Nghiên cứu mạng hội tụ băng rộng và ứng dụng mô hình triển khai tại công ty viễn thông viettel

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG VŨ VĂN CHIẾN NGHIÊN CỨU MẠNG HỘI TỤ BĂNG RỘNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TRIỂN KHAI TẠI CÔNG TY VIỄN THÔNG VIETTEL LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 60 48 01 Ngƣời hƣớng dẫn: TS. PHẠM THẾ QUẾ Thái Nguyên, năm 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến toàn thể các thầy giáo, cô giáo đã nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho tôi hệ thống tri thức quý báu về khoa học máy tính, những phƣơng pháp nghiên cứu khoa học. Xin chân thành tỏ lòng biết ơn tới Ban giám hiệu Đại học Thái Nguyên, trƣờng Công nghệ Thông tin và Truyền thông, Phòng Đào tạo, và các thầy cô giáo đã tận tình giảng dạy, quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập và làm luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Chi nhánh Viettel Thái Nguyên -Tập đoàn viễn thông Quân đội cùng các đồng nghiệp và những ngƣời thân trong gia đình đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin chân thành cảm ơn Tiến Sỹ Phạm Thế Quế, đã nhiệt tình chỉ bảo, giúp đỡ, góp ý để luận văn đƣợc hoàn thành. Cám ơn các Giáo sƣ, Phó Giáo sƣ, Tiến sỹ là chủ tịch Hội đồng phản biện và uỷ viên Hội đồng đã dành thời gian quý báu để đọc, nhận xét và tham gia Hội đồng chấm luận văn. Với thời gian nghiên cứu còn hạn chế, thực tiễn công tác lại vô cùng sinh động và nhiều vấn đề cần giải quyết vì vậy không thể tránh khỏi những thiếu sót, bản thân rất mong sự chỉ dẫn, đóng góp giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo, các cấp lãnh đạo, bạn bè đồng nghiệp và bạn đọc để luận văn có giá trị thực tiễn. Xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Văn Chiến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2G Second Generation Wireless Systems Di động thế hệ thứ 2 3G Third Generation Wireless Systems Di động thế hệ thứ 3 3GPP Third Generation Partnership Project Tổ chức 3GPP 3GPP 2 Third Generation Partnership Project 2 Tổ chức 3GPP2 4G Forth Generation Wireless Systems Di động thế hệ thứ 4 ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy nhập AF Assured Forwarding Chuyển tiếp bảo đảm AGW Access Gateway Gateway truy nhập AIFS Arbitration Inter Frame Spacing Khoảng cách giữa các khung quyết định ALG Application Layer Gateway Gateway lớp ứng dụng AN Access Network Access Node Mạng truy nhập Nút truy nhập AP Access Point Điểm truy nhập API Application Programing Interface Giao diện lập trình ứng dụng APON ATM PON PON sử dụng truyền tải ATM ASIC Application Specific Integrated Circuit Chip dùng cho một ứng dụng nhất định ATM Asynchronous Transfer Mode Phƣơng thức chuyển tải không đồng bộ BcN Broadband convergence Network Mạng hội tụ băng rộng BGCF Breakout Gateway Control Function Border Gateway Control Function Chức năng điều khiển gateway ở biên BGF Border Gateway Function Chức năng gateway ở biên BGP Border Gateway Protocol Giao thức gateway ở biên của mạng BGW Border Gateway Gateway ở biên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv BPON Broadband PON PON băng rộng BS Broadcasting satellite Vệ tinh quảng bá BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Terminal Station Trạm kết cuối gốc CAC Call Admission Control Điều khiển thừa nhận cuộc gọi CAN