Tìm hiểu cấu trúc của hệ thống thông tin quang đường trục bắc nam (vnpt quản lý)
Trang 1Trường Đại học Giao thông vận tải
Khoa Điện – Điện tử
THIẾT KẾ MÔN HỌC
KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG
Đề tài: Tìm hiểu cấu trúc của hệ thống thông tin quang đường trục Bắc- Nam ( VNPT quản lý).
Giáo viên hướng dẫn: Chu Công Cẩn
Lớp: Kỹ thuật viễn thông K52
Trang 2LỜI NÓI ĐẦU
Thông tin liên lạc đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sự phát triển mạnh mẽ của xã hội loài người, là một trong những cơ sở hạ tầng, là điều kiện thiết yếu để phát triển kinh tế Thời gian qua kinh tế nước ta đã chuyển biến tích cực, hoà nhịp với sự phát triển chung của khu vực và thế giới Xu thế toàn cầu hoá về thương mại và thông tin thoả mãn các nhu cầu và dịch vụ
Mặc dù khoa học công nghệ, kỹ thuật vô tuyến, thông tin vệ tinh đang có nhiều bước tiến quan trọng nhưng trong việc xây dựng hệ thống cáp quang rộng khắp, đặc biệt đối với mạng đường trục là một phương án hữu hiệu nhằm thoả mãn
và kết hợp các phương thức và nhu cầu ngày càng phong phú trong xã hội thông tin
Mạng viễn thông đã và đang được phát triển cả về chất lượng cũng như số lượng Tuyến thông tin quang đường trục SDH tốc độ 2,5Gbit/s được đưa vào sử dụng cuối năm 1995 đã đáp ứng nhu cầu thông tin trong giai đoạn vừa qua và sẽ phát huy thêm một thời gian nữa Các tuyến thông tin T-V-H, C-S-C và đặc biệt tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE3 là siêu lộ thông tin nối Việt Nam với các nước trong khu vực và quốc tế
Nhu cầu về thông tin liên lạc trong cả nước tăng nhanh, đặc biệt là ở các thành phố sẽ dẫn tới tình trạng quá tải của các trục hiện tại Nhiều phương án đã được đề xuất nhằm khắc phục tình trạng quá tải, trong đó tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh và cáp quang biển trục Bắc– Nam được xem là thích hợp hơn cả Trong tình hình hiện nay ở Việt Nam, cùng với biện pháp nâng dụng lượng cho thông tin đường trục, xây dựng cáp quang ven biển xây dựng tuyến cáp quang mới trên đất liền là chiến lược đưa cáp quang
Nhóm em xin trân trọng cám ơn sự quan tâm giúp đỡ và sự hướng dẫn của cô Chi và thày Lê Công Cẩn trong quá trình giảng dạy và hướng dẫn đề tài này
Xin cám ơn các thầy cô trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy, trang bị cho nhóm chúng em kiến thức tổng hợp nhất định để nhóm có thể hoàn thành đề tài, tuy vậy do trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi nhưng sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo, chuyên gia chuyên nghành và các bạn
Trang 3I Cấu trúc tổng quan mạng đường trục Bắc- Nam
1.1 Đánh giá hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam.
