Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và viễn thông, mạng truy nhập quang thụ động (PON) đã trở thành nền tảng quan trọng cho dịch vụ băng rộng cố định tại Việt Nam. Theo thống kê từ Cục Viễn thông, mỗi năm có khoảng 1 triệu thuê bao băng rộng cố định mới được phát triển, trong đó mạng PON chiếm tỷ trọng lớn nhờ ưu điểm về độ tin cậy và hiệu suất băng thông. Tỉnh Hưng Yên, với dân số khoảng 1,7 triệu người và mật độ dân số 1.347 người/km², có hơn 113.000 thuê bao FTTH, trong đó thuê bao GPON chiếm khoảng 108.800, cho thấy tiềm năng phát triển dịch vụ băng rộng cố định còn rất lớn.

Tuy nhiên, sự cạnh tranh gay gắt giữa các nhà mạng như VNPT, Viettel và FPT cùng với yêu cầu ngày càng cao về chất lượng dịch vụ từ khách hàng đặt ra thách thức lớn. Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng dịch vụ mạng truy nhập quang thụ động tại VNPT Hưng Yên, nhằm đảm bảo độ khả dụng dịch vụ ≥ 99,5%, giảm thiểu thời gian thiết lập dịch vụ và khắc phục mất kết nối theo quy chuẩn quốc gia QCVN 34:2014/BTTTT. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào cơ sở hạ tầng mạng PON tại tỉnh Hưng Yên trong giai đoạn 2019-2021, với trọng tâm là các giải pháp nâng cao chất lượng mạng truyền tải MAN-E và mạng truy nhập.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao trải nghiệm khách hàng, giữ vững vị thế và thương hiệu của VNPT trên thị trường băng rộng cố định, đồng thời góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội tại địa phương thông qua hạ tầng viễn thông hiện đại, ổn định.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật mạng quang thụ động, trong đó nổi bật là:

  • Công nghệ GPON (Gigabit Passive Optical Network): Được chuẩn hóa theo ITU-T G.984, GPON sử dụng kỹ thuật truy nhập TDMA (Time Division Multiple Access) cho phép phân chia băng thông hiệu quả giữa các thuê bao. GPON hỗ trợ các dịch vụ đa dạng như Ethernet, TDM, IPTV, VPN với tốc độ truyền dẫn lên đến 2,488 Gbps.

  • Mô hình kiến trúc mạng PON: Bao gồm các thành phần chính như OLT (Optical Line Terminal), ODN (Optical Distribution Network) và ONU/ONT (Optical Network Unit/Termination). Mạng PON được triển khai theo cấu hình cây với bộ chia quang 1:N, tối ưu cho việc mở rộng và bảo trì.

  • Chất lượng dịch vụ (QoS): Được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như độ khả dụng dịch vụ, thời gian thiết lập dịch vụ, thời gian khắc phục mất kết nối theo quy chuẩn QCVN 34:2014/BTTTT của Bộ Thông tin và Truyền thông.

Các khái niệm chính bao gồm: băng thông, độ trễ, tỷ lệ lỗi bit (BER), khả năng mở rộng mạng, và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ như công nghệ, trình độ quản lý và nhân viên.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa thu thập dữ liệu thực tế và phân tích kỹ thuật:

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu thống kê thuê bao FTTH, cấu trúc mạng MAN-E, số lượng OLT, các sự cố mạng và báo cáo chất lượng dịch vụ tại VNPT Hưng Yên giai đoạn 2019-2021.

  • Phương pháp chọn mẫu: Lấy mẫu toàn bộ các node mạng MAN-E, OLT và các tuyến cáp quang trọng yếu tại tỉnh Hưng Yên để đánh giá thực trạng và hiệu quả các giải pháp.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích kỹ thuật mạng, đo kiểm băng thông, đánh giá lưu lượng giờ cao điểm, phân tích sự cố đứt cáp, sử dụng các công cụ giám sát mạng và dashboard để theo dõi port xấu, thuê bao có nguy cơ mất liên lạc.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2021, với giai đoạn thu thập và phân tích dữ liệu kéo dài 6 tháng, tiếp theo là đề xuất và thử nghiệm các giải pháp kỹ thuật.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính thực tiễn và khả năng áp dụng cao, phù hợp với điều kiện hạ tầng và nhu cầu phát triển dịch vụ tại VNPT Hưng Yên.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tình trạng nghẽn băng thông và sự cố đứt cáp trên mạng MAN-E: Trước khi thực hiện giải pháp tách ring, lưu lượng giờ cao điểm tại các node UPE thường vượt quá 65%, gây nghẽn cục bộ. Sau khi tách ring và nâng cấp PIC card từ 1Gbit/s lên 10Gbit/s, lưu lượng giờ cao điểm giảm xuống dưới 50%, giảm thiểu nguy cơ nghẽn khi có sự cố đứt cáp.

