Luận văn Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng trong việc xây dựng mạng truyền dẫn cho thành phố thông minh tỉnh Bắc Ninh
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Vũ Quang Thạch
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GPON VÀ ỨNG DỤNG
TRONG VIỆC XÂY DỰNG MẠNG TRUYỀN DẪN CHO
THÀNH PHỐ THÔNG MINH TỈNH BẮC NINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
Hà Nội, 2021
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Vũ Quang Thạch
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ GPON VÀ ỨNG DỤNG
TRONG VIỆC XÂY DỰNG MẠNG TRUYỀN DẪN CHO
THÀNH PHỐ THÔNG MINH TỈNH BẮC NINH
CHUYÊN
NGÀNH:
KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
MÃ SỐ:
8.52.02.08
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ NHẬT THĂNG
Hà Nội, 2021
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những nội dung tôi viết trong luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu
công nghệ GPON và ứng dụng trong việc xây dựng mạng truyền dẫn cho thành phố
thông minh tỉnh Bắc Ninh” do thầy giáo, PGS.TS. Lê Nhật Thăng hướng dẫn là công
trình tổng hợp, nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả những nội dung trong luận văn đúng như
trong đề cương đã được phê duyệt và theo yêu cầu của thầy hướng dẫn. Các thông tin
sử dụng trong luận văn thạc sĩ có nguồn gốc rõ ràng và được trích dẫn đầy đủ.
Hà Nội, ngày 20 tháng 01 năm 2021
Học viên
Vũ Quang Thạch
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin cảm ơn Khoa Đào tạo Sau Đại học, Học viện Công nghệ Bưu
chính Viễn thông và các thầy, cô giảng dạy trực tiếp đã giúp đỡ, truyền đạt cho tôi nhiều
kiến thức bổ ích cho công việc thực tế của bản thân, đồng thời giải đáp cho tôi những
thắc mắc, cũng như tạo điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Lê Nhật Thăng - Trưởng
Khoa Đào tạo Sau Đại học, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, người đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này trong suốt thời gian vừa qua.
Tôi xin gửi lời cảm ơn các anh, chị Phòng Bưu chính và Viễn thông - Sở Thông
tin và Truyền thông tỉnh Bắc Ninh đã giúp đỡ về chuyên môn và tạo điều kiện về thời
gian để tôi thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn các anh, chị, em và bạn bè lớp cao học kỹ thuật viễn thông
đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thiện luận văn thạc sĩ này.
Mặc dù tôi đã nỗ lực và cố gắng hoàn thành tốt nghiệp luận văn thạc sĩ bằng tất
cả nhiệt tình và năng lực của mình, nhưng với thời gian và khả năng có hạn, nên luận
văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế. Tôi rất mong nhận được sự quan
tâm, góp ý của các thầy, cô và các bạn để tôi bổ sung, hoàn thiện trong quá trình nghiên
cứu tiếp theo về vấn đề này.
Tôi xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 20 tháng 01 năm 2021
Học viên
Vũ Quang Thạch
iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết
tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
AES
AI
Advanced Encrytion Standard
Artificial Intelligence
Chuẩn mật mã tiên tiến
Trí tuệ nhân tạo
AP
Access Point
Điểm truy nhập
APON
ATM
BDA
ATM Pasive Optical Netwwork
Asynchronous Transfer Mode
Dynamic Bandwith Allocation
Mạng quang thụ động ATM
Chế độ truyền tải không đồng bộ
Cấp phát băng thông động
Broadband Passive Optical
Network
BPON
CATV
Mạng quang thụ động băng rộng
Cable Television
Truyền hình cáp
Carrier Sense Multiple
Access/Collision Detect
Đa truy nhập cảm nhận sóng
mang/tách xung đột
CSMA/CD
FEC
FTTB
FTTC
Forward Error Correction
Fiber to the Building
Fiber to the Curb
Sửa lỗi tiến hướng thuận
Cáp quang nối đến tòa nhà
Cáp quang đến cụm dân cư
Cáp quang nối đến cabin
Cáp quang đến nhà thuê bao
Phương thức đóng gói GPON
FTTCab Fiber to the Cabinet
FTTH
GEM
Fiber to the Home
GPON Encapsulation Method
Gigabit Ethernet Passive Optical Mạng quang thụ động Gigabit
Networks Ethernet
Gigabit Passive Optical Network Mạng quang thụ động Gigabit
GEPON
GPON
HDTV
High Definition Television
Hybrid Fiber Coaxial
Truyền hình độ phân giải cao
Mạng lai giữa cáp đồng và cáp
quang
HFC
IDC
IEC
International Data Corporation
Công ty Dữ liệu quốc tế
International Electrotechnical
Commission
Uỷ ban Kỹ thuật điện quốc tế
IoT
IP
Internet of Things
Internet vạn vật
Internet Protocol
Giao thức Internet
Truyền hình Internet
IPTV
Internet Protocol Television
International Organization for
Standardization
International
ISO
ITU
Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
Liên minh Viễn thông quốc tế
Telecommunications Union
ODN
OLT
Optical Distribution Network
Optical Line Terminal
Mạng phân phối quang
Thiết bị kết cuối đường quang
iv
