Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng trong NGN

Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin ngành viễn thông Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng trong NGN

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCĐề tài:CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IPTRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGNCỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAMNgười hướng dẫn: TS. Hoàng Văn VõNgười thực hiện: Nguyễn Thị YếnLớp: D2001VTHà Nội 2005 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCCÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IPTRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGNCỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAMNgười thực hiện: Nguyễn Thị YếnHà Nội 2005 NGUYỄN THỊ YẾN CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG… D2001VT d99vt-tc HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNGKHOA VIỄN THƠNG I-----o0o-----CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc-----o0o-----ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCHọ và tên sinh viên: Nguyễn Thị YếnLớp: D2001VTKhố: 2001-2006Ngành: Điện tử - Viễn thơngTên đề tài:Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng trong NGNcủa Tổng cơng ty BCVT Việt NamNội dung đồ án: • Tổng quan • Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng• Internet Protocol – IP • Các phương thức tích hợp IP trên quang• Ứng dụng IP trên quang trong NGN của Tổng cơng ty BCVT Việt NamNgày giao đề tài: Ngày nộp đồ án: Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn TS. Hồng Văn Võ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn TS. Hoàng Văn Võ NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN .Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, ngày tháng năm 2005 MỤC LỤCTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT . i Lời nói đầu . 1 CHƯƠNG 1 . 3 TỔNG QUAN 3 1.1. Xu hướng tích hợp IP trên quang . 3 1.1.1. Sự phát triển của Internet 3 1.1.2. Sự phát triển của công nghệ truyền dẫn 4 1.1.3. Nỗ lực của các nhà cung cấp và các tổ chức 5 1.2. Quá trình phát triển 6 1.2.1. Các giai đoạn phát triển . 6 1.2.2. Mô hình phân lớp của các giai đoạn phát triển . 9 1.3. Các yêu cầu đối với truyền dẫn IP trên quang 12 CHƯƠNG 2 . 13 CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 13 2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM 13 2.2. Các đặc điểm của công nghệ WDM . 15 2.3. Một số công nghệ then chốt . 16 2.3.1. Nguồn quang . 16 2.3.2. Bộ tách ghép bước sóng quang 19 2.3.3. Bộ lọc quang 21 2.3.4. Bộ đấu nối chéo quang OXC . 22 2.3.5. Bộ xen/rẽ quang OADM . 24 2.3.6. Chuyển mạch quang . 25 2.3.7. Sợi quang . 28 2.3.8. Bộ khuếch đại quang sợi 30 2.3.9. Bộ thu quang . 31 2.4. Một số điểm lưu ý 33 2.4.1. Nguồn quang . 33 2.4.2. Sợi quang . 33 2.4.3. Bộ khuếch đại quang 33 2.4.4. Hiệu ứng phi tuyến . 33 2.4.5. Tán sắc . 34 CHƯƠNG 3 . 37 INTERNET PROTOCOL – IP . 37 3.1. IPv4 . 37 3.1.1. Phân lớp địa chỉ . 37 3.1.2. Các kiểu địa chỉ phân phối gói tin 39 3.1.3. Mobile IP 40 3.1.4. Địa chỉ mạng con (subnet) . 40 3.1.5. Cấu trúc tổng quan của một IP datagram trong IPv4 . 41 3.1.6. Phân mảnh và tái hợp 45 3.1.7. Định tuyến 47 3.2. IPv6 . 49 3.2.1. Tại sao lại có IPv6? . 49 3.2.2. Khuôn dạng datagram IPv6 50 3.2.3. Các tiêu đề mở rộng của IPv6 51 3.2.4. Các loại địa chỉ IPv6 . 55 3.2.5. Các đặc tính vượt trội của IPv6 56 3.2.6. Sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 56 3.2.7. IPv6 cho IP/WDM . 59 3.3. Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong IP . 60 3.3.1. Kiểu dịch vụ tích hợp (IntServ) . 60 3.3.2. Mô hình dịch vụ phân biệt (DiffServ) . 61 CHƯƠNG 4 . 