Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu công nghệ XGSPON - Ứng dụng XGSPON tại VNPT Hải Phòng" (tên trong quyết định giao đề tài: "Nghiên cứu thiết bị XGSPON trên mạng viễn thông Hải Phòng") do sinh viên Nguyễn Hữu Việt thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Đức Thuận tại Khoa Điện tử Truyền thông, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng vào năm 2024.

Về bối cảnh thực tiễn, sự bùng nổ của các dịch vụ số băng rộng đòi hỏi thông lượng mạng truy nhập ngày càng cao. Các dịch vụ tương tác đa phương tiện độ nét cao (video 4K, 8K), điện toán đám mây, trò chơi điện tử trực tuyến (Cloud Gaming) và đặc biệt là hạ tầng truyền tải (backhaul) cho mạng di động thế hệ thứ 5 (5G) tạo ra áp lực lưu lượng vượt quá giới hạn của mạng quang thụ động Gigabit (GPON) truyền thống. Tại địa bàn Hải Phòng, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) và trực tiếp là VNPT Hải Phòng đang quản lý hạ tầng mạng băng rộng phục vụ lượng lớn khách hàng hộ gia đình, cơ quan công sở và doanh nghiệp. Nhu cầu nâng cấp hệ thống mạng phân phối quang hiện hữu lên thế hệ mạng quang thụ động 10 Gigabit đối xứng (XGS-PON) là bài toán kỹ thuật cấp thiết nhằm đáp ứng tốc độ mà không làm gián đoạn hạ tầng cáp quang sẵn có.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan lịch sử hình thành, cơ cấu tổ chức và hạ tầng mạng viễn thông của Tập đoàn VNPT, VNPT Hải Phòng và đơn vị thực tập là Trung tâm Viễn thông 1.
  2. Phân tích cơ sở lý thuyết, các tiêu chuẩn kỹ thuật, kiến trúc mạng, kỹ thuật ghép kênh, định cỡ và cấp phát băng thông của công nghệ GPON theo khuyến nghị ITU-T.
  3. Nghiên cứu nguyên lý công nghệ XGS-PON, so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật giữa GPON, XG-PON và XGS-PON; đánh giá các giải pháp phần cứng OLT, ONT của hãng Nokia.
  4. Xây dựng phương án tích hợp XGS-PON vào mạng viễn thông thực tế của VNPT Hải Phòng (sử dụng bộ lọc kết hợp bước sóng WDM1r/CEx hoặc card phối hợp MPM) và thiết lập quy trình cấu hình hòa mạng thiết bị OLT Nokia 7360 ISAM FX-8, khai báo dịch vụ Internet, IPTV trên ONT Nokia XS-2426G-A.

Đối tượng nghiên cứu là công nghệ mạng quang thụ động XGS-PON và hệ thống thiết bị truy nhập quang Nokia ISAM 7360 FX, card điều khiển FANT-G, card thuê bao FWLT-C, cùng thiết bị đầu cuối ONT XS-2426G-A. Phạm vi nghiên cứu về không gian tập trung vào hạ tầng mạng truy nhập của VNPT Hải Phòng, cụ thể là địa bàn quản lý của Trung tâm Viễn thông 1 (bao gồm quận Hồng Bàng, quận Lê Chân và huyện đảo Bạch Long Vỹ). Phạm vi thời gian nghiên cứu và hoàn thành đồ án trong năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và tiêu chuẩn kỹ thuật

Nội dung nghiên cứu của đồ án dựa trên hệ thống tiêu chuẩn quốc tế của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-T) và tài liệu kỹ thuật chuyên ngành mạng truy nhập quang:

  • Bộ khuyến nghị ITU-T G.984 (G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 cùng các phụ lục sửa đổi Adm 1, Adm 2, Adm 3): Quy chuẩn các đặc tính chung, lớp phụ thuộc môi trường vật lý (PMD), lớp hội tụ truyền dẫn (TC layer), và giao diện quản lý, điều khiển đầu cuối mạng quang (OMCI) của mạng GPON.
  • Khuyến nghị ITU-T G.9807.1: Tiêu chuẩn kỹ thuật cho hệ thống mạng quang thụ động đối xứng 10 Gigabit (XGS-PON).
  • Khuyến nghị ITU-T G.988: Quy chuẩn giao diện OMCI mở rộng cho các hệ thống mạng quang thụ động thế hệ mới.
  • Khuyến nghị ITU-T Rec. G.652: Tiêu chuẩn sợi quang đơn mốt (SMF) triển khai trên mạng phân phối quang (ODN).