Content Adaptation Node Nút thích ứng nội dung CAPEX Capital Expenditure Chi phí đầu tƣ CATV Cable Television Truyền hình cáp CAVE Cellular Authentication and Voice Encryption Xác thực và mã hoá âm thanh cho mạng tế bào C-BGF Core Border Gateway Function Chức năng gateway biên ở mạng lõi CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDN Content Delivery Network Mạng phân phối nội dung CFP Contention Free Period Khoảng thời gian không có va chạm CGW Convergence Gateway Gateway hội tụ COPS Common Open Policy Service Dịch vụ chính sách mở thông thƣờng CPN Customer Premises Network Mạng phía khách hàng CPTR Compressed Real-Time Protocol Giao thức thời gian thực nén CR-LDP Constraint-Routing Label Distribution Protocol Giao thức phân phát nhãn định tuyến cƣỡng bức CS Communications Satellite Circuit Switching Vệ tinh viễn thông Kỹ thuật chuyển mạch kênh CSCF Call State/Session Control Function Chức năng điều khiển trạng thái/phiên cuộc gọi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DCS Digital Cross-connect System Hệ thống kết nối chéo số DDoS Distributed Denial of Service Từ chối dịch vụ phân tán DMB Digital Multimedia Broadcast Truyền thông quảng bá đa phƣơng tiện DOCSIS Data Over Cable Service Interface Specifications Các chỉ tiêu kỹ thuật cho giao diện dịch vụ dữ liệu truyền qua cáp truyền hình DoS Denial of Service Từ chối dịch vụ DPNSS Digital Private Network Signalling System Hệ thống báo hiệu mạng riêng số DRAM Dynamic Random Access Memory Bộ nhớ động truy nhập ngẫu nhiên DS Differentiated Service Phân biệt dịch vụ DSCP DiffServ Code Point Điểm mã DiffServ DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy nhập đƣờng dây thuê bao số DSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu số DWDM Dense wavelength division multiplexing Ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng mật độ cao EDCA Enhanced Distributed Channel Access Truy nhập kênh phân tán đƣợc tăng cƣờng EF Expedited Forwarding Thực hiện chuyển tiếp EPON Ethernet PON IEEE Ethernet dùng cho PON ESCON Enterprise Systems CONnection Chuẩn kênh sợi quang của IBM có tốc độ đơn công 17 Mbps với khoảng cách tới 60 km ETSI European Telecommunications Standards Institute Viện tiêu chuẩn hoá viễn thông của châu Âu EV-DO EVolution-Data Only Chuẩn vô tuyến EV-DO Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi EV-DV EVolution-Data Voice Chuẩn vô tuyến EV-DV FCAPS Fault-management, configuration, accounting, performance and security Mô hình quản lý mạng dựa trên phân loại đối tƣợng hoạt động bao gồm 5 mức: quản lý lỗi, lấy cấu hình, tài khoản, chất lƣợng hoạt động và bảo mật FEC Forwarding Equivalence Class Lớp chuyển tiếp tƣơng đƣơng FICON FIber CONnector Chuẩn kênh sợi quang của IBM có tốc độ song công 100 Mbps, tƣơng đƣơng với 8 kênh ESCON FIFO First In First Out Vào trƣớc ra trƣớc FTTC Fiber-To-The Curb Cáp quang đến tủ cáp FTTH Fiber-To-The Home Cáp quang đến nhà FWA Fixed Wireless Access Truy nhập cố định-vô tuyến GFP Generic Framing Procedure Thủ tục định khung GGSN Gateway GPRS Support Node Nút hỗ trợ GPRS ngõ ra GMPLS Generalized Multi Protocol Label Switching MPLS cho mạng quang GPON Gigabit PON Mạng quang thụ động tốc độ Gigabit GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến dựa trên chuyển mạch gói GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Communications