Báo cáo Thực hành chuyên sâu PTIT

Các công nghệ sử dụng để truy nhập dịch vụ HSI để bao gồm: ADSL 2+, VDSL 2,Fast Ethernet Truy nhập trên cáp quang FTTH, xPON công nghệ mạng quang thụ động ,TDM Thường được sử dụng cho dị

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG 1

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

Phần 1 DỊCH VỤ HSI 1

1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1

1.1.1 Tổng quan dịch vụ HSI 1

1.1.2 Các giao thức chủ yếu được sử dụng trong dịch vụ HSI 1

1.1.3 Bộ giao thức PPP/PPPoE 2

1.1.4 Các thành phần chính tỏng mạng cung cấp dịch vụ HSI 3

1.2 KẾT QUẢ THỰC HÀNH 4

1.2.1 Mục đích - Yêu cầu 4

1.2.2 Nội dung 4

1.2.3 Mô hình thực hành 4

1.2.4 Các bước thực hiện 5

1.2.5 Kết quả thực hiện 5

Phần 2 DỊCH VỤ MYTV 12

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12

2.1.1 Tổng quan về IPTV 12

2.1.2 Cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ MyTV 12

2.1.3 Cơ chế hoạt động của MyTV 13

2.1.4 Nguyên lý hoạt động các dịch vụ cở bản của MyTV 13

2.2 KẾT QUẢ THỰC HÀNH 14

2.2.1 Bài thực hành số 1 14

2.2.2 Bài thực hành số 2 17

Phần 3 MÔ PHỎNG QUANG SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTISYSTEM 20

3.1 CÁC ỨNG DỤNG CỦA OPTISYSTEM 20

3.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA OPTISYSTEM 20

3.2.1 Thư viện các phần tử (Component Library) 20

3.2.2 Khả năng kết hợp với các công cụ phần mềm khác của Optiwave 21

3.2.3 Các công cụ hiển thị 21

3.2.4 Mô phỏng phân cấp với các hệ thống con (Subsystem) 21

3.2.5 Ngôn ngữ Script mạnh 22

3.2.6 Thiết kế đa lớp 22

3.2.7 Trang báo cáo (Report Page) 22

3.2.8 Quét tham số và tối ưu hoá (Parameter sweep and Optimization) 22

3.3 KẾT QUẢ THỰC HÀNH 22

3.3.1 Bài thực hành số 1 22

3.3.2 Bài thực hành số 2 28

3.3.3 Bài thực hành số 3 32

3.3.4 Bài thực hành số 4 41

TỔNG KẾT 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

Phần 1 DỊCH VỤ HSI

1.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1.1 Tổng quan dịch vụ HSI

HSI High Speed Internet là dịch vụ truy cập internet tốc độ cao cố định, các lợi ích

do internet mang lại cho con người là rất lớn Thông qua internet ta có thể lướt web, xemphim, ca nhac, đào tạo trực tuyến, y tế từ xa, camera IP

Các công nghệ sử dụng để truy nhập dịch vụ HSI để bao gồm: ADSL 2+, VDSL 2,Fast Ethernet (Truy nhập trên cáp quang FTTH), xPON (công nghệ mạng quang thụ động) ,TDM (Thường được sử dụng cho dịch vụ internet trực tiếp)

Tùy theo công nghệ truy nhập mà tốc độ truy nhập có khác nhau, vd: tốc độ down/uplớn nhất đối với dịch vụ ADSL 2+ là 24M/1M, VDSL 2 là 100M/100M, GPON là 2,5G/1G,

và dịch vụ internet trực tiếp dựa trên công nghệ TDM là 2M/2M

1.1.2 Các giao thức chủ yếu được sử dụng trong dịch vụ HSI

HTTP: Hyper Text Transfer Protocol là giao thức thuộc lớp ứng dụng dùng để trao

đổi thông tin giữa máy chủ cung cấp dịch vụ web- web servser và các máy sử dụng dịch vụweb- web client

DNS: Domain Name System Là giao thức được sử dụng khi truy cập internet, nó có

nhiệm vụ phân giải địa chỉ URL- www.dantri.com.vn thành địa chỉ IP-123.30.53.12

Bộ giao thức TCP/IP: Transmission Coltrol Protocol/Internet Protocol là bộ giao

thức dùng để truyền tải thông tin trong mạng internet

Bộ giao thức PPP/PPPoE: Được sử dụng để thiết lập kết nối giữa Modem với mạng

internet, kết quả là modem được BRAS cung cấp cho địa chỉ IP public dùng để truy nhậpinternet

