Công nghệ WDM và ứng dụng WDM trong mạng toàn quang

PHM TRUNG THNH B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - Phm Trung Thnh IN T VIN THễNG CễNG NGH WDM V NG DNG WDM TRONG MNG TON QUANG LUN VN THC S KHOA HC in t vin thụng KHO 2009 H Ni Nm 2012 B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - Phm Trung Thnh CễNG NGH WDM V NG DNG WDM TRONG MNG TON QUANG Chuyờn ngnh : in t vin thụng LUN VN THC S KHOA HC in t vin thụng NGI HNG DN KHOA HC : TS Nguyn V Sn H Ni Nm 2012 Thut ng vit tt ADM Add/Drop Multiplexer ADSL Asymmetrical Digital Subcriber Line API Application Programme Interface APS Automatic Protection Switching ARP Address Resolution Protocol AS Autonomous System ATM Asynchronous Transfer Mode BASE Baseband BE Best Effort BER Bit Error Rate BGMP Border Gateway Multicast Protocol BGP Border Gateway Protocol CDMA Code Division Multiple Access CLI Command Line Interface Data DCC Communication Chanel Data DCN Communication Network DEMUX Demultiplexer Diffserv Differentiated Service DLC Digital Loop Carrier DLCI Datalink Connection Identifier DM Domain Manager DNS Domain Name System DSL Digital Sucriber Line DWDM Dense Wavelength Divison Mutiplexing EBGP Exterior Border Gateway Protocol EGP Exterior Gateway Protocol EMS Element Management System FDM Frequency Divison Multiplexing FEC Forward Error Correction FIFO Firt In Firt Out FTP File Tranfer Protocol GbE Gigabit Ethernet GMPLS Generalised Multiprotocol Label Switching HDLC High Level Data Link Control HTML Hypertext Marup Langugage HTTP Hypertext Tranfer Protocol IAB Internet Architecture Board IBGP Interior Border Gateway Protocol ICMP Interior Control Message Protocol ID Identifier IDMR Interdomain Multicast Routing IDRP Interdomain Routing Protocol IETF Internet Engineering Management Protocol IGMP Internet Group Management Protocol IGP Interior Gateway Protocol Intserv Intergrated Service IPng IP Next Generation IpSec IP Security IPv4 Internet Protocol Vesion ISDN Intergrated Service Digital Network IS-IS Intermediate System to Intermediate System routing protocol ISP InternetService Provider LAN Local Area Network LBS Label-Based Switching LDP Label Distribution Protocol LIB Label Information Base LMP Link Management Protocol LSA Link State Advertisement LSP Label Switched Path LSR Label Switched Router LSU Link State Update LTE Link Terminating Equipment MAC Media Access Control MIB Management Information Base MPS Multiprotocol Lambda Switching MPLS Multiprotocol Label Switching NE Network Element NGN Next Generation Network NMS Network Management System NNI Network to Network Interface OADM Optical Add/Drop Multiplexer OAM Operations and Maintenance OBS Optical Burst Switching OLS Optical Label Switching OLSR Optical Label Switching Router OPR Optical Packet Router OSPF Open Short Path First OXC Optical Cross Connect PON Passive Optical Network POS Packet Over Sonet PPP Point to Point Protocol QoS Quality of Service RIP Routing Information Protocol RSpec Resource Specification RSVP Resource Revervation Protocol RTP Real time Transport Protocol SDH Synchronous Digital Hierarchy SMTP Simple Mail Tranfer Protocol SNMP Simple Network Management Protocol SPF Short Path First SRLG Shared Risk Link Group SS7 Signaling System No TE Traffic Engineering TNM Telecommunication Management Network TTL