Các giải pháp mạng đô thị MAN.PDF

MỤC LỤC Trang Thuật ngữ viết tắt MỞ ĐẦU Chương 1: Nghiên cứu xu hướng phát triển mạng MAN giới 1.1 Cấu trúc tổng quát mạng đô thị MAN 1 1.1.1 Cấu trúc phân lớp dịch vụ 1.1.2 Cấu trúc phân lớp chức 1.2 Xu hướng phát triển thị trường mạng MAN giới 1.2.1 Những động lực thúc đẩy việc phát triển thị trường mạng MAN 1.2.2 Xu hướng phát triển thị trường mạng MAN 1.3 Xu hướng phát triển công nghệ mạng MAN 1.4 Tổng quan hướng triển khai giải pháp công nghệ mạng MAN 1.4.1 Các phương thức triển khai 10 1.5 Thị trường sản phẩm mạng MAN 11 1.6 Xu hướng phát triển dịch vụ mạng MAN 13 Chương 15 Nghiên cứu công nghệ, giải pháp mạng áp dụng xây dựng mạng MAN quang 2.1 Nghiên cứu, tìm hiểu cơng nghệ giải pháp mạng khả cung cấp dịch vụ giải pháp mạng IP/ATM-MAN 15 2.2 Nghiên cứu công nghệ, cấu trúc mạng khả cung cấp dịch vụ giải pháp mạng RPR 24 2.3 Nghiên cứu công nghệ, cấu trúc mạng khả cung cấp dịch vụ giải pháp mạng GigaE_MAN 36 2.4 Nghiên cứu công nghệ MPLS/GMPLS khả cung cấp dịch vụ mạng MAN 50 2.5 Nghiên cứu công nghệ, cấu trúc mạng khả cung cấp dịch vụ giải pháp mạng WDM-MAN 63 2.6 Nghiên cứu công nghệ, cấu trúc mạng khả cung cấp dịch vụ giải pháp mạng SDH-NG-MAN 73 Chương Nghiên cứu đề xuất giải pháp, Mơ hình mạng MAN quang phù hợp với đặc thù tỉnh, thành phố Việt nam 93 3.1 Đánh giá trạng mạng (cấu trúc thiết bị) tỉnh thành phố Việt Nam 93 3.1.1 Tổng quan trạng mạng nội tỉnh 93 3.1.2 Khả kết nối thiết bị mạng có với sản phẩm mạng MAN 98 3.2 Xem xét khả áp dụng giải pháp 101 3.2.1 Xem xét khía cạnh lực truyền tải 102 3.2.2 Xem xét sở giá thành mạng 105 3.2.3 Xem xét sở khả chi phí nâng cấp mở rộng mạng 107 3.2.4 Xem xét khía cạnh đảm bảo chất lượng dịch vụ 108 3.2.5 Xem xét khía cạnh tính mềm dẻo mạng 108 3.2.6 Một số đánh giá nhận xét chung khả ứng dụng giải pháp công nghệ 109 3.3 Lựa chọn giải pháp công nghệ 110 3.3.1 Sở để lựa chọn công nghệ 110 3.3.2 Hướng lựa chọn công nghệ 111 3.4 Nghiên cứu đề xuất giải pháp công nghệ MAN áp dụng cho VNPT 118 3.4.1 Đề xuất mơ hình kiến trúc giao thức cho lớp mạng 118 3.4.2 Xây dựng mơ hình mạng MAN quang phù hợp với cấu trúc đặc thù tỉnh thành phố 119 3.5 Các đề xuất lựa chọn mơ hình mạng MAN quang phù hợp với trạng mạng viễn thông VNPT 138 3.6 Đề xuất giải pháp, mơ hình xây dựng mạng MAN cho TP Hà nội 140 3.6.1 Nhu cầu xây dựng mạng MAN Hà nội 140 3.6 Yêu cầu định hướng cho mạng mục tiêu 140 3.6.3 Tổng quan cấu trúc mạng MAN Bưu điện Hà nội 141 3.6.4 Cấu hình mạng MAN Bưu điện Hà nội giai đoạn 2003 - 2006 143 3.6.5 Cấu hình mạng MAN Bưu điện Hà nội định hướng tới 2010 144 3.6.6 Đề xuất Mơ hình cho mạng MAN Hà nội 145 KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo THUẬT NGỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TIẾNG ANH TIẾNG VIỆT ATM Asynchonous transfer mode CE CoS Customer Edge Class of Service Mode chuyển giao khơng đồng Phía khách hàng Lớp dịch vụ CPE DCC Customer Premises Equipment Digital Communication Channel Thiết bị phía khách hàng Kênh thơng tin số DSL DWDM/CWDM Digital subscriber line Dense/coarse wavelength division multiplexing Ethernet LAN Service Đường thuê bao số Ghép kênh theo bước sóng mật độ cao/mật độ thấp Dịch vụ LAN ethernet Gigabit Ethenet Giao thức internet Nhà cung cấp dịch vụ E-LAN GE IP ISP LAN LCAS MAC Gigabit Ethenet Internet protocol Internet service provider Local area network Link Capacity Adjustment Scheme Media Access Control MAN MPLS/GMPLS Metropolitan area network Multi Protocol label switching/generization multi protocol label switching NG SONET/SDH NGN OAM Next Generation SONET/SDH Next Generation network Operation administration & management Points of Presence POP internet Mạng nội Kỹ thuật hiệu chỉnh dung lượng tuyến Điều khiển truy nhập môi trường Mạng vùng đô thị Chuyển mạch nhãn đa giao thức/tổng quát hoá SONET/SDH hệ sau Mạng hệ sau Hoạt động, giám sát quản lý Điểm cung cấp dịch vụ PSTN Mạng điện thoại công cộng RPR SAN SDH SLA Public Switched Telephone Network Quality of service Reconfigurable