ONT Management and Control
Interface
Giao diện điều khiển và quản lý
ONT
OMCI
ONT
ONU
PON
QoS
Optical Network Terminal
Optical Network Unit
Passive Optical Networks
Quality of Service
Thiết bị đầu cuối mạng quang
Thiết bị kết cuối mạng quang
Mạng quang thụ động
Chất lượng dịch vụ
RTD
SDH
Round Trip Delay
Trễ khứ hồi
Synchronous Digital Hierarchy
Phân số cấp đồng bộ
Truyền hình độ phân giải tiêu
chuẩn
SDTV
SNI
Standard Definition Television
Service Node Interface
Giao diện nút dịch vụ
Mạng quang đông bộ
Hội tụ truyền dẫn
SONET Synchronous Optical NETwork
TC Transmission Convergence
TCONT Transmission Container
Khối truyền dẫn
TDM
Time Division Multiplexing
Ghép kênh theo thời gian
Đa truy nhập phân chia theo thời
gian
TDMA
Time Division Multiple Access
UNI
VoD
VoIP
WAN
User Network Interface
Video On Demand
Giao diện mạng người dùng
Video theo yêu cầu
Voice over Internet Protocol
Wide Area Network
Giao thức thoại qua internet
Mạng diện rộng
Wavelength Division
Multiplexing
WDM
Ghép kênh theo bước sóng
vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.2. Lợi ích thành phố thông minh đem lại ............................................................6
nhỏ và trung bình của Châu Âu.......................................................................................7
Hình 1.5. Mô hình các hệ thống thành phố thông minh................................................12
Hình 1.8. Mô hình triển khai TPTM tỉnh Bắc Ninh......................................................16
Hình 2.1. Cấu trúc mạng GPON....................................................................................24
Hình 2.3. GPON Ranging pha 1....................................................................................30
Hình 2.4. GPON Ranging pha 2....................................................................................30
Hình 2. 5. Thủ tục cấp phát băng thông trong GPON...................................................32
Hình 2. 6. Báo cáo phân bổ băng thông trong GPON...................................................33
Hình 2.7. Tình hình triển khai GPON trên thế giới.......................................................36
Hình 2.8. Mô hình mạng truy nhập FTTx .....................................................................41
tỉnh Bắc Ninh.................................................................................................................52
Hình 3.6. Kết quả đo băng thông camera Cầu Hồ.........................................................53
Hình 3.8. Kết quả đo suy hao trên tuyến.......................................................................54
phố .................................................................................................................................56
vii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................. iii
DANH MỤC BẢNG..................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................................vi
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................1
1.1. Thành phố thông minh ......................................................................................3
1.1.1. Khái niệm về thành phố thông minh..................................................................... 3
1.1.2. Các đặc trưng cơ bản và các lĩnh vực của TPTM................................................. 3
1.1.3. Lợi ích của TPTM................................................................................................. 5
1.1.4. Xác định tiêu chí xây dựng TPTM ....................................................................... 6
1.2. Mô hình TPTM tỉnh Bắc Ninh..........................................................................7
1.2.1. Khái quát điều kiện địa lý, kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Ninh ................................... 7
1.2.3. Mô hình kiến trúc tổng thể TPTM...................................................................... 10
1.2.4. Cơ sở hạ tầng và Trung tâm điều hành TPTM ................................................... 11
1.2.5. Khung ứng dụng phát triển TPTM ..................................................................... 12
1.2.6. Hạ tầng kỹ thuật - CNTT và TT cho TPTM....................................................... 14
1.2.7. Mô hình triển khai TPTM tỉnh Bắc Ninh ........................................................... 16
1.3.1. Xây dựng thành phố thông minh hơn tại Đà Nẵng............................................. 17
1.3.3. Phát triển dịch vụ đô thị thông minh tại Thừa Thiên Huế .................................. 18
