Xây dựng mạng truyền tải quang wdm của ngn bưu điện ân giang,luận án thạc sỹ khoa học kỹ thuật chuyên ngành kỹ thuật điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại học Giao Thông Vận Tải  LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ XÂY DỰNG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG WDM CỦA MẠNG NGN BƯU ĐIỆN AN GIANG Mã số: 60.52.70 Người hướng dẫn : TS Nguyễn Cảnh Minh Học viên thực : Đỗ Thanh Lộc Lớp : Cao học K12 TPHCM 2007 Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN -    - Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS.Trần Thiện Chính - người giúp đỡ tơi nghiên cứu luận văn Tôi xin chân thành cám ơn TS Nguyễn Cảnh Minh, ThS Trần Xuân Trường tận tình quan tâm, hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cám ơn quý thầy cô trường Đại học Giao Thơng Vận Tải tận tình dạy, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quí báu cho suốt thời gian học tập Tôi xin chân thành cám ơn Bưu điện An Giang đồng nghiệp tạo điều kiện, giúp đỡ thời gian nghiên cứu, hoàn thành luận văn tốt nghiệp Một lần nữa, Tôi xin chân thành cám ơn quý thầy cô người luôn động viên tinh thần, giúp đỡ tơi mặt để hồn thành tốt nhiệm vụ học tập Tơi đặc biệt cảm ơn gia đình Người bạn thân thiết động viên tơi lúc khó khăn Đỗ Thanh Lộc Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Danh sách hình bảng DANH SÁCH CÁC HÌNH -    Trang Hình 1-1: Cấu trúc mạng hệ sau (xét theo góc độ mạng) Hình 1-2: Cấu trúc mạng dịch vụ (xét theo góc độ dịch vụ) .6 Hình 1-3: Cấu trúc ứng dụng dịch vụ mạng NGN Hình 1-4: Xu hướng phát triển mạng dịch vụ 10 Hình 1-5: Mơ hình phân lớp hệ chuyển mạch NGN 11 Hình 1-6: Các thành phần Softswitch 16 Hình 1-7: Cấu trúc mạng chuyển mạch đa dịch vụ 17 Hình 1-8: Các thực thể chức NGN 20 Hình 2-1: Gia tăng BL giai đoạn 1975-2000 qua hệ thơng tin quang 24 Hình 2-2: Cửa sổ truyền dẫn suy hao thấp sợi vùng cửa sổ 1,3 - 1,5µm 28 Hình 2-3: Nguyên lý kỹ thuật ghép bước sóng quang (WDM) 29 Hình 2-4: Sơ đồ tuyến thông tin quang sử dụng kỹ thuật OTDM ghép kênh quang 31 Hình 2-5: Hệ thống WDM điểm- điểm có xen/rẽ kênh đường truyền 33 Hình 2-6: Cấu hình mạng vịng WDM với trạm tập trung loại tải 34 Hình 2-7: Cấu hình trạm tập trungở hai phía phát - thu với tải lưu lượng TCP/IP, ATM, STM 35 Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Danh sách hình bảng Hình 2-8: Khả ứng dụng WDM với tất lớp từ truy nhập tới đường trục 36 Hình 2-9: Các hệ phát triển mạng truyền tải quang WDM/DWDM .37 Hình 2-10: Các giao thức mạng truyền tải quang WDM/DWDM 37 Hình 2-11: Cấu trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM hệ thứ (luồng quang tĩnh điểm – điểm) 38 Hình 2-12: Cấu trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM hệ thứ hai (chuyển mạch kênh quang động) 38 Hình 2-13: Cấu trúc lưới mạng truyền tải quang WDM/DWDM hệ thứ hai (chuyển mạch kênh quang động) 39 Hình 2-14: Cấu trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM hệ thứ ba (chuyển mạch gói quang) .39 Hình 2-15: Cấu trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM hệ thứ ba (chuyển mạch nhãn quang) 40 Hình 2-16: Mơ hình chuẩn giao thức Internet quang .40 Hình 2-17: Xu hướng chuyển đổi cấu trúc mạng truyền tải 43 Hình 2-18: Bốn lớp mơ hình tham chiếu TCP/IP 47 Hình 2-19: Khn dạng địa IP 49 Hình 2-20: Cấu trúc phân lớp IP/ATM/SONET WD 50 Hình 2-21: Các phân lớp mơ hình IP/ATM/SONET