NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MANE TẠI CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 3

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG MẠNG MANE TẠI CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 3 Chương 1 Giới thiệu tổng quan về mạng MANE, cấu trúc và các đặc tính mạng, các dịch vụ và xu hướng phát triển của MANE. Chương 2 Trình bày giải pháp triển khai công nghệ MANE tại Công ty Điện thoại Hà Nội 3, các dịch vụ triển khai và đưa ra những phân tích, đánh giá thực trạng quá trình triển khai. Chương 3 Trình bày các chỉ tiêu kỹ thuật cho dịch vụ trên MANE, các công nghệ sử dụng và vấn đề QoS trên MANE, sau đó đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng MANE tại Công ty Điện thoại Hà Nội 3.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Luận văn được hoàn thành tại:

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tiến Ban

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Văn Khang

Phản biện 2: TS Nguyễn Ngọc Minh

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Vào lúc: 10 giờ 30 ngày 09 tháng 08 năm 2014

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

1

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây chứng kiến sự phát triển nhanh chóng, vượt bậc của các công nghệ truy nhập băng rộng mới như xDSL, FTTx và các dịch vụ mới như VoIP, IPTV, VoD, …, đặc biệt là xu hướng tiến lên NGN của các nhà khai thác Viễn thông Yêu cầu về băng thông kết nối tới các thiết bị truy nhập (IP DSLAM, MSAN) ngày càng cao, yêu cầu về cơ sở hạ tầng truyền tải phải đáp ứng các công nghệ mới của IP để sẵn sàng cho các dịch vụ mới ngày càng tăng: multicast, end-to-end QoS, bandwitdh-ondemand, … Tất cả các yêu cầu trên dẫn đến sự phát triển bùng nổ của mạng MAN trong các thành phố, đặc biệt là mạng Ethernet-based MAN để truyền tải lưu lượng IP

Hệ thống cáp quang cho phép cung cấp dịch vụ với tốc độ ngày càng cao

và giá thành ngày càng giảm Tốc độ truyền dẫn từ 100 Mbps dần được thay thế bằng tốc độ 1 Gbps, 10 Gbps, thậm chí 40 Gbps Việc này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng công nghệ Ethernet đơn giản để truyền thông tin với khoảng cách xa hơn Với công nghệ Ethernet truyền thống trên mạng cáp đồng khoảng cách truyền dẫn chỉ tính bằng đơn vị hàng chục mét hoặc 100 mét thì với công nghệ cáp quang, khoảng cách truyền dần tăng hàng trăm lần lên đến hàng chục kilomet Vì vậy, sử dụng công nghệ MAN-E để cung cấp dịch vụ chất lượng cao và đa dạng đến khách hàng của các nhà cung cấp dịch

vụ đang là xu hướng chung trên toàn thế giới

Trong nhiều năm qua, VNPT đã khẳng định được vai trò chủ đạo, dẫn đầu trong phát triển hạ tầng viễn thông, công nghệ thông tin nói chung và hạ tầng băng rộng nói riêng Trên nền băng rộng, các dịch vụ cáp quang tốc độ cao

đã được VNPT cung cấp như FTTH, FTTB, … Công ty Điện thoại Hà Nội 3 cùng với VNPT Hà Nội định hướng từ nay đến năm 2015 sẽ đưa dịch vụ băng rộng tới mọi hộ gia đình, khách hàng có thể sử dụng dịch vụ băng rộng mọi lúc,

2 mọi nơi Cùng với sự phát triển về dịch vụ thì yêu cầu về chất lượng dịch vụ của người dùng ngày càng cao Chất lượng dịch vụ luôn là một vấn đề quan tâm hàng đầu của người sử dụng và nhà cung cấp mạng Chính vì vậy, là cán bộ công tác tại Công ty Điện thoại Hà Nội 3 thuộc VNPT Hà Nội, học viên đã

chọn hướng nghiên cứu "Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên

mạng MAN-E tại Công ty Điện thoại Hà Nội 3” làm đề tài luận văn tốt nghiệp

cao học của mình

Cấu trúc luận văn gồm 3 chương với những nội dung chính như sau:

