(LUẬN VĂN THẠC SĨ) Nghiên cứu ứng dụng công nghệ NG SDH vào mạng viễn thông Việt Nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ CAO XUÂN TÙNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG SDH VÀO MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2009 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ CAO XUÂN TÙNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG SDH VÀO MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật vô tuyến điện tử thông tin liên lạc Mã số: 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS TS NGUYỄN CẢNH TUẤN HÀ NỘI – 2009 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -1- MỤC LỤC MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢN CAM KẾT LỜI CẢM ƠN 10 MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG I CÔNG NGHỆ SDH 13 Giới thiệu công nghệ SDH [1,2,3,4] 13 Lịch sử đời phát triển công nghệ SDH 13 Các đặc điểm công nghệ SDH [1,2] 14 Cấu trúc ghép SDH [1,2,3,4] 15 3.1 Các thành phần cấu trúc ghép 16 3.1.1 Container C-n 16 3.1.2 Đơn vị luồng nhánh TU-n (Tributary Unit) 17 3.1.3 Đơn vị quản lý AU (Administrative Unit) : 18 3.1.4 Module truyền tải đồng mức sở STM-1 19 3.2 Cấu trúc khung module truyền dẫn đồng STM-N : 19 3.2.1 Cấu trúc khung STM-1 20 3.2.2 Cấu trúc khung STM-N 23 3.3 Thông tin quản lý cấu trúc ghép SDH 23 3.3.1 Con trỏ PTR : 24 3.3.2 Từ mào đầu đoạn SOH : 25 3.3.3 Từ mào đầu đường POH (PATH OVERHEAD) 26 Cấu trúc mạng truyền dẫn SDH 27 4.1 Các cấu trúc mạng SDH 28 4.1.1 Cấu trúc điểm nối điểm: 28 4.1.2 Cấu trúc xen tách kênh - kiểu trung tâm : 29 4.1.3 Cấu trúc mạng vòng Ring 29 4.2 Các thành phần mạng SDH : 30 4.2.1 Thiết bị đầu cuối TE : 31 4.2.2 Thiết bị xen tách kênh ADM 31 4.2.3 Thiết bị lặp RG: 32 4.2.4 Thiết bị đấu nối chéo số DXC (Digital Cross Connect ): 32 II Công nghệ SDH truyền thống mạng NGN [10] 32 Tổng quan mạng viễn thông hệ NGN: 32 1.1 Các đặc điểm mạng NGN : 33 1.2 Mơ hình phân lớp, tổ chức mạng NGN: 34 Những hạn chế SDH truyền thống: 36 I TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -2CHƯƠNG II CÔNG NGHỆ NG SDH 39 Giới thiệu công nghệ NG SDH [5, 7, 10] 39 Giới thiệu chung 39 Những đặc tính kỹ thuật cơng nghệ NG SDH : 40 Các thành phần công nghệ NG SDH : 41 3.1 Ghép chuỗi ảo VCAT : 42 3.1.1 Ghép chuỗi ảo bậc cao: 44 3.1.2 Ghép chuỗi ảo bậc thấp 45 3.1.3 Hiệu sử dụng VCAT: 46 3.2 Cơ chế điều chỉnh dung lượng tuyến LCAS: 46 3.2.1 Giao thức LCAS : 48 3.2.2 Ứng dụng LCAS 51 Thủ tục lập khung tổng quát GFP : 51 4.1 Các vấn đề chung GFP 52 4.2 Cấu trúc khung GFP 53 4.2.1 Mào đầu lõi GFP 53 4.2.2 Phần tải tin GFP : 55 4.2.4 Các khung điều khiển GFP : 60 4.3 Các chức mức khung GFP : 60 4.3.1 Thuật tốn mơ tả khung GFP : 60 4.3.2 Ghép khung : 61 4.3.3 Chỉ thị cố tín hiệu khách hàng: 61 4.4 Xử lý cố GFP : 62 4.5 GFP-F : 63 4.5.1 Tải tin MAC Ethernet : 63 4.5.2 Tải tin HDLC/PPP: 64 4.5.3 Tải kênh quang qua FC-BBW_SONET 65 4.5.4 Tải tin RPR IEEE 802.1 66 4.5.5 Sắp xếp trực tiếp MPLS vào khung GFP-F 66 4.5.6 Sắp xếp trực tiếp PDU IP IS-IS vào khung GFP-F 66 4.5.7 Xử lí lỗi GFP-F 67 4.6 GFP-T : 67 4.6.1 Mã hoá khối 64B/65B 67 4.6.2 Băng tần truyền tải: 68 4.6.3 Các vấn đề điều khiển lỗi 69 4.6.4 Các khung quản lí khách hàng (CMF) 69 4.6.5 Sắp xếp tín hiệu 8B/10B thành GFP: 71 Một số giao thức khác sử dụng NG SDH 74 5.1 POS : 74 5.2 MAPOS (Giao thức đa truy nhập qua SONET) 75 5.3 LAPS 76 II Một số ứng dụng công nghệ NG SDH [6,8,10] 77 Ethernet over NG SDH : 78 SAN over NG SDH 79 IP over NG SDH 81 I TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -3CHƯƠNG III ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG SDH TRONG MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM 82 Cơ sở khoa học 82 Hiện trạng mạng Viễn thông Việt Nam 82 1.1 Tổng quan trạng mạng nội tỉnh 82 1.1.1 Hệ thống chuyển mạch, định tuyến: 83 1.1.2 Hệ thống mạng truyền dẫn: 83 1.1.3 Mạng truyền dẫn quang trung kế liên đài : 84 1.1.4 Mạng truy nhập quang 84 1.2 Hạ tầng mạng viễn thông đường trục: 85 1.3 Hạ tầng mạng NGN Viễn thông Việt Nam 87 Giải pháp hãng sản xuất thiết bị điển hình 88 2.1 Giải pháp