Những năm qua mạng Viễn thông Việt Nam phát triển nhanh chóng về cả số lượng, chất lượng cũng như quy mô và mức độ Các tuyến thông tin T-V-H, C-S-C
và đặc biệt tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE3 là siêu xa lộ thông tin nối Việt Nam với các nước trong khu vực và quốc tế Mạng viễn thông đã và đang phát triển
về cả chất lượng cũng như số lượng Tuyến thông tin quang đường trục SDH tốc độ 2,5Gbit/s đã đáp ứng nhu cầu thông tin trong giai đoạn vừa qua
Hình 1.1 Cấu trúc mạng viễn thông Việt Nam
Toàn bộ tổng đài đi quốc tế và tổng đi chuyển tiếp quốc gia đã được nâng hệ thông báo hiệu số 7 và dịch vụ ISDN Toàn bộ tổng đài cấp huyện và cấp tỉnh đã được số hoá, nhiều tuyến cáp quang đã nối đến các tỉnh ven đường trục quốc gia
Mạng viễn thông Việt Nam được chia ra làm 3 cấp:
- Cấp 1 là cấp quốc tế gồm các trạm vệ tinh mặt đất, các tổng đài Gateway
- Cấp 2 là cấp liên tỉnh gồm các tuyến dẫn đường trục, các tổng đài Toll
- Cấp 3 là cấp nội tỉnh gồm các tuyến dẫn nội tỉnh, các tổng đài Host , tổng đài
vệ tinh và các Tandem
HOST
Trang 4
1.1.1 Mạng quốc tế.
Hiện trạng mạng quốc tế của viễn thông Việt Nam có 3 cửa ngõ quốc tế Hà Nội ,
Đà Nẵng và thành phố Hồ Chí Minh
Mạng truyền dẫn quốc tế có hai trạm vệ tinh Intesputnis tại Phủ Lý và thành phố Hồ Chí Minh được xây dựng và đưa vào sử dụng từ năm 1979 đã được số hoá nhằm nâng cao chất lượng khai thác và hiệu quả sử dụng
Các trạm vệ tinh Intelsat hướng Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương bao gồm:
- Trạm Intelsat 600 tại C2 Hà Nội
- Trạm Intelsat 700 tại 1B Lý Tự trọng- Đà Nẵng
- Trạm Intelsat 1740 , 1570, 1660 tại Sông Bé
Cuối năm 1996, hệ thống cáp quang biển TVH (Thái Lan, Việt Nam, Hồng Kông) được đưa vào sử dụng, tuyến cập bờ ở Vũng Tàu được chuyển tiếp về thành phố Hồ Chí Minh bằng viba sè 140 Mbit/s Trạm Intelsat 1570 tại Bình Dương là trạm dự phòng cho tuyến cáp biển TVH
*Mạng chuyển mạch quốc tế gồm có:
Cửa ngõ quốc tế miền Bắc : Tổng đài AXE-105, dung lượng 150 luồng E1 tại
C2-Láng Trung, Hà Nội
Cửa ngõ quốc tế miền Nam : Tổng đài AXE-105, dung lượng 269 luồng E1
tại khu công viên Mạc Đĩnh Chi
Cửa ngõ quốc tế miền Trung: Tổng đài AXE-105, dung lượng 269 luồng E1
tại thành phố Đà Nẵng
1.1.2.Mạng viễn thông liên tỉnh.
Tuyến truyền dẫn đường trục chính (backbone):
Tuyến truyền dẫn đường trục chính là tuyến trục cáp sợi quang Bắc –Nam, nối từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh dài 1850km Giai đoạn đầu làm việc tốc
Trang 5độ 34Mbit/s với công nghệ truyền dẫn SDH ở mức STM-16 Tuyến trục HN- TP HCM được đảm bảo trên hai phương thức truyền dẫn: tuyến viba sè PDH=140Mb/s
và 02 tuyến cáp quang (08 sợi trên quốc lộ QL1A và 04 sợi trên đường dây 500KV) Tuyến trục này cùng với tuyến nhánh tạo thành 04 mạch vòng với dụng lượng khai thác 2,5GB/s Tuyến trục này đi qua 18 tỉnh và thành phố dọc theo quốc
