(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên

(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên(Luận văn thạc sĩ) Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN E để triển khai Mobile Backhaul trên mạng VNPT Hưng Yên

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG -o0o - Bùi Tuấn Việt XÂY DỰNG CẤU TRÚC TRUYỀN TẢI MAN-E ĐỂ TRIỂN KHAI MOBILE BACKHAUL TRÊN MẠNG VNPT HƯNG YÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) HÀ NỘI - 2021 HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - Bùi Tuấn Việt XÂY DỰNG CẤU TRÚC TRUYỀN TẢI MAN-E ĐỂ TRIỂN KHAI MOBILE BACKHAUL TRÊN MẠNG VNPT HƯNG YÊN 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: TS VŨ TUẤN LÂM HÀ NỘI - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tất kế thừa tác giả khác trích dẫn Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN Bùi Tuấn Việt ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô toàn thể cán bộ, giáo viên khoa Quốc tế & Đào tạo sau đại học Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng giảng dạy trực tiếp, truyền đạt cho tơi kiến thức bổ ích cho hoạt động công tác thực tiễn thân tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành luận văn Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy TS Vũ Tuấn Lâm, hướng dẫn tận tình thầy suốt trình làm luận văn cho em nhiều kinh nghiệm kiến thức để giúp em hoàn thành luận văn Em xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Lãnh đạo VNPT Hưng Yên tạo điều kiện thời gian sở thực tế trình nghiên cứu, thử nghiệm thuộc phạm vi luận văn Đồng thời xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực nội dung luận văn Do hạn chế thời gian thực hiện, kiến thức chuyên môn thân nên khó tránh khỏi sai sót trình thực luận văn, mong đóng góp thầy cơ, học viên quan tâm bổ sung hồn thiện q trình nghiên cứu đề tài Chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận văn Bùi Tuấn Việt iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH CÁC SÁCH BẢNG .x DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ xi MỞ ĐẦU Chương 1-TỔNG QUAN VỀ MOBILE BACKHAUL VÀ MẠNG TRUYỀN TẢI MAN-E .2 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Khái niệm mạng Mobile Backhaul 1.3 Khai thác công nghệ IP RAN 1.3.1 Công nghệ CESoPSN SAToP 1.3.2 Công nghệ L2TPv3 .5 1.3.3 Công nghệ AToM 1.4 Các chế đồng 1.4.1 Đồng phần tử UTRAN sử dụng ACR 1.4.2 Đồng phân tử Utran sử dụng Sync-E .9 1.4.3 Đồng phần tử Utran sử dụng PTP (IEEE 1588v2) .10 1.5 Đảm bảo chất lượng dịch vụ IP RAN 12 1.5.1 QoS mạng IP 12 1.5.2 Các tham số đánh giá QoS mạng IP 13 1.5.3 Các giải pháp liên quan đến việc hỗ trợ QoS mạng IP 14 1.5.4 Một số yêu cầu QoS mạng Mobile Backhaul .17 1.6 Công nghệ cấu trúc mạng Man-E .19 1.6.1 Tổng quan mạng Metro Ethernet 19 1.6.2 Kiến trúc mạng Metro Ethernet 20 1.6.3 Các chế nguyên tắc hoạt động mạng MAN-E 22 1.7 Các chế dự phòng 26 1.7.1 IGP .26 iv 1.7.2 MPLS TE 27 1.7.3 VRRP .27 1.7.4 LACP 28 1.7.5 BFD 28 1.7.6 RSTP 29 1.8 Kết luận chương .30 Chương 2-HIỆN TRẠNG CẤU TRÚC MẠNG MOBILE BACKHAUL VÀ MẠNG TRUYỀN TẢI MAN-E CỦA VNPT HƯNG YÊN 31 2.1 Giới thiệu chương 31 2.2 Hiện trạng mạng Mobile Backhaul VNPT Hưng Yên 31 2.3 Hiện trạng cấu trúc mạng MAN-E ứng dụng khai thác mạng VNPT Hưng yên 32 2.3.1 Cấu trúc mạng MAN-E VNPT Hưng Yên 32 2.3.2 Các dịch vụ ứng dụng khai thác mạng Man-e