Cisco : 89 2.1.1 Họ sản phẩm 15400 89 2.1.2 Họ sản phẩm 15300 90 2.2 Giải pháp Siemen 90 2.3 Giải pháp Alcatel 92 2.4 Giải pháp hãng khác : 92 II Các giải pháp ứng dụng công nghệ NG SDH 93 Ethernet over SDH (EoS)): 93 1.1 Chức thực nút EoS 95 1.2 Các giao thức thực tính EoS 95 1.3 Chức thích ứng : PPP 96 1.4 Chức thích ứng :X.86 96 1.5 Các đặc điểm giải pháp EoS 97 Giải pháp RPR over NG SDH 97 2.1 Các đặc điểm giải pháp dựa RPR 98 2.2 Triển khai RPR thiết bị NG SDH : 98 2.3 Tích hợp RPR vào MSPP 99 NG SDH over WDM 100 III Các tiêu chí lựa chọn giải pháp ứng dụng công nghệ NG SDH 101 Năng lực truyền tải 101 Bảo vệ phục hồi 102 Thông lượng 102 Giá thành mạng 103 4.1 Giá thành thiết bị mạng 103 4.2 Giá thành thực quản lí điều khiển 103 Khả chi phí nâng cấp mở rộng mạng 104 Vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ 104 Tính mềm dẻo mạng 105 Một số sản phẩm NG SDH hãng 106 8.1 Dòng Thiết bị truyền dẫn quang ONS Cisco Systems : 106 8.2 Dòng Thiết bị Optix Huawei: 107 8.3 Dòng Thiết bị TN-1X, TN-1C Nortel 108 8.4 Dòng thiết bị FUJITSU 108 I TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -4IV Đề xuất ứng dụng công nghệ NG SDH cho mạng truyền tải NGN Việt Nam …………………………………………………………………………109 Khả đáp ứng yêu cầu NGN mạng truyền tải 109 Các thiết bị mạng NG SDH: 109 2.1 Thiết bị định tuyến chuyển mạch: 109 2.2 Thiết bị truyền dẫn quang 110 Đánh giá khả ứng dụng công nghệ NG SDH vào mạng truyền tải Việt Nam 110 Lựa chọn giải pháp ứng dụng công nghệ NG SDH cho mạng truyền tải Việt Nam 112 4.1 Mạng đường trục 112 4.2 Mạng Metro Man diện rộng 113 4.3 Mạng truy nhập quang 115 V Một số mô hình đề xuất áp dụng NG SDH cho mạng viễn thông Việt nam………… 116 RPR over NG SDH 116 1.1 Triển khai RPR over NG SDH trường hợp có sẵn mạng SDH cung cấp dịch vụ TDM 116 1.2 Triển khai RPR over NG SDH mạng xây dựng 117 NG SDH over WDM 118 EoS 118 VI Đo kiểm đánh giá chất lượng thiết bị đầu cuối quang NG-SDH 119 Phương pháp kiểm tra tuân thủ GFP 119 Phương pháp kiểm tra tuân thủ VCAT: 120 Phương pháp kiểm tra tuân thủ LCAS: 120 KẾT LUẬN 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT : 123 TÀI LIỆU TIẾNG ANH : 123 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -5- THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADM AIS Add Drop Miltiplex Alarm Indication Signal ANSI American National Standard Institute APS Automatic Protection Switching ATM Asynchronous Transfer Mode AU Admistrative Unit AUG Admistrative Unit Group CMI Code Mark Inversion DDF Digital Distribution Frame DOS Data over SDH DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing DXC Digital Cross connect EOS Ethernet Over SDH ESCON ETSI FICON GFP Enterprise Systems Connection European Telecommunications Standards Institute FIber CONnection Generic Framing Procedure GFP-F GFP Frame GFP-T GFP Transparent HDLC High Level Datalink Control IP Internet Protocol ITU-T International Telecommunication Union - Telecommunications LAPS Link Access Procedure - SDH LCAS Link Capacity Adjustment Scheme MAPOS Multiple Access Protocol over SDH MFI Multiframe Indicator MPLS Multiprotocol Label Switching MSOH Multiplexing SOH MSPP Multiservice provisioning platform MSSP Multi-Service Switching Platform NG SDH Next Generation SDH TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -6NGN Next Generation Network NMS Network Management Systems OAM Operation, Administration Maintaince OTN Optical Network PDH Plesiochronous Digital Hierarchy PDU Packet Data Unit POH Path OverHead POS Packet Over SDH PPP Point-to-Point Protocol PTR Pointer QOS Quality of Service RDI Remote Failure Indication REI Remote error indication RG Repeat Generator RPR Resilient Packet Ring RSOH Regenerator SOH RSU Remote Switching Unit SAN storage area network SDH Synchronous Digital Hierarchy SDXC Synchronous Digital Cross Connect SMN SDH Management Network SOH Section Overhead SONET SQ Synchronous optical networking Sequence Number STM Synchronous Transport Module TDM Time-Division Multiplexing TE Terminal Equipment TU Tributary Unit VC Virtual Containner