Mạng thông tin quang thế hệ sau hệ sa k T B M » B ư v > Đ* N 2 ° ° 8 LỜI NHÀ XUẤT BẢN Nhu cẩu lưu lượng tăng mạnh do sự bùng nổ của các loại hình dịch vụ Internet và các dịch vụ băng rộng đã tác động[.]
hệ sa k T B M » B v > Đ* N 2°°8 LỜI NHÀ XUẤT BẢN N hu cẩu lưu lượng tăng mạnh bùng nổ loại hình dịch vụ Internet dịch vụ băng rộng tác động m ạnh mẽ tới việc cải tiên, xây dựng cấu trúc mạng viên thông Việc xây dựng mạng quang th ế hệ sau giải pháp hữu hiệu nhằm thỏa m ãn nhu cầu mạng lưới Mạng quang th ế hệ sau khâu quan trọng có nhiệm vụ truyền dẫn thơng suốt lưu lượng trao đối thông tin người dùng với tâ't loại hình dịch vụ mạng, xem huyết mạch Do đ ể xây dựng mạng quang thê' hệ sau, ta cần phải tìm hiểu vân đề liên quan đến mạng Nhằm giới thiệu m ột cách tổng quan chi tiết mạng quang thê' hệ sau, NXB Bưu điện xuất sách "Mạng thông tin quang thếhệ sau” TS Hoàng Văn Võ biên soạn giới thiệu đến bạn đọc Cuốn sách gổm chương bao quát toàn vâh đề liên quan đôn mạng quang th ế hệ sau Chương giới thiệu tổng quan kiến trúc mạng truyền tải gổm giải pháp tổ chức mạng viễn thông, giao thức thống mạng truyền tải, mạng truyền tải truyền thống mạng truyền tải hệ sau Chưang giới thiệu tình hình tiêu chuẩn hóa mạng quang tổ chức ITU-T, IEEE, hoạt động ủy ban T l, ETST, NGN1, C huông phẩn trọng tâm sách giói thiệu cơng nghệ mạng quang th ế hệ sau gồm công nghệ truyền dẫn quang, hệ thông truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng, cơng nghệ truyền sơ' liệu, ngun tắc an toàn mạng Chương giới thiệu phương pháp điều khiển mạng quang hệ sau Chương giói thiệu ứng dụng điển hình mạng quang hệ sau Đặc biệt chương trình bày m ột số ứng dụng mạng quang th ế hệ sau cho mạng viễn thông Việt Nam bao gổm giải pháp tổng thê m ạng NGN cho Việt Nam giải pháp cụ thể ứng dụng mạng quang th ế hệ sau cho m ạng viễn thông Việt Nam đến năm 2010 sau 2010 Ngồi cuối sách cịn có phần Các chữ viêì tắt cho bạn đọc tiện tra cứu Cuốn sách tài liệu tham khảo hữu ích cho người làm cơng tác chun ngành việc đề xuất giải pháp xây dựng cấu trúc mạng quang thê'hệ sau Ngoài sách củng tài liệu tham khảo thiết thực cho giáo viên, học viên trường đại học, trung tâm đào tạo chuyên ngành Điện tử - Viễn thông cán làm công tác quản lý, doanh nghiệp ngành Nhà xuất xin trân trọng giới thiệu bạn đọc sách Tất mong nhận ý kiến góp ý q vị Mọi ý kiến xin gửi Nhà xuất Bưu diện - 18 Nguyễn Du, Hà Nội Trân trọng cảm ơn./ Hà Nội, tháng 12 năm 2007 NH À XUẤT BẢN BƯU ĐIỆN LỞI NỚI BẦU Ngày nay, thê' giới bước sang kỷ nguyên kinh tế tri thức, thơng tin động lực thúc đẩy phát triển xã hội Do đó, nhu cầu truyền thông ngày lớn với nhiều dịch vụ băng rộng đa phương tiện đòi sống kinh tế - xã hội quốc gia kết nối tồn cẩu Đê đáp ứng vai trị động lực thúc đẩy phát triển kỷ nguyên thơng tin, mạng truyền thơng cần phải có khả linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng, dung lượng lớn, đa dịch vụ đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin xã hội Các nhà khoa học công nghệ, tổ chức viễn thông quốc tế, hãng cung câ'p thiết bị, nhà khai thác, ln ln tìm giải pháp mạng, giải pháp công nghệ để phát triển mạng viễn thơng Chính thê' thập niên qua giải pháp mạng công nghệ viễn thông có thay đổi phát triển râ't nhanh Một giải pháp mạng viễn thơng có khả linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng, đa dịch vụ đáp ứng nhu cầu trao đổi thơng tin xã