Theo số liệu liên quan, tỷ lệ người dùng băng thông rộng FTTH/FTTP/FTTB toàn cầu sẽ đạt 59% vào năm 2025. Dữ liệu do công ty nghiên cứu thị trường Point Topic cung cấp cho thấy xu hướng phát triển này sẽ cao hơn 11% so với mức hiện tại.
Point Topic dự đoán rằng sẽ có 1,2 tỷ người dùng băng thông rộng cố định trên toàn thế giới vào cuối năm 2025. Trong hai năm đầu tiên, tổng số người dùng băng thông rộng toàn cầu đã vượt mốc 1 tỷ.
Khoảng 89% số người dùng này tập trung ở 30 thị trường hàng đầu thế giới. Tại các thị trường này, FTTH và các công nghệ liên quan sẽ chủ yếu chiếm thị phần từ xDSL, và thị phần của xDSL sẽ giảm từ 19% xuống 9% trong giai đoạn dự báo. Mặc dù tổng số người dùng cáp quang đến tòa nhà (FTTC), VDSL và cáp quang/đồng trục lai (HFC) dựa trên DOCSIS dự kiến sẽ tăng trong giai đoạn dự báo, nhưng thị phần sẽ vẫn tương đối ổn định. Trong đó, FTTC sẽ chiếm khoảng 12% tổng số kết nối, và HFC sẽ chiếm 19%.
Sự xuất hiện của công nghệ 5G dự kiến sẽ kìm hãm các ứng dụng băng thông rộng cố định trong giai đoạn dự báo. Trước khi 5G được triển khai thực tế, vẫn chưa thể dự đoán được thị trường sẽ bị ảnh hưởng đến mức nào.
Bài viết này sẽ so sánh công nghệ truy cập Mạng quang thụ động (PON) và công nghệ truy cập Mạng quang chủ động (AON) dựa trên đặc điểm của các khu dân cư ở nước ta, đồng thời phân tích những ưu điểm và nhược điểm khi ứng dụng chúng trong các khu dân cư ở Trung Quốc. Bằng cách làm rõ một số vấn đề nổi bật trong việc ứng dụng công nghệ truy cập FTTH tại các khu dân cư ở nước ta, bài viết sẽ thảo luận ngắn gọn về các chiến lược phù hợp để phát triển công nghệ ứng dụng FTTH tại nước ta.
1. Đặc điểm thị trường mục tiêu FTTH của nước tôi
Hiện nay, thị trường mục tiêu chính của FTTH tại Trung Quốc chắc chắn là cư dân của các khu dân cư tại các thành phố lớn, vừa và nhỏ. Các khu dân cư đô thị thường là các khu dân cư kiểu vườn. Đặc điểm nổi bật của chúng là: mật độ dân cư cao. Một khu dân cư kiểu vườn thường có từ 500 đến 3000 cư dân, thậm chí có những khu lên đến hàng chục nghìn hộ; các khu dân cư (bao gồm cả các tòa nhà thương mại) thường được trang bị phòng thiết bị thông tin liên lạc để lắp đặt thiết bị truy cập thông tin liên lạc và chuyển giao đường dây trong toàn khu. Cấu hình này là cần thiết để các nhà khai thác viễn thông cạnh tranh với nhau và tích hợp nhiều dịch vụ viễn thông. Khoảng cách từ phòng máy chủ đến người dùng thường nhỏ hơn 1km; các nhà khai thác viễn thông lớn và các nhà khai thác truyền hình cáp thường đã lắp đặt cáp quang có số lõi nhỏ (thường từ 4 đến 12 lõi) đến các phòng máy chủ của khu dân cư hoặc tòa nhà thương mại; tài nguyên cáp cho việc liên lạc dân cư và truy cập CATV trong khu dân cư thuộc về mỗi nhà khai thác. Một đặc điểm khác của thị trường mục tiêu FTTH ở nước tôi là sự tồn tại của các rào cản ngành trong việc cung cấp dịch vụ viễn thông: các nhà mạng không được phép cung cấp dịch vụ CATV, và tình trạng này khó có thể thay đổi trong một thời gian dài nữa.