Time to Live UDP User Datagram Protocol UNI User Network Interface VPN Vitural Private Network WADM Wavelength Add/Drop Multiplexer WAMP Wavelength Amplifier WAN Wide Area Network WDM Wavelength Division Multiplexing Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang LI M U Ngy nay, th gii ang bc sang k nguyờn ca nn kinh t tri thc, ú thụng tin l ng lc thỳc y s phỏt trin ca xó hi Do ú, nhu cu truyn thụng ngy cng ln vi nhiu dch v mi bng rng v a phng tin i sng kinh t xó hi ca tng quc gia cng nh kt ni ton cu ỏp ng c vai trũ ng lc thỳc y s phỏt trin ca k nguyờn thụng tin, mng truyn thụng cn phi cú kh nng linh hot cao, tc truyn dn ln, bng thụng rng, dung lng ln, a dch v ỏp ng mi nhu cu trao i thụng tin ca xó hi Cỏc nh khoa hc cụng ngh, cỏc t chc vin thụng quc t, cỏc hóng cung cp thit b, cỏc nh khai thỏc, luụn luụn tỡm mi gii phỏp v mng, cỏc gii phỏp v cụng ngh phỏt trin mng vin thụng Chớnh vỡ th thi gian gn õy cỏc gii phỏp mng v cụng ngh vin thụng ó cú nhng thay i v phỏt trin rt nhanh Trờn th gii cụng ngh truyn dn quang ghộp kờnh theo bc súng WDM ( Wavelength Division Multiplexing ) ó c thng mi húa t nm 1996 M giai on tip theo ca nú l ghộp kờnh quang theo bc súng mt cao DWDM ( Dense Wavelength Division Multiplexing ) Cựng vi ú cụng ngh chuyn mch quang, c bit l chuyn mch quang t ng, i vi nhng u im vt tri v cht lng truyn dn cao, nht l bng thụng rng ( ti hng ngn Terabit/s) ó l cuc cỏch mng khụng ch cụng ngh truyn dn m cũn l gii phỏp phỏt trin mng vin thụng Xu th phỏt trin mng hin trờn th gii v Vit Nam l xõy dng mng truyn ti ton quang cho mng th h sau NGN ( Next Generation Network ) da trờn cụng ngh WDM Mng NGN l mt gii phỏp mng vin thụng cú kh nng linh hot cao, tc truyn dn ln, bng thụng rng, a dch v ỏp ng c mi nhu cu trao i thụng tin ca xó hi hin ti S i ca mng NGN ó to nờn mt cuc cỏch mng cụng ngh vin thụng, cụng ngh thụng tin, truyn hỡnh Mng NGN l mng hi t gia cỏc dch v, hi t gia cỏc mng thoi v d liu, gia c nh v di ng, gia truyn ti v tớnh toỏn,Mt khỏc, mt u vit quan trng na ca NGN l phõn tỏch c s h tng truyn thụng lp dch v v ng dng, to kh nng thun tin cho xó hi s dng trao i thụng tin m khụng cn quan tõm n h tng c s mng Phm Trung Thnh Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang Chớnh vỡ vy, cỏc hóng trờn th gii ó trung nghiờn cu, phỏt trin v ngy cng hon thin cỏc gii phỏp cụng ngh thụng tin quang cho lp truyn ti ca mng NGN v c mng hụi t bng rng BNC ( Broadband Convergence Network ) sau ny i vi nc ta, cỏc cụng ty nc ang trin khai mng NGN Vn la chn cụng ngh thụng tin quang v mụ hỡnh t chc cho mng truyn ti ca mng NGN ca cỏc cụng ty nc ta ang c nghiờn cu la chn v trin khai Mng truyn ti ton quang ng dng WDM l mt u tiờn la chn v phỏt trin Nm c nhu cu ú vic nghiờn cu, tỡm hiu v trỡnh by Cụng ngh WDM v ng dng WDM mng ton quang l mc ớch ca tụi lun ny Ni dung lun bao gm chng: Chng 1: H thng thụng tin quang WDM Chng 2: Truyn dn mng ton quang Chng 3: iu khin mng IP/WDM Chng 4: K thut iu khin lu lng mng IP/WDM Chng 5: Mng truyn dn th h mi ti Vit Nam Tuy nhiờn õy l cụng ngh mi cng nh nhng gii hn v kin thc ca ngi trỡnh by nờn lun cha cp c ht cỏc v khụng th trỏnh nhng thiu sút Rt mong c s úng gúp ý kin ca thy cụ v cỏc bn Phm Trung Thnh Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang CHNG 1: H THNG THễNG TIN QUANG WDM Gii Thiu Bc vo thiờn niờn k mi, chỳng ta chng kin