VCAT Virtual concatenation VPN virtual private network WDM wavelength-division multiplexing TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -7- DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình I.1 Sơ đồ ghép SDH tiêu chuẩn 15 I.2 Sơ đồ tổng kết trình ghép từ cấp Container đến cấp STM-1 19 I.3 Cấu trúc khung STM-1 20 I.4 Ghép VC vào STM1 21 I.5 Ghép 63 VC-12 vào khung STM-1 22 I.6 Bộ ghép luồng số STM-N 23 I.7 Con trỏ TU-3 khung STM-1 25 I.8 SOH khung STM-1 26 I.9 Cấu trúc mạng truyền dẫn 28 I.10: Cấu trúc mạng vòng RING 29 I.11 Các thành phần SDH 31 I.12 Cấu trúc mạng NGN 34 I.13Mô hình mạng NGN 36 I.14 Kết nối mạng SONET/SDH 38 II.1 Tổng quan mạng NG SDH 40 II.2 Các giao thức NG SDH 41 II.3: Ghép chuỗi liên tục ghép chuỗi ảo 43 II.4 Quá trình ghép chuỗi ảo VCAT 44 II.5 Quá trình ghép chuỗi ảo VC-3-4v (X=4) 44 II.6 :Khuôn dạng trường điều khiển LCAS/VCAT 47 II.7 Mã hóa H4 K4 48 II.8 Quá trình xếp GFP 52 II.9 Cấu trúc khung GFP 53 II.10 Sự lan truyền lỗi GFP 62 II.11 Mối quan hệ Ethernet khung GFP 63 II.12 Mối quan hệ HDLC/PPP khung GFP 64 II.13 Mối quan hệ SONET băng rộng kênh quang khung GFP 66 II.14 Mơ hình mạng truyền liệu IP SONET/SDH 74 II.15 Ngăn giao thức/lớp cho IP STM-n sử dụng LAPS X.85 76 II.16 Định dạng khung LAPS theo X.85 77 II.17Mơ hình cung cấp dịch vụ mạng sở công nghệ NG SDH 78 II.18 Cấu trúc mô hình tổng quan mạng MAN 78 II.19 hình mạng truy cập SAN qua lớp quang [1,2] 80 II.20 Mô hình mạng truy cập SAN qua lớp truyền tải SDH 80 II.21 IP over SDH 81 III.1Mạng đường trục SDH 87 III.2 Mạng cung cấp đa dịch vụ với 15454/15302 89 III.3 ứng dụng SURPASS hiP 70xx 91 III.4 Ứng dụng Alcatel 1662 SMC 92 III.5 Sắp xếp lưu lượng Ethernet vào kênh SDH 93 III.6 Sắp xếp lưu lượng Ethernet vào kênh SDH 94 III.7Giải pháp Ethernet over SDH 94 III.8Các giao thức Ethernet over SONET 95 III.9 Giải pháp triển khai RPR NG SDH 99 III.10 Mơ hình RPR over NG SDH cho mạng nâng cấp 116 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -8Hình Hình Hình Hình Hình Hình III.11 Mơ hình RPR over NG SDH cho mạng xây dựng 117 III.12 Mơ hình mạng NG SDH over WDM 118 III.13 Mơ hình mạng EoS 118 III.14 Sơ đồ kiểm tra GFP 119 III.16 Sơ đồ kiểm tra LCAS 120 III.15 Sơ đồ kiểm tra VCAT 120 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng I.1 Các loại Container 16 Bảng I.2 Kích thước tốc độ bit đầu phần tử 18 Bảng I.3 Hiệu suất sử dụng băng thông truyền dịch vụ qua mạng 38 Bảng I.4 So sánh thuộc tính dịch vụ liệu SDH 38 Bảng II.1 So sánh hiệu sử dụng dịch vụ có khơng dùng VCAT 43 Bảng II.2Mã xác định mào đầo mở rộng GFP 56 Bảng II.3 Kích cỡ kênh ghép chuỗi ảo mang GFP-T khác 68 Bảng II.4 Các giao thức sử dụng cho IP/SDH 75 Bảng III.1 Hiệu suất băng tần ghép ảo VCAT lưu lượng Ethernet vào SDH 97 Bảng III.2 So sánh trễ mạng giải pháp công nghệ 102 Bảng III.3 So sánh khả bảo vệ chi phí cho xây dựng cấu bảo vệ 102 Bảng III.4 So sánh thông lượng đường thông phần tỉ lệ sử dụng băng thơng ứng với loại hình cơng nghệ 102 Bảng III.5 So sánh giá thành xây dựng mạng dựa số giải pháp công nghệ 103 Bảng III.6 So sánh khả nâng cấp mạng số giải pháp công nghệ 104 Bảng III.7 So sánh chất lượng dịch vụ giải pháp cơng nghệ 105 Bảng III.8 So sánh tính mềm dẻo giải pháp công nghệ 105 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -109IV Đề xuất ứng dụng công nghệ NG SDH cho mạng truyền tải NGN Việt Nam Khả đáp ứng yêu cầu NGN mạng truyền tải - Mạng viễn thông Việt Nam giai đoạn chuyển đổi, hướng tới mạng NGN Hiện chủ yếu dựa công nghệ TDM công nghệ chiếm ưu vài năm tới - Mạng truyền dẫn cáp quang hóa Ngồi tuyến cáp quang đường trục (tuyến dọc quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh đường dây 500KV), hầu hết tỉnh nước triển khai tuyến truyền dẫn nội tỉnh cáp sợi quang sử dụng công nghệ SDH Viba vệ tinh có vai trò định mạng, chúng triển khai khu vực kéo cáp quang, thường đóng vai trị dự phịng cho tuyến cáp quang Ngoại trừ hệ thống truyền dẫn quang DWDM lắp đặt cho mạng đường trục Bắc Nam, tỉnh/ thành phố sử dụng hệ thống truyền dẫn đơn kênh SDH tốc độ STM-1 STM-4 STM-16 ( hệ thống STM-16 triển khai trung tâm mạng lớn Hà Nội TP Hồ Chí Minh, hệ thống SDH 2,5 Gbit/s đường trục cũ) Cấu hình triển khai chủ yếu mạch vịng ring ( gồm ring sợi ring dẹt ) để khai thác khả bảo vệ công nghệ SDH Bên cạnh có số tuyến điểm-điểm kết nối kiểu chuỗi - Mạng truy nhập chủ yếu dựa mạch vịng th bao sử dụng đơi cáp xoắn, cung cấp dịch vụ truy nhập tốc độ thấp Khách hàng sử dụng công nghệ truy nhập khai thác băng thơng lớn từ vài trăm kbit/s đến magabit/s Các phương thức truy nhập qua môi trường cáp sợi quang chưa triển khai, số định hướng ban đầu sử dụng mạng metro dựa công nghệ EPON GPON Các thiết bị mạng NG SDH: 2.1 Thiết bị định tuyến chuyển mạch: Chức định tuyến cung cấp dịch vụ Lớp Các định tuyến yêu cầu hỗ trợ công nghệ MPLS, hỗ trợ nhiều giao diện mạng LAN/MAN/WAN với công nghệ Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ATM, SDH, ISDN POS Các thiết bị phải có khả mở rộng tùy theo modul lựa chọn Ngoài thiết bị định tuyến đòi hỏi phải truyền tải lưu lượng IP lớn phục vụ cho yêu cầu xây dựng mạng trục dung lượng lớn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -110Hiện có số thiết bị Cisco, Juniper có khả đáp ứng yêu cầu Thiết bị chuyển mạch cung cấp dịch vụ lớp 2, yêu cầu hỗ trợ giao diện Ethernet, kết nối ATM FDDI đáp ứng yêu cầu mạng NGN 2.2 Thiết bị truyền dẫn quang Hầu hết phiên thiết bị SDH triển khai cung cấp chức thích ứng cho truyền tải số liệu (IP lưu lượng Ethernet) qua công nghệ chuỗi VC bậc thấp (hoặc cao) nơi đâu khung truyền tải STM khung truyền tải STM khác Lớp Chính tốc độ kết nối bám theo giao tiếp lớp dịch vụ khách hàng IP hay Ethetnet tăng hiệu truyền tải Thiết bị DWDM lắp đặt mạng trục Bắc Nam thiết bị hệ Hệ thống truyền dẫn quang OPTera Long Haul 1600 cung cấp chức truyền dẫn dung lượng lớn, khoảng cách xa nút mạng nhờ khuếch đại quang MOR OPTera connect DX cung cấp chức chuyển mạch quang mức VC-4 VC-4c tăng hiệu truyền tải lưu lượng hệ thống truyền dẫn Thiết bị cung cấp loạt giao diện cho thiết bị lớp client cấp tốc độ theo chuẩn SDH giao tiếp Ethernet Hệ thống thiết bị trang bị giao thức tiên tiến cho việc xếp liệu gói lớp client vào tải truyền dẫn SDH Các yêu cầu mạng NGN giai đoạn đáp ứng thỏa mãn qua hệ thống Đánh giá khả ứng dụng công nghệ NG SDH vào mạng truyền tải Việt Nam Căn vào trạng mạng viễn thơng Việt Nam, có số điểm đáng ý sau : - Hiện phần lớn thiết bị truyền dẫn mạng viễn thông Việt Nam sử dụng thiết bị truyền dẫn sở cơng nghệ SDH với việc triển khai vịng ring thiết bị kết nối điểm-điểm với dung lượng từ STM-1 đến STM-4 Do vấn đề tận dụng sở hạ tầng truyền dẫn có yêu cầu đặt cho mục đích tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng - Hệ thống tuyến cáp quang nội hạt đầu tư lớn, với dung lượng sợi cáp phần lớn 8, 16, 24 sợi; hệ số sử dụng sợi thấp Do vậy, tài nguyên sợi quang mạng quang nội hạt bưu điện tỉnh thành TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -111dồi Đây thuận lợi lớn cho xem xét triển khai hệ thống truyền dẫn quang dựa sở kết hợp công nghệ WDM, NG SDH, RPR… - Nhu cầu truyền tải lưu lượng IP mạng ngày tăng đánh giá tăng khoảng 90%-120% năm lưu lượng thoại tăng khoảng 10% năm Do tương lai lưu lượng IP trở nên vượt trội so với lưu lượng thoại Mặt khác, sản phẩm thiết bị dựa công nghệ NG SDH có nhiều ưu điểm : - Đáp ứng nhu cầu thuê kênh dịch vụ TDM (E1, E3 ) STM-1/4/16 dịch vụ hướng số liệu : POS, FE, GE RPR… - Công nghệ thiết bị lên tên MSxP-Multi Service Provisioning/Switching/Transpot Platform MSxP xem phù hợp với nhà khai thác tryền thông đáp ứng đa dạng nhu cầu dịch vụ, tận dụng công nghệ có mà đảm bảo trì phát triển lên hệ mạng - Cung cấp kết nối có băng thơng cố định cho khách hàng - Độ tin cậy kênh truyền dẫn cao, trễ truyền tải thông tin nhỏ - Các giao diện truyền dẫn chuẩn hóa tương thích với nhiều thiết bị mạng - Thuận tiện cho kết nối truyền dẫn điểm-điểm - Quản lí dễ dàng - Thiết bị triển khai rộng rãi Từ phân tích nhận định thấy việc xây dựng hạ tầng truyền dẫn quang dựa cơng nghệ NG SDH hồn tồn phù hợp với bối cảnh nay, vừa tận dụng sở hạ tầng sẵn có, vừa đáp