optical add/drop multiplexing Resilient Packet Ring Storage area network Synchronous Digital hierarchy Service Level Agreement SONET TDM VPN WAN WIS Synchronous optical network Time division multiplexing Virtual Private Network Wide area network Wide area interface system LERs LSRs Label Edge Routers Label Swichting Router Mạng quang đồng Ghép kênh theo thời gian Mạng riêng ảo Mạng diện rộng Hệ thống giao diện diện rộng Bộ định tuyến nhãn biên Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LIB FEC Label information Base Forwarding Equivalence Classes LSPs LDP LLC PRE SOF FCS MPOA Label switching Parts Label Distribution Protocol Logical link control Preamble Start-of-frame delimiter Frame check sequence Multi Protcol on ATM PVC SVC SRP Permanence Virtual channel Swichting virtual channel Spatial Reuse Protocol OADM Optical add/drop multiplexing QoS ROADM Chất lượng dịch vụ ghép kênh xen/rẽ có khả cấu hình lại Ring gói tin cậy Mạng lưu trữ Phân cấp số đồng Thỏa thoận cấp độ dịch vụ Cơ sở thông tin nhãn Cc lớp phát chuyển tương ứng Đường chuyển mạch nhãn Giao thức phân bổ nhãn Điều khiển kết nối cục Mào đầu Bộ giới hạn Start-of-Frame Chuỗi kiểm tra khung Đa giao thức ATM Kênh ảo cố định Kênh chuyển mạch ảo Giao thức tái sử dụng không gian Bộ ghép kênh xen/rẽ quang MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, phát triển mạnh kinh tế, xã hội văn hố mơi trường thị thành phố lớn nên nhu cầu trao đổi thông tin lớn, đa dạng loại hình dịch vụ, tốc độ Với hình thành phát triển bùng nổ tổ hợp văn phòng, khu công nghiệp, công nghệ cao, khu chung cư thêm vào dự án phát triển thơng tin phủ, quan, cơng ty làm cho nhu cầu trao đổi thông tin trao đổi tiếng nói, liệu, hình ảnh, truy nhập từ xa, truy nhập băng rộng tăng lên nhanh chóng Các mạng nội LAN (Local Area Network) đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin với phạm vi địa lý hẹp (trong khoảng vài trăm mét) Trong đó, nhu cầu kết nối với mạng bên (truy nhập Internet, truy nhập sở liệu, kết nối chi nhánh văn phòng ) lớn Điều dẫn đến việc sở hạ tầng thông tin với công nghệ TDM (chuyển mạch kênh PSTN, truyền dẫn SDH) khó đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin lớn loại hình dịch vụ tốc độ lưu lượng trao đổi thơng tin Do việc tìm kiếm công nghệ để xây dựng sở hạ tầng mạng đô thị (MAN) đáp ứng yêu cầu trao đổi thơng tin nói cơng việc cấp thiết nhà cung cấp giải pháp công nghệ dịch vụ viễn thơng giới nói chung Việt Nam nói riêng Trong luận văn tốt nghiệp thạc sỹ này, tác giả xin trình bầy tổng quát công nghệ mạng MAN quan tâm giới Qua đề xuất giải pháp, mơ hình phù hợp với trạng mạng vùng đô thị Việt Nam Chương NGHIÊN CỨU XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN MẠNG MAN TRÊN THẾ GIỚI 1 Cấu trúc tổng quan mạng đô thị (MAN - Metropolitan area network) 1.1.1 Cấu trúc phân lớp dịch vụ [7] Hình 1.1 cho ta nhìn tổng quan cấu trúc phân lớp mạng MAN xét quan điểm cung cấp dịch vụ Cấu trúc mang tính logic phụ thuộc vào kích cỡ mạng độ phức tạp mạng cụ thể Theo cấu trúc phân lớp này, mạng MAN chia làm lớp Hình 1.1: Cấu trúc mơ hình tổng quan mạng MAN - Lớp truy nhập thực chức tích hợp loại hình dịch vụ bao gồm dịch vụ từ người sử dụng dịch vụ mạng Lớp mạng thực thi kết nối cung cấp loại hình dịch vụ xuất phát từ mạng truy nhập ứng dụng nhiều công nghệ truy nhập khác dịch vụ sở công nghệ Ethernet, ATM, Frame Relay, DSL, cáp đồng, cáp quang với nhiều loại giao diện khác - Lớp mạng lõi thực chức truyền tải lưu lượng tích hợp mạng đô thị cách hợp lý; lớp thực chức định tuyến truyền tải lưu lượng nội vùng đô thị chuyển giao lưu lượng với mạng trục (backbone) Mạng đô thị thực tiếp cận với nhiều loại hình ứng dụng giao thức truyền tải cần phải truyền cách “trong suốt” người sử dụng mạng văn phòng với Do vấn đề đặt cần phải cân nhắc mục tiêu truyền lưu lượng suốt đạt hiệu suất sử dụng mạng cao, toán đặt nhà xây dựng mạng thị Nó định đến chiến lược triển khai mạng dịch vụ việc lựa chọn nhà cung cấp thiết bị mạng 1.1.2 Cấu trỳc phõn lp chc