hội tại, mạng th ế hệ sau (NGN - Next Generation Network) Sự đời mạng NGN tạo nên mạng công nghệ viễn thông, công nghệ thông tin, truyền hình Mạng NGN mạng hội tụ dịch vụ, hội tụ mạng thoại liệu, CỐ định di động, truyên tải tính tốn, Mặt khác, ưu việt quan trọng NGN phân tách sờ hạ tầng mạng truyền thông khỏi lớp dịch vụ ứng dụng, tạo khả thuận tiện cho xã hội sử dụng trao đổi thông tin mà không cần phải quan tâm đến hạ tầng sờ mạng M ạng hội tụ băng rộng (BCN - Broadband Convergence Network) bước phát triển mạng NGN với hội tụ băng rộng, tốc độ cao mạng lưới Đó mạng truyền số liệu thê'hệ tốc độ cao câu trúc đáp ứng cho tất dạng truy cập, loại dịch vụ M ạng BCN xu hướng tất vếu đê phát triển mạng viễn thông nước th ế giới triển khai nhiều nước thê' giới Đê triển khai phát huy hiệu m ạng NGN mạng BCN tương lai, việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp công nghệ cho mạng NGN/BCN, đặc biệt công nghệ lơp truyền tải yếu tố đóng vai trị định Ngày nay, cơng nghệ thơng tín quang, có cơng nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng -WDM (Wavelength Division Multiplexing), mà giai đoạn ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao - DWDM (Dense Wavelength Division Multilexing), với công nghệ chuyên mạch quang, đặc biệt chuyến mạch quang tự động, đời với ưu điểm vượt trội vể chất lượng truyên dẫn cao, đặc biệt băng thông rộng/tốc độ lớn (tới hàng ngàn Terabit) m ạng khơng chi ữong cơng nghệ truyền dẫn mà cịn giải pháp phát triến mạng viễn thơng Vì vậy, cơng nghệ thơng tín quang công nghệ chủ đạo m ạng viễn thông, thời ứng cử số mạng truyền tải mạng NGN BCN tương laiề Chính vậy, hãng thê' giới tập trung nghiên eứu, phát triển ngày hoàn thiện giải pháp cơng nghệ thơng tín quang cho lớp truyển tải mạng NGN BCN Đối với nước ta, công ty viễn thông nước triển khai mạng NGN Về vấn đề lựa chọn công nghệ thơng tin quang mơ hình tổ chức cho mạng truyền tải mạng NGN công ty nước ta nghiên cứu lựa chọn triển khai Do đó, việc nghiên cứu, tìm hiểu mạng quang th ế hệ sau ứng dụng cho m ạng viễn thơng Việt Nam m ột vâín đề câp thiết Cuốn sách "Mạng thông tin quang hệ sau" đời nhằm cung cấp cho bạn số kiến thức m ột số thông tin cần thiết đ ể bạn đọc tiếp tục phát triển hay vận dụng vảo giải yêu cầu mà bạn muôn Do thời gian trình độ cịn hạn chế, nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, xin bạn đọc thơng cảm mong nhận ý kiến góp ý bạn Hà Nội, tháng 12 năm 2007 Hr» ' • » Tác giả Chương TỔNG QUAN VỂ KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN TẲI l ẽl GIẢI PHÁP TÓ CHỨC CÁC MẠNG V1ẺN THÔNG flỊ Trong năm cuối kỷ 20 đầu kỷ 21, công nghệ truyền thông, tin học có bước phát triển mạnh mẽ, có ảnh hưởng sâu sắc đến đời sống kinh tế xã hội Sự phát triển làm thay đổi hẳn cách sống, cách làm việc người đưa loài người sang kỷ nguyên - kỷ nguyên cùa kinh tế tri thức Để đáp ứng vai trò động lực thúc đẩy phát triển kỷ nguyên thông tin, thời gian qua công nghệ điện tử - viễn thông - tin học phái triển vũ bão tạo nên nhiều thay đổi kinh tế nói chung thân ngành Viễn thơng nói riêng Có thể nhận thấy đặc điểm bật phát triển công nghệ Viễn thông thời gian qua, thời gian tới, cơng nghệ thay đổi nhanh, sản phẩm tạo thay đổi thường xun, lực tích hợp nhiều; cơng nghệ ÍP tốc độ ngày cao, ngày đáp ứng tất loại hình dịch vụ băng rộng chất lượng cao; tốc độ truyền đường cáp quang tăng theo hàm số mũ với