Đồ án tốt nghiệp tìm hiểu cộng nghệ mạng man e và ứng dụng của mạng man e tại vnpt hà nội

Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG 10 1.1 Giới Thiệu Chung 10 1.2 GIAO DIỆN CƠ BẢN CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG 11 1.3 MƠ HÌNH TỔ CHỨC CỦA MẠNG TRUY NHẬP QUANG 15 1.4 CÁC CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP QUANG 21 1.5 BẢNG TỔNG HỢP HAI CÔNG NGHỆ AON VÀ GPON 38 1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 40 CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN MẠNG ETHERNET IEEE 802.3 41 2.1 Tổng quan tổ chức IEEE họ chuẩn IEEE 802 41 2.1.1 Tổng quan tổ chức IEEE (tổ chức phát triển họ chuẩn IEEE 802) 41 2.1.2 Các tiêu chuẩn IEEE 42 2.2 Một số chuẩn thông dụng họ chuẩn IEEE 802 46 2.2.1 Chuẩn hóa mạng LAN/MAN hữu tuyến 46 2.2.2 Chuẩn hóa mạng LAN/MAN không dây 52 2.2.3 Chuẩn hóa thành phần khác 55 2.3 Bộ tiêu chuẩn IEEE 802.3 chuẩn hóa mạng Ethernet 56 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E 62 3.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG TRONG ETHERNET 62 3.2 CÁC TÍNH NĂNG CỦA MAN-E 64 3.2.1 Cấu trúc mạng MAN-E 65 3.2.2 Mơ hình phân lớp mạng MAN-E 66 3.2.3 Các điểm tham chiếu mạng MAN-E 67 3.2.4 Các thành phần vật lý mạng MAN-E 69 3.2.5 Lợi ích dùng dịch vụ Ethernet 70 3.3 CÁC DỊCH VỤ CUNG CẤP QUA MẠNG MAN-E 72 3.3.1 Mô hình dịch vụ Ethernet 72 3.3.2 Kênh kết nối ảo Ethernet (EVC: Ethernet Virtual Connection) 73 3.3.3 Các loại dịch vụ MAN-E 75 3.3.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 80 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp 3.4 CÁC YÊU CẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN-E 88 3.4.1 ĐỘ KHẢ DỤNG 88 3.4.2 ĐỘ TRỄ KHUNG .89 3.4.3 ĐỘ TRÔI KHUNG .90 3.4.4 TỶ LỆ TỔN THẤT KHUNG .90 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CÔNG NGHẸ MAN-E 92 4.1 MƠ HÌNH TRIỂN KHAI MẠNG MAN-E TẠI VNPT .92 4.1.1 KIẾN TRÚC MẠNG 92 4.1.2 MẠNG MAN-E DỰA TRÊN CÔNG NGHÊ MPLS .93 4.2 MƠ HÌNH MẠNG MAN-E TRONG CƠ SỞ HẠ TẦNG TRUYỀN THÔNG CỦA ĐÔ THỊ THÔNG MINH 103 4.2.1 Cấu trúc mạng băng rộng phê duyệt đến hết năm 2022 .103 4.2.2 Thiết kế tổng thể mạng băng rộng bổ sung giai đoạn 2023 105 4.2.2.1 Định cỡ băng thông theo dịch vụ: 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO .111 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Mạng truy nhập quang 10 Hình Cấu hình mạng truy nhập quang .11 Hình Cấu hình truy nhập FTTC 12 Hình Cấu hình truy nhập FTTB 13 Hình Cấu hình truy nhập FTTO/H 14 Hình Mơ hình tham chiếu mạng truy nhập quang .15 Hình Các khối chức OLT 16 Hình Các khối chức ONU 17 Hình Các ghép 8x8 tạo từ ghép 2x2 .18 Hình 10 Cấu trúc mạng cáp quang thuê bao 20 Hình 11 Sơ đồ mạng AON 21 Hình 12 Kiến trúc Home Run 22 Hình 13 Kiến trúc Ethernet tích cực .23 Hình 14 Mơ hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai cơng nghệ SDH-NG 25 Hình 15 Mơ hình mạng quang thụ động .27 Hình 16 Mơ hình ( sử dụng splitter 1:N ) .29 Hình 17 Mơ hình bus sử dụng tapcoupler .29 Hình 18 Mơ hình vòng 30 Hình 19 Lưu lượng hướng lên EPON 33 Hình 20 Mạng PON sử dụng sợi 37 Hình 1: Mơ hình phân tầng mạng LAN 45 Hình 2: Quan hệ số chuẩn IEEE mơ hình OSI 45 Hình 3: Vịng RPR 51 Hình 1: Cấu trúc mạng Man-E điển hình .65 Hình 2: Mơ hình mạng MAN-E theo lớp 66 Hình 3: Mơ hình điểm tham chiếu 68 Hình 4: Giao diện UNI mơ hình tham chiếu MAN-E 68 Hình 5: Mơ hình cung cấp dịch vụ Ethernet qua mạng MAN-E 72 Hình 6: EVC điểm – điểm .73 Hình 7: EVC điểm – đa điểm 74 Hình 8: EVC dạng 74 Hình 9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet 75 Hình 10: Dịch vụ E-LAN 77 Hình 11: Quá trình thực thêm UNI vào mạng MAN-E 77 Hình 12: Dịch vụ E-Tree 78 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp Hình 13: Dịch vụ E-Tree nhiều gốc .79 Hình 14: Ghép kênh dịch vụ 80 Hình 15: VLAN tag Preservation/Stacking 86 Hình 16: VLAN tag Translation/Swapping 87 Hình 17: Sự phân chia độ trễ mạng .89 Hình 4.1: Cấu trúc phân lớp mạng MAN-E 94 Hình 2: Chèn header MPLS 95 Hình 3: Gói tin dán nhãn MPLS 95 Hình 4: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bảo vệ tuyến kết nối 99 Hình 5: Luồng gói tin/nhãn thực FRR cho bao vệ nút 101 Hình 6: Cấu trúc MAN-E đến cuối năm 2022 105 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802 45 Bảng 4.1: Cấu hình BRAS-BNG cuối năm 2023 106 Bảng 4.2: Cấu hình lớp PE di động Vinaphone đến cuối năm 2023 (chưa nâng cấp) 107 Bảng 4.3: Cấu hình lớp PE di động Vinaphone đến cuối năm 2023 (đã nâng cấp) 108 Bảng 4.4: Cấu hình lớp PE-AGG kết nối liên mạng đến cuối năm 2023 109 Bảng 4.5: Cấu hình Ring PE-AGG cuối năm 2023 110 Bảng 4.6: Cấu hình thiết bị lớp cuối NPE cuối năm 2023 .111 Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT API AS ATM BGP BRAS BSS CBS CDMA CE CE-VLAN CIDR CIR CoS CPE CR-LDP C-VLAN DUT DWDM A Application Programming Interface Autonomous System Asynchronous Transfer Mode B Border Gateway Protocol Broadband Remote Access Server Base Station Subsystem C Commintted Burst Size Code Division Multiple Access Customer Edge Customer Edge Virtual LAN Classless Interdomain Routing Commintted Information Rate Class of Service Customer Premises Equipment Constranint - based Routing Label Distribution Protocol Carrier VLAN D Device Under Test Dense Wavelength Division Multiplex E E-LAN Ethernet LAN E-LINE Ethernet Line EPL Ethernet Private Line EP-LAN E-Tree EVC Ethernet Private LAN Ethernet Tree Ethernet Virtual Connection EVPL Ethernet Virtual Private Line F Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Giao diện lập trình ứng dụng Một tập hợp mạng có Chế độ chuyển mạch khơng Giao thức định tuyến tồn cầu Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa Hệ thống trạm gốc Kích thước bùng nổ cam kết đa truy nhập phân chia theo Phía khách hàng VLAN phí khách hàng Định tuyến Miền không phân biệt lớp Tốc độ truyền thông cam kết Lớp dịch vụ Thiết bị phía khách hàng Giao thức phân phối nhã định tuyến cưỡng VLAN truyền tải Thiết bị đo kiểm Ghép kênh theo bước sóng ghép mật độ cao Dịch vụ mạng LAN qua Ethernet Dịch vụ đường thuê bao qua Ethernet Đường thuê kênh riêng Ethernet Mạn LAN riêng qua mạng Ethetnet Dịch vụ dạng qua Đường kết nối ảo Đường thuê kênh riêng ảo qua Đồ Án Tốt Nghiệp FEC Forwarding Equivalence Class FRR Fast ReRouter GE IEEE ISO IN IP IPTV ISDN ISP ITU LAN LSP LSR MAC MAN-E MBA MEF MG MP2MP MS MSAN NE NNI NT NGN P2P PC PIR PON PVC QoS G Gigabit Ethenet I Institute of Electrical and Electronics Engineers International Organization for Standardization Intelligent network Internet Protocol Internet Protocol Television Integrated Services Digital Network Internet Service Provider International Telecommunications Union L Local Area Network Label-Switched Path Label-Switched Router M Medium Access Control Metro Area Network - Ethernet Maximum Burst Size Metro Ethernet Forum Media Gateway Multi Point to Multi Point Media server Multi Service Access Node N Network Element Network - Network Interface Network Termination Next generation networking P Point to Point Personal Computer Peak Information Rate Passive Optical Networks Permanent Virtual Circuit Q Quality of Service R Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Tập hợp gói vào mà có nhãn Định tuyến lại nhanh Gigabit Ethenet Học Viện kỹ nghệ Điện Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế mạng thơng minh Giao thức internet Truyền hình Internet Cơng nghệ băng hẹp Nhà cung cấp dịch vụ Internet Hiệp hội viễn thông quốc tế Mạng nội Đường chuyển mạch nhãn Bộ định tuyến chuyển Điều khiển truy nhập Mạng đô thị sử dụng cơng Kích thước bùng nổ tối đa Diễn đàn Metro Ethernet Cổng Phương Tiện Đa điểm đến đa điểm Cổng phương tiện Thiết bị truy cập đa dịch vụ Thành phần mạng Giao diện Mạng - Mạng Kết cuối mạng Mạng hệ sau Điểm đến điểm Máy tính cá nhân Tốc độ truyền thơng tối đa Mạng quang thụ động Chuyển tiếp khung Chất lượng dịch vụ Đồ Án Tốt Nghiệp RSVP RTFM WAN WDM Resource Reservation Protocol real time flow measurement S Synchronous Digital Hierarchy Service Excution Node Signaling Gateway Service Level Agreement Synchronous Optical Network Service Provider VLAN T Time division multiplexing Transport Edge Type of Service U User - Network Interface V Virtual LAN Virtual LAN Indentify Voice over Internet Protocol Virtual Private Network W Wide Area Network Wavelength Division Multiplex xDSL X x Digital Subcriber Line SDH SEN SG SLA SONET S-VLAN TDM TE ToS UNI VLAN VLAN ID VoIP VPN Hoàng Long – KTTT&TT - K59 Giao thức đăng ký trước Đo lưu lượng thời gian thực Hệ thống phân cấp số đồng gồm nút thực thi dịch vụ Cổng báo hiệ Thoả thuận cấp độ dịch vụ Mạng quang đồng VLAN phía nhà cung cấp Ghép kênh theo thời gian Kết cuối truyền dẫn Loại dịch vụ Giao diện người dùng - Mạng Mạng LAN ảo Số VLAN Thoại qua giao thức IP Mạng riêng ảo Mạng diện rộng Ghép kênh theo bước song quang Các dịch vụ kênh thuê bao số Đồ Án Tốt Nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển nhanh chóng, vượt bậc cơng nghệ truy nhập băng rộng (xDSL, FTTx…) dịch vụ (VoIP, IPTV, VoD…), đặc biệt xu hướng tiến lên NGN ác nhà khai thác Viễn thông Yêu cầu băng thông kết nối tới thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN) ngày cao, yêu cầu sở hạ tầng truyền tải phải đáp ứng công nghệ IP để sẵn sàng cho dịch vụ ngày tăng: multicast, end-to-end QoS, bandwitdh-on- demand…, yêu cầu đáp ứng băng thông cung cấp trực nhu cầu khách hàng khách hàng (FE, GE), yêu cầu khác Tất yêu cầu dẫn đến phát triển bùng nổ mạng MAN thành phố, đặc biệt mạng Ethernet-based MAN để truyền tải lưu lượng IP Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày cao giá thành ngày giảm Tốc độ truyền dẫn từ 100Mbps dần thay tốc độ Gbps 10Gbps chí 40Gbps Việc cho phép nhà cung cấp dịch vụ sử dụng cồng nghệ Ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa Với công nghệ Ethernet truyền thống mạng cáp đồng khoảng cách truyền dẫn tính đơn vị hàng chục mét 100 mét với cơng nghệ cáp quang, khoảng cách truyền dần tăng hàng trăm nghìn lần lên đến hàng chục KM Sử dụng công nghệ MAN-E để cung cấp dịch vụ chất lượng cao, dịch vụ đa dạng đến khách hàng nhà cung cấp dịch vụ xu hướng chung tồn giới Cơng nghệ Ethernet hầu hết nhà cấp thiết bị giới hỗ trợ Tại Việt Nam côn nghệ mạng MAN-E số nhà cung cấp dịch vụ viễn thông triển khai đưa vào khai thác thành công Tiêu biếu mạng MAN-E Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam VNPT, Tập đoàn VNPT phát triển mạng MAN-E dự vào đặc điểm sau: Hiệu chi phí: Chi phí đầu tư vận hành thấp Đơn giản: Đã tiêu chuẩn hóa khơng ngừng phát triển Được ứng dụng rộng rãi tất tổ chức, doanh nghiệp thiết bị gia đình Hồng Long – KTTT&TT - K59 Đồ Án Tốt Nghiệp Độ linh động cao: Quản lý băng thông mở rộng băng thông kết nối dễ dàng Hỗ trợ nhiều mô hình kết nối (topology) khác Tối ưu cho việc truyền tải thơng tin dạng gói, đặc biệt gói tin IP Mạng MAN-E phân khúc mạng nằm lớp Core lớp Access, có tổ chức thu gom lưu lượng đảm bảo yêu cầu chất lượng dịch vụ cho khách hàng Mạng MAN-E yếu tố cốt lõi để nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp dịch vụ băng rộng chất lượng cao khách hàng Tại Việt Nam cơng nghệ mạng MAN-E q trình triển khai có nhiều vấn đề cần nghiên cứu phát triển nhiên luận văn xin vào Tìm hiểu cộng nghệ mạng MAN-E Ứng dụng mạng MAN-E VNPT Hà Nội Đề tài bao gồm chương: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUY NHẬP QUANG Chương 2: TIÊU CHUẨN MẠNG ETHERNET IEEE 802.3 Chương 3: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E Trong q trình làm luận văn tơi nhận nhiều ý kiến đóng góm, giúp đỡ quý báu thầy cô giáo bạn bè đồng nghiệp Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên Vũ Hồng Hoa, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn giảng viên chuyên nghành kĩ thuật Truyền thông thông tin, khoa Điện – Điện Tử, trường ĐH GTVT, người trang bị cho kiến thức quý báu trình học tập Cảm ơn giúp đỡ, tạo điều kiện đồng nghiệp nôi công tác: VNPT Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn Hồng Long – KTTT&TT - K59 10