Mạng đô thị metropolitan area network man và triển khai mạng đô thị tại thành phố hồ chí minh

NGUYỄN VŨ SƠN Trang 2 MỞĐẦU I.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Sự phát triển chóng mặt của công nghệ viễn thông đang mang lại những bước đột phá trong ngành thông tin liên lạc đặc biệt là sự hội tụ g

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131504371000000

M Ở ĐẦ U

I LÝ DO CH Ọ N ĐỀ TÀI

Sự phát triển chóng mặt của công nghệ viễn thông đang mang lại những bước đột phá trong ngành thông tin liên lạc đặc biệt là sự hội tụ giữa công

bùng nổ trong lĩnh vực thông tin tại các nước phát triển và đang phát triển Việc tích hợp đa dịch vụ trên một mạng thống nhất là xu hướng tất yếu

Triple play : Voice – Data – Video Để có thể chuyển tải những gói dịch

vụ “khổng lồ” nêu trên, người ta đã phải suy nghĩ đến việc xây dựng những

xa lộ thông tin cao tốc Vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ mạng và dịch vụ băng rộng hiện đang trở thành cao trào tại nhiều quốc gia phát triển và đang phát triển Với những đặc điểm ưu việt, tiên tiến, dịch vụ băng rộng mang lại rất nhiều tiện ích, đáp ứng hợp lý nhu cầu sử dụng của từng đối tượng khách hàng như : cá nhân, doanh nghiệp, nhà nước Tuy vậy, để có thể triển khai công nghệ mạng và dịch vụ băng rộng, mạng viễn thông hiện hữu

Access thích hợp theo xu hướng tích hợp công nghệ, tiến tới xây dựng mạng Next Generation Network - NGN trong khu vực và toàn quốc Hiện tại, Bưu điện thành phố Hồ Chí Minh đang nghiên cứu triển khai xây dựng các dự án

hạ tầng mạng nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển dịch vụ trong thời gian tới

-Metropolitan Area Network và việc triển khai mạng đô thị tại thành phố

Hồ Chí Minh” làm đề tài nghiên cứu cho luận văn tốt nghiệp với hy vọng

đóng góp một phần trong việc triển khai Mạng Đô thị tại thành phố Hồ Chí Minh

II N Ộ I DUNG NGHIÊ N C Ứ U

III Hiện trạng mạng Viễn thông thành phố Hồ Chí Minh

GENERATION NETWORK

I Sự tiến hoá từ mạng viễn thông hiện tại lên mạng viễn thông thế hệ

II Sự chuyển dịch thoại từ PSTN lên NGN

NGÀNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM

I Nguyên tắc triển khai

II Các dịch vụ VoIP trên mạng NGN

III Giải pháp đề xuất cho việc phát triển mạng NGN tại Việt Nam

IV Hướng triển khai mạng Viễn thông thế hệ kế tiếp của các nhà khai thác khác

V Kết luận

I Khái niệm

III Yêu cầu đối với mạng MAN

TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

I Xây dựng cấu trúc mạng MAN tại Thành phố Hồ Chí Minh

II Chọn lụa công nghệ truyền tải cho mạng MAN tại thành phố Hồ Chí Minh

III An ninh mạng MAN tại thành phố Hồ Chí Minh

IV Phát triển các dịch vụ trên mạng MAN thành phố Hồ Chí Minh

II M Ụ C Đ ÍCH NGHIÊN C Ứ U VÀ GI Ớ I H Ạ N C Ủ A Đ Ề TÀI

Mạng băng rộng là xu hướng công nghệ và dịch vụ tất yếu trong thế kỷ 21

thác dịch vụ viễn thông rất quan tâm Việc nghiên cứu để phát triển các dịch

vụ trên mạng băng rộng mà cụ thể là mạng Metropolitan Area Network (MAN) tại thành phố Hồ Chí Minh có những điểm đặc thù do điều kiện về phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng dịch vụ và cơ sở hạ tầng trên địa bàn thành phố Với thời gian và thông tin có hạn, đề tài nghiên cứu này chỉ dừng lại ở việc định hướng ứng dụng công nghệ và phát triển các dịch vụ trên nền mạng MAN Ngoài mục đích để làm đề tài tốt nghiệp, người viết mong rằng

hoàn thiện việc nghiên cứu, triển khai mạng đô thị băng rộng trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh trong thời gian tới.