nhiu s thay i quan trng nn cụng nghip vin thụng cú nh hng to ln n cuc sng ca chỳng ta Cú nhiu nguyờn nhõn gõy s thay i ny: Trc ht ú l s gia tng liờn tc v dung lng mng Nhõn t chớnh cho s gia tng ny l s phỏt trin nhanh chúng ca Internet v World Wide Web Bờn cnh ú l vic cỏc nh kinh doanh ngy da vo cỏc mng tc cao thc hin vic kinh doanh ca mỡnh Nhng mng ny c dựng kt ni cỏc phũng mt cụng ty cng nh gia cỏc cụng ty cho vic giao dch thng mi Ngoi cũn cú mt s tng quan ln gia vic gia tng nhu cu v giỏ thnh bng thụng ca mng Cỏc cụng ngh tiờn tin ó thnh cụng vic gim liờn tc giỏ thnh ca bng thụng Vic gim giỏ thnh ca bng thụng ny li lm thỳc y s phỏt trin ca nhiu ng dng mi s dng nhiu bng thụng v mụ hỡnh s dng hiu qu hn Chu k hi tip dng ny cho thy khụng cú du hiu gim bt mt tng lai gn Bói b v phỏ v s c quyn lnh vc vin thụng S bói b s c quyn ny ó kớch thớch s cnh tranh th trng, iu ny dn n kt qu l gim giỏ thnh cho nhngngi s dng v trin khai nhanh hn nhng k thut v dch v mi S thay i quan trng th loi lu lng chim u th mng Ngc li vi lu lng thoi truyn thng, nhiu nhu cu mi da trờn d liu ngy cng phỏt trin Tuy nhiờn nhiu mng hin ó c xõy dng ch h tr hiu qu cho lu lng thoi, khụng phi l d liu Vic thay i ny l nguyờn nhõn thỳc y nhng nh cung cp dch v kim tra li cỏch thc m h xõy dng nờn mng, kiu dch v phõn phi v nhiu trng hp c mụ hỡnh kinh doanh ton th ca h Nhng nhõn t ny ó dn n s phỏt trin ca mng quang dung lng cao Cụng ngh ỏp ng vic xõy dng cỏc mng quang dung lng cao ny l cụng ngh ghộp kờnh theo bc súng DWDM Trong chng ny chỳng ta s tỡm hiu v h thng thụng tin quang WDM, c th s nghiờn cu: Nguyờn lý ghộp kờnh phõn chia theo bc súng quang (WDM) Phm Trung Thnh Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang Cỏc yu t nh hng n cht lng ca h thng WDM s lan truyn ca tớn hiu WDM si quang, ú trung vo vic tỡm hiu cỏc hin ng phi tuyn Cỏc linh kin, phn t mng WDM Mụ hỡnh mng WDM bao gm cỏc phn t mng, topo vt lý, topo logic, v cỏc k thut chuyn mch bo v 1.1 Nguyờn lý ghộp kờnh theo bc súng quang (WDM) 1.1.1 Gii thiu chung S phỏt trin nhanh chúng ca cỏc mụ hỡnh truyn s liu, c bit l Internet ó lm bựng n nhu cu tng bng thụng Trong bi cnh IP (Internet Protocol) ang ni lờn nh l nn tng chung ca mi loi hỡnh dch v tng lai, cỏc nh cung cp dch v truyn dn bt buc phi xem xột li phng thc truyn dn TDM truyn thng, ti u cho truyn thoi nhng li kộm hiu qu vic tn dng bng thụng Túm li, ta phi gii quyt bi toỏn tng bng thụng cho vin thụng tng lai Cỏc nh cung cp dch v truyn dn bt u xột n ba phng thc truyn dn sau: Truyn dn ghộp phõn khụng gian SDM (Space Devision Multiplexing): n gin v khụng cn s phỏt trin cụng ngh, ch n thun l tng s lng si quang, tc truyn dn gi nguyờn Ta cú th chn SDM nu trờn tuyn truyn dn cn tng bng thụng ó cú sn s lng si quang cha dựng v khong cỏch tuyn truyn dn l ngn khụng cn dựng cỏc b lp, b khuch i Nu khong cỏch l xa, ú chi phớ s vt tng mi h thng lp thờm u cn mt s lng b lp, b khuych i nh h thng c Truyn dn ghộp phõn thi gian TDM (Time Devision Multiplexing): tng tc truyn dn lờn trờn si quang Khi tip tc dựng phng thc truyn thng ny, ta phi xem xột n hai : trc v truyn trờn si quang Trc chuyn thnh tớn hiu quang truyn i, cỏc linh kin in t cú kh nng x lớ vi tc bit ti a l baonhiờu? Thc t hin cho thy, a s cỏc mng truyn dn, linh kin in t cú kh nng ỏp ng tt i vi cỏc dũng tớn hiu tc 2.5 Gbps hoc 10 Gbps Nh vy thỡ cha gii quyt