1.1.3 Bộ giao thức PPP/PPPoE

PPPoE Client

PPPoE Server

Phiên PPPoE: Được thiết lập trước dùng để đóng gói số liệu phiên ppp trong khung

ethernet, kết quả là modem và bras biết được địa chỉ MAC của nhau và ID phiên được thiết lập Nó bao gồm các bản tin PADI, PADO, PADR, PADS, PADT

Phiên PPP: Được thiết lập sau phiên PPPoE, bao gồm các pha sau:

bản tin ACK

việc truyền số liệu của giao thức lớp mạng IP Kết thúc bằng bản tin ACK cung cấpđịa chỉ IP cho modem

 Pha kết thúc: Được thực hiện khi ngắt kết nối, yêu cầu được đưa ra có thể từ modemhoặc từ BRAS, các bản tin termination LCP, PADT.

1.1.4 Các thành phần chính tỏng mạng cung cấp dịch vụ HSI

Internet HSI

User

Ethernet

GiE ATM

Ethernet

10 BaseT

MPLS/TE

RADIUS Server

DSLAM ONU

MPLS 10xGiE Ethernet Ethernet

Modem: Đóng vai trò cổng kết nối tới internet cho các máy tính thuộc mạng LAN

phía khách hàng, tùy theo cách truy nhập mạng mà có các loại modem ADSL, FTTH Thựchiện phiên kết nối PPP/PPPoE tới BRAS, kết quả nhận được địa chỉ IP public do BRAS cung cấp để vào internet

IP DSLAM, Switch L2: Đóng vai trò như một thiết bị mạng lớp 2 switch trên mạng

nhằm tập trung lưu lượng, các thuê bao truy cập internet Với công nghệ truy nhập xDSL (dịch vụ ADSL, VDSL ) dùng IP DSLAM, với công nghệ truy nhập Ethernet ( Dịch vụ FTTH- Fiber To The Home) dùng Switch L2 có các cổng truy nhập quang Các IP

DSLAM, Switch L2 kết nối đến BRAS theo các VLAN thông qua mạng truyền tải MAN E

Mạng truyền tải MAN E: Dựa trên công nghệ EoMPLS, tạo các đường kết nối lớp

2 VLL(Virtual Leased Line), nối IP DSLAM, Switch L2 tới BRAS

Bras và Radius Server: Đóng vai trò xác thực username và password của thuê bao

sử dụng dịch vụ internet, tính cước ngoài ra BRAS cung cấp địa chỉ IP public cho modem

và có chức năng định tuyến ra môi trường Internet

Các bước thiết lập và sử dụng dịch vụ:

password, các tham số về cổng kết nối trên IP DSLAM, L2 Switch, tốc độ truy nhập

thông qua Webserver Sau đó cơ sở dữ liệu xác thực thuê bao được chuyển đếnServer database LDAP

đồng hoặc cáp quang

hỏi RADIUS, RADIUS hỏi LDAP Nếu xác thực thành công BRAS cung cấp 01 địachỉ IP Public cho MODEM

1.2 KẾT QUẢ THỰC HÀNH

1.2.1 Mục đích - Yêu cầu

Mục đích:

DNS Nhận dạng được các gói tin theo địa chỉ MAC, IP

Yêu cầu:

1.2.2 Nội dung

1.2.3 Mô hình thực hành

Hình 1.3 Mô hình thực hành

- Bước 3:Kiểm tra kết nối

a) Cấu hình dịch vụ PPPoE cho Modem

Hình 1.4 Cấu hình modem theo dịch vụ PPPoE

b) Kiểm tra kết nối

Hình 1.5 IP của PC được modem cấp

Hình 1.6 Địa chỉ IP mà BRAS cấp cho giao diện WAN của modem

+ Ping PC – Modem:

Hình 1.7 Kết quả ping PC - Modem

+ Ping PC – BRAS:

Hình 1.8 Kết quả ping PC - BRAS

c) Sử dụng Wireshark bắt và phân tích bản tin ICMP

+ Bắt và lọc bản tin ICMP:

+ Các thông số bản tin:

Thời gian (Hình 1.8):

Arrival Time: Apr 14, 2015 23:17:17.151690000 SE Asia Standard Time

Địa chỉ MAC (Hình 1.9): Src: AsrockIn_da:f9:33 (bc:5f:f4:da:f9:33)