WDM 51 Hình 2-22: Mạng truyền tải IP/ATM/SDH (SONET) WDM 51 Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Danh sách hình bảng Hình 2-23: Hoạt động mạng IP/SDH (SONET) WDM 52 Hình 2-24: So sánh phần mào đầu IP ATM 53 Hình 2-25: Cấu trúc tổng quan mạng truyền tải IP trực tiếp WDM 55 Hình 2-26: Định tuyến IP qua mạng quang 56 Hình 2-27: Xen/rẽ kết nối chéo lưu lượng IP định tuyến 57 Hình 2-28: Kiến trúc đường truyền IP tuyến WDM điểm tới điểm 59 Hình 2-29: Kiến trúc đường truyền IP WDM tái lập cấu hình 60 Hình 2-30: Kiến trúc đường truyền IP chuyển mạch WDM 62 Hình 3-1: Cấu trúc mạng thoại PSTN Việt Nam 67 Hình 3-2: Mơ hình mạng NGN VNPT 68 Hình 3-3: Tổ chức lớp ứng dụng/dịch vụ lớp điều khiển 70 Hình 3-4: Tổ chức lớp truyền tải 71 Hình 3-5: Lộ trình chuyển đổi 74 Hình 4-1: Xu hướng phát triển cấu trúc mạng quang 84 Hình 4-2: Các bước thực xây dựng cấu trúc mạng truyền tải .93 Hình 4-3: Thuật tốn dựa mạng .97 Hình 4-4: Thuật toán Reduce cải tiến 99 Hình 4-5: Mạng truyền tải quang đường trục Bưu điện An Giang 101 Hình 4-6: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ số kênh ATC 105 Hình 4-7: Lưu lượng truyền nhóm kênh trực tiếp 106 Hình 4-8: Điểm định cho việc xác định số kênh trực tiếp .107 Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Danh sách hình bảng Hình 4-9: Tính tốn số kênh trực tiếp 108 Hình phụ lục 1: Sơ đồ cấu trúc tổng thể mạng viễn thơng Bưu điện An Giang Hình phụ lục 2: Sơ đồ kết nối chuyển mạch PSTN Bưu điện An Giang Hình phụ lục 3: Sơ đồ cấu trúc mạng xDSL Bưu điện An Giang Hình phụ lục 4: Sơ đồ trạng mạng truyền dẫn quang Bưu điện An Giang DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1: Kích cỡ tuyến truyền tải đường trục Bưu điện An Giang 102 Bảng 4.2: Yêu cầu truyền tải kết nối liên khu vực 102 Bảng 4.3: Kích cỡ tuyến truyền tải đường trục Bưu điện An Giang (bao gồm dung lượng dùng cho bảo vệ phục hồi) 103 Bảng 4.4: Lưu lượng trung kế bổ sung (ITU-T E.522) 104 Bảng 4.5: Tỷ lệ chi phí .105 Bảng 4.6: Điều kiện cấp kênh trực tiếp 108 Bảng phụ lục 5: Thống kê thiết bị truyền dẫn quang Bưu điện An Giang Bảng phụ lục 6-1: Chỉ số đầu vào mạng NGN Bảng phụ lục 6-2: Dự báo thuê bao mạng NGN giai đoạn 2007-2008 Bưu điện An Giang Bảng phụ lục 6-3: Tính tốn dung lượng mạng NGN giai đoạn 2007-2008 Bưu điện An Giang Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Thuật ngữ chữ viết tắt THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT -    Add Drop Mutiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ Asymmetric Digital Subscriber Line Asynchronous Transfer Mode BroadBand Remote Access Server Đường dây thuê bao số bất đối xứng BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến miền B-ISDN Broadband- ISDN Mạng số tích hợp dịch vụ băng rộng CE Customer Edge Bộ định tuyến phía khách hàng CODEC Corder/Decorder Bộ mã hoá giải mã DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số Digital Subscriber Line Access Multiplexing Dense Wave Division Multiplexing Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số Ghép kênh phân chia theo bước sóng mật độ cao DXC Digital Cross Connect Nối chéo số EDFA Erbium Dopted Fibre Amplifier Bộ khuéch đại sợi quang erbium FAS Frame Assignment Signal Tín hiệu định khung FBG Fiber Grating Lưới sợi quang FoIP Fax over Internet Protocol Fax qua giao thức internet GNE Gateway Network Element Phần tử mạng cổng nối GMPLS