62 CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG . 62 4.1. Kiến trúc IP/PDH/WDM 64 4.2. Kiến trúc IP/ATM/SDH/WDM 64 4.2.1. Mô hình phân lớp 64 4.2.2. Ví dụ . 69 4.3. Kiến trúc IP/ATM/WDM . 71 4.4. Kiến trúc IP/SDH/WDM . 72 4.4.1. Kiến trúc IP/PPP/HDLC/SDH . 73 4.4.2. Kiến trúc IP/LAPS/SDH 75 4.5. Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE) 77 4.6. Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP trên quang 79 4.6.1. Mạng MPLS trên quang 79 4.6.2. Kỹ thuật lưu lượng MPLS trên quang . 82 4.6.3. Mặt điều khiển MPLS 84 4.7. GMPLS và mạng chuyển mạch quang tự động (ASON) – Hai mô hình cho mảng điều khiển quang tích hợp với công nghệ IP . 85 4.7.1. MPLS trong mạng quang hay GMPLS (Generalized MPLS) . 85 4.7.2. Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) . 88 4.8. Công nghệ truyền tải gói động (DPT) . 91 4.9. Phương thức truyền tải gói đồng bộ động (DTM) 92 4.9.1. Truyền tải IP qua mạng DTM . 92 4.9.2. Cấu trúc định tuyến 93 4.9.3. Phân đoạn IPOD . 93 4.9.4. Tương tác với OSPF . 94 4.10. Kiến trúc IP/SDL/WDM 94 4.11. Kiến trúc IP/WDM 95 4.11.1. IP over WDM 95 4.11.2. IP over Optical 104 CHƯƠNG 5: 109 ỨNG DỤNG IP TRÊN QUANG TRONG NGN . 109 CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM . 109 5.1. Mạng thế hệ sau (NGN) của Tổng công ty . 109 5.1.1. Khái niệm về NGN 109 5.1.2. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau (NGN) 110 5.1.3. Mạng thế hệ sau của Tổng công ty 110 5.2. Phân tích và đánh giá các phương thức tích hợp IP trên quang 113 5.2.1. Các chỉ tiêu phân tích và đánh giá 113 5.2.2. Phân tích và đánh giá . 114 5.3. Tình hình triển khai IP trên quang của Tổng công ty 118 5.3.1. Giai đoạn trước năm 2004 . 118 5.3.2. Giai đoạn từ năm 2004 đến nay 119 5.4. Đề xuất phương án IP trên quang cho Tổng công ty trong những năm tới 120 5.4.1. Giai đoạn 2005-2006 . 120 5.4.2. Giai đoạn 2006-2010 . 121 5.4.3. Giai đoạn sau năm 2010 . 122 KẾT LUẬN 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 Đồ án tốt nghiệp Đại học THUẬT NGỮ VIẾT TẮTAAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATMADM Add/Drop Multiplexer Bộ xe/rẽ kênh quangAPD Avalanche PhotoDetector Bộ tách quang thácAPS Automatic Protection Switch Chuyển mạch bảo vệ tự độngAR Asynchronous Regernation Tái sinh cận đồng bộARP Address Resolution Protocol Giao thức chuyển đổi địa chỉASE Amplified Spontanous Emission Bức xạ tự phát có khuếch đạiATM Asychronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộBGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biênCBR Constant Bit Rate Tốc độ bit không đổiCR-LDP Constain-based Routing using Lable Distribution ProtocolĐịnh tuyến và sử dụng giao thức phân phối nhãnDBR Distribute Bragg Reflect Laser phản xạ Bragg phân bốDFB Distribute FeedBack Laser phản hồi phân bốDVA Distance Vector Algorithm Thuật toán vector khoảng cáchDWDM Dense Wavelength Division MultiplexGhép kênh bước sóng mật độ caoDXC Digital Cross-Connect Kết nối chéo sốEGP External Gateway Protocol Giao thức ngoài cổngFCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khungFEC Forward Error Correction Sửa lỗi trướcFPA Fabry-Perot Amplifier Bộ khuếch đại Fabry-PerotFR Frame Relay Trễ khungFWM Four Wavelength Mix Hiệu ứng trộn bốn bước sóngHDLC High-level Data Link Control Điều khiển liên kết dữ liệu mức caoHost ID Host Identification Phần chỉ thị hostICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển InternetIGMP Internet Group Management ProtocolGiao thức quản lý nhómIGP Internal Gateway Protocol Giao thức trong cổngIP Internet Protocol Giao thức InternetIS - IS Intermediate System-to-Intermadiate SystemGiao thức node trung gian-node trung gianITU International Telecommunication UnionLiên hiệp viễn thông quốc tếLAN