hiện sự gắn kết giữa kiến thức đào tạo chuyên ngành Điện tử Viễn thông tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp và thực tiễn vận hành mạng lưới viễn thông hiện đại.