Generalized MPLS Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GSM Global Position System Hệ thống thông tin di động toàn cầu ADM ADSL ATM BBRAS DSLAM DWDM Phương thức truyền không đồng Máy chủ truy nhập từ xa băng rộng Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Thuật ngữ chữ viết tắt IMP Internal Management Protocol Giao thức quản lý nội IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến miền IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức định tuyến Internet IPOA IP over ATM IP qua ATM IPOS IP over SONET IP qua SONET IPv4 IP version IP phiên 4.0 ISC ISDN ITU International Softswich Tổ chức chuyển mạch mềm giới Consortium Integrate Service Digital Mạng số tích hợp đa dịch vụ Network Internation Liên minh Viễn thông giới Telecommunication Union LC Link Connection Kết nối đường trung kế MAC Media Access Controller Bộ điều khiển truy nhập mức phương tiện MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPOA Multiprotocol over ATM Đa giao thức qua ATM MPS Multi-protocol Switch Chuyển mạch đa giao thức MWLS Multi Wavelength Source Nguồn nhiều bước sóng MWTN Multi Wavelength Transmission Network Mạng truyền dẫn nhiều bước sóng NC Network Connection Kết nối mạng NP Network Protocol Giao thức mạng NGN Next Generation Network Mạng hệ sau N-ISDN Narrowband - ISDN Mạng ISDN băng hẹp OADM Optical Add-Drop Multiplexer Bộ tách - nhập kênh quang Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Thuật ngữ chữ viết tắt Optical Management Network Optical Path Cross Connect Optical Time Division Multiplex Optical Transmission Network Optical Transmission Section Mạng quản lý quang OXC Optical Cross Connect Nối chéo quang PBX Private Banch Exchange Tổng đài nhánh riêng POST Plain Old Telephone Service Dịch vụ điện thoại truyền thống PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm - điểm PSTN Public Switch Telephone Network Mạng chuyển mạch thoại công cộng QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RAS Remote Access Services Các dịch vụ truy nhập từ xa RPR Resilient Packet Ring Vịng truyền tải gói thay đổi Real-Time Transport Protocol Routing and Wavelength Assignment Stimulate Brillouin Scattering Giao thức truyền tải thời gian thực SCM Sub Carrier Modulation Điều chế sóng mang phụ SCN Switched Circuit Network Mạng chuyển mạch kênh Synchronous Digital Hierarchy Symmetric Digital Subscriber Line Symmetric High Digital Subscriber Line Hệ thống phân cấp số đồng Service Node Acces Point Điểm truy nhập nút dịch vụ OMN OPXC OTDM OTN OTS RTP RWA SBS SDH SDSL SHDSL SNAP Nối chéo đường quang Ghép kênh phân chia thời gian Mạng truyền dẫn quang Đoạn truyền dẫn quang Chỉ định tuyến bước sóng Tán xạ Brrillouin kích thích Đường dây thuê bao số đối xứng Đường dây thuê bao số đối xứng tốc độ cao Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Thuật ngữ chữ viết tắt Signal Noise Rate Tỷ lệ tín hiệu tạp âm Semiconductor Optical Amplifier Synchronous Optical Network Bộ khuếch đại quang bán dẫn SOS Space Optical Switch Khố quang khơng gian SPM Self Phase Modulation Tự điều chế pha SRS Stimulated Raman Scattering Tán xạ Raman kích thích STS Space - Time - Space Khơng gian - Thời gian - Không gian Transport Control Protocol Time Division Multiplexing Very high speed Digital Subcriber Line Giao thức điều khiển truyền dẫn VoD Vedeo on Demand Vedeo theo yêu cầu VPN Virtual Private Netword