  2. Chất lượng mạng truy nhập PON tại VNPT Hưng Yên: Với 119 OLT đang hoạt động, mạng phủ rộng đến tận ngõ xóm, tuy nhiên nhiều tuyến cáp ODN cũ, cáp treo chất lượng kém và nhiều điểm hàn nối làm suy giảm công suất thu, ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ. Việc thay thế cáp ODN cũ và thi công thêm tuyến cáp mới giúp giảm cự ly dây subscriber, nâng cao độ ổn định dịch vụ.

  3. Hiệu quả giám sát và bảo dưỡng mạng: Việc phối hợp với điện lực làm 5S mạng lưới, kiểm tra định kỳ nguồn điện, accu và bảo dưỡng nhà trạm giúp duy trì hoạt động ổn định của OLT, giảm thiểu sự cố kỹ thuật. Các dashboard giám sát port xấu và thuê bao có nguy cơ mất liên lạc hỗ trợ xử lý sự cố nhanh chóng, nâng cao độ khả dụng dịch vụ đạt trên 99,5%.

  4. Nâng cấp Uplink OLT: Hiện tại đã nâng cấp 40/119 OLT từ 1GE lên 10GE, dự kiến hoàn thành nâng cấp cho các OLT có dung lượng trên 1000 thuê bao trong năm tiếp theo, đảm bảo không bị nghẽn băng thông từ OLT đến mạng core.

Thảo luận kết quả

Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất và áp dụng tại VNPT Hưng Yên đã mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ mạng PON. Việc tách ring MAN-E giúp giảm tải lưu lượng, tránh nghẽn cục bộ, đặc biệt trong giờ cao điểm và khi xảy ra sự cố đứt cáp. So với các nghiên cứu trong ngành, kết quả này phù hợp với xu hướng nâng cấp mạng truyền tải để đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng tăng.

Việc thay thế cáp ODN cũ và thi công tuyến cáp mới rút ngắn cự ly kết nối, giảm suy hao tín hiệu, từ đó cải thiện tốc độ và độ ổn định dịch vụ truy nhập. Công tác bảo dưỡng mạng và phối hợp với điện lực là yếu tố then chốt giúp duy trì chất lượng dịch vụ liên tục, giảm thiểu thời gian khắc phục sự cố, phù hợp với quy chuẩn quốc gia về chất lượng dịch vụ.

Nâng cấp Uplink OLT từ 1GE lên 10GE là bước đi cần thiết để đảm bảo băng thông không bị nghẽn, đặc biệt khi số lượng thuê bao và lưu lượng dữ liệu tăng nhanh. Việc giám sát băng thông online và cảnh báo sự cố qua hệ thống dashboard giúp đội ngũ kỹ thuật xử lý kịp thời, nâng cao độ tin cậy mạng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ lưu lượng giờ cao điểm trước và sau khi tách ring, bảng thống kê số lượng sự cố và thời gian khắc phục, cũng như dashboard hiển thị port xấu và thuê bao nguy cơ mất liên lạc theo từng đơn vị và địa bàn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Mở rộng và tách ring mạng MAN-E: Tiếp tục triển khai tách ring cho các node UPE có lưu lượng lớn, nâng cấp PIC card lên 10Gbit/s hoặc cao hơn, đảm bảo lưu lượng giờ cao điểm dưới 65% và giảm thiểu nghẽn cục bộ khi xảy ra sự cố. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, chủ thể thực hiện là VNPT Hưng Yên phối hợp với VNPT Net.

  2. Nâng cấp Uplink OLT: Hoàn thành nâng cấp Uplink cho tất cả OLT có dung lượng trên 1000 thuê bao từ 1GE lên 10GE, đảm bảo băng thông không bị nghẽn từ OLT đến mạng core. Thời gian thực hiện trong năm tiếp theo, do đội ngũ kỹ thuật VNPT Hưng Yên đảm nhiệm.

  3. Tăng cường thi công và thay thế cáp ODN: Mở rộng các tuyến cáp mới, thay thế cáp treo cũ bằng cáp chất lượng cao, giảm cự ly dây subscriber để nâng cao chất lượng truy nhập. Thời gian thực hiện liên tục trong 3 năm, phối hợp giữa phòng kỹ thuật và thi công của VNPT.

  4. Tối ưu và bảo dưỡng mạng định kỳ: Thực hiện công tác bảo dưỡng, căng chỉnh, làm gọn các tuyến cáp, phối hợp với điện lực làm 5S mạng lưới, kiểm tra định kỳ nguồn điện, accu và nhà trạm để duy trì hoạt động ổn định. Thời gian thực hiện hàng quý, do đội ngũ vận hành và bảo trì đảm nhận.

  5. Phát triển hệ thống giám sát và cảnh báo: Nâng cấp hệ thống giám sát băng thông, port xấu, thuê bao nguy cơ mất liên lạc với tính năng cảnh báo tự động qua tin nhắn và hình ảnh, giúp xử lý sự cố nhanh chóng. Thời gian triển khai trong 6 tháng, do phòng công nghệ thông tin và vận hành phối hợp thực hiện.

