Nghiên cứu giải pháp quy hoạch và xây dựng hạ tầng mạng truyền số liệu chuyên dùng đến cấp xã, phường phục vụ công tác chỉ đạo điều hành của đảng và nhà nước

TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --- TRẦN HẢI NAM NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP QUY HOẠCH VÀ XÂY DỰNG HẠ TẦNG MẠNG TRUYỀN SỐ LIỆU CHUYÊN DÙNG ĐẾN C

TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

TRẦN HẢI NAM

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP QUY HOẠCH VÀ XÂY DỰNG HẠ TẦNG MẠNG TRUYỀN SỐ LIỆU CHUYÊN DÙNG ĐẾN CẤP XÃ, PHƯỜNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC CHỈ ĐẠO ĐIỀU HÀNH CỦA ĐẢNG VÀ NHÀ

Luận văn được hoàn thành tại:

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học:

Vào lúc: giờ ngày tháng năm 2012

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện tại, mạng Truyền số liệu chuyên dùng của các cơ quan Đảng, Nhà nước đã hoàn thành giai đoạn II kết nối mạng diện rộng từ Trung ương tới cấp tỉnh, thành phố, quận/huyện Tuy nhiên, chưa cung cấp kết nối đến các xã/phường trên toàn quốc Vì vậy, cần thiết phải có giải pháp quy hoạch và xây dựng hạ tầng mạng Truyền số liệu chuyên dùng đến cấp xã, phường phục vụ công tác chỉ đạo điều hành của Đảng và Nhà nước Mạng truyền số liệu chuyên dùng cũng sẽ góp phần quan trọng vào việc đảm bảo mục tiêu hoàn thành Đề án “Đưa Việt Nam sớm trở thành quốc gia mạnh về công nghệ thông tin và truyền thông” vào năm 2010

Bên cạnh đó, hiện tại có rất nhiều nhà khai thác viễn thông đã cung cấp đường truyền đến cấp xã, phường đáp ứng nhu cầu triển khai mạng TSLCD cấp xã, phường như VNPT, Viettel… Để đảm bảo tính dùng riêng, thống nhất và tính an toàn, bảo mật của mạng TSLCD của

cơ quan Đảng, Nhà nước Mặt khác, mạng TSLCD giai đoạn I và II được triển khai dựa trên hạ tầng mạng của VNPT Do vậy, luận văn tập trung nghiên cứu các giải pháp triển khai mạng TSLCD đến cấp xã, phường dựa trên hạ tầng mạng hiện có của Tập đoàn VNPT

Luận văn đã tập trung nghiên cứu đề xuất giải pháp quy hoạch và xây dựng mạng Truyền số liệu chuyên dùng của Đảng và Nhà nước đến cấp xã, phường đáp ứng yêu cầu đảm bảo an toàn, an ninh thông tin và kết nối thông suốt nhằm triển khai ứng dụng công nghệ thông

tin trong các cơ quan nhà nước Bằng phương pháp khảo sát, nghiên cứu các công nghệ triển khai đường truyền hiện đang sử dụng phổ biến trên thế giới Từ đó, phân tích để lựa chọn và tìm ra công nghệ phù hợp triển khai cho các xã/phường Trong khuôn khổ của luận văn tập trung phân tích các công nghệ hiện đang triển khai kết nối đến xã, phường của Tập đoàn VNPT; phân chia các lớp xã phường để lựa chọn công nghệ thích hợp triển khai cho từng lớp Luận văn được chia thành 3 chương:

Chương 1: Nghiên cứu tình hình xây dựng, các định hướng phát triển

và hiện trạng mạng Truyền số liệu chuyên dùng tại Việt Nam

Chương 2: Nghiên cứu các giải pháp công nghệ triển khai mạng Truyền số liệu chuyên dùng đến cấp xã, phường của Tập đoàn VNPT Chương 3: Xây dựng giải pháp thiết lập đường truyền số liệu tốc độ cao đến cấp xã, phường

Chương 1 NGHIÊN CỨU TÌNH HÌNH XÂY DỰNG, CÁC ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ HIỆN TRẠNG MẠNG TRUYỀN SỐ LIỆU