1.5. Kết luận Chương 1...........................................................................................20
viii
2.1.2. Cấu trúc mạng GPON......................................................................................... 23
2.1.3. Thông số kĩ thuật. ............................................................................................... 24
2.2. Đặc điểm công nghệ GPON.............................................................................26
2.2.1. Kỹ thuật truy nhập và phương thức ghép kênh................................................... 26
2.2.2. Phương thức đóng gói dữ liệu ............................................................................ 28
2.2.3. Định cỡ và phân định băng thông động.............................................................. 28
2.2.4. Bảo mật và mã hóa sửa lỗi.................................................................................. 33
2.2.5. Chất lượng và khả năng cung cấp băng thông.................................................... 34
2.3.1. Tình hình triển khai trên Thế giới....................................................................... 36
2.3.2. Tình hình triển khai tại Việt Nam....................................................................... 37
2.5.1. Định hướng phát triển các dịch vụ mới .............................................................. 39
2.6. Kết luận Chương 2...........................................................................................43
3.1. Nguyên tắc triển khai.......................................................................................45
3.1.1. Nguyên tắc chung ............................................................................................... 45
3.1.2. Các bước xây dựng cấu hình mạng..................................................................... 46
3.2. Mô hình thực tế ................................................................................................47
ix
3.3.1. Tính toán băng thông cho các loại dịch vụ......................................................... 50
3.3.2. Tính toán băng thông cho thiết bị GPON ........................................................... 50
3.3.3. Nguyên tắc lựa chọn thiết bị............................................................................... 51
3.3.4. Kết quả thí điểm camera giám sát, giao thông.................................................... 51
định hướng đến năm 2030 ......................................................................................54
3.5. Kết luận Chương 3...........................................................................................61
KẾT LUẬN..............................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................64
PHỤ LỤC.................................................................................................................66
tỉnh Bắc Ninh giai đến năm 2022 [4] .....................................................................66
1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với sự bùng nổ của cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư (Cách
mạng Công nghiệp 4.0), xu hướng xây dựng đô thị thông minh, thành phố thông minh,
cũng như áp dụng công nghệ tiên tiến vào cuộc sống đã trở thành phương thức phát triển
tất yếu đối với các đô thị, nhất là những thành phố lớn trên thế giới cũng như tại Việt
Nam. Không nằm ngoài xu hướng đó, Bắc Ninh là một trong những tỉnh/thành phố được
Thủ tướng Chính phủ cho phép thí điểm xây dựng và triển khai mô hình thành phố thông
minh, Qua nghiên cứu, tìm hiểu các mô hình thành phố thông minh trên thế giới, Khu
vực Châu Á-Thái Bình Dương và các kinh nghiệm của thành phố Đà Nẵng [5], thành
phố Hồ Chí Minh [6],… tỉnh Bắc Ninh xác định xây dựng mô hình thành phố thông
minh với 6 lĩnh vực cốt lõi: nền kinh tế thông minh, dịch chuyển thông minh, công dân
thông minh, môi trường thông minh, quản trị thông minh và cuộc sống thông minh. Với
các hệ thống thành phần: Trung tâm tích hợp dữ liệu thành phố thông minh, mạng WAN
nội tỉnh cho các cơ quan nhà nước, xây dựng Chính quyền điện tử, triển khai hệ thống
camera giám sát, an ninh, giao thông trên toàn tỉnh, Trung tâm điều hành thành phố
thông minh, xây dựng hệ thống thu thập, phân tích thông tin và cảnh báo sớm các vấn
đề có thể xảy ra… trong đó riêng với hệ thống camera giám sát, an ninh, giao thông, hệ
thống camera, sensor theo dõi, cảnh báo đối với môi trường dự kiến triển khai với số
lượng camera rất lớn khoảng hơn 17.000 camera với chủng loại khác nhau. Do vậy cần
mạng truyền mạng băng thông rộng, tốc độ truy nhập cao để đáp ứng yêu cầu cho mô
hình thành phố thông minh tỉnh Bắc Ninh.
Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh có hai nhà mạng là Viễn thông Bắc Ninh
(thuộc Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam) và Viettel Bắc Ninh (thuộc Tập đoàn
Công nghiệp Viễn thông Quân đội Viettel) có hạ tầng truyền dẫn cáp quang rộng khắp
và đang cung cấp một số dịch vụ internet băng rộng cho tỉnh như: hệ thống mạng WAN
nội tỉnh kết nối đến các Sở, ban, ngành, Ủy ban nhân dân (UBND) cấp huyện, cấp xã,
hệ thống camera giám sát trên địa bàn thành phố Bắc Ninh,… Tuy nhiên, mỗi nhà mạng
có một hạ tầng riêng không đồng bộ thống nhất, khó khăn trong việc kết nối với Trung
tâm tích hợp dữ liệu của tỉnh, cũng như vấn đề đảm bảo an toàn, an ninh thông tin; việc
mở rộng mạng lưới hạ tầng mạng phụ thuộc vào các nhà mạng,…
2
Công nghệ truy nhập quang thụ động GPON đã được ITU chuẩn hóa, hiện nay
là một trong những công nghệ được ưu tiên lựa chọn cho triển khai mạng truy nhập cáp
quang FTTH tại nhiều quốc gia trên thế giới như Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn
Quốc… cũng như tại Việt Nam. GPON là công nghệ hướng tới tích hợp cung cấp nhiều
dịch vụ như thoại, hình ảnh và số liệu với băng thông lớn tốc độ cao. Do vậy, GPON sẽ
là công nghệ truy nhập được lựa chọn triển khai ở hiện tại và tương lai.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng trong việc xây
dựng mạng truyền dẫn cho thành phố thông minh tỉnh Bắc Ninh để đảm bảo được tính
kinh tế - kỹ thuật và đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin hiện tại và trong tương lai
của Bắc Ninh là một vấn đề cấp thiết.
Xuất phát từ những cơ sở khoa học và thực tiễn đó, em đã quyết định chọn đề
tài: “Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng trong việc xây dựng mạng truyền dẫn
cho thành phố thông minh tỉnh Bắc Ninh” làm luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật, luận
văn tốt nghiệp thạc sĩ gồm 3 chương:
Chương 1: Thành phố thông minh.
Chương 2: Công nghệ mạng quang thụ động GPON.
Chương 3: Ứng dụng công nghệ GPON trong việc xây dựng mạng truyền dẫn
cho thành phố thông minh tỉnh Bắc Ninh.
3
CHƯƠNG 1: THÀNH PHỐ THÔNG MINH
1.1. Thành phố thông minh
1.1.1. Khái niệm về thành phố thông minh
Một thành phố bền vững thông minh là một thành phố sáng tạo có sử dụng Công
nghệ thông tin (CNTT) và truyền thông (ICT) và các phương tiện khác để cải thiện chất
lượng cuộc sống, hiệu quả hoạt động của đô thị và dịch vụ, tính cạnh tranh, trong khi
đảm bảo rằng nó đáp ứng các nhu cầu của thế hệ hiện tại và tương lai về khía cạnh kinh
tế, xã hội và môi trường [4].
Có nhiều tổ chức nghiên cứu, đưa ra các khái niệm khác liên quan đến thành phố
thông minh (TPTM) như: thành phố tri thức, thành phố kết nối, thành phố số, thành phố
sinh thái (eco-city)… Tuy nhiên hiện nay khái niệm TPTM là khái niệm phổ biến, được
cả thế giới nghiên cứu, cơ quan quản lý, doanh nghiệp và người dân chấp nhận.
1.1.2. Các đặc trưng cơ bản và các lĩnh vực của TPTM
Đặc trưng cơ bản của TPTM gồm 6 đặc trưng đó là: nền kinh tế thông minh, dịch
chuyển thông minh, môi trường thông minh, quản trị thông minh, công dân thông minh
và cuộc sống thông minh [4]. Với những đặc trưng này, việc xây dựng và phát triển
TPTM sẽ bao hàm mọi vấn đề về kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội của một thành phố.