trn bi toỏn tng bng thụng Trong phũng thớ Phm Trung Thnh Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang - Mng vt lý: cung cp topo vt lý v c ly gia cỏc cp node cú ng ni vt lý mng D liu ra: Bng nh tuyn ng quang th hin ng i c th ca cỏc ng quang, vi mc tiờu cú s hop vt lý trung bỡnh ti thiu Cỏc rng buc S lng ng quang (mi ng quang ng vi mt bc súng) chy qua mi si quang khụng vt quỏ mt s gii hn K thut ngy ó nõng s gii hn ny lờn n t vi chc n hn mt trm Chiu di vt lý ln nht m cỏc ng quang phi vt qua Phm Trung Thnh 110 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang Ch-ơng 5: phát triển mạng truyền dẫn hệ 5.1 Các công nghệ đợc sử dụng cho mạng truyền dẫn hệ Việt Nam Sự phát triển mạng hệ Việt Nam xu tất yếu, phù hợp với trình phát triển NGN giới Không nằm xu hớng chung đó, Việt Nam có bớc phát triển mạng NGN riêng Hiện có doanh nghiệp đợc phép Bộ Bu Viễn Thông cho phép cung cấp dịch vụ viễn thông Tổng công ty bu viễn thông Việt Nam (VNPT), Công ty điện tử viễn thông quân đội (Viettel), Công ty viễn thông điện lực (VP Telecom), Công ty cổ phần dịch vụ Bu Viễn thông Sài Gòn (SPT), Hà Nội Telecom, Công ty viễn thông Hàng Hải Mạng hệ phải hỗ trợ tất loại kết nối (hay gọi gọi), thiết lập đờng truyền suốt thời gian chuyển giao, cho hữu tuyến nh vô tuyến Vì vậy, mạng NGN tiến hóa lên từ mạng truyền dẫn (phát triển thêm chuyển mạch gói) từ mạng Internet công cộng (hỗ trợ thêm chất lợng dịch vụ QoS) Hiện công nghệ đợc sử dụng cho mạng hệ Việt Nam nh sau: 5.1.1 Mạng IP/ATM/SDH/WDM IP /ATM truyền thống loại kỹ thuật kiểu xếp chồng, xếp IP (kỹ thuật lớp 3) lên ATM (kỹ thuật lớp 2); giao thức hai tầng hoàn toàn độc lập với Công nghệ dùng thích hợp cho mạng tơng đối nhỏ, nh mạng xí nghiệp,, nhng đáp ứng đợc nhu cầu mạng đờng trục Internet tơng lai Trên thực tế, hai kỹ thuật tồn vấn đề yếu khả mở rộng thêm Phm Trung Thnh 111 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang 5.1.2 Mạng IP/POS (Packet over Sonet)/WDM Sử dụng công nghệ mạng truyền dẫn SDH hệ sau Đợc phát triển mạng SDH đồng thời cho phép phân phát liệu tốc độ cao, băng thông rộng Ethernet Mạng cung cấp liên kết lớp vật lý định tuyến IP POS (SDH NGN) đợc sử dụng cho truyền dẫn khung kênh WDM Các gói tin IP đợc đóng thành khung SONET sử dụng chế Packet-over-SONET Mạng có u điểm độ tin cậy cao, khả phục hồi, băng thông mềm dẻo đơn giản quản lý.Việc áp dụng chuyển mạch gói mạng hệ sau thúc đẩy việc cải tiến SDH tối u hoá việc truyền liệu giữ nguyên đợc u điểm việc truyền lu lợng thoại truyền thống qua mạng Việc đa SDH hệ sau vào mạng SDH truyền thống cách thay phần tử mạng biên Hình 5.1 Mạng IP/POS (Packet over Sonet)/WDM Hình 5.1 nguyên tắc truyền tải lu lợng IP qua mạng SDH hệ Hiện mạng SDH truyền thống đợc doanh nghiệp viễn thông thay mạng SDH hệ sau VNPT triển khai Bu điện Hà Nội 13 node thiết Phm Trung Thnh 112 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang bị Surpass HiT7070 Siemens cung cấp giao diện GbE đờng quang 10Gb/s Surpass HiT cho phép xây dựng mở rộng mạng thành phố khu vực, trang bị cho doanh nghiệp khách hàng có đầy đủ chức dịch vụ tổng hợp nh Ethernet, SDH SAN Tuy nhiên khả ứng dụng hệ thống hạn chế, cha đợc sử dụng làm mạng backbone cho mạng hệ băng thông giao diện GbE thấp, cha sử dụng tính định tuyến WDM 5.1.3 Mạng IP/WDM điểm-điểm Bao gồm định tuyến IP hỗ trợ IP over point-to-point