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả áp dụng bao gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Hệ thống hóa các thông số kỹ thuật, cấu trúc khung dữ liệu GEM (GPON Encapsulation Method), kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA), phương thức cấp phát băng thông động (DBA) dựa trên các khối lưu lượng T-CONT (từ Loại I đến Loại V), cơ chế định cỡ hai pha (Ranging), thuật toán mã hóa AES cho luồng xuống và mã sửa lỗi tiến FEC (Reed-Solomon RS(255,239)).
  • Phương pháp so sánh kỹ thuật: Đối chiếu các tham số vật lý giữa GPON, XG-PON và XGS-PON về dải bước sóng thu/phát, quỹ suy hao công suất quang (Optical Path Loss classes), tỷ lệ phân chia của bộ chia thụ động (Splitter), và khả năng tương thích trên hạ tầng ODN sẵn có.
  • Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật trên thiết bị viễn thông: Thực hiện đấu nối vật lý qua cổng quản trị Serial (LCMI), truy cập giao diện dòng lệnh (CLI) bằng phần mềm SecureCRT/HyperTerminal trên OLT Nokia ISAM 7360 FX-8; thực hiện tập lệnh cấu hình card điều khiển FANT-G, card thuê bao FWLT-C, khai báo thông số đồng bộ SNTP, thiết lập hồ sơ băng thông (shaper profile), tạo bridge port, gán VLAN và cấu hình dịch vụ Internet PPPoE, IPTV trên thiết bị đầu cuối ONT Nokia XS-2426G-A.

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu trích xuất từ tài liệu quản lý mạng của Tập đoàn VNPT, số liệu quản lý hạ tầng mạng viễn thông tại Trung tâm Viễn thông 1 – VNPT Hải Phòng, tiêu chuẩn kỹ thuật ban hành bởi ITU-T và tài liệu hướng dẫn vận hành thiết bị của nhà sản xuất Nokia.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Lịch sử hình thành và phát triển của Tập đoàn VNPT và VNPT Hải Phòng

Chương này khái quát quá trình phát triển của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam từ giai đoạn tiền VNPT với mô hình quản lý cục bộ phân mảnh, đến mốc thành lập chính thức ngày 15/6/1995 theo Quyết định số 92-HĐBT của Hội đồng Bộ trưởng. Tác giả phân chia các giai đoạn phát triển chính: 1995 - 2005 (xây dựng hạ tầng cơ bản toàn quốc), 2006 - 2015 (mở rộng dịch vụ, đầu tư công nghệ mới) và 2016 đến nay (chuyển đổi số, dịch vụ tiện ích số).

Tiếp đó, tác giả phân tích lịch sử của VNPT Hải Phòng qua các mốc: 2000 - 2010 (phát triển mạng cố định, Internet, truyền hình cáp), 2011 - 2015 (dịch vụ số và hợp tác doanh nghiệp), 2016 đến nay (hiện đại hóa công nghệ). Nội dung chương cũng trình bày cơ cấu của Trung tâm Viễn thông 1 (đặt tại số 4 Lạch Tray, quận Ngô Quyền, thành phố Hải Phòng), là đơn vị hạch toán phụ thuộc quản lý hạ tầng viễn thông - công nghệ thông tin tại quận Hồng Bàng, quận Lê Chân và huyện đảo Bạch Long Vỹ, vận hành các trạm thu phát sóng di động (BTS) Vinaphone và hệ thống cáp quang thuê bao.

Chương II: Công nghệ mạng quang thụ động GPON

Chương II trình bày toàn diện cấu trúc mạng GPON theo chuẩn ITU-T G.984. Về mặt kiến trúc, hệ thống gồm thiết bị kết cuối đường quang (OLT), mạng phân phối cáp quang thụ động (ODN) và thiết bị đầu cuối mạng quang (ONU/ONT). OLT gồm ba khối chức năng: PON core shell (gồm giao diện ODN và lớp PON TC chịu trách nhiệm tạo khung, điều khiển truy nhập, OAM, DBA), Cross-connect shell (chuyển mạch giữa core và service shell), và Service shell (chuyển đổi giao diện dịch vụ).