Các giải pháp trên cần được thực hiện đồng bộ, có kế hoạch rõ ràng và giám sát chặt chẽ để đảm bảo nâng cao chất lượng dịch vụ mạng truy nhập quang thụ động tại VNPT Hưng Yên, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng và cạnh tranh trên thị trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và kỹ sư viễn thông tại VNPT và các nhà mạng khác: Luận văn cung cấp các giải pháp kỹ thuật thực tiễn, giúp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng PON, từ đó cải thiện hiệu quả vận hành và quản lý mạng.

  2. Các chuyên gia nghiên cứu và phát triển công nghệ mạng quang: Tài liệu trình bày chi tiết về kiến trúc GPON, các kỹ thuật truy nhập, cũng như các phương pháp tối ưu mạng truyền tải và truy nhập, hỗ trợ nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới.

  3. Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành kỹ thuật viễn thông: Luận văn là nguồn tham khảo quý giá về lý thuyết, thực trạng và giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ mạng quang thụ động, giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng thực hành.

  4. Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý viễn thông: Nghiên cứu cung cấp thông tin về các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ theo quy chuẩn quốc gia, giúp xây dựng chính sách phát triển hạ tầng viễn thông phù hợp với nhu cầu thực tế.

Mỗi nhóm đối tượng có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu để cải tiến quy trình, nâng cao chất lượng dịch vụ, phát triển hạ tầng và đào tạo nguồn nhân lực, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành viễn thông.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mạng quang thụ động (PON) là gì và ưu điểm chính của nó?
    PON là mạng quang không có phần tử điện tử giữa OLT và ONU, sử dụng bộ chia quang thụ động. Ưu điểm chính là không cần nguồn điện tại các điểm phân phối, giảm chi phí bảo trì, tăng độ tin cậy và dễ dàng mở rộng mạng.

  2. Tại sao cần tách ring trong mạng MAN-E?
    Tách ring giúp giảm lưu lượng chia sẻ trên mỗi vòng ring, tránh nghẽn cục bộ vào giờ cao điểm và giảm thiểu rủi ro khi có sự cố đứt cáp, đảm bảo chất lượng dịch vụ ổn định.

  3. Các chỉ tiêu chất lượng dịch vụ mạng PON được đánh giá như thế nào?
    Theo quy chuẩn QCVN 34:2014/BTTTT, các chỉ tiêu gồm độ khả dụng dịch vụ ≥ 99,5%, thời gian thiết lập dịch vụ ≤ 5-20 ngày tùy khu vực, thời gian khắc phục mất kết nối ≤ 36-72 giờ, được xác định bằng phương pháp thống kê sự cố và phản hồi khách hàng.

  4. Giải pháp nào giúp nâng cao chất lượng mạng truy nhập PON?
    Các giải pháp gồm thi công thêm tuyến cáp mới, thay thế cáp ODN cũ, giảm cự ly dây subscriber, bảo dưỡng và tối ưu mạng lưới, nâng cấp thiết bị OLT và giám sát băng thông online.

  5. Làm thế nào để giám sát và xử lý sự cố mạng hiệu quả?
    Sử dụng hệ thống giám sát băng thông, port xấu và thuê bao nguy cơ mất liên lạc với dashboard trực quan, kết hợp cảnh báo tự động qua tin nhắn giúp đội ngũ kỹ thuật phát hiện và xử lý sự cố nhanh chóng, giảm thiểu thời gian gián đoạn dịch vụ.

Kết luận

  • Công nghệ GPON là nền tảng hiệu quả nhất cho mạng truy nhập quang thụ động, đáp ứng đa dạng dịch vụ băng rộng cố định.
  • Việc tách ring và nâng cấp mạng truyền tải MAN-E tại VNPT Hưng Yên đã giảm lưu lượng giờ cao điểm xuống dưới 50%, hạn chế nghẽn cục bộ và tăng độ ổn định mạng.
  • Thay thế cáp ODN cũ, thi công tuyến cáp mới và bảo dưỡng mạng định kỳ góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ truy nhập, giảm tỷ lệ sự cố và thời gian khắc phục.
  • Nâng cấp Uplink OLT từ 1GE lên 10GE là giải pháp cần thiết để đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng tăng và cạnh tranh thị trường.
  • Hệ thống giám sát băng thông và cảnh báo sự cố giúp xử lý kịp thời, nâng cao độ khả dụng dịch vụ, đảm bảo sự hài lòng của khách hàng.

Tiếp theo, cần triển khai đồng bộ các giải pháp kỹ thuật đã đề xuất trong kế hoạch 1-3 năm tới, đồng thời tăng cường đào tạo nhân lực và cải tiến quy trình vận hành. Khuyến khích các nhà quản lý và kỹ sư tại VNPT Hưng Yên áp dụng nghiên cứu để nâng cao chất lượng dịch vụ, giữ vững vị thế trên thị trường băng rộng cố định.