các phương pháp truyền IP trên mạng quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: CÁC GIẢI PHÁP TRUYỀN IP TRÊN MẠNG QUANG Giáo viên hướng dẫn : ThS Lê Thị Cẩm Hà Sinh viên thực hiện : Đào Anh Ngọc Lớp : ĐTVT – K28-B Quy Nhơn, 6/2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT & CƠNG NGHỆ Độc lập – Tự do –Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỜ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên : Đào Anh Ngọc Khóa : 28 Ngành : Điện tử - Viễn thơng Bộ mơn : Điện tử - Viễn thơng Khoa : Kỹ thuật & Cơng nghệ 1. Tên đề tài thiết kế: Các giải pháp truyền IP trên mạng quang 2. Các số liệu ban đầu: 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn: 4. Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước bản vẽ): 5. Cán bộ hướng dẫn: Họ tên cán bộ hướng dẫn Phần hướng dẫn ThS Lê Thị Cẩm Hà Tồn phần 6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : 15/3/2010 7. Ngày hồn thành nhiệm vụ : 10/6/2010 Quy Nhơn, ngày … tháng… năm 2010 TRƯỞNG BỘ MƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA Sinh viên đã hồn thành Ngày … tháng năm 2010 Sinh viên ký tên  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà MỤC LỤC @? Trang LỜI MỞ ĐẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Xu hướng tích hợp IP trên quang 3 1.2. Quá trình phát triển 4 1.2.1. Các giai đoạn phát triển 4 1.2.2. Mô hình phân lớp của các giai đoạn phát triển 7 1.3. Các yêu cầu đối với truyền dẫn IP trên quang 10 Chương 2: CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 11 2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM 11 2.2. Các đặc điểm của công nghệ WDM 13 2.3. Một số công nghệ then chốt 14 2.3.1. Bộ tách ghép bước sóng quang 14 2.3.2. Bộ lọc quang 16 2.3.3. Bộ đấu nối chéo quang OXC 18 2.3.4. Bộ xen/rẽ quang OADM 20 2.3.5. Chuyển mạch quang 21 2.3.6. Sợi quang 24 2.3.7. Bộ khuếch đại quang sợi 26 2.4. Một số điểm lưu ý 27 Chương 3: INTERNET PROTOCOL – IP 31 3.1. IPv4 31 3.1.1. Phân lớp địa chỉ 31 3.1.2. Các kiểu địa chỉ phân phối gói tin 33 3.1.3. Mobile IP 34 3.1.5. Cấu trúc tổng quan của một IP datagram trong IPv4 35 3.1.6. Phân mảnh và tái hợp 40 3.1.7. Định tuyến 42 3.2. IPv6 45 3.2.1. Tại sao lại có IPv6? 45 3.2.2. Khuôn dạng datagram IPv6 46 3.2.3. Các tiêu đề mở rộng của IPv6 47 3.2.4. Các loại địa chỉ IPv6 52 3.2.5. Các đặc tính vượt trội của IPv6 53 3.2.6. Sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 53 3.2.7. IPv6 cho IP/WDM 57 Chương 4: CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN IP TRÊN QUANG 58 4.1. Kiến trúc IP/PDH/WDM 60 4.2. Kiến trúc IP/ATM/SDH/WDM 60 I  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà 4.2.1. Mô hình phân lớp 60 4.2.2. Ví dụ 65 4.3. Kiến trúc IP/ATM/WDM 67 4.4. Kiến trúc IP/SDH/WDM 68 4.4.1. Kiến trúc IP/PPP/HDLC/SDH 69 4.4.2. Kiến trúc IP/LAPS/SDH 72 4.5. Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE) 73 4.6. Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP trên quang 75 4.6.1. Mạng MPLS trên quang 75 4.6.2. Kỹ thuật lưu lượng MPLS trên quang 78 4.6.3. Mặt điều khiển MPLS 81 4.7.1. MPLS trong mạng quang hay GMPLS (Generalized MPLS) 82 4.7.2. Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) 85 4.8. Công nghệ truyền tải gói động (DPT) 88 4.9. Phương thức truyền tải gói đồng bộ động (DTM) 89 4.9.1. Truyền tải IP qua mạng DTM 89 4.9.2. Cấu trúc định tuyến 90 4.9.3. Phân đoạn IPOD 90 4.9.4. Tương tác với OSPF 91 4.10. Kiến trúc IP/SDL/WDM 91 4.11. Kiến trúc IP/WDM 92 4.11.1. IP over WDM 92 4.11.2. IP over Optical 102 Chương 5: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ỨNG DỤNG IP TRÊN MẠNG QUANG TRONG NGN CỦA TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM (VNPT) 107 5.1. Mạng thế hệ sau (NGN) 107 5.1.1. Khái niệm về NGN 107 5.1.2. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau (NGN) 109 5.1.3. Các đặc điểm của NGN 109 5.1.4. Các công nghệ nền tảng cho NGN 110 5.2. Phân tích và đánh giá các phương thức tích hợp IP trên quang 116 5.2.1. Các chỉ tiêu phân tích và đánh giá 116 5.2.2. Phân tích và đánh giá 118 5.3. Tình hình triển khai IP trên quang của VNPT 122 5.3.1. Giai đoạn trước năm 2004 122 5.3.2. Giai đoạn từ năm 2004 đến 2005 123 5.3.3. Giai đoạn 2005-2007 124 5.3.4. Giai đoạn 2007-2010 125 5.4. Đề xuất phương án IP trên quang cho những năm tới 127 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 II  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà DANH MỤC BẢNG BIỂU @? Số hiệu bảng Tên bảng Trang 3.1 Miền giá trị của từng lớp địa chỉ Error : Refer ence sourc e not foun d 3.2 Cấu trúc bảng định tuyến Error : Refer ence sourc e not foun d 4.1 Giá trị của SAPI tương ứng với các dịch vụ lớp trên Error : Refer ence sourc e not foun d 5.1 Các tham số đánh giá ngăn giao thức mạng Error : Refer ence sourc e not foun d III  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà IV  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà DANH MỤC HÌNH VẼ @? Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Tiến trình phát triển của tầng mạng Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 1.2 Mô hình phân lớp của các giai đoạn phát triển Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.1 Hệ thống WDM Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.2 Thiết bị phân tán góc Erro r: Ref eren ce sour ce not V  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà fou nd 2.3 Thiết bị ghép sợi Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.4 Bộ lọc màng mỏng điện môi có nhiều khoang cộng hưởng Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.5 Bộ lọc Fabry - Perot Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.6 Sơ đồ mạch của bộ OXC Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.7 Kết cấu chức năng của OADM Erro VI  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.8 Ví dụ về chuyển mạch quang không gian loại sợi quang Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 2.9 Cấu trúc module vi gương Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 3.1 Mô hình phân lớp địa chỉ IP Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 3.2 Địa chỉ mạng con của địa chỉ lớp B Erro r: Ref eren VII  Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà ce sour ce not fou nd 3.3 Định dạng datagram của IPv4 Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 3.4 Trường TOS Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 3.5 Trường Flags Erro r: Ref eren ce sour ce not fou nd 3.6 Định dạng datagram của IPv6 Erro r: Ref eren ce sour ce VIII [...]... nhiều phương pháp để cung cấp dịch vụ gói IP trên mạng quang được đề nghị: IP/ ATM/SDH over WDM, IP/ SDH over WDM, v.v.v Tuy nhiên việc quản lý mạng theo các phương pháp trên gặp không ít khó khăn Nguyên nhân chủ yếu gây nên sự phức tạp trong quản lý chính là sự phân lớp theo truyền thống của giao thức mạng Các mạng truyền thống có rất nhiều lớp độc lâp, do đó có nhiều chức năng chồng chéo nhau ở các lớp... tuyến, đặc tính vượt trội của IPv6 so với IPv4 và sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 - Chương 4: Nghiên cứu các phương thức truyền dẫn IP trên quang Đặc