2. Lựa chọn công nghệ truy cập FTTH tại quốc gia tôi
1) Các vấn đề mà mạng quang thụ động (PON) gặp phải trong ứng dụng FTTH tại nước tôi
Hình 1 thể hiện cấu trúc mạng và phân bố của một mạng quang thụ động lý tưởng (Mạng quang thụ động - PON). Các đặc điểm chính của nó là: thiết bị đầu cuối đường quang (Optical Line Terminal - OLT) được đặt trong phòng máy tính trung tâm của nhà mạng, và các bộ chia quang thụ động (Splitter) được đặt càng gần thiết bị mạng quang (Optical Network Unit - ONU) ở phía người dùng càng tốt. Khoảng cách giữa OLT và ONU bằng khoảng cách giữa phòng máy tính trung tâm của nhà mạng và người dùng, tương tự như khoảng cách truy cập điện thoại cố định hiện nay, thường là vài km, và Splitter thường cách ONU từ vài chục mét đến vài trăm mét. Cấu trúc và bố trí này của PON làm nổi bật những ưu điểm của PON: toàn bộ mạng từ phòng máy tính trung tâm đến người dùng là một mạng thụ động; tiết kiệm được một lượng lớn tài nguyên cáp quang từ phòng máy tính trung tâm đến người dùng; vì là mạng một-nhiều, số lượng thiết bị trong phòng máy tính trung tâm được giảm thiểu, giảm quy mô và số lượng dây dẫn trong phòng máy tính trung tâm.
Sơ đồ bố trí lý tưởng của mạng quang thụ động (PON) trong khu dân cư: OLT được đặt trong phòng máy chủ trung tâm của nhà mạng. Theo nguyên tắc bộ chia tín hiệu càng gần người dùng càng tốt, bộ chia tín hiệu được đặt trong hộp phân phối trên sàn. Rõ ràng, sơ đồ bố trí lý tưởng này có thể làm nổi bật những ưu điểm vốn có của PON, nhưng nó chắc chắn sẽ dẫn đến những vấn đề sau: Thứ nhất, cần cáp quang có số lõi cao từ phòng máy chủ trung tâm đến khu dân cư, ví dụ như 3000 khu dân cư, tính theo tỷ lệ phân nhánh 1:16, cần cáp quang gần 200 lõi, nhưng hiện tại chỉ có 4-12 lõi, rất khó để tăng số lượng cáp quang cần lắp đặt; thứ hai, người dùng không thể tự do lựa chọn nhà mạng, chỉ có thể chọn dịch vụ do một nhà mạng duy nhất cung cấp, và việc một nhà mạng độc quyền kinh doanh là điều không thể tránh khỏi, không có lợi cho sự cạnh tranh của nhiều nhà mạng, và quyền lợi của người dùng không được bảo vệ hiệu quả. Thứ ba, các bộ phân phối quang thụ động được đặt trong hộp phân phối trên sàn sẽ khiến các nút phân phối bị phân tán rất nhiều, dẫn đến việc phân bổ, bảo trì và quản lý rất khó khăn. Thậm chí gần như không thể; thứ tư, không thể cải thiện việc sử dụng thiết bị mạng và các cổng truy cập của nó, bởi vì trong phạm vi phủ sóng của một PON duy nhất, tỷ lệ truy cập của người dùng khó có thể đạt 100%.
Sơ đồ bố trí thực tế của mạng quang thụ động (PON) trong khu dân cư: OLT và Splitter đều được đặt trong phòng máy tính của khu dân cư. Ưu điểm của sơ đồ bố trí thực tế này là: chỉ cần cáp quang lõi thấp từ phòng máy tính trung tâm đến khu dân cư, và nguồn tài nguyên cáp quang hiện có có thể đáp ứng nhu cầu; các đường dây truy cập của toàn bộ khu dân cư được đi dây trong phòng máy tính của khu dân cư, cho phép người dùng tự do lựa chọn các nhà mạng khác nhau. Đối với các nhà mạng, mạng rất dễ phân bổ, bảo trì và quản lý; vì thiết bị truy cập và bảng đấu nối nằm trong cùng một phòng, điều này chắc chắn sẽ cải thiện đáng kể việc sử dụng cổng của thiết bị, và thiết bị truy cập có thể được mở rộng dần theo sự gia tăng số lượng người dùng truy cập. Tuy nhiên, sơ đồ bố trí thực tế này cũng có những nhược điểm rõ ràng: Thứ nhất, cấu trúc mạng của PON loại bỏ ưu điểm lớn nhất của mạng thụ động, và từ phòng máy tính trung tâm đến mạng người dùng vẫn là mạng chủ động; thứ hai, nó không tiết kiệm tài nguyên cáp quang do sử dụng PON; thiết bị PON có chi phí cao và cấu trúc mạng phức tạp.