Hệ thống thông tin di động toàn cầu HCCA Hybrid-coordinated Controlled Channel Acces Truy nhập điều khiển kênh lai kết hợp HDTV High Definition Television Truyền hình có độ phân giải cao Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii HFC Hybrid Fiber Coax Lai ghép cáp quang và cáp đồng trục HLR Home Location Register Đăng ký vị trí tại mạng chủ Home RF Home Radio Frequency Công nghệ kết nối sóng vô tuyến cự ly ngắn dùng trong nhà HPi High-speed Portable Internet Internet di động tốc độ cao HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức chuyển giao siêu văn bản IBCF Interconnect Border Control Function Chức năng điều khiển kết nối ở biên I-CSCF Interrogating Call State Control Function CSCF thẩm vấn ICT Information Communication Technology Công nghệ viễn thông – tin học IETF Internet Engineering Task Force Nhóm kỹ thuật Internet IM Instant Messaging Nhắn tin tức thời IMS IP Multimedia Subsystem Phân hệ đa phƣơng tiện IP IMSI International Mobile Station Identity Nhận dạng trạm di động quốc tế IMT-2000 International Mobile Telecommunications 2000 Chuẩn ITU cho di động thế hệ thứ 3 IPTV IP Television Truyền hình qua IP IPv4 Internet Protocol version 4 Giao thức Internet phiên bản 4 IPv6 Internet Protocol version 6 Giao thức Internet phiên bản 6 IS-41 Interim Standard – 41 Chuẩn Bắc Mỹ cho báo hiệu mạng viễn thông vô tuyến ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ISUP ISDN User Part Phần đối tƣợng sử dụng ISUP ITU International Telecommunication Liên minh viễn thông quốc tế Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii Union iTV interactive TV Ti vi tƣơng tác IWWS Integrated Wireless/Wireline Service Dịch vụ vô tuyến/hữu tuyến tích hợp L2TP Layer 2 Tunneling Protocol Giao thức đƣờng hầm lớp 2 cho phép vận hành VPN qua Internet LAN Local Area Network Mạng nội bộ LCAS Link Capacity Adjustment Scheme Phƣơng thức điều chỉnh dung lƣợng kênh LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng LFI Link Fragmentation and Interleaving Chèn và phân đoạn liên kết LIFO Last In First Out Vào sau – ra trƣớc LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kết MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển Gateway phƣơng tiện MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển Gateway phƣơng tiện MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển Gateway phƣơng tiện MGF Media Gateway Function Chức năng Gateway phƣơng tiện ME Mobile Equipment Thiết bị di động MLP Multilink point to point protocol Giao thức điểm-điểm đa liên kết MMoIP Multi Media over IP Đa phƣơng tiện trên nền IP MM Multi Media Đa phƣơng tiện MMD Multi Media Domain Miền đa phƣơng tiện MMS Multimedia Messaging Service/Server Dịch vụ/Server nhắn tin đa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix phƣơng tiện MMSP Multimedia Service Provisioning Cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện MoU Minutes of Use Số phút sử dụng MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MRFC Multimedia Resource Function Controller Bộ điều khiển chức năng tài nguyên đa phƣơng tiện MRFP Multimedia Resource Function Processor Bộ xử lý chức năng tài nguyên đa phƣơng tiện MRO Maintenance, Repair, Operation Bảo dƣỡng, sửa chữa, vận hành MSC Mobile Switching Center Mobile-services Switching Center Trung tâm chuyển mạch di động Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động MSO Multiple System Operator Nhà khai thác đa hệ thống MSPP Multi-Service Provision Platform Trạm cung cấp đa dịch vụ MVNO Mobile Virtual Network Operator Nhà khai thác mạng di động ảo NAPT Network Address and Port Translation Chuyển đổi cổng và địa chỉ mạng NASS Network Attachment SubSystem Phân hệ gắn kèm của mạng NAT Network Address Translator Bộ chuyển đổi địa chỉ mạng NGcN Next Generation convergence Network Mạng hội tụ thế hệ sau NGI Next Generation Internet Mạng Internet thế hệ sau NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NG-SDH Next Generation SDH SDH thế hệ sau OAM Operation Administration Maintenance Vận hành, Quản lý, Bảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ x dƣỡng OXC Optical Cross-connect Kết nối chéo quang PAP Password Authentication Protocol Giao thức xác thực dựa trên mật khẩu PCM Pulse-Code Modulation Điều chế xung mã PCRF Policy and Charging Rules Function Chức năng về nguyên tắc cƣớc phí và chính sách PCS Personal Communications by Satellite Hệ thống thông tin cá nhân sử dụng vệ tinh P-CSCF Proxy Call Session Control Function Proxy CSCF PDA Personal Digital Assistant Thiết bị trợ giúp số cá nhân PDP Plasma Display Panel Bảng hiển thị plasma PE Provider Edge Ngoại biên của nhà cung cấp PEP Policy Enforcement Point Điểm thi hành chính sách PDP Packet Data Protocol Policy Decision Point Giao thức dữ liệu gói Điểm quyết định chính sách PES PSTN/ISDN Emulation Subsystem Phân hệ phỏng tạo PSTN/ISDN PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động công cộng mặt đất POC Push-to-Talk Over Cellular Dịch vụPush-to-Talk qua mạng di động PON Passive Optical Network Mạng quang thụ động POS Packet Over SDH Gói qua SDH POTS Plain Old Telephony Services Dịch vụ điện thoại truyền thống POTVS Plain Old TV Services Dịch vụ truyền hình truyền thống PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng [...]... của mạng hội tụ băng rộng BcN nhƣ sau: 1 Mạng hội tụ trên 3 lĩnh vực sau (hình 1.2): Hội tụ dịch vụ Mạng hội tụ băng rộng BcN Hội tụ thiết bị đầu cuối Hội tụ cơ sở hạ tầng mạng Hình 1.2: Sự hội tụ của mạng hội tụ băng rộng BcN Trong đó:  Hội tụ thiết bị đầu cuối Một thiết bị đầu cuối có thể truy nhập nhiều dịch vụ: thoại, truy nhập Internet, video, chơi game, các chƣơng trình TV… Sử dụng nhiều công. .. ĐỒ HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình khái niệm BcN .10 Hình 1.2: Sự hội tụ của mạng hội tụ băng rộng BcN .12 Hình 2.1 Kiến trúc phân lớp theo thực thế mạng BcN 21 Hình 2.2 Mô hình các mặt phẳng của BcN 23 Hình 2.3 Mô hình giao thức BcN 25 Hình 2.5: IMS trong mạng viễn thông .31 Hình 2.6 Các phần tử chức năng IMS của TISPAN 32 Hình 2.7 Mạng hội tụ giữa di động và. .. tích hợp công nghệ hữu tuyến và công nghệ vô tuyến Tuy nhiên, khái niệm hội tụ không chỉ dừng lại ở đó mà còn mở rộng thành sự hội tụ giữa media, số liệu, viễn thông và có thể đƣợc chia thành 3 nhóm khác nhau là hội tụ dịch vụ, hội tụ thiết bị và hội tụ mạng Hội tụ dịch vụ là khả năng truyền tải dịch vụ đến thuê bao sử dụng bất kỳ một 14 thiết bị cầm tay sử dụng bất kỳ công nghệ truy nhập nào Hội tụ thiết... hợp phần mạng gồm truy nhập và mạng lõi của mạng cố định và di động  Dùng chung tài nguyên: an ninh mạng, OAM, QoS, quản lý di động,  Đơn giản hóa quản lý tải và băng thông 2 Mạng băng rộng có khả