Địa chỉ IP (Hình 1.10): Src: 192.168.0.83

Dst: 192.168.0.25

Hình 1.9 Kết quả bắt và lọc bản tin ICMP

Hình 1.10 Dữ liệu lớp vật lý

Hình 1.11 Dữ liệu lớp truy nhập, địa chỉ MAC

Hình 1.12 Dữ liệu lớp IP, địa chỉ IPv4

d) Sử dụng Wireshark bắt các bản tin DNS, HTTP, UTP, TCP

Hình 1.13 Kết quả bắt bản tin DNS khi vào trang www.facebook.com

Hình 1.14 Kết quả bắt bản tin HTTP khi vào trang www.tinhte.vn

Hình 1.15 Kết quả bắt bản tin UDP khi vào trang www.linkedin.com

Hình 1.16 Kết quả bắt bản tin TCP khi vào trang www.google.com

IPTV bao gồm 3 dịch vụ chính là Truyền hình quảng bá - Broadcast TV (BTV),Truyền hình theo yêu cầu – Video on Demand (VoD) và nhóm dịch vụ tương tác nhưtruyền thanh (Broadcast Radio), trò chơi trực tuyến (Game Online), Thông tin(Information), các dịch vụ chia sẻ đa phương tiện (Media Sharing), dịch vụ lưu trữ (usagedata), dịch vụ quảng cáo…

Hiện nay trên mạng có 1 số nhà cung cấp dịch vụ IPTV như VNPT (MyTV), Viettel(NetTV), FPT (iTV), VTC…

IPTV có thể truyển khai trên mạng viễn thông IP cũng như trên mạng truyền hìnhcáp HFC, tuy nhiên trong khuôn khổ bài thực hành này sẽ tập trung vào tìm hiểu về dịch vụMyTV do VNPT cung cấp (được triển khai trên mạng viễn thông IP của VNPT)

2.1.2 Cấu trúc mạng cung cấp dịch vụ MyTV

Mang IP

DSLAM ADSL Modem

STB

Mạng cung cấp Nội dung

BTV Server VoD Server

DHCP Server EPG Server

L2SW STB FTTx Router

Hình 2.17 Cấu trúc tổng quát mạng cung cấp dịch vụ MyTV

Mạng truy nhập phía người dùng sử dụng các thiết bị như Modem (ADSL hoặcFTTx), Set-top-box (STB)

Mạng truyền tải IP: Đối với các kênh truyền hình quảng bá (BTV) trên mạng này sẽ

sử dụng kỹ thuật định tuyến Multicast để cấp phát nội dung từ nguồn (source) đến cácngưới dùng IPTV (đích) để việc sử dụng tài nguyên mạng truyền tải hiệu quả Đối với dịch

vụ VoD thì một kết nối Điểm-Điểm sẽ được thiết lập giữa người sử dụng và nguồn phát nộidung

Mạng cung cấp nội dung: Phần mạng này bao gồm chức năng thu thập nội dungthông tin, lưu trữ và phát các nội dung này đến thuê bao Nguồn nội dung được mã hóatrước khi cung cấp tới các người dùng đầu cuối.

2.1.3 Cơ chế hoạt động của MyTV

Để dịch vụ MyTV có thể hoạt động cần phải trải qua các bước sau đây:

(Electronic Program Guides) trong mạng cung cấp nội dung Sau STB xác thựcthành công, dịch vụ MyTV được sử dụng bình thường

Như vậy để MyTV hoạt động bình thường đảm bảo như sau:

nội dung và nhận được địa chỉ IP chính xác

2.1.4 Nguyên lý hoạt động các dịch vụ cở bản của MyTV

Nguyên lý hoạt động của dịch vụ BTV (LiveTV) : Dịch vụ LiveTV hiện tại do VNPTcung cấp sử dụng giao thức IGMPv2 lấy nguồn từ BTV Server Flow dịch vụ:

đặn gói tin IGMP Query / STB nhận được sẽ trả lời bằng gói tin IGMP MembershipReport

Dịch vụ VoD hiện tại do VNPT cung cấp sử dụng giao thức RTSP lấy nguồn từ VoDServer Flow dịch vụ (STB gửi các gói tin RTSP để thiết lập phiên kết nối và VoD Servertrả lời bằng các gói tin RTSP REPLY 200 OK):

STB)

Nguyên lý hoạt động của dịch vụ TimeShift TV:

 Khi người dùng thực hiện tạm dừng/tua lại STB sẽ nhận luồng dữ liệu Unicast từVoD server thay vì luồng Multicast từ BTV Server.

Multicast phát quảng bá từ BTV Server

2.2 KẾT QUẢ THỰC HÀNH

Mô hình bài thực hành

IPTV server

Mạng IP băng rộng

ADSL modem

Mục đích: Giúp sinh viên có kiến thức cơ bản:

Yêu cầu:

2.2.1.2 Nội dung

a) Các bước thực hiện:

Cấu hình CPE:

DHCP trong mạng LAN kết nối với STB

 Kiểm tra trong mạng LAN kết nối tới STB có nguồn DHCP nào không, nếu cóthì ngắt kết nối của nguồn DHCP đó ra khỏi mạng LAN kết nối tới STB.

STB nhận IP từ DHCP Server của CPE)

thể thông tới được DHCP Server ở mạng cung cấp nội dung:

hình trên DSLAM kết nối tới VLAN BTV, sau đó cấu hình Port Binding (PortMapping) tới cổng kết nối tới STB (Để STB có thể kết nối tới được DHCPServer ở mạng cung cấp nội dung)

Cấu hình STB (ZTE/Huawei):

khi dịch vụ sử dụng bình thường Sau đó chụp ảnh màn hình

vòng 5 phút

Chọn “RTP” , Apply Sau đó chọn Telephony / RPT / Show all Streams sau đóchụp ảnh màn hình

b) Ghi nhận phân tích kết quả

Kết quả mong muốn

Wireshark bắt được đủ 4 gói tin DHCP)

Kết quả thực hiện

Hình chụp màn hình Wireshark (đủ 4 gói tin Discover/ Offer/ Request/ Ack và thôngtin gói tin Ack)

Hình 2.19 Bốn gói tin Discover/ Offer/ Request/ Ack và thông tin gói tin Ack

Hình chụp màn hình Wireshark bắt được duy nhất 1 luồng UDP cho TV

Hình 2.20 Duy nhất một luồng UDP cho kênh TV

2.2.2 Bài thực hành số 2

2.2.2.1 Mục đích - Yêu cầu

Mục đích:

dịch vụ Video cơ bản BTV và VoD

b) Ghi nhận phân tích kết quả

Kết quả mong muốn

IGMP Report / Leave Group theo đúng thư tự như trong cơ sở lý thuyết

Kết quả thực hiện

Bước 1: Ảnh chụp Wireshark với filter “igmp”

Hình 2.21 Filter “igmp”

Bước 2: Ảnh chụp Wireshark với filter “rtsp”

- PC bắt gói tien với filter “ rtsp” với wireshark

- STB xem một bộ phim VoD

- Sau khi xem khoảng 2 phút, STB tạm dừng sau đó xem tiếp

- STB tiếp tục xem đến khoảng 2 phút thì ngừng bắt gói tin và lưu lại file log

Hình 2.22 Filter “rtsp”

Phần 3 MÔ PHỎNG QUANG SỬ DỤNG PHẦN MỀM OPTISYSTEM

Cùng với sự bùng nổ về nhu cầu thông tin, các hệ thống thông tin quang ngày càngtrở nên phức tạp Để phân tich, thiết kế các hệ thống này bắt buộc phải sử dụng các công cụ

mô phỏng

OptiSystem là phần mềm mô phỏng hệ thống thông tin quang Phần mềm này có khảnăng thiết kế, đo kiểm tra và thực hiện tối ưu hóa rất nhiều loại tuyến thông tin quang, dựatrên khả năng mô hình hóa các hệ thống thông tin quang trong thực tế Bên cạnh đó, phầnmềm này cũng có thể dễ dàng mở rộng do người sử dụng có thể đưa thêm các phần tử tựđịnh nghĩa vào

Phần mềm có giao diện thân thiện, khả năng hiển thị trực quan

3.1 CÁC ỨNG DỤNG CỦA OPTISYSTEM

Optisystem cho phép thiết kế tự động hầu hết các loại tuyến thông tin quang ở lớpvật lý, từ hệ thống đường trục cho đến các mạng LAN, MAN quang Các ứng dụng cụ thểbao gồm:

quang

3.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA OPTISYSTEM

3.2.1 Thư viện các phần tử (Component Library)

Optisystem có một thư viện các phần tử phong phú với hàng trăm phần tử được môhình hóa để có đáp ứng giống như các thiết bị trong thực tế Cụ thế bao gồm:

