Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên Quang

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên QuangLuận văn thạc sĩ: Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  VŨ CÔNG QUYỀN NGHIÊN CỨU, PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP MOBILE BACKHAUL VÀ ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT TUYÊN QUANG Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số: 60 52 02 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT PHÒNG QUẢN LÝ ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Thanh Hà KHOA ĐIỆN TỬ TRƢỞNG KHOA THÁI NGUYÊN - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Vũ Cơng Quyền Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Lời xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Thanh Hà tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian thực đề tài Tôi gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo Trƣờng Đại học Kỹ thuật công nghiệp - Đại học Thái Nguyên truyền đạt cho kiến thức chuyên đề, sở để tiếp cận kiến thức khoa học Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn thầy giáo Phịng Quản lý Đào tạo Sau đại học giúp đỡ tận tình Tơi đặc biệt muốn cảm ơn Viễn thông Tuyên Quang tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi q trình tìm hiểu, nghiên cứu thực tế đơn vị, cảm ơn giúp đỡ gia đình, bạn bè đồng nghiệp thời gian qua Mặc dù cố gắng nhiều, song điều kiện thời gian kinh nghiệm thực tế cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy, nhƣ bạn bè, đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Vũ Cơng Quyền Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MOBILE BACKHAUL 1.1 KHÁI NIỆM MẠNG MOBILE BACKHAUL 1.2 CÁC CÔNG NGHỆ TRIỂN KHAI TRONG IP RAN 1.2.1 Công nghệ CESoPSN SAToP 1.2.2 Công nghệ L2TPv3 1.2.3 Công nghệ AToM 1.3 CÁC CƠ CHẾ ĐỒNG BỘ 1.3.1 Phƣơng pháp khôi phục đồng hồ thích nghi (ACR) 11 1.3.2 Đồng Ethernet (SyncE) 11 1.3.3 Đồng hóa theo IEEE 1588v2 12 1.4 CHẤT LƢỢNG DỊCH VỤ TRONG IP RAN 15 1.4.1 QoS mạng IP nói chung 15 1.4.2 Một số tham số đánh giá QoS 15 1.4.3 Một số giải pháp liên quan đến việc hỗ trợ QoS mạng IP 17 1.4.4 Các yêu cầu QoS mạng Mobile backhaul 21 1.5 CÁC CƠ CHẾ DỰ PHÒNG 22 1.5.1 IGP – fast reroute 24 1.5.2 MPLS TE 24 1.5.3 VRRP 24 1.5.4 LACP 25 1.5.5 BFD 25 1.5.6 RSTP 26 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 26 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv Chƣơng 2: HIỆN TRẠNG MAN-E VÀ MOBILE BACKHAUL CỦA VIỄN THÔNG TUYÊN QUANG 27 2.1 KIẾN TRÚC MAN-E VIỄN THÔNG TUYÊN QUANG 27 2.1.1 Khái niệm mạng MEN-E 27 2.1.2 Kiến trúc mạng MEN-E 28 2.1.2.1 Công nghệ IP 31 2.1.2.2 Công nghệ SDH/SDH-NG 32 2.1.3 Các dịch vụ mạng MEN-E 34 2.1.3.1 Dịch vụ E-Line 34 2.1.3.2 Dịch vụ E-Lan 36 2.1.3.3 Dịch vụ E-Tree 37 2.1.4 Một số chế, nguyên tắc hoạt động MAN-E 38 2.1.4.1 Định tuyến 38 2.1.4.2 Cấu trúc miền MPLS: 39 2.1.4.3 Các chế đảm bảo độ sẵn sàng cao 39 2.1.4.4 QoS 40 2.1.4.5 Bảo mật: 40 2.2 HIỆN TRẠNG MẠNG MAN-E VIỄN THÔNG TUYÊN QUANG 40 2.3 CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG KHAI THÁC TRÊN MEN-E VIỄN THÔNG TUYÊN QUANG 42 2.3.1 Dịch vụ thoại 42 2.3.2 Dịch vụ SMS/MMS 42 2.3.3 Các dịch vụ liệu khác 43 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 45 Chƣơng 3: PHƢƠNG ÁN TRIỂN KHAI MOBILE BACKHAUL DỰA TRÊN MAN-E VIỄN THÔNG TUYÊN QUANG 46 3.1 PHƢƠNG ÁN TRIỂN KHAI MOBILE BACKHAUL 46 3.1.1 Định hƣớng chung 46 3.1.2 Cấu trúc giải pháp Mobile backhaul MAN-E 46 3.1.2.1 Mục đích 