Hạ tầng ODN bao gồm cáp sợi gốc (Feeder Cable), điểm phân phối quang (DP), cáp phối quang (Distribution Optical Cable), điểm truy nhập mạng (AP), cáp thuê bao (Drop Cable) và các bộ chia thụ động Splitter NxN (suy hao chia lý tưởng của bộ 2x2 là 3 dB, suy hao ghép từ 0,1 dB đến 1 dB, độ định hướng từ 40 dB đến 50 dB). Tốc độ danh định của GPON đạt 2,48832 Gbps luồng xuống và 1,24416 Gbps luồng lên. Băng thông hiệu dụng của GPON đạt trên 90% (tính toán đạt 2289 Mbps hướng xuống khi nhân hiệu suất 92%) nhờ phương thức đóng gói GEM.

Chương này cũng phân tích chi tiết quy trình định cỡ 2 pha để tính toán khoảng thời gian trễ khứ hồi (RTD) và áp dụng thời gian trễ cân bằng $T_{eqd} = 200\text{ ms}$ cho cự ly tối đa 20 km; cơ chế cấp phát băng thông động DBA thông qua 5 loại khối lưu lượng T-CONT (Loại I: cố định; Loại II: biến đổi có bảo đảm trễ như VoIP/IPTV; Loại III: bảo đảm trễ; Loại IV: nỗ lực tối đa/best-effort; Loại V: kết hợp); cơ chế mã hóa bảo mật AES cho luồng xuống và kỹ thuật sửa lỗi tiến FEC Reed-Solomon RS(255,239) giúp tăng quỹ công suất đường truyền từ 3 đến 4 dB.

Thông số kỹ thuật GPON Hướng xuống (Downstream) Hướng lên (Upstream)
Tốc độ bit danh định 1,24416 Gbps / 2,48832 Gbps 0,15552 Gbps đến 2,48832 Gbps
Dải bước sóng cơ bản 1480 – 1500 nm (dùng 1490 nm) 1260 – 1360 nm (dùng 1310 nm)
Dải bước sóng tăng cường 1539 – 1565 nm / 1550 – 1560 nm Không áp dụng
Kỹ thuật truyền dẫn Ghép kênh phân chia thời gian (TDM) Đa truy nhập phân chia thời gian (TDMA)
Tỷ lệ chia tối đa 1:128 (thực tế triển khai 1:32 hoặc 1:64) 1:128
Khoảng cách truyền dẫn Tối đa 20 km Tối đa 20 km
Tỷ lệ lỗi bit (BER) lớn nhất $10^{-12}$ $10^{-12}$

Chương III: Phát triển của công nghệ PON – XGSPON

Nội dung chương tập trung vào tiêu chuẩn XGS-PON (10 Gigabit Symmetrical PON), cung cấp tốc độ truyền dẫn đối xứng 9,953 Gbps (xấp xỉ 10 Gbps) cho cả luồng lên và luồng xuống, nâng băng thông tải xuống gấp 4 lần và tải lên gấp 8 lần so với chuẩn GPON. Cự ly truyền dẫn cáp quang hỗ trợ từ 20 km đến tối đa 40 km (hoặc 60 km tùy lớp quang). Bước sóng hoạt động của XGS-PON dịch chuyển hoàn toàn so với GPON: luồng xuống sử dụng dải 1575 – 1580 nm (bước sóng danh định 1577 nm), luồng lên sử dụng dải 1260 – 1280 nm (bước sóng danh định 1270 nm).

Tác giả phân tích hai mô hình triển khai XGS-PON:

  • Mô hình độc lập: Triển khai hạ tầng ODN mới tách biệt hoàn toàn với mạng GPON cũ. Ưu điểm là dễ quản lý, dễ cô lập lỗi nhưng nhược điểm là chi phí đầu tư hạ tầng cáp và bộ chia rất lớn.
  • Mô hình dùng chung hạ tầng ODN: Sử dụng bộ ghép/tách bước sóng WDM1r (phần tử Coexistence Element - CEx) để ghép tín hiệu quang GPON và XGS-PON truyền trên cùng một sợi quang. Đây là giải pháp trọng điểm được VNPT lựa chọn để tối ưu hóa vốn đầu tư hạ tầng sẵn có.