Mạng riêng ảo VWP Virtual Wavelength Path Kênh bước sóng ảo WADM Wavelength Add-Drop Multiplexer Bộ tách - nhập bước sóng WADP Wavelength Amplifier Bộ khuếch đại bước sóng WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh chia bước sóng WP Wavelength Path Đường bước sóng WR Wavelength Router Bộ định tuyến bước sóng XPM Cross Phase Modulation Điều chế pha chéo SNR SOA SONET TCP TDM VDSL Mạng quang đồng Ghép kênh theo thời gian Đường dây thuê bao số tốc độ cao Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN Bảng 4.1: Kích cỡ tuyến truyền tải đường trục Bưu điện An Giang TT Tuyến truyền tải đường trục Kích cỡ WDM LXN - CPU 22.499 Mbps 10 CPU - CĐC 24.484 Mbps 10 CĐC - TCU 26.507 Mbps 11 TCU - PTN 16.625 Mbps PTN - CMI 12.421 Mbps CMI - LXN 20.318 Mbps 4.3.2 Định cỡ mạng truyền tải kết nối liên khu vực Sau trình cập nhật bảng ma trận lưu lượng, tính yêu cầu truyền tải nút truyền tải đường trục Bưu điện An Giang LXN, CPU, CĐC, TCU, PTN, CMI Yêu cầu truyền tải cặp nút xác định Bảng 4.2 Bảng 4.2: Yêu cầu truyền tải nút đường trục Nút Nút Nhu cầu Nút → Nút LXN CPU LXN CĐC LXN TCU LXN PTN LXN CMI CPU CĐC CPU TCU CPU CPU LXN CĐC LXN TCU LXN PTN LXN CMI LXN CĐC CPU TCU CPU PTN 11,474 Mbps 11,024 Mbps 16,066 Mbps 15,436 Mbps 12,506 Mbps 12,016 Mbps 11,026 Mbps 10,594 Mbps 10,362 Mbps 9,956 Mbps 12,242 Mbps 12,242 Mbps 8,752 Mbps 8,752 Mbps 7,301 Mbps Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 102 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN PTN CPU CMI CĐC TCU CĐC PTN CĐC CMI TCU PTN TCU CMI PTN CMI CPU CMI CPU TCU CĐC PTN CĐC CMI CĐC PTN TCU CMI TCU CMI PTN 7,301 Mbps 6,650 Mbps 6,650 Mbps 13,253 Mbps 13,253 Mbps 11,803 Mbps 11,803 Mbps 11,152 Mbps 11,152 Mbps 8,313 Mbps 8,313 Mbps 7,661 Mbps 7,661 Mbps 6,211 Mbps 6,211 Mbps Với ma trận lưu lượng yêu cầu sau nút truyền tải đường trục xác định trên, định cỡ cho mạng đường trục (Backbone) dựa thuật toán định tuyến tối ưu Lee & Cheng giải thuật di truyền kết hợp với định tuyến K đường ngắn Kết sau quy đổi để chuyển sang kỹ thuật truyền dẫn mức kênh quang WDM xác định kích cỡ cho mạng truyền tải đường trục (bao gồm dung lượng dành cho bảo vệ phục hồi) sau: Bảng 4.3: Kích cỡ tuyến truyền tải đường trục Bưu điện An Giang TT Tuyến truyền tải đường trục Kích cỡ WDM LXN - CPU 22.499 Mbps 20 CPU - CĐC 24.484 Mbps 20 CĐC - TCU 26.507 Mbps 22 TCU - PTN 16.625 Mbps 14 PTN - CMI 12.421 Mbps 10 CMI - LXN 20.318 Mbps 18 Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 103 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN 4.4 THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG WDM BƯU ĐIỆN AN GIANG 4.4.1 Tính tốn kênh trung kế mạng PSTN Tính tốn số kênh trực tiếp Cấp dịch vụ (GoS) đảm bảo cách sử dụng kênh trực tiếp (chi phí cho kênh thấp hơn) để truyền tải phần lớn lưu lượng kênh tràn (chi phí cho kênh cao hơn) để truyền phần lưu lượng tải Các thông số cần thiết để tính số kênh trực tiếp là: lưu lượng kênh bổ xung (ATC), tỷ lệ chi phí (K) lưu lượng kênh cuối (LTC) a) Lưu lượng kênh bổ sung (ATC): ATC phần lưu lượng tăng lên nhóm kênh tràn thêm kênh vào tuyến tràn Nhìn chung ATC bão hoà số kênh tăng lên đến mức cho trước Vì ATC dùng số Các nhà cung cấp dịch vụ giới sử dụng giá trị 0,83 (E) trung kế đường dài 0,75 (E) tuyến nội hạt Giá trị ATC theo khuyến nghị E.522 ITU-T sau: Bảng 4.4: Lưu lượng trung kế bổ sung (ITU-T E.522) Số kênh