nng [7,1] Mạng MAN Thiết bị khách hàng Mạng biên MAN Nút tập trung kết nối Nút truy mạng lõi nhập khách hàng Si Nút tËp trung Nót giao tiÕp m¹ng lâi M¹ng lâi MAN Mạng trục/WAN Nút kết nối mạng đờng trục Hỡnh 1.2: Cấu trúc phân lớp chức theo nút thiết bị mạng MAN Theo mơ hình phân lớp mạng tổng quát mạng MAN mục trên, mạng MAN phân chia thành lớp mạng: lớp mạng biên lớp mạng lõi Trong lớp mạng bố trí thiết bị mạng có chức khác để thực thi chức cần phải thực lớp mạng tùy thuộc vào mục tiêu, qui mơ, kích cỡ mạng MAN cần phải xây dựng Các nút mạng thực chức là: - Nút truy nhập khách hàng: nút mạng phân ranh giới tiếp giáp khách hàng nhà cung cấp dịch vụ mạng MAN thuộc nhà cung cấp dịch vụ Nút mạng lắp đặt phía khách hàng bố trí phạm vi mạng ngoại vi nhà cung cấp dịch vụ Khách hàng kết nối với nút truy nhập khách hàng thông qua thiết bị chuyển mạch (lớp 2) thiết bị định tuyến (lớp 3) Chức nút mạng là: + Cung cấp loại hình giao diện mạng người sử dụng (UNI) phù hợp với thiết bị kết nối khách hàng + Đảm bảo băng thông cung cấp cho khách hàng thiết lập tương ứng với thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA), loại hình dịch vụ (CoS) đặc tính đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) khách hàng - Nút tập trung: nút trung chuyển nút truy nhập khác hàng nút kết nối mạng lõi (POP) Nút đóng vai trị nút tập hợp lưu lượng từ nút truy nhập khách hàng để chuyển lên nút kết nối mạng lõi, dung lượng xử lý nút định tới số lượng nút truy nhập khác hàng triển khai khu vực đặc biệt khu vực có số lượng khách hàng lớn Đối với mạng khu vực có kích thước, dung lượng nhỏ, số lượng khách hàng khơng cần có nút mạng - Nút kết nối mạng lõi: Nút có thực tập hợp lưu lượng để truyền tải lên mạng lõi MAN, thực chức như: + Đảm bảo kết nối cách tin cậy với phần tử mạng lõi + Kết nối nút mạng Lõi MAN với + Kết nối với phần tử mạng lõi giao thức thống để truyền tải loại hình dịch vụ - Nút kết nối đường trục: nút nút riêng biệt nút kết nối mạng lõi có thêm giao diện giao thức kết nối phù hợp để kết nối với phần tử mạng đường trục để truyền tải lưu lượng loại hình dịch vụ liên mạng 1.2 Xu hướng phát triển thị trường mạng MAN giới 1.2.1 Những động lực thúc đẩy việc phát triển thị trường mạng MAN [7,3] Trong năm gần đây, phát triển mạnh kinh tế, xã hội văn hố mơi trường thị thành phố lớn nên nhu cầu trao đổi thông tin lớn, đa dạng loại hình dịch vụ, tốc độ Với hình thành phát triển bùng nổ tổ hợp văn phịng, khu cơng nghiệp, cơng nghệ cao, khu chung cư thêm vào dự án phát triển thơng tin phủ, quan, công ty làm cho nhu cầu trao đổi thơng tin trao đổi tiếng nói, liệu, hình ảnh, truy nhập từ xa, truy nhập băng rộng tăng dẫn đến vấn đề cần phải giải Các mạng nội LAN (Local Area Network) đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin với phạm vi địa lý hẹp (trong khoảng vài trăm mét) Trong đó, nhu cầu kết nối với mạng bên (truy nhập Internet, truy nhập sở liệu, kết nối chi nhánh văn phòng ) lớn Điều dẫn đến việc sở hạ tầng thông tin với công nghệ TDM (chuyển mạch kênh PSTN, công nghệ SDH) khó đáp ứng nhu cầu trao đổi thơng tin lớn loại hình dịch vụ cường độ lưu lượng trao đổi thông tin Do việc tìm kiếm cơng nghệ để xây dựng sở hạ tầng mạng đô thị (MAN) đáp ứng u cầu trao đổi thơng tin nói công việc cấp thiết nhà cung cấp dịch vụ viễn thơng giới nói chung Việt Nam nói riêng Trong vài năm trở lại nhà khai thác mạng viễn thơng có khuynh hướng tập trung đầu tư xây dựng mạng đường trục (backbone) để đáp ứng yêu cầu băng thông truyền tải cho lưu lượng bùng nổ Internet Hiện khuynh hướng phát triển mạng có thay đổi, người ta tập trung ý đến việc xây dựng mạng nội vùng, nội hạt nói chung mạng MAN thị, thành phố nói riêng, nơi cần thiết phải đầu tư xây dựng, tổ chức lại để đáp ứng nhu cầu đa dạng hoá dịch vụ người sử dụng, đưa dịch vụ đến gần với khách hàng hơn, đảm bảo việc kết nối với khách hàng “mọi nơi, lúc, giao diện” Khơng giống mạng đường trục, nơi có khuynh hướng hội tụ loại hình lưu lượng truyền tải loại hình giao thức truyền tải phổ biến IP/MPLS nhằm đạt hiệu suất sử dụng mạng cao, mạng đô thị thực tiếp cận với nhiều loại hình ứng dụng giao thức truyền tải cần phải truyền cách “trong suốt” người sử dụng mạng văn phòng với Do vấn đề đặt cần phải cân nhắc mục tiêu truyền lưu lượng suốt đạt hiệu suất sử dụng mạng cao Đây toán đặt nhà xây dựng mạng thị, định đến chiến lược triển khai mạng dịch vụ việc lựa chọn nhà cung cấp thiết bị mạng Xu hướng phát triển mạng hệ NGN bước thay chuyển lưu lượng mạng sử dụng công nghệ TDM sang mạng sử dụng công nghệ chuyển mạch gói Do vậy, cơng nghệ áp dụng xây dựng mạng MAN khơng nằm ngồi xu hướng nói trên, xây dựng sở hạ tầng mạng với mục tiêu hội tụ loại hình dịch vụ liệu, tiếng nói, truyền hình để truyền tải sở hạ tầng mạng Hiện số công nghệ chủ yếu phân lớp GbE (Gigabit Ethenet), RPR (Resilient Packet Ring), SDH-NG (Next Generation SDH) xem có triển vọng áp dụng để xây dựng mạng MAN hệ 1.2.2 Xu hướng phát triển thị trường mạng MAN MAN thị trường sôi động lý sau: 136 3.4.2.7 Mô hình Ring lớp kết nối kép Dạng mô hình Ring lớp kết nối kép đ-ợc thể nh- hình 3.7 Cấu trúc tô-pô mô hình t-ơng tự nh- mô hình ring lớp kết nối đơn, có điều khác là: Mô hình ring lớp kết nối đơn sử dụng nút mạng liên kết vòng ring lớp, mô hình ring líp kÕt nèi kÐp sư dơng nót mạng để liên kết vòng ring lớp Điều cho phép tăng c-ờng tính dự phòng, chia sẻ kết nối trao đổi l-u l-ợng mạng Các vòng ring ring SDH-SDHNG/WDM RPR Các kết nối nút thiết bị đ-ợc thực sở cung cấp kênh (luồng) kết nối theo kiểu TDM kết nối lô-gic ảo ghép kênh thống kê kết nối ảo theo cách thực vòng Ring sở công nghệ SDH-NG hc RPR Si Si Si Si Nót kÕt nèi m¹ng lâi MAN Nót kÕt nèi m¹ng Backbone Nót tËp trung Si Si Si Si Nút truy nhập khách hàng Hình 3.7: Mô hình Ring lớp kết nối kép 137 Những -u điểm nh-ợc điểm mô hình kết nối mạng theo kiểu mô hình Ring lớp: -u điểm: - Giảm số l-ợng lớn kết nối vật lý nút mạng, tiết kiệm tài nguyên cáp sợi So với mô hình kết nối Hub- and Spocke kết nối Mesh, ph-ơng thức kết nối ring cho phép giảm nhiều số l-ợng cáp quang cần dùng để kết nối nút mạng, tr-ờng hợp khoảng cách kết nối thiết bị lớn Đây -u điểm bật cđa ph-¬ng thøc kÕt nèi Ring - Víi mét sè giải pháp mạng cụ thể (nh- giải pháp Ethernet SDH) mô hình mạng theo kiểu Ring làm hạn chế khả thực chức định tuyến mà công nghệ áp dụng (thuật toán định tuyến phân đoạn hình RSTP công nghệ Ethernet) Tuy nhiên hạn chế náy đ-ợc khắc phục số giải pháp công nghệ khác (chẳng hạn nh- RPR) - Mô hình tổ chức mạng theo kiểu phù hợp áp dụng công truyền dẫn nh- SDH, RPR, WDM công nghệ đ-ợc triển khai phù hợp với cấu trúc mạng theo kiểu Ring - Mạng đ-ợc phân lớp rõ ràng, thuận tiện cho việc quản lý, mở rộng nâng cấp cấp mạng theo phạm vi mạng Nh-ợc điểm - Dung l-ợng truyền dẫn bị giới hạn thiết kế ban đầu, phát triển mở rộng nâng cấp mạng (tăng tốc độ kết nối, tăng nút thiết bị ) gặp khó khăn - Dung l-ợng hệ thống truyền dẫn dành cho dự phòng lớn hệ thống dựa sở công nghệ SDH - Khả bảo vệ l-u l-ợng tr-ớc h- hỏng nút mạng đ-ợc cải thiƯn râ rƯt thùc hiƯn ph-¬ng thøc kÕt nèi kép Ngoài tăng c-ờng khả chia sẻ l-u l-ợng nút mạng đối phó với gia tăng đột biến l-u l-ợng phạm vi lớp mạng biên Khả áp dụng 138 Mô hình Ring lớp kết nối kép phù hợp để triĨn khai hƯ thèng trun dÉn quang cung cÊp c¸c kết nối nút mạng với khoảng cách lớn nút mạng (kết nối liên khu vực, kết nối thiết bị mạng nhà cung cấp dịch vụ, kết nối nhà cung cấp dịch vụ, kÕt nèi m¹ng ngo¹i vi ) Ph¹m vi øng dơng kết nối Ring rộng, áp dơng triĨn khai cho c¸c hƯ thèng trun dÉn quang phạm vi mạng truy nhập, mạng biên mạng lõi đô thị Mô hình Ring lớp kết nối kép áp dụng phù hợp với mạng b-u điện tỉnh thành phố cỡ lớn (có tổng đài host) c-ờng độ trao đổi l-u l-ợng nhiều, cấu trúc mạng cáp quang nội tỉnh, thành phố hoàn chỉnh đà phân lớp rõ rệt (đà triển khai vòng ring kết nối host, vòng ring truy nhập) cấu trúc tuyến cáp quang có khả đáp ứng thực ph-ơng thức kết nối Cụ thể triển khai thêm vòng ring liên kết nút mạng truy nhập khách hàng (lớp ring thứ 3) Khi triển