Tóm lại, PON có hai mặt trái ngược nhau trong ứng dụng FTTH tại khu dân cư: Theo cấu trúc và bố trí mạng lý tưởng của PON, nó chắc chắn có thể phát huy những ưu điểm vốn có: toàn bộ mạng từ phòng máy chủ trung tâm đến người dùng là mạng thụ động, giúp tiết kiệm rất nhiều tài nguyên cáp quang cho phòng máy chủ trung tâm; số lượng và quy mô thiết bị trong phòng máy chủ trung tâm được đơn giản hóa; tuy nhiên, nó cũng mang lại những nhược điểm gần như không thể chấp nhận được: cần phải tăng đáng kể việc lắp đặt đường dây cáp quang; các nút phân phối phân tán, việc phân bổ số lượng, bảo trì và quản lý cực kỳ khó khăn; người dùng không thể tự do lựa chọn nhà mạng; không thuận lợi cho cạnh tranh đa nhà mạng, và quyền lợi của người dùng không được đảm bảo hiệu quả; hiệu suất sử dụng thiết bị mạng và các cổng truy cập thấp. Nếu áp dụng bố trí thực tế của mạng quang thụ động (PON) trong khu dân cư, tài nguyên cáp quang hiện có có thể đáp ứng được nhu cầu. Phòng máy chủ của khu dân cư được đi dây đồng nhất, rất dễ dàng để phân bổ, bảo trì và quản lý số lượng. Người dùng có thể tự do lựa chọn nhà mạng, điều này giúp cải thiện đáng kể việc sử dụng cổng thiết bị, nhưng đồng thời lại bỏ qua hai ưu điểm chính của PON là mạng thụ động và tiết kiệm tài nguyên cáp quang. Hiện tại, nó cũng phải chấp nhận những nhược điểm như chi phí thiết bị PON cao và cấu trúc mạng phức tạp.
2) Lựa chọn công nghệ truy cập FTTH cho các khu dân cư tại nước tôi - Công nghệ truy cập điểm-điểm (P2P) cho Mạng quang chủ động (AON) trong khu dân cư.
Rõ ràng, những ưu điểm của PON biến mất trong các khu dân cư mật độ cao. Do công nghệ PON hiện tại chưa thực sự hoàn thiện và giá thiết bị vẫn còn cao, chúng tôi tin rằng việc lựa chọn công nghệ AON cho truy cập FTTH là khoa học và khả thi hơn, bởi vì:
— Phòng máy tính thường được bố trí trong cộng đồng;
-Công nghệ P2P của AON đã hoàn thiện và có chi phí thấp. Nó có thể dễ dàng cung cấp băng thông 100M hoặc 1G và thiết lập kết nối liền mạch với các mạng máy tính hiện có;
- Không cần thiết phải tăng cường việc lắp đặt cáp quang từ phòng máy trung tâm đến khu dân cư;
— Cấu trúc mạng đơn giản, chi phí xây dựng, vận hành và bảo trì thấp;
- Hệ thống dây dẫn tập trung trong phòng máy tính của khu dân cư, dễ dàng gán số, bảo trì và quản lý;
- Cho phép người dùng tự do lựa chọn nhà mạng, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho sự cạnh tranh giữa nhiều nhà mạng, và quyền lợi của người dùng có thể được bảo vệ hiệu quả thông qua cạnh tranh;
——Tỷ lệ sử dụng cổng thiết bị rất cao, và dung lượng có thể được mở rộng dần theo sự gia tăng số lượng người dùng truy cập.
Cấu trúc mạng FTTH điển hình dựa trên AON. Cáp quang lõi thấp hiện có được sử dụng từ phòng máy tính trung tâm của nhà mạng đến phòng máy tính cộng đồng. Hệ thống chuyển mạch được đặt trong phòng máy tính cộng đồng, và chế độ mạng điểm-đến-điểm (P2P) được áp dụng từ phòng máy tính cộng đồng đến thiết bị đầu cuối của người dùng. Thiết bị đầu vào và bảng đấu nối được bố trí đồng đều trong phòng máy tính cộng đồng, và toàn bộ mạng sử dụng giao thức Ethernet với công nghệ đã hoàn thiện và chi phí thấp. Mạng FTTH điểm-đến-điểm của AON hiện là công nghệ truy cập FTTH được sử dụng phổ biến ở Nhật Bản và Hoa Kỳ. Trong số 5 triệu người dùng FTTH hiện nay trên thế giới, hơn 95% sử dụng công nghệ P2P chuyển mạch chủ động. Những ưu điểm nổi bật của nó là:
— Băng thông cao: dễ dàng thiết lập kết nối băng thông rộng 100M hai chiều ổn định;
-Nó có thể hỗ trợ truy cập Internet băng thông rộng, truy cập truyền hình cáp và truy cập điện thoại, đồng thời thực hiện việc tích hợp ba mạng trong mạng truy cập;
— Hỗ trợ các mô hình kinh doanh mới có thể dự đoán được trong tương lai: gọi video, VOD, rạp chiếu phim kỹ thuật số, văn phòng từ xa, triển lãm trực tuyến, giáo dục qua truyền hình, điều trị y tế từ xa, lưu trữ và sao lưu dữ liệu, v.v.