CHUYÊN DÙNG TẠI VIỆT NAM

1.1 Sơ lược tình hình triển khai công nghệ cho vùng nông thôn trên thế giới

- Phát triển dân trí, con người là yếu tố quan trọng hàng đầu trong phát triển đất nước Do đó, các nước trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang hết sức chú đến việc phát triển công nghệ thông tin và truyền thông cho vùng nông thôn

- Trên thế giới hiện có các tổ chức FAO, ITU, IDRC, IFAD, UNESCO… hỗ trợ cho các sáng kiến phát triển ứng dụng ICT ở nông thôn ở một số nước như Bangladesh, Chile, Ấn Độ…

1.2 Nghiên cứu định hướng phát triển mạng TSLCD, hạ tầng CNTT của Việt Nam

1.2.1 Định hướng phát triển CNTT Việt Nam đến năm 2020

Hiện nay, Đảng và Chính phủ đã có nhiều văn bản luật, nghị định, quyết định, chỉ thị về việc quy định và định hướng phát triển CNTT Việt nam cho tương lai Đó là:

- Đến năm 2020, CNTT và Truyền thông Việt Nam trở thành 1 ngành quan trọng đóng góp tích cực vào tăng trưởng GDP

- CNTT và Truyền thông Việt Nam đạt trình độ tiên tiến trong các

nước ASEAN

- Ứng dụng CNTT và truyền thông, Internet trong mọi lĩnh vực

1.2.2 Nghiên cứu định hướng phát triển mạng TSLCD

- Dự án mạng TSLCD được phê duyệt từ năm 2004 với mục tiêu đảm bảo sự chỉ đạo thông suốt, kịp thời từ cấp Trung ương tới tỉnh, thành, quận, huyện và tới cấp xã, phường

- Mạng TSLCD do Bưu điện Trung ương triển khai đã hoàn tất 2 giai đoạn đến cấp quận/huyện, sở, ban, ngành trên toàn quốc Tuy nhiên, mạng TSLCD chưa triển khai đến các đơn vị thuộc Bộ, cơ quan ngang

Bộ đặc biệt là các đơn vị cấp xã, phường

- Trước thực trạng đó, luận văn tập trung đề xuất các giải pháp để triển khai kết nối mạng TSLCD đến cấp xã, phường dựa trên hạ tầng mạng

hiện có của VNPT

1.2.3 Phân tích đánh giá hiện trạng mạng TSLCD

1.2.3.1 Hiện trạng mạng TSLCD của các cơ quan Đảng, Nhà nước

 Về phân cấp và quy mô mạng

- Mạng tin học diện rộng của các cơ quan Đảng và Nhà nước bao gồm 4 cấp như sau (hiện tại đã triển khai đến mức C):

+ Mức A: Cấp Trung ương;

+ Mức B: Cấp Bộ, Tỉnh;

+ Mức C: Cấp Sở, Ban, Ngành, quận/huyện, hoặc Cục, Vụ, đơn

vị thuộc Bộ;

 Tổ chức hệ thống quản lý mạng (NMS) tập trung tại Hà Nội;

 Tổ chức lớp truy nhập kết nối đến các cơ quan Đảng, Chính phủ

và Quốc hội tại Trung ương, các cơ quan Bộ và ngang Bộ, Văn phòng Tỉnh/Thành ủy, UBND các tỉnh, thành phố

+ Giai đoạn II có quy mô như sau:

 Tổ chức lớp truy nhập để tạo kết nối đến các cơ quan Đảng, Chính phủ và Quốc hội cho các Quận/Huyện, Sở, Ban, Ngành tại các tỉnh, thành phố trên cả nước

 Xây dựng một hệ thống cung cấp dịch vụ

 Về công nghệ

 Giao thức mạng: Giao thức xuyên suốt trong mạng là IP

 Công nghệ mạng đường trục: Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS)

 Công nghệ cho mạng truy nhập: Công nghệ đường dây thuê bao

số (DSL)