Đồng thời, đồ án nêu rõ hai phương án trang bị card trên OLT:

  • Phương án 1: Sử dụng card Combo FWLT-C kết hợp module quang SFP MPM (Multi-PON Module). Module này tích hợp sẵn bộ phát/thu bước sóng kép của cả GPON và XGS-PON, giúp cung cấp đồng thời cả hai dịch vụ trên cùng một cổng PON mà không cần trang bị bộ lọc CEx rời bên ngoài.
  • Phương án 2: Sử dụng riêng biệt card GPON (FGLT-A/B/D, NGLT-C) và card XGS-PON (FWLT-B/C), sau đó đưa hai luồng quang vào bộ ghép bước sóng CEx rời để đưa ra mạng ODN.

Chương IV: Ứng dụng XGSPON trên mạng VNPT Hải Phòng

Chương IV đi sâu vào việc triển khai hệ thống viễn thông thực tế trên địa bàn quận Hồng Bàng và quận Lê Chân. Nội dung chương trình bày hướng dẫn sử dụng bộ phần tử ghép CEx, mô hình cung cấp dịch vụ, phương án nâng cao chất lượng Wi-Fi băng tần 2,4 GHz và 5 GHz trên ONT Nokia XS-2426G-A, cấu hình NAT port camera, và sơ đồ tổ chức thực hiện hòa mạng viễn thông.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Đồ án khảo sát chi tiết cấu trúc phần cứng của hệ thống truy nhập quang thụ động Nokia ISAM 7360 FX phục vụ triển khai XGS-PON tại trạm đài viễn thông:

  • Khung máy OLT: Nokia ISAM 7360 FX-4 (trang bị 2 card điều khiển NT, 4 card thuê bao LT, dung lượng phục vụ tối đa 4.096 thuê bao) và Nokia ISAM 7360 FX-8 (trang bị 2 card NT, 8 card LT, dung lượng phục vụ tối đa 8.192 thuê bao).
  • Card điều khiển NT FANT-G: Tích hợp 4 cổng cắm SFP/SFP+ hỗ trợ tốc độ 1 Gbps / 10 Gbps (ký hiệu cổng FSM1-4); 1 cổng module CFP hỗ trợ tốc độ 100 Gbps cho đường truyền lên mạng lõi MAN-E; 1 cổng cáp đồng 1 Gbps (FUI4); 1 cổng giao tiếp quản trị tại chỗ LCRT/Craft; các cổng nhận tín hiệu đồng bộ ngoài PPS/BITS.
  • Card thuê bao LT FWLT-C: Cung cấp 16 khe cắm module quang SFP PON/XGS-PON/MPM, hỗ trợ tốc độ luồng lên/luồng xuống 1,25 Gbps / 2,5 Gbps với module GPON, hoặc 10 Gbps / 10 Gbps đối xứng với module XGS-PON và MPM.
  • Thiết bị đầu cuối ONT Nokia XS-2426G-A: Chuẩn giao tiếp uplink XGS-PON tuân thủ ITU-T G.988; hỗ trợ 4 cổng giao diện mạng người dùng (UNI) RJ-45 tốc độ 10/100/1000 Mbps; 2 cổng thoại RJ-11 POTS kết nối mạng IMS; 1 cổng USB 2.0; bảng địa chỉ MAC dung lượng 256 địa chỉ; tích hợp Wi-Fi chuẩn 802.11ax (AX1800) băng tần kép với công suất phát tối đa 27 dBm (500 mW) tại 2,4 GHz và 30 dBm (1000 mW) tại 5 GHz; hỗ trợ công nghệ tạo chùm tia (Beamforming), mạng lưới Mesh và quản trị qua giao thức TR-069.

Quy trình hòa mạng OLT và khởi tạo dịch vụ được tác giả thực hiện thông qua giao diện dòng lệnh SecureCRT (kết nối cổng nối tiếp LCMI với tài khoản quản trị mặc định isadmin / mật khẩu i$@mad-):