lộ 1A gồm: Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Trị, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận, Đồng Nai Tuyến cáp quang trên đường dây điện lực 500KV dài 1448km tạo thành mạng vòng Ring, kết hợp với tuyến viba 140Mbit/s công nghệ PDH tương ứng 1920 kênh thoại tạo thành mạng đường trục đáp ứng nhu cầu thông tin trên toàn quốc
Hình 1-2 Cấu hình tuyến trục Bắc Nam
Cấu hình tuyến trục Bắc- Nam là mạng Ring vu hồi có khả năng bảo vệ cao với các luồng thông tin Mạng bao gồm 4 mạng Ring:
Hà Nội- Hà Tĩnh (HNI-HTH)
Trang 6Hà Tĩnh- Đà Nẵng (HTH- ĐNG)
Quy Nhơn- TP Hồ Chí Minh (QNN-HCM)
Hình vẽ 1.3 thể hiện cấu hình tuyến trục cáp quang Bắc – Nam Thiết bị do hãng Telecom cung cấp Tại mỗi tỉnh dọc quốc lộ 1A mà tuyến trục đi qua có ít nhất một thiết bị ADM cấp STM-16 và một thiết bị ADM cấp STM-1 cho phép xen rẽ các luồng 2Mb/s Chúng bao gồm 21 ADFM cấp STM-16, 18 trạm lặp cho sử dụng khuếch đại quang 28 ADM cấp STM(TN-1X)
Tại 4 trạm: Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Plây Ku sử dụng 2ADM cấp STM-16 lắp theo kiểu back-to-back để thực hiện chức năng Cross- Connect
Việc bố trí các thiết bị ADM cấp STM-1, ADM cấp STM-16 và phân bổ số kênh theo luồng xen kẽ xuống các tỉnh được thực hiện theo yêu cầu cụ thể về lưu lượng cung cấp dịch vụ hiện tại và xu hướng phát triển trong tương lai Việc phân
bố kênh luồng hiện này được thể hiện trong bảng phân kênh hệ thông cáp quang 2,5Gb/s Hà Nội-TpHCM Tại mỗi tỉnh mà trục tuyến Bắc- Nam đi qua đều có xen/rẽ xuống các luồng 2Mb/s
Chế độ bảo vệ:
- Mỗi Ring được bảo vệ theo kiểu MSSPRING (MS-BSHR)
N
3
N3 MS SPRIN G222 2
n
NÚTB
TB
R
B
N
1
N2 MS SPRIN G1 1
Nút A
T
A
R
A
Luồng làm việc Luồng bảo vệ
Trang 7- Kết nối bảo vệ (HTH và ĐNG) giữa các Ring thuộc kiểu trong cùng lớp bảo
vệ (chained inter- layer protection interworking-theo TS 101
010V1.1.1[7.1.1])
- Trong trường hợp R1 và R2 chỉ giao với Ring lân cận tại một nút (HTH và ĐNG) mà không có N2 và N4, nếu xảy sự cố ở nút N1 hoặc N3 thì Ring 1 không thể kết nối được với Ring 2 Kết nối này bảo vệ chưa hợp lý, chỉ có khả năng bảo vệ lưu lượng cho từng Ring mà không có khả năng bảo vệ lưu lượng kết nối giữa các Ring khi có sự cố tại nút kết nối (mức bảo vệ 1-TS
101 010 V1.1.1[5.1])
- Nút N2, N4 tồn tại trong trường hợp Ring 3, Ring 4 nối nhau ở QNN và PKU
Đó là kiểu mached-node bảo đảm an toàn khi có sự cố xảy ra tại nút kết nối tương ứng mức bảo vệ 3-TS 101 010 V1.1.1[5.2] (chined inter- layer
protection interworking)
- Tuyến đường trục bảo vệ SDH là nơi có dung lượng cao, quan trọng nên cấu hình Ring là hợp lý để bảo vệ toàn bộ lưu lượng khi có sự cố trên cáp hoặc tại một nút nào đó
- Để bảo vệ toàn bộ lưu lượng của Ring thì có hai kiểu là MS SPRING MS DPRING (2 sợi hoặc 4 sợi)