VNPT Hưng yên 35 2.3.2.1 Dịch vụ Internet tốc độ cao HIS (High Speed Internet) .35 2.3.2.2 Dịch vụ thoại VoIP (Voice Over Internet) 36 2.3.2.3 Dịch vụ VoD (Video On Demand) .37 2.3.2.4 Dịch vụ IPTV (Internet Protocol Television) .37 2.3.2.5 Dịch vụ VPN (E-LINE) 38 2.3.2.6 Dịch vụ VPN (E-LAN) .40 2.3.2.7 Dịch vụ VPN (E-TREE) .41 2.4 Kết luận chương .43 Chương 3-PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI CẤU TRÚC MẠNG TRUYỀN TẢI MAN-E CHO MOBILE BACKHAUL CỦA VNPT HƯNG YÊN .44 3.1 Giới thiệu chương 44 3.2 Các phương án triển khai Mobile Backhaul 44 3.2.1 Triển khai cho node BTS 44 3.2.2 Triển khai cho nodeB/enodeB 45 3.3 Các chế triển khai QoS Mobile backhaul mạng MAN-E 47 3.3.1 Triển khai QoS toàn miền mạng MAN-E 47 3.3.2 Áp sách QoS cho mạng mobile backhaul 51 v 3.4 Triển khai cấu trúc truyền tải Man-E cho Mobile Backhaul Vnpt Hưng Yên .53 3.4.1 Triển khai kết nối yêu cầu thiết bị .53 3.4.2 Triển khai chế bảo vệ cho cấu trúc mạng .55 3.4.2.1 Cơ chế bảo vệ nội mạng MAN-E 55 3.4.2.2 Các giải pháp bảo vệ phần mạng truy nhập 56 3.4.3 Định hướng triển khai .57 3.5 Kết luận chương .59 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 vi DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 2G Second Generation Thế hệ thứ hai 3G Third Generation Thế hệ thứ ba 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án hợp tác hệ thứ 4G Fourth-Generation Công nghệ truyền thông hệ thứ tư A ASG Aggregation Site Gateway thiết bị thu gom lưu lượng từ CSG truyền tải tới BSC B BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát di động BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BRAS Broadband Remote Access Server Server truy nhập băng rộng C CE Customer Edge Thiết bị biên khách hàng CoS Class Of Service Lớp dịch vụ CSG Cell Site Gateway thiết bị cung cấp kết nối E1/GE/FE để thu gom lưu lượng 2G/3G/4G D vii Diffserv Differentiated Services Mơ hình dịch vụ phân biệt DSCP Differentiated Services Code Point Trường nằm byte gói tin IP đánh dấu độ ưu tiên E EnodeB Evolved NodeB NodeB phát triển EPC Evolved Packet Core Mạng lõi gói phát triển E-UTRAN Evolved-UTRAN Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS phát triển EVC Ethernet Virtual Connection Đường kết nối ảo G GGSN Gateway GPRS Support Node Nút định tuyến GPRS I IP Internet Protocol Giao thức internet IP RAN IP Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến truyền tải IP M MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị MPLS Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức N NNI Network-to-Network Interface P Giao diện mạng - mạng viii PE-AGG Provider Edge Aggregation Router core metro PTP Precision Time Protocol Giao thức thời gian xác PW Pseudo Wire Phương thức giả định Q QoS Chỉ số Chất lượng dịch vụ Quality of Service R RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RSTP Rapid Spanning Tree Protocol STP hội tụ nhanh S SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng SynE Synchronous Ethernet Đồng Ethernet STP Spanning Tree Protocol Giao thức ngăn chặn lặp vòng S-VLAN Service VLAN VLAN dịch vụ T TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TE Traffic Engineering Điều khiển lưu lượng ToS Type Of Service Trường nằm byte gói tin IP, đánh dấu độ ưu tiên 47 - Trên MAN-E cung cấp kênh truyền L3VPN từ UPE PE-AGG - Kết nối PE Mobile PE-AGG