 Công nghệ cho mạng WAN: thông qua sử dụng kênh truyền dẫn trên mạng SDH tận dụng được khả năng sẵn có của mạng truyền

dẫn, khả năng tách ghép kênh

 Về hiện trạng kết nối mạng

 Kết nối qua kênh SHDSL

 Kết nối cáp quang tốc độ cao

 Về dịch vụ cung cấp

 L2, L3 MPLS/VPN

 Internet IP/MPLS VPN

- Dịch vụ gia tăng trên mạng:

 Hosting (Web /Email /DNS /Application, Data…)

 Video Conference

 Datacenter: lưu trữ dữ liệu tập trung tại một máy chủ

1.2.3.2 Hiện trạng mạng tin học tại các Bộ, Ngành, UBND tỉnh/thành

1.2.3.3 Đánh giá chung hiện trạng mạng TSLCD

- Nhìn chung, mạng TSLCD của Đảng và Nhà nước đã được xây dựng kết nối băng thông rộng đến cấp huyện, thị xã trên cả nước

- Hạ tầng mạng đã góp phần tích cực vào công tác điều hành, quản lý xuyên suốt từ Trung ương đến cấp huyện, thị xã

- Để tiếp tục mở rộng kết nối mạng tới cấp xã, phường cần sớm có giải pháp xây dựng quy hoạch để sớm xây dựng kết nối mạng đến cấp xã

là rất cần thiết

1.3 Phân tích mục tiêu phát triển CNTT đến năm 2015

- Về nguồn nhân lực CNTT, đặt mục tiêu đến năm 2015 có 30% sinh viên CNTT-TT có đủ khả năng chuyên môn và ngoại ngữ để

có thể tham gia thị trường lao động quốc tế

- Các doanh nghiệp Việt Nam có đủ năng lực thiết kế, sản xuất thiết bị, thay thế dần các chi tiết nhập khẩu Phấn đấu đến 2020, Việt Nam nằm trong top 10 nước dẫn đầu về cung cấp dịch vụ gia công phần mềm và nội dung số

- Ở lĩnh vực viễn thông, Việc Nam sẽ hoàn thiện mạng băng rộng đến hầu hết thôn, bản và nằm trong số 55 nước trong bảng xếp hạng của ITU vào năm 2020

- Hầu hết các hộ gia đình sử dụng các dịch vụ số; 50-60% hộ gia đình có máy tính và truy cập Internet băng rộng

- Đặc biệt, từng bước đưa Việt Nam nằm trong nhóm 1/3 nước dẫn đầu trong bảng xếp hạng của Liên Hiệp Quốc về mức độ sẵn sàng Chính phủ điện tử

1.3 Kết luận chương 1

Các nước trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang hết sức chú trọng đến việc phát triển CNTT và truyền thông cho vùng nông thôn

Tại Việt Nam, Chính phủ đã giao Tập đoàn VNPT triển khai mạng TSLCD phục vụ công tác chỉ đạo, điều hành xuyên suốt từ Trung ương đến các địa phương Để đạt được mục tiêu phát triển CNTT đến năm 2015, sớm đưa Việt Nam trở thành nước mạnh về công nghệ thông tin và truyền thông; cần sớm có giải pháp xây dựng

quy hoạch kết nối mạng đến cấp xã, phường trên toàn quốc

Chương 2 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TRIỂN KHAI MẠNG TRUYỀN SỐ LIỆU CHUYÊN DÙNG ĐẾN CẤP XÃ,

PHƯỜNG CỦA TẬP ĐOÀN VNPT 2.1 Giới thiệu tổng quan về các công nghệ truy nhập băng thông rộng hiện đang triển khai kết nối đến xã, phường của VNPT

2.1.1 Truy nhập qua môi trường cáp đồng:

2.1.1.1 Một số công nghệ xDSL phổ biến:

 Các công nghệ xDSL bất đối xứng bao gồm:

 Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL): hỗ trợ tốc độ đường xuống (downstream) từ 2 đến 8 Mbps, tốc độ đường lên (upstream)

từ 16 Kbps đến 640 Kbps

 Rate Adaptive DSL (RADSL): là một dạng khác của ADSL Tốc

độ truyền số liệu bất đối xứng nằm từ 1 đến 12 Mbps với đường xuống và từ 128 Kbps đến 1 Mbps với đường lên