Như vậy, việc xây dựng TPTM sẽ giải quyết toàn diện mọi vấn đề trong quản lý, phát
triển thành phố chứ không đơn thuần là xây dựng thành phố theo hướng là thành phố
công nghệ, thành phố của máy móc và thiết bị công nghệ thông tin
Từ các đặc trưng cơ bản của TPTM, có rất nhiều tổ chức, quốc gia nghiên cứu,
xây dựng các chương trình, dự án thuộc phạm vi của TPTM. Tùy theo thực tế, điều kiện
của từng địa phương và cách tổ chức quản lý có thể lựa chọn, ưu tiên một số thành phần,
lĩnh vực ứng dụng thông minh để triển khai thực hiện. Tuy nhiên, hiện nay chưa có quy
định về tiêu chuẩn chung cho việc xây dựng TPTM. Do vậy một thách thức lớn đặt ra
trong việc xây dựng TPTM là cần phải có một khung kiến trúc để tạo ra một nền tảng
tích hợp dữ liệu, chia sẻ dữ liệu và làm nền tảng cho một TPTM.
Mối quan hệ giữa các đặc trưng cơ bản và các lĩnh vực (chính quyền điện tử, giáo
dục thông minh, an toàn thông minh,…) của một TPTM được mô tả như hình 1.1 dưới
đây [4]:
4
Quản trị
thông
minh
Hình 1.1. Mối quan hệ giữa các đặc trưng và các lĩnh vực trong TPTM
Nhìn nhận TPTM theo các góc độ có thể được hiểu [4] như sau:
Từ góc độ công nghệ, TPTM là một hệ sinh thái đồng bộ của các nhiều thành
phần nhỏ cùng vận hành, tương tác với nhau. Sự tích hợp của nhiều thành phần đó dựa
trên tính mở và tính tiêu chuẩn hóa, đây là những nguyên tắc cơ bản trong xây dựng
TPTM. Các công nghệ cơ sở để xây dựng một TPTM bao gồm hệ thống cáp quang và
di động tốc độ cao, các thiết bị cảm biến cố định và di động cần thiết của các hệ thống
thông minh. Điều này rất phù hợp với sự phát triển của lĩnh vực viễn thông, CNTT và
các ngành công nghệ như AI, IoT hiện nay, khi dịch vụ 4G đã được phủ sóng từ năm
2016, các hệ thống cáp quang đã được đầu tư đến xã, các thiết bị smartphone,
smarthome… đang khá phổ dụng có giá thành ngày càng hạ...
Từ góc độ đô thị hóa cũng như hiện đại hoá nông thôn, các vấn đề phát sinh trong
đô thị cũng như nông thôn mới đang ngày càng trở nên thách thức với việc tổ chức các
dịch vụ công cũng như các tiện ích tổng thể về giáo dục, y tế, thể thao, giải trí… cho
người dân ở các địa phương. Các giải pháp đồng bộ trên cơ sở áp dụng các tiến bộ của
khoa học công nghệ vì thế là tối quan trọng để giải quyết các vấn đề toàn diện như vậy.
Từ góc độ chuyển đổi ngành công nghiệp, tại Việt Nam hiện nay phát triển công
nghiệp là mũi nhọn của nền kinh tế, phát triển các ngành công nghiệp đặc biệt với ngành
5
công nghiệp nặng với mức tiêu thụ năng lượng cao, gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng ảnh hưởng đến môi trường sống. Nếu tiếp tục phát triển công nghiệp như hiện nay
thì phải gánh chịu hậu quả là rất lớn, chính vì thế phải có giải pháp thúc đẩy ứng dụng
công nghệ thông tin, công nghệ mới trong quá trình sản xuất để nâng cao năng suốt lao
động và bảo vệ môi trường sống.
Từ góc độ cơ chế - thể chế, trong quá trình xây dựng chính quyền điện tử, TPTM,
cần những giải pháp, định hướng và hành động mang tính “kiến tạo” mạnh mẽ hơn,
hướng tới phục vụ người dân, doanh nghiệp hiệu quả hơn. Việc ứng dụng những thành
tựu mới của CNTT, đặc biệt là giải pháp về phân tích dữ liệu lớn (big data), ứng dụng
AI,.. hiện nay sẽ đóng vai trò vô cùng to lớn trong việc hỗ trợ các hoạch định chiến lược
cũng như các quyết sách hiệu quả gắn với đời sống hàng ngày của người dân.
1.1.3. Lợi ích của TPTM
Việc xây dựng TPTM là việc ứng dụng đồng bộ các giải pháp công nghệ thông
tin trên tất cả các lĩnh vực đời sống kinh tế, xã hội dựa trên 6 đặc trưng cơ bản đã phân
tích ở trên, nó đem lại rất nhiều lợi ích cho người dân và chính quyền ở các mặt cơ bản
sau đây:
- Về phát triển kinh tế: TPTM tạo động lực cho phát triển những lĩnh vực kinh tế
theo định hướng phát triển xanh sẽ phát huy lợi thế của các ngành công nghiệp địa
phương, đảm bảo kiểm soát tốt môi trường, khai thác tài nguyên một cách hiệu quả và
đẩy mạnh công nghiệp có hàm lượng chất xám cao ở địa phương, hướng đến nền kinh
tế tri thức.
- Về cung cấp dịch vụ cho người dân: Người dân sống trong TPTM ngoài việc
được sống trong môi trường an toàn, không ô nhiễm, sẽ còn được hưởng đầy đủ các dịch
vụ chất lượng về y tế, giáo dục,...
- Về quản lý quy hoạch đô thị: TPTM cho phép kết nối đồng bộ nhiều lĩnh vực
trong một không gian đô thị, từ đó tích hợp được đầy đủ thông tin về kết cấu hạ tầng,
kinh tế xã hội của thành phố.
- Về công tác quản trị đô thị: TPTM cho phép chính quyền có thể vận hành và
giám sát các hệ thống cơ sở hạ tầng một cách thông minh nhất thông qua hệ thống quản
lý giám sát tự động.
- Về cung cấp thông tin cho việc hỗ trợ ra quyết định: TPTM thu thập rất nhiều
thông tin (quá khứ, hiện tại, thời gian thực …), thực hiện dự báo dài hạn hơn, toàn diện
6
hơn, độ chính xác cao hơn, đưa ra phương án tối ưu trong thời gian tương đối ngắn và
từ đó hỗ trợ lãnh đạo ra quyết định một cách hiệu quả hơn, thông minh hơn.
Lợi ích của TPTM xét cho cùng là làm người dân được cảm thấy cuộc sống hạnh
phúc hơn: tiếp cận dịch vụ tốt hơn, sống trong môi trường an toàn và trong sạch hơn và
kinh tế phát triển bền vững…
Hình 1.2 minh họa một cách khái quát lợi ích tổng thể mà TPTM đem lại cho 3
chủ thể: người dân, chính quyền và doanh nghiệp [4].
Hình 1.2. Lợi ích thành phố thông minh đem lại
1.1.4. Xác định tiêu chí xây dựng TPTM
Khi xây dựng TPTM, cần phải xác định các chuẩn áp dụng có thể kết nối tất cả
các ứng dụng thông minh thành một hệ thống chỉnh thể, vận hành đồng bộ và hiệu quả
[4]. Các tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép kết nối giữa các bộ phận: tiêu chuẩn về dữ liệu sẽ
giúp đảm bảo một khả năng lưu trữ, trao đổi, chia sẻ, tích hợp, an toàn bảo mật; tiêu
chuẩn về quản trị tạo ra một cách thức làm việc thống nhất, đồng bộ cho tất cả các bên
tham gia… Hệ thống các tiêu chuẩn cho phép triển khai, kiểm tra, đánh giá, quản lý chất
lượng, chia sẻ dữ liệu, khai thác hạ tầng dùng chung giữa các lĩnh vực thông minh.
7
Hiện nay, trên thế giới chưa có một hệ thống các tiêu chuẩn đầy đủ, thống nhất
về TPTM. Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hàng đầu như ISO, ITU,… đã và đang rất tích
cực nghiên cứu, triển khai xây dựng tiêu chuẩn quốc tế về TPTM, trong đó ISO đã đưa
ra các tiêu chuẩn đầu tiên về TPTM như: ISO 37120, ISO/TR 37150, ISO 37101, ISO
37102, ISO/TR 37121, ISO 37151, ISO 37152… các tiêu chuẩn này tập trung vào việc
định hình và phát triển bền vững cộng đồng, đưa ra các tiêu chí đánh giá chất lượng cuộc
sống và dịch vụ cung cấp cho cộng đồng. Các tiêu chuẩn này đặt ra các yêu cầu rất cao
về TPTM, và cần phải có một quá trình dài mới đạt được.
Đối với Việt Nam, bước đầu đặt nền móng cho việc xây dựng TPTM, trên cơ sở
nghiên cứu kinh nghiệm của các nước, chúng ta có thể sử dụng một hệ thống các tiêu
chí xây dựng TPTM dựa trên 6 đặc trưng cơ bản của TPTM như trình bày ở trên để cho
phép có thể so sánh mức độ thông minh hơn so với các thành phố khác.
Cấu trúc của hệ thống chỉ tiêu đó được xây dựng trên một cấu trúc như hình 1.3.
TPTM gồm 6 đặc trưng như phân tích ở trên. Từ 6 đặc trưng trên xác định ra 27 nhân tố
tác động đến mức độ thông minh. Từ 27 nhân tố trên xác định được 89 chỉ số về TPTM
[4].
Hình 1.3. Hệ thống chỉ số xây dựng TPTM của trường Đại học Viên cho các thành phố
nhỏ và trung bình của Châu Âu
1.2. Mô hình TPTM tỉnh Bắc Ninh
1.2.1. Khái quát điều kiện địa lý, kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Ninh
Bắc Ninh là một tỉnh cửa ngõ phía Bắc của Thủ đô Hà Nội, với diện tích là 822,71
km và dân số khoảng 1,4 triệu người. Phía Bắc giáp tỉnh Bắc Giang, phía Tây và Tây
Nam giáp Thủ đô Hà Nội, phía Nam giáp với tỉnh Hưng Yên, phía Đông giáp với tỉnh
Hải Dương. Bắc Ninh là tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ có các hệ thống
8
giao thông thuận lợi kết nối với các tỉnh trong vùng như quốc lộ 1A nối Hà Nội - Bắc
Ninh - Lạng Sơn; Đường cao tốc 18 nối sân bay Quốc tế Nội Bài - Bắc Ninh - Hạ Long;
Quốc lộ 38 nối Bắc Ninh - Hải Dương - Hải Phòng; Trục đường sắt xuyên Việt chạy
qua Bắc Ninh đi Lạng Sơn và Trung Quốc; Mạng đường thủy sông Cầu, sông Đuống,
sông Thái Bình rất thuận lợi nối Bắc Ninh với hệ thống cảng sông và cảng biển của vùng
tạo cho Bắc Ninh là địa bàn mở gắn với phát triển của thủ đô Hà Nội, theo định hướng
xây dựng các thành phố vệ tinh và sự phân bố công nghiệp của Hà Nội. Đây là những
yếu tố rất thuận lợi để phát triển kinh tế - xã hội và giao lưu của Bắc Ninh với bên ngoài
[2].
Bắc Ninh là tỉnh thuộc vùng Đồng bằng sông Hồng và là một trong 8 tỉnh thuộc
vùng Kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, khu vực có mức tăng trưởng kinh tế cao, giao lưu kinh
tế mạnh của cả nước, tạo cho Bắc Ninh nhiều lợi thế về phát triển và chuyển dịch cơ cấu
kinh tế.
Là cửa ngõ phía Đông Bắc và là cầu nối giữa Hà Nội và các tỉnh trung du miền
núi phía Bắc và trên hành lang kinh tế Nam Ninh - Lạng Sơn - Hà Nội - Hải Phòng - Hạ
Long và có vị trí quan trọng về an ninh quốc phòng. Thành phố Bắc Ninh chỉ cách trung
tâm Thủ đô Hà Nội 30 km, cách sân bay Quốc tế Nội Bài 45 km, cách Hải Phòng 110
km. Vị trí địa kinh tế liền kề với thủ đô Hà Nội, trung tâm kinh tế lớn, một thị trường
rộng lớn hàng thứ hai trong cả nước, có sức cuốn hút toàn diện về các mặt chính trị, kinh
tế, xã hội, giá trị lịch sử văn hoá, đồng thời là nơi cung cấp thông tin, chuyển giao công
nghệ và tiếp thị thuận lợi đối với mọi miền đất nước. Hà Nội sẽ là thị trường tiêu thụ
trực tiếp các mặt hàng của Bắc Ninh về nông - lâm - thuỷ sản, vật liệu xây dựng, hàng
tiêu dùng, hàng thủ công mỹ nghệ. Bắc Ninh cũng là địa bàn mở rộng của Hà Nội qua
xây dựng các thành phố vệ tinh, là mạng lưới gia công cho các xí nghiệp của thủ đô
trong quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá [2].
Với vị trí địa kinh tế thuận lợi sẽ là yếu tố phát triển quan trọng và là một trong
những tiềm lực to lớn cần được phát huy một cách triệt để nhằm phục vụ phát triển kinh
tế - xã hội và thúc đẩy quá trình đô thị hoá của tỉnh Bắc Ninh. Xét trên khía cạnh cấu
trúc hệ thống đô thị và các điểm dân cư của tỉnh thì các đô thị Bắc Ninh sẽ dễ trở thành
một hệ thống hòa nhập trong vùng ảnh hưởng của thủ đô Hà Nội và có vị trí tương tác
nhất định với hệ thống đô thị chung toàn vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ [2].
Với mục tiêu phát triển mạnh công nghiệp và dịch vụ, Bắc Ninh hiện nay có 15
9
khu công nghiệp tập trung, 1 khu công nghệ thông tin và hơn 30 cụm công nghiệp. Bắc
Ninh phấn đầu trở thành thành phố trực thuộc trung ương vào năm 2022.
Sau hơn 20 năm tái lập, đến nay đã có sự phát triển vượt bậc, cơ bản trở thành
tỉnh công nghiệp theo hướng hiện đại, với nhiều chỉ tiêu kinh tế xã hội trong tốp đầu cả
nước. Năm 2019, tổng sản phẩm (GRDP) của Bắc Ninh tăng trưởng 1,1%, quy mô tiếp
tục đứng thứ 7 toàn quốc; GRDP bình quân đầu người đạt 6.613 USD, đứng thứ 2 toàn
quốc; thu nhập bình quân đầu người đạt 73,3 triệu đồng, đứng thứ 5 toàn quốc.
Giá trị sản xuất nông nghiệp đạt 8.223 tỷ đồng (giá so sánh năm 2010); giá trị sản
xuất công nghiệp đạt 1,07 triệu tỷ đồng; duy trì đứng thứ nhất cả nước; tổng mức bán lẻ
hàng hóa và doanh thu dịch vụ tăng 12,7% so với năm 2018 và vượt 14,6% so kế hoạch;
tổng kim ngạch xuất nhập khẩu đạt 63 tỷ USD, vượt kế hoạch 1 tỷ USD.
Thu hút đầu tư nước ngoài thêm 1,5 tỷ USD; đầu tư trong nước thêm 11,5 nghìn
tỷ đồng; thành lập mới 2.398 doanh nghiệp, 700 đơn vị trực thuộc với tổng vốn đăng ký
22,2 nghìn tỷ đồng. Lũy kế đến nay có 1.509 dự án FDI còn hiệu lực với số vốn đăng
ký 18,85 tỷ USD; 1.324 dự án đầu tư trong nước với số vốn đăng ký sau điều chỉnh 159
nghìn tỷ đồng; 16.686 doanh nghiệp với tổng số vốn điều lệ đăng ký 244 nghìn tỷ đồng.
Thu ngân sách Nhà nước đạt 30.431 tỷ đồng, vượt 3.034 tỷ đồng so dự toán, tăng 8,4%
so với năm 2018, trong đó thu nội địa 24.370 tỷ đồng, tăng 11,2%. Tình hình kinh tế
tăng trưởng và ổn định góp phần thúc đẩy quá trình xây dựng thành phố thông minh của
tỉnh.
1.2.2. Lựa chọn mô hình xây dựng TPTM cho Bắc Ninh
Xây dựng TPTM là một chiến lược lâu dài, cần chia làm nhiều giai đoạn và sau
mỗi giai đoạn phải có nhưng đánh giá cho phù hợp. Vì vậy cần phải lựa chọn một mô
hình phát triển TPTM phù hợp. Sau khi nghiên cứu các mô hình phát triển TPTM, lựa
chọn mô hình trưởng thành của TPTM của IDC là mô hình khá phổ biến hiện nay giúp
các thành phố xây dựng chiến lược và lộ trình thích hợp [4].
Mô hình này trước hết giúp Bắc Ninh xác định mình đang ở đâu trong hành trình
xây dựng TPTM. Xác định các mục tiêu cho các giai đoạn trưởng thành phù hợp với kế
hoạch phát triển kinh tế xã hội của tỉnh. Từ đó xác định được danh mục đầu tư và sự
phối hợp đồng bộ để thực hiện.
Theo IDC đề xuất mô hình trưởng thành của TPTM gồm 5 giai đoạn: tự phát, cơ
hội, nhân rộng, quản lý và tối ưu hóa. Việc phân tích cho mỗi giai đoạn được thực hiện
Tải về để xem bản đầy đủ
84 trang
20240
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu công nghệ GPON và ứng dụng trong việc xây dựng mạng truyền dẫn cho thành phố thông minh tỉnh Bắc Ninh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_cong_nghe_gpon_va_ung_dung_trong_viec_xa.pdf
