Đồ án tốt nghiệp điện tử viễn thông giải pháp truyền tải ip trên quang cho mạng viễn thông tỉnh nghệ an

VÕ ANH TUẤN Cô ng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ng hệ ĐỀ TÀI: g ôn th Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An tin SVTH:Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 MỤC LỤC Trang THUẬT NGỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC BIỂU BẢNG v DANH MỤC HÌNH VẼ v LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG 1.1 IP quang - Hạ tầng sở mạng truyền thông đại 1.1.1 Sự phát triển Internet Cô 1.1.1.1 Về mặt lưu lượng 1.1.1.2 Về mặt công nghệ ng 1.1.2 Sự phát triển công nghệ truyền dẫn 1.1.3 Sự nỗ lực nhà cung cấp dịch vụ truyền thông tổ chức 1.2 Quá trình phát triển kỹ thuật truyền tải IP quang 1.2.1 Các giai đoạn phát triển ng hệ 1.2.1.1 Giai đoạn I: IP over ATM 10 1.2.1.2 Giai đoạn II: IP over SDH 10 1.2.1.3 Giai đoạn III: IP over Optical 10 1.2.2 Mơ hình phân lớp giai đoạn phát triển 11 Tầng OTN 12 Tầng SDH 14 Tầng ATM 14 Tầng IP 15 ôn th 1.2.2.1 1.2.2.2 1.2.2.3 1.2.2.4 g 1.3 Các yêu cầu truyền dẫn IP quang 16 1.4 Kết luận 16 tin CHƢƠNG 17 INTERNET PROTOCOL – IP 17 2.1 Giao thức IP version ( IPv4 ) 18 2.1.1 Phân lớp địa 18 2.1.2 Các kiểu địa phân phát gói tin 21 2.1.3 Mobile IP 21 2.1.4 Địa mạng ( Subnet ) 22 2.1.5 Cấu trúc tổng quan IP datagram IPv4 23 2.1.6 Phân mảnh tái hợp 29 2.1.6.1 Phân mảnh 29 2.1.6.2 Tái hợp 29 2.1.7 Định tuyến 31 2.1.7.1 Cấu trúc bảng định tuyến 31 Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH:Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 2.1.7.2 Nguyên tắc định tuyến IP 33 2.2 Giao thức IP version ( IPv6 ) 35 2.2.1 Sự đời IP version (IPv6 ) 35 2.2.2 Khuôn dạng datagram IPv6 36 2.2.3 Các tiêu đề mở rộng IPv6 37 2.2.3.1 Tổng quát 37 2.2.3.2 Các loại tiêu đề mở rộng 39 2.2.4 Các loại địa IPv6 43 2.2.5 Các đặc tính IPv6 43 2.2.6 Chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 45 2.2.6.1 Ngăn kép 45 Cô 2.2.6.2 Đường hầm ( tunnelling ) 46 2.2.6.3 Chuyển đổi tiêu đề (Header Translation) 46 ng 2.2.7 IPv6 cho IP/WDM 47 2.3 Dịch vụ IP 48 2.3.1 Internet 48 2.3.2 Voice over IP 49 2.3.3 Mobile over IP 51 2.3.4 Mạng riêng ảo VPN 51 2.4 Kết luận 52 hệ ng CHƢƠNG 53 CÁC PHƢƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG 53 g ôn th 3.1 Kiến trúc IP/ PDH/ WDM 55 3.2 Kiến trúc IP/ ATM/ SDH/ WDM 56 3.2.1 Mơ hình phân lớp 56 3.2.2 Ví dụ 62 3.3 Kiến trúc IP/ ATM/ WDM 64 3.4 Kiến trúc IP/ SDH/ WDM 65 3.4.1 Kiến trúc IP/ PPP/ HDLC/ SDH 67 tin 3.4.1.1 Tầng PPP 67 3.4.1.2 Tầng HDLC 68 3.4.1.3 Sắp xếp khung SDH 69 3.4.2 Kiến trúc IP/ LAPS/ SDH 70 3.5 Công nghệ Ethernet quang ( Gigabit Ethernet - GbE) 72 3.6 Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP quang 74 3.6.1 Mạng MPLS quang 74 3.6.1.1 Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 74 3.6.1.2 MPLS quang 76 3.6.2 Kỹ thuật lưu lượng MPLS quang 78 3.6.2.1 Các bó liên kết kênh điều khiển 78 3.6.2.2 Giao thức quản lý liên kết LMP 78 Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH:Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 3.6.2.3 Mở rộng giao thức báo hiệu 78 3.6.2.4 Mở rộng báo hiệu 79 3.6.3 Mặt điều khiển MPLS 80 3.7 Kiến trúc IP/WDM 80 3.7.1 IP WDM 81 3.7.1.1 Nguyên lý hệ thống 81 3.7.1.2 Định tuyến tầng quang 82 3.7.1.3 Nguyên nhân chọn OXC làm nhân tố việc định tuyến tầng quang 83 3.7.1.4 Mơ hình kiến trúc mạng IP WDM 84 3.7.2 IP quang 86 3.8 Kết luận 87 Cô CHƢƠNG 88 GIẢI PHÁP TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG CHO MẠNG VIỄN THÔNG TỈNH NGHỆ AN 88 ng hệ ng 4.1 Tình hình đặc điểm tỉnh Nghệ An 88 4.1.1 Vị trí, đặc điểm địa lý điều kiện tự nhiên 88 4.1.2 Cơ sở hạ tầng, dịch vụ 89 4.2 Hiện trạng viễn thông Tỉnh Nghệ An 92 4.2.1 Hiện trạng mạng chuyển mạch PSTN 92 4.2.2 Hiện trạng mạng xDSL 92 4.2.3 Hiện trạng mạng truyền dẫn 93 th 4.3 Phân tích đánh giá phƣơng thức tích hợp IP quang 93 g ôn 4.3.1 Các tiêu phân tích đánh giá 93 4.3.2 Phân tích đánh giá kiểu kiến trúc 93 4.4 Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An năm tới 97 4.4.1 Giai đoạn 2010 – 2012 97 tin 4.4.1.1 Quy hoạch củng cố lại mạng cáp quang 99 4.4.1.2 Nâng cấp thiết bị truyền dẫn SDH 100 4.4.2 Giai đoạn 2012 -2014 103 4.4.3 Giai đoạn sau năm 2014 104 4.5 Kết luận 104 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH:Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 i THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM ADM Add/ Drop Multiplexer Bộ xen/ rẽ kênh quang APD Avalanche Photo Detector Bộ tách quang thác APS Automatic Protection Switch Chuyển mạch bảo vệ tự động AR Asynchromous Regernation Tái sinh cận đồng ARP Address Resolution Protocol Giao thức chuyển đổi địa ASE Amplified Spontanous Emission Bức xạ tự phát có khuếch đại ATM Asynchromous Transfer Mode Cơ AAL Phương thức truyền tải không Đồng Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên CBR Constan Bit Rate Tốc độ bit không đổi CR- LDP Constain- based routing using Định tuyến sử dụng giao thức Lable Distribution Protocol phân phối nhãn DBR Distribute Bragg Reflect Laser phản xạ Bragg phân bố DFB Distribute FeedBack Laser phản hồi phân bố DVA Distance Vector Algorithm DWDM Dense Wavelength Division ng BGP hệ ng th ơn Ghép kênh bước sóng mật độ cao g Multiplex Thuật toán Vector khoảng cách Digital Cross- Connect Kết nối chéo số EGP External Gateway Protocol Giao thức cổng FCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khung FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước FPA Fabry- Perot Amplifier Bộ khuếch đại Fabry- Perot FR Frame Relay Trễ khung FWM Four Wavelength Mix Hiệu ứng trộn bước sóng HDLC High- level Data Link Cotrol Điều khiển liên kết liệu mức cao Host ID Host Identification Phần thị host Đồ án tốt nghiệp đại học tin DXC SVTH:Võ Anh Tuấn ICMP IGMP Điện tử Viễn thông K28 ii Internet Group Management Giao thức tin điều khiển Protocol Internet Internet Group Management Giao thức quản lý nhóm Protocol IGP Internal Gateway Protocol Giao thức cổng IP Internet Protocol Giao thức Internet IS-IS Intermediate System-to- Giao thức node trung gian- node Intermediate System trung gian International Liên hiệp Viễn thông quốc tế ITU Cô Telecommunication Union Mạng địa phương LCP Link Control Protocol Giao thức điều khiển liên kết LEAF Larger Effect Area Fiber ng Local Area Network LAN ng Sợi quang có diện tích hiệu dụng cao hệ Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kết LSA Link State Algorithm Thuật toán trạng thái liên kết LSP Lable Switch Path LSR Lable Switched Router MF More Fregment MPLS MultiProtocol lable-Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLSTE MPLS Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng MPLS MPλS MultiProtocol Lambda Chuyển mạch bước sóng đa Switching Giao thức MSOH Multiplex Section OverHead Mào đầu đoạn ghép MTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn lớn Net ID Network Identification Chỉ thị mạng NMS Network Management Station Trạm quản lý mạng NNI Network- Network Interface Giao diện mạng- mạng OADM Optical ADM ADM quang Đường chuyển mạch nhãn ơn Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Cịn mảnh g tin Đồ án tốt nghiệp đại học th LMP SVTH:Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 iii Operation, Administation, Các chức vận hành,bảo Maintaince and Provisioning dưỡng, quản lý giám sát OCH Optical Channel Kênh quang OCHP Optical Channel Protection Bảo vệ kênh quang ODSI Optical Domain Service Kết nối dịch vụ miền quang OAM&P Interconnect OIF Optical Internetworking Forum Diễn đàn kết nối mạng quang OMS Optical Multiplex Section Đoạn ghép kênh quang OMSP OMS Protection Bảo vệ đoạn ghép kênh quang Cô Lựa chọn đường ngắn Optical Transport Network Mạng truyền tải quang OTS Optical Transmission Section Đoạn truyền dẫn quang O-UNI Optical User- Network Interface Giao diện mạng- người sử dụng OXC Optical Cross- connect PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã PDH Plesiochronous Digatal Phân cấp số cận đồng OTN ng Open Shortest Path First OSPF ng Kết nối chéo quang hệ ôn th Hierarche Bộ tách sóng quang loại PIN PIN Positive Intrinsic Negative POH Path OverHead PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm nối điểm PSTN Public Switching Telephone Mạng chuyển mạch điện thoại Network công cộng PVC Permanent Virtual Channel Kênh ảo cố định QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RARP Reverse ARP Giao thức chuyển đổi địa g Mào đầu đường truyền tin ngược Giao thức thông tin định tuyến RIP Routing Information Ptotocol RSOH Regeneration Section OverHead Mào đầu đoạn lặp RSVP Resource Reservation Protocol Đồ án tốt nghiệp đại học Giao thức chiếm tài nguyên SVTH:Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 iv RTCP RTP Control Protocol Giao thức điều khiển RTP RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực SAPI Service Access Point Identifier Chỉ thị điểm truy cập dịch vụ SDH Synchronous Digital Hierarche Phân cấp số đồng SLA Semiconductor Laser Anplifier Bộ khuếch đại laser bán dẫn SPM Self Pusle Modulation Hiệu ứng tự điều chế pha SRS Sitimulated Raman Scattering Hiệu ứng tán xạ bị kích thích Raman SVC Kênh chuyển mạch ảo Switched Virtual Channel Cô Giao thức điều khiển truyền dẫn Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng TLV Type Length Value Kiểu mã hóa loại độ dài- giá trị UBR Unspecified Bit Rate Tốc độ bit không xác định UCP Unified Control Plane Mặt điều khiển chung UDP User Datagram Protocol Giao thức gói liệu người dùng UNI User- Network Interface Giao diện mạng- người dùng VBR-rt Variable Bit Rate Tốc độ bit khả biến- Thời gian thực VC Virtual Channel VCI VC Identification VP Virtual Path Đường ảo VT Virtual Tributary Luồng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WP Wavelength Path Đường bước sóng TE ng Transmission Control Protocol TCP hệ ng ơn th Nhận dạng kênh ảo g tin Đồ án tốt nghiệp đại học Kênh ảo SVTH:Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 v DANH MỤC BIỂU BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 2.1 Miền giá trị lớp địa 20 3.1 Giá trị SAPI tương ứng với dịch vụ lớp 71 DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình vẽ Trang Tiến trình phát triển tầng mạng 1.2 Mơ hình phân lớp giai đoạn phát triển 11 Cô 1.1 2.1 ng 1.3 Mơ hình phân lớp tầng OTN 12 Phân lớp địa IP 19 23 2.3 Cấu trúc datagram phiên Ipv4 23 2.4 Trường TOS 24 2.5 Trường Flags 26 2.6 Cấu trúc bảng định tuyến 2.7 Định dạng datagram IPv6 36 2.8 Lựa chọn mã hóa TL 38 2.9 Khn dạng Hop – by – Hop Options Header 40 40 hệ Địa mạng địa lớp B tin ng 2.2 th 31 g ôn 2.10 Khuôn dạng Routing Header 2.11 Tiêu đề Fragment IPv6 2.12 Các phương thức chuyển đổi IPv4 sang IPv6 45 2.13 Ngăn kép 45 2.14 Sự chuyển đổi tiêu đề 46 3.1 Ngăn giao thức kiểu kiến trúc 54 3.2 Ngăn giao thức IP/ ATM/ SDH 56 3.3 Đóng gói LLC/ SNAP 57 3.4 Xử lý lớp thích ứng ATM AAL5 58 3.5 Sắp xếp tế bào ATM vào VC-3/ VC-4 59 3.6 Sắp xếp tế bào ATM vào VC-4-Xc 60 Đồ án tốt nghiệp đại học 41 SVTH:Võ Anh Tuấn 3.7 Điện tử Viễn thông K28 vi Sắp xếp tế bào ATM vào : a) Đa khung VC-2 b) Đa khung VC-12 61 Khung STM- N 62 3.9 Ví dụ IP/ ATM/ WDM 63 3.10 Ngăn giao thức IP/ ATM/ WDM 65 3.11 Ngăn xếp giao thức IP/ SDH 66 3.12 Khuôn dạng khung PPP 68 3.13 Khung HDLC chứa PPP 69 3.14 Khung LAPS chứa IP Datagram 70 3.15 Ví dụ mạng IP/SDH/WDM 72 3.16 Khung Gigabit Enthernet 73 Cô 3.8 ng 4.1 Kiến trúc mạng truyền dẫn IP quang BĐT Nghệ An giai đoạn 2010- 2012 97 ng 4.2 Cấu hình mạng truyền dẫn BĐT Nghệ An 4.3 năm 2010 - 2012 SDH hệ sau hệ 101 102 g ôn th tin Đồ án tốt nghiệp đại học SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 92 quy hoạch KCN Nam Thanh - Bắc Nghệ ), diện tích 300 ha; Khu cơng nghiệp Nam Cầu Cấm, diện tích 327,83 ha; Khu cơng nghiệp Phủ Quỳ, diện tích 400 Trong KCN Chính phủ cho phép thành lập bao gồm: Khu CN Bắc Vinh; Nam Cầu Cấm; Cửa Lị Khu CN Hồng Mai Khu cơng nghiệp Bắc Vinh vào hoạt động thu hút nhiều nhà đầu tư nước Từ kết thu Khu CN Bắc Vinh để đáp ứng nhu cầu nhà đầu tư, đầu năm 2008, Tỉnh Nghệ An chủ trương triển khai xây dựng nhanh KCN Nam Cầu Cấm Cửa Lị Cơ Nhìn vào vị trí KCN đồ địa Tỉnh Nghệ An nhận thấy KCN quy hoạch xây dựng địa điểm thuận tiện giao ng thông, nguồn cấp điện, cấp nước gần vùng nguyên liệu… nhằm mục đích KCN hệ ng tạo điều kiện thuận lợi cho nhà đầu tư, làm tăng ưu hấp dẫn 4.2 Hiện trạng viễn thông Tỉnh Nghệ An th 4.2.1 Hiện trạng mạng chuyển mạch PSTN 135 vệ tinh, 29 tổng đài độc lập g ôn Mạng chuyển mạch Bưu điện Tỉnh Nghệ An trang bị gồm 04 Host - Tổng dung lượng toàn mạng là: 266.066 lines tin - Tổng dung lượng sử dụng 190.421 lines - Hiệu suất sử dụng đạt 72% - Mật độ điện thoại cố định: máy/100 dân 4.2.2 Hiện trạng mạng xDSL Mạng cung cấp dịch vụ Internet xDSL - MSS với STM-1 dowlink STM-1 Uplink - 03 DSLAM-Hub 23 DSLAM với tổng dung lượng lắp đặt 2.304 post ADSL 72 post SHDSL Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 93 4.2.3 Hiện trạng mạng truyền dẫn Mạng truyền dẫn Bưu điện tỉnh Nghệ An - Tổng số km cáp quang loại 1.094,49 Km - Tổng số thiết bị quang loại 124 đầu thiết bị, đó: + STM-64: 10 đầu; STM-16: đầu; STM-4:85 Loại khác:21 đầu + Được tổ chức thành mạch vòng tuyến - Tổng số thiết bị vi ba loại: 12 cặp Cô 4.3 Phân tích đánh giá phƣơng thức tích hợp IP quang ng 4.3.1 Các tiêu phân tích đánh giá Ta thực khảo sát đánh giá kiểu kiến trúc trình bày ng chương Một loạt tham số đánh giá cần xem xét tuân thủ cho ngăn hệ giao thức mạng khác Những tham số nhóm theo nội dung khác nhau: Tập hợp chức kiến trúc mạng cung cấp hộ trợ; lực th thuộc tính quản lý; tiêu đặc tính QoS; mức độ phối hợp với mạng ôn khác; hỗ trợ dịch vụ khác thông tin khác Tiêu chuẩn đánh giá xếp theo nội dung chính, là: g - Chi phí kiểu kiến trúc tin - Tính kiểu kiến trúc - Quản lý kiểu kiến trúc - Chỉ tiêu kiểu kiến trúc - Tính tương hợp kiểu kiến trúc - Các thông tin khác kiểu kiến trúc 4.3.2 Phân tích đánh giá kiểu kiến trúc  Phƣơng thức dùng kiểu kiến trúc IP/ATM/SDH/WDM: Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thơng K28 94 Thì gói tin IP phân tách tế bào ATM gắn vào kết nối ảo VC qua card đường truyền SDH/ATM định tuyến IP Tiếp đến tế bào ATM đóng khung SDH gửi tới chuyển mạch ATM trực tiếp tới Transponder WDM để truyền tải qua lớp mạng quang ( truyền dẫn qua mạng OTN) Điều dẫn đến ưu điểm sau: + Do sử dụng công nghệ, giao thức ATM nên: thực đảm bảo QoS cho dịch vụ IP cung cấp băng tần cố định cặp định tuyến IP cho khách hàng Hoặc sử dụng phương pháp ghép kênh thống kê cho phép người sử dụng có Cơ thể truy nhập băng tần phụ khoảng thời gian ngắn dẫn đến băng tần cố định thay đổi tùy ý theo yêu cầu từ đến vài trăm Mb/s; Các định tuyến IP ng kết nối logic dang Mesh cách dễ dàng; Khả thực hợp đồng lưu lượng khác với nhiều mức chất lượng dịch vụ khác tùy theo yêu cầu ứng ng dụng hệ + Tuy nhiên, xếp gói IP có độ dài biến thiên vào tế bào ATM có độ dài cố định phải cần đến phần mào đầu phụ ( gói gói IP th cần đến nhiều tế bào ATM ) Sự khác biệt kích thước tạo yêu cầu lấp đầy ôn khoảng trống tế bào mà có phần mào đầu phụ Một giải pháp để ngăn chặn yêu cầu xếp gói trực tiếp liền kề nhau, điều đồng g nghĩa với việc tăng rủi ro gói liền tế bào bị tin  Phƣơng thức dùng kiểu kiến trúc IP/ATM/WDM: Các tế bào ATM khơng đóng khung SDH mà chúng gửi trực tiếp môi trường vật lý sử dụng tế bào ATM tạo lớp vật lý Một số ưu điểm việc sử dụng giao diện sở tế bào thay cho giao diện SDH trình bày trên: + Kỹ thuật truyền dẫn đơn giản tế bào ATM tế bào truyền trực tiếp môi trường vật lý sau ngẫu nhiên hóa + Mào đầu tín hiệu truyền lớp vật lý ( khoảng 16 lần so với SDH ) Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 95 + ATM phương thức truyền dẫn khơng đồng nên khơng địi hỏi chế định thời nghiêm ngặt với mạng + Giảm chi phí cho lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng cho tầng SDH Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp là: + Tuy hình thức tế bào ATM có tiêu đề tế bào ( gọi cell tax ) gần giống truyền dẫn SDH có byte quản lý, cơng nghệ truyền dẫn thực cho tế bào ATM Cô + Việc tách xen luồng nhánh khơng linh hoạt Vì nhược điểm truyền dẫn ATM khó khắc phục, SDH lại ng định nghĩa phương thức truyền dẫn cho mạng quang Do đó, công nghệ không nhà công nghiệp phát triển rộng rãi ng  Phương thức dùng kiểu kiến trúc IP/ SDH/ WDM hệ Có thể thực cách đơn giản để truyền dẫn khung SDH có đóng gói th IP datagram qua mạng WDM nhờ sử dụng Transponder ( thích ứng bước sóng) Ta truyền dẫn khung SDH mang thông tin IP ôn datagram mạng truyền tải SDH đồng thời với loại lưu lượng dịch vụ khác g Với hệ thống SDH, ta thực chuyển mạch bảo vệ cho liên kết lưu tin lượng IP cáp đứt nhờ chuyển mạch bảo vệ tự động APS hình thức khác (chuyển mạch bảo vệ đường chuyển mạch bảo vệ tuyến) Quá trình thực tầng quang  Công nghệ Ethernet quang ( Gigabit Ethernet – GbE ) Nó có số ưu điểm so sánh với kiểu kiến trúc IP/SDH/WDM là: + Tốc độ cao: mạng hoạt động tốc độ 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps mà khơng cần thay đổi giao thức Ethernet + Tính tương thích: GbE hồn tồn tương hợp với Ethernet truyền thống, không cần kỹ quản lý thêm mở rộng chuẩn Ethernet Nó Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thơng K28 96 xem có tính phối hợp hoạt động phối hợp quản lý tốt Các tài nguyên truyền dẫn phát triển tự node có nhu cầu lưu lượng lớn giảm đi.Và đặc biệt 10GbE có số ưu điểm trội: + Có thể tích hợp với cơng nghệ tốc độ cao mạng trục Đưa giao diện SDH, giao diện lớp vật lý WAN cho phép truyền tải gói xây dựng sở IP/Ethernet để truyền tải qua thiết bị truy cập mạng SDH Hỗ trợ dịch vụ băng thông lớn điều tạo tuyến liên kết tốc độ cao giá thành hạ Cơ + Có thể hộ trỡ tất dịch vụ lớp 2,3 chí lớp cao mơ hình OSI Ngồi ra, hầu hết lưu lượng mạng ngày bắt nguồn ng từ Ethernet IP, thiết lập mạng Ethernet tốc độ cao phương thức dễ để ng gắn kết nhà kinh doanh, nhà cung cấp mạng với  Công nghệ sử dụng kỹ thuật MPLS GMPLS để truyền dẫn IP hệ quang th MPLS đem lại số lợi ích cho nhà cung cấp IP: ôn - Phát chuyển hiệu quả: sử dụng nhãn nên định tuyến lõi/ LSR khơng cần thực việc tìm kiếm tuyến bảng định tuyến lớn mà cần g thực LIB nhỏ tin - Dịch vụ phân biệt: Các tuyến FEC gán cho QoS khác Sử dụng nhãn kết hợp với tham số QoS cho phép dễ dàng nhận diện dòng lưu lượng - Mạng riêng ảo MPLS: VPN thiết lập cách tương đối đơn giản Thêm sử dụng nhãn (khác nhau), lưu lượng riêng tách mạng cơng cộng - Thiết kế lưu lượng: Bởi tuyến MPLS dựa topo sử dụng nhãn để nhận diện chúng nên tuyến dễ dàng định tuyến lại Lại lần nhãn lại Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 97 thực Do thực phần tử chuyển mạch ATM nên phát chuyển gói đạt đến tốc độ đường truyền Bên cạnh đó, MPLS cịn tồn số nhược điểm: - Khó hỗ trợ QoS xuyên suốt; Việc hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức gặp phải vấn đề phức tạp kết nối - Hợp VC cần phải nghiên cứu sâu để giải vấn đề chèn gói tin trùng nhãn ( interleave ) Do MPLS chủ yếu dành cho mảng số liệu, mục tiêu hướng tới mảng điều khiển quang cho mạng quang nhằm đơn giản hóa, tăng Cơ tính đáp ứng mềm dẻo việc cung cấp phương tiện mạng quang ng Chính phải phát triển lên tiêu chuẩn GMPLS, có ưu điểm sau: + GMPLS đảm bảo phối hợp lớp mạng khác nhau; Tập hợp ng tiêu chuẩn với giao thức mạng báo hiệu chung cho phép phối hợp hoạt động, hệ trao đổi thông tin lớp truyền tải lớp số liệu Loại bỏ chức chồng chéo lớp cách thu hẹp lớp mạng th + Triển khai GMPLS để đơn giản việc quản lý mạng tạo mặt điều giá thành lại hạ g  Đối với kiến trúc IP/WDM ôn khiển tập trung Điều cho phép tạo nhiều dịch vụ cho khách hàng tin Đây đỉnh cao hướng tới hệ thống truyền số liệu truyền IP trực tiếp hệ thống truyền dẫn quang WDM Nó đươc chia làm hai giai đoạn: IP over WDM IP over Optical Về ưu điểm cơng nghệ nói nhiều phần trước 4.4 Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An năm tới 4.4.1 Giai đoạn 2010 – 2012 Trong giai đoạn 2010-2012, để đảm bảo thực theo nội dung định phê duyệt chiến lược phát triển Bưu – Viễn Thông Việt Nam năm Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 98 2010 định hướng đến năm 2020 Chính phủ, mạng viễn thơng VNPT nói chung Bưu điện tỉnh Nghệ An đầu tư nâng cấp mở rộng phạm vi phục vụ loại hình, chất lượng dịch vụ Trên sở nhu cầu phát triển mạng truyền dẫn Bưu điện tỉnh Nghệ An định hướng quy hoạch phát triển mạng viễn thơng Tập đồn VNPT theo hướng mạng hệ sau, đề xuất phương án truyền tải IP quang giai đoạn theo kiểu kiến trúc IP/ SDH/ Optical Với phương án này, bưu điện tỉnh Nghệ An không đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin xã hội thời gian này, đồng thời tận dụng loại tổng đài TDM như: NEAX 61E, NEAX 61∑, ERICSSON-AXE để Cô truyền dẫn kênh nội tỉnh kênh thuê riêng qua đường truyền SDH/quang ng Các dịch vụ IP truyền trực tiếp đường truyền SDH/quang Các kênh huê riêng Các kênh nội tỉnh hệ ng Các luồng thuê riêng Các dịch vụ IP IP tin SDH g ơn th TDM OPTICAL Hình 4.1 Kiến trúc mạng truyền dẫn IP quang BĐT Nghệ An giai đoạn 2010-2012 Để làm theo giải pháp này, đề nghị cần thực hai việc sau: - Quy hoạch củng cố lại mạng cáp quang - Nâng cấp thiết bị truyền dẫn SDH Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 99 4.4.1.1 Quy hoạch củng cố lại mạng cáp quang Mạng cáp quang sở hạ tầng, gốc rễ mạng truyền dẫn, mạng truyền dẫn Nghệ an có 1094,49Km cáp quang Tuy nhiên, để đáp ứng yêu cầu truyền dẫn cần phải kéo thêm số tuyến Cụ thể sau: - Do nhu cầu phát triển lĩnh vực kinh tế, trị, văn hóa thành phố Vinh nên cần xây dựng thêm tuyến cáp sau: Hưng Đông – Cửa Nam ; Chợ Vinh – Bến Thủy; Bến Thủy – Trường Thi; Trường Thi – Hưng Hòa kết hợp với tuyến cũ để tạo Ring phục vụ cho thành phố là: TT Vinh – Cơ Qn Bánh – Hưng Đông – Cửa Nam – Chợ Vinh – Bến Thủy – Trường Thi – Hưng Hòa – Bưu cục 3/2 – TT Vinh ng - Do phát triển kinh tế, theo định hướng phát triển Tỉnh, phục vụ ng cho nhu cầu trao đổi thông tin Khu công nghiệp, khu du lịch, cảng biển vùng Cửa lị, Cửa Hội, Nghi Lộc cần xây dựng tuyến cáp sau: Nghi lộc – KCN Nam hệ Cấm; KCN Nam Cấm – Nghi Tân; Hải Hòa – Nghi Hương để kết hợp với tuyến cũ tạo Ring sau: TT Vinh – Hưng Lộc – Nghi Thái - Cửa Hội – Hải Hòa – Nghi th Hương – Cửa Lò – Nghi Tân – Nghi Thiết – KCN Nam Cấm – Nghi Lộc – Quán ôn Bánh – TT Vinh g - Tại huyện Quỳnh Lưu trung tâm kinh tế bắc Nghệ An, xã ven tin biển có giao thương bn bán với nước ngồi nên nhu cầu trao đổi thơng tin lớn, có sẵn tuyến cáp quang thiếu đoạn An Hịa – Quỳnh Lương quy hoạch thành Ring: TT Quỳnh Lưu – Quỳnh Thạch – Quỳnh Xuân – Hoàng Mai - Mỏ Kẽm – Quỳnh Lộc – Quỳnh Đôi – Quỳnh Phương – Quỳnh Liên- Quỳnh Lương – An Hòa – Quỳnh Nghĩa – Quỳnh Long – Ngò – Quỳnh Bá – TT Quỳnh Lưu Ngoài ra, số nơi nhu cầu cần phải kéo cáp quang vào phục vụ kinh doanh Tương Dương – Bản Vẽ Tóm lại mạng truyền dẫn Nghệ An giai đoạn có Ring sau: Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 100 Ring tỉnh: TT Vinh – Nghi Lộc – Diễn Châu – Quỳnh Lưu – Nghĩa Đàn – Tân kỳ - Đô Lương – Thanh Chương – Nam Đàn – Hưng Nguyên – TT Vinh Ring phục vụ cho khu vục Vinh: TT Vinh – Quán Bánh – Hưng Đông – Cửa Nam – Chợ Vinh – Bến Thủy – Trường Thi – Hưng Hòa – Bưu cục 3/2 – TT Vinh Ring cho khu vực Cửa Lị - KCN Nam Cấm : Cơ TT Vinh – Hưng Lộc – Nghi Thái - Cửa Hội – Hải Hòa – Nghi Hương – Cửa Lò – Nghi Tân – Nghi Thiết – KCN Nam Cấm – Nghi Lộc – Quán Bánh – TT Vinh ng Ring dẹt cho trạm dọc đường quốc lộ hai huyện Diễn Châu – ng Quỳnh Lưu Ring cho trạm Huyện Quỳnh Lưu: ta nêu hệ Ring bảo vệ cho tuyến đường quốc lộ 7, 48: bao gồm trạm sau th Nghĩa Đàn – Quỳ Hợp – Tương Dương – Con Cuông - Anh Sơn – Đô Lương Riêng ôn tuyến phải xây dựng tuyến cáp Tương Dương – Quỳ Hợp Và có số ring det khác cho số trạm khác cần thiết g 4.4.1.2 Nâng cấp thiết bị truyền dẫn SDH tin Trong giai đoạn này, thiết bị ADM SDH điểm Ring như: TT Vinh – Nghi Lộc – Diễn Châu – Quỳnh Lưu – Nghĩa Đàn – Tân kỳ - Đô Lương – Thanh Chương – Nam Đàn – Hưng Nguyên Ring phục vụ khu vực Vinh như: TT Vinh – Quán Bánh – Hưng Đông – Cửa Nam – Chợ Vinh – Bến Thủy – Trường Thi – Hưng Hòa – Bưu cục 3/2 cần nâng cấp lên tốc độ truyền dẫn STM-64 Và TT Vinh VTN đặt hai trạm ADM SDH tốc độ truyền dẫn STM64 Các thiết bị cần mua Các thiết bị ADM SDH điểm mạng ring khu vực Cửa Lò - KCN Nam Cấm; Mạng ring cho trạm Huyện Quỳnh Lưu; Ring bảo vệ cho tuyến Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 101 đường quốc lộ 7, 48 mà ta nêu cần nâng cấp lên tốc độ truyền dẫn STM-16 Các thiết bị mua điều chuyển từ trạm nâng cấp Các mạng ring khác sử dụng thiết bị ADM SDH tốc độ truyền dẫn STM-4 STM-1 Cô ng hệ ng g ôn th tin Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thơng tỉnh Nghệ An Hải Hồ 15E1 21E1 25,2k m 30E1 Nghi Hương 51E1 Trạm 3/2 40E 4km 27km Ring 1: STM-16 629E1 Trường 1Thi 32E 25km 45km 34,6k m 31,7k m 42E Chợ Vinh 528E1 Cửa Nam Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An Trạm ADM lắp Trạm ADM nâng cấp Trạm ADM có sẵn, điều chuyển 84E Bến Thuỷ RING RING2:2:STM64 STM-16 Ghi chú: 32E Hưng Hoà 21E1 30E1 12E1 Nghi Tân KCN Cửa 21E1 Lị Nghi Thiết (Bình Minh) Nam Cấm RING 3: STMRING 3: STM16 m Nghĩa Đàn 78E1 Ring 6: STM-4 RING 6: STM16 Tân Kỳ 36E 21,6k Đô Lương 45E RING 1: STM64 16,7k m Thanh Chương 35E 30,8k m 31,2k m Host 103E 39E 422E1 Diễn 492E1 Quỳnh Lưu Nghi Lộc Châu Ring STM-4 Host Nhánh STM-1 Tiền Phong Vinh Nhánh STM-1 Nam Trung Nhánh STM-1 Yên Thành 210 E1 Nhánh STM-1 Xuân Bái 256 E1Quán Bánh Hưng Đông 8km Anh Sơn 42 E1 60km 102 Cửa Hội Nghi Thái 12E1 tin Hưng Lộc 21E g Hưng Nhánh STM-1 Hồng Long Nguyên VTN 210 E1 ôn th 17,5k m Nhánh STM-1 Cây Chanh Nhánh STM-1 Nghĩa An Nam Nhánh STM-1 Chợ Chùa Đàn29E Nhánh STM-1 Nậm Cần km Con Cuông 26 E1 ng hệ Lưu Kiền 1E1 ng Tam Đình STM-1/23 km 1E1 STM-1/12.5 15E STM-1/18 Khe Nằn 1 E1 Kỳ Sơn km 38E STM-4 STM-4 STM-4 18E 23km 23E 24E 1Quế Phong Quỳ Châu Tương Quỳ Hợp Dương Cô An năm dẫn BĐT mạng Hình 4.2.Cấu hình - 2012 Cấu hìnhtruyền mạng Truyền dẫnNghệ Bưu điện Nghệ2010 An năm 2006-2008 SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 103 4.4.2 Giai đoạn 2012 -2014 Trong giai đoạn này, nhu cầu trao đổi liệu, thông tin xã hội cao so với giai đoạn trước Trên sở mạng quang có Bưu điện tỉnh tơi xin đề xuất phương án truyền tải IP quang thời gian là:IP/ Neaxt Generation SDH/ Optical Với phương án ta thấy : SDH lựa chọn cho lớp vật lý tốt việc truyền lưu lượng liệu, bao gồm Ethernet, với ưu điểm như: độ tin cậy, khả phục hồi, Cô băng thông mềm dẻo đơn giản quản lý Với phát triển nhanh ng chóng Ethernet, việc áp dụng chuyển mạch gói mạng hệ sau thúc đẩy việc cải tiến SDH tối ưu hóa cho việc truyền liệu giữ ng nguyên ưu điểm việc truyền lưu lượng TDM qua mạng SDH Một ưu điểm lớn SDH hệ sau cho phép nhà khai thác mạng hệ đưa công nghệ vào mạng SDH truyền thống cách thay phần tử mạng biên g ơn th tin Hình 4.3 SDH hệ sau Với khả này, hai dịch vụ TDM liệu gói xử lý hiệu bước sóng Bằng cách kết hợp VCAT, GFP, LCAS, nhà cung cấp dịch vụ có cách hiệu để tối ưu mạng truyền dẫn SDH dịch Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 104 vụ Ethernet Để thực phương án ta cần phải nâng cấp trạm ADM SDH tốc độ truyền dẫn STM-16 lên tốc độ truyền dẫn STM-64, nâng cấp trạm ADM SDH tốc độ truyền dẫn STM-4 lên tốc độ truyền dẫn STM-16 Còn tuyến cáp quang cịn huyện miền Tây Nghệ An như: Quế Phong, Quỳ Châu tuyến dường quốc lộ 48 Kỳ Sơn tuyến dường quốc lộ khơng có dự phịng cần phải xây dựng tuyến để làm dự phòng Tuy nhiên gây tốn kém, đề xuất phương án trao đổi hay thuê đôi cáp quang điện lực tuyến để làm ring bảo vệ cho huyện đồng thời rút trạm vi ba làm dự phòng tiết kiệm nhân lực, kinh tế Cô 4.4.3 Giai đoạn sau năm 2014 ng Lúc mạng truyền dẫn Nghệ An dịch vụ dịch vụ IP ng truyền qua TDM/SDH bước sóng riêng DWDM Cịn dịch vụ IP truyền trực tiếp hệ thống truyền dẫn quang DWDM có tốc độ hệ NxSTM-16 ( với N= 16 ) Sự thống mạng IP mạng quang nhờ sử dụng router IP hoạt động tốc độ Gbps hay Tbps phù hợp với giao diện quang th có tốc độ cao Và lúc trạm ring tỉnh, trạm ring g 4.5 Kết luận ôn thành phố Vinh lắp đặt hệ thống DWDM tin Tóm lại, chương em trình bày khái quát trạng mạng viễn thông tỉnh Nghệ An Từ đưa phân tích đánh giá kiểu kiến trúc để chọn giải pháp tối ưu áp dụng cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An Quy hoạch nâng cấp thiết bị truyền dẫn để phù hợp với phát triển mạng internet Chương : Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 105 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Việc ứng dụng kỹ thuật IP quang xu hướng tất yếu mạng viễn thơng Chính vậy, em chọn hướng nghiên cứu với đề tài:“Giải pháp truyền tải IP quang cho mạng viễn thông tỉnh Nghệ An” Với mục tiêu tìm hiểu, học hỏi hy vọng đóng góp phần nhỏ kết nghiên cứu vào quy hoạch phát triển mạng viễn thông Bưu điện Tỉnh Nghệ An Bản đồ án hồn thành với nội dung sau: - Tổng quan phát triển Internet, công nghệ truyền dẫn Tìm hiểu sơ Cơ ưu nhược điểm mơ hình truyền dẫn IP quang ng - Tìm hiểu xu hướng phát triển kỹ thuật truyền tải IP quang - Tìm hiểu Internet Protocol – IP, với hai phiên IPv4 IPv6 Trong ng bao gồm: khn dạng gói tin, trình phân mảnh tái hợp, vấn đề định tuyến, đặc tính vượt trội IPv6 so với IPv4 chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 hệ - Tìm hiểu kiến trúc tích hợp IP quang th - Đánh giá phân tích phương thức tích hợp IP quang, từ ứng ơn dụng vào mạng viễn thông Nghệ An g Hướng phát triển đề tài nghiên cứu khả nâng cấp mạng SDH tin lên thành mạng SDH hệ sau Và sau tiến tới dịch vụ IP truyền trực tiếp hệ thống truyền dẫn quang DWDM Đồ án tốt nghiệp Đại học SVTH: Võ Anh Tuấn Điện tử Viễn thông K28 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] GS.TSKH Đỗ Trung Tá (2001), Định hướng phát triển mạng Internet Việt Nam [2] TS Nguyễn Quý Minh Hiền (2002), Mạng viễn thông hệ sau, Nhà xuất Bưu Điện [3] TS Cao Phán  KS Cao Hồng Sơn, Cơ sở kỹ thuật thông tin quang, HVCN – BCVT, 6/2000 Cô [4] TS Trần Hồng Quân, Ths Đinh Văn Dũng, đề tài Nghiên cứu xu ng phát triển công nghệ IP, ATM khuyến nghị ứng dụng mạng viễn thông Việt Nam, Mã số 218-2000-TCT-RD-VP-40 ng [5] KS Đỗ Mạnh Quyết, đề tài Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch hệ nhãn đa giao thức MPLS đề xuất kiến nghị áp dụng công nghệ MPLS mạng hệ sau NGN TCT, Mã số 005-2001-TCT-RDP- ôn [6] th VT-01 KS Võ Văn Hùng, đề tài Giải pháp tích hợp IP quang, Mã số [7] Kenvi H.Liu, IP over WDM Đồ án tốt nghiệp Đại học tin Tài liệu tiếng Anh g 38-2002-TCT-RDP-VT