WDM Các hệ thống IP/WDM điểm- điểm đợc triển khai mạng đờng dài IP/WDM điểm-điểm có định tuyến IP đợc kết nối trực tiếp với thông qua liên kết sợi quang đa bớc sóng Tuy nhiên mạng IP/WDM điểm-điểm số hạn chế: tất cấu hình mạng tĩnh WDM thiết lập tái cấu hình việc thiết lập giải phóng kênh bớc sóng không đợc tiến hành không tận dụng đợc dung lợng kênh quang 5.1.4 Triển khai mạng NGN VNPT Sử dụng giải pháp SURPASS Siemens, mạng có hạ tầng thông tin dựa công nghệ chuyển mạch gói đợc VNPT lựa chọn để thay cho mạng chuyển mạch kênh truyền thống Lớp chuyển tải mạng NGN VNPT : Mạng đờng trục quốc gia IP VNPT sử dụng thiết bị JUNIPER loại Router tốc độ cao M160, ERX1400 Mỗi M160 Router cho trung tâm VTN (1,2 3) kết nối nxSTM với mạng WDM 8xSTM16, Mỗi ERX1400 cho BD tỉnh thành Các Router sẵn sàng cung cấp dịch vụ VPN/BGP/MPLS Hình vẽ 5.2: Gồm nút trục quốc gia đặt Hà Nội, TP Hồ Chí Minh Đà Nẵng 11 nút vùng đặt tỉnh/thành phố trọng điểm khác với băng thông tuyến trục vùng (STM-1) 155Mb/s dựa truyền dẫn SDH Hiện băng thông tuyến trục nâng cấp lên STM-16 (2.5 Gb/s) dựa Ring 20Gb/s / WDM triển Phm Trung Thnh 113 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang khai Ba Router lõi M160 Juniper đặt Hà Nội, HCM, Đà Nẵng có khả chuyển mạch 160Gb/s - Các thiết bị MSS (Multi Service Switch) tạo thành mạng chuyển tải dung lợng lớn cho lu lợng thoại, VoIP, data đáp ứng đầy đủ nhu cầu Hệ thống chuyển tải hệ thống thiết bị chuyển mạch gói dựa công nghệ MPLS, để đảm bảo QoS cho loại hình dịch vụ khác nhau, bảo mật thông tin mạng Hình 5.2 Mô hình mạng NGN VNPT 5.2 Khả ứng dụng lý thuyết IP/WDM vào mạng viễn thông Để triển khai mạng IP/WDM vào hệ thống thách thức lớn ngày đối mặt với nhà sản xuất chuyển mạch quang phát triển giao thức báo hiệu cho điều khiển động hoạt động liên mạng lớp quang mà có lẽ vấn đề cần chuẩn hoá cấp bách Hiện có hai xu hớng xây dựng mô hình tích hợp hai mô hình giả định phát triển mạng quang hệ sau có topo mắt lới với điều khiển IP dựa chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS Trong bối cảnh này, giao thức định tuyến IP làm đòn bẩy cho việc nhận biết Topo mạng giao thức báo hiệu MPLS đợc sử dụng cho thiết lập tự động Ngoài sử dụng giao thức cho điều khiển lớp Phm Trung Thnh 114 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang quang giúp cho nhà sản xuất thiết bị đảm bảo tính tơng tích nhờ có tiêu chuẩn phổ biến Do xu hớng chung sử dụng IP cho mặt phẳng chức mạng là: liệu, điều khiển quản lý cho mạng hệ sau Mặc dù mô hình tích hợp sử dụng kiến trúc điều khiển theo IP, nhng chúng quản lý ứng dụng khác Chẳng hạn, mặt phẳng điều khiển quang điều khiển trình thiết lập bớc sóng quang động nhờ Router biên đợc nối với mạng quang Khi Router có tắc nghẽn, hệ thống quản lý mạng NMS hay Router yêu cầu thiết lập luồng quang động Sau chuyển mạch quang tạo hay cải thiện kênh quang (STM-16 hay STM-64) lớp quang để đáp ứng nhu cầu Router Vì vậy, thiết lập bớc sóng động thích nghi đợc với nhu cầu lu lợng Với mô hình xếp chồng cho phép router giao tiếp trực tiếp với mạng quang thông qua giao diện mạng - ngời sử dụng UNI Giao diện mạng đợc thực thông qua giao diện nút mạng NNI Mô hình giao diện UNI tơng tự nh mô hình mạng chuyển mạch kênh truyền thống nh mạng ISDN Trong mô hình mạng tiến triển độc lập, nhờ cho phép nhà khai thác mạng đa công nghệ mà