CÁC GIẢI PHÁP TRUYỀN IP TRÊN MẠNG QUANG

HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NA M TR ƯỜNGCỘNG ĐẠI HÒA HỌCXÃVINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc Bộ GIÁO DỤC KHOA VÀ ĐÀO ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NHIỆM VỤ==£□ ĐÓ ===== ẢN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Sơn số hiệu sinh viên: 0851085164 Ngành: Điện tử - Viễn thông Đầu để dồ án: Khoá: 49 Các sô liệu liệu han đâu: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nội dung phần thuyết minh tính toán: (Đề tài: CÁC GIbảnẢvẽ, I PHÁP ỀNvàIP MẠNG QUANG Các đồ thị (ghiTRUY rõ loại kíchTRÊN thước vẽ): Họ tên giảng huớng dẫn: Ngườiviên hướng dẫn Sinh viên thực Lớp Mã số sinh viên TRƯỞNG Bộ MÔN ThS Nguyễn Thị Kim Thu ThS NGUYÊN THỊ KIM THƯ NGUYỄN HOÀNG SƠN 49K - ĐTVT Ngày tháng năm 2013 0851085164 NGƯỜI HƯỚNG DẨN Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng .năm 2013 NGHỆ AN -01/2013 Bộ GIẢO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH BẢN NHẬN XÉT ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Hoàng Sơn số hiệu sinh viên: 0851085164 Ngành: Điện tử - Viễn thông Khoá: 49 Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Kim Thu Cán phản biện: Nhận xét cản hộ phản biện: Ngày tháng năm Cán hộ phản (Ký, ghi rõ họ tên) MỤC L ỤC Trang LỜI NÓI ĐÂU i TÓM TẮT ĐÔ ÁN iii DA NH MỤC CÁ c BẢNG iv DANH MỤC HÌNH VẼ V DANH MỤC CÁc CHỮ VIẾT TẮT vii CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN VÈ TRUYỀN DẨN ỈP TRÊN MẠNG QUANG 1.1 Giới thiệu chương 1.2 Hạn chế mạng viễn thông truyền thống 1.3 Xu hướng phát triển mạng viễn thông 1.3.1 Xu hướng dịch vụ 1.3.2 .Xu hướng côngnghệ 1.4 Tổng quan IP - Internet Protocol .5 1.4.1 .Giao thức ĨPv4 1.4.2 .Giao thức IPv6 .17 1.5 Tổng quan WDM 27 1.5.1 .Nguyên lý ghép kênh theo bước sóng .27 1.5.2 Phân loại .27 1.5.3 Ưu nhược diêm công nghệ WDM .29 1.5.4 Các thành phần hệ thống .WDM 30 1.5.5 Ưu, nhược điểm hệ thống WDM .41 1.6 Các giai đoạn phát triển tiến tới IP quang .42 1.6.1 Giai đoạn I: IP over ATM 43 1.6.2 Giai đoạn II: IP over SDH .43 1.6.3 Giai đoạn III: IP over Optical .44 1.7 Các yêu cầu truyền dẫn IP quang 45 1.8 Tổng kết chương 46 CHƯƠNG 2: CÁc GIẢI PHÁp TR UYỀNIP TRÊN MẠNG QUANG 47 2.1 Giới thiệu chương 47 2.2 Các giải pháp truyền IP quang 47 2.2.1 Giải pháp IP/ATM/SDH/WDM .47 2.2.2 Kiến trúc IP/ ATM /WDM .52 2.2.3 Phương pháp IP/SDHAVDM .53 2.2.4 .Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE) .60 2.2.5 Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP quang .64 2.2.6 Kiến trúc IP/WDM .70 2.3 Phân tích đánh giá kiếu kiến trúc .80 2.4 Tổng kết chương 83 CHƯƠNG 3: THựC TÉ TRI ÉN KHAI ỈP TRỂN QUANG VÀO MẠNG NGNCỦA VNPT 84 3.1 Giới thiệu chương 84 3.2 Khái niệm mạng hệ sau NGN 84 3.3 Đặc điểm mạng NGN .85 3.4 Cấu trúc mạng NGN .86 3.5 Mô hình kết nối NGN với mạng khác 87 3.6 Áp dụng giải pháp truyền tải IP mạng quang vào mạng NGN VNPT 88 3.6.1 Hiện trạng mạng truyền tải IP WDM mạng đường trục VNPT 88 3.6.2 Phương án phát triển giải pháp điều khiển IP WDM cho mạng đường trục VNPT 89 3.7 Tổng kết chương 96 KẾT L UẬN VÀ HƯỞNG PHÁ T TRIỂN CỦA ĐÈ TÀI .97 TÀI LIỆU THA M KHẢo .98 LỜI NÓI ĐẦU Trong vài năm gần có bùng nô lưu lượng IP phát triển ứng dụng đa phưong tiện điện thoại, âm số, truyền hình Internet Điều dần đến có nhiều nghiên cứu phương pháp truyền dần kiến trúc mạng tối ưu đế cho việc truyền thông tin đạt hiệu chất lượng tốt Trong IP xem công nghệ lớp mạng phô biến WDM