46 3.1.2.2 Cấu trúc mạng Mobile backhaul 47 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 3.1.2.3 Cách thức thực 49 3.1.3 Truyền tải 3G qua MAN-E 49 3.1.4 Truyền tải 2G qua MAN-E 50 3.2 Thực QoS mạng Mobile backhaul 52 3.2.1 Quản lý QoS mạng MEN 53 3.2.1.1 Nguyên tắc chung 53 3.2.1.1 Đặc điểm riêng 53 3.2.2 Các chế bảo vệ kết nối cho BTS/NODEB 55 3.2.2.1 Cơ chế bảo vệ phần đoạn cuối truy nhập 56 3.2.2.2 Cơ chế bảo vệ phân đoạn MEN 56 3.2.2.3 Cơ chế bảo vệ phần kết nối đến thiết bị thu gom RNC, BSC 56 3.3 Triển khai Mobile backhaul MAN-E VNPT Tuyên Quang 57 3.3.1 Kết nối yêu cầu thiết bị 57 3.3.2 Kế hoạch triển khai 60 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Phụ lục 1: Mơ hình mạng IP Mobile backhaul VNPT Tuyên Quang 64 Phụ lục 2: Mơ hình kết nối mạng truyền tải Mobile backhaul VNPT Tuyên Quang - Ring 1; 2; 65 Phụ lục 3: Mơ hình kết nối mạng truyền tải Mobile backhaul VNPT Tuyên Quang - Ring 4; 5; 66 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Từ gốc IP RAN IP Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến IP MPLS MultiProtocol label switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian SDH Synchronous Digital Hierachy Hệ thống phân cấp số đồng BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc ASG Aggregation Site Gateway Cổng gom tập trung CSG Cell Site Gateway Cổng gom tế bào BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc RNC Radio Network Controller Khối điều khiển vô tuyến RNC Router Radio Network Controller router Router sử dụng để thu gom NodeB kết nối vào RNC MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị PE-AGG Provider Edge Aggregation Router core MAN-E UPE User Provider Edge Router biên MAN-E PW Pseudo Wire Dây giả PTP Precision Time Protocol Giao thức thời gian xác SynE Synchronous Ethernet Đồng Ethernet QoS Quality of Service Chất lƣợng dịch vụ Differentiated Services Mơ hình phân biệt dịch vụ TE Traffic Engineering Điều khiển lƣu lƣợng NNI Network - Network Interface Giao diện mạng – mạng UNI User - Network Interface Giao diện ngƣời sử dụng – mạng VLL Virtual Leased line Đƣờng thuê kết nối ảo Diffserv Số hóa Trung tâm Học liệu Nghĩa tiếng Việt http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii VPLS Virtual Private LAN service VLAN Virtual Local Area Network S-VLAN Service VLAN CoS Class of Service DSCP Dịch vụ LAN riêng ảo VLAN dịch vụ Differentiated Services Code Point ToS Type of Service CE Customer Edge Biên khách hàng STP Spanning Tree Protocol Giao thức chống lặp mạng ethernet Rapid Spanning Tree Protocol STP hội tụ nhanh RSTP DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Yêu cầu QoS cho số dịch vụ mạng IP 16 Bảng 2.1: Các thuộc tính dịch vụ E-LINE 35 Bảng 3.1 Quy định ánh xạ dịch vụ sang lớp QoS 52 Bảng 3.2: Ánh xạ mức QoS việc sử dụng 802.1q MPLS 54 Bảng 3.3: Danh sách thống kê cấu hình thiết bị ASG 58 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các công nghệ CES Hình 1.2: Mơ tả hoạt động L2TPv3 Hình 1.3: Mơ tả hoạt động AToM Hình 1.4: Đồng hóa mạng 2G 10 Hình 1.5: Đồng hóa dùng SyncE 11 Hình 1.6 Phân cấp master-slave 1588v2 13 Hình 1.7 Trao đổi thông tin đồng theo IEEE 1588v2 14 Hình 1.8: Kết hợp IEEE 1588 SyncE 14 Hình 1.9: Mơ hình Inserv 18 Hình 1.10: Mơ hình Diffserv 18 Hình 1.11: Ứng dụng Intserv, diffserv, MPLS kiến trúc QoS 19 Hình 1.12 Sử dụng kỹ thuật QoS nút mạng 20 Hình 1.13: Tham chiếu thực QoS 22 Hình 1.14: Cơ chế dự phịng VRRP 25 Hình 1.15: Các