tuyến tràn Giá trị ATC Nhỏ 10 0,6 Bằng lớn 10 0,8 Khi số kênh tăng lên 50, ATC đạt 0,83 tăng chậm số kênh tăng Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 104 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN ATC [E] 0,83 Số kênh 100 50 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ số kênh ATC b) Tỷ lệ chi phí (K) Tỷ lệ chi phí tỷ lệ chi phí nhóm kênh trực tiếp (C ) chi phí nhóm kênh tràn (C ) Tỷ lệ chi phí ký hiệu K tính theo cơng thức: C1 K = C2 (4.2) Nhìn chung, tỷ lệ chi phí K tính tốn kênh có xu hướng > 1, chi phí tuyến tràn thường qua nhiều chặng truyền tải nút chuyển mạch trung gian Tuy nhiên, khác biệt tỷ lệ chi phí khơng ảnh hưởng đến tổng chi phí Do nhà khai thác viễn thông lớn giới đưa mối quan hệ K khoảng cách bảng sau: Bảng 4.5: Tỷ lệ chi phí Tỷ lệ chi phí (K) 1,1 1,5 Khoảng cách ≥ 500 km < 500 km Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 105 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN c) Lưu lượng kênh kết cuối (LTC) Việc so sánh tổng chi phí nhóm kênh trực tiếp nhóm kênh tràn sau: Xác định lưu lượng truyền tải kênh nhóm kênh trực tiếp với lưu lượng xuất (a) truyền kênh thứ (i) theo công thức: a c (i)= Lưu lượng tràn từ kênh (i - 1) - Lưu lượng tràn từ kênh (i ) sang kênh (i + 1) a c (i)= a.B i-1 (a) - a.B i (a) Trong đó: - a: lưu lượng xuất nhóm kênh trực tiếp (E) - a c (i): lưu lượng truyền tải kênh thứ i (E) - B i (a): xác suất tổn thất kênh thứ (i) - a.B i (a): lưu lượng tràn từ kênh thứ (i) sang kênh (i +1) (E) Lưu lượng truyền kênh nhóm kênh trực tiếp cho ta thấy hiệu sử dụng kênh giảm dần hình vẽ dưói Lưu lượng truyền kênh cuối nhóm kênh trực tiếp gọi dung lượng kênh cuối (LTC) Kênh thứ ac(i) i=1 i=2 i=3 i=4 i=5 0,083 0,788 0,730 0,657 0,567 i = LTC 0,466 Lưu lượng tràn 5[E] 4,167 3,378 2,648 1,192 1,425 0,957 0,833 0,676 0,530 0,398 0,285 0,192 a Bi(a) Hình 4.7: Lưu lượng truyền nhóm kênh trực tiếp Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 106 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN Chi phí Erlang truyền kênh trực tiếp biểu diễn tỷ số chi phí kênh trực tiếp (C ) lưu lượng truyền kênh C1 C1 〈 ac (1) ac (2) 〈 ………… 〈 C1 ac ( n − 1) 〈 C1 ac ( n) (4.3) Hình vẽ 4.8 cho thấy điểm tối ưu tính tốn số lượng kênh trực tiếp giá thành Erlang kênh trực tiếp Erlang kênh tràn C1 giá thành ac (i ) C2 Đây điểm xác định xem tăng thêm ATC kênh trực tiếp hay thêm kênh tràn Mối quan hệ sau: Nếu C2 C1 : Nên tăng thêm kênh trực tiếp 〈 ac (i ) ATC Nếu C C1 = : Giá thành loại kênh (điểm tối ưu) ac (i ) ATC Nếu C2 C1 : Nên tăng thêm kênh tràn 〉 ac (i ) ATC C1/ac(i) C2/ ATC Giá thành kênh trực tiếp/ [E] Số kênh trực tiếp (n) Nên tăng số kênh trực tiếp Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Nên tăng số kênh tràn 107 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN Hình 4.8: Điểm định cho việc xác định số kênh trực tiếp Tại điểm định xác định giá trị dung lượng kênh cuối (LTC) để đảm bảo việc tính tốn số kênh trực tiếp tối ưu theo công thức sau: C2 C1 = ac (n) ATC (4.4) c1 c2 K ⇒ ac ( n) = = ATC ATC K ⇒ LTC = ATC Để đảm bảo hiệu kinh tế người ta đưa ra: Bảng 4.6: Điều kiện cấp kênh trực tiếp Tỷ lệ chi phí Lưu lượng nhỏ cần thiết để cấp kênh trực tiếp 1,1 1,5 10 (erl) (erl) d) Ví dụ tính tốn số kênh trực tiếp B Kênh tràn Tuyến tràn A Kênh tràn C Kênh trực tiếp Hình 4.9: Tính tốn số kênh trực tiếp Trong Hình vẽ 4.9, giả thiết