không bị gánh nặng công nghệ cũ Các nhà khai thác đáp ứng đợc sở hạ tầng kế thừa có Quan trọng nhà khai thác tìm thấy đợc môi trờng mạng quang nhiều nhà cung cấp, cho phép thực đợc tính tơng thích tơng lai gần nhờ giao diện UNI NNI Mỗi mô hình có u điểm riêng, đặc biệt mô hình xếp chồng có u điểm trội khả tơng thích dễ dàng Trong trình chuẩn hóa mô hình xếp chồng trực tiếp đơn giản hơn, cho phép điều khiển băng băng luồng quang, tơng tự nh kiểu đợc dùng mạng thông minh công nghệ SS7 Với kiến trúc ngang hàng cần có thêm thông tin lớp IP quang để quản lý luồng đầu cuối chuyển luồng quang Khối lợng lớn thông tin trạng thái điều khiển bao gồm truyền thông trực tiếp Router biên mạng quang truyền thông tin Phm Trung Thnh 115 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang thân mạng quang Nói chung nhà khai thác mạng không mong muốn tạo sở hạ tầng mạng IP quang mà lại bị ràng buộc công nghệ lớp IP Mô hình xếp chồng cho phép đổi lớp quang độc lập với lớp IP - cung cấp khả kết nối tơng thích cần thiết cho dịch vụ nhanh mà trì tính toàn vẹn thông tin nhà khai thác mạng quang Tuy nhiên mô hình ngang hàng cho phép tích hợp hoàn toàn IP/quang tạo nên mạng Internet quang thống việc sử dụng quản lý mạng hiệu hơn, phù hợp với ISP Ngoài ra, mô hình ngang hàng gần với mạng chuyển mạch gói quang tơng lai Xu hớng chuẩn hoá Không liên quan đến mô hình đợc tổ chức tiêu chuẩn theo, có số vấn đề thiết yếu cần giải để trình chuẩn hoá thành công Trớc tiên, IP truyền tải mạng quang phải đợc chuẩn hoá tức cần xác định yêu cầu cho giao diện IP quang, trao đổi thông tin giao diện kỹ thuật lu lợng Một khu vực cần chuẩn hoá phần điều khiển dựa MPLS cho mạng quang gồm nhiều mạng nối kết, vấn đề bao gồm thiết lập động khôi phục nhanh xuyên suốt mạng quang nh giao thức định tuyến báo hiệu Một số vấn đề đợc thực chế đánh địa toàn cầu cho điểm luồng quang, lan truyền thông tin xuyên qua mạng con, thiết lập luồng đầu cuối sử dụng báo hiệu chuẩn, hỗ trợ sách (tính cớc, bảo mật ) hỗ trợ cho thiết lập mạng riêng biệt thuật toán khôi phục mạng Vấn đề cộm thiết lập luồng quang tự động sử dụng báo hiệu, khôi phục topo tự động, thuật toán tối u dung lợng bảo vệ luồng để thiết lập dọc theo đoạn khôi phục luồng đầu cuối sử dụng bảo vệ dùng chung Về vấn đề nhận biết topo cục có danh sách yêu cầu điều khiển Những vấn đề đợc giải bao gồm xác định thông tin phải đợc trao đổi, thông tin cần thiết, tham số tuyến, cổng cần đợc định nghĩa giao thức cho nhận biết tự động topo cục Trong tổ chức chuẩn hoá, OIF (Optical Interneting Forum) nơi gặp mặt nhà chế tựo thiết bị nhà cung cấp dịch vụ giải vấn đề phát triển tiêu thiết bị Phm Trung Thnh 116 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang đảm bảo tính tơng thích mạng quang IETF có nhóm đặc biệt IP Over Optic phát triển chuẩn kiến trúc mạng Cả hai nhóm tích cực hợp tác để đa chi tiết báo hiệu IP/Optic Gần có hoạt động chuẩn hoá uỷ ban T1x1 mạng truyền tải chuyển mạch tự động (ASTN Automatic Switched Transport Network) theo mô hình xếp chồng ITU theo đuổi chuẩn Một vài xu hớng lên trình chuẩn hoá Thiết lập luồng quang tái sử dụng cấu trúc công nghệ lu lợng MPLS sử dụng giao thức CR-LDP/RSVP cho báo hiệu thiết lập huỷ bỏ luồng quang Nhận biết topo tự động chuyển hớng sang giao thức quản lý tuyến LMP thông tin trạng thái thuộc tính tuyến/cổng 5.3 Đề xuất