đời cùa cơng nghệ DWDM Một số cơng nghệ mang tính cách mạng, ví dụ IP/DWDM, xuất làm thay đổi toàn bộ mặt ngành công nghiệp Đồng thời, nhận thấy sổ xu hướng phát triển công nghệ viễn thông cùa lất hãng cung cấp thiết bị viễn thơng giới: Xu hướng tích hợp viễn thông tin học ngày phát triển mạnh mẽ trở thành động lực chù yếu phát triền sản phẩm viễn thơng Phát triển cơng nghệ tích hợp cao linh kiện hệ thống thiết bị Xu hướng tăng tỳ trọng phần mềm cứng hóa phần mềm nhàm tăng độ linh hoạt, lăng hiệu sử dụng cùa thiết bị viễn thông Xu hướng phát triển công nghệ sản phẩm viễn thông - tin học ảnh hường lớn đến giải pháp công nghệ phát triển mạng viễn thông Dưới ta xem xét giải pháp công nghệ phát triển mạng viễn thông thời gian qua hướng phát triển tương lai Khi công nghệ viễn thịng tin học phát triển đến trình độ cao, chúne luôn tác động hỗ trợ cho phát triển Quá trình dẫn đến hội tụ cùa công nghệ viễn thông tin học, tạo nên mạng truyền thông thống đáp ứng nhu cầu dịch vụ đa dạne, phong phú cùa xã hội 8 Mạng thông tin quang thể hệ sau Mạng NGN, mà giai đoạn mạng BCN, xu hướng hội tụ tất yếu dịch vụ thoại, liệu, truyền truyền hình, hội tụ cùa mạng thoại liệu, cố định di động, truyền tải tính tốn, triển khai nhiều nước giới Đó giải pháp tổ chức mạng tích hợp mạng viền thơng Giải pháp mạng tích hợp mạng viễn thơng (gọi tắt giải pháp tích hợp) giải pháp tổ chức mạng viễn thông cung cấp dịch vụ khác nhau, thoại, dừ liệu, truyền truyền hình, mạng cố định di động, mạng truyền tải tính tốn, thành mạng thống Đây xu hướng quan trọng để phát triển mạng viễn thông (xu hướng tổ chức mạng tích hợp) Mặt khác, cơng nghệ truyền dẫn quang ghép kênh phân chia theo bước sóng - WDM (Wavelength Division Multiplexing), mà giai đoạn cùa ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao - DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), đời với ưu điểm vượt trội chất lượng truyền dẫn cao, đặc biệt băng thông rộng/tốc độ lớn (tới hàng ngàn Terabit) mạng không chi cơng nghệ truyền dần mà cịn giải pháp phát triển mạng viễn thông Với đời công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng làm cho khả tổ chức mạng trở nên đơn giản, tính hiệu kinh tế cao, mà chất lượng dịch vụ cao nhiều so với giải pháp tích hợp dịch vụ mạng viễn thông cách truyền dẫn độc lập dịch vụ bước sóng khác nhau, ví dụ thoại, dừ liệu, truyền truyền hình, truyền tải tính tốn, , chí mạng, hệ mạng bước sóng khác nhau, PDH, SDH, PSTN, NGN, mạng truyền số liệu, mạng truyền thanh, truyền hình, Giải pháp tổ chức mạng gọi “Giải pháp tổ chức mạng phân tán”, gọi tắt “Giải pháp mạng phân tán” Bản chất “Giải pháp mạng phân tán” tổ chức mạng cung cấp dịch vụ khác loại mạng hệ mạng khác bước sóng khác sợi quang Tuy nhiên, xét mặt sợi quang vật lý tích hợp dịch vụ loại mạng hệ mạng Xu hướng phát triển mạng viễn thơng dựa giải pháp mạng tích hợp gọi xu hướng tổ chức mạng tích hợp Mặt khác, để bảo đảm tính kế thừa cũne tính hiệu đầu tư trinh phát triển mạng viễn thông theo xu hướng hội tụ mạng viễn thông xu hirớng phân tán mạng viễn thơng Trong phân tán hạ tầng hội tụ giải pháp Đó "Giải pháp hỗn hợp" phát triển mạng viễn thông Do đỏ để tổ chức mạng viễn thông tương lai ta có giải pháp: - Giải pháp mạng tích hợp - Giải pháp mạng phân tán - Giải pháp mạng hỗn hợp ẹ % f y Chương 1: Tông quan vê kiên trúc mạng truyên tải Trên sở cùa giải pháp tổ chức mạng, phát triển