khai dịch vụ cần đến mức độ an toàn trao đổi l-u l-ợng cao (yêu cầu cao tính sẵn sàng, khả trì cung cấp dịch vụ / kết nối) thi mô hình áp dụng thích hợp thực ph-ơng thức dự phòng kết nối chia sẻ l-u l-ợng 3.5 Các đề xuất lựa chọn mô hình mạng MAN quang phù hợp với trạng mạng viễn thông VNPT [3] Qua phân tích đánh giá giải pháp xây dựng mô hình đề tài khuyến nghị số mô hình sau ứng dụng cho mạng MAN VNPT Đối với tỉnh có mạng viễn thông cỡ nhỏ (có từ đến tổng đài host với mạng cáp quang nội tỉnh phát triển đà phát triển hoàn thiện) Mô hình Hub Hub and Spoke áp dụng với cấu trúc mạng viễn thông tỉnh cỡ nhỏ (nhất tỉnh miền núi) có từ đến tổng đài host, nơi ch-a triển khai hoàn chỉnh mạng truyền dẫn quang (các vòng ring truy nhập nội tỉnh) đà triển khai tuyến truyền dẫn quang kết nối điểm-điểm theo mô hình tập trung l-u l-ợng trung tâm (chẳng hạn nh- tập trung tổng đài Host) Tuy nhiên việc áp dụng mô hình Hub hay mô hình Hub and Spoke (hay gọi 139 mô hình Hub kết nối kép) phụ thuộc vào khả củng cố tính an toàn mạng Theo đó, mô hình Hub and Spoke có khả bảo vệ mạng tốt nh-ng chi phí đầu t- cao so với mô hình Hub Mô hình Ring kết nối đơn kết nối kép áp dụng để xây dựng mạng MAN tỉnh thành phố cỡ nhỏ có từ đến tổng đài host đà triển khai xây dựng mạng cáp quang nội tỉnh, hình thành vòng ring truy nhập nội tỉnh Đối với tỉnh có trung tâm tập trung l-u l-ợng (1 tổng đài Host) việc áp dụng mô hình Ring kết nối đơn phù hợp Mô hình Ring kép phù hợp áp dụng tỉnh có tới trung tâm tập trung l-u l-ợng nh-ng ch-a tỉ chøc líp m¹ng trun dÉn quang lâi néi tỉnh (các vòng Ring liên kết trung tâm tập trung l-u l-ợng, nghĩa liên kết Host với nhau) Mô hình Hub Ring thích hợp triển khai mạng có số l-ợng nút tập trung nhỏ nh-ng khoảng cách kết nối nút lớn Do đó, mô hình Ring đơn mô hình Ring kép nói phù hợp với việc tổ chức mạng cho tỉnh thành phố cỡ nhỏ có số l-ợng nút tập trung không nhiều, số l-ợng vòng ring truy nhập nội hạt xây dựng để hình thành tuyến ring cáp/ sợi quang Đối với tỉnh có mạng viễn thông cỡ trung bình (có tới tổng đài host) với mạng cáp quang nội tỉnh phát triển đà phát triển hoàn thiện) Mô hình Ring lớp kết nối đơn áp dụng phù hợp với mạng b-u điện tỉnh thành phố cỡ trung bình (có tới tổng đài host) cấu trúc mạng cáp quang nội tỉnh, thành phố hoàn chỉnh đà phân lớp rõ rệt (đà triển khai vòng ring kết nối host, vòng ring truy nhập) Đối với tỉnh có cấu trúc mạng viễn thông (nhất cấu trúc tuyến cáp/sợi quang) cho phép thực theo mô hình Ring líp kÕt nèi kÐp nªn thùc hiƯn theo mô hình tính an toàn mạng đ-ợc nâng cao nhiều Đối với thành phố có mạng viễn thông cỡ lớn (có tổng ®µi host) nh- Hµ néi, thµnh Hå ChÝ Minh Mô hình Ring lớp kết nối đơn áp dụng phù hợp với mạng b-u điện tỉnh thành phố cỡ lớn (có tổng đài host) c-ờng độ trao đổi l-u l-ợng 140 nhiều, cấu trúc mạng cáp quang nội tỉnh, thành phố hoàn chỉnh đà phân lớp rõ rệt (đà triển khai vòng ring kết nối host, vòng ring truy nhập) cấu trúc tuyến cáp quang có khả đáp ứng thực ph-ơng thức kết nối Cụ thể triển khai thêm vòng ring liên kết nút mạng truy nhập khách hàng (lớp ring thứ 3) Nếu nh- cấu trúc m¹ng trun dÉn quang cho phÐp, cã thĨ tỉ chøc mạng theo mô hình Ring lớp kết nối kép kết hợp hai ph-ơng thức kết nối đơn kết nối kép theo phạm vi mạng Ph-ơng thức làm tăng khả bảo vệ mạng thực tuyến dự phòng chia băng thông kết nối mạng 3.6 Đề xuất giải pháp, mô hình xây dựng mạng MAN cho TP Hà nội 3.6.1 Nhu cầu xây dựng mạng MAN Hà Nội Hà nội thủ đô n-ớc, nơi tập trung nhiều quan đầu nÃo đảng nhà n-ớc Đặc biệt với yêu cầu xây dựng phủ điện tử, đòi hỏi mạng MAN suốt liên kết quan, ban ngành phủ Đây nơi tập trung nhiều công ty hoạt động lĩnh vực, bệnh viện lớn, tr-ờng đại học lớn, khu công nghiệp, khu đô thị Ng-ời dân sử dụng dịch vụ mạng Viễn thông có xu h-ớng yêu cầu nhiều loại hình dịch vụ d-ới dạng l-u l-ợng liệu Cơ sở hạ tầng Hà nội đáp ứng đủ yêu cầu Nh- xây dựng mạng MAN cho TP Hà nội yêu cầu cấp bách cần đ-ợc nhà khai thác mạng -u tiên triển khai sớm, từ làm sở để tiếp tục xây