  1. Khởi tạo card điều khiển và card thuê bao:
configure equipment slot nt-a planned-type fant-g unlock
configure equipment slot nt-b planned-type fant-g unlock
configure equipment slot lt:1/1/1 planned-type fwlt-c unlock capab-profile gpon-managed-ngpon operational-mode mpm-gpon-xgs
configure pon interface x-pon:1/1/1/1 admin-state up
configure pon interface 1/1/1/1 admin-state up
configure qos interface pon:1/1/1/1 ds-num-queue 8
  1. Cấu hình đồng bộ thời gian SNTP:
configure system sntp server-ip-addr 10.10 enable
configure system sntp server-table ip-address 10.10 priority 1
configure system sntp server-table ip-address 10.11 priority 2
  1. Khởi tạo ONT theo số sê-ri (Serial Number) hoặc SLID và phân bổ tài nguyên cổng:
configure equipment ont interface 1/1/1/1/1 sw-ver-pland disabled sernum ALCL:FCBBA051 subslocid WILDCARD fec-up disable sw-dnload-version disabled plnd-var DO log-auth-pwd plain:****** planned-us-rate 10g
configure equipment ont slot 1/1/1/1/1/14 planned-card-type veip plndnumdataports 1 plndnumvoiceports 0 port-type uni admin-state up
configure interface port uni:1/1/1/1/1/14/1 admin-up
configure bridge port 1/1/1/1/1/14/1 max-unicast-mac 20
  1. Gán cấu hình chất lượng dịch vụ QoS và tạo cổng cầu nối (Bridge Port) dịch vụ Internet (VLAN 11):
configure qos interface 1/1/1/1/1/14/1 queue 0 shaper-profile name:Fiber100M
configure qos interface 1/1/1/1/1/14/1 upstream-queue 0 bandwidth-profile name:Fiber100M
configure bridge port 1/1/1/1/1/14/1 vlan-id 11 tag single-tagged network-vlan 502 vlan-scope local
  1. Cấu hình dịch vụ truyền hình IPTV (sử dụng cổng Ethernet 4, VLAN 12, Network VLAN 2407 và kênh IGMP Multicast):
configure bridge port 1/1/3/1/1/1/4 vlan-id 12 tag untagged network-vlan 2407 vlan-scope local
configure bridge port 1/1/3/1/1/1/4 pvid 12
configure igmp channel vlan:1/1/3/1/1/1/4:2407 max-num-group 64
  1. Cấu hình trên giao diện Web quản trị của ONT Nokia (địa chỉ IP mặc định, tài khoản superadmin, mật khẩu VNPT12345@):
  • Khai báo WAN Internet: Đặt kết nối 1_INTERNET_R_VID_11, phương thức PPPoE, chế độ IP song song IPv4 & IPv6, kích hoạt tính năng NAT, kích hoạt VLAN tag với VLAN ID là 11, VLAN Priority bằng 0, chế độ quay số AlwaysOn kèm tài khoản/mật khẩu thuê bao.
  • Khai báo IPTV: Chuyển đổi cổng vật lý LAN 4 sang chế độ mạng cầu nối (Bridge Mode) trong mục cài đặt cổng mạng nội bộ.

Kết quả và đóng góp

Đồ án tổng hợp hệ thống chỉ tiêu so sánh kỹ thuật giữa hai thế hệ mạng quang thụ động GPON và XGS-PON theo số liệu tiêu chuẩn của Nokia:

Tiêu chí kỹ thuật Công nghệ GPON (Nokia) Công nghệ XGS-PON (Nokia)
Tốc độ luồng xuống / luồng lên 2,4 Gbps / 1,2 Gbps 9,95 Gbps / 9,95 Gbps
Bước sóng luồng xuống (Downstream) 1480 – 1500 nm (danh định 1490 nm) 1575 – 1580 nm (danh định 1577 nm)
Bước sóng luồng lên (Upstream) 1290 – 1330 nm (danh định 1310 nm) 1260 – 1280 nm (danh định 1270 nm)
Tỷ lệ chia tách của Splitter 1:32 / 1:64 / 1:128 1:64 / 1:128 / 1:256
Khoảng cách truyền dẫn tối đa 20 km (mở rộng 60 km) 20 km (mở rộng 60 km)
Khoảng cách vi sai (Differential distance) 20 km 20 km, 40 km
Quỹ suy hao công suất quang (ODN Path Loss) Class A: 5 – 20 dB
Class B: 10 – 25 dB
Class B+: 13 – 28 dB
Class C: 15 – 30 dB
Class C+: 17 – 32 dB		 Class B+: 13 – 28 dB
Class C+: 17 – 32 dB
Class N1: 14 – 29 dB
Class N2: 16 – 31 dB
Class E1: 18 – 33 dB
Class E2: 20 – 35 dB