 Thư viên các bộ lọc (quang, điện)

Ngoài các phần tử đã được định nghĩa sẵn, Optisystem còn có:

các tham số được đo từ các thiết bị thực của các nhà cung cấp khác nhau

3.2.2 Khả năng kết hợp với các công cụ phần mềm khác của Optiwave

Optisystem cho phép người dùng sử dụng kết hợp với các công cụ phần mềm kháccủa Optiwave như OptiAmplifier, OptiBPM, OptiGrating, WDM_Phasar và OptiFiber đểthiết kế ở mức phần tử

3.2.3 Các công cụ hiển thị

Optisystem có đầy đủ các thiết bị đo quang, đo điện Cho phép hiển thị tham số,dạng, chất lượng tín hiệu tại mọi điểm trên hệ thống

Thiết bị đo quang:

Thiết bị đo điện:

3.2.4 Mô phỏng phân cấp với các hệ thống con (Subsystem)

3.2.5 Ngôn ngữ Script mạnh

Người sử dụng có thể nhập các biểu diễn số học của tham số và tạo ra các tham sốtoàn cục Các tham số toàn cục này sẽ được dùng chung cho tât cả các phần tử và hệ thốngcon của hệ thống nhờ sử dụng chung ngôn ngữ VB Script

3.2.6 Thiết kế đa lớp

Trong một file dự án, Optisystem cho phép tạo ra nhiều thiết kế, nhờ đó người sửdụng có thể tạo ra và sửa đổi các thiết kế một cách nhanh chóng và hiệu quả Mỗi file dự ánthiết kế của Optisystem có thể chứa nhiều phiên bản thiết kế Mỗi phiên bản được tính toán

và thay đổi một cách độc lập nhưng kết quả tính toán của các phiên bản khác nhau có thểđược kết hợp lại, cho phép so sánh các phiên bản thiết kế một cách dễ dàng

3.2.7 Trang báo cáo (Report Page)

Trang báo cáo của Optisystem cho phép hiển thị tất cả hoặc một phần các tham sốcũng như các kết quả tính toán được của thiết kế tùy theo yêu cầu của người sử dụng Cácbáo cáo tạo ra được tổ chức dưới dạng text, dạng bảng tinh, đồ thị 2D và 3D Cũng có thểkết xuất báo cáo dưới dạng file HTML hoặc dưới dạng các file template đã định dạng trước

3.2.8 Quét tham số và tối ưu hoá (Parameter sweep and Optimization)

Quá trình mô phỏng có thể thực hiện lặp lại một cách tự động với các giá trị khácnhau của tham số để đưa ra các phương án khác nhau của thiết kế Người sử dụng cũng cóthể sử dụng phần tối uu hóa của Optisystem để thay đổi giá trị của một tham số nào đó đểđạt được kết quả tốt nhất, xấu nhât hoặc một giá mục tiêu nào đó của thiết kế

3.3.1.2 Nội dung thực hành

a Khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều chế trực tiếp

Sơ đồ hệ thống quang sử dụng:

Thông số hệ thống:

Thông số nguồn phát Laser:

Kết quả thu được:

I BIAS = 28 mA I BIAS = 40 mA

Dạng sóng tín hiệu điện

Dạng sóng tin hiệu quang

Phổ tín hiệu quang

Chirp tần của tín hiệu quang

Biểu đồ mắt tín hiệu thu được Đánh giá:

b Khảo sát đặc tính bộ phát quang LD sử dụng điều chế ngoài

Sơ đồ hệ thống quang sử dụng:

Thiết lập thông số:

Kết quả thu được:

Symmetry factor = -1 Symmetry factor = 0

Dạng sóng tín hiệu điện

Dạng sóng tin hiệu quang

Phổ tín hiệu quang

Chirp tần của tín hiệu quang

Biểu đồ mắt tín hiệu thu được Đánh giá:

- Độ rộng xung của tín hiệu sau điều chế có sự thay đổi rõ rệt trong cả 2 trường hợp:dòng định thiên nhỏ hơn dòng ngưỡng và dòng định thiên lớn hơn dòng ngưỡng.Qua đó cho thấy ảnh hưởng của chirp tần đến tín hiệu điều chế

- Biểu đồ mắt của tín hiệu trong trường hợp dòng định thiên lớn hơn dòng ngưỡng có

độ mở to hơn, rõ hơn Đồng thời, giá trị BER rất nhỏ so với trường hợp dòng định