Thiết lập mạng lõi NGN cho mạng viễn thông Việt Nam : Luận văn ThS. Kỹ thuật Điện tử - Viễn thông: 2 07 00

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LƯU QUANG CHƯƠNG THIẾT LẬP MẠNG LỖI NGN CHO MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội- 2006 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THIẾT LẬP MẠNG LỖI NGN CHO MẠNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM Luậm Văn Thạch Sỹ : Kỹ Thuật Điện Tử-Viễn Thông Mã số: 2.07.00 Người Hướng Dẫn :PGS TS: Nguyễn Hà Nội- 2006 MỤC LỤC Danh mục hình vẽ……………………………………………………………03 Danh mục từ viết tắt…………………………………………………………04 Mở đầu…………… ………………………………………………………… ….09 Chương Tổng quan mạng Viễn thông hệ (NGN) 12 1.1 Một số nhược điểm mạng Viễn thông 12 1.1.1 Cứng nhắc việc phân bổ băng thông 12 1.1.2 Khó khăn cho việc hợp mạng 13 1.1.3 Khó khăn việc cung cấp dịch vụ mới, thiếu tính mềm dẻo 13 1.1.4 Đầu tư cho mạng PSTN lớn, không linh hoạt việc mở rộng hệ thống Vốn đầu tư tập trung trung tâm chuyển mạch 13 1.1.5 Giới hạn phát triển mạng 14 1.1.6 Không đáp ứng nhu cầu dịch vụ liệu 14 1.1.7 Khó khăn cho nhà cung cấp dịch vụ vận hành: 15 1.2 KháI niệm mạng Viễn thông hệ (NGN) 16 1.3 Đặc điểm mạng NGN 17 1.4 Cấu trúc NGN 18 Chương Cấu trúc mạng NGN Việt Nam 32 2.1 Nguyên tắc tổ chức mạng NGN VNPT 32 2.1.1 Mục tiêu 32 2.1.2 Cấu trúc mạng 33 2.1.3 Lựa chọn công nghệ tổ chức mạng 35 2.2 Lộ trình chuyển đổi 46 2.2.1 Giai đoạn 2001-2005 46 2.2.2 Giai đoạn 2006-2