Việc sử dụng kiểu bảo vệ nào phụ thuộc nhiều yếu tố như dung lượng Ring khả năng xen rẽ HOVC, khả năng truyền dụng lượng phụ (secondary trafic), tính đơn giản của cơ chế bảo vệ, số nút tối đa trên một Ring
Hiện tại, sét tổng quát các yếu tố đối với mạng đường trục thì kiểu MS SPRING có nhiêu ưu điểm hơn, kiểu MS DPRING vứi việc sử dụng 4 dây để bảo
vệ còn đang được tiếp tục nghiên cứu thêm (TS 101 009 V1.1.1[0.2.2]).Do vậy kiểu bảo vệ được tiếp tục ở MS SPRING 2 sợi hiện nay trên tuyến đường trục Việt Nam
là hợp lý
Mạng đường trục cần bảo vệ toàn bộ lưu lượng kết nối giữa các Ring xuất hiện một sự cố (mức bảo vệ 3)
+ Các tuyến dẫn đường trục cấp 1:
Trang 8Hiện tại cấu trúc mạng truyền dẫn đường trục đã có những bước tiến lớn về
số lượng và chất lượng Các trung tâm truyền dẫn quốc gia ở Hà Nội, Đà Nẵng và TPHCM được hình thành Mặt khác các trung tâm truyền dẫn khu vực khác được xây dựng như ở Cần Thơ, Tiền Giang, Plây ku, Hải Dương Ngoài ra các trung tâm nhỏ đang hình thành chẳng hạn như Nam Định, Thái Nguyên, Đắc Lắc Mạng phát triển rộng như vậy đòi hỏi phải có cấu trúc phù hợp đảm bảo được an toàn mạng lưới.Cấu hình Ring được hình thành , kết nối mạng các khu vực lại với nhau nhằm nâng cao độ tin cậy Các Ring giao nhau tại các nút , đó là những nơi phân phối lưu lượng khi quá tải hoặc khi xảy ra sự cố tại nơi nào đó trên mạng Các nút này được
bố trí các thiết bị chyển mạch Trong tương lai sẽ trang bị các thiết bị nối chéo (DXC) tại một số nút quan trọng nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin trên mạng lưới 100% các trung tâm tỉnh đã có truyền dẫn vi ba về các tổng đài Toll, một số tuyến liên tỉnh quan trọng đã được triển khai các tuyến cáp quang 622Mb/s: HNI-HDG-HPG&QNH,HNI-VYN-VTI-YBI&TQG,TPHCM-VTU Các tuyến cáp quang 2,5Gb/s:TPHCM-TNH, TPHCM-CLH-CTO Các tuyến liên tỉnh còn lại theo kế hoạch 1998-2000 đang được triển khai mạng cáp quang SDH có dung lượng 622Mb/s hoặc 2,5Gb/s nhằm đáp ứng đầy đủ nhu cầu truyền dẫn liên tỉnh và hình thành các mạch vòng liên tỉnh nhằm đạt được độ an toàn cao nhất cho mạng truyền liên
1.2.Cấu trúc mạng viễn thông 2001- 2002.
1.2.1 Mạng chuyển mạch.
Để từng bước hoàn thiện mạng lưới theo cấu trúc PSTN đã được HĐQT Tổng công ty Bưu Chinh Viễn Thông phê duyệt, trong giai đoạn kế hoạch 2002-2005 mạng PSTN được tổ chức thành 5 vùng lưu lượng: miền Bắc, Hà Nội, miền Trung, TPHCM, miền Nam
Để đảm bảo lưu thoát lưu lượng liên tỉnh và quốc tế cho các vùng lưu lượng trên
cơ sở năng lực mạng Toll hiện có, giai đoạn 2001-2002 mạng chuyển mạch được trang bị như sau:
- Trang bị mới tổng đài Toll HDG dụng lượng 12000 trunk/C7 (400E1) với 45C7-ST
Trang 9- Trang bị mới tổng đài Toll ĐNG2 dụng lượng 15000 trunk/C7 (500E1) với
45 C7-ST
- Thay thế miễn phí 02 tổng đài TDX-10HNI 5K và TDX-10 HCM8K bằng hệ thống tổng đài công nghệ mới, đảm bảo đầy đủ các tính năng cần thiết