trạng thái phát lỗi BFD 25 Hình 2.1: Mơ hình mạng theo lớp 29 Hình 2.2 : Mơ hình điểm tham chiếu 30 Hình 2.3: Cấu trúc phân tầng TCP/IP 31 Hình 2.4: Truyền tải IP MEN 32 Hình 2.5: Mơ hình giao thức SDH-NG 33 Hình 2.6: Mơ hình dịch vụ MEN 34 Hình 2.7: Mơ hình E-LINE sử dụng EVC điểm – điểm 35 Bảng 2.1: Các thuộc tính dịch vụ E-LINE 35 Hình 2.8: Cấu trúc ban Dịch vụ EPL 36 Hình 2.9: Dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm-đa điểm 36 Hình 2.10: Dịch vụ E-Tree sử dụng Rooted-Multipoint EVC 37 Hình 2.11: Dịch vụ E-Tree 38 Hình 2.12: Hiện trạng mạng MAN-E Viễn thơng Tun Quang 41 Hình 3.1: Cấu hình đấu nối tổng quát 47 Hình 3.2: Mơ hình mạng IP Mobile backhaul Tuyên Quang 52 Hình 3.3: Cấu trúc khung 802.1p/q 54 Hình 3.4: Mơ hình bảo vệ tổng hợp kết nối mobile backhaul 57 Hình 3.5: Sơ đồ kết nối trạm 2G NodeB qua mạng MAN-E 59 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, hầu hết nhà cung cấp dịch vụ di động giới chuyển đổi sang khai thác mạng toàn IP Mối quan tâm họ lúc xử lý việc gia tăng đáng kể dịch vụ di động băng rộng Bằng cách lựa chọn giải pháp IP tổng thể để giải vấn đề trên, toàn sở hạ tầng mạng di động đƣợc phân chia thành nhiều phần riêng biệt: Mạng truy nhập vô tuyến (RAN-Radio Access Network), miền lõi di động (nằm mạng truy nhập radio mạng nhƣ Internet, PSTN mạng nhà khai thác di động khác), Mobile backhaul (bên miền RAN, thực truyền tải lƣu lƣợng truyền dẫn RBS BSC và/hoặc vị trí RNC) Tại Việt Nam, mạng Mobile backhaul với truyền dẫn TDM truyền thống khơng cịn khả đáp ứng đỏi hỏi chi phí cao mở rộng Đồng thời xu phát triển IP tạo đà cho xây dựng phát triển mạng truyền dẫn với băng thông lớn cực lớn cho phép truyền dẫn từ vài Gbps đến hàng trăm Gbps Việc dịch chuyển Mobile backhaul dựa vào mạng truyền dẫn TDM truyền thống sang mạng truyền dẫn băng thông lớn phù hợp với IP xu tất yếu Tại VNPT Tuyên Quang hoàn thiện việc triển khai mạng Metro truyền tải lƣu lƣợng IP công nghệ Ethernet, đồng thời thực việc nâng cấp mở rộng dung lƣợng mạng Giải pháp truyền dẫn E1/STM1 cho mạng backhaul có chi phí giá thành cao, phải đầu tƣ tính tối ƣu không cao Hƣớng sử dụng mạng MAN-E làm phân đoạn truyền tải cho mạng mobile backhaul phƣơng án lựa chọn tối ƣu Để giải pháp khả thi, ta cần nghiên cứu đƣa tiêu chuẩn dịch vụ, chất lƣợng mạng, độ an toàn đồng cho mạng mobile phân đoạn MAN-E Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 52 Hình 3.2: Mơ hình mạng IP Mobile backhaul Tun Quang 3.2 Thực QoS mạng Mobile backhaul Trên mạng VNPT, miền IP/MPLS core thuộc miềm lõi VNPT nên hiệu cao, cơng cụ QoS sử dụng tốt không nên triển khai thiết bị miền truy nhập khách hàng trực tiếp với PE thuộc IP/MPLS Thực QoS cho mạng mobile backhaul sau thực triển khai QoS tất phân đoạn MEN, ta áp profile QoS cho mobile backhaul Các profile QoS cho mobile backhaul xây dựng theo bảng tiêu chuẩn sau: Bảng 3.1 Quy định ánh xạ dịch vụ sang lớp QoS TT Ứng dụng SP class Control network protocol (RSVP, IS-IS, CONTROL BGP ) - VoIP (control, signalling and bearer) REALTIME - Đồng IP IEEE1588 V2 - Mobile backhaul 2G - Mobile service: Voice 3G, Signalling - VoD, BTV, IGMP VIDEO - Mobile vervices: Video phone 3G - Lƣu lƣợng OAM VNPT - MegaWAN/MetroNET, dịch vụ Crictical data VPN - MegaWAN/MetroNET, dịch vụ Crictical data VPN - Khách hàng Internet có nhu cầu đặc biệt HSI - Internet (Hộ gia đình, đại lý…) Residential his - Mobile service: Data 3G Số hóa Trung tâm Học liệu 802.1p (CoS) http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 53 3.2.1 Quản lý QoS mạng MEN [1] 3.2.1.1 Nguyên tắc chung Cơng nghệ MEN thƣờng cho phép kiểm sốt QoS đến khách hàng, dịch vụ hay cổng vật lý thiết bị giao tiếp với khách hàng (CE) Để thực đƣợc việc MEN sử dụng việc tạo nhiều mạng LAN ảo (VLAN), VLAN có ID riêng đƣợc nhận dạng tất thực thể mạng Tại nút mạng có khả xử lý phân biệt cho VLAN khác nhau, ngƣời ta thƣờng sử dụng hàng đợi cho VLAN hay cho lớp dịch vụ ƣu tiên xử lý dịch vụ hay khách hàng Tại thiết bị phía giao tiếp khách hàng (CE) thƣờng cho pháp phân loại dịch vụ, VLAN, đánh dấu nhận dạng loại lƣu lƣợng kiểm soát đầu vào Tại nút biên mạng (PE) thƣờng tích hợp kỹ thuật đánh lịch, quản lý hàng đợi, phân loại đánh dấu gói, làm mịn lƣu lƣợng đầu Các nút core thƣờng có tốc độ xử lý cao thƣờng tích hợp phần quản lý đệm, hàng đợi đánh lịch 3.2.1.1 Đặc điểm riêng Hiện MEN có cơng nghệ chính: Thuần Ethernet, MPLS/TMPLS PBT Trong công nghệ có vài điểm khác Mạng MEN sử dụng công nghệ Ethernet Ở đây, mạng MEN ethernet sử dụng chuẩn IEEE 802.1p chuẩn công nghiệp cung cấp chế để thực việc đảm bảo chất lƣợng dịch vụ (QoS) lớp điều khiển truy nhập (MAC) Việc đảm bảo chất lƣợng dịch vụ đƣợc thực thông qua việc sử dụng phân loại lƣu lƣợng thành Lớp dịch vụ (CoS) Có mức ƣu tiên dịch vụ đƣợc phân loại theo chuẩn đƣợc thực thông qua việc sử dụng bit trƣờng thiết lập độ ƣu tiên cho ngƣời sử dụng (user_priority) mào đầu IEEE 802.1Q khung lớp Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 54 Layer IEEE 802.1Q and IEEE 802.p Frame Preamble Start frame Delimiter DA SA Type TAG Bytes PT Data FCS bits used for CoS (IEEE 802.1p user priority) PRI CFI VLAN ID Hình 3.3: Cấu trúc khung 802.1p/q Mạng MEN sử dụng công nghệ MPLS Sử dụng trƣờng bit Exp mào đầu gói tin MPLS để phân biệt lớp QoS, có mức QoS khác Trong MPLS tạo VPN riêng MPLS kết hợp với kỹ thuật lƣu lƣợng để giám sát QoS cho VPN MPLS đƣợc sử dụng lớp 2.5 chồng giao thức Internet, lớp sử dụng công nghệ truy nhập Ethernet 802.1p/q Các lƣu lƣợng từ lớp đƣợc vận chuyển qua lớp MPLS thông qua việc ánh xạ mức QoS từ 802.1p/q sang MPLS Việc ánh xạ mức QoS việc sử dụng 802.1q MPLS dễ dàng nhƣ bảng 3.1 SLA 802.1p CoS MPLS EXP Best Effort 0 EIR 1 Bussiness Critical (CIR) 2 Call Control 3 Unused 4 Voice Transport 5 Unused 6 SP Network manager 7 Bảng 3.2: Ánh xạ mức QoS việc sử dụng 802.1q MPLS Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 55 Mạng MEN sử dụng công nghệ PBT Mạng MEN sử dụng công nghệ PBT sử dụng kỹ thuật, chế sau để đảm bảo chất lƣợng dich vụ Trên giao diện NNI hỗ trợ chế DiffServ PHBs (Per Hop Behavior) với nhiều lớp lƣu lƣợng: - UC-EF - UC-AF1x, UC-AF2x, UC-AF3x - UC-BE Giao diện UNI sử dụng chế phân loại (Classification), áp đặt sách (Policing) đánh dấu (Marking): - Lƣu lƣợng dịch vụ đƣợc phân loại dựa PHB (PHBclassified) đƣợc áp đặt sách giao diện UNI - Sự phân loại đƣợc thực theo tham số nhƣ: cổng, UC/MC, SVID, C-VID, 802.1p - Thực việc đánh dấu lại S-TAG 802.1p theo PHB mong muốn Theo kỹ thuật lƣu lƣợng ngƣời sử dụng đƣợc phân loại điểm truy nhập lối vào theo S-TAG 1p, sau giá trị đƣợc đƣa vào I-TAG B-TAG để trì QoS từ đầu cuối tới đầu cuối theo dịch vụ 3.2.2 Các chế bảo vệ kết nối cho BTS/NODEB Các chế bảo vệ tính sẵn sàng hệ thống, thiết bị yêu cầu đặt với nhà quản lý mạng Với mơ hình mạng backhaul tại, nodeB, BTS chạy qua hệ thống truyền dẫn SDH Hệ thống SDH có chế bảo vệ riêng đảm bảo độ sẵn sàng dịch vụ: - Phân đoạn mạng metro - Phần đoạn cuối truy nhập - Phần kết nối đến thiết bị điều khiển, thu gom RNC, BSC Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 56 3.2.2.1 Cơ chế bảo vệ phần đoạn cuối truy nhập Phần đoạn cuối truy nhập kết nối từ BTS/nodeB đền Switch L2 thu gom (hoặc đến CSG) từ switch L2 (hoặc CSG) đến UPE MEN Để đảm bảo an toàn phân đoạn này, đề xuất triển khai số giải pháp: - Mô hình đấu chuỗi: sử dụng 02 tuyến cáp quang kết nối theo hƣớng từ BTS/nodeB CSG Các CSG kết nối hƣớng cáp quang UPE MEN Trên hƣớng kết nối từ BTS/nodeB CSG từ CSG UPE, thực cấu hình LACP chạy mơ hình dự phịng chia tải - Mơ hình đấu vịng: Các CSG đƣợc đấu vòng với kết nối đến nút UPE MEN, sử dụng RSTP để chuyển mạch bảo vệ hƣớng bị kết nối 3.2.2.2 Cơ chế bảo vệ phân đoạn MEN Triển khai chế bảo vệ với dịch vụ mobile phân đoạn MEN, node UPE tập trung kết nối từ nodeB lên, ta thực cấu hình đƣờng hầm (tunel) dự phòng theo hƣớng mạng lõi MEN Cơ chế hoạt động đƣờng hầm đƣợc tạo LDP - Cơ chế bảo vệ kết nối đến thiết bị thu gom RNC/BSC Để đảm bảo độ sẵn sàng hệ thống, ta thực kết nối từ RNC/BTS theo hƣớng đến thiết bị lõi MEN Cơ chế đƣờng hầm MPLS TE mạng MEN phân phối lƣu lƣợng theo hai hƣớng RNC/BTS Cơ chế phân phối lựa chọn đƣờng đƣờng dự phịng để truyền lƣu lƣợng 3.2.2.3 Cơ chế bảo vệ phần kết nối đến thiết bị thu gom RNC, BSC Phần đoạn cuối truy nhập kết nối từ BTS/nodeB đền Switch L2 thu gom (hoặc đến CSG) từ switch L2 (hoặc CSG) đến UPE MEN Để đảm bảo an toàn phân đoạn này, đề xuất triển khai số giải pháp: - Mơ hình đấu chuỗi: sử dụng 02 tuyến cáp quang kết nối theo hƣớng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 57 từ BTS/nodeB CSG Các CSG kết nối hƣớng cáp quang UPE MEN Trên hƣớng kết nối từ BTS/nodeB CSG từ CSG UPE, thực cấu hình LACP chạy mơ hình dự phịng chia tải - Mơ hình đấu vịng: Các CSG đƣợc đấu vòng với kết nối đến nút UPE MEN, sử dụng RSTP để chuyển mạch bảo vệ hƣớng bị kết nối BSC RNC ASG1 ASG2 Mobile PE Trunking+load sharing Trunking+load sharing PE-AGG PE-AGG Vp ng e tiv g e òn Metro access hò ac ph ựp L dự pd VL L VLL activ VL Metro core Metro access UPE UPE SCG Switch L2 LACP SCG Switch L2 SCG Switch L2 nodeB BTS/NodeB SCG Switch L2 CP LA nodeB BTS/NodeB nodeB nodeB BTS/NodeB BTS/NodeB Hình 3.4: Mơ hình bảo vệ tổng hợp kết nối mobile backhaul 3.3 Triển khai Mobile backhaul MAN-E VNPT Tuyên Quang 3.3.1 Kết nối yêu cầu thiết bị - Việc xây dựng kết nối bao gồm hai phần chính: + Kết nối phần lõi bao gồm từ RNC tới lõi di động (MSC, Softswitch, GGSN, SGSN ) phần lõi mạng di động với + Kết nối Backhaul, bao gồm kết nối từ trạm BTS/NodeB đến Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 58 BSC/RNC - Các yêu cầu thiết bị: + CSG (Cell Site Gateway): Thực thu gom lƣu lƣợng từ từ BTS/NodeB Các CSG thƣờng đƣợc kết nối với tạo thành Ring để dự phịng Thiết bị cần có, giao diện GE cho hƣớng Uplink, giao diện FE/GE điện/quang, E1/T1 cho hƣớng Downlink Hỗ trợ tính phân biệt dịch vụ, ánh xạ lƣu lƣợng vào độ ƣu tiên khác mơ hình Diffserv, kết nối trunking 802.1q, QinQ + ASG (Aggregation Site Gateway): Để thu gom lƣu lƣợng thoại (GSM) từ CSG kết nối Thiết bị cần có: Giao diện kết nối tới MAN-E: GE/10GE giao diện kết nối tới BSC: FE/GE, STM1và E1 Nguyên tắc triển khai tận dụng tối đa hạ tầng truyền dẫn sẵn có, hạn chế việc triển khai thêm hệ thống truyền dẫn đảm bảo nâng cao chất lƣợng dịch vụ Khi thiết kế cần tuân thủ: Tận dụng tối đa hệ thống truyền dẫn sẵn có, khơng