dựng cho tỉnh thành phố khác n-ớc 3.6.2 Yêu cầu định h-ớng cho mạng mục tiêu - Mạng mục tiêu mạng truyền số liệu băng rộng nhằm tới phân đoạn thị tr-ờng tách biệt, chuyên phục vụ nhu cầu băng thông cỡ nx10Mbps/nx100Mbps cho khách hàng cỡ nx100Mbp/nx1Gbps cho node tích hợp (aggregator) mạng 141 - Để phù hợp với nhu cầu khách hàng, nâng cao độ linh hoạt khả cung cấp dịch vụ sách giá c-ớc, mạng mục tiêu cần có khả cung cấp tốc độ kết nối khác với b-ớc tăng tối thiểu Mbps - Để bảo vệ vốn đầu t- cho khách hàng lẫn BĐHN, giảm thiểu chi phí quản lý vận hành khai thác rút ngắn thời gian cung cấp dịch vụ, mạng mục tiêu cung cấp giao diện Ethernet tới nhà khách hàng - Mạng mục tiêu cần đảm bảo khả bảo vệ t-ơng đ-ơng khả bảo vệ truyền dẫn SDH truyền dẫn cho giải pháp trun sè liƯu hiƯn cã 3.6.3 Tỉng quan vỊ cÊu trúc mạng MAN B-u điện Hà nội YEN PHU NOI BAI THANH TRI TH.DINH GIAP BAT NG.TAN HITC BACH KHOA E1 NG.KHANH CUNG VAN HOA VPS BACH DANG NH.CHINH DINH TIEN HOANG STM1 DTH C2 H.VUONG TRAN KHAT CHAN NMS1 DONG XUAN HOANG CAU A NMS2 LANG THUONG TON DAN D.GIANG DANG TIEN DONG C.GIAY MAI HUONG HOANG CAU B NGUYEN CONG TRU HOST KIM LIEN PHU THUY TRAN PHU GIA LAM PHO DUC GIANG KCN BAC THANG LONG HOANG HOA THAM LIEN MAC LAC LONG QUAN Hình 3.8: Sơ đồ mạng SDH Hà nội Căn vào trạng hệ thống cáp quang, cống bể nhà trạm có, mạng MAN BĐHN đ-ợc tổ chøc theo c¸c cÊp chÝnh: 142 - CÊp I: Tỉ chức theo vòng cáp quang cấp II có địa bàn thành phố, với node tập trung chủ yếu đặt vị trí với tổng đài host mạng điện thoại Cấp mạng tạo thành vòng đ-ờng trục cung cấp kết nối vùng phục vụ khác toàn thành phố Protocol stack mạng cấp I IP/MPLS/RPR/Fiber - Cấp II: Tổ chức theo vòng cáp quang cấp III có địa bàn thành phố, với node tập trung chủ yếu đặt vị trí với tổng đài vệ tinh mạng điện thoại Cấp mạng cung cấp kết nối điểm truy nhập vùng phục vụ Tuỳ theo phân bố khách hàng mà từ node cấp mạng kết nối trực tiếp tới khách hàng, kết nối tới lớp thiết bị đặt vị trí khách hàng Protocol stack mạng cấp II IP/Ethernet/ Fiber - Cấp tiếp cận khách hàng: Tổ chức theo cấu trúc kết nối từ node nằm vòng cấp II tới vị trí khách hàng Protocol stack mạng cấp III IP/Ethernet/(Fiber|Copper|).IP/Ethernet/(Fiber|Copper| ) Ph-ơng thức Tốc độ Khoảng cách UPT-Cat5 100 Mbps ~100m Wireless ~10 Mbps ~100m VDSL ~3- 26 Mbps ~1500- 300m Cáp quang 1Gbps ~10Km Bảng 3.8: Dự kiến [1] ph-ơng thức kết nối mạng MAN Do tính chất đa dạng lớp vật lý giao diện Ethernet, kết nối cấp II đ-ợc cung cấp thông qua nhiều hình thức: cáp quang, cáp điện thoại, UTP-Cat5, Wireless Tuỳ thuộc vào mật độ thuê bao khu vực, khoảng cách từ khu vực tới điểm cấp II gần nhất, khả đặt thiết bị địa điểm khách hàng vào đặc tính kỹ thuật ph-ơng thức kết nối, BĐHN lựa chọn hình thøc kÕt nèi thĨ cho tõng tr-êng hỵp 143 o Do mạng cáp điện thoại (PSTN private PBX) đà sẵn sàng tất địa điểm khách hàng tiềm năng, VDSL giải pháp đ-ợc -u tiên cho lớp mạng cấp II Tuỳ theo nhu cầu khách hàng mà triển khai VDSL theo quy hoạch tần số 997 998 Điểm hạn chế VDSL tốc độ suy giảm nhanh theo khoảng cách; đ-ờng truyền VDSL tốc độ 26 Mbps kéo dài tới khoảng 300m Trong tr-ờng hợp b-u điện đặt thiết bị địa điểm khách hàng có PBX, giải pháp thích hợp o Trong tr-ờng hợp khoảng cách tới địa điểm khách hàng xa khả phục vụ VDSL, cáp quang ph-ơng tiện để tiếp cận khách hàng Tuỳ theo giải pháp thiết bị cđa nhµ cung cÊp (Short Reach, Medium Reach, Long Reach ) khoảng cách phục vụ đ-ờng truyền quang khác nh-ng nói chung đảm bảo kết nối khách hàng phạm vi phục vụ tổng đài vệ tinh Nh-ợc điểm cáp quang đòi hỏi đầu t- lớn, số tr-ờng hợp việc triển khai gặp nhiều khó khăn liên quan tới việc đào đ-ờng, xây dựng hệ thống cống bể o Cáp UTP-Cat5 đ-ợc sử dụng chặng cuối tiếp cận thiết bị khách hàng số tình cụ thể Nh-ợc điểm cáp UTP-Cat5 khoảng cách phục vụ ngắn, thích hợp với tr-ờng hợp thiết bị BĐHN đặt địa điểm khách hàng; nhiên có -u điểm không đòi hỏi thêm cấp thiết bị chuyển đổi, rÊt thuËn tiÖn cho viÖc kÕt nèi o Truy nhËp vô tuyến đ-ợc sử dụng chặng cuối tiếp cận thiết bị khách hàng, đặc biệt khách sạn, cao ốc Truy nhập vô tuyến có nh-ợc điểm nh- UTP-Cat5 song phù hợp với đối t-ợng khách hàng cao cấp có nhu cầu sử dụng đầu cuối di dộng Để đảm bảo độ linh hoạt chủ động việc cung cấp dịch vụ, thiết bị outdoor (quang điện) đ-ợc -u tiên xem xét trình triển khai mạng 3.6.4 Cấu hình mạng MAN B-u Điện Hà Nội giai đoạn 2003-2006 [3] Kết điều tra khảo sát thị tr-ờng cho thấy khách hàng tiềm (đặc biệt khách hàng thuộc khối quản Đảng- Nhà n-ớc) bố trí phân tán, 144 việc đầu t- xây dựng toàn hệ thống theo cấu trúc mạng đà nêu gặp nhiều khó khăn việc triển khai nh- công tác quản lý, đồng thời ch-a đem lại hiệu rõ ràng mặt kinh tế Do vậy, giai đoạn 2003-2006, vào số liệu khảo sát đà thu thập đ-ợc, BĐHN đề xuất triển khai mạng MAN địa bàn thành víi mét sè ®iĨm chÝnh nh- sau: - CÊp I: Đặt 05 node Đinh Tiên Hoàng, Cầu Giấy (là vùng dự kiến triển khai thử nghiệm tổng đài NGN tập trung nhiều khách hàng tiềm năng), Giáp Bát, Th-ợng Đình Hùng V-ơng (là vùng tập trung nhiều khách hàng tiềm năng) để cung cấp kết nối đ-ờng trục Để tận dụng hiệu thiết bị, từ node thiết lập tuyến tới vị trí khách hàng lân cận để phục vụ kÕt nèi trùc tiÕp - CÊp II: Tõ 05 tæng đài host nêu thiết lập vòng Metro cấp II qua số tổng đài vệ tinh vòng Ring cấp III chúng, đồng thời thiết lập tuyến kết nối trực tiếp tới số tổng đài host tổng đài vệ tinh khác Tổng số bao gồm 18 node ë vïng BCC vµ 24 node ë vïng Tây Nam - Cấp tiếp cận khách hàng: Định h-ớng sử dụng cáp quang từ node cấp II để tiếp cận khách hàng cự ly xa Trang bị 10 bé DSLAM phơc vơ truy nhËp qua VDSL ®Ĩ sẵn sàng phục vụ khu vực tập trung số l-ợng thuê bao lớn 3.6.5 Cấu hình mạng MAN B-u Điện Hà Nội định h-ớng tới 2010 [3] Căn vào trạng mạng l-ới số liệu đà khảo sát nhu cầu tiềm địa bàn thành phố, cấu trúc chung đà xây dựng cho mạng MAN BĐHN, BĐHN đề xuất cấu hình mạng định h-ớng tới 2010 với số điểm nh- sau: - CÊp I: Tỉ chøc theo cÊu tróc Ring tuyến với vòng truyền dẫn cấp II, đặt vị trí với tổng đài Host 145 - CÊp II: Tỉ chøc theo cÊu tróc Ring vòng truyền dẫn cấp III, đặt vị trí với tổng đài vệ tinh Tuỳ theo nhu cầu điều kiện triển khai cụ thể đặt số node cấp II địa điểm thuª bao - CÊp tiÕp cËn thuª bao: Trong giai đoạn đầu triển khai tiếp cận thuê bao d-ới hình thức sử dụng cáp quang phục vụ khách hàng đơn lẻ sử dụng VDSL phục vụ khu vực khách hàng tập trung Trong giai đoạn đồng thời với việc đ-a thiết bị tới gần khách hàng xem xét khả tiếp cận thuê bao qua cáp UTP-Cat5 Yêu cầu kỹ thuật - Các node cấp I: Năng lực xử lý tối thiểu 128 Gbps IP/MPLS/RPR (10Gbpsx2) - Các node cấp II: Sẵn sàng hỗ trợ giao diện IP/100-1000BaseT, FE, GE, STM-1 Cấp tiếp cận thuê bao: Sẵn sàng hỗ trợ giao diện IP/10-100BaseT, FE, VDSL 997 3.6.6 Đề xuất mô hình cho mạng MAN Hà nội [1] Với thành phố lớn nh- Hà nội, nên lựa chọn mô hình Ring lớp đơn Trong giai đoạn đầu, triển khai vòng RPR cấp I nối khu vực (vị trí đặt tổng đài host): Đinh Tiên Hoàng, Giáp Bát, Hùng V-ơng, Cầu Giấy, Th-ợng Đình Đây khu vực phân bố địa bàn thành phố, đảm bảo nhu cầu trao đổi thông tin toàn thành phố Công nghệ sử dụng vòng Ring cấp I nên chọn công nghệ RPR, đảm bảo băng thông tốc độ lớn (tối thiểu 128 Gbps) đồng thời có chế bảo vệ tốt tr-ờng hợp xảy lỗi mạng 146 inh Tiờn Hong Giỏp Bỏt RPR core Thượng Đình Nót kÕt nèi m¹ng Backbone Cầu Giy Hựng Vng Nút kết nối mạng lõi MAN Hình 3.9: Mô hình xây dựng vòng Ring cấp I (lõi) Giai đoạn 2: Từ node cấp I, có đủ kinh phí, xây dựng vòng Ring cấp II nối với node tập trung l-u l-ợng (tổng đài vệ tinh) Công nghệ sử dụng cho vòng Ring cấp II SDH-SDH-NG/WDM RPR Tuỳ theo khu vùc, sè node vßng Ring cÊp II cã thÓ tõ 10- 30 node Điểm truy nhập khách hàng Cung Văn Hố Trần Khát Chân Nót tËp trung Si Si Si Si Si Giáp Bát Bách Khoa Si RPR Core Thượng Đình Đinh Tiên Hồng Nót kÕt nèi m¹ng lâi MAN Nót kÕt nèi m¹ng Backbone Si Cầu Giấy Si Hựng Vng Si Si Si Hình 3.10: Mô hình xây dựng vòng Ring cấp II - Từ node tËp trung: KÐo c¸c tuyÕn c¸p quang cho c¸c kh¸ch hàng đơn lẻ đ-ờng VDSL phục vụ khu vực khách hàng tập trung Trong giai đoạn 147 đồng thời với việc đ-a thiết bị tới gần khách hàng xem xét khả tiếp cận thuê bao qua cáp UTP-Cat5 - Khi có điều kiện kinh phí, sau đà quy hoạch ổn định vị trí khách hàng, tổ chức vòng Ring cấp nối vị trí khách hàng với Để thực đ-ợc, cần phải xác định vị tốt trí khách hàng tiềm (các công ty, khu văn phòng, khu trung cư lớn số quan nhà nước ) Tuy nhiên để xây dựng đ-ợc vòng Ring cấp khó Do điều kiện kinh tế nhquy hoạch Hà nội hạn chế, vị trí khách hàng thay đổi, ch-a ổn định KT LUN Cú th nói mạng MAN hệ nơi hội tụ tất loại hình cơng nghệ truyền dẫn chuyển mạch tiên tiến Đề tài hoàn thành với hy vọng đem lại tranh toàn cảnh giải pháp xây dựng mạng MAN giới Mỗi giải pháp trình bầy có ưu điểm nhược điểm định, tuỳ điều kiện riêng sở hạ tầng có, lực vốn, khả quản lý nhà cung cấp mà lựa chọn cho nhóm giải pháp phù hợp Các giải pháp có tính khả thi cao như: Ethernet cho lớp truy nhập khách hàng, MPLS áp dụng cho lớp tập trung dịch vụ lớp mạng lõi RPR, WDM, SDH - NG áp dụng cho lớp truyền dẫn quang Với tình hình phát triển nhanh chóng kinh tế xã hội số đô thị lớn Việt nam, việc áp dụng công nghệ vào xây dựng mạng MAN cần thiết Hiện nước ta, TP Hồ Chí Minh bước đầu xây dựng mạng MAN chủ yếu cung cấp dịch vụ cho khối hành nghiệp để thực dự án Chính phủ điện tử Thủ đô Hà nội gấp rút đưa đề án khả thi để xây dựng mạng MAN nhằm theo kịp nhu cầu ngày tăng lưu lượng, loại hình dịch vụ khách hàng Trong giai đoạn 2006 – 2008 VNPT trang bị tổng đài NGN chuyển tải lưu lượng thông qua hạ tầng IP, mạng MAN (sử dụng công nghệ Ethernet/MPLS/IP) cho 14 tỉnh thành: Bắc Ninh, Bình Thuận, Cao Bằng, Đồng Nai, Hà Giang, Hà Nam, Hải Dương, Hưng Yên, Lạng Sơn, Ninh Bình, Thái Bình, Thái Ngun, Thanh Hố, n Bái Tác giả hy vọng tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp bạn sinh viên quan tâm đến vấn đề này! TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Đề tài cấp TCT Bưu Viễn thông Việt nam (2002), "Giải pháp kỹ thuật kết nối hệ thống truyền dẫn quang có vào mạng truyền dẫn NGN" mã số 127-2002-TCT-RDP-VT-67 Đề tài cấp TCT Bưu Viễn thơng Việt nam (2003), “Nghiên cứu xây dựng giải pháp bảo vệ phục hồi mạng thông tin quang WDM TCT”, mã số 006-2003-TCT-RDP-VT-16 Quyết định số 393/QĐ/VT/HĐQT Tổng công ty định hướng cấu trúc mạng viễn thông Tổng công ty đến năm 2010 hướng tới NGN, mã số 006-2003-TCT-RDP-VT-16 TIẾNG ANH Ayan Banerjee et al “Generalized Multiprotocol Label Switching: An Overview of Routing and Management Enhancements”, Internet Technology Series Cisco white paper (2003), “Cisco Multiservice Over SONET/SDH – Product Migration and Strategy” Daniel Minoli, Peter Johnson and Emma Minoli (2002), “Ethernet-Based Metro Area Networks”, McGraw Hill Extreme Network white paper (2002), “Metro Technology Guides” Gilbert Held “Ethernet Networks”, Wiley, Fourth edition ITU-T recommendation G7042/Y1305 (08/2003) “Link Capacity Adjustment scheme (LCAS) for virtual concatenated signals”, Series G: Transmission systems and media, digital systems and network, 10 ITU-T recommendation G7041/Y1303 (12/2003) “Generic Framing Procedure”, Series G: Transmission systems and media, digital systems and network 11 I Van de Voorde, L Tancevski, G Chiruvolu, Y T’Joens, J.De aeger (2002).“Extending ethernet into next generation metro network”, Alcatel telecommunication Review, Q3 2002, pp 218-224 ... nối mạng vùng đô thị mạng truy nhập cổng cho mạng đô thị kết nối với mạng Internet Công nghệ RPR phát triển chủ yếu nhằm phục vụ việc truyền tải lưu lượng IP cách hiệu Rất nhiều hệ thống mạng đô. .. Đây giải pháp chi phí/megabit thấp có băng tần lớn 15 Chương NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ, GIẢI PHÁP MẠNG ÁP DỤNG TRONG XÂY DỰNG MẠNG MAN QUANG 2.1 Nghiên cứu, tìm hiểu cơng nghệ giải pháp mạng. .. Lớp mạng lõi thực chức truyền tải lưu lượng tích hợp mạng thị cách hợp lý; lớp thực chức định tuyến truyền tải lưu lượng nội vùng đô thị chuyển giao lưu lượng với mạng trục (backbone) Mạng đô thị