ứng dụng mạng IP/WDM cho mạng hệ VNPT tơng lai Hình 5.3 Đề xuất ứng dụng mạng IP/WDM cho mạng hệ VNPT Phm Trung Thnh 117 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang Mạng đờng trục quốc gia IP VNPT nút trục nút tỉnh thành đợc thay mạng IP/WDM Tuỳ vào khả cung cấp thiết bị nhà sản xuất nh tình hình thực sử dụng mô hình xếp chồng hay ngang hàng Ưu điểm mạng so với mạng tại: Mạng cung cấp liên kết lớp vật lý định tuyến IP SONET đợc sử dụng cho truyền dẫn khung kênh WDM (hoặc gói tin IP đợc đóng thành khung SONET sử dụng chế Packet-over-SONET) Mạng cố định tất cấu hình mạng tĩnh, tơng tác tối thiểu lớp IP lớp WDM Mạng IP/WDM tơng lai : Dựa vào thông tin lớp IP nh kết nối IP mạng, tải node mạng lựa chọn thông tin trạng thái kết nối xây dựng nên lightpath, phân bổ luồng lightpath lu lợng IP đợc tải qua lightpath lớp WDM mạng đáp ứng đợc việc tăng liên tục lu lợng mạng cách dựa sở hạ tầng mạng có Mạng có tính mềm dẻo cao, đạt đợc phân bổ băng thông theo yêu cầu có dự phòng, thời gian thực 5.4 Kết luận Mạng hệ xét phơng diện lớp truyền tải, Việt Nam triển khai theo hệ thống chuyển mạch gói dựa công nghệ MPLS để đảm bảo QoS cho loại hình dịch vụ khác công nghệ mạng WDM đợc sử dụng mạng đờng dài backbone mối trờng mạng MAN Trên giới mạng IP/WDM nghiên cứu mô hình thí nghiệm Để ứng dụng lý thuyết mạng IP/WDM vào thực tế số vấn đề kỹ thuật cần giải nh vấn đề đa chuẩn hóa; vấn đề công nghệ sản xuất định tuyến tốc độ cao, chuyển mạch quang nh chuyển mạch nhãn quang, chùm quang gói quang khả liên kết định tuyến IP với hệ thống mạng WDM Phm Trung Thnh 118 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang Hình 5-4 Tiến trình phát triển mạng IP/WDM Hình 5.5 Tiến trình phát triển mạng IP/WDM Siemens Xu hớng phát triển công nghệ tiến trình triển khai ứng dụng giới nh hình 5-4 hình 5-5 Phm Trung Thnh 119 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang Kết luận Luận văn trình bày xu hớng phát triển mạng truyền dẫn hệ vấn đề tích hợp mạng IP mạng toàn quang Khả tơng thích mạng WDM mạng IP mạng WDM hệ sau Định tuyến tích hợp phân bổ bớc sóng dựa giao thức MPLS/GMPLS Những vấn đề kỹ thuật quản lý băng thông, tái cấu hình phục hồi đờng hỗ trợ chất lợng dịch vụ Hiện số hãng (Cisco, NEC, Siemens, Alcatel ) đa giải pháp tích hợp IP mạng WDM thống nhất, cho phép phát triển mạng cách liên tục Tuy nhiên để đảm bảo có đợc môi trờng mạng cạnh tranh, cần có tiêu chuẩn phù hợp thống Tính tơng thích điều khiển kiểu IP trở thành thực, tổ chức công nghiệp thử nghiệm hy vọng tới có chuẩn thống Do khả tiếp cận kỹ thuật chuyên sâu công nghệ giới hạn hẹp, luận văn em đa nghiên cứu lý thuyết mạng truyền dẫn hệ IP/WDM dựa hiểu biết công nghệ mạng IP truyền dẫn quang Trong thời gian tới em nghiên cứu thêm tính toán hiệu kỹ thuật điều khiển lu lợng, kỹ thuật chuyên sâu định tuyến điểu khiển mạng IP/WDM giải pháp hãng từ đa giải pháp triển khai mạng truyền dẫn hệ tích hợp IP mạng WDM Việt Nam thực tế Phm Trung Thnh 120 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang tài liệu tham khảo [1] Đinh Hoàng Điệp (2006), Xu hớng phát triển mạng NGN Việt Nam, Tạp chí Bu Viễn Thông & Công nghệ Thông tin,Số 6/2006 [2] Nguyễn La Giang (2005), Chuyển mạch chùm quang: Một giải pháp cho mạng đờng trục Internet hệ sau, Tạp chí Bu Viễn Thông & Công nghệ Thông tin, số 249, 2/2005, tr 8-12 [3] Trung