sử dụng kiểu định tuyến luân phiên, lưu lượng xuất từ A đến C 11,7 (E), nhóm kênh tràn truyền tải lưu Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 108 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN lượng tràn chuyển tiếp qua B từ A đến C Tính số kênh trực tiếp cần thiết từ A đến C đảm bảo hiệu sử dụng kênh kinh tế Sau số điều kiện phục vụ cho việc tính toán: - Số kênh A B, B C giữ nguyên số có kênh trực tiếp cấp A C, ATC giả thiết 0,83 (E) lần thêm kênh vào tuyến A – B B – C - Khoảng cách A – C nhỏ 500 km Sử dụng trình tự tính tốn sau để tính số kênh trực tiếp: - Xác định tỷ lệ chi phí: khoảng cách A – C nhỏ 500 km, chọn giá trị K = 1,5 - Lựa chọn để cấp kênh trực tiếp: Theo bảng, kinh tế định lựa chọn việc cấp kênh trực tiếp với lưu lượng vượt (E) tỷ lệ chi phí 1,5 Với lưu lượng A C 11,7 (E) cấp kênh trực tiếp hai điểm - Tính LTC: Theo công thức: LTC = LTC = K ATC 0,83 = 0,55( E ) 1,5 (4.5) - Tính tốn số kênh trực tiếp cách sử dụng bảng lưu lượng cho định tuyến ln phiên: - Việc tính tốn số kênh trực tiếp phức tạp Do vậy, người ta biểu diễn mối quan hệ lưu lượng xuất hiện, LTC, số kênh trực tiếp lưu lượng tràn bảng lưu lượng cho định tuyến luân phiên Dựa lưu lượng xuất 11,7 (E), LTC = 0,55, sử dụng bảng tính cho kênh trực tiếp, ta tính số kênh trực tiếp 12 lưu lượng tràn 2,18 (E), giá trị 2,18 (E) cộng thêm vào nhóm kênh tràn Tính tốn kênh tràn Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 109 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN Các kênh tràn cung cấp để truyền tải lưu lượng từ node mạng tới node mạng cấp cao node mạng cấp cao Nhìn chung, nhóm kênh tràn việc truyền tải lưu lượng tràn từ kênh trực tiếp thực truyền tải lưu lượng nút mạng định tuyến qua nút chuyển mạch (khơng có kênh trực tiếp) Kênh tràn tính tốn dựa phân chia tuyến truyền ngẫu nhiên tuyến ràng buộc Tuyến ngẫu nhiên: Xét khoảng thời gian mà lưu lượng xuất có khuynh hướng khơng tăng khơng giảm nhiều, số gọi xuất tăng giảm liên tục theo thời gian so với giá trị trung bình Trong khoảng thời gian này, theo kinh nghiệm phân bố gọi đồng thời thời điểm gần giống với trung bình gọi khoảng thời gian Những tuyến gọi tuyến ngẫu nhiên Tuyến ràng buộc: Số kênh trực tiếp tính tốn với giả thiết trường hợp số gọi bị tràn tất kênh trực tiếp bận Mặt khác, lưu lượng tràn xuất lưu lượng yêu cầu vượt qua giới hạn định (số kênh trực tiếp bị chiếm giữ hết) Ngược với ngẫu nhiên, phân bố gọi đồng thời thời điểm lớn nhiều so với số gọi trung bình Do vậy, tách biệt hẳn so với gọi ngẫu nhiên Các tuyến mà qua có gọi gọi tuyến ràng buộc Việc thực phân tích logic để tính tốn kênh tràn khó cơng thức phức tạp Hơn nữa, kênh thực tế phức tạp với nhiều điều kiện khác Do vậy, việc lập cơng thức tính tốn xác việc khó khăn, khơng có tính thực tiễn Trong thực tế người ta dùng bảng để tính tốn cho hai trường hợp gọi ngẫu nhiên gọi ràng buộc Bảng lưu lượng gọi ràng buộc Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 110 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN xếp cho số kênh lớn 7% so với kết công thức Erlang B dùng cho gọi ngẫu nhiên 4.4.2 Tính tốn băng thơng mạng NGN Tổng băng thơng Ring Access (lớp truy nhập): R= ∑ CSi (4.6) Trong đó: - CS i dung lượng node thuộc Ring Access (không kể node Core) - Yêu cầu băng thông thực tế Ring Access: RT = R 100 70 (4.7) - Yêu cầu băng thông thực tế Node Core: RTNodeCore = CS