cần triển khai giải pháp với địa điểm có sẵn truyền dẫn cho trạm BTS; Lắp đặt ASG đài trạm vị trí với PE AGG đấu nối uplink với thiết bị PE AGG/ MAN E sử dụng kết nối GE/10GE + RNC: Bộ điều khiển trạm gốc (cho mạng 3G) + BSC: Bộ điều khiển trạm thu phát (cho mạng 2G) Bảng 3.3: Danh sách thống kê cấu hình thiết bị ASG Kết nối tới BSC STT Địa điểm lắp đặt ASG STM1 Kết nối tới MANE Kết nối RNC GE quang GE quang E1 0,2 km km 0,2 km Thổ Sơn 01 2 Thổ Sơn 01 2 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ km Số hóa Trung tâm Học liệu Sơn Dương nodeB nodeB Nông Tiến nodeB Sơn Nam nodeB nodeB Tuyến cáp quang đầu tư Node B BTS 2G nodeB nodeB Vĩnh Lợi Thái Long ASG ASG Ring MB1 Tuyên Quang Mỹ Lâm Long Bình An An Tường nodeB Ring MB4 Long Bình An Node B phát sóng Thái Long nodeB nodeB Hưng Thành Hưng Thành nodeB UPE Thổ Sơn Tân Hà UPE Yên Sơn Yên Sơn nodeB Sơn Nam nodeB Lưỡng Vượng nodeB Đồi 149 UPE Sơn Dương UPE Nông Tiến Tuyến cáp quang có sẵn Kim Xuyên nodeB Kim Xuyên Chợ Xoan Ring MB5 Nông Tiến Tràng Đà nodeB PE Agg Thổ Sơn Thổ Sơn Tuyên Quang nodeB CSG nodeB nodeB Văn Phú Cấp Tiến nodeB nodeB Tuyên Quang nodeB nodeB Ring MB6 Thổ Sơn nodeB Sơn Dương Tân Trào nodeB VT Nông Tiến nodeB Thượng Ấm nodeB nodeB Tân Trào Tràng Đà nodeB Tân Long Tràng Đà Tuyên Quang Tuyên Quang VP VTTQ nodeB nodeB nodeB Z113 Năng khả nodeB nodeB Tân Thành nodeB Ngọc Hôi Na Hang Na Hang nodeB nodeB Ỷ La Hàm Yên nodeB Km31 Km11 nodeB BĐT Ỷ La nodeB Hàm Yên Đồi 120 BĐT Đầm Hồng Na Hang Lâm Bình Ring MB3 nodeB nodeB UPE Hàm Yên Ring MB2 Chiêm Hóa PE Agg BĐT Tuyên Quang Chiêm Hóa Tân Bình Mỹ Lâm Phú Lâm nodeB UPE Chiêm Hoá UPE BĐT nodeB Sơ đồ kết nối trạm 2G, NodeB qua mạng Man-E Thái Sơn Km11 nodeB nodeB Thắng Quân Trung Môn Ỷ La Tân Hà nodeB nodeB nodeB nodeB 59 Hình 3.5: Sơ đồ kết nối trạm 2G NodeB qua mạng MAN-E http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 60 3.3.2 Kế hoạch triển khai Dự kiến kế hoạch triển khai Mobile backhaul VNPT Tuyên Quang theo giai đoạn: Hạ tầng mạng di động VNPT địa bàn tỉnh Tuyên Quang gồm hệ thống 2G/3G Vinaphone bao gồm: 105 trạm BTS 32 nodeB, dự kiến thời gian tới bổ sung khoảng 25 điểm trạm số lƣợng BTS 5, NodeB 20 Kết nối trạm BTS: sử dụng 01 luồng E1, kết nối thiết bị ghép kênh di động (mobile mux), mobile mux kết nối tới BSC đƣờng STM1 Kết nối trạm nodeB: kết nối luồng E1 nội tỉnh mobile mux Từ mobile mux sử dụng 01 luồng STM1 liên tỉnh kết nối sang thiết bị điều khiển RNC Nhƣ vậy, giai đoạn triển khai xây dựng 20 nodeB chuyển đổi 32 nodeB cũ qua mạng MEN Các nodeB triển khai mạng Vinaphone đƣợc kết nối qua thiết bị thu gom switch access (Switch L2) tới MAN-E RNC Tại Viễn thông Tuyên Quang cung cấp đƣờng FE tới nodeB qua Switch L2 MAN-E kếtt nối RNC Vinaphone đặt Hà Nội Đối với nodeB kết nối 4E1: thực chuyển đổi dần sang MAN-E giống nhƣ với nodeB triển khai mới, đồng thời giữ nguyên kết nối cho mạng 2G Giai đoạn 2: Trang bị 22 CSG thực chuyển đổi 2G qua mạng IP, đồng thời chuyển 20 nodeB từ switch L2 qua CSG Sau giai đoạn này, phân đoạn backhaul cho mạng di động thống kiến trúc nhất, kết nối CSG, qua MEN tập trung thiết bị thu gom ASG mạng di động Các thiết bị mạng độc lập, không bị tác động ảnh hƣởng dịch vụ khác trình khai thác hệ thống Hệ thống Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 61 đảm bảo hạ tầng cung cấp truyền tải tiến lên 4G (LTE) mà không cần trang bị thêm thiết bị 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Trong