 Very-high-bit-rate DSL (VDSL): truyền số liệu với tốc độ bit bất đối xứng rất cao (30 đến 51 Mbps cho đường xuống) trên cự ly rất ngắn - thường nhỏ hơn 300 m

 Các công nghệ xDSL đối xứng bao gồm:

 High-bit-rate DSL (HDSL): tốc độ truyền số liệu đối xứng 1.544 Mbps hoặc 2 Mbps, với khoảng cách lên đến 4 km

 Single-pair HDSL (SHDSL): tốc độ truyền chỉ bằng một nửa so với HDSL (768 Kbps)

 Symmetric DSL (SDSL): SDSL đại diện cho một họ các tốc độ

truyền số liệu đối xứng (384, 768, 1.544 và 2.048 Kbps)

 HDSL Version 2 (HDSL2): HDSL2 có cùng tốc độ như HDSL, nhưng chỉ sử dụng một đôi dây cáp xoắn

2.1.1.1 Đánh giá công nghệ xDSL kết nối đến cấp xã, phường

 Ở Việt Nam, mạng cáp điện thoại đã được triển khải rộng khắp Đây sẽ là tiền đề thuận lợi để phát triển hạ tầng băng rộng dựa trên công nghệ DSL

 Xét theo các tiêu chí đã đưa ra ở trên, giải pháp dùng công nghệ DSL hoàn toàn thoả mãn và tối ưu cho các vùng thành phố, thành thị, đồng bằng

2.1.2 Truy nhập qua môi trường cáp quang:

2.1.2.1 Các giải pháp truy nhập quang:

 Truy nhập quang thụ động (PON)

- Tùy thuộc vào nơi PON kết cuối, hệ thống được mô tả giống như một kiến trúc FTTC, FTTB hay FTTH Các thành phần cơ bản của PON bao gồm: OLT (thiết bị đầu cuối sợi quang), bộ chia thụ động, ONU (khối mạng quang) Trong một hệ thống độc lập, PON có thể cung cấp đường xuống với tốc độ tới 622 Mbps và đường lên tới 155 Mbps

- Các dịch vụ PON băng rộng có thể cung cấp bao gồm: CATV, VoD, đa phương tiện băng rộng, truyền số liệu tốc độ cao… Có hai kiểu công nghệ PON chủ yếu:

 APON (ATM PON)

 EPON (Ethernet PON)

 Truy nhập quang chủ động (AON)

 Truy nhập quang chủ động AON sử dụng bộ tách chủ động (còn gọi là bộ phân phối đường quang - OLD) trong đoạn phân phối của mạng truy nhập

 Hiện tại có hai loại AON:

 Hỗ trợ các kênh dùng riêng Ethernet và VPN

 Hỗ trợ các dịch vụ kênh dùng riêng ATM

2.1.2.2 Đánh giá công nghệ truy nhập quang

Mạng cáp quang được xem là một trong những cơ sở hạ tầng quan trọng để truyền tải lưu lượng trung kế giữa các thành phố/huyện thị Xét từng giải pháp cáp quang cụ thể như sau:

Về giải pháp dùng PON: giải pháp này khá phù hợp ở những

khu vực mới xây dựng, những khu di dân ở vùng ven nội thành Tuy nhiên, giá thiết bị PON hiện còn khá cao

Về giải pháp AON: triển khai mạng truy nhập AON là một giải

pháp dễ thực thi và mạng TSLCD đã được triển khai rộng khắp tới các huyện thị trong cả nước

2.1.3 Hệ thống thông tin vệ tinh băng rộng

2.1.3.1 Các giải pháp truy nhập qua thông tin vệ tinh

 Ở Việt Nam, các hệ thống thông tin vệ tinh VSAT đã được triển

khai ở nhiều tỉnh miền núi để phục vụ thông tin liên lạc

 Hệ thống VSAT IP/IPSTAR

IPSTAR-1 là thế hệ vệ tinh băng rộng mới đầu tiên hoạt động như một kết nối đường trục Internet đến các ISP bằng cáp quang

- iPSTAR-1 cung cấp dung lượng băng thông đến 45 Gbps

- iPSTAR-1 là một vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh sử dụng phổ băng tần