Về mặt đóng góp giải pháp kỹ thuật, tác giả đã:

  • Đề xuất và luận chứng phương án dùng chung hạ tầng ODN thông qua việc triển khai card LT FWLT-C kết hợp module quang SFP MPM (Multi-PON Module) trên dòng tổng đài quang OLT Nokia ISAM 7360 FX. Phương án này cho phép VNPT Hải Phòng cung cấp song song dịch vụ GPON cho thuê bao hộ gia đình và XGS-PON cho khách hàng doanh nghiệp hoặc backhaul di động trên cùng một sợi quang mà không cần thay đổi mạng cáp thuê bao.
  • Hoàn thiện tài liệu quy trình từng bước bằng tập lệnh CLI và cấu hình Web GUI để hòa mạng thiết bị Nokia OLT và ONT, giúp đơn vị sản xuất kinh doanh tại Trung tâm Viễn thông 1 rút ngắn thời gian lắp đặt, đo kiểm và kích hoạt dịch vụ thực tế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế, văn bản đồ án chỉ rõ:

  • Thiết bị đầu cuối ONT Nokia khảo sát trong giai đoạn này là model XS-2426G-A, dòng thiết bị này không trang bị cổng mạng LAN Ethernet 10 Gbps (chỉ có 4 cổng Gigabit Ethernet 1 Gbps), do đó thuê bao đơn lẻ chưa thể tận dụng tối đa băng thông đối xứng 10 Gbps vật lý trên một thiết bị máy trạm duy nhất mà phải phân tải qua nhiều cổng mạng hoặc kết nối mạng không dây Wi-Fi 6.
  • Chi phí đầu tư trang bị module quang MPM và card thuê bao thế hệ mới FWLT-C còn cao; số lượng khách hàng thực tế có nhu cầu sử dụng các gói cước siêu băng thông trên địa bàn thử nghiệm còn chưa nhiều.
  • Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm tập trung vào địa bàn quận Hồng Bàng và quận Lê Chân thuộc quản lý của Trung tâm Viễn thông 1, chưa đánh giá tác động toàn diện trên toàn bộ mạng lưới viễn thông của thành phố Hải Phòng.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được xác định dựa trên văn bản bao gồm:

  • Tiếp tục khảo sát, thử nghiệm các dòng thiết bị đầu cuối ONT mới có tích hợp giao diện mạng 10GE UNI (cổng điện hoặc quang 10 Gbps) để giải phóng hoàn toàn năng lực đường truyền cho các dịch vụ đòi hỏi băng thông cực lớn.
  • Đánh giá sâu hơn về quy trình vận hành và kiểm soát suy hao quang khi sử dụng bộ lọc kết hợp bước sóng CEx rời trong điều kiện mạng ODN suy giảm chất lượng theo thời gian.
  • Xây dựng mô hình ứng dụng mạng truy nhập XGS-PON phục vụ truyền tải backhaul cố định cho các trạm thu phát sóng thông tin di động 5G Vinaphone tại Hải Phòng.

Giá trị tham khảo

Đồ án có giá trị tham khảo rõ ràng cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông, Công nghệ Kỹ thuật Mạng truyền thông làm đồ án tốt nghiệp liên quan đến mạng truy nhập quang FTTx và công nghệ PON thế hệ mới.

Đối với đội ngũ kỹ sư viễn thông, nhân viên kỹ thuật vận hành mạng tại các nhà cung cấp dịch vụ mạng (ISP) và đặc biệt là cán bộ kỹ thuật tại VNPT các tỉnh, thành phố, tài liệu cung cấp giá trị thực tế cao tại mục cấu hình thiết bị:

  • Quy trình dòng lệnh chi tiết trên thiết bị OLT Nokia ISAM 7360 FX (từ cấu hình card FANT-G, FWLT-C, đồng bộ SNTP, đến định tuyến cổng VEIP và gán QoS queue).
  • Thông số phân bổ bước sóng quang, phân loại lớp công suất SFP (Class N1, N2, B+, C+) và phương pháp cấu hình cổng cầu nối cho dịch vụ truyền hình IPTV kèm luồng Multicast IGMP.

Câu hỏi thường gặp

1. Băng thông luồng xuống và luồng lên của công nghệ XGS-PON khác biệt như thế nào so với chuẩn GPON truyền thống?
Công nghệ XGS-PON cung cấp tốc độ truyền dẫn đối xứng đạt 9,953 Gbps (xấp xỉ 10 Gbps) ở cả chiều download và upload. So với GPON (có tốc độ luồng xuống danh định là 2,488 Gbps và luồng lên là 1,244 Gbps), XGS-PON cung cấp băng thông tải xuống gấp 4 lần và băng thông tải lên gấp 8 lần.

2. Bước sóng quang hoạt động của XGS-PON được quy định như thế nào để không xung đột với mạng GPON hiện hữu?
XGS-PON sử dụng bước sóng truyền dẫn luồng xuống trong dải 1575 – 1580 nm (bước sóng danh định 1577 nm) và luồng lên trong dải 1260 – 1280 nm (bước sóng danh định 1270 nm). Do dải bước sóng này tách biệt hoàn toàn với GPON (luồng xuống 1480 – 1500 nm, luồng lên 1290 – 1330 nm), cả hai công nghệ có thể hoạt động đồng thời trên cùng một sợi quang thông qua bộ ghép bước sóng WDM1r (CEx) hoặc module quang tích hợp SFP MPM.

3. Phương án dùng chung hạ tầng mạng phân phối quang (ODN) được VNPT ưu tiên triển khai bằng cấu hình thiết bị nào?
VNPT ưu tiên phương án sử dụng card thuê bao Combo FWLT-C gắn trên OLT Nokia ISAM 7360 FX kết hợp module quang SFP MPM (Multi-PON Module). Giải pháp này cho phép phát đồng thời tín hiệu GPON và XGS-PON trên cùng một cổng PON mà không cần trang bị thêm bộ phần tử lọc bước sóng CEx rời, tận dụng toàn bộ cáp sợi quang và bộ chia thụ động sẵn có.

4. Thiết bị đầu cuối ONT Nokia XS-2426G-A được khảo sát trong đồ án sở hữu những thông số kỹ thuật nào nổi bật?
Thiết bị tuân thủ chuẩn giao diện ITU-T G.988, trang bị 4 cổng mạng LAN RJ-45 Gigabit Ethernet 10/100/1000 Mbps, 2 cổng điện thoại POTS, 1 cổng USB 2.0, bảng lưu trữ 256 địa chỉ MAC. Thiết bị hỗ trợ mạng không dây Wi-Fi 6 (chuẩn 802.11ax) băng tần kép với độ rộng kênh lên đến 80 MHz, công suất phát tối đa 27 dBm ở băng tần 2,4 GHz và 30 dBm ở băng tần 5 GHz, hỗ trợ công nghệ Beamforming, Mesh và quản trị tập trung qua TR-069.

5. Mục đích của thủ tục định cỡ (Ranging) hai pha trong mạng quang thụ động là gì?
Do khoảng cách vật lý từ OLT đến từng ONT/ONU là khác nhau (tối đa 20 km), thời gian trễ khứ hồi (RTD) của mỗi thuê bao là khác biệt. Thủ tục định cỡ giúp: Pha 1 xác định số sê-ri duy nhất của ONT chưa đăng ký và cấp phát ONU-ID; Pha 2 đo chính xác khoảng thời gian RTD cho từng ONT và gán giá trị trễ cân bằng (Equalization Delay $T_{eqd} - \text{RTD}$) nhằm đồng bộ hóa khe thời gian truyền luồng lên trong kỹ thuật TDMA, ngăn ngừa xung đột dữ liệu giữa các thuê bao tại bộ ghép quang.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Hữu Việt đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý thuyết về mạng quang thụ động GPON theo tiêu chuẩn ITU-T G.984 và tiêu chuẩn công nghệ 10 Gigabit đối xứng XGS-PON theo ITU-T G.9807.1. Tác giả đã giải quyết thành công bài toán tích hợp mạng thông qua việc xây dựng phương án dùng chung hạ tầng ODN bằng công nghệ card Combo FWLT-C và module quang MPM trên khung máy Nokia ISAM 7360 FX. Các kết quả thực nghiệm và tập lệnh cấu hình CLI chi tiết trên thiết bị OLT, ONT của hãng Nokia có giá trị ứng dụng trực tiếp đối với công tác vận hành, bảo dưỡng và phát triển dịch vụ viễn thông băng rộng tại VNPT Hải Phòng.