Chương 1 Giới thiệu tổng quan về mạng MAN-E, cấu trúc và các đặc

tính mạng, các dịch vụ và xu hướng phát triển của MAN-E

Chương 2 Trình bày giải pháp triển khai công nghệ MAN-E tại Công ty

Điện thoại Hà Nội 3, các dịch vụ triển khai và đưa ra những phân tích, đánh giá thực trạng quá trình triển khai

Chương 3 Trình bày các chỉ tiêu kỹ thuật cho dịch vụ trên MAN-E, các

công nghệ sử dụng và vấn đề QoS trên MAN-E, sau đó đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ trên mạng MAN-E tại Công ty Điện thoại Hà Nội 3

3

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN MẠNG MAN-E

Mạng MAN-E là phân khúc mạng nằm giữa lớp Core và lớp Access, có chức năng thu gom lưu lượng và đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng Mạng MAN-E chính là yếu tố cốt lõi để các nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp các dịch vụ băng rộng chất lượng cao đối với khách hàng

1.1 Các tính năng của MAN-E

MAN-E có chức năng thu gom lưu lượng và đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng cho các thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN) Có khả năng cung cấp các kết nối Ethernet (FE/GE) tới khách hàng để truyền tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối lên mạng đường trục IP/MPLS NGN để chuyển lưu

lượng đi liên tỉnh, quốc tế

1.2 Cấu trúc mạng MAN-E

Kiến trúc mạng Metro dựa trên công nghệ Ethernet điển hình có thể mô tả như hình 1.1

Hình 1.1: Cấu trúc mạng MAN-E [1].

4

1 3 Mô hình phân lớp mạng MAN-E

Mô hình phân lớp mạng MAN-E được định nghĩa theo MEF 4 được chia

- Lớp truyền tải dịch vụ (Transport Services Layer)

1.4 Các điểm tham chiếu trong mạng MAN-E

Điểm tham chiếu trong mạng MAN-E là tập các điểm tham chiếu lớp mạng được sử dụng để phân các vùng liên kết đi qua các giao diện Hình 1.3 chỉ

ra các quan hệ giữa các thành phần kiến trúc bên ngoài và mạng MAN-E Các

thành phần bên ngoài bao gồm:

- Từ các thuê bao đến các dịch vụ MAN-E

- Từ các mạng MAN-E khác

- Các mạng truyền tải dịch vụ (không phải Ethernet) khác

Các thuê bao kết nối đến mạng MAN-E thông qua điểm tham chiếu giao diện Người dùng – Mạng (UNI: Uset – Network interface) Các thành phần trong cùng mạng (NE: Internal Network Elements) hoặc I-INNIs ( Internal – NNIs) Hai mạng MAN-E độc lập có thể kết nối với nhau tại điểm tham chiếu External NNI (E-NNI) Một mạng MANE có thể kết nối với các mạng dịch vụ

và truyển tải khác tại điểm tham chiếu liên mạng Network Interworking NNI

5 (NI-NNI) hoặc điểm tham chiếu liên dịch vụ Service Interworking NNI (SI-NNI)

1.5 Các thành phần vật lý trong mạng MAN-E

Các thiết bị vật lý trong mạng là các thành phần mạng (NE: Network Element) trong mạng MAN-E Một thiết bị có thể có nhiều chức năng khác nhau và thuộc nhiều lớp khác nhau trong mô hình mạng MAN-E

- Các thiết bị biên khách hàng (CE: customes Edge)

- Thiết bị biên nhà cung cấp dịch vụ (PE: Provider Edge)

- Thiết bị lõi của nhà cung cấp dịch vụ (P: Provider Core)

- Thiết bị kết cuối mạng (NT: Network Termination)

- Thiết bị biên truyền tải (TE: Transport Edge)

1.6 Kết luận chương 1

Trong chương này đã trình bày được các tính năng cũng như cấu trúc của một mạng MAN-E điển hình, mô hình phân lớp, các điểm tham chiếu cũng như

các thành phần vật lý trong mạng MAN-E

6

Sử dụng công nghệ MAN-E để cung cấp dịch vụ chất lượng cao, dịch vụ

đa dạng đến khách hàng của các nhà cung cấp dịch vụ đang là xu hướng chung trên toàn thế giới Công nghệ Ethernet được hầu hết các nhà cung cấp thiết bị trên thế giới hỗ trợ