chƣơng trình bày phƣơng án triển khai Mobile backhaul lựa chọn phƣơng án triển khai Mobile backhaul MAN-E VNPT cụ thể VNPT Tuyên Quang, nhà cung cấp dịch vụ triển khai mạng MAN-E lớn Việt Nam Trình bày cấu trúc giải pháp Mobile Backhaul MAN-E, đƣa sơ đồ tổng quát đấu nối thiết bị Bên cạnh đề cập đến phƣơng án truyền tải 2G 3G qua mạng MAN-E ý đến chất lƣợng dịch vụ Từ mơ hình thấy mạng Mobile backhaul có nhiệm vụ tập trung lƣu lƣợng lớn từ lớp access để chuyển lên lớp Core Việc xử lý lƣu lƣợng, áp dụng sách chất lƣợng dịch vụ, khởi tạo dịch vụ nằm mạng Mobile backhaul Vì hệ thống mang MAN-E cần đảm bảo có hiệu độ tin cậy cao để đáp ứng đƣợc Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 62 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Nhu cầu sử dụng nhiều loại hình dịch vụ tốc độ cao với đƣờng truyền băng rộng từ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ngày lớn Đặc biệt năm 2013 dịch vụ IPTV dịch vụ băng rộng mạng di động 3G phát triển cách mạnh mẽ dẫn đến nhu cầu mạng truyền số liệu tốc độ cao thật vấn đề cấp thiết nhà cung cấp dịch vụ Mạng Mobile backhaul đƣợc triển khai với quy mơ tồn quốc đáp ứng đƣợc nhu cầu đủ dự phịng tƣơng lai Hiện nay, Tập đồn xây dựng mạng chuyển tải IP/NGN gồm mạng IP/MPLS Core mạng MAN E, mạng chuyển tải IP/NGN mạng chuyển tải Tập đoàn sử dụng kết nối mạng cố định (bao gồm băng rộng) di động VNPT định hƣớng xây dựng phƣơng án nhằm chuyển đổi Mobile backhaul dựa MAN-E, nhiệm vụ Viễn thông Tuyên Quang với hệ thống MAN-E đƣợc xây dựng hoàn thiện Luận văn xây dựng đƣợc phƣơng án chi tiết chuyển đổi phần Mobile backhaul dựa MAN-E nói chung nhƣ áp dụng triển khai địa bàn tỉnh Tuyên Quang Giải toán yêu cầu cho mạng di động nhƣ lựa chọn giải pháp thực truyền thoại qua mạng IP, cấp tín hiệu đồng mạng chuyển mạch gói, chế đảm bảo chất lƣợng dịch vụ khả dự phòng đƣợc đề cập Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trung tâm Công nghệ thông tin – Học viện Cơng nghệ Bƣu Viễn thơng CdiT (2008) Tài liệu đào tạo mạng MEN, Chương trình bồi dưỡng kiến thức công nghệ MEN [2] Lê Thanh, Những khái niệm Backhaul di động Carrier Ethernet Công ty Cổ phần Viễn thông – Tin học Bƣu điện [3] Nguyễn Đăng Thành (2012), Giải pháp Mobile backhaul ứng dụng mạng Viễn Thơng Hưng n (Bản tóm tắt Luận văn Thạc sỹ) Tiếng Anh [4] CISCO (2010), Cisco Mobile Backhaul Solution (2G and 3G), Proposal for VNPT; 5/2010 [5] MEF, The Benefits of Multiple Classes of Service for Ethernet Mobile Backhaul, January 2012, Version 1.0 [6] MEF, Implementation Agreement MEF 22.1 Mobile Backhaul, Phase 2, January 2012 [7] MEF, Implementation Agreement MEF 23.1, Carrier Ethernet Class of Service – Phase [8] MEF, Packet Synchronization over Carrie Ethernet Networks for Mobile Backhaul, A Formula for Deploying IEEE 1588v2 and Synchronous Ethernet: Investigate – Test – Deploy, January 2012 Website [9] www.dientuvietnam.net [10] www.vntelecom.org [11] www.tellabs.com/vn/solutions/mobilebackhaul.shtml [12] www.nokiasiemensnetworks.com/portfolio/solutions/mobilebackhaul [13] http://www.transmode.com/en/solutions/mobile-backhaul Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ PE/UPE ASG Kim Xuyên 38km 28km RNC BSC 35km PE Agg Thổ Sơn Long Bình An 9km Yên Sơn 40km UPE Sơn Dương Tuyến cáp quang đầu tư Tuyến cáp quang có sẵn Sơn Nam 25km Ring MB5 Nông Tiến 1,5km Ring MB4 UPE Yên Sơn 43km Mỹ Lâm 17km 68km UPE Thổ Sơn Đầm Hồng 3km 2GE 0.2km 3,5km 3km Ring MB1 3km UPE Chiêm