nôi lên công nghệ truyền dẫn mạng lõi đường trục Internet hệ sau với khả hỗ trợ đồng thời nhiều kênh tốc độ cao sợi cáp quang Công nghệ WDM cung cấp cho mạng lưới khả truyền dẫn cao băng tần cực lớn Với công nghệ WDM kênh quang tương ứng với hệ thống truyền dẫn độc lập với tốc độ Gbps Hơn nữa, đời phiên IPv6 công nghệ chuyển mạch quang, GbE sở để xây dựng mạng thông tin toàn quang Vì vậy, việc úng dụng kỹ thuật truyền tải ĨP quang xu hưóng tất yếu mạng viễn thông Với mục tiêu tìm hiểu kỹ thuật truyền tải IP quang hi vọng đóng góp phần nhỏ kết nghiên cứu vào quy hoạch phát triển mạng VNPT, em xin thực đề tài đồ án tốt nghiệp: “ Các giải pháp truyền tái IP mạng quang” Nội dung đồ án bao gồm chương sau: - Chương 1: Giới thiệu chung phát trien Internet, công nghệ truyền dẫn Trình bày giao thức IP - Internet Protocol với hai phiên IPv4 IPvó công nghệ công nghệ WDM Đánh giá sơ ưu diêm nhược điếm mô hình truyền dẫn IP quang Yêu cầu việc truyền dẫn IP quang - Chương 2\ Nghiên cứu phương thức truyền dẫn IP quang Đặc biệt Do có hạn chế mặt thời gian lực cá nhân nên nội dung đồ án không tránh khỏi thiếu sót hạn chế Em mong thầy cô giáo bạn quan tâm đóng góp ý kiến thêm vào đế đồ án hoàn thiện hon Em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS Nguyễn Thị Kim Thu tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo khoa Điện Tử Viễn Thông, Đại Học Vinh dạy dỗ bảo em suốt khóa học Vinh, tháng 01 năm 2013 Sinh viên thực Nguyễn Hoàng Son 11 TÓM TẮT ĐÔ ÁN Trong năm gần đây, nhiều phương pháp truyền tải IP mạng quang nghiên cứu rộng rãi Mạng IP WDM xu hướng tích hợp mạng truyền dẫn hệ mới, cung cấp lớp hội tụ mạng viễn thông toàn cầu Phương pháp hứa hẹn tạo nên phát triển đột phá khả mở rộng mãnh mẽ Luận văn “Các giải pháp truyền IP mạng quang” giới thiệu chung phát triển Internet, xu hướng dịch vụ, mạng hệ NGN phát triển IP/WDM Luận văn trình bày hạn chế cấu trúc phân lớp phương pháp truyền thống sâu vào phương pháp lOGbe, MPLS, IP/WDM, công nghệ mà phương pháp hướng tới đế đạt mạng toàn quang Trong phần cuối luận văn trình bày mạng NGN ứng dụng giải pháp truyền tải ĨP quang vào mạng NGN VNPT ABSTRACT In recent years, many in IP- over - WDM networks (IP/WDM) methods have been widely investigated IP/WDM network provides the only convergence layer in the next- generation network growth This IP over Optics model promises to graceíully accommo-date growing as well as provide robust scalability The thesis “the Solutions of transmitting IP over optical” introduce to the development of the internet, the trend of Service, Next Generation Network technologies and deployment of IP/WDM networks It also discusses the drawbacks of complex, multi-layered model in old Solutions and then discusses deeply 10 gigabit Ethernet, Multi-Protocol Label Switching (MPLS) and IP over dirrectly WDM and how these technologies facilitate the evolution towards a more compact, simpliTied iii DA NH MỤC CẢ c BẢNG Bảng 1.1: Cách biếu diễn địa IP .8 Bảng 1.2: IV DA NH MỤC HÌNH VẼ Mô hình phân lớp địa IP Cấu trúc datagram phiên IPv4 Trường Flags Cấu trúc thường thấy địa IPv6 Định dạng datagram IPv6 Chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 Các phương thức chuyển đổi ĨPv4 sang IPv6 Ngăn kép Công nghệ tunneling Sự chuyển đối tiêu đề a) Hệ thống WDM đơn hướng; b) Hệ thống WDM song hướng Sơ đồ chức hệ thống WDM Bộ lọc màng mỏng điện môi có nhiều khoang cộng hưởng Bộ lọc Fabry - Perot Ket cấu tính OADM V 11 13 19 19 22 22 23 24 25 28 30 34 34 35 37 38 40 43 44 45 48 48 49 49 50 51 52 54 ADM ADSL Add/Drop Multiplexer Asymmetric Digital Subscriber DA NH MỤC CẢ c CHỮ VIÉT TẮT APD Avalanche PhotoDetector APS Automatic ProtectionKhuôn Switch AR Lớp thích ứng ATM Asynchronous Regemation Bộ xe/rẽ kênh quang ATM Asychronous TransferKhung Mode CR-LDP DBR DFB DWDM FCS FPA khung ppp Đường dây thuê bao chứa ppp số bất đối xứng HDLC Constain-based Routing using Bộ tách quang thác Ngăn giao thức IP/LAPS/SDH Lable Distribution Protocol Distribute Bragg Reílect Chuyên mạch bảo vệ tự động Distribute FeedBack Dense Wavelength Cấu Division Multiplex EGP dạng trúc khung LAPS Tái sinh cận đồng 55 55 57 57 58 59 60 62 64 68 74 75 86 87 89 90 91 93 95 Giao thức chuyển đổi địa Extemal Gateway Protocol Quan hệ GFP với tín hiệu khách hàng tuyến truyền tải Frame Check Sequence Phương thức truyền tải không đồng Cấu trúc khung người sử dụng GFP Fabry-Perot Ampliíier Tốc độ bit không đối FWM Four Wavelength Mix Cấu Host ID Host ĩdentiíĩcation IP Internet Protocol ITU International trúc khung điều Định tuyến sử dụng giaokhiến thức phân phối nhãn Laser phản xạ Bragg phân bố Laser LCP phản hồi phân bố Ghép kênh bước sóng mật độ cao Link Control Protocol Ket nối chéo số Giao thức cống LSR Lable Switched Router Chuồi kiểm tra khung MF More Fregment Sửa lỗi trước MG Media Gateway Bộ MPLSTE MPLS Traffic Engineering VI Switching khuếch đại Fabry-Perot di động, mạng liệu IP cung cấp dịch vụ số liệu, mạng CATV cung cấp dịch vụ truyền hình cáp băng rộng Nhưng với mạng NGN, tất dịch vụ cung cấp dựa hạ tầng mạng xương sống (backbone) thông qua hệ thống truy nhập Như vậy, khái niệm mạng hệ sau (NGN) bắt nguồn từ phát triển công nghệ thông tin, công nghệ chuyến mạch gói công nghệ truyền dẫn băng rộng Tuy nhiên, đế đưa khái niệm NGN điều không đơn giản, có nhiều định nghĩa chưa thống phát biếu khác đối tượng liên quan, tố chức ngành viễn thông Dưới trình bày khái niệm ITU mạng NGN: “Mạng viễn thông hệ sau (NGN) mạng có hạ tầng thông tín chung dụa công 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 luựng dịch vụ (QoS), chúc liên quan đến dịch vụ độc lập với công nghệ truyền tải lóp dưói NGN cung cấp khả truy nhập không hạn chế nguòi sử dụng đến nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác NGN hỗ trọ’ dịch vụ di động nói chung, túc nguời sử dụng truy nhập noi với phuơng thúc truy nhập nào” 3.3 Đặc điềm mạng NGN NGN có đặc điểm sau: - Dựa tảng công nghệ chuyến mạch gói 85 3.4 cấu trúc mạng NGN Hình 3.1: cấu trúc mạng dịch vụ hệ sau [12] -Lớp truy nhập (Access): Bao gồm hệ thống truy nhập cung cấp cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuê bao thông qua hệ thống hữu tuyến (cáp đồng, cáp quang ) hệ thống vô tuyến nhu' thông tin di động, vi ba, vệ tinh, vô tuyến cố định - Lóp truyền tảỉ/lõỉ (Transport/Core): Bao gồm chuyến mạch lõi (core) chuyến mạch biên (edge) dựa công nghệ ATM/IP, tuyến truyền dẫn SDH/WDM kết nối chuyển mạch lõi với với chuyển mạch biên - Lóp điều khiên (Controi): Bao gồm hệ thống điều khiến thực kết nối gọi, đáp ứng dịch vụ cho thuê bao thông qua việc điều khiến thiết bị chuyển mạch ATM/IP lớp truyền tải lớp truy nhập -Lớp ứng dụng/dịch vụ (Applỉcatỉon/Service): Có chức cung cấp ứng dụng dịch vụ thoại, phi thoại, dịch vụ băng rộng, dịch vụ thông minh, dịch vụ giá trị gia tăng cho khách hàng thông qua lóp Lóp liên kết với lóp điều khiển thông qua giao diện mở APĨ 86 Như cấu