NodeCore 100 70 (4.8) Băng thông yêu cầu Ring Core (lớp trục): RC = ∑RT – (Toàn phần lưu lượng nút core đấu nối lên NGN trục toàn phần lưu lượng Ring Access chứa nút core đó) 4.6 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ XÂY DỰNG MẠNG: Mạng truyền tải quang WDM xây dựng nhằm giải vấn đề bùng nổ lưu lượng thông tin hiệu chuyển mạch kênh TDM Với cấu hình Ring cho tuyến trục (mạng lõi) làm chức thu gom lưu lượng khách hàng kết nối trực tiếp vào mạng để chuyển tải lưu lượng nội tỉnh, đồng thời kết nối lên mạng trục IP/MPLS NGN VNPT để chuyển lưu lượng liên tỉnh, quốc tế Việc xây dựng mạng truyền tải quang WDM chuẩn bị tốt hạ tầng để sẳn sàng cung cấp dịch vụ băng rộng, dịch vụ tốc độ cao IPTV, Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 111 Chương 4: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang phù hợp với mạng NGN VoD (Video on Demand), dịch vụ tích hợp hình ảnh - liệu – thoại (triple-play services), dịch vụ giải trí trực tuyến, dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao, dịch vụ kết nối mạng,… Ngoài ra, việc xây dựng mạng truyền tải quang WDM giúp phát triển hệ thống cáp quang khu vực trung tâm tỉnh/thành phố, quận/huyện vùng xa có nhu cầu cách phát triển mạng truy nhập quang để giảm lượng cáp đồng kết nối đến thuê bao Tuy nhiên, sau chuyển sang mạng truyền tải quang WDM cấu hình Ring, thiết bị NG-SDH dư nhiều, thiết bị NGSDH cần phải xem xét khả sử dụng cấu hình dạng lưới (MESH) để tăng tính linh hoạt hiệu sử dụng đường truyền Kết luận: Qua kết nghiên cứu lý thuyết mạng NGN (Chương 1) mạng truyền tải quang WDM (Chương 2), trạng mạng viễn thông Bưu điện An Giang (Chương 3), nội dung Chương luận văn sâu vào nghiên cứu tổ chức mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang xây dựng quy hoạch sở cho mạng truyền tải để từ tính tốn xác định lưu lượng truyền tải định cỡ kết nối mạng nút truyền tải mạng đường trục Bưu điện An Giang, cuối tính tốn thiết kế mạng truyền tải quang Bưu điện An Giang Những kết đạt Chương giúp cho nhà quản lý, quy hoạch mạng viễn thông Bưu điện An Giang việc quản lý, phân bổ bước sóng WDM mạng truyền tải đường trục Bưu điện An Giang Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 112 Chương 5: Kết luận hướng phát triển đề tài Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI Dịch vụ mạng mạng băng rộng bùng nổ hạ tầng mạng NGN hoàn thiện dịch vụ ứng dụng phát triển Để giải vấn đề truyền tải cho mạng NGN, công nghệ WDM đem lại nhiều hội cho nhà khai thác mạng, tận dụng sở hạ tầng có, giảm chi phí/bít tăng dung lượng đáp ứng nhu cầu phát triển nhiều năm tới Tuy nhiên, đưa cơng nghệ có nhiều thách thức cho việc ứng dụng hiệu đặc tính tiên tiến mà trì tính liên tục phát triển mạng lưới Một giai đoạn quan trọng định đến việc sử dụng hiệu tài nguyên mạng giải luận văn việc thiết kế tối ưu mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang với cấu hình Ring Các kết thiết kế luận văn tính toán xác định lưu lượng truyền tải cho mạng NGN Bưu điện An Giang, điều cho phép nhà quản lý lựa chọn định phù hợp với điều kiện thực tiễn phát triển mạng NGN Có nhiều thơng số cần giải phương pháp thiết kế tối ưu mạng quang WDM cấu hình Ring thời gian tài liệu tham khảo hạn hẹp nên đề tài tập trung nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến băng thơng Với 04 chương trình bày, đề tài đạt kết mặt lý thuyết lẫn thực tế sau: * Về