Local Area Network Mạng địa phươngLCP Link Control Protocol Giao thức điều khiển liên kếtLEAF Larger Effect Area Fiber Sợi quang có diện tích hiệu dụngcaoLMP Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kếtLSA Link State Algorithm Thuật toán trạng thái liên kếtNguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông i Đồ án tốt nghiệp Đại học LSP Lable Switch Path Đường chuyển mạch nhãnLSR Lable Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãnMF More Fregment Còn mảnhMPLS MultiProtocol Lable-Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thứcMPLS TE MPLS Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng MPLSMPλS MultiProtocol Lambda Switching Chuyển mạch bước sóng đa giao thứcMSOH Multiplex Section OverHead Mào đầu đoạn ghépMTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn lớn nhấtNet ID Network Identification Chỉ thị mạngNMS Network Management Station Trạm quản lý mạngNNI Network-Network Interface Giao diện mạng-mạngOADM Optical ADM ADM quangOAM&P Operation, Administation, Maintaince and Provisioning Các chức năng vận hành, quản lý, bảo dưỡng và giám sátOch Optical Channel Kênh quangOCHP Optical CHannel Protection Bảo vệ kênh quangODSI Optical Domain Service InterconnectKết nối dịch vụ miền quangOIF Optical Internetworking Forum Diễn đàn kết nối mạng quangOMS Optical Multiplex Section Đoạn ghép kênh quangOMSP OMS Protection Bảo vệ đoạn ghép kênh quangOSPF Open Shortest Path First Lựa chọn đường đi ngắn nhấtOTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quangOTS Optical Transmission Section Đoạn truyền dẫn quangO-UNI Optical User-Network Interface Giao diện mạng-người sử dụngOXC Optical Cross-connect Kết nối chéo quangPCM Pulse Code Modulaion Điều chế xung mãPDH Plesiochronous Digital Hierarche Phân cấp số cận đồng bộPIN Positive Intrinsic Negative Bộ tách sóng quang loại PINPOH Path OverHead Mào đầu đường truyềnPPP Point to Point Protocol Giao thức điểm nối điểmPSTN Public Switching Telephone NetworkMạng chuyển mạch điện thoại công cộngPVC Permanent Virtual Channel Kênh ảo cố địnhQoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụRARP Reverse ARP Giao thức chuyển đổi địa chỉ ngượcRIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyếnRSOH Regeneration Section OverHead Mào đầu đoạn lặpRSVP Resource Reservation Protocol Giao thức chiếm tài nguyênRTCP RTP Control Protocol Giao thức điều khiển RTPRTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thựcSAPI Service Access Point Identifier Chỉ thị điểm truy cập dịch vụSDH Synchronous Digital Hierarche Phân cấp số đồng bộSLA Semiconductor Laser Amplifier Bộ khuếch đại laser bán dẫnNguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông ii [...]... hiện nay Để tìm hiểu và nghiên cứu kỹ thuật này, đồ án tốt nghiệp của em với đề tài Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng trong NGN của Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam” sẽ trình bày tổng quan các phương thức Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1 Đồ án tốt nghiệp Đại học hướng đến công nghệ IP trên quang bằng cách sử dụng lại các công nghệ hiện có... cung cấp hay các thiết bị của khách hàng Như vậy, trong chương này em đã trình bầy xu hướng tất yếu là tích hợp IP trên quang Trong đó, với sự phát triển mạnh mẽ của Internet thì giao thức IP và công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM và DWDM là những công nghệ lõi và đóng một vai trò quyết định trong quá trình tích hợp IP trên quang Trong phần tiếp theo, em sẽ nghiên cứu về giao thức và công nghệ này... sang IPv6 - Chương 4: Nghiên cứu các phương thức truyền dẫn IP trên quang Đặc biệt lưu ý giai đoạn cuối cùng - truyền dẫn IP datagram trực tiếp trên quang: nguyên