trúc mạng NGN chức truyền dẫn chuyến mạch gộp chung lớp truyền tải/lõi, mô hình số hãng gộp chung lóp truyền tải lóp truy nhập Điều có nghĩa thiết bị chuyển mạch truyền dẫn xem phưong tiện thực chuyến tải lưu lượng Trong mô hình cấu trúc NGN, lóp điều khiển quản lý đặc biệt ý Lóp điều khiến phức tạp khả tương thích thiết bị hãng khác nhau, giao thức, giao diện báo hiệu điều khiến kết nối đa dạng tiếp tục phát triển Lớp quản lý có chức xuyên suốt lớp lại 3.5 Mô hình kết NGN với mạng khác Ket nối NGN với mạng PSTN thực thông qua thiết bị ghép luồng trung kế TGW (Gateway Trunking) mức nxEl báo hiệu số hình 3.2 Các thiết bị TGW có chức chuyển tiếp gọi thoại tiêu chuẩn 64Kbps gọi thoại VoĩP qua mạng NGN Đối với mạng PSTN, mạng Hình 3.2: Mô hình kết nối NGN, PSTN Internet [ 12] 87 Kết nối mạng NGN với mạng Internet ISP IAP thực nút ĨP/MPLS quốc gia Neu trung tâm mạng không vị trí lắp đặt nút IP/MPLS quốc gia sử dụng kết nối LAN qua cổng quang GbE Điểm kết nối mạng NGN với nút truy nhập mạng Internet POP thực nút IP/MPLS nội vùng Đối với vệ tinh tổng đài host PSTN có tích hợp tính truy nhập Internet POP diêm kết nối mạng NGN với nút truy nhập mạng Internet POP thích hợp thực tập trung IP nút IP/MPLS nội vùng tuỳ theo vị trí thích hợp POP 3.6 Áp dụng giải pháp truyền tải IP m ạng quang vào mạng NGN VNPT 3.6.1 Hiện trạng mạng truyền tải IP WDM mạng đường trục VNPT VNPT sớm nhận rõ vai trò khả mạng NGN bước chuyển sang mạng viễn thông NGN để cung cấp đa dịch vụ linh hoạt, điện thoại, truyền số liệu, Internet, phát thanh, truyền hình, giải trí qua mạng, điều khiển từ xa Cho tới nay, mạng NGN VNPT triên khai song dự án NGN giai đoạn gọi tắt VN2 tới tất tỉnh/thành phố nước VNPT bước chuyển lun lượng từ mạng giai đoạn VN1 sang VN2 Đe đáp ứng cho việc truyền tải lưu lượng lớn nay, mạng truyền tải NGN, VNPT xây dựng hệ thống truyền dẫn quang với công nghệ DWDM tạo nên kiến trúc IP DWDM 88 3.6.2 Phương án phát triền giải pháp điểu khiến IP WDM cho mạng đường trục VNPT 3.6.2.1 Giai đoạn trước năm 2004 Hình mô tả phương thức triên khai IP quang VNPT giai đoạn này: IP * ATM -SDH (2 STM-1) VDC SDH * WDM VTN Môi trường truyền Hình 3.3: Giai đoạn truớc năm 2004 [5] Trong giai đoạn này, để thực truyền dẫn IP quang phải qua tầng ATM SDH Các gói IP cắt thành tế bào ATM gán cho kết nối ảo khác nhò' card đường dây SDH/ATM, sau xếp vào khung SDH Các khung gửi đến thiết bị WDM đế thực truyền dẫn lớp quang Ưu điểm phương thức truyền dẫn này: - ATM tạo kênh ảo cố định (PVC) quản lý hệ thống quản lý ATM sử dụng kênh ảo có khả chuyến mạch (SVC) thiết lập linh hoạt, tất đường ảo (VP) nhằm đảm bảo ỌoS cho dịch vụ IP - Sử dụng ghép kênh thống kê: cho phép người sử dụng yêu cầu băng thông rộng thời gian ngắn Điều giúp đảm bảo băng thông cố định hay thay đối tuỳ theo yêu cầu - Sử dụng giao thức ATM: phục vụ cho nhiều kiểu lưu lượng với yêu cầu ỌoS khác tùy theo ứng dụng 89 3.6.2.2 Giai đoạn từ năm 2004 đến 2005 VDC -* ATM -GbE(i Gbps)^ SDH -► VTN WDM Môi trường truyền Hình 3.4: Giai đoạn tù'năm 2004 đến 2005 [5] Đế khắc phục hạn chế tốc độ truyền công nghệ SDH, công nghệ Ethernet đưa vào sử dụng So với công nghệ SDH, công nghệ Ethernet có ưu điểm sau: - Tốc độ cao: với mục tiêu ban đầu xây dụng mạng hoạt động với tốc độ 10 Mbps Tiếp đến nâng lên tốc độ lOOMbps, Gbps, 10 Gbps mà không cần phải thay đôi giao thức Ethernet - Tính tương thích: GbE hoàn toàn tương họp với Ethernet truyền thống, không cần kỹ quản lý thêm GbE tuý mở rộng chuấn Ethernet GbE xem có tính phối hợp hoạt động quản lý tốt Các tài nguyên truyền dẫn phát triển tự node có nhu cầu lưu lượng lớn giảm node có trao đối lun lượng thấp - Chi phí thấp: Card đường truyền Gigabit định tuyến ĨP có giá rẻ so với card đường truyền dung lượng sử dụng công nghệ SDH 3.6.2.3 Giai đoạn 2005-2007 Với phương thức triến khai giai đoạn 2004-2005 tồn số nhược điếm: - GbE với chất phi kết nối không hỗ trợ QoS ứng dụng thời gian thực trù’ mạng cung cấp 90 OC192 Ngoài ra, 10 GbE đưa giao diện SONET/SDH, giao diện lớp vật lý WAN cho phép truyền tải gói xây dựng co sở IP/Ethernet đế truyền tải qua thiết bị truy cập mạng SONET/SDH - 10 GbE hỗ trợ tất dịch vụ lớp 2, chí lóp cao mô hình OSI Ngoài ra, hầu hết lưu lượng mạng ngày bắt nguồn từ Ethernet IP, thiết lập mạng Ethernet tốc độ cao phương thức dễ để gắn kết nhà kinh doanh, nhà cung cấp mạng với - 10 GbE có the hồ trợ sợi đơn mode đa mode Khoảng cách sợi đơn mode nâng cấp từ km (trong công nghệ GbE) lên 40 km (trong công nghệ 10 GbE) - 10 GbE hồ trợ dịch vụ băng thông lớn Cho phép nhà cung cấp dịch IP -* ATM VDC GbE (10 Gbps) 'SDH Môi trường truyền WDM VTN Hình 3.5: Giai đoạn 2005-2007 [5] 3.6.2.4 Giai đoạn 2007-2010 Đối với Việt Nam, việc triển khai MPLS xây dựng mạng truyền tải VNPT Tập đoàn thiết lập mạng trục MPLS với LSR lõi LSR biên Các thiết bị MPLS biên đóng vai trò nhũng LSR lối vào, lối Các mạng Internet quốc gia, mạng truyền số liệu, mạng DCN (quản lý) kết nối với LSR biên Việc chuyến tiếp thông tin thực qua mạng MPLS đến LSR biên lối Với cấu hình giúp khả điều khiên định tuyến, chuyến mạch đơn giản 91 gói IP truyền theo đường cố định dựa theo trình định tuyến ban đầu Chính vậy, vấn đề cân traffíc khó thực luu lượng tập trung vào tuyến Thêm vào việc định tuyến gói IP độc lập với thực tế nhiều gói IP có mối quan hệ với nhau, ví dụ có đích đến, loại lưu lượng, cấp ưu tiên v.v Ngoài ra, tách biệt kỹ thuật định tuyến chuyến mạch bộc lộ nhiều điểm yếu xu hướng mở rộng hội tụ mạng máy tính ngày Các nhược điếm bao gồm: khả mở rộng, xây dựng mạng riêng ảo, quản lí chất lượng dịch vụ, điều khiến lưu lượng mạng v.v Chính lẽ kỹ thuật MPLS (Multi-protocol label switching) chuyển mạch nhãn đa giao thức đời đế vận chuyến gói IP qua mạng phương pháp chuyến mạch gói ảo MPLS công nghệ kết hợp đặc điếm tốt định tuyến linh hoạt lóp ba chuyển mạch lóp hai cho phép truyền gói nhanh mạng lõi Trước thâm nhập vào mạng MPLS gói ĨP thiết bị định tuyến biên mạng MPLS gắn thêm nhãn đế vận dụng kỹ thuật nốichuyển mạch ảo Và trước rời khỏi mạng MPLS nhãn bị cắt bỏ để trả lại dạng nguyên thuỷ gói IP thiết bị định tuyến vùng biên Phương pháp dùng đê vận chuyên liệu nhanh với băng thông lớn (như âm thanh, phim ảnh v.v.) hoạt động trường hợp có nhiều chuyến vận nhiều loại liệu mạng Chuyển mạch kênh ảo dựa vào nhãn giúp cho việc định tuyến liệu diễn nhanh chóng so với trường hợp định tuyến IP truyền thống, xử lý mào đầu tạp mạng IP, thực trình chuyển mạch mềm cách linh động Nhờ vào phận loại gói liệu thêm vào số trường ưu tiên gói MPLS, ta đảm bảo vấn đề ỌoS cho mạng IP Nhung bên cạnh đó, MPLS tồn số nhược điểm: 92 Với đặc điếm mạng hệ sau tách riêng lớp ứng dụng dịch vụ với lớp mạng Mặt khác, MPLS chủ yếu dành cho mảng số liệu Mục tiêu huớng tới mảng điều khiển quang cho mạng quang nhằm đơn giản hoá, tăng tính đáp ứng mềm dẻo việc cung cấp phương tiện mạng quang IETF OIF phát triển tiêu chuẩn GMPLS GMPLS với đặc điếm giới thiệu chương 2: - GMPLS đảm bảo phối hợp lớp mạng khác - GMPLS tập hợp tiêu chuấn với giao thức báo hiệu chung cho phép phối hợp hoạt động, trao đổi thông tin lớp truyền tải lớp số liệu - GMPLS phát triển nỗ lực nhằm làm đơn giản hoá bỏ bớt mô hình mạng lớp GMPLS loại bỏ chức chồng chéo lớp cách thu hẹp lớp mạng - GMPLS cho phép tạo nhiều dịch vụ cho khách hàng giá thành hoạt động lại thấp - GMPLS mang lại chất lượng dịch vụ tốt thiết kế luu lượng Internet, xu hướng mục tiêu nhà cung cấp dịch vụ 3.6.2.5 Giai đoạn 2010 đến 2013 Hình 3.6 Cấu hình mạng trục giai đoạn 2010-2013 [14] 93 mạng biên: Các điếm trục tô chức thành nút đa dịch vụ tất tỉnh thành mặt quản lý điều khiên: trì theo cách phân tách hai lớp thiết bị mạng lớp (IP) mạng truyền tải quang (DWDM) lớp truyền tải quang, trì giải pháp điều khiển tĩnh cho hệ thống tại, bước sử dụng phương thức điều khiển động thay cho hệ thống cấp phát bước sóng tĩnh nay, cách gắn vào định tuyến IP thông qua giao diện điều khiến chuấn tới mồi oxc Các định tuyến xem điều khiển định tuyến bước sóng cung cấp chức quản lý tài nguyên quang, quản lý cấu hình dung lượng, địa chỉ, định tuyển, kỳ thuật lưu lượng, phát trạng thái mạng phục hồi Trong giai đoạn dự án đầu tư bắt buộc phải sử dụng công nghệ định tuyến động dựa GMPLS mặt sổ liệu: sử dụng phương thức kết nối POS định tuyến IP-MPLS mạng quang 3.6.2.6 Giai đoạn 2013 đến 2015 Trên sở mạng đường trục giai đoạn 2010-2013 VNPT cộng với phát triên công nghệ giới với quan diêm đầu tư phát trien mạng gắn với tính hiệu quả, nên giai đoạn VNPT cần thực vấn đề sau: - Loại bỏ kiến trúc IP-MPLS/ SDH/DWDM - Chỉ tiếp tục trì kiến trúc IP-MPLS/NG-SDH/DWDM IP/GE/NGSDH/DWDM - Đầu tư thử nghiệm giải pháp IP/DWDM với kiến trúc IP quang DWDM theo mô hình mạng ngang hàng cho mạng đường trục NGN VNPT[14] 94 Hình 3.7 Cấu hình mạng trục giai đoạn 2013 - 2015 [14] mạng biên: Các điếm trục tô chức thành nút đa dịch vụ tất tỉnh thành mặt sổ liệu: sử dụng phương thức kết nối POS (SDH NG-SDH) định tuyến IP- MPLS mạng quang Đồng thời, kết hợp sử dụng định tuyến qua mạng truyền tải quang mặt quản lý điều khiên: Tập trung giải vấn đề điều khiên cho mặt truyền tải quang DWDM trở thành mạng định tuyến bước sóng động dựa công nghệ GMPLS Bởi vì, GMPLS phận không thiếu triên khai mạng hệ sau Nó tạo thành cầu nối lóp IP quang Với vai trò làm cầu nối động mạng truyền tải truyền thống lớp IP Sử dụng GMPLS nhà cung cấp dịch vụ không thiết phải loại bỏ tất thiết bị mạng có mua thiết bị từ nhà cung cấp sở mạng triến khai đủ khả đế mở rộng lên GMPLS Hơn nữa, họ đợi đến hoàn thành tiêu chuấn GMPLS cuối thu lợi nhuận 3.6.2.7 Định hướng phát trỉên giải pháp điêu khiên IP quang cho mạng đường trục VNPT giai đoạn sau 2015 95 - Duy trì tập trung phát triển giải pháp kiến trúc IP/DWDM với kiến trúc IP quang DWDM theo mô hình mạng ngang hàng với giải pháp điều khiến GMPLS cho mạng đường trục NGN VNPT phần quản lý điều khiến: Áp dụng mô hình ngang hàng cho mạng IP/WDM mạng mạng lõi nút mạng HNI, HPG, DNG, HCM CTO mạng biên Sử dụng dụng công nghệ GMPLS để thống mặt phẳng điều khiển mạng lõi IP mạng truyền tải DWDM 3.7 Tông kết chương Tóm lại, chuưng em trình bày khái quát mạng NGN Tinh hình 96 KẾT L UẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIÊN CỦA ĐÊ TÀI Việc ứng dụng kỳ thuật IP quang xu hướng tất yếu mạng viễn thông Chính vậy, em chọn hướng nghiên cứu với đề tài:“Giải pháp truyền tải IP quang” Với mục tiêu tìm hiểu, học hỏi hy vọng đóng góp phần nhỏ kết nghiên cứu vào quy hoạch phát triển mạng viễn thông tập đoàn bưu viễn thông việt nam VNPT Bản đồ án hoàn thành với nội dung sau: - Tổng quan phát triển ĩntemet, công nghệ truyền dẫn Tìm hiểu sơ ưu nhược điếm mô hình truyền dẫn IP quang - Tìm hiếu xu hướng phát triến kỹ thuật truyền tải IP quang - Tìm hiêu ĩntemet Protocol - ĨP, với hai phiên ĨPv4 IPv6 Trong bao gồm: khuôn dạng gói tin, trình phân mảnh tái hợp, vấn đề định tuyến, đặc tính vượt trội IPv6 so với IPv4 chuyên đôi từ IPv4 sang IPv6 - Tìm hiểu kiến trúc tích họp ĨP quang - Đánh giá phân tích phương thức tích hợp IP quang, từ ứng dụng vào mạng viễn thông VNPT Hướng phát triển đề tài nghiên cứu khả nâng cấp mạng SDH lên thành mạng SDH hệ sau Và sau tiến tới dịch vụ IP Vinh, tháng 01 năm 2013 Sinh viên thực Nguyễn Hoàng Sơn 97 TÀI LIỆU THA M K H Ả o Tài liệu tiếng Việt [1] Đồ Văn Việt Em (2007), Giáo trình Kỹ thuật thông tin quang 2, Học viện công nghệ bưu viễn thông [2] TS Nguyễn Quý Minh Hiền (2002), Mạng viễn thông hệ sau, Nhà xuất Bưu Điện [3] TS Cao Phán & KS Cao Hồng Sơn, Cơ sở kỹ thuật thông tin quang, HVCN - BCVT, 6/2000 [4] TS Cao Phán & KS Cao Hồng Sơn, Ghép Kênh Tín Hiệu số, HVCN BCVT, 6/2000 [5] KS Nguyễn Thị Yen, Các phương thúc tích họp ip quang úng dụng ngn tổng công ty bcvt việt nam, HVCN - BCVT, 6/2005 [6] Khoa CNTT, Bài giảng Mạng Và Truyền số Liệu, Đại Học Thái Nguyên, 2010 [7] Ths Tiêu Xuân Hùng,Đề Tài: Công Nghệ Mạng Truyền Dẩn Thế Hệ Mói IP/MDM, Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2006 [8] TS Trần Hồng Quân & TS, Cao Phán, Công nghệ SDH, NXB Bưu Điện [9] Phạm Thế Quế, Mạng máy tính, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông [10] TS Cao Phán & TS Cao Hồng Sơn, (2003) Thông tin quang PDH SDH, HVCN - BCVT, 6/2003 [11] KS Võ Văn Hùng, đề tài: Giải pháp tích họp IP quang, Mã số: 382002-TCT-RDP-VT 98 Tài liệu tiếng Anh [15] w ATM, Kim, Lee B SDH/SONET, G (2002), and Integrated broadband network: TCP/IP, WDM/Optics, ARTECH HOƯSE, INC., MA [ 16] Kenvi H.Liu, IP over ỊVDM Tài liệu Internet [17] http://www.javvin.com/protocollOGigE.html, truy nhập cuối ngày 8/112/2012 [18] http://vntelecom.org, truy nhập cuối ngày 10/112/2012 [19] http://www.ifsc.usp.br/, truy nhập cuối ngày 13/112/2012 99 [...]... chotiêu mạng byte) và biếu dưới dạng kýkhiển hiệu thập ngănvóicách (Header) chứadiễn các thông tin điều Neu phân địa chỉcóIPdấu đíchchấm cùng(.) mạng trạmgiữa các 10 978 nguồn thì các gói dữ liệu sẽ được chuyến thắng tới đích, nếu địa chỉ IP đích không cùng mạng IP với máy nguồn thì các gói dữ liệu sẽ được gửi đến một máy trung chuyển IP Gateway để chuyển tiếp IP Gateway là một thiết bị mạng IP đảm... vào vùng này, và nó IPv6 Dataị IPv6 Header ỊlPv6Pata| IPv6 Host Dual-Stack Router IPv4 IPv6 Netvvork Dual-Stack Router _L IPv6 Host IPv6 Netvvork- ũ Tunnel: IPv6-over-IPv4 Packet I I IPv6 Hoader |lPv€ Data Ị Hình 1.9: Công nghệ tunnelỉng Có hai phương pháp đường hầm đó là: + Đường hầm tự động (Automatic Tunnelling): là hình thức tạo đường hầm kết nối IPv6 trên cơ sở hạ tầng mạng IPv4, trong đó đòi... lớp truyền tải là khâu quan trọng có nhiệm vụ truyền tải lưu lượng thông suốt, trao đổi thông tin người dùng với tất cả loại hình dịch vụ, với mạng truyền dẫn quang là huyết mạch chính Chưong 1 giới thiệu xu hướng tích hợp IP trên mạng quang (IP/ WDM), phưong thức truyền tải IP (Internet Protocol) và kỹ thuật ghép kênh quang theo bước sóng cũng sẽ được trình bày trong chương này 1.2 Hạn chê của mạng. .. trong IPv6 21 AutomaticTunnel hoặc Coníĩgured Tunnel, hoặc cả hai cơ chế này Do đó, có 3 trường họpriêng có thể sử dụng là: + Nút mạng IPv4/IPv6 không kết hợp sử dụng cơ chế Tunnel(đường hầm) + Nút mạng IPv4/IPv6 sử dụng kết hợp với Coníĩgured Tunnel + Nút mạng IPv4/IPv6 sử dụng kết hợp với cả Conĩigured Tunnel và Hình 1.6: Chuvển đổi từIPv4 sang IPv6 [23] Automatic Tunnel Lộ trình chuyến đổi từ IPv4... được s mạng dụng cho cácIPv4 mục đích khác số Subnet cho mạng và số máy trong mỗi Subnet là bao nhiêu, còn router trên mỗi như: cấp mạng nhânđược (xấpchia xỉ 18 triệu chỉ), hoặc sử dụng làm địa chỉ Ban cho đầu, một biết địacáchỉ thành haiđịa phần: một subnet chỉ cần các IP thông tin: Địa chỉ IP có độ dài 32 bit thường được chia thành 4 vùng (mỗi vùng một gói dữ IP được các Datagram Mỗi phần đề quảngCác... tính đặtlớp ở 216 các Cách nhấtdạng để quản lý 132.8.18.60 => một B vàvùng cókhác biếu diễnmạng của nótốttheo địa chỉ dự phòng cho phép định danh 2Đây 1 4các -là 2laimạng vớichỉ tối đa -2tahost trênnhau mỗi IPv4 là giao thức hướng dữ liệu, được sử dụng cho hệ thống chuyến mạch gói là chiađịa ra chỉ thành các địa mạng vàđịa kếtchỉ nốiHost với nhau bởi router Những mạng nhỏ như mạng, mạng, chỉnhỏ Host... không đảmtrên bảomạng: gói tinlúc sẽ này đến đích tìnhgói trạng tin - Giảm giao dịch routerhay sẽ việc kiếmgây soátracác tin lặp trêngói mạng => cho Nó phép có 16định Bit danh cho 2địa chỉ mạng với và tối 16 đa Bit254 cho địatrên chỉmỗi Host => ta có thế lấy này 2 1quan - 2 mạng host mạng 1.4.1.5 cấu trúc tông của một IP datagram trong IPv4 ở đích đến xử lý dạng vấnđích đề dành chođựoc lớp chuyển trên. .. đế nhận diện và liên lạc với nhau trên mạng máy tính bằng cách sử dụng giao thức Internet Mồi địa chỉ IP là duy nhất trong cùng một cấp mạng IP tập họp các nguyên tắc cho việc xử lý số liệu tại các bộ định tuyến và host như thế nào, khi nào bản tin lỗi cần được tạo ra và khi nào số liệu cần được huỷ bỏ Phần mềm IP thực hiện chức năng định tuyến dựa trên địa chỉ IP IP không có cơ cấu để đảm bảo độ tin... chi phí không tăng, nên mạng vẫn đảm bảo chất lượng dịch vụ [5] 1.4 Tông quan vê IP - Internet Protocol Như chúng ta đã biết Internet là một mạng máy tính toàn cầu, do hàng nghìn mạng máy tính từ khắp mọi nơi nối lại tạo nên Khác với cách tố chức theo các cấp: nội hạt, liên tỉnh, quốc tế của một mạng viễn thông như mạng thoại chang hạn, mạng Internet tổ chức chỉ có một cấp, các mạng máy tính dù nhỏ,... nhận việc lưu chuyên các gói dữ liệu IP giữa hai mạng IP khác nhau Hình 1.2 mô tả cấu trúc gói IP Ý nghĩa của các trường như sau: - Ver: Gồm có 4 bit Chỉ ra phiên bản của trình nghi thức IP đang được dùng là Ipv4 (0100) hoặc Ĩpv6 (0110) Neu trường này khác với phiên bản IP của thiết bị nhận, thiết bị nhận sẽ tù’ chối và loại bỏ các gói tin này Nó đảm bảo cho máy gửi, máy nhận và các bộ định tuyến cùng ... thể giải pháp cung cấp gói dịch vụ IP quang IP/ ATM/SDH/WDM, Ethernet quang, MPLS quang Các hạn chế giải pháp từ để xuất phát triển IP WDM 2.2 Các giải pháp truyền IP quang 2.2.1 Giải pháp IP/ A... 46 CHƯƠNG 2: CÁc GIẢI PHÁp TR UYỀNIP TRÊN MẠNG QUANG 47 2.1 Giới thiệu chương 47 2.2 Các giải pháp truyền IP quang 47 2.2.1 Giải pháp IP/ ATM/SDH/WDM ... 3.5 Mô hình kết nối NGN với mạng khác 87 3.6 Áp dụng giải pháp truyền tải IP mạng quang vào mạng NGN VNPT 88 3.6.1 Hiện trạng mạng truyền tải IP WDM mạng đường trục VNPT