IV P H ƯƠ NG PHÁP NGHIÊN C Ứ U

Các thông tin, số liệu sử dụng trong bản luận văn này là những tư liệu, thông tin thu thập trong quá trình làm việc; một số thông tin khác được tổng hợp từ

I Sự tiến hoá từ mạng Viễn thông hiện tại lên mạng

III Giải pháp đề xuất cho việc phát triển mạng NGN

IV Hướng triển khai mạng Viễn thông thế hệ kế tiếp

1 Xác định mô hình cung cấp dịch vụ trong mạng

3 Xác định các thỏa thuận về đặc tính của các loại hình

3.1.2 Hình thái băng thông thứ 2 là cung cấp băng thông

7.10 Chuyển tải lưu lượng theo phương thức

2 Kết nối mạng MAN với mạng xDSL hiện hữu

3 Kết nối mạng MAN với mạng Viễn thông Quốc

4 Xác định vị trí các nút mạng và các Switch

II Chọn lựa công nghệ truyền tải cho mạng MAN

CÁC T Ừ VI Ế T T Ắ T

17BA

18BB

19BC

DPT Dynamic Packet Transport

21BE

22BF

23BG

27BM

16BPSTN Public Switching Telephone Network

30BR

31BS

VCAT Virtual Concatenation

34BW

35BX

CÁC HÌ NH V Ẽ

21BCHƯƠNG I

22BCHƯƠNG II

23BCHƯƠNG III

38B

40BHình III.9 : Mô hình Virtual Trunking với 1 Softswitch 29

24BCHƯƠNG IV

Hình V.4 : Các thành phần trong mạng MAN TP.Hồ Chí Minh 6B77

CH ƯƠ NG I

T Ổ NG QUAN V Ề M Ạ NG VI Ễ N THÔNG VI Ệ T NAM

HI Ệ N T Ạ I

Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu, bao gồm các thành phần chính : thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối

Hình I.1: Các thành phần chính của mạng viễn thông

giang Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vào tổng đài quá giang

giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện

• Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh

máy Fax, máy tính, tổng đài PABX

mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín và mạng thang Các loại mạng này có ưu điểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các đặc điểm của

thoại cao, thấp,…)

Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các dịch vụ như leased-line, Frame Relay, ATM, và các dịch vụ kết nối cơ bản

Tuy nhiên xu hướng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà khai thác phải tìm dịch vụ mới dựa trên IP để đảm bảo lợi nhuận lâu dài VPN là một hướng đi của các nhà khai thác VPN là một mạng mở rộng tự quản như một sự lựa chọn cơ sở hạ tầng của mạng WAN Các thuê bao của mạng VPN

có thể dùng trong cùng (Intranet) hoặc khác (Extranet) tổ chức

HIỆN TẠI

Như đã phân tích ở trên, hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau cùng song song tồn tại Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau Như vậy hệ thống mạng viễn thông hiện tại

có rất nhiều nhược điểm mà quan trọng nhất là :

• Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng

• Thiếu mềm dẻo : Sự ra đời của các công nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngoài ra, sẽ xuất hiện nhiều dịch vụ truyền thông trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán được, mỗi loại dịch vụ

sẽ có tốc độ truyền khác nhau

• Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như sử dụng tài nguyên Tài nguyên sẳn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng khác cùng sử dụng

• Kiến trúc tổng đài độc quyền làm cho các nhà khai thác gần như phụ thuộc hoàn toàn vào các nhà cung cấp tổng đài làm tốn nhiều thời gian

và tiền bạc khi muốn nâng cấp và ứng dụng các phần mềm mới

• Các tổng đài chuyển mạch kênh đã khai thác hết năng lực và trở nên lạc hậu đối với nhu cầu của khách hàng, hạn chế khả năng sáng tạo và triển khai các dịch vụ mới

• Chuyển mạch kênh truyền thống chỉ dùng để truyền các lưu lượng thoại

có thể dự đoán trước, và nó không hỗ trợ lưu lượng dữ liệu tăng đột biến một cách hiệu quả, làm lãng phí băng thông khi các mạch đều rỗi trong một khoảng thời gian mà không có tín hiệu nào được truyền đi

Đứng trước tình hình phát triển của mạng viễn thông hiện nay, các

nhà khai thác nhận thấy rằng “sự hội tụ giữa mạng PSTN và mạng PSDN”

là chắc chắn xảy ra Họ cần có một cơ sở hạ tầng duy nhất cung cấp cho mọi

việc quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng và vận hành, đồng thời hỗ trợ các dịch vụ của mạng hiện nay

MINH

Hệ thống chuyển mạch mạng viễn thông TP Hồ Chí Minh được trang bị các loại tổng đài Alcatel 1000E10, 1000E10MM, EWSD, Neax 61 Sigma, AXE, Vô tuyến cố định CDMA2000 1x; Gồm 22 Host trong đó có 19 Host cố định, 01 host Vô tuyến cố định CDMA 2001x và 02 tandem nội hạt Ngoài ra,

có 1 59 trạm vệ tinh trong đó 131 vệ tinh cố định, 28 trạm Vô tuyến cố định,

15 bộ V5.2, 56bộ tập trung thuê bao Tổng dung lượng lắp đặt toàn mạng là 1.417.619 lines, dung lượng sử dụng là 982.214 lines (trong đó 931.819 line

cố định, 50.395 vô tuyến cố định; Hiệu suất sử dụng đạt 70%

Được tổ chức thành 02 lớp như sau :

DNM VTN

LOCAL TAMDEM

LTJ

LOCAL TAMDEM

LTW

E1 E E

E

E1

E 1

E1

E

1

E 1

E 1

E 1

E1

MSC

VTCĐ LE LE LE LE LE LE LE LE LE

Hình I.3 : Mạng chuyển mạch

- Lớp tổng đài quá giang nội hạt

- Lớp tổng đài nội hạt và tổng đài vô tuyến cố định CDMA 20001x.Phần kết nối ra mạng ngoài gồm có:

- Kết nối với các Doanh nghiệp mới

- Kết nối với các mạng di động khác như VinaPhone và MobilePhone

Phía dưới các tổng đài LE (hoặc MSC) là các bộ chuyển mạch ở xa RSU hoặc DLU, bộ tiếp cận thuê bao DLC hoặc mạng cáp quang trực tiếp và các mạng tiếp cận vô tuyến

Các dạng truy nhập này đều có đặc điểm riêng; Các DLU có dung lượng lớn từ 2.000 đến trên 10.000 lines; DLC từ vài trăm cho đến 1.000 lines được trang bị giao tiếp V5.2, một số ít là các bộ lợi dây; Ngoài ra, có các tiếp cận vô tuyến CDMA20001x

Hiện đang trong quá trình triển khai cáp quang tới nhà thuê bao (chủ yếu

cho các khác hàng MetroNet, Internet trực tiếp tốc độ cao)

Hình I.4 : Tổ chức mạng truy nhập

Hiện tại mạng truyền dẫn được tổ chức như sau:

- Ring truyền dẫn kết nối VTN & VTI (các ring này do VTN quản lý) gồm: 01 ring 622 Mbps, 01 ring 2.5 Gbps và 01 ring 10Gbps

ring 10Gbps

(Chi tiết các ring xem trong hình vẽ đính kèm)

Tổng số vi ba các loại: 11 cặp

Tổng số km cáp quang các loại: 1.354.868 km

Đánh giá chung hiện trạng mạng truyền dẫn BĐTP:

- Tất các các đài Host và hầu hết các trạm đều được đấu nối vào các ring truyền dẫn SDH nên bảo đảm độ an toàn thông tin của mạng lưới cao

- Công nghệ phần lớn đều sử dụng công nghệ SDH truyền thống, ngoại

-hỗ trợ các tính năng mới như GFP, LCAS, VCAT và LCAT giúp nâng cao hiệu quả sử dụng băng thông trông trường hợp chuyển tải cho hỗn hợp thoại và dữ liệu đồng thời

BCH VLO

TTW BHU PPH

LTH NDU PKI

Trạm Viba chuyển tiếp Dần Xây

V iba 1

55 M

bps

Thủ Đức

Viba 34Mbps Viba 8 MbpsV 15 M s

Phước Kiểng

V ib

a 8 M

bps

V iba RM D 15 1+

0

/24 FO -

12000 m

Trạm Viba nội hạt Sài Gòn

PPH

CGI

LHO TTH

Trạm Viba nội hạt Sài Gòn

V 34

1 Chiến lược tiến hóa

trở về vấn đề phát triển công nghệ căn bản nào và dùng mạng gì để hỗ trợ các nhà khai thác trong bối cảnh luật viễn thông đang thay đổi nhanh chóng Khái

cùng với việc tái kiến trúc mạng, tận dụng tất cả các ưu thế về công nghệ tiên tiến nhằm đưa ra nhiều dịch vụ mới, góp phần giảm chi phí khai thác và đầu

tư ban đầu cho các nhà kinh doanh Bất cứ giải pháp nào được chọn lựa thì các hệ thống chuyển mạch truyền thống cũng sẽ phải tồn tại bên cạnh các phần tử mạng công nghệ mới trong nhiều năm tới

Việc tổ chức mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý và nhu cầu phát triển dịch vụ, không tổ chức theo địa bàn hành chính mà tổ chức theo vùng mạng hay vùng lưu lượng Ở đây, chủ yếu chúng ta xem xét quá trình tiến hóa về cấu trúc từ mạng hiện có lên cấu trúc mạng NGN

chỉ được xây dựng ở cấp quốc gia, nhằm đáp ứng được nhiều loại dịch vụ khác nhau Xét đến mạng Internet, đó là một mạng đơn lớn, có tính chất toàn

cầu, thường được đề cập theo một loạt các giao thức truyền dẫn hơn là theo một kiến trúc đặc trưng Internet hiện tại không hỗ trợ QoS cũng như các dịch

2 Các yêu cầu về chỉ tiêu xây dựng mạng NGN

Việc xây dựng mạng thế hệ mới NGN cần tuân theo các chỉ tiêu :

và của mạng hiện hành

cấp khác nhau

• Mạng tương lai phải hỗ trợ tất cả các loại kết nối (hay còn gọi là

cuộc gọi), thiết lập đường truyền trong suốt thời gian chuyển giao,

cả cho hữu tuyến cũng như vô tuyến

triển thêm chuyển mạch gói25T) và từ mạng Internet công cộng ( hỗ trợ thêm chất 25T

lượng dịch vụ QoS25T)

hai lớp : kết nối và chuyển mạch25T)

Trước hết là chuyển dịch ở lớp truy nhập và truyền dẫn Hai lớp này bao gồm lớp vật lý, lớp 2 và lớp 3 nếu chọn công nghệ IP làm nền cho mạng thế hệ mới Trong đó :

Hình II.2 : Các yêu cầu chỉ tiêu xây dựng NGN

• Công nghệ ghép kênh bước sóng quang DWDM sẽ chiếm lĩnh ở lớp vật lý

o Càng đơn giản càng tốt

o Tối ưu trong truyền tải gói dữ liệu

o Khả năng giám sát chất lượng, giám sát lỗi và bảo vệ, khôi phục mạng khi có sự cố phải tiêu chuẩn hơn của công nghệ SDH/SONET

Hình II.3 : Sự hội tụ giữa các mạng

II SỰ CHUYỂN DỊCH THOẠI TỪ PSTN LÊN NGN

Thoại luôn là dịch vụ được xét đến hàng đầu trong quá trình xây dựng mạng Do đó, ở đây ta xem xét một minh họa về sự chuyển dịch thoại từ PSTN sang NGN

• Mạng hiện tại

Các thiết bị đầu cuối của thuê bao được đấu nối trực tiếp vào các tổng đài chuyển mạch TDM hoặc ở cấp độ tại trụ sở của khách hàng (PBX) hoặc trực tiếp vào các tổng đài chuyển mạch của mạng viễn thông quốc gia EX Các dịch vụ của nhà cung cấp chỉ có thể thực hiện từ những tổng đài EX, tuy nhiên rất hạn chế

• Mạng phát triển lên NGN

Trong mạng NGN, theo hình II.5, lớp dịch vụ được thực hiện toàn bộ tại các server trung tâm và được chuyển tải cung cấp đến các thiết bị đầu cuối thông qua mạng chuyển mách gói Theo lộ trình chuyển đổi, mạng điện thoại truyền thống vẫn còn hiện hữu thêm một thời gian nhất định, lúc này khách hàng vẫn được cung cấp cách dịch vụ mới thông qua các trunk geteway Trên

nền NGN dịch vụ được cung cấp rất linh hoạt, đa dạng và có thể phân nhiều

CH ƯƠ NG III CHI Ế N L ƯỢ C PHÁT TRI Ể N M Ạ N G NGN C Ủ A

NGÀNH V I Ễ N THÔ NG VI Ệ T N AM

I NGUYÊN TẮC TRIỂN KHAI

hiện nay của mạng Viễn thông Việt Nam, chất lượng dịch vụ viễn thông được cung cấp sẽ bị ảnh hưởng Vì vậy, việc cung cấp các dịch vụ Viễn thông và

tổ chức khai mạng dựa trên số lượng thuê bao theo vùng địa lý, nhu cầu phát triển dịch vụ và tổ chức theo cùng lưu lượng đã được đề xuất Tuy nhiên, kế hoạch xây dựng mô hình quản lý mạng viễn thông thế hệ kế tiếp vẫn còn trong giai đoạn chuẩn bị, việc tổ chức triển khai xây dựng mạng thế hệ kế tiếp NGN chỉ dựa trên một số nguyên tắc cơ bản

Mạng thế hệ sau được tổ chức dựa trên các nguyên tắc cơ bản sau

phú, đa dạng, đa dịch vụ, đa phương tiện

phí khai thác và bảo dưỡng

II CÁC DỊCH VỤ VOIP TRÊN MẠNG NGN

1 Prepaid Card Service (PPCS)

Prepaid Card Service (PPCS) là một dịch vụ mạng thông minh (IN – Intelligent Network) trong mạng Surpass Các thành phần trong mạng bao gồm :

sát việc thiết lập cuộc gọi, đồng thời thực hiện việc tính cước

mạng PSTN, chuyển đổi tín hiệu từ dạng kênh sang gói và ngược lại

Hình III.1: Các thành phần mạng của dịch vụ PPCS

Có 2 kiểu dịch vụ trả trước :

bao gắn với một số điện thoại cố định sẽ có một tài khoản trả trước

card account có một số card number (CN) và một số tiền có sẵn để thực hiện cuộc gọi

2 Toll Free Service

Dịch vụ Freephone cho phép thực hiện cuộc gọi miễn phí tới nhiều đích khác nhau thông qua một số truy nhập thống nhất trên mạng Bên thuê bao bị gọi sẽ bị tính cước cho cuộc gọi Thuê bao gọi (A) sẽ không phải trả tiền cước hoặc chỉ phải trả cước cho cuộc gọi nội hạt

Việc chuyển đổi số Freephone có thể thay đổi tùy theo các yếu tố :

Hình III.2 : Sơ đồ thiết lập cuộc gọi Tool Free Service

Số Freephone sẽ có dạng 1800xxxx Nó bao gồm : Số truy nhập (1800)

và số dịch vụ (SDN) Số dịch vụ SDN có thể có 3, 4 hoặc 5 số

Số đích bao gồm một mã vùng và một số thuê bao Có thể tạo nhiều

số đích khác nhau cho một số dịch vụ (SDN) phụ thuộc vào thời gian hoặc gốc của cuộc gọi

3 Automatic Service Selection

Đây là dịch vụ mà khách hàng sau khi quy mã dịch vụ, ví dụ 19002222

sẽ được nghe một thông báo đưa ra một menu lựa chọn (các lựa chọn có thể

từ 1 đến 9) Tùy theo lựa chọn, khách hàng sẽ được kết nối tới một máy đích

tương ứng Ưu điểm của dịch vụ này là khách hàng chỉ cần nhớ một số điện thoại, thay vì một danh sách các số khác nhau

UCấu hình mạng bao gồm :

• hiQ9200 (Softswitch) : Điều khiển, báo hiệu, chuyển mạch và giám sát việc thiết lập cuộc gọi, đồng thời thực hiện việc tính cước

mạng PSTN, chuyển đổi tín hiệu từ dạng kênh sang gói và ngược lại

4 Call Waiting Internet (CWI)

Dịch vụ Call Waiting Internet cho phép người sử dụng có thể nhận cuộc gọi trong khi truy cập Internet qua line điện thoại Để sử dụng dịch vụ, khách hàng cần cài phần mềm Surfone trên PC và đăng ký sử dụng dịch vụ CWI Khách hàng sẽ được cấp 1 username và password Phần mềm Surfone cũng cho phép người sử dụng thực hiện cuộc gọi từ PC Cước cuộc gọi sẽ được tính cho chủ account CWI

Các thành phần của mạng:

trong toàn mạng

Hình III.3 : Cấu hình mạng của dịch vụ ASS

Hình III.4 : Sơ đồ mạng CWI

Cấu hình mạng bao gồm :

việc thiết lập cuộc gọi, tính cước

đổi tín hiệu từ kênh sang gói và ngược lại

hiện cuộc gọi