Ku cho ứng dụng của người sử dụng

iPSTAR là một hệ thống vệ tinh khu vực, phủ sóng cho 22 quốc gia trong khu vực Châu Á - Thái Bình Dương Dịch vụ iPSTAR sẽ đáp ứng được những thuê bao truy nhập Internet dung lượng lớn thay

vì mức 128 Kbps/64 Kbps trước đây

Hiện nay, VNPT đã phối hợp với SSA xây dựng hệ thống VSAT IP/IPSTAR quốc tế đầu tiên tại Việt Nam, góp phần phổ cập dịch vụ viễn thông, Internet tới nông thôn, vùng sâu, vùng xa

2.1.3.2 Đánh giá công nghệ truy nhập qua thông tin vệ tinh

Về hệ thống thông tin vệ tinh VSAT: nhược điểm là chi phí

cao, độ trễ hành trình khá cao và chịu ảnh hưởng rất lớn vào thời tiết Ngoài ra, các thiết bị mặt đất sẽ phụ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ VSAT

Về hệ thống IPSTAR: là hệ thống vệ tinh sử dụng phổ biến ở

Việt Nam, được thiết kế cho truyền thông băng rộng song hướng tốc

độ cao dựa trên nền IP và đáp ứng tốt cho kết nối internet thông thường và bất kì ứng dụng IP nào khác

2.2 Lựa chọn giải pháp công nghệ cho việc kết nối đến cấp xã, phường

2.2.1 Xác định tiêu chí băng rộng kết nối đến cấp xã, phường

2.2.2 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật công nghệ cho kết nối đến cấp

-155/622 Mbit/s đường xuống

-“Luôn kết nối” cho các dịch vụ sử

-Chưa được sử dụng

Lựa chọn làm

và video qua cáp sợi quang

(ATM)

-155 Mbit/s cho đường lên (ATM)

- 1,25 Gbit/s đường

xuống/đường lên

(Ethernet)

dụng

-Hộ trợ quảng bá, thoại hình, video theo yêu cầu, TV cáp, HDTV,

và TV tương tác chất lượng cao

nhiều trong thực tế

-Đang được chuẩn hoá

-Đòi hỏi

sử dụng sợi quang

ở vùng nông thôn

mạng cung cấp

số liệu

và video qua cáp sợi quang

- Tốc độ truy nhập theo phân cấp PDH và SDH

- Lý tưởng cho dịch vụ yêu cầu thời gian thực và tương tác

- Phù hợp cho dịch vụ băng thông rộng

- Giá thành hơi đắt

Lựa chọn làm giải pháp chính

3

ADSL Truyền

dẫn thoại và

số liệu qua cáp đồng

-Tốc độ lên tới 1.5 Mbit/s cho đường lên

-Tốc độ lên tới 8 Mbit/s cho đường

-Lý tưởng cho trình duyệt web

-Sử dụng tốt cho thoại

-Sử dụng được hết khả

-Bị giới hạn về khoảng cách

-Băng thông lên giới hạn

Lựa chọn làm mạng phân

bố

cáp đồng hiện tại

4

VSAT-IP

Truyền dẫn số liệu trên băng

Ka

Tốc độ:

256Kbps, 1Mbps, 2Mbps với hướng xuống: 128,

256, 512Kbps với hướng lên

“Luôn kết nối” cho Internet tốc

độ cao

Được thiết

kế cho truyền thông băng rộng song hướng, tốc độ cao dựa trên nền

IP, đáp ứng tốt cho kết nối Internet thông

thường và các ứng dụng IP

Không phù hợp cho các ứng dụng băng rộng đòi hỏi thời gian thực

Lựa chọn làm mạng cung cấp cho các xã vùng sâu

xa, hải đảo

số liệu trên băng tần C

Thoại: 8, 16, 32Kbps Truyền số liệu: 64Kbps

ở chế độ đồng bộ và 19,2Kbps ở chế độ không

Cung cấp được cả dịch

vụ thoại và

số liệu

Không đáp ứng yêu cầu

về tốc độ kết nối

Khôn

g lựa chọn