lý thuyết: - Nắm vững tổng quan mạng NGN, sở mạng truyền tải quang WDM - Hiểu ưu, khuyết điểm công nghệ truyền tải IP WDM - Chỉ rõ yếu tố cần giải triển khai mạng NGN * Về thực tiển: Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 113 Chương 5: Kết luận hướng phát triển đề tài - Đề tài đề số giải pháp điển hình để giải vấn đề truyền tải cho mạng NGN Bưu điện An Giang - Đề tài tính toán xác định lưu lượng truyền tải quang mạng đường trục Bưu điện An Giang ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Hướng nghiên cứu tiếp đề tài vấn đề phân bổ tài nguyên mạng Phân bổ tài nguyên mạng (resource) nhiệm vụ quan trọng trình thiết kế sử dụng mạng Trong mạng quang, việc phân bổ tài nguyên (bao gồm sợi bước sóng) theo topo mạng vật lý nhằm thoả mãn nhu cầu lưu lượng cho, đảm bảo đặc tính độ trì định với mục tiêu giảm thiểu chi phí mạng hay tối đa dung lượng hiệu dụng mạng Nhiệm vụ phân bổ bước sóng mạng WDM nói chung bao gồm lựa chọn tuyến, bước sóng cho luồng lưu lượng quang cho tuyến khơng có hai luồng sử dụng chung bước sóng số bước sóng sử dụng nhỏ tốt Khi khơng có chuyển đổi bước sóng mạng, luồng quang sử dụng bước sóng suốt tuyến đường mà qua, ràng buộc cịn gọi tính liên tục bước sóng Sử dụng chuyển đổi bước sóng làm tăng hiệu sử dụng mạng làm tăng đáng kể chi phí mạng Do vậy, thiết kế cần giải vấn đề phân bổ bước sóng cho mạng vịng có khơng có chuyển đổi bước sóng để định phương án khả thi Vấn đề phân bổ bước sóng có tầm quan trọng khai thác bảo dưỡng tuyến, để sử dụng hiệu dung lượng hệ thống cần bổ sung, nâng cấp tổ chức lại mạng Với kết đạt cịn số thơng số khác mạng truyền tải quang WDM không phần quan trọng mà đề tài chưa có hướng giải triệt để nên tơi có đề xuất hướng phát triển cụ thể sau: Phân bổ bước sóng mạng truyền tải quang WDM Bưu điện An Giang./ Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc 114 Phụ lục 1: Sơ đồ cấu trúc tổng thể mạng viễn thông Bưu điện An Giang Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Kỹ thuật lưu lượng – VNPT 2001 [2] Lý thuyết lưu lượng viễn thông – PTTCI, 2001 [3] Đề tài nghiên cứu khoa học “ Dự báo nhu cầu dự báo lưu lượng” – RIPT 1998 [4] Tài liệu quy hoạch mạng viễn thông tỉnh An Giang [5] Hệ thống thông tin quang/ vô tuyến (Optical/ Radio communication system), Nhà xuất niên - 1996 [6] Quản lý mạng xu phát triển mạng viễn thơng hệ sau – TS Nguyễn Q Minh Hiền – NXB Bưu điện - 2003 Tiếng Anh: [7] IP over WDM – Kevin H Liu [8] Network Planning – NTT 1999 [9] Traffic theory – NTT 1996 [10] Master Plan – 1998 [11] Trafic system handbook – IEEE Press [12] System description of SMS 600 SDH system [13] System description of FLX 150/600 SDH system [14] Digital telecommunication network for public services – Fujitsu 1998 [15] SDH configuration – Detcon 2000 [16] Các khuyến nghị ITU – T [17] WUT, Description of NGI core network models and related optimization problems, D.JRA.3.1.1, Design and Engineering of the Next Generation Internet, towards convergent multi-service networks, 2004 [18] WUT, Description of the selected methods and algorithms for solving the problems specified in Deliverable D.JRA.3.1.1 Initial report on the effectiveness of the methods, D.JRA.3.1.2, Design and Engineering of the Next Generation Internet, towards convergent multi-service networks, 2004 Xây dựng mạng truyền tải quang WDM mạng NGN Bưu điện An Giang HVTH: Đỗ Thanh Lộc