7

CHƯƠNG 2 : GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI CÔNG NGHỆ MAN-E TẠI

CÔNG TY ĐIỆN THOẠI HÀ NỘI 3

2.1.Đặc điểm, tổng quan mạng Viễn thông tại Công ty Điện thoại Hà Nội 3

Hiện trạng mạng MAN-E của Công ty Điện thoại Hà Nội 3 cụ thể như sau:

* Lớp NPE (Agg Switch):

- 05 thiết bị MEN Switch Cisco 7609 đặt tại Hà Đông (HDG-Agg-7609), Ứng Hòa (UHA-Agg-7609), Xuân Mai (XMI-Agg-7609), Hòa Lạc (HLC-Agg-7609), Sơn Tây (STY-Agg-7609) được kết nối với nhau theo kết nối Ring với băng thông kết nối là 20Gbps

- Thiết bị NPE 7609 tại Hà Đông và Xuân Mai kết nối lên 02 thiết bị Core MEN Switch Cisco 7609 tại Đinh Tiên Hoàng và Cầu Giấy trên các tuyến trung

kế như sau: 2 x (2 x 10Gbps)

* Lớp UPE (Acc Switch)

19 thiết bị (02 MEN Switch Cisco 7609 và 17 MEN Switch Cisco 7606) thiết lập thành các vòng Ring 10Gbps kết nối lên các NPE (Agg Switch 7609) Các vòng Ring cụ thể như sau:

- Ring 1: Hà Đông - Ứng Hòa - Xuân Mai - Hòa Lạc - Sơn Tây - Hà Đông

- Ring 2: Hà Đông - Bình Đà - Ứng Hòa - Ứng Hòa - Hà Đông

- Ring 3: Hà Đông - Thường Tín - Tía - Phú Xuyên - Ứng Hòa - Hà Đông

- Ring 4: Xuân Mai - Quốc Oai - Thạch Thất - Hòa Lạc - Xuân Mai

- Ring 5: Sơn Tây - Ba Vì - Tản Lĩnh - Sơn Lộc - Hòa Lạc - Sơn Tây

T /0

CMY-Acc-7606

.5 6

XMI-Agg-7609

.3 12

.12

.13

.14 4

Te /0

Te /0

Ten1/0/1 Ten1/0/0

T /0

Te /0

Ten2/0 /0

Ge /0

G e /0

Te 4/

HDG-Acc-7609 Ten 1/0/1

T /0

MAN-E Hà Nội

DTH-CORE-7609

CGY-CORE-7609

Te /2

.19

HDC-Acc-7606

DPG-Acc-7606

T /0

Ten1 /0/1 Ten1 /0/0

Te /0

T /0

QOI-Acc-7606

Te 1

Ten1/0/0

T /0

Ten1/0/0

Ten 1/0/1

BVI-Acc-7606 Ten1/0/0

Ten 3/0/

0 Ten 3/0/ 1

Te 1 Te 0

Ge /2 Ge /3

Ge /1 Ge /0

ERX 1410

awan)

STM(Meg

awan)

Po s 0

Po s 2

T /0

T /1

2.2 Giải pháp triển khai dịch vụ băng rộng cho Công ty Điện thoại Hà Nội 3

2.2.1 Xây dựng topo mạng MAN-E của Công ty Điện thoại Hà Nội 3

Mạng MAN-E của Công ty Điện thoại Hà Nội 3 được xây dựng dựa theo định hướng như sau:

- Xây dựng cấu trúc mạng MAN-E và triển khai mạng truy nhập quang, chuẩn bị tốt hạ tầng để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ băng rộng, dịch vụ tốc độ cao

9

- Dung lượng mạng MAN-E được xây dựng để đáp ứng nhu cầu dự báo phát triển các dịch vụ: Internet, truyền số liệu, dịch vụ băng rộng và dịch vụ thoại (trên cơ sở thiết bị MSAN trang bị mới)

Cấu trúc mạng MAN-E và truy nhập quang trong giai đoạn đầu gồm các phần sau:

