Nghiên cứu tổng quan về cấu trúc và nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau (ngn) của công ty viễn thông đăk lăk đak nông giai đoạn 2006 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Đề tài: GVHD : TS.NGUYỄN CẢNH MINH HVTH : TRẦN VĂN BÌNH LỚP : Cao học – K11 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10/2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Đề tài: LỜI CẢM ƠN -    - Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường đại học Giao Thơng Vận Tải tận tình dạy, truyền đạt kiến thức q báu cho tơi suốt thời gian học tập Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Cảnh Minh Ths Võ Trường Sơn tận tình quan tâm, giúp đỡ hướng dẫn tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Công ty Viễn thông Đăk Lăk- Đăk Nông đồng nghiệp tạo điều kiện, giúp đỡ thời gian nghiên cứu, hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, lần xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, tất bạn bè đồng nghiệp động viên giúp đỡ q trình hồn thành luận văn tốt nghiệp Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2006 Sinh viên thực Trần Văn Bình -i- MỤC LỤC **** LỜI CẢM ƠN: i MỤC LỤC: ii CÁC CHỮ VIẾT TẮT: iii LỜI MỞ ĐẦU: iv Chương 1- ĐẶT VẤN ĐỀ: 1.1 SỰ CẦN THIẾT XÂY DỰNG MẠNG NGN: 1.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CẤU TRÚC MẠNG NGN: 1.3 CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ LỘ TRÌNH XÂY DỰNG MẠNG NGN: 1.4 NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC MẠNG NGN CỦA CÔNG TY: 1.4.1 Nguyên tắc tổ chức mạng NGN lớp truy nhập: 1.4.2 Nguyên tắc tổ chức mạng NGN lớp truyền tải: Chương 2- TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MẠNG NGN: 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGN: 2.1.1 Khái niệm NGN: 2.1.2 Cấu trúc phân lớp NGN: CẤU TRÚC VẬT LÝ: 2.2.1 Cấu trúc vật lý mạng NGN: 2.2.2 Các thành phần mạng chức năng: 2.2.2.1 Media GateWay: 2.2.2.2 Media GateWay Controller: 2.2.2.3 Signalling GateWay: 2.2.2.4 Media Server: 2.2.2.5 Application Server/ Feature Server: 2.2 2.3 CẤU TRÚC CHỨC NĂNG CỦA MẠNG NGN: 11 2.3.1 Mô hình phân lớp chức mạng NGN: 11 2.3.2 Phân tích: 12 2.3.2.1 Lớp truy nhập: 13 2.3.2.2 Lớp truyền tải: 13 2.3.2.3 Lớp điều khiển: 14 2.3.2.4 Lớp ứng dụng dịch vụ: 15 2.3.2.5 Lớp quản lý: 15 2.4 CHUYỂN MẠCH MỀN (SOFTSWITCH): 16 2.4.1 Sự đời chuyển mạch mềm: 16 2.4.1.1 Khấi niệm chuyển mạch mềm: 16 2.4.1.2 Vị trí chuyển mạch mềm mơ hình phân lớp chức củaNGN: 17 - ii - 2.4.1.3 Thành phần chuyển mạch mềm: 18 2.4.2 Các giao thức hoạt động: 22 2.4.2.1 SIP: 23 2.4.2.2 MGCP: 25 2.4.2.3 SIGTRAN: 26 2.4.2.4 RTP: 29 2.3.3 So sánh hoạt động chuyển mạch mềm chuyển mạch kênh: 30 2.3.3.1 Các đặc tính huyển mạch: 31 2.3.3.2 Cấu trúc chuyển mạch: 32 2.3.3.3 Quá trình thực chuyển mạch: 32 2.5 BÁO HIỆU TRONG MẠNG THẾ HỆ SAU: 34 2.5.1 Giới thiệu báo hiệu: 34 2.5.2 Báo hiệu H.323: 35 2.5.2.1 Tổng quan H.323: 35 2.5.2.2 Các thành phần H.323: 35 2.5.2.3 Vùng hoạt động: 39 2.5.2.4 Các giao thức thuộc H.323: 39 Chương 3- CẤU TRÚC MẠNG VIỄN THÔNG CỦA CÔNG TY VIỄN THÔNG 46 ĐĂK LĂK- ĐĂK NÔNG: 3.1 CẤU TRÚC MẠNG NGN: 46 3.1.1 Cấu trúc mạng chuyển mạch vùng lớp biên: 46 3.1.2 Cấu trúc chức phần tử mạng NGN: 47 3.1.2.1 Media Gateway hiG1000: 47 3.1.2.2 Edge Router ERX1410: 54 3.1.2.3 Tổng đài ERX705: 63 3.1.2.4 ADSL: 64 3.2 CẤU TRÚC MẠNG PSTN: 69 3.2.1 Mạng chuyển mạch: 69 3.2.1.1 Các chủng loại thiết bị chuyển mạch sử dụng mạng: 69 3.2.1.2 Cấu trúc mạng chuyển mạch tại: 69 3.2.1.3 Phương thức đồng báo hiệu: 76 3.2.2 Mạng truyền dẫn: 77 3.2.2.1 Các chuyển loại thiết bị truyền dẫn sử dụng mạng: 77 3.2.2.2 Sơ đồ tổ chức mạng truyền dẫn tại: 78 3.2.3 Mạng truy nhập: 81 3.2.3.1 Mạng truy nhập truyền thống: 81 3.2.3.2 Mạng truy nhập đại: 82 - ii - 3.2.3.3 Mạng truy nhập ngày nay: 83 3.2.3.4 Các thiết bị mạng truy nhập: 84 Chương 4- NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC MẠNG THẾ HỆ SAU: 89 4.1 SỰ CẦN THIẾT XÂY DỰNG MẠNG NGN: 89 4.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI CẤU TRÚC MẠNG THẾ HỆ SAU: 89 4.3 NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC MẠNG NGN CỦA CÔNG TY: 90 4.3.1 Tổ chức mạng NGN lớp truy nhập: 90 4.3.2 Tổ chức mạng NGN lớp truyền tải: 91 4.4 KẾT NỐI MẠNG NGN VỚI MẠNG HIỆN TẠI: 92 4.4.1 Kết nối với mạng PSTN: 92 4.4.2 Kết nối với mạng Internet: 93 4.4.3 Kết nối với mạng FR, X25 tại: 93 LỘ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI: 94 4.5 4.5.1 Yêu cầu: 94 4.5.2 Nguyên tắc thực hiện: 94 4.5.3 Lộ trình chuyển đổi: 94 Chương 5- XÂY DỰNG MẠNG THẾ HỆ SAU NGN CỦA CÔNG TY VIỄN 97 THÔNG ĐĂK LĂK ĐĂK NÔNG GIAI ĐOẠN 2006-2010: 5.1 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MẠNG VIỄN THÔNG CÔNG TY: 97 5.1.1 Về cấu trúc mạng truy nhập: 97 5.1.2 Về chủng loại thiết bị, công nghệ, quản lý khai thác: 97 5.1.3 Về khả cung cấp dịch vụ: 97 5.1.4 Về mạng truyền dẫn: 98 5.2 XÂY DỰNG MẠNG NGN CỦA CÔNG TY: 98 5.2.1 Giải pháp cho xây dựng mạng NGN: 98 5.2.1.1 Chuyển mạc hệ sau: 99 5.2.1.2 Truy nhập hệ sau: 100 5.2.1.3 Quản lý hệ sau: 103 5.2.2 Xây dựng mạng NGN lớp truy nhập: 104 5.2.2.1 Công nghệ cho mạng truy nhập: 104 5.2.2.2 Thiết bị cho mạng truy nhập: 111 5.2.2 Xây dựng mạng truy nhập Công ty giai đoạn 2006-2010: 113 5.2.3 Xây dựng mạng NGN lớp truyền tải: 115 5.2.3.1 Xây dựng mạng truyền dẫn: 115 5.2.3.2 Xây dựng mạng chuyển mạch vùng lớp biên: 122 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI v TÀI LIỆU THAM KHẢO vi - ii - - ii - CÁC CHỮ VIẾT TẲT AAA Accounting, Authentication, and Authorization ACM : : AD : Analog to Digital A-F : Accounting Function AN : Access Network ANM : Answer Message ANSI : American National Standard Institute API : Application Progam Ineterface APON : ATM Passive Optical Network APZ : Control Port AXE AS-F : Application Server Function ATM : Asynchronous Transfer Mode ATP : Telephony Port Of AXE AU : Access Unit AUS : Access Unit Switch BPON : Broadband Passive Optical Network CA-F : Call Agent Function CAP : Corrierless Amplitude and Phone CAPEX : Capital Expenditure CCS : Common Chanel Signalling Sub System CDMA : Code Division Multiple Access CDR : Call Dietail Record CHS : Charging Sub System COLIU : Central Office Line Interface Unit COLIV : Central Office Line Interface Unit CPG : Call Progress Message CRCX : Create Connection CSS : Concentrator Stage Switch DHCP : Dynamic Host Control Protocol DLC : Digital Loop Carrier DNS : Domain Name Server DSL : Digital Subscriber Line Address Complete Message - iii - DSP : Digital Signal Processors EAR : Engine Access Ramp ENOM : E.164 Number (IEIF) ETS : Earope Telemunication Standards Institute FTTB : Fiber to the Building FTTC/FTTN : Fiber to the Curb/Node FTTP/FTTH : Fiber to the Premises/Homes GE : Gigabit Ethernet GPON : Gigabit Passive Optical Network GPRS : General Packet Radio Service GSM : Global System For Mobile Communication GSS : Group Switching Sub System IAD : Intergrate Access Divice IAM : Initial Address Message ILIU : Intergrated Line Interface Unit IN : Intelligent Network IP : Internet Protocol IP Sec : Internet Protocol Security ISP : Internet Service Provider ISUP : ISDN User Part IW-F : Interworking Function LAN : Local Area Network LC : Line Concentrator LDF : Line Distribution Frame LE : Local Exchange LIC : Line Ingrate Circuit LT : Line Terminal LTX : Local Tandem M2UA : MTP2 User Adaptation M3UA : MTP3 User Adaptation MACCG : Multi Access Group MAN : Metropolitan Access Network MDCX : Modify Connection - iii - MDF : Main Distribution Frame Megaco : MEdia GAteway COntroller Protocol MGC : Media Gateway Controller MGC-F : Media Gateway Control Function MGCP : Media Gateway Controller Protocol MG-F : Media Gateway Function MGW : Media Gateway MPLS : Multi Protocol Label Switching MSF : Multiservice Switching Forum MS-F : Media Server Function MSTP : Multi-Service Transport Platrom MTP3 : Message Transfer Part Layer NG-SDH : Next General – Synchronous Digital Hierarchy NMS : Network Management Sub System OLT : Optical Line Terminal ONT : Optical Network Terminal OPEX : Operation Expenditure PON : Passive Optical Network PPP : Point To Point Protocol PSTN : Public Switched Telephone Network PVC : Permoment Viatual Circuit RAS : Remote Access Network RAS : Remote Access Network R-F : Routing Function RLC : Remote Line Concentrator RSVP : ReSerVation Protocol RTCP : Real Time Control Protocol RTCP : Real Time Control Protocol RTLIO : Remote Terminal Line Interface Unit RTLIU : Remote Terminal Line Interface Unit RTSP : Real Time Streaming Protocol SCCP : Signaling Connection Control Part SCTP : Stream Control Transport Protocol - iii - Chương 5: 24 VDSL Bonded ADSL2+ 100 % ADSL2+ ADSL2 12 ADSL RE-ADSL2 SHDSL Đài/Trạm 1km 2km 3km 4km 5km % Khách hàng cung cấp dịch vụ Tốc độ Mbps 52 48 Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty 6km _ 7km Hình 5.13: Tốc độ, khoảng cách số loại DSL Như phân tích, có nhiều giải pháp, công nghệ cho mạng truy nhập thuê bao Mỗi giải pháp, cơng nghệ có ưu khuyết điểm riêng Để phù hợp với việc xây dựng mạng truy nhập ta chọn giải pháp công nghệ cho mạng truy nhập thuê bao sau: Thiết bị trời Thiết bị (tại trạm) Thiết bị (tại tổng đài) BPON ->GPON TDM FTTN ATM VDSL2 PON IP FTTN P2P FTTN Wireless Hình 5.14: Các giải pháp cho mạng truy nhập thuê bao - 110 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty - Cáp quang đến nhà khách hàng trực tiếp (ME) - Cáp đồng (với cơng nghệ xDSL có tốc độ cao) - WBA 5.2.2.2.Thiết bị cho mạng truy nhập: 5.2.2.2.1.Thiết bị EAR: (Engine Access Ramp) Ericsson giới thiệu sản phẩm Engine access ramp gồm dòng sản phẩm đáp ứng yêu cầu giải pháp mạng truy nhập: truy nhập băng hẹp, đa truy nhập, truy nhập kiểu ADSL, phân tách DSL, chuyển mạch ghép, chuyển mạch đơn, tích hợp ATM … Ericsson phát triển EAR thành hai kiểu truy cập hệ thống Kiểu thứ kết nối đến tổng đài AXE, kiểu thay cho SSS/RSS hệ thống AXE-106 có tên nhóm đa truy cập MACCG (Multi Access Group) Kiểu thứ hai kết nối với tổng đài EAR hổ trợ chuẩn giao diện V5.2 - Cấu trúc EAR: Có loại board mạch sử dụng EAR : + Bo mạch AU (Access Unit): bo mạch truy nhập liên quan đến mạch giao diện đường dây, tuỳ theo loại hình dịch vụ mà có kiểu bo với kích thước dung lượng khác Bo mạch AU băng hẹp sử dụng cho mạng điện thoại cơng cộng PSTN 30 th bao, có hai loại: • LIC 30 dựa sở mạch SLIC • ALB 30 tính cao Mbit/s ENGINE ACCESS RAMP PSTN AXE AU ETC AUS ISDN-PRA ETC ISDN_BA AU RPG GS TAU RPG AU ETC AUS ETC ADSL AU TAU ET RP RP RPB SDH (155 Mbit/s) CP-A Hình 5.15: Kết hợp phần cứng EAR AXE - 111 - CP-B Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty + Bo mạch AU sử dụng cho mạng số đa dịch vụ ISDN-BA (2B+D) gồm 15 thuê bao + Bo mạch ứng dụng cho băng rộng có hai kiểu: Bo AU sử dụng cho truy nhập đường thuê bao số tốc độ cao HDSL bo mạch AU sử dụng cho truy nhập đường thuê bao số cận đồng ADSL - Khả chuyển đổi nút mạng EAR: Media Gateway Media Gateway Edge Router Hình 5.16: Chuyển đổi nút mạng 5.2.2.2.2 Thiết bị IP-DSLAM: Từ nhược điểm thiết bị truy nhập ưu điểm công nghệ IP hướng đến lựa chọn khác, thiết bị truy nhập IP, gọi IP-DSLAM Đây dòng thiết bị truy nhập tiên tiến, hội tụ nhiều công nghệ tảng mạng hệ sau Là dòng thiết bị chạy mạng IP, IP-AN có đặc điểm quan trọng sau: - Băng thông/ dung lượng hệ thống gần không hạn chế - Truy nhập băng rộng IP - Dễ dàng mở rộng - Cung cấp tất dịch vụ qua mạng IP - Dễ dàng tích hợp với mạng viễn thông hệ sau (trên mạng chuyển mạch mềm) - Giá thành tính theo đầu thuê bao thấp - Chi phí vận hành mạng thấp - Kiến trúc đơn giản (IP over SDH, DWDM) - 112 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty PSTN POTS/PSTN gateway máy ĐT IP IP hay MPLS softswitch xDSL access gateway IP hay MPLS switch-router Hình 5.17: Thiết bị truy nhập IP mạng hệ sau Với chức thiết bị truy nhập, băng thơng sản phẩm IP-AN nói gần khơng hạn chế thực tế tắc nghẽn: từ Gigabit Ethernet (1Gb/s) cho khu vực có số lượng th bao trung bình đến 10G/OC-192c cho khu vực mật độ thuê bao băng rộng cao Thiết bị IP, biết, có giá thành tính theo băng thơng thấp Việc mở rộng hệ thống thực dễ dàng cách thay thế/ bổ sung card giao tiếp Tất dịch vụ thoại/ liệu cung cấp mạng IP, hệ thống hỗ trợ đầu cuối tương tự truyền thống máy điện thoại máy fax Ngoài đầu cuối kỹ thuật số H.323, SIP hỗ trợ Trong mạng truy nhập IP, softswitch thực chuyển mạch điều khiển gọi đầu cuối tương tự số Việc phối hợp hoạt động thiết bị truy nhập IP mạng PSTN tổ chức thông qua media gateway 5.2.2.3 Xây dựng mạng truy nhập Công ty giai đoạn 2006- 2010: Xu hướng phát triển mạng PSTN lên mạng NGN nói tất yếu Tuy nhiên lộ trình nâng cấp mạng nhà khai thác khác có nhiều điểm khác biệt Mỗi nhà khai thác có điểm đặc biệt cấu hình mạng lưới triển khai Xét góc độ mạng truy nhập, việc xây dựng mạng truy nhập để phục vụ thuê bao vấn đề nan giải VNPT nói chung Cơng ty viễn thơng Đăk Lăk- Đăk Nơng nói riêng kinh doanh bối cảnh có nhiều đối thủ cạnh tranh (như Vietel, EVN, SFone ) chuẩn bị tham gia phát triển thuê bao khu vực Đăk Lăk, Đăk Nơng Trong tình hình đó, việc lựa chọn chiến lược phát triển mạng truy nhập có ý nghĩa quan trọng, để thắng cạnh tranh nâng cao hiệu kinh doanh cần phải: - Đảm bảo thời gian triển khai dịch vụ ngắn - Chi phí phát triển thuê bao thấp - Mạng truy nhập có khả cung cấp dịch vụ băng rộng dịch vụ khác - Dễ dàng tích hợp vào mạng truy nhập NGN Như vậy, tình này, giải pháp kéo thêm cáp đồng đến khu vực có nhu cầu chưa giải pháp tối ưu Sử dụng thiết bị truy nhập đại khu vực tập trung thuê bao khả cần xem xét - 113 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty TOLL ATM/IP Chuyển mạch lớp Core ATM/IP Chuyển mạch lớp biên Líp Chun t¶i Tuy nhiên, vấn đề lớn đặt đầu tư vào mạng truy nhập liệu có mang lại hiệu kinh tế, hợp lý mặt kỹ thuật, mà tồn mạng lưới chuyển tiến đến mạng hệ sau? Lý bối cảnh Công ty chưa thể đưa thiết bị truy nhập IP tiên tiến vào mạng lưới, lý đơn giản mạng PSTN nội hạt chưa sẵn sàng để hỗ trợ thiết bị Đầu tư vào thiết bị DLC sử dụng V5.x tiềm ẩn nhiều mạo hiểm Liệu thiết bị có trở thành gánh nặng mạng lưới thiết bị chuyển mạch thay tổng đài chuyển mạch mềm tương lai? Vì lý đó, cần thiết phải có dịng thiết bị truy nhập đáp ứng tốt yêu cầu giai đoạn độ Các thiết bị thiết kế để đáp ứng cách hiệu mềm dẻo nhất, trình chuyển đổi mạng nội hạt từ kiến trúc TDM lên kiến trúc gói tương lai: - Hỗ trợ giao diện PSTN truyền thống, đầu cuối analog - Hỗ trợ báo hiệu V5.x kết nối với tổng đài nội hạt hoạt động (tức làm việc thiết bị DLC) - Khi cần thiết nâng cấp phần mềm để chuyển sang dùng giao thức báo hiệu gọi tiên tiến nhất, SIP, Megaco hoạt động access gateway mạng NGN Việc nâng cấp phần mềm cần thực tổng đài nội hạt thay thế, thiết bị chuyển sang hoạt động mạng softswitch Như vậy, mạng truy nhập sử dụng thiết bị tương đối dễ dàng thích ứng với mạng nội hạt hệ sau, trình chuyển đổi lên NGN diễn cách mềm dẻo Công ty ISDN ATM IP FR LL WLL HOST Nâng cấp RAS Vệ tinh nâng cấp RAS POST ISDN ATM IP LL Nót truy nhËp ATM/IP MSC GSM, 2G, 3G POST ISDN IP ATM FR LL Mạng cố định Mạng di động Hình 5.18: Cấu trúc mạng truy nhập - 114 - Líp truy nhËp POST Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty -Đối với mạng di động trang bị mở rộng mạng GPRS kết hợp với 3G công nghệ CDMA HLR C O R E N E T W O R K NGN platform SCP CAMEL Msc-3g ATM & IP PLANE SGSN R A S BSC GGSN BT INTERNET UMTS RNC BT BT ISDN/PSTN Msc-3g BT Thế hệ 3G Thế hệ 2G WCDMA MS MS Hình 5.19: Cấu trúc mạng di động 3G-W-CDMA đa dịch vụ 5.2.3 Xây dựng mạng NGN lớp truyền tải: 5.2.3.1.Xây dựng mạng truyền dẫn: 5.2.3.1.1 Công nghệ cho mạng truyền dẫn: 5.2.3.1.1.1 Công nghệ IP: Sự phát triển đột biến IP, tăng trưởng theo cấp số nhân thuê bao Internet thực tế khơng cịn phủ nhận Hiện lượng dịch vụ lớn mạng đường trục thực tế từ IP Trong cơng tác tiêu chuẩn hóa loại kỹ thuật, việc bảo đảm tốt cho IP trở thành trọng điểm công tác nghiên cứu IP giao thức chuyển tiếp gói tin Việc chuyển tiếp gói tin thực theo chế phi kết nối IP định nghĩa cấu đánh số, cấu chuyển tin, cấu định tuyến chức điều khiển mức thấp (ICMP) Gói tin IP gồm địa bên nhận, địa số tồn mạng mang đầy đủ thơng tin cần cho việc chuyển gói tới đích Cơ cấu định tuyến có nhiệm vụ tính tốn đường tới nút mạng Do vậy, cấu định tuyến phải cập nhật thông tin topo mạng, thông tin nguyên tắc chuyển tin (như BGP) phải có khả hoạt động mơi trường mạng gồm nhiều nút Kết tính tốn cấu định tuyến lưu - 115 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty bảng chuyển tin (forwarding table) chứa thông tin chặng để gửi gói tin tới hướng đích Dựa chuyển tin, cấu chuyển tin chuyển mạch gói IP hướng tới đích Phương thức chuyển tin truyền thống theo chặng Ở cách này, nút mạng tính tốn mạng chuyển tin cách độc lập Phương thức này, yêu cầu kết tính tốn phần định tuyến tất nút phải quán với Sự không thống kết dẫn đến việc chuyển gói tin sai hướng, điều đồng nghĩa với việc gói tin Kiểu chuyển tin theo chặng hạn chế khả mạng Ví dụ, với phương thức này, gói tin chuyển tới địa qua nút chúng truyền qua tuyến tới điểm đích Điều khiến cho mạng thực số chức khác định tuyến theo đích, theo dịch vụ Tuy nhiên, bên cạnh đó, phương thức định tuyến chuyển tin nâng cao độ tin cậy khả mở rộng mạng Giao thức định tuyến động cho phép mạng phản ứng lại với cố việc thay đổi tuyến router biết thay đổi topo mạng thông qua việc cập nhật thông tin trạng thái kết nối Với phương thức CDIR (Classless Inter Domain Routing), kích thước tin trì mức chấp nhận được, việc tính tốn định tuyến nút tự thực hiện, mạng mở rộng mà khơng cần thay đổi Tóm lại, IP giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy khả mở rộng cao Tuy nhiên, việc điều khiển lưu lượng khó thực phương thức định tuyến theo chặng Mặt khác, IP truyền gói liệu Best Effort nên gần khơng có cơng cụ để kiểm sốt QoS loại dịch vụ truyền tải 5.2.3.1.1.2 Cơng nghệ ATM: Cơng nghệ ATM dựa sở phương pháp chuyển mạch gói, thơng tin nhóm vào gói tin có chiều dài cố định, ngắn; vị trí gói khơng phụ thuộc vào đồng hồ đồng dựa nhu cầu kênh cho trước Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ dịch vụ khác ATM có hai đặc điểm quan trọng : - Thứ ATM sử dụng gói có kích thước nhỏ cố định gọi tế bào ATM , tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn làm cho trễ truyền biến động trễ giảm đủ nhỏ dịch vụ thời gian thực, tạo điều kiện cho việc hợp kênh tốc độ cao dễ dàng - Thứ hai, ATM có khả nhóm vài kênh ảo thành đường ảo nhằm giúp cho việc định tuyến dễ dàng ATM khác với định tuyến IP số điểm Nó công nghệ chuyển mạch hướng kết nối Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải thiết lập trước thông tin gửi ATM yêu cầu kết nối phải thiết lập nhân công thiết lập cách tự động thông qua báo hiệu Mặt khác, ATM không thực định tuyến nút trung gian Tuyến kết nối xuyên suốt xác định trước trao đổi liệu giữ cố định suốt thời gian kết nối Trong trình thiết lập kết nối, tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết nối nhãn Việc thực hai điều: dành cho kết nối số tài nguyên xây dựng - 116 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty bảng chuyển tế bào tổng đài Bảng chuyển tế bào có tính cục chứa thông tin kết nối hoạt động qua tổng đài Điều khác với thông tin toàn mạng chứa bảng chuyển tin router dùng IP Quá trình chuyển tế bào qua tổng đài ATM tương tự việc chuyển gói tin qua router Tuy nhiên, ATM chuyển mạch nhanh nhãn gắn cell có kích thước cố định (nhỏ IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ nhiều so với IP router, việc thực hện thiết bị phần cứng chuyên dụng Do vậy, thông lượng tổng đài ATM thường lớn thông lượng IP router truyền thống Hiện mạng sử dụng hai cơng nghệ ATM IP Giai đoạn 2006 đến 2010 chọn lựa công nghệ nào- Chúng ta xem xét khía cạnh khả truyền tải dịch vụ ATM/IP, dịch vụ thoại dịch vụ cần xem xét Với đặc điểm cộng với giá thành thiết bị IP ngày giảm Công nghệ IP xem giải pháp tốt cho mạng trục mạng truy nhập Nếu chọn thiết bị IP cần lưu ý vấn đề sau để đảm bảo QoS: - IP kết hợp MPLS - Đảm bảo lực thoã mãng đường trục(Over-Provisioning) - Intserv RSVP: xử lý kết nối Khi có yêu cầu kết nối, RSVP kiểm tra tài nguyên mạng xem có khả thiết lấp kết nối từ đầu đến cuối với QoS xác định - DiffServ: xếp loại ưu tiên gói liệu, gói liệu dịch vụ thoại, hình có độ ưu tiên cao - Cấu trúc mạng hợp lý (sử dụng Edge/Core Router để có đường ngắn) - Quản lý sử dụng hiệu băng thông mạng trục(XDSL, MAN không yêu cầu cao QoS) - Các tính hổ trợ Edge/Core Router (Shaping, Queuing,…) 5.2.3.1.1.3 Công nghệ MPLS: Bất kể kỹ thuật ATM coi tảng mạng số đa dịch vụ băng rộng (B-ISDN), IP đạt công lớn thị trường nay, tồn nhược điểm khó khắc phục Sự xuất MPLS– kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức giúp có chọn lựa tốt đẹp cho cấu trúc mạng thông tin tương lai Phương pháp dung hợp cách hữu hiệu lực điều khiển lưu lượng thiết bị chuyển mạch với tính linh hoạt định tuyến Hiện có nhiều người tin tưởng cách chắn MPLS phương án lý tưởng cho mạng đường trục tương lai MPLS tách chức IP router làm hai phần riêng biệt : chức chuyển gói tin chức điều khiển Phần chức chuyển gói tin, với nhiệm vụ gửi gói tin router, sử dụng chế hóan đổi nhãn tương tự ATM Trong MPLS, nhãn số có độ dài cố định khơng phụ thuộc vào lớp mạng Kỹ thuật hóan đổi nhãn chất việc tìm nhãn gói tin bảng nhãn để xác định tuyến gói nhãn Việc đơn giản nhiều so với việc xử lý gói tin theo kiểu thông thường, vậy, cải thiện khả thiết bị Các router sử dụng kỹ thuật gọi LSR (Label Switch Router) Phần chức điều khiển MPLS bao gồm giao - 117 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty thức định tuyến lớp mạng với nhiệm vụ phân phối thông tin LSR, thủ tục gán nhãn để chuyển thông tin định tuyến thành bảng định tuyến cho việc chuyển mạch MPLS hoạt động với giao thức định tuyến Internet khác OSPF (Open Shortest Path First) BGP (Border Bateway Protocol) Do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng cho phép thiết lập tuyến cố định, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ tuyến hoàn toàn khả thi Đây điểm vượt trội MPLS so với định tuyến cổ điển Ngồi ra, MPLS cịn có chế chuyển tuyến (fast rerouting) Do MPLS công nghệ chuyển mạch hướng kết nối, khả bị ảnh hưởng lỗi đường truyền thường cao cơng nghệ khác Trong đó, dịch vụ tích hợp mà MPLS phải hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao Do vậy, khả phục hồi MPLS đảm bảo khả cung cấp dịch vụ mạng không phụ thuộc vào cấu khôi phục lỗi lớp vật lý bên Bên cạnh độ tin cậy, công nghệ MPLS khiến cho việc quản lý mạng dễ dàng Do MPLS quản lý việc chuyển tin theo luồng thông tin, gói tin thuộc FEC xác định giá trị nhãn Do vậy, miền MPLS, thiết bị đo lưu lượng mạng dựa nhãn để phân loại gói tin Lưu lượng qua tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) giám sát cách dễ dàng dùng RTFM ( Real- Time Flow Measurement) Bằng cách giám sát lưu lượng LSR, nghẽn lưu lượng phát vị trí xảy nghẽn lưu lượng xác định nhanh chóng Tuy nhiên, giám sát lưu lượng theo phương pháp khơng đưa tồn thơng tin chất lượng dịch vụ (ví dụ trễ từ điểm đầu đến điểm cuối miền MPLS) Tóm lại, MPLS cơng nghệ chuyển mạch IP có nhiều triển vọng Với tính chất cấu định tuyến mình, MPLS có khả nâng cao chất lượng dịch vụ mạng IP truyền thống Bên cạnh đó, thơng lượng mạng cải thiện cách rõ rệt Tuy nhiên, độ tin cậy vấn đề thực tiễn khiến việc triển khai MPLS mạng Internet bị chậm lại Bảng so sánh công nghệ: Công nghệ IP ATM MPSL Bản chất - Là giao - Sử dụng gói tin - Tích hợp ATM IP cơng nghệ thức chuyển chiều dài cố định - Chuyển gói tin sở mạch gói có độ 53 byte gọi tế nhãn qua đường chuyển tin cậy khả bào (cell) mạch nhãn mở rộng - Nguyên tắc định - Có thể áp dụng nhiều tuyến: chuyển đổi môi trường mạng khác cao - Do phương VPI/VCI IP, ATM, Ethernet, FR thức định tuyến - Nền tảng phần theo chặn cứng tốc độ cao nên điều khiển lưu lượng khó thực Ưu điểm - Đơn giản, hiệu - Tốc độ chuyển Tích hợp chức định mạch cao, mềm tuyến, đánh địa chỉ, điều dẻo, hổ trợ QoS khiển - 118 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty theo yêu cầu Nhược điểm - Không hổ trợ - Giá thành cao, QoS không mềm dẻo hỗ trợ ứng dụng IP, VoA - Khả mở rộng tốt - Tỉ lệ chất lượng giá thành cao - Kết hợp IP ATM cho phép tận dụng tối đa thiết bị, nâng cao hiệu đầu tư - Sự phân tách điều khiển chuyển mạch cho phép MPLS triển khai nhiều phương tiện - Hỗ trợ đa giao thức dẫn đến phức tạp kết nối - Khó thực thi QoS xuyên suốt thiết bị đầu cuối thích hợp cho người sử dụng xuất thị trường -Việc hợp kênh ảo tiếp tục nghiên cứu Giải việc chèn tế bào chiếm nhiều tài nguyên đệm hơn, dẫn đến cần phải nâng cấp cho thiết bị ATM 5.2.3.1.2: Công nghệ NG-SDH hay MSTP: * Yêu cầu truyền dẫn dịch vụ tương lai: - Mạng xDSL chuyển dịch từ ATM-DSLAM sang Ethernet DSLAM, IPDSLAM - Kết nối mạng truy nhập thuê bao hệ sau (NG-AN) - Kết nối thiết bị MG, Edge Router mạng NGN - Các Switch, Router nhà khách hàng Tất cần đường truyền Ethernet, nhu cầu mạng truyền dẫn Ethernet/IP tất yếu ngày tăng Như có phương án để xây dựng mạng truyền dẫn: - Phương án 1: Xây dựng hai mạng Ethernet, TDM đồng thời • Phải xây dựng nhiều mạng truyền tải khác • Mỗi mạng truyền tải yêu cầu hệ thống quản lý khác - Phương án 2: Xây dựng mạng có khả truyền tải dịch vụ TDM Ethernet • Chỉ xây dựng mạng truyền tải chung cho nhiều dịch vụ khác làm tăng hiệu đầu tư khai thác • Yêu cầu hệ quản lý chung - 119 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty Hiện mạng trục sử dụng công nghệ PDH, SDH với công nghệ không đáp ứng yêu cầu Do mạng truyền dẫn hệ sau NGSDH hay MSTP đời để đáp ứng yêu cầu * Tính cấp thiết mạng truyền dẫn hệ sau: - Yêu cầu truyền tải đa dịch vụ (TDM, ATM, Ethernet/IP) - Đảm bảo hiệu đầu tư, khai thác - Nâng cao hiệu băng thông tuyến truyền dẫn - Nâng cao độ an toàn mạng, khả bảo vệ tuyến Mạng truyền dẫn hệ sau NG-SDH hay MSTP xu hướng tất yếu * Cấu trúc mạng với NG-SDH: Các thiết bị TDM Các thiết bị IP, IP/MPLS Edge/Core Router Giao tiếp truyền dẫn SDH (E1, STM1…) Các thiết bị MAN-RPR Giao tiếp Ethernet (FE, GE) Mạng truyền dẫn hệ sau NG-SDH Mạng cáp quang Hình 5.20: Cấu trúc mạng với NG-SDH * Cấu trúc MSTP: Hình 5.21: Cấu trúc MSTP - 120 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty - GFP thủ tục chuyển đổi khung tổng quát- dùng để hộ trợ nhiều dịch vụ, ứng dung khác - VCAT liên kết ảo- VC SDH liên kết lại để truyền tải dịch vụ (TDM, Ethernet, IP, ) với tốc độ xác định - LCAS chế điều chỉnh dung lượng đường truyền: Băng thơng đường truyền điều chỉnh theo u cầu dịch vụ điều kiện thực tế đường truyền Đặc tính MSTP: - MSTP dựa SDH, truyền tải lưu lượng TDM, ATM, Ethernet - MSTP kết hợp nhiều yếu tố kỷ thuật tiêu chuẩn (khơng có chuẩn đặc biệt riêng cho MSTP) * Ứng dụng MSTP vào mạng xDSL: - Mạng xDSL tại: Cần có thiết bị để tập trung lưu lượng (Aggregation), tốn truyền dẫn (truyền dẫn SDH, cáp quang từ DSLAM đến DSLAM-Hub, từ DSLAM-Hub đến BRAS), khả bảo vệ tuyến truyền dẫn kém, hiệu sử dụng băng thông đường nối đến BRAS thấp - Mạng xDSL có MSTP: MSTP làm chức Aggregation giảm bớt cấp tập trung lưu lượng truyền dẫn, khả bảo vệ tuyến tốt hơn, tăng hiệu sử dụng băng thông đường nối đến BRAS * Ứng dụng MSTP bảo vệ tuyến: Có thể sử dụng 10 VC-12 để truyền tải lưu lượng 20Mb/s, có VC-12 bị cố 6VC-12 cịn lại hoạt động, 4VC-12 sửa chữa luồng lưu lượng 20M khơi phục tốc độ ban đầu VC12 #1 ~# VC12 #7 ~# 10 Hình 5.22: Ứng dụng bảo vệ tuyến MSTP * Áp dụng MSTP mạng: có hai giải pháp - 121 - Chương 5: Xây dựng mạng hệ sau NGN Công ty - Giải pháp 1: Trang bị tuyến truyền dẫn hoàn toàn theo nhu cầu, xem xét tải sử dụng thiết bị truyền dẫn cũ song song điều chuyển nơi khác có nhu cầu - Giải pháp 2: Trang bị tuyến truyền dẫn (MSTP SDH hay WDM) có dung lượng theo nhu cầu, tuyến truyền dẫn cũ giữ vai trò add/drop module tuyến truyền dẫn 5.2.3.2.Xây dựng mạng chuyển mạch vùng lớp biên Đăk Lăk: Hiện tổng đài chuyển mạch vùng lớp biên khu vực Tây Nguyên đáp ứng chuyển mạch khả cung cấp dịch vụ, tương lai cần xây dựng mạng chuyển mạch vùng lớp biên tỉnh Đăk Lăk Đăk Nông, cách đặt tổng đài chuyển mạch vùng lớp biên Đăk Lăk để tập trung lưu lượng tỉnh Đăk Lăk Đăk Nông đẩy mạng lõi Từ những phân tích đặc điểm tính khả thi công nghệ, thiết bị giải pháp đến xây dựng mạng NGN Công ty giai đoạn 2006-2010 DSLAM HUB ĐĂK NÔNG FC/FC MM OFC OFC ODF VTN MSS DSLAM HUB ĐĂK NÔNG OFC MM OFC VTN ODF VTN ATM ERX705 Core Switch#4 Gia Nghĩa Core Switch#3 Đăk Mil Ring GE Ring GE GE D-HUB D-HUB Tân Lợi Đông Bắc D-HUB Gia Nghóa Core Switch#1 MBT FC/FC MM ERX1410 STM-1 ATM Ring GE GE E/O sợi FE (FastEthernet) MG HIG1000 V3T D-HUB D-HUB D-HUB D-HUB BMT BMT BMT BMT DDF R&M PSTN-BMT O/E PANDATEL FE 100Mb/s GE DSLAM HUB TÂN LI 1-2 Core Switch#2 Đông Bắc GE STM1 TRANSMISSION MSS Ring GE STM1 GE DSLAM HUB BMT 1-2-3 2Mbps MoPC1 MoPC2 MoPC3 PHUB_B ESA_B PSTN-GIA NGHĨA ESA_A PHUB_A MoPC1 PSTN-TÂN LỢI POS: Packet Over Sonet ATM: Asynchronous Transfer Mode SM: Single Mode MN: Multi Mode FE: Fast Ethernet 100Mb/s GE: Gigabit Ethernet O/E: Optical/Electrical Converter Hình 5.23: Sơ đồ cấu trúc mạng NGN Công ty giai đoạn 2006-2010 - 122 - M160 ĐNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI Với tên đề tài “Nghiên cứu tổng quan vầ cấu trúc nguyên tắc tổ chức mạng hệ sau NGN Công ty viễn thông Đăk Lăk- Đăk Nông giai đoạn 20062010”, luận văn nghiên cứu lĩnh vực không xuất phát từ thực tế lộ trình tiến lên mạng NGN Công ty Viễn thông Đắk Lắk - Đắk Nông năm tới, đồng thời quan tâm đông đảo đội ngũ kỹ thuật đơn vị Luận văn hướng tới mục tiêu thực tế vạch lộ trình, mơ hình, giải pháp cụ thể lựa chọn công nghệ, thiết bị phù hợp để nhà hoạch định nắm bắt xây dựng mạng NGN Cơng ty hồn thiện Luận văn tập trung nghiên cứu cấu trúc mạng hệ sau NGN mạng viễn thông Công ty viễn thông Đăk Lăk- Đăk Nơng- từ đánh giá trạng mạng viễn thông Công ty Và vào định hướng tổ chức mạng viễn thông VNPT đến năm 2010- Đi đến xây dựng nguyên tắc tổ chức mạng, phương án lộ trình chuyển đổi xây dựng mạng NGN lớp truy nhập, lớp truyền tải Công ty Việc xây dựng mạng dựa phân tích so sánh đặc điểm giải pháp, mơ hình, cơng nghệ, thiết bị… đưa lựa chọn giải pháp, mơ hình, cơng nghệ thiết bị tối ưu để xây dựng mạng truy nhập, mạng truyền dẫn mạng chuyển mạch vùng lớp biên cho mạng: có cấu trúc đơn giản, giảm tối thiểu cấp chuyển mạch, mạng có cấu trúc mở, có khả cung cấp loại hình dịch vụ thoại truyền số liệu… Tuy nhiên nội dung dừng lại mức độ lý thuyết, chưa chuyên sâu tính thực tiễn chưa cao Một mặt công nghệ, thiết bị sử dụng cho mạng NGN loại mới, tài liệu chưa phong phú Mặt khác, không chuyên công tác xây dựng mạng nên quy trình, qui phạm khuyến cáo, khuyến nghị chưa nắm bắt kịp thời, nên công tác xây dựng mạng cịn nhiều hạn chế Vì vậy, nhược điểm khách quan việc thực luận văn Nhìn chung, luận văn thực xong vấn đề tồn liên quan mở nhiều hướng cần tiếp tục nghiên cứu thời gian tới như: Hiện mạng trục sử dụng công nghệ truyền dẫn ATM, IP, Ethernet … công nghệ sử dụng loại thiết bị truyền dẫn đường truyền riêng Dẫn đến tăng chi phí đầu tư thiết bị tốn nhiều đường truyền Để giải vấn đề cần phải có cơng nghệ có khả tích hợp cơng nghệ trên- Đó cơng nghệ NG-SDH hay MSTP Thiết kế mạng IP giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ QoS cho công nghệ IP Xin chân thành cảm ơn! -v- TÀI LIỆU THAM KHẢO *** [1] QĐ số 393/QĐ/VT/HĐQT ngày 16/11/01 QĐ số 131/QĐVT-HĐQT ngày 10/05/04, “Định hướng tổ chức mạng viễn thông VNPT đến 2010” [2] TS.Nguyễn Quý Minh Hiền “Mạng hệ sau NGN- Next Generation Network” [3] Phạm Đình Nguyên & Đặng Quốc Anh “Quy hoạch mạng viễn thông” [4] Định hướng cấu trúc mạng hệ VNPT giai đoạn 2001-2010 [5] TS.Nguyễn Quý Minh Hiền “Chuyển mạch mềm mạng sau NGN” [6] TS.Nguyễn Quý Minh Hiền “Báo hiệu mạng sau NGN” [7] TS.Nguyễn Quý Minh Hiền “Chiến lược phát triển NGN VNPT” [8] Hướng dẫn xây dựng cấu trúc mạng viễn thông giai đoạn 2006- 2010 VNPT [9] Multi service- Presentation For Highland P&T- Ericsson [10] Đặng Quốc Anh “Kỹ thuật xDSL” - vi -