- Mở rộng node các tổng đài Toll HN1,TPHCM mỗi khu vực thêm 300 E1/C7
1.2.2 Mạng truyền dẫn.
Từng bước hoàn thiện mạng lưới theo cấu trúc PSTN đã được HĐQT phê duyệt
Trong giai đoạn kế hoạch 2001-2005 mạng truyền dẫn liên tỉnh sẽ được tổ chức thành 02 lớp: lớp mạch vòng đường trục và lớp mạch vòng khu vực
+ Tuyến trục Hà Nội- TP Hồ Chí Minh:
- Xây dùng lớp mạch vòng cấp quang đường trục Bắc- Nam 20Gb/s sử dụng công nghệ WDM trên cơ sở tuyến cáp quang mới dọc QL1A và tuyến cáp quang đường TP.Hồ Chí Minh Thiết bị xen rẽ được bố trí tại một số node quan trọng như Hà Nội, Vinh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Nha Trang, Gia Lai, Đắc Lắc, TP HCM Các mạch vòng cáp quang trung kế hiện có sẽ được kết hợp với nhau Xây dựng phương án cải tạo và nâng cấp các mạch vòng cáp quang tại Hà Nội, TPHCM có dung lượng 2,5Gb/s (trang bị dung lượng ban đầu 5Gb/s) và tại Đà Nẵng co dụng lượng 2,5Gb/s để kết nối các điểm chuyển mạch Gateway, Toll, tandem Local, các MSC của VMS,GPC, các máy chủ tại Hà Nội, Đà Nẵng, TP HCM Tuyến cáp quang đường TP Hồ Chí Minh sẽ được thi công từng đoạn đồng bộ với việc thi công đường của Ngành Giao Thông
Trước mắt khi chưa hình thành toàn bộ tuyến cáp quang QL1A mới và tuyến đường Hồ Chí Minh, sẽ sử dụng 02 sợi cáp quang trên tuyến QL1A cũ và tuyến cáp quang trên đường dây 500KV để lắp đặt thiết bị 20gb/s (trang bị dung lượng ban đầu 5Gb/s)
+ Các tuyến truyền dẫn liên tỉnh:
Trang 10- Tiếp tục thực hiện các dự án cáp quang đã được phê duyệt trong giai đoạn 1998-2000
- Nâng dung lượng mạch vòng cáp quang 622 Mb/s Nà Nội- Vĩnh Yên- Việt Trì- Tuyên Quang- Thái Nguyên- Hà Nội lên đủ 04 STM-1
- Xây dựng tuyến cáp quang:
* Tuyến cáp quang vu hồi Lạng Sơn- Quảng Ninh, sử dụng thiết bị cùng chủng loại hệ thống SDH của tuyến CSC tạo thành mạch vòng cáp quang Hà Nội- Bắc Ninh- Bắc Giang- Lạng Sơn- Quảng Ninh- Hải Dương- Hà Nội
*Tuyến cáp quang 622 Mb/s (trang bị dụng lượng ban đầu 02 STM-1) : Hoà Bình- Sơn La- Điện Biên Phủ
Tuyến cáp quang Hải Phòng- Thái Bình trên cơ sở kết hợp với tuyến cáp quang nội tỉnh Hải Phòng để tạo thành mạng vòng 622Mb/s Hải Dương- Hải Phòng- Thái Bình- Hải Dương(xây dựng mới 25 km cáp quang dọc theo quốc lộ 10, kết hợp với các tuyến cáp quang liên tỉnh và nội tỉnh đã có để khép kín vòng Ring- Thiết bị mua mới hoặc điều chuyển thiết bị 622Mb/s Bosh Telecom từ tuyến Hà Nội – Quảng Ninh sang)
Tuyến cáp quang vu hồi 2,5Gb/sVũng Tàu – Xuân Lộc nhằm tạo thành mạng vòng TP HCM- Vũng Tàu-Xuân Lộc- TP HCM
Tuyến cáp quang vu hồi Tây Ninh – Bình Dương để tạo thành mạng vòng TP HCM-Tây Ninh- Đài mặt đất Bình Dương- BĐT Bình Dương- TPHCM
Tuyến cáp quang vu hồi 2,5Gb/s Đà Lạt- Buôn Mê Thuột để tạo thành mạng vòng TP HCM- Bình Dương- Bình Phước- Buôn Mê- Thuột - Đà Lạt-
TPHCM(sử dụng 08 sợi trên tuyến cáp nội tỉnh đã xây dựng BĐT Đắc Lắc
và BĐT Lâm Đồng.)