Hoá 36km UPE Na Hang 6km PE Agg BĐT UPE BĐT Ring MB3 49km Na Hang 38km 54km Ring MB2 Lâm Bình Chiêm Hóa UPE Hàm n 49km 2GE 0.2km ASG Thổ Sơn 2GE Hàm Yên 12km Phù Lưu 2km 15km 1STM1 0.2km Sơn Dương 3,5km Ring MB6 3km Thổ Sơn BSC M1 m ST0.2k CSG Tràng Đà 3km Tuyên Quang BĐT 20km 6km m Km31 Km11 ASG Thổ Sơn 2k 2.GE Ỷ La MƠ HÌNH MẠNG IP MOBILE BACKHAUL VNPT TUYÊN QUANG E0 2.G 2k m RNC 64 Phụ lục 1: Mơ hình mạng IP Mobile backhaul VNPT Tuyên Quang nodeB Số hóa Trung tâm Học liệu nodeB nodeB nodeB nodeB nodeB nodeB nodeB VMS Cấp Tiến nodeB Chợ Xoan Nông Tiến Ring MB3 nodeB http://www.lrc-tnu.edu.vn/ nodeB nodeB nodeB Đại Phú Tuyến cáp quang đầu tư Tuyến cáp quang có sẵn NodeB phát sóng nodeB nodeB An Tường Hưng Thành NodeB BTS Kim Xuyên nodeB ThànhnodeB Lưỡng Vượng Hưng UPE Thổ Sơn Sơn Nam nodeB nodeB nodeB VMS Ninh Lai VMS Lâm Xuyên PE/UPE ASG CSG Văn Phú nodeB PE Agg Thổ Sơn UPE Sơn Dương Sơn Nam Kim Xuyên Ring MB2 Tuyên Quang Sơn Dương nodeB Cấp Tiến nodeB Nông Tiến nodeB Tràng Đà nodeB Thượng Ấm Sơn Dương Sơn Dương nodeB VT Nông Tiến Nông Tiến3 Tân Trào VMS Tú Thịnh Tràng Đà Tràng Đà Tân Long nodeB Tân Hà nodeB VMS Tân Hà TT Y tế DP nodeB Đồi 149 nodeB Thái Long An Tường nodeB UPE BĐT Long Bình An nodeB Yên Sơn UPE Yên Sơn PE Agg BĐT Vĩnh Lợi nodeB Long Bình An Ring MB1 VMS Đội Bình nodeB Thái Long Mỹ Lâm MƠ HÌNH KẾT NỐI MẠNG TRUYỀN TẢI MOBILE BACKHAUL VNPT TUYÊN QUANG – RING 1; 2; nodeB Mỹ Lâm Z113 Tân Bình nodeB nodeB nodeB Phú Lâm VMS Nhữ Hán nodeB nodeB VMS Phú Lâm 65 Phụ lục 2: Mơ hình kết nối mạng truyền tải Mobile backhaul VNPT Tuyên Quang - Ring 1; 2; Số hóa Trung tâm Học liệu nodeB nodeB http://www.lrc-tnu.edu.vn/ nodeB nodeB Đầm Hồng VMS Tân nodeB Thịnh VMS Vinh Quang nodeB Chiêm Hóa nodeB Ngọc Hội Ring MB6 nodeB nodeB Thổ Sơn nodeB nodeB Chiêm Hóa nodeB nodeB nodeB Đồi 120 Chiêm Hóa nodeB nodeB Ring MB4 VP VTTQ Tuyên Quang UPE Thổ Sơn Thổ Sơn Tuyên Quang VMS Tân An nodeB nodeB UPE Chiêm Hoá PE Agg Thổ Sơn nodeB Tuyên Quang Ngọc Hội nodeB Tuyến cáp quang đầu tư Tuyến cáp quang có sẵn NodeB phát sóng NodeB BTS Lâm Bình UPE Na Hang VMS Ngọc Hội Na Hang PE/UPE ASG CSG Năng Khả Lâm Bình Na Hang nodeB nodeB Na Hang nodeB Na Hang nodeB nodeB Tuyên Quang VMS Minh Xuân Tuyên Quang Tuyên Quang nodeB Phù Lưu nodeB nodeB nodeB Tân Hà Km11 nodeB Tân Thành nodeB Hàm Yên nodeB Km31 Ỷ La Yên Phú Hàm Yên Ỷ La VMS Phan Thiết Ring MB5 nodeB BĐT UPE Hàm Yên PE Agg BĐT nodeB VMS VMS VMS Tân Thành Minh DânPhù Lưu nodeB UPE BĐT BĐT MƠ HÌNH KẾT NỐI MẠNG TRUYỀN TẢI MOBILE BACKHAUL VNPT TUYÊN QUANG – RING 4,5,6 nodeB nodeB VMS Minh Hương Yên Nguyên VMS Hùng Đức VMS Tứ Quận nodeB nodeB nodeB Thái Sơn Tứ Quận VMS Thắng Quân Km11 nodeB nodeB Thắng Quân Trung Môn nodeB nodeB Ỷ La nodeB nodeB 66 Phụ lục 3: Mơ hình kết nối mạng truyền tải Mobile backhaul VNPT Tuyên Quang - Ring 4; 5; ... tài triển khai mạng viễn thông VNPT Tuyên Quang Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu khuyến nghị triển khai Mobile backhaul MAN-E mạng viễn thông VNPT Tuyên Quang, công nghệ lựa chọn đáp ứng yêu cầu mạng. .. MAN-E VÀ MOBILE BACKHAUL CỦA VIỄN THÔNG TUYÊN QUANG 2.1 KIẾN TRÚC MAN-E VIỄN THÔNG TUYÊN QUANG 2.1.1 Khái niệm mạng MEN-E Mạng Ethernet đô thị mạng sử dụng công nghệ Ethernet, kết nối mạng cục... Backhaul giải pháp Mobile Backhaul VNPT Tuyên Quang Bố cục luận văn Nội dung luận văn đƣợc trình bày 03 chƣơng nhƣ sau: Chƣơng I: Tổng quan Mobile Backhaul mạng MAN-E Chƣơng II: Hiện trạng mạng MAN-E