sử dụng giao thức định tuyến eBGP - Giữa PE mobile khai báo cấu hình VPRP đảm bảo tính dự phịng 3.3 Các chế triển khai QoS Mobile backhaul mạng MAN-E 3.3.1 Triển khai QoS toàn miền mạng MAN-E Hệ thống mạng truyền tải MAN-E thu gom truyền tải loại lưu lượng, loại có yêu cầu chất lượng dịch vụ khác Các dịch vụ liệu, internet chấp nhận truyền trễ, jitter, dịch vụ thoại, data nhạy cảm với tham số đường truyền Việc triển khai QoS mạng IP nói chung QoS cho riêng dịch vụ mobile quan trọng Theo khuyến nghị ITU, Tập đoàn VNPT ban hành tiêu chuẩn chung cho loại dịch vụ miền IP là: Bảng 1: Tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ mạng IP Ứng dụng Ví dụ Lớp dịch vụ 802.1P Giao thức điều khiển RSVP, OSPF, ISIS, BGP Điều khiển VoIP Voice Thoại Báo hiệu cho thoại SIP, H.248, IGMP Báo hiệu Tín hiệu đồng IEEE1588v2 Báo hiệu Video Quản lý mạng Video on Demand, Truyền hình IP Broadcast TV SNMP, SSH DiffServ MPLS Codepoint EXP CS-6 EXP EF EF EXP EF AF41 OAM EXP4 AF41 VPN Point-to-Point, Multipoint-to- Truyền số liệu Multipoint service AF31 EXP VPN Truyền số liệu AF21 EXP 48 Point-to-Point, Multipoint-toMultipoint service FTTH Inprofile EXP Internet Chuẩn Default DSLAM, FTTB, FTTC Out-ofprofile EXP (Nguồn: Tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ theo VB số 478/QĐ-VNPT-VT ban hành 12/02/2010) Việc triển khai QoS phải gán tất tiêu chuẩn ưu tiên theo bảng vào loại dịch vụ phân đoạn mạng Lưu lượng IP truyền qua lớp mạng, lớp mạng có kỹ thuật triển khai QoS riêng Trong nội miền metro mạng lõi IP, việc đánh dấu lớp dựa vào trường EXP MPLS Trong miền thiết bị truy nhập miền Metro phân biệt lớp QoS dựa vào trường 802.1P (CoS) DSCP Theo nguyên tắc triển khai QoS chức QoS mạng Metro cần quan tâm để đồng với phân miền mạng khác Đây mơ hình khuyến nghị triển khai QoS mạng VNPT: MIỀN KHÔNG TIN CẬY DSLAM, MSAN, OLT/ONU L2SW UPE UPE MAN E VN2 PE HSI IPTV VoIP PE-AGG UPE Miền khách hàng PE PE-AGG Miền truy nhập DSCP, ToS, CoS, protocol, IP, MAC, port Mobile MAN E  Classification  Packet Marking  Ingress Policing  N/A PE 802.1p  MPLS EXP Marking  Egress Sharping MPLS EXP IP core  Egress Sharping 802.1p MPLS EXP Hình 3: Mơ hình triển khai QoS mạng VNPT SVC  Ingress Policing 802.1p QoS model Modem HGW, CPE, POTS MIỀN KHÔNG TIN CẬY MIỀN TIN CẬY 49 Bài toán xử lý thiết kế đồng đảm bảo QoS miền tin cậy với lớp QoS: Control, Realtime, Video, Critical-Data1, Critical-Data2, Business-Hsi Residental-Hsi Theo khuyến nghị ITU yêu cầu QoS cho loại dịch vụ, kết hợp với tính tốn tỉ lệ chiếm băng thông, ta áp lớp QoS theo bảng đây: Bảng 2: Quy định QoS lưu lượng mạng VNPT TT QoS Class Apply Bandwidth link (%) DiffServ Codepoint 802.1p (CoS) MPLS EXP CONTROL CS6 6 REAL-TIME 15 EF 5 VIDEO 30 AF41 4 CRICTICAL DATA1 15 AF31 3 CRICTICAL DATA2 10 AF21 2 14 In - profile 1 Out - profile 0 Default 0 BUSINESS HSI RESIDENTAL HSI 15 (Nguồn: Qui hoạch giá trị QoS theo định 478/QĐ-VNPT-VT ban hành 12/02/2010) Triển khai QoS mạng Metro theo bước: Classification (phân loại lưu lượng), Policing (giới hạn băng thông, xử lý lưu lượng vi phạm băng thông), Marking (xếp lưu lượng vào lớp thích hợp), Shaping (queuing + schedulling) Cấu hình triển khai giao diện NNI UNI mạng metro 50 Giao diện NNI (trong miền metro) Hình 4: Mạng metro gồm lớp QoS Theo mơ hình trên, việc thực QoS miền metro thực qua