Tuyến cáp quang 622Mb/s Vĩnh Long-Trà Vinh: xây dựng mới 50km cáp quang kết hợp với tuyến cáp quang nội tỉnh đã xây dựng
Trang 11 Tổ chức tuyến truyền dẫn viba SDH Mỹ Tho- Bến Tre SDH-155Mb/s tuyến Bãi Cháy- Hòn Gai
Tuyến cáp quang biển trục Bắc- Nam dự kiến triển khai vào giai đoạn kế hoạch 2003-2005
1.3 Dự án tiền khả thi tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh
Trong quá trình khai thác, tuyến cáp quang trên đường dây 500KV đã bị sự
cố đứt cáp 7 lần, việc khôi phục thông tin phụ thuộc vào ngành năng lượng Tuyến cáp quang theo QL1A bị đứt cáp nhiều lần do con người hoặc do lũ lụt gây ra.Tình hình thời tiết diễn biến rất phức tạp, ảnh hưởng El-Nino va La-Nina ngày càng rõ nét do vậy cần phải có những biện pháp dự phòng hữu hiệu cho các tuyến truyền thông tin, nhất là thông tin đường trục
Để tăng thêm độ vững chắc của hệ thống thông tin trục Bắc- Nam, trong khi tuyến cáp quang biển trục Bắc-Nam chưa hình thành, cần có thêm tuyến cáp theo đường Hồ Chí Minh Hiện tại ở đã có cáp quang trên đoạn Hà Nội – Xuân Mai; ở phía Nam, từ Ngọc Hồi (Kon Tum) vào Tp HCM đã và đang xây dựng từng tuyến cáp quang, dự kiến cuối năm 2000 sẽ nối thông Nay xây dựng tiếp đoạn tuyến cáp quang từ Xuân Mai theo đường TPHCM vào đến Ngọc Hồi để nối liền với cáp quang đã có hoặc đang xây dựng từ Ngọc Hồi đến TPHCM, sẽ hình thành tuyến nhánh phíaTây được nối vào mạng trục Bắc- Nam qua các điểm nút Hà Nội, Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Quy Nhơn, Playku, TPHCM theo 4 mạch vòng như có hiện tại, nâng cao mức độ an toàn cho thông tin, kể cả trong tình huống lũ lớn như cuối năm
1999 Tóm lại tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh là một đoạn thuộc nhánh phía Tây của hệ thống cáp quang tuyến trục Bắc – Nam
Dự kiến quy mô đầu tư cho tuyến thông tin cáp sợi quang đường Hồ Chí Minh gồm ba hạng mục chính như sau:
- Hạng mục tuyến cáp : xây dựng tuyến cáp (sử dụng cáp 24 sợi quang) theo đường Hồ Chí Minh tương ứng với kế hoạch xây dựng giao thông Cụ thể xây dựng các tuyến cáp:
Xuân Mai- Khe Gát: 510km; Khe Gát- Ngọc Hồi:678km