mạng viễn thông tương lai giới diễn theo xu hướng: Hội tụ, phân tán hồn hợp hội tụ phân tán mạng viễn thông 1.1.1 Giải pháp tích hợp phát triển mạng viễn thơng Như trình bày, giải pháp mạng tích hợp mạng viễn thông tất cà mạng viễn thông cung cấp dịch vụ khác nhau, thoại, liệu, truyền truyền hình, mạng cố định di động, mạng truyền tải tính tốn, tích hợp thành mạng thống Hiện nay, giới đã, tồn phát triền hệ mạng để cung cấp dịch vụ viễn thông, tin học thoại, liệu, truyền truyền hình, cố định di động, truyền tải tính tốn, Đó mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN (mạng tại), mạng hệ sau (NGN) mạng hội tụ băng rộng (BCN) Mặt khác, tổ chức phát triển mạng q trình Do đó, q trình tổ chức phát triển mạng viễn thông để hội tụ mạng cung cấp dịch vụ khác nhau, mạng cố định di động, mạng truyền tải tính toán, tạo thành mạng thống cần phải có tính kế thừa phát triển Tính kế thừa thể chỗ, mạng phải kết nối với mạng cũ tận dụng khả cùa mạng cũ để đảm bảo tính hiệu kinh tế đầu tư Tính phát triển thể chỗ, mạng phải đáp ứng yêu cầu nhà thiết kế tổ chức mạng Do đó, giải pháp tích hợp mạng phải thực ba hệ mạng Ví dụ, xây dựng mạng NGN cho phải suy nghĩ tính tốn khả cho phát triển mạng BCN tương lai; đồng thời phải quan tâm đến khấu hao nhu cầu chuyển đổi mạng PSTN lên mạng NGN Bên cạnh đó, xây dựng mạng BCN phải quan tâm đến khấu hao nhu cầu chuyển đổi mạng NGN lên mạng BCN Và phát triển mạng PSTN có nhu cầu phải quan tâm đến khấu hao nhu cầu chuyển đồi cùa mạng PSTN lên mạng NGN Tuy nhiên, trường cần cố gắng hạn chế tới mức tối đa Do đó, sơ đồ thực giải pháp tích hợp mạng biểu diễn hình l ềl Hình 1.1: Sơ đồ thực giải pháp tích hợp mạng 10 Mạng thơng tin quang hệ sau l l ề2 Giải pháp phân tán phát triển mạng viễn thơng Giải pháp tích hợp phát triển mạng viễn thơng có ưu điểm giao diện người sử đụng quản lý đơn giản xu hướng phát triển cùa mạng viễn thơng triển khai nhiều nước giới Tuy nhiên có nhiều nhược điểm, như: tổ chức mạng phức tạp, độ tin cậy chất lượng truyền dẫn thấp, tính suốt mạng tính hiệu kinh tế thấp, Trong đó, giải pháp phân tán phát triển mạng viễn thơng có ưu điểm tổ chức mạng đơn giản, độ tin cậy chất lượng truyền dẫn cao, tính suốt cùa mạng tinh hiệu kinh té lớn, Chính vậy, có số nước giới nghiên cứu để phát triên mạng viễn thông cùa Tuy nhiên, giải pháp có số hạn chế, giao điện người sử dụng quản lý phức tạp Như trình bày mục 1.1.1, giải pháp phân tán giải pháp tổ chức mạng cung cấp dịch vụ khác nhau, ví dụ thoại, liệu, truyền truyền hình, truyền tải tính tốn, tổ chức mạng cho hệ mạng khác mạng PSTN (với công nghệ truyền dẫn chủ yếu SDH PDH), mạng hệ sau NGN, mạng hội tụ băng rộng BCN (giai đoạn phát triển mạng NGN) kênh quang khác nhau, sợi quang hay mạng quang, tổ chức hỗn hợp mạng cung cấp dịch vụ khác nhau, mạng cho hệ mạng khác kênh quang khác nhau, sợi quang hay mạng quang Trên sở phân tích trên, có mơ hình giải pháp phân phân tán phát triển mạng viễn thông mô tả hình 1.2 Hình 1.2: Mơ hình giải pháp mạng phân tán Giải pháp phân tán phát triển mạng viễn thông theo hệ mạng Hiện xu hướng phát triển mạng viễn thông tương lai hệ mạne: mạng PSTN, mạng NGN tương lai BCN Giải pháp phân tán phát triển mạng viễn thông theo hệ mạng có nghĩa hệ mạng tồ chức bước sóng khác Có thể hệ mạng tô chức hay số bước sóng xác định tuỷ theo nhu cầu trao đổi lưu lượng hệ mạng Tuy nhiên, ưu tiên phát triển mạng thé