— Cấu trúc mạng đơn giản, công nghệ hoàn thiện và chi phí truy cập thấp;
— Chỉ có phòng máy tính trong khu dân cư là nút hoạt động chính. Tập trung hệ thống dây dẫn của phòng máy tính để giảm chi phí bảo trì và nâng cao hiệu quả sử dụng các cổng thiết bị;
- Cho phép người dùng tự do lựa chọn nhà mạng, điều này có lợi cho sự cạnh tranh giữa các nhà mạng viễn thông;
- Giúp tiết kiệm hiệu quả tài nguyên cáp quang từ phòng máy chủ trung tâm đến cộng đồng, và không cần phải tăng thêm việc lắp đặt cáp quang từ phòng máy chủ trung tâm đến cộng đồng.
Chúng tôi tin rằng việc lựa chọn công nghệ AON cho truy cập FTTH là khoa học và khả thi hơn, do sự không chắc chắn trong quá trình phát triển các tiêu chuẩn và công nghệ PON:
-Tiêu chuẩn này mới xuất hiện gần đây, với nhiều phiên bản (EPON & GPON), và sự cạnh tranh giữa các tiêu chuẩn này chưa chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến việc quảng bá trong tương lai.
— Các thiết bị liên quan cần 3-5 năm để tiêu chuẩn hóa và hoàn thiện. Sẽ rất khó để cạnh tranh với các thiết bị Ethernet P2P hiện tại về giá cả và mức độ phổ biến trong 3-5 năm tới.
- Các thiết bị quang điện PON rất đắt tiền: truyền và nhận tín hiệu tốc độ cao, công suất lớn; các thiết bị quang điện hiện tại còn lâu mới đáp ứng được yêu cầu sản xuất hệ thống PON giá rẻ.
-Hiện nay, giá bán trung bình của thiết bị EPON nhập khẩu là 1.000-1.500 đô la Mỹ.
3. Hãy chú ý đến những rủi ro của công nghệ FTTH và tránh yêu cầu hỗ trợ truy cập dịch vụ đầy đủ một cách mù quáng.
Nhiều người dùng yêu cầu FTTH hỗ trợ tất cả các dịch vụ, đồng thời hỗ trợ truy cập Internet băng rộng, truyền hình cáp (CATV) và điện thoại cố định truyền thống, tức là truy cập ba dịch vụ (triple play), với hy vọng đạt được công nghệ truy cập FTTH trong một bước. Chúng tôi tin rằng việc có thể hỗ trợ truy cập Internet băng rộng, truyền hình cáp (CATV) và điện thoại cố định thông thường là lý tưởng, nhưng trên thực tế lại tiềm ẩn những rủi ro kỹ thuật rất lớn.