- Mạng MAN-E Ethernet, làm chức năng thu gom lưu lượng của các thiết

bị mạng truy nhập (MSAN/IP-DSLAM), lưu lượng các khách hàng kết nối trực tiếp vào mạng MAN-E để chuyển tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối lên mạng trục IP/MPLS NGN để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, đi quốc tế

- Hệ thống mạng cáp quang truy nhập, được sử dụng để kết nối các thiết

bị mạng MAN-E và cung cấp cáp quang truy nhập đến các tòa nhà, khu công nghiệp, khu chế xuất và các khách hàng lớn

Hiện tại Công ty Điện thoại Hà Nội 3 đang cung cấp dịch vụ băng rộng cho khoảng 70.200 thuê bao Megavnn; 6.200 thuê bao FTTH; 7.750 thuê bao

MyTV

2.2.2 Phương án triển khai các dịch vụ băng rộng

2.2.2.1 Internet băng rộng (MegaVnn)

Là dịch vụ truy nhập Internet băng rộng qua mạng VNN do Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) cung cấp, dịch vụ này cho phép khách hàng truy nhập Internet với tốc độ cao dựa trên công nghệ đường dây thuê bao

số bất đối xứng ADSL Tốc độ Download lên đến 8 Mbps

2.2.2.2 Dịch vụ mạng riêng ảo VPN (MegaWan)

Là dịch vụ cung cấp mạng riêng ảo (VPN) trên nền mạng cáp đồng xDSL

và cáp quang MetroNet để kết nối các mạng máy tính tại các vị trí địa lý khác nhau

10 Các điểm kết nối nằm trong địa bàn Hà Nội: dịch vụ MegaWAN nội tỉnh Các điểm kết nối nằm tại các tỉnh/thành phố khác nhau: dịch vụ MegaWAN liên tỉnh

2.2.2.3 Internet băng rộng cáp quang (FiberVNN)

Là dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao băng thông đối xứng thông qua cổng Ethernet của mạng MAN-E và đôi cáp sợi quang Tốc độ tối đa lên đến

100 Mbps

2.2.2.4 Dịch vụ MetroNet

Là dịch vụ cung cấp các tuyến kết nối để kết nối các điểm với nhau để trao đổi thông tin, dữ liệu… thông qua cổng Ethernet của mạng MAN-E, công nghệ IP/MPLS và trên cáp sợi quang

2.2.2.5 Dịch vụ MyTV

Dịch vụ Truyền hình tương tác IPTV (thương hiệu MyTV) là dịch vụ truyền hình qua giao thức Internet của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam - VNPT cung cấp tới khách hàng dựa trên công nghệ IPTV (Internet Protocol Television), tín hiệu truyền hình được chuyển hóa thành tín hiệu IP, truyền qua hạ tầng mạng băng thông rộng của VNPT đến thiết bị đầu cuối STB (Set - top - box) và tới TV của khách hàng

2.2.2.6 Dịch vụ FiberVNN trên hệ thống GPON

- Cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (FiberVNN) trên cáp quang với công nghệ G-PON tới các khách hàng của VNPT Hà Nội

2.2.2.7 Dịch vụ FiberVNN + MyTV HD trên hệ thống GPON

- Cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (FiberVNN) và dịch vụ Truyền hình tương tác độ phân giải cao (MyTV HD) trên cáp quang với công nghệ G-PON tới các khách hàng của VNPT Hà Nội

11 2.2.2.8 Dịch vụ điện thoại cố định IMS + FiberVNN trên hệ thống GPON

- Cung cấp dịch vụ điện thoại cố định trên cáp quang với công nghệ

G-PON tới các khách hàng của VNPT Hà Nội

- Cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (FiberVNN) trên cáp quang với công nghệ G-PON tới các khách hàng của VNPT Hà Nội

3.3.2.9 Dịch vụ điện thoại cố định IMS + FiberVNN + MyTV HD trên hệ thống GPON

- Cung cấp dịch vụ điện thoại cố định trên cáp quang với công nghệ

G-PON tới các khách hàng của VNPT Hà Nội

- Cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao (FiberVNN) và dịch vụ Truyền hình tương tác độ phân giải cao (MyTV HD) trên cáp quang với công nghệ G-PON tới các khách hàng của VNPT Hà Nội