biệt lưu ý giai đoạn cuối cùng - truyền dẫn IP datagram trực tiếp trên quang: nguyên lý, kiến trúc, các yêu cầu đối với hệ thống - Chương 5: Phân tích và đánh giá các giải pháp đã trình bày ở chương 4 Tìm hiểu nguyên tắc tổ chức và phương thức ứng dụng trong... thuật này, đồ án tốt nghiệp của em với đề tài Các giải pháp truyền IP trên mạng quang sẽ trình bày tổng quan các phương thức hướng đến công nghệ IP trên quang bằng cách sử dụng lại các công nghệ hiện có như: PDH, SDH, ATM…và sử dụng các công nghệ mới như: DTM, SDL…Qua đó đánh giá về QoS của các phương thức và trình bày công nghệ được ứng dụng trong mạng viễn thông hiện nay Nội dung của đề tài được... hướng tích hợp IP trên quang Đánh giá sơ bộ về ưu điểm và nhược điểm của các mô hình truyền dẫn IP trên quang Yêu cầu đối với việc truyền dẫn IP trên quang - Chương 2: Trình bày về công nghệ ghép kênh theo bước sóng, các thiết bị của hệ thống và yêu cầu đối với các thiết bị này Và một số chú ý khi sử dụng công nghệ DWDM - Chương 3: Tìm hiểu về giao thức IP với hai phiên bản là IPv4 và IPv6 Bao gồm:... tích hợp IP trên quang Nhu cầu truyền tải IP qua mạng ngày càng tăng Trong khi IP được xem như là công nghệ lớp mạng phổ biến thì công nghệ WDM cung cấp khả năng dung lượng truyền dẫn lớn DWDM cho phép ghép STM-16 (2,5Gbps) hay STM-64 (10Gbps) kênh thoại trên các bước sóng để truyền dẫn song song trên một sợi cáp quang Hơn nữa, khả năng cấu hình mềm dẻo của các bộ OXC đã cho phép xây dựng mạng linh... được định tuyến động khi mạng, node hay liên kết xảy ra lỗi 1.3 Các yêu cầu đối với truyền dẫn IP trên quang Giao thức IP thực hiện truyền dẫn dựa trên cơ sở đơn vị truyền dẫn là các IP datagram Và các datagram này định tuyến hoàn toàn độc lập với nhau cho dù có xuất phát từ cùng một nguồn và đến cùng một đích Để đảm bảo sử dụng các tài nguyên của mạng với hiệu suất cao thì các gói tin có thể đi theo... hình phân lớp của các giai đoạn phát triển Hình 1.2: Mô hình phân lớp của các giai đoạn phát triển a) IP over ATM/SDH/Optical b) IP over SDH/Optical c) IP over Optical - Tầng OTN Tầng OTN là lớp mạng truyền tải quang, nó bao gồm các lớp sau: • Lớp kênh quang (Och): định nghĩa một kết nối quang (đường tia sáng) giữa hai thực thể client quang Lớp kênh quang là sự truyền dẫn trong suốt các tin tức dịch... công nghệ truyền tải IP trên quang Trong giai đoạn này, các IP datagram trước khi đưa vào mạng truyền tải quang (OTN) thì phải thực hiện chia cắt thành các tế bào ATM để có thể đi từ nguồn tới đích Tại chuyển mạch ATM cuối cùng, các IP datagram mới được khôi phục lại từ các tế bào Chương 1: TỔNG QUAN  Đồ án tốt nghiệp -6- GVHD: ThS Lê Thị Cẩm Hà Đây là giai đoạn đầu tiên nên có đầy đủ các tầng IP, ATM... có các tính năng như: cấu hình lại đoạn ghép kênh quang để đảm bảo mạng định tuyến nhiều bước sóng linh hoạt, đảm bảo xử lý hoàn chỉnh tin tức phối hợp của đoạn ghép kênh quang nhiều bước sóng và thông tin phụ của đoạn ghép kênh quang, cung cấp chức năng đo kiểm và quản lý của đoạn ghép kênh quang để vận hành và bảo dưỡng mạng • Lớp đoạn truyền dẫn quang (OTS): định nghĩa cách truyền tín hiệu quang trên. .. Thị Cẩm Hà - Tầng IP Tầng IP có chức năng cung cấp dịch vụ cho các tầng dưới Tầng này sử dụng giao thức chính là giao thức IP Tại đây thực hiện việc đóng gói dữ liệu, thoại và video thành các IP datagram, sau đó định hướng nó truyền qua mạng theo từng bước một Tầng IP cung cấp các liên kết any-to-any, chức năng liên kết mạng phi kết nối Nó cũng có khả năng tự sửa lỗi, nghĩa là các gói IP có thể được định