tâm ứng dụng công nghệ Viện Khoa học kỹ thuật Bu Điện (2004), IP & NGN QoS , tr 5-30 [4].Vũ Tuấn Lâm, Vũ Hoàng Sơn (2003), Xu hớng tích hợp mạng IP/Quang mạng hệ sau, Tạp chí Bu Viễn Thông & Công nghệ Thông tin, số 5/2003 số 9/2006 [5] Vũ Tuấn Lâm, Võ Đức Hùng (2004), GMPLS- Công nghệ điều khiển mạng truyền tải hệ sau, Tạp chí Bu Viễn Thông & Công nghệ Thông tin, số 233, 6/2004, tr 18-21 [6] Bala Rajagopalan IP over Optical networks: A Framwork, IETF Internet Draft, 2002 [7] Kevin H Liu , IP over WDM John Wiley & Sons Ltd, 2002 [8] Sudhir Dixit, IP over WDM -Building the Next-Generation Optical Internet, John Wiley & Sons, 2003 [9] Yuki Koizumi Cross-Layer Traffic Engineering in IP over WDM Networks, Masters Thesis, 2006 , p 13-24 [10].www.cisco.com [11].www.optical-networks.com [12].http://www.oiforum.org/ Phm Trung Thnh 121 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang MC LC LI M U CHNG 1: H THNG THễNG TIN QUANG WDM 1.1 Nguyờn lý ghộp kờnh theo bc súng quang (WDM) 1.1.1 Gii thiu chung 1.1.2 S tng quỏt 1.1.3 c im ca h thng WDM 1.1.4 Li ITU 10 1.1.5 1.1.5 Cỏc yu t nh hng n cht lng ca h thng WDM 11 1.2 Mng WDM 11 1.2.1 Tng quan 11 1.2.2 Topo vt lý v topo logic 14 1.2.3 Cỏc phn t mng (NE) WDM 17 1.3 Kt lun 37 CHNG 2: CễNG NGH TRUYN S LIU TRONG MNG TON QUANG 38 2.1 Tng quan mng IP/WDM 39 2.1.1 Cu trỳc mng IP/WDM 39 2.1.2 Cỏc mụ hỡnh liờn mng IP/WDM 40 2.2 Cỏc kin trỳc mng IP/WDM 44 2.2.1 Cỏc k i u k i n trỳc mng 44 2.2.1.1 Mng IP/ WDM im-im 44 2.2.1.2 Mng IP/WDM cú kh nng cu hỡnh li 45 2.2.1.3 Mng IP/WDM cú kh nng chuyn mch 45 2.2.2 Cỏc mụ hỡnh liờn k t mng IP/WDM 49 2.2.2.1 IP/ WDM cú th cu hỡnh 49 2.2.2.2 IP/WDM cú kh nng c h u y n mch 53 2.3 Kt lun 56 Phm Trung Thnh 122 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang CHƯƠNG 3: Điều khiển mạng IP /WDM 57 3.1 Địa mạng IP/WDM 59 3.2 Nhận biết topo mạng 61 3.3 Định tuyến IP/WDM 64 3.3.1 Xây dựng trì sở thông tin định tuyến OSPF 64 3.3.2 Tính toán đờng ràng buộc chuyển mạch WDM 66 3.3.3 Hoạt động định tuyến 68 3.4 Báo hiệu mạng IP/WDM 70 3.4.1 Khái niệm RSVP 70 3.4.2 RSVP mạng quang 72 3.4.3 Kiến trúc triển khai RSVP 73 3.4.4 Bản tin RSVP mạng quang 75 3.4.5 Cơ chế phát nhãn lai cho mạng quang (Hybrid Label) 78 3.5 GMPLS (Generalized-Multiprotocol Label Switching) 81 3.6 Phục hồi IP/WDM 83 3.6.1 Trờng hợp có dự phòng 88 3.6.2 Trờng hợp phục hồi 90 3.7 Điều khiển mạng liên miền 91 3.7.1 Độ khả dụng khả đến đích mạng IP/WDM 94 3.7.2 Trao đổi thông tin định tuyến liên miền 96 3.8 Kết luận 100 Ch-ơng Kỹ thuật điều khiển l-u l-ợng mạng IP/WDM 101 4.1 Phơng pháp mô hình 101 4-2 Điều khiển lu lợng mạng IP/WDM theo mô hình chồng lấn 102 4-3 Điều khiển lu lợng mạng IP/WDM tích hợp 105 4.3.1 Kỹ thuật điều khiển lu lợng- định tuyến tích hợp 106 4.3.2 Khái niệm liên kết ảo 107 Phm Trung Thnh 123 Cụng ngh WDM v ng dng WSM mng ton quang 4.3.3 Thuật toán định tuyến tích hợp 108 4.4 Kết luận 109 Ch-ơng 5: phát triển mạng truyền dẫn hệ 111 5.1 Các công nghệ đợc sử dụng cho mạng truyền dẫn hệ Việt Nam 111 5.1.1 Mạng IP/ATM/SDH/WDM 111 5.1.2 Mạng IP/POS (Packet over Sonet)/WDM 112 5.1.3 Mạng IP/WDM điểm-điểm 113 5.1.4 Triển khai mạng NGN VNPT 113 5.2 Khả ứng dụng lý thuyết IP/WDM vào mạng viễn thông 114 5.3 Đề xuất ứng dụng mạng IP/WDM cho mạng hệ VNPT tơng lai 117 Kết luận 120 tài liệu tham khảo 121 Phm Trung Thnh 124