giao diện: Giao diện (1) (3): Không Classification, Policing, Shaping, Marking từ EXP miền metro sang CoS bit (do L2VPN qua đây) hướng từ metro sang mạng lõi ngược lại Giao diện (2): thực Classification cho dịch vụ, không Policing Marking, sử dụng chế Shaping theo QoS Class theo tỷ lệ bảng Giao diện UNI (trong miền truy nhập metro) Hình 5: Miền mạng thiết bị truy nhập mạng metro 51 Các thiết bị miền CE (Dslam/OLT/Access Switch) xử lý lớp phải có khả classification lưu lượng vào từ lớp (Port), (VLAN, CoS), (DSCP, ToS, IP) đến lớp (TCP, UDP, SCTP, socket port) Việc thực QoS qua giao diện mơ hình sau: Giao diện (1): - Chiều input: Classification theo thông số Port, C-VLAN, CoS, ToS, DSCP, Policing theo Port + C-VLAN, Marking theo trường CoS 802.1p cho loại dịch vụ - Chiều output: Classification theo Port, C-VLAN, S-VLAN, Marking ánh xạ từ lớp miền tin cậy sang lớp khách hàng yêu cầu Giao diện (2): - Chiều input: Classification theo Port+ C-VLAN+S-VLAN - Chiều output: Classification theo Port+ C-VLAN+S-VLAN Giao diện (3): - Chiều input: Classification theo Port+S-VLAN, không cần policing, Marking chuyển CoS sang EXP miền MPLS - Chiều output : Marking từ Exp sang CoS, khơng cần Sharping 3.3.2 Áp sách QoS cho mạng mobile backhaul Sau toán QoS toàn mạng IP thực tất phân đoạn mạng Metro, ta triển khai áp profile QoS cho Mobile backhaul Dịch vụ sử dụng dịch vụ L3VPN, UPE cấu hình 01 VLAN cho dịch vụ 2G, 02 VLAN cho 3G 02 VLAN cho 4G (1 VLAN dùng cho service VLAN dùng cho OAM quản lý) 52 UNI 3G Node B FE/GE C/S-VLAN RNC Node B 802.1p CSG C/S-VLAN E1/T1 BTS ASG Bắt buộc - 2G: CIR = n*2Mbps (n số E1)) - 3G: CIR = m *10Mbps (m số Node B) E1/T1 PE-AGG UPE Tuỳ chọn Classification: Thông số để phân tách liệu dịch vụ + IPP/DSCP/802.1p Policing: theo Port BSC 2G Classification: Port + S-VLAN + 802.1p Marking: 802.1p -> Exp Shaping: Bảng Marking: 802.1p CoS Classification: Port + C-VLAN+802.1p Marking: CoS -> CoS/DSCP/IPP Classification: Exp Marking: Exp -> 802.1p Hình 6: Cấu trúc CSG nối trực tiếp với UPE Theo nguyên tắc thiết kế, ring CSG kết nối trực tiếp với UPE, thực cấu hình gán profile QoS cho dịch vụ mobile cấu hình CSG gồm: Trên cổng kết nối tới UPE, thực việc phân tách loại liệu đánh dấu trường 802.1p theo tiêu chuẩn cho phần backhaul Bảng 3: Tiêu chuẩn QoS cho dịch vụ mạng mobile backhaul STT Ứng dụng Control network protocol VoIP, IEEE1588 V2 Mobile backhaus 2G SP class 802.1p (CoS) CONTROL REALTIME Mobile backhaus Voice 3G Mobile backhaus Video phone VIDEO 4 Enterprise Data Crictical data Enterprise Data Crictical data 2 Business HSI Business HSI Mobile backhaus Data 3G Residential his (Nguồn: Tiêu chuẩn QoS cho mạng di động theo VB số 1777/TTr-KTM-DKTU ngày 08/08/2017) ... quan Mobile Backhaul mạng truyền tải MAN- E Chương 2: Hiện trạng cấu trúc mạng Mobile Backhaul mạng truyền tải MAN- E VNPT Hưng Yên Chương 3: Phương án triển khai cấu trúc mạng truyền tải MAN- E cho... Hiện trạng cấu trúc mạng MAN- E ứng dụng khai thác mạng VNPT Hưng yên 2.3.1 Cấu trúc mạng MAN- E VNPT Hưng Yên Mạng MAN- E VNPT Hưng Yên xây dựng từ năm 2007, băng thông kết nối node UPE ban đầu... hợp với mạng VNPT Hưng Yên Trên sở triển khai thực tiễn đó, tơi định chọn đề tài : ? ?Xây dựng cấu trúc truyền tải MAN- E để triển khai Mobile backhaul mạng VNPT Hưng Yên? ?? Nội dung luận văn thực