ứng mục tiêu phát triển mạng tương lai Tuy nhiên, sở mạng truyền dẫn quang áp dụng công nghệ truyền dẫn quang phù hợp không thiết phải lựa chọn công nghệ Đây xu hướng xây dựng mạng truyền tải quang (và đặc biệt mạng MAN) giới Do việc lựa chọn cơng nghệ NG SDH áp dụng cho xây dựng mạng truyền tải quang dựa số hướng sau: - Xây dựng mạng có khả tận dụng sở hạ tầng mạng truyền dẫn quang SDH cũ nhằm tích hợp hệ thống với truyền dẫn SDH cũ Cho phép tận dụng tài ngun mạng có sẵn, tạo khả tích hợp quản lí mạng hạ tầng quản lí TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -112- Tận dụng sở hạ tầng truyền dẫn SDH cũ để đồng thời đáp ứng nhu cầu cung cấp dịch vụ số liệu bên cạnh dịch vụ TDM truyền thống - Đối với bối cảnh mạng dồi tài nguyên sợi quang, không bắt buộc phải tận dụng hệ thống mạng truyền dẫn cũ, yêu cầu xây dựng mạng đáp ứng nhiều mục tiêu khác ( cung cấp đa dạng dịch vụ, đa dạng giao diện, ứng dụng công nghệ mạng tiên tiến, hướng tới phát triển tương lai) nên kết hợp công nghệ NG SDH với công nghệ định tuyến chuyển mạch lớp Lựa chọn giải pháp ứng dụng công nghệ NG SDH cho mạng truyền tải Việt Nam 4.1 Mạng đường trục Theo xu hướng phát triển kiến trúc mạng thấy rằng, mạng trục mạng Metro phát triển công nghiệp Ip WDM Kiến trúc mạng hệ mang ưu điểm lớp mạng IP tích hợp trực tiếp lên lớp truyền tải WDM Sự kết hợp IP WDM theo nhiều hướng khác cách triển khai đơn giản hóa ngăn giao thức mạng gói SDH, Gigabit Ethernet Khi đó, mạng trục gồm PoP IP lõi liên kết với qua mạng đường trục WDM theo kiến trúc mesh Kích cỡ topo mạng đường trục WDM phụ thuộc vào khoảng cách PoP IP Trong giai đoạn lưu lượng truyền tải hòa trộn thoại (TDM) số liệu, lưu lượng TDM chiếm tỉ trọng đáng kể Vì sử dụng công nghệ NG SDH phù hợp so với công nghệ thiết kế tối ưu cho truyền tải lưu lượng gói Việc lựa chọn giải pháp cơng nghệ truyền dẫn cho mạng trục dựa yếu tố sau: Sở lựa chọn giải pháp công nghệ tiêu chí chủ yếu cho mạng trục là: + Giảm thiểu chi phí/bit (cost per bit) + Khả mở rộng, nâng cấp mạng + Năng lực truyền tải mạng - Hiện trạng mạng đường trục: Mạng truyền tải đường trục xây dựng dựa hệ thống truyền dẫn DWDM 20Gbit/s (và nâng cấp lên 40Gbit/s) kết hợp với hệ thống SDH thực tách/ghép kênh dung lượng thấp phù hợp với nhu cầu sử dụng TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -113Như vậy, từ đặc điểm (ưu, nhược điểm, khả áp dụng) giải pháp trên, tiêu chí lựa chọn trạng mạng đường trục thấy : - Đối với giải pháp NG SDH : Tuy có nhiều ưu điểm khả cung cấp chất lượng dịch vụ, lực truyền tải tốt giải pháp lại bộc lộ điểm yếu khả mở rộng nâng cấp mạng độ mềm dẻo mạng - Đối với giải pháp EoS : Giải pháp có hạn chế lực truyền tải mạng - Đối với giải pháp RPR over NG SDH : Cũng giống giải pháp NG SDH, giải pháp bộc lộ nhược điểm khả mở rộng, nâng cấp mạng - Đối với giải pháp NG SDH over WDM : đáp ứng đầy đủ tiêu chí lựa chọn cho mạng đường trục, phù hợp với trạng mạng Ngoài ra, giải pháp NG SDH over WDM cịn có đặc điểm ưu việt áp dụng mạng đường trục : - Giải pháp hoàn toàn đáp ứng yêu cầu chuyển hướng đến mạng IP/quang tương lai - Cung cấp hệ thống truyền tải có dung lượng lớn - Khả nâng cấp mở rộng tốt lưu lượng tăng - Hỗ trợ tốt MPLS (IP-MPLS) triển khai công nghệ hai công nghệ IP MPLS (mơ hình xếp chồng giao thức IP/MPLS) cho phân lớp định tuyến/chuyển mạch lớp3 Mơ hình IP/MPLS/NG SDH/WDM có khả cung cấp dịch vụ theo yêu cầu QoS/CoS cho khách hàng Nâng cao lực hoạt động mạng trục nhờ khả thiết kế lưu lượng cung cấp QoS đảm bảo MPLS Do đề xuất lựa chọn giải pháp truyền dẫn NG SDH over WDM cho mạng trục với mơ hình giao thức IP/MPLS/NG SDH/WDM 4.2 Mạng Metro Man diện rộng Mạng Metro khái niệm tương đối Khái niệm mạng Metro hiểu khu vực mạng kết nối thuê bao khách hàng với mạng diện rộng WAN Xét cấu trúc phân lớp dịch vụ, mạng Metro mạng vùng chia làm lớp: - Lớp truy nhập: thực chức tích hợp loại hình dịch vụ bao gồm dịch vụ từ người sử dụng dịch vụ mạng Lớp mạng thực thi kết nối loại hình dịch vụ xuất phát từ mạng truy nhập ứng dụng nhiều công nghệ truy nhập TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -114khác dịch vụ sở công nghệ Ethernet, ATM, Frame Relay, DSL, cáp đồng, cáp quang với nhiều loại giao diện khác - Lớp mạng lõi: thực chức truyền tải lưu lượng tích hợp mạng thị cách hợp lí, lớp thực chức định tuyến truyền tải lưu lượng nội vùng đô thị chuyển giao lưu lượng với mạng trục Theo mơ hình phân lớp chức năng, mạng Metro phân chia thành lớp mạng: lớp mạng biên lớp mạng lõi Trong lớp mạng bố trí thiết bị mạng có chức khác để thực thi chức cần phải thực lớp mạng tùy thuộc vào mục tiêu, quy mơ, kích cỡ mạng Metro cần phải xây dựng Các nút mạng thực chức : - Nút truy nhập khách hàng : nút mạng phân ranh giới tiếp giáp khách hàng nhà cung cấp dịch vụ mạng Metro thuộc nhà cung cấp dịch vụ Khách hàng kết nối với nút truy nhập khách hàng thông qua thiết bị chuyển mạch (lớp 2) thiết bị định tuyến (lớp 3) Chức nút mạng : + Cung cấp loại hình giao diện mạng người sử dụng (UNI) phù hợp với thiết bị kết nối khách hàng + Đảm bảo băng thông cung cấp cho khách hàng thiết lập tương ứng với thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA), loại hình dịch vụ (CoS) đặc tính đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) khách hàng - Nút kết nối mạng lõi : Nút có thực tập hợp lưu lượng để truyền tải lên mạng lõi Metro, thực chức : + Đảm bảo kết nối cách tin cậy với phần tử mạng lõi + Kết nối nút mạng lõi Metro với + Kết nối với phần tử mạng lõi giao thức thống để truyền tải loại hình dịch vụ - Nút kết nối đường trục : nút nút riêng biệt nút kết nối mạng lõi có thêm giao diện giao thức kết nối phù hợp kết nối với phần tử mạng đường trục để truyền tải lưu lượng loại hình dịch vụ liên mạng Việc lựa chọn giải pháp truyền dẫn cho mạng Metro dựa yếu tố: - Sở lựa chọn giải pháp cơng nghệ tiêu chí chủ yếu cho mạng Metro là: + Hạ tầng hợp + Khả mở rộng, nâng cấp mạng + Tương hợp với sở hạ tầng có TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -115+ Đa dạng dịch vụ khách hang + Giá thành xây dựng mạng phù hợp - Hiện trạng mạng truyền dẫn nội vùng Căn vào tiêu chí lựa chọn chủ yếu trạng mạng thấy : Mỗi giải pháp công nghệ phù hợp với lớp mạng bối cảnh mạng cụ thể Do đó, giải pháp cơng nghệ cho mạng Metro lựa chọn cho lớp mạng dựa bối cảnh khác xây dựng mạng có sở hạ tầng mạng cần tận dụng sở hạ tầng Lớp mạng Metro/ Vùng truy nhập khách hàng: - Đối với trường hợp mạng dồi tài nguyên sợi, không bắt buộc phải tận dụng hệ thống sở hạ tầng mạng truyền dẫn cũ, yêu cầu xây dựng mạng đáp ứng nhiều mục tiêu khác nên xây dựng sở hạ tầng mạng dựa sở công nghệ truyền dẫn quang tiên tiến NG SDH - RPR/NG SDH cho khu vực mạng xây dựng Mơ hình RPR/NG SDH cho phép tăng hiệu sử dụng băng thơng vịng ring, đảm bảo chất lượng dịch vụ cấp độ khác Tuy nhiên mơ hình địi hỏi phần chi phí đầu tư xây dựng mạng lớn đặc biệt thích hợp với việc xây dựng mạng hoàn toàn sở hạ tầng cung cấp dịch vụ Lớp mạng lõi Metro/ Vùng: - IP/MPLS/NG SDH/WDM nhằm tích hợp hệ thống SDH cũ với hệ thống tài nguyên cáp sợi quang khơng dồi dào, địi hỏi triển khai WDM - IP/MPLS/NG SDH cho khu vực xây dựng mạng 4.3 Mạng truy nhập quang Mạng truy nhập quang chủ yếu triển khai sử dụng cơng nghệ SDH, với cấu hình ring điểm-điểm, nhiên mức độ thâm nhập cáp quang hạn chế, chủ yếu mức mở rộng phạm vi tổng đài nhờ hệ thống DLC Theo đánh giá nhà nghiên cứu điều tra thị trường viễn thơng giới truy nhập mạng cáp đồng vô tuyến chiếm ưu mạng phân bố đến khách hàng Mạng cáp quang đóng vai trị cung cấp dung lượng cho nút truy nhập (feeder), mạng truy nhập quang đến thuê bao gần phục vụ cho khách hàng đặc biệt doanh nghiệp, trung tâm nghiên cứu thử nghiệm, nhiên tính thương mại khơng cao.Và nhiều năm mạng cáp đồng trì mạng phân bố đến khách hàng, mạng quang đóng vai trị cung cấp dung lượng nút truy nhập nút truy nhập với POP dịch vụ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -116Trong giai đoạn vài năm tới, việc sử dụng cáp quang cho mạng truy nhập chủ yếu với vai trò truyền tải dung lượng nút truy nhập dịch vụ, phần mạng phân bố đến khách hang, mạng cáp đồng vơ tuyến giải pháp có ưu giá thành bên cạnh