2.2.2.10 Dịch vụ MegaWAN nội tỉnh (VPN L3) trên hệ thống GPON

- Cung cấp các kết nối MegaWAN nội tỉnh trên cáp quang với công nghệ G-PON tới các khách hàng của VNPT Hà Nội

2.2.2.11 Dịch vụ MegaWAN liên tỉnh (VPN L3) trên hệ thống GPON

- Cung cấp các kết nối MegaWAN liên tỉnh trên cáp quang với công nghệ G-PON tới các khách hàng

2.4 Kết luận chương 2

Chương này đã trình bày tổng quan mạng MAN-E của Công ty Điện thoại

Hà Nội 3 Xây dựng và đưa ra topo mạng MAN-E cụ thể của Công ty Điện thoại 3 nhằm đáp ứng nhu cầu dung lượng hiện tại và dự phòng cho tương lai

Trong chương này cũng đã đưa ra giải pháp và các loại dịch vụ có thể cung cấp cho khách hàng, mô hình cụ thể từng loại dịch vụ

Chất lượng dịch vụ luôn được xem xét là chất lượng dịch vụ end-to-end nên giải pháp nâng cao chất lượng dịch vụ sẽ được triển khai trên tất cả mạng

3.2 Thành phần của QoS

Từ khía cạnh dịch vụ mạng, QoS liên quan tới năng lực cung cấp các yêu cầu chất lượng dịch vụ cho người sử dụng Có hai kiểu năng lực mạng để cung cấp chất lượng dịch vụ trong mạng chuyển mạch gói

Thứ nhất, mạng chuyển mạch gói phải có khả năng phân biệt các lớp dịch

vụ

Thứ hai, khi mạng có các lớp dịch vụ khác nhau, mạng phải có cơ chế ứng xử khác nhau với các lớp bằng cách cung cấp các đảm bảo tài nguyên và phân biệt dịch vụ trong mạng

14

3.2.3 Phân loại lưu lượng QoS

Tất cả các ứng dụng đều yêu cầu một mức chất lượng dịch vụ nào đó, mỗi một ứng dụng đều có một số đặc tính cơ bản khác nhau Để nhận biết các yêu cầu chất lượng dịch vụ, hệ thống thường nhận biết qua các lớp dịch vụ

3.3 QoS theo cách nhìn của nhà tổ chức mạng

Đứng dưới góc độ VNPT (Gồm cả vai trò của Operator, Provider và ASP) để giải quyết QoS thì đồng thời phải giải quyết hai vấn đề : Thoả mãn tối

đa yêu cầu của khách hàng và sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả

3.3.1 Thỏa mãn yêu cầu của khách hàng

Thoả mãn yêu cầu của khách hàng là thoả mãn các yêu cầu về ràng buộc được định lượng hoá (Chẳng hạn: Băng thông <=2Mbps, Trễ < 100ms, Mất gói

< 5% )

3.3.2 Sử dụng tài nguyên hiệu quả

Mong muốn này thường được hỗ trợ bởi việc sử dụng kỹ thuật lưu lượng (TE) TE có khả năng hỗ trợ việc cân bằng tải, khôi phục đường nhanh trong trường hợp lỗi và có thể dành trước tài nguyên cho các yêu cầu kết nối đồng thời duy trì thông số băng thông cho kết nối trong suốt thời gian sống của kết nối TE cũng có chế độ cho phép khai báo Path bằng tay thay vì sử dụng các thuật toán định tuyến tự động

3.4 Các tiêu chí kỹ thuật QoS cho dịch vụ mạng MAN-E

Các tổ chức viễn thông thường đưa ra các bộ tiêu chí và chỉ tiêu kỹ thuật cho các dịch vụ Sau khi triển khai các giải pháp QoS trên mạng cần đối chiếu

so sánh với bộ tiêu chí và chỉ tiêu kỹ thuật này

No state

Intserv

Aggregated state

Diffserv

MPLS Diffserv + MPLS DS-TE

MPLS Guaranteed Bandwidth

Per-flow state

Diffserv được sử dụng trên nền MPLS là mặc định, các kỹ thuật bổ trợ như TE sẽ giúp cải thiện QoS

3.5.2 Khuyến nghị

Để giải quyết vấn đề QoS end-to-end , khuyến nghị:

-Toàn mạng nên có chung các Profile QoS