năng cung cấp đƣợc các dịch vụ viễn thông cố định, di động, công nghệ thông tin và quảng bá băng rộng/ tốc độ cao 1.4 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI BcN Bản chất của mạng BcN là mạng NGN tích hợp và băng rộng Do đó,... của mạng 1.1.2 Sự phát triển và hội tụ của các công nghệ viễn thông, quảng bá và máy tính Từ trƣớc đến nay, viễn thông, quảng bá và máy tính ra đời và phát triển độc lập với nhau Với công nghệ viễn thông, điện tín xuất hiện vào những năm 1830 và 4 đƣợc phát triển thành mạng phủ khắp lục địa Bắc Mỹ trong những năm 1880 Việc phát minh ra điện thoại trong những năm 1870 đã mở đầu cho thời đại công nghệ viễn. .. cao hơn, qua đó cho phép cung cấp thêm các loại dịch vụ băng rộng đến ngƣời sử dụng Nội dung luận văn, ngoài phần mở đầu, kết luận và danh mục tài liệu tham khảo, luận văn đƣợc cấu trúc thành 3 chƣơng - Chƣơng 1: Tổng quan về mạng hội tụ băng rộng BcN Chƣơng 2: Mô hình kiến trúc và các dịch vụ băng rộng Chƣơng 3: Ứng dụng mạng hội tụ băng rộng tại Viettel 2 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ BCN ( Broadband convergence... hành mạng (OPEX) Việc đƣa vào mạng các phần tử chất lƣợng cao cũng nhƣ việc phát triển các công nghệ mạng lõi cho phép cung cấp cả thoại và dữ liệu sẽ làm giảm các chi phí về công nghệ Kết luận chương I Trong xu hƣớng phát triển mạng viễn thông hiện nay, các yếu tố chính đã ảnh hƣởng đến sự phát triển theo hƣớng BcN là: Sự phát triển và hội tụ của các công nghệ viễn thông, truyền thông quảng bá và mạng. .. giàu thông tin nhƣ hình và phim ảnh Điều này sẽ không xảy ra nếu nhƣ cƣớc phí tỉ lệ với lƣu lƣợng giống nhƣ các dịch vụ viễn thông Việc hội tụ thoại vào Internet đã tạo nên một mô hình kinh doanh mới cho các nhà khai thác viễn thông 5 Việc hội tụ giữa viễn thông và quảng bá đang bắt đầu đƣợc thực hiện Khi năng lực và độ rộng băng tần đã gia tăng, Internet trở nên có khả năng phân tán nội dung video Công. .. 1.1.3 Sự phát triển công nghệ băng rộng Sức mạnh dẫn đến việc hội tụ viễn thông và máy tính là sự phát triển công nghệ thông tin băng rộng Chất lƣợng hoạt động của máy tính đƣợc nhân lên gấp đôi cứ sau 18 tháng kể từ những năm 1980 và có tên gọi là luật Moore Cũng trong thời gian đó, tổng đài số đƣợc đƣa vào mạng viễn thông làm cho giá cƣớc giảm xuống Tuy nhiên chất lƣợng công nghệ viễn thông vẫn không... (cryptography) và không gian địa chỉ vô hạn BcN cũng hỗ trợ các dịch vụ mới để tăng lợi nhuận của nhà cung cấp Mạng BcN đã hội tụ đƣợc mạng cố định và mạng di động; hội tụ giữa mạng viễn thông và truyền thông quảng bá; hội tụ giữa thoại và số liệu tạo nên một mạng truyền thông duy nhất và hiệu quả kinh tế-kỹ thuật cao 1.3 ĐỊNH NGHĨA BcN Khái niệm BcN ban đầu đƣợc Hàn Quốc đề xƣớng Đầu tiên, Hàn Quốc xây dựng mạng . NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG VŨ VĂN CHIẾN NGHIÊN CỨU MẠNG HỘI TỤ BĂNG RỘNG VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TRIỂN KHAI TẠI CÔNG TY VIỄN THÔNG VIETTEL LUẬN. DANH MỤC SƠ ĐỒ HÌNH VẼ Hình 1.1 Mô hình khái niệm BcN 10 Hình 1.2: Sự hội tụ của mạng hội tụ băng rộng BcN 12 Hình 2.1 Kiến trúc phân lớp theo thực thế mạng BcN 21 Hình 2.2 Mô hình các mặt. 23 Hình 2.3 Mô hình giao thức BcN 25 Hình 2.5: IMS trong mạng viễn thông 31 Hình 2.6 Các phần tử chức năng IMS của TISPAN 32 Hình 2.7 Mạng hội tụ giữa di động và cố định băng rộng 39 Hình