phần truy nhập quang hạn chế Phần mạng truy nhập quang có đặc điểm tương tự phần mạng truy nhập khách hàng mạng Metro, khuyến nghị sử dụng trường hợp cần nâng cấp mạng xây dựng mạng hồn tồn V Một số mơ hình đề xuất áp dụng NG SDH cho mạng viễn thông Việt nam RPR over NG SDH 1.1 Triển khai RPR over NG SDH trường hợp có sẵn mạng SDH cung cấp dịch vụ TDM - Khả cung cấp dịch vụ: + Có thể cung cấp dịch vụ hướng IP địi hỏi có giao diện PoS định tuyến khách hàng + Có thể cung cấp dịch vụ Ethernet qua phương thức EoS - Mạng RPR triển khai mạng xếp chồng sở SDH có sẵn: + Các chuyển mạch RPR lắp đặt vị trí cần thiết + Các chuyển mạch RPR kết nối đến mạng SDH qua tuyến SDH + Các chuyển mạch RPR kết nối với luồng SDH (ring ảo) - Các dịch vụ RPR (các dịch vụ LAN suốt truy nhập internet) cung cấp qua giao diện Ethernet có giá thành thấp chuyển mạch Ethernet định tuyến IP Hình III.10 Mơ hình RPR over NG SDH cho mạng nâng cấp TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -1171.2 Triển khai RPR over NG SDH mạng xây dựng - Mạng RPR triển khai mạng SDH Hình III.11 Mơ hình RPR over NG SDH cho mạng xây dựng + Các chuyển mạch RPR lắp đặt tất vị trí chuyển tiếp lưu lượng + Các chuyển mạch RPR kết nối vật lí với qua tuyến SDH - Các dịch vụ RPR ( dịch vụ LAN suốt truy nhập internet) cung cấp qua giao diện Ethernet chuyển mạch Ethernet định tuyến IP + EoS sử dụng cho khách hàng xa - Các dịch vụ TDM truyền thống cung cấp, nhiên địi hỏi chức thích ứng kênh qua RPR + Chức triển khai khối chức riêng lẻ tích hợp chuyển mạch RPR (do khách hàng/nhà khai thác tùy chọn) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -1182 NG SDH over WDM NG SDH NG SDH Ring Truy Nhập NG SDH Mạng Trục NG SDH Ring lõi WDM NG SDH NG SDH NG Ring Truy Nhập NG SDH SDH NG SDH ISP Bộ định tuyến IP NG SDH NG SDH NG NG SDH Ring Truy Nhập SDH DXC OADM ISP Hình III.12 Mơ hình mạng NG SDH over WDM EoS Mạng đường trục Đinh tuyến IP RIN G y tru nh ập NG SDH IP-SDH RING LÕI DOANH NGHIỆP EPON OLT T1/E1 CMTS RIN G y tru nh ập ADM DOANH NGHIỆP Hình III.13 Mơ hình mạng EoS TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -119VI Đo kiểm đánh giá chất lượng thiết bị đầu cuối quang NG-SDH Hiện công nghệ NG SDH triển khai cho phép nhà khai thác cung cấp đa dạng dịch vụ truyền tải đồng thời tăng hiệu suất hạ tầng mạng SDH có Tuy nhiên đặc điểm công nghệ NG SDH bổ xung số thiết bị phần cứng thủ tục giao thức nút MSPP vấn đề tương thích với mạng có, đẩm bảo chất lượng dịch vụ quan trọng Do việc việc đo kiểm đánh giá chất lượng thiết bị đầu cuối quang NG SDH tuân thủ tiêu chuẩn vấn đề cần thiết Việc đo kiểm dựa khuyến nghị ITU-T bao gồm : - ITU-T Rec G.7041/Y.1303 : Quy định giao thức tạo khung chung GFP ITU-T Rec G.707/Y.1322 : Quy định phương thức ghép chuỗi ảo VCAT ITU-T Rec G.7042/Y.1305 : Quy định chế điều chỉnh dung lượng tuyến LCAS Phương pháp kiểm tra tuân thủ GFP Trong phương pháp thiết bị đo có tích hợp modul Ethernet Hình III.14 Sơ đồ kiểm tra GFP Theo sơ đồ này, phương pháp đo thực sau : - Thiết bị đo tạo lưu lượng Ethernet, sau xếp lưu lượng thành khung GFP-F ghép lên luồng tín hiệu OC-n/STM-n - Thiết bị cần đo chuyển tín hiệu từ giao diện OC-n/STM-n thành khung GFP-F sau thành khung MAC giao diện Ethernet TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -120- Các tín hiệu đưa tới giao diện Ethernet thiết bị đo - Thiết bị đo phân tích mẫu tín hiệu phát tín hiệu thu số liệu đánh giá Phương pháp kiểm tra tuân thủ VCAT: Nguyên lý hoạt động phương pháp bao gồm : - Thiết bị đo tạo lưu lượng Ethernet - Tín hiệu Ethernet đưa đến thiết bị cần đo - Tín hiệu Ethernet đưa trả thiết bị đo tiến hành trình phân tích mẫu tín hiệu Hình III.15 Sơ đồ kiểm tra VCAT Phương pháp kiểm tra tuân thủ LCAS: Hình III.16 Sơ đồ kiểm tra LCAS TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -121Hình sơ đồ kiểm tra LCAS dùng hai thiết bị đo riêng: thiết bị đo Ethernet thiết bị đo NGS Trong sơ đồ này, nguyên lý hoạt động sau : - Ethernet sử dụng cổng để phát tải Ethernet cổng để thu lưu lượng Ethernet - Thiết bị đo NGS kết nối với MSP qua giao diện SDH/SONET, tách lưu lượng Ethernet thu từ thiết bị kiểm tra Ethernet truyền lại vào cổng thu thiết bị đo Ethernet Phương pháp đo tạo nhiều trường hợp phép thử kết hợp hai thiết bị đo TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -122- KẾT LUẬN Mạng NGN xây dựng triển khai từ mạng đường trục xuống mạng vùng với xu hướng sử dụng sở hạ tầng mạng dựa công nghệ tiên tiến chuyển mạch gói Do việc tìm kiếm giải pháp mạng truyền tải quang phù hợp nhằm chuyển đổi hướng tới thay hoàn toàn hệ thống truyền tải quang SDH truyền thống công việc cấp thiết NG SDH công nghệ truyền dẫn hệ xây dựng công nghệ SDH truyền thống với hỗ trợ các giao thức GFP, VCAT LCAS chứng tỏ khả đáp ứng yêu cầu mạng Viễn thơng hệ Với đặc tính ưu việt cơng nghệ tính tương thích khả kế thừa liên tục mạng truyền dẫn SDH truyền thống, hệ thống truyền tải quang SDH hệ NG SDH giải pháp công nghệ phù hợp để triển khai mạng NGN Vì lý đề tài ”Nghiên cứu ứng dụng công nghệ NG SDH vào mạng viễn thông Việt Nam” nhu cầu cấp thiết có ý nghĩa khoa học Trên sở nghiên cứu lý thuyết công nghệ SDH, công nghệ NG SDH, luận văn hoàn thành với nội dung sau : - Phân tích nhược điểm, hạn chế công nghệ SDH truyền thống - Nghiên cứu đặc điểm công nghệ NG SDH - Phân tích trạng mạng Viễn thơng Việt Nam - Tìm hiểu giải pháp sản phẩm số hãng sản xuất điển hình - Đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ NG SDH cho mạng viễn thông Việt Nam Qua trình tìm hiểu, nghiên cứu hoàn thành, luận văn thực yêu cầu đề Mặc dù giúp đỡ nhiệt tình cán hướng dẫn, thầy Trường đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, góp ý đồng nghiệp cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu thân, song khả thời gian thực luận văn ngắn hạn nên không tránh khỏi có nhiều thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến bảo thầy cô, đồng nghiệp, độc giả quan tâm, để luận văn ngày hồn thiện có tính khả thi cao Xin chân thành cảm ơn! TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com -123- TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT : TS Cao Phán & TS Cao Hồng Sơn (6/2003), Thông tin quang PDH SDH, HVCN – BCVT Chu Công Cẩn (12/2002), Kỹ thuật truyền dẫn SDH Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội TS Vũ Văn San & TS Hoàng Văn Võ (1998), Kỹ thuật thông tin quang, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội TS Bùi Trung Hiếu, Hệ thống truyền dẫn đồng số SDH, Nhà xuất Bưu Điện - 12/2001 TÀI LIỆU TIẾNG ANH : Huub van Helvoort; Copyright 2005; Next Generation SDH/SONET Evolution or Revolution?; John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England Sonet / SDH Demystified ; 2004 The McGraw-Hill Companies Huub van Helvoort; Copyright 2005; SDH/SONET Explained in Functional Models Modeling the Optical Transport Network; John Wiley & Sons Ltd, Jean-Philippe Vasseur, Mario Pickavet, Piet Demeester; 6.2004; Protection and Restoration of Optical,SONET-SDH, IP, and MPLS; Morgan Kaufmann Publishers José M Caballero; 2007 - SDH Next Generation; International Marketing Dpt, TrendCommunications 10 Stamatios V Kartalopoulos; Next Generation Intelligent Optical Networks From Access to Backbone; 2008 Springer Science+Business Media, LLC, 233 Spring Street, New York, NY 10013, USA; TRANG WEB THAM KHẢO : 11 www.tapchibcvt.gov.vn 12 www.vnpt.com.vn 13 www.cisco.com 14 www.huawei.com o0o TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... Giới thiệu c? ?ng nghệ NG SDH với đặc điểm, thành phần c? ?ng nghệ NG SDH số ? ?ng d? ?ng m? ?ng NGN Chư? ?ng III : ? ?ng d? ?ng c? ?ng nghệ NG SDH m? ?ng Viễn thôngViệt Nam Trên sở nội dung trình bày chư? ?ng trước,... TRƯ? ?NG ĐẠI HỌC C? ?NG NGHỆ CAO XUÂN T? ?NG NGHIÊN CỨU ? ?NG D? ?NG C? ?NG NGHỆ NG SDH VÀO M? ?NG VIỄN TH? ?NG VIỆT NAM Ng? ?nh: C? ?ng nghệ Điện tử - Viễn th? ?ng Chuyên ng? ?nh: Kỹ thuật vô tuyến điện tử th? ?ng tin... luận văn chia làm ba chư? ?ng : Chư? ?ng I : C? ?ng nghệ SDH Giới thiệu cách t? ?ng quan c? ?ng nghệ SDH, giới thiệu sơ lược m? ?ng NGN hạn chế c? ?ng nghệ SDH truyền th? ?ng m? ?ng NGN Chư? ?ng II : C? ?ng nghệ NG SDH