Hiện nay, trong số 5 triệu người dùng FTTH trên thế giới, hơn 97% mạng truy cập FTTH chỉ cung cấp dịch vụ truy cập Internet băng thông rộng, bởi vì chi phí cung cấp dịch vụ điện thoại cố định truyền thống qua FTTH cao hơn nhiều so với chi phí của công nghệ điện thoại cố định hiện có, và việc sử dụng cáp quang để truyền tải điện thoại cố định truyền thống cũng gặp vấn đề về nguồn điện thoại. Mặc dù AON, EPON và GPON đều hỗ trợ truy cập ba dịch vụ (điện thoại, internet và viễn thông), nhưng các tiêu chuẩn EPON và GPON mới chỉ được ban hành, và cần thời gian để công nghệ hoàn thiện. Sự cạnh tranh giữa EPON và GPON cũng như việc thúc đẩy hai tiêu chuẩn này trong tương lai còn chưa chắc chắn, và cấu trúc mạng thụ động điểm-đa điểm của chúng không phù hợp với các khu dân cư mật độ cao ở Trung Quốc. Hơn nữa, các thiết bị liên quan đến EPON và GPON cần ít nhất 5 năm để tiêu chuẩn hóa và hoàn thiện. Trong 5 năm tới, sẽ rất khó để cạnh tranh với các thiết bị Ethernet P2P hiện tại về chi phí và mức độ phổ biến. Hiện nay, các thiết bị quang điện tử còn lâu mới đáp ứng được yêu cầu sản xuất thấp và chi phí thấp của hệ thống PON. Có thể thấy rằng việc theo đuổi một cách mù quáng việc cung cấp dịch vụ truy cập FTTH đầy đủ bằng EPON hoặc GPON ở giai đoạn này chắc chắn sẽ mang lại những rủi ro kỹ thuật rất lớn.
Trên mạng truy cập, việc cáp quang thay thế các loại cáp đồng là xu hướng tất yếu. Tuy nhiên, cáp quang sẽ không thể thay thế hoàn toàn cáp đồng chỉ sau một đêm. Việc tất cả các dịch vụ đều được truy cập thông qua cáp quang là điều không thực tế và khó tưởng tượng. Bất kỳ tiến bộ và ứng dụng công nghệ nào cũng đều diễn ra dần dần, và FTTH cũng không ngoại lệ. Do đó, trong giai đoạn phát triển và quảng bá FTTH ban đầu, sự cùng tồn tại của cáp quang và cáp đồng là điều không thể tránh khỏi. Sự cùng tồn tại này cho phép người dùng và các nhà mạng viễn thông tránh được những rủi ro kỹ thuật của FTTH một cách hiệu quả. Thứ nhất, công nghệ truy cập AON có thể được sử dụng ngay từ giai đoạn đầu để đạt được truy cập băng thông rộng FTTH với chi phí thấp, trong khi truyền hình cáp và điện thoại cố định truyền thống vẫn sử dụng cáp đồng trục và cáp xoắn đôi. Đối với các biệt thự, việc truy cập truyền hình cáp cũng có thể được thực hiện đồng thời thông qua cáp quang với chi phí thấp. Thứ hai, có những rào cản ngành trong việc cung cấp dịch vụ viễn thông tại Trung Quốc. Các nhà mạng viễn thông không được phép vận hành dịch vụ truyền hình cáp. Ngược lại, các nhà mạng truyền hình cáp lại không được phép vận hành các dịch vụ viễn thông truyền thống (như điện thoại), và tình trạng này sẽ còn kéo dài khá lâu trong tương lai. Thời gian không thể thay đổi, vì vậy một nhà mạng duy nhất không thể cung cấp dịch vụ ba trong một trên mạng truy cập FTTH; hơn nữa, vì tuổi thọ của cáp quang có thể lên đến 40 năm, trong khi cáp đồng thường chỉ khoảng 10 năm, khi chất lượng truyền thông của cáp đồng giảm sút do tuổi thọ, không cần phải lắp đặt thêm cáp mới. Bạn chỉ cần nâng cấp thiết bị cáp quang để cung cấp các dịch vụ mà cáp đồng ban đầu cung cấp. Trên thực tế, miễn là công nghệ đủ trưởng thành và chi phí hợp lý, bạn có thể nâng cấp thiết bị cáp quang bất cứ lúc nào, kịp thời tận hưởng sự tiện lợi và băng thông cao mà công nghệ FTTH mới mang lại.
Tóm lại, lựa chọn hiện tại là kết hợp sử dụng cáp quang và cáp đồng, sử dụng công nghệ FiberP2P FTTH của AON để đạt được truy cập Internet băng thông rộng, trong khi truyền hình cáp và điện thoại cố định truyền thống vẫn sử dụng cáp đồng trục và cáp xoắn đôi, điều này có thể tránh được rủi ro của công nghệ FTTH. Đồng thời, người dùng có thể tận hưởng sự tiện lợi và băng thông cao mà công nghệ truy cập FTTH mới mang lại càng sớm càng tốt. Khi công nghệ trưởng thành, chi phí hợp lý và các rào cản ngành được loại bỏ, thiết bị cáp quang có thể được nâng cấp bất cứ lúc nào để hiện thực hóa việc truy cập dịch vụ FTTH đầy đủ.
Thời gian đăng bài: 10/04/2021