lý, kiến trúc, các yêu cầu đối với hệ thống - Chương 5: Phân tích và đánh giá các giải pháp đã trình bày ở chương 4 Tìm hiểu nguyên tắc tổ chức và phương thức ứng dụng trong NGN của TCT Do hạn chế về thời gian và năng lực nên nội dung của đồ... dẫn IP trên quang - Chương 2: Trình bày về công nghệ ghép kênh theo bước sóng, các thiết bị của hệ thống và yêu cầu đối với các thiết bị này Và một số chú ý khi sử dụng công nghệ DWDM - Chương 3: Tìm hiểu về giao thức IP với hai phiên bản là IPv4 và IPv6 Bao gồm: khuôn dạng gói tin, quá trình phân mảnh và tái hợp, định tuyến, đặc tính vượt trội của IPv6 so với IPv4 và sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6... Giai đoạn I: IP over ATM Đây là giai đoạn đầu tiên trong công nghệ truyền tải IP trên quang Trong giai đoạn này, các IP datagram trước khi đưa vào mạng truyền tải quang (OTN) thì phải thực hiện chia cắt thành các tế bào ATM để có thể đi từ nguồn tới đích Tại chuyển mạch ATM cuối cùng, các IP datagram mới được khôi phục lại từ các tế bào Đây là giai đoạn đầu tiên nên có đầy đủ các tầng IP, ATM và SDH, do... phiên bản mới IPv6 và các công nghệ như: chuyển mạch quang, GbE…là cơ sở để xây dựng một mạng thông tin toàn quang Với tốc độ truyền dẫn ánh sáng và dung lượng truyền dẫn có thể đạt tới tốc độ nhiều Gbps hoặc Tbps trong các mạng toàn quang này, khối lượng lớn các tín hiệu quang được truyền dẫn trong suốt từ đầu đến cuối Do đó, việc ứng dụng kỹ thuật IP over Optical là một xu hướng tất yếu của các mạng viễn... mạng truyền thông trong tương lai, đặc biệt là trong xã hội thông tin, thì IP trên DWDM là tất yếu Trên cơ sở IP trên DWDM sẽ đáp ứng được các nhu cầu dịch vụ phong phú, đa dạng cũng như đảm bảo được chất lượng dịch vụ Vì thế, IP trên DWDM đang nhận được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, các nhà sản xuất cũng như các tổ chức viễn thông trên thế giới 1.2 Quá trình phát triển 1.2.1 Các giai đoạn phát... bước sóng đa giao thức MPλS (MultiProtocol Lambda Switching) Ngoài ra, còn có các tổ chức khác và các Liên đoàn công nghiệp đang sử dụng các giao thức chuẩn cho phép các thực thể client (ví dụ như Router IP) báo hiệu và thiết lập kết nối qua mạng truyền tải quang (OTN) Các nhóm này bao gồm: Diễn đàn kết nối mạng quang (OIF), Kết nối song hướng dịch vụ miền quang (ODSI) và Liên hiệp viễn thông quốc tế... sánh giữa các cửa hàng với nhau về một sản phẩm nào đó (ví dụ như một chiếc máy tính)… Chính sự đơn giản trong sử dụng, đa dạng trong số các dịch vụ cung cấp và tương đối rẻ so với các loại hình thức dịch vụ khác, Internet đã phát triển một cách mạnh mẽ và nhanh chóng tại các quốc gia trên thế giới Bên cạnh đó, các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng cung cấp các loại hình dịch vụ khác nhau nhằm đáp ứng nhu... như: PDH, SDH, ATM và sử dụng các công nghệ mới như: DTM, SDL…Qua đó đánh giá về QoS của các phương thức và trình bày công nghệ được ứng dụng trong mạng viễn thông hiện nay Nội dung của đề tài được chia thành 5 chương như sau: - Chương 1: Giới thiệu chung về sự phát triển của Internet, công nghệ truyền dẫn Đánh giá sơ bộ về ưu điểm và nhược điểm của các mô hình truyền dẫn IP trên quang Yêu cầu đối với . CHÍNH VIỄN THÔNGĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCĐề tài:CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IPTRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGNCỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAMNgười hướng dẫn:. NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP ĐẠI HỌCCÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IPTRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGNCỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAMNgười thực hiện: