Như vậy hệ thống mạng viễn thơng truyền thống cĩ rất nhiều nhược điểm mà quan trong nhất là: • Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.. Theo đĩ cĩ thể định nghĩa khá
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ VĂN HÙNG TRUYỀN DẪN QUAN TRỌNG MẠNG NGN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hà Nội, 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131626811000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ VĂN HÙNG TRUYỀN DẪN QUAN TRỌNG MẠNG NGN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN VIẾT NGUYÊN Hà Nội, 2006 MỤC LỤC CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN 1.1 Giới thiệu mạng viễn thông 1.2 Khái niệm mạng NGN 1.3 Các đặc điểm mạng NGN 1.4 Cấu trúc mạng NGN 1.5 Các công nghệ sử dụng mạng NGN 10 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ MẠNG WDM 11 2.1 Giới thiệu hệ thống thông tin quang 12 2.3 Một số đặc tính truyền dẫn sợi quang 13 2.2 Các hệ mạng quang 17 2.3 Nguyên lý WDM 19 2.4 Chức hệ thống WDM 22 3.4 Các thành phần mạng WDM 14 CHƯƠNG : ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƯỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM 30 3.1 Định tuyến gán bước sóng tĩnh 31 3.1.1 Giới thiệu tốn S-RWA 31 3.1.2 Trường hợp có chuyển đổi bước sóng 34 3.1.3 Vấn đề định tuyến 35 3.1.4 Vấn đề gán bước sóng 36 3.2 Định tuyến gán bước sóng động 39 3.2.1 Giới thiệu tốn D-RWA 39 3.2.2 Vấn đề định tuyến 41 3.2.2.1 Định tuyến cố định 36 3.2.2.2 Định tuyến thay cố định 45 3.2.2.3 Định tuyến thích nghi 47 3.2.3 Vấn đề gán bước sóng 52 CHƯƠNG : XU HƯỚNG TÍCH HỢP IP/QUANG TRONG MẠNG NGN 60 4.1 Xu hướng tích hợp IP/quang 61 4.2 Kiến trúc mạng IP/quang 63 4.3 GMPLS 66 4.4 Các giải pháp tích hợp IP/quang 72 4.4.1 IP/ATM/SDH/WDM 75 4.4.2 Gói SONET/SDH (POS) 76 4.4.3 SDH hệ (SDH NG) 80 4.42.1 Thủ tục lập khung tổng quát (GFP) 80 4.4.2.2 Kết chuỗi ảo (Virtual Concatenation-VCAT) 83 4.4.2.3.Cơ chế thích ứng dung lượng tuyến (LCAS) 84 4.4.4 IP/Gigabit Ethernet cho WDM 4.4.5 Ring gói đàn hồi (RPR/SRP) 4.4.6 Truyền tải gói động (DTM) 4.5.Kết luận CHƯƠNG : TRUYỀN DẪN QUANG ĐƯỜNG TRỤC TRONG MẠNG NGN CỦA VNPT 5.1 Hiện trạng mạng viễn thông VNPT 5.1.1 Mạng viễn thông VNPT 51.2 Mạng NGN VNPT 5.1.3 Mạng truyền dẫn trục VNPT 5.1.4 Đánh giá mạng trục VNPT 5.2 Xây dựng mạng truyền dẫn trục VNPT phù hợp với định hướng NGN 5.2.1 Yêu cầu mạng truyền dẫn trục 5.2.2 Giai đoạn (2007-2010) 5.2.3 Giai đoạn (sau 2010) Kết luận 85 87 88 89 92 93 93 94 101 106 107 108 109 115 Truyền dẫn quang mạng NGN 60 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG NGN NỘI DUNG: 1.1 Giới thiệu mạng viễn thông 1.2 Khái niệm mạng NGN 1.3 Các đặc điểm mạng NGN 1.4 Cấu trúc mạng NGN 1.5 Các công nghệ sử dụng mạng NGN HV : Vũ Văn Hùng GVHD : TS Nguyễn Viết Nguyên Truyền dẫn quang mạng NGN 61 1.1 Giới thiệu mạng viễn thơng Mạng viễn thơng định nghĩa sau: Mạng viễn thông phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu Mạng có nhiệm vụ cung cấp dịch vụ cho khách hàng Mạng viễn thông bao gồm thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, mơi trường truyền thiết bị đầu cuối Hình 1.1: Các thành phần mạng viễn thơng Các mạng viễn thơng truyền thống có đặc điểm tồn cách riêng lẻ, ứng với loại thông tin lại có loại mạng viễn thơng riêng biệt để phục vụ cho dịch vụ • Mạng Telex: dùng để gửi điện dạng kí tự mã hố bit (mã Baudot) Có tốc độ truyền thấp (từ 75 đến 300 bit/s) • Mạng điện thoại cơng cộng, cịn gọi mạng POST (Plain Old Telephone Service): tiếng nói số hố chuyển mạch hệ thống chuyển mạch điện thoại cơng cộng • Mạng truyền số liệu: bao gồm mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu máy tính dựa giao thức X.25 hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa giao thức X.21 HV : Vũ Văn Hùng GVHD : TS Nguyễn Viết Nguyên Truyền dẫn quang mạng NGN 62 • Mạng tín hiệu truyền hình truyền theo cách: truyền sóng vơ tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp CATV (Community Antenna Television) cáp đồng trục qua hệ thống vệ tinh • Trong phạm vi quan, số liệu máy tính trao đổi thơng qua mạng LAN (Local Area Network) với công nghệ mạng Ethernet, Token Bus Token Ring Mỗi mạng thiết kế cho dịch vụ riêng biệt sử dụng cho mục đích khác Ví dụ ta khơng thể truyền tín hiệu truyền hình qua mạng PSTN băng thơng mạng khơng đủ Do đặc điểm mạng viễn thông truyền thống tồn cách độc lập với nhau, mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, vận hành bảo, dưỡng khác Như hệ thống mạng viễn thông truyền thống có nhiều nhược điểm mà quan là: • Chỉ truyền dịch vụ độc lập tương ứng với mạng • Thiếu mềm dẻo: đời công nghệ ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu Ngồi xuất nhiều dịch vụ truyền thông tương lai Mỗi loại dịch vụ có tốc độ truyền khác mạng truyền thống khó thích nghi với địi hỏi • Kém hiệu việc bảo dưỡng, vận hành sử dụng tài ngun Tài ngun sẵn có mạng khơng thể chia sẻ cho mạng khác sử dụng Mặt khác, mạng viễn thông thiết kế nhằm mục đích khai thác dịch vụ thoại chủ yếu Sự bùng nổ lưu lượng thông tin cho thấy hiệu chuyển mạch kênh TDM Chuyển mạch kênh truyền thống dùng để truyền lưu lượng thoại dự đốn trước, không hỗ trợ lưu lượng liệu tăng đột biến cách hiệu Khi lượng liệu tăng HV : Vũ Văn Hùng GVHD : TS Nguyễn Viết Nguyên Truyền dẫn quang mạng NGN 63 vượt lưu lượng thoại, đặc biệt dịch vụ truy cập Internet quay số trực tiếp, thường xảy nghẽn mạch nguồn tài nguyên hạn hẹp Trong đó, chuyển mạch kênh làm lãng phí băng thơng mạch rỗi khoảng thời gian mà khơng có tín hiệu truyền Trước nhược điểm địi hỏi phải có sở hạ tầng cung cấp cho dịch vụ (tương tự - số, băng hẹp – băng rộng, – đa phương tiên,…) để việc quản lý tập trung, giảm chi phí bảo dưỡng vận hành, đồng thời hỗ trợ dịch vụ mạng 1.2 Khái niệm mạng NGN: Mạng viễn thông hệ NGN (Next Generation Network) có nhiều tên gọi khác nhau, như: • Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau) • Mạng hội tụ (hỗ trợ cho lưu lượng thoại phi thoại, cấu trúc mạng hội tụ) • Mạng phân phối (phân phối tính thơng minh cho phần tử mạng) • Mạng nhiều lớp (mạng phân phối nhiều lớp mạng có chức độc lập hỗ trợ lẫn thay khối thống mạng TDM) Theo định nghĩa khái quát mạng NGN sau: Mạng viễn thông hệ sau NGN mạng có sở hạ tầng thơng tin dựa cơng nghệ gói để triển khai nhanh chóng loại hình dịch vụ khác dựa hội tụ thoại số liệu, cố định di động Như vậy, xem mạng thơng tin hệ mạng tích hợp mạng thoại PSTN, chủ yếu dựa kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa kỹ thuật IP/ATM Nó chuyển tải tất dịch vụ vốn có PSTN đồng thời nhập lượng liệu lớn vào mạng IP, nhờ HV : Vũ Văn Hùng GVHD : TS Nguyễn Viết Nguyên Truyền dẫn quang mạng NGN 64 giảm nhẹ gánh nặng PSTN Tuy nhiên, NGN không đơn hội tụ thoại số liệu mà hội tụ truyền dẫn quang cơng nghệ gói, mạng cố định di động Vấn đề chủ đạo tận dụng hết lợi đem đến từ trình hội tụ Một vấn đề quan trọng khác bùng nổ nhu cầu người sử dụng cho số lượng lớn dịch vụ ứng dụng phức tạp bao gồm đa phương tiện 1.3 Đặc điểm mạng NGN: Mạng NGN mạng có hạ tầng thơng tin chung dựa sở cơng nghệ chuyển mạch gói để cung cấp dịch vụ bao gồm dịch vụ viễn thông, cung cấp công nghệ truyền tải băng thông rộng đảm bảo chất lượng dịch vụ( QOS), chức liên quan đến dịch vụ độc lập với công nghệ truyền tải lớp NGN cung cấp khả truy nhập không hạn chế người sử dụng đến nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác NGN hỗ trợ dịch vụ di động nói chung, tức người sử dụng truy nhập nơi với phương thức truy nhập Theo đó, mạng NGN có đặc điểm sau: - Dựa tảng công nghệ chuyển mạch gói - Chức điều khiển tách khỏi chức truyền tải, gọi dịch vụ - Tách biệt dịch vụ mạng, cung cấp giao diện mở (APIs) nhằm hỗ trợ cho việc tạo dịch vụ mà không phụ thuộc nhiều vào nhà cung cấp thiết bị khai thác mạng - Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ (dịch vụ thời gian thực, đa phương tiện, ) - Cung cấp dịch vụ băng rộng với suốt từ đầu cuối tới đầu cuối - Liên kết với mạng truyền thống khác (PSTN, ISDN, ) - Hỗ trợ dịch vụ tính di động nói chung - Người sử dụng không bị lệ thuộc vào nhà cung cấp dịch vụ khác HV : Vũ Văn Hùng GVHD : TS Nguyễn Viết Nguyên Truyền dẫn quang mạng NGN 65 1.4 CẤU TRÚC MẠNG NGN 1.4.1 Cấu trúc luận lí Cho đến nay, Liên minh viễn thơng giới ITU chưa có khuyến nghị thức cấu trúc mạng NGN Nhiều hãng viễn thơng lớn đưa mơ hình cấu trúc mạng hệ Alcatel, Ericssion, Nortel, Siemens, Lucent, NEC,… Bên cạnh việc đưa nhiều mơ hình cấu trúc mạng NGN khác kèm theo giải pháp mạng sản phẩm thiết bị khác Nhìn chung từ mơ hình này, cấu trúc mạng hệ có đặc điểm chung bao gồm lớp chức sau: - Lớp kết nối (access + Transport/Core) - Lớp trung gian hay truyền thông (Media) - Lớp điều khiển (Control) - Lớp quản lí (Management) Mơ hình phân lớp chức mạng NGN : Xem xét từ góc độ kinh doanh vàcung cấp dịch vụ mơ hình cấu trúc mạng hệ sau cịn có thêm lớp ứng dụng dịch vụ Trong mơi trường phát triển cạnh tranh có nhiều thành phần tham gia kinh doanh lớp ứng dụng dịch vụ Lớp ứng dụng API Lớp điều khiển Lớp điều khiển Lớp Lớp Lớp truyền thông Lớp truyền thông quản Lớp truy nhập truyền dẫn HV : Vũ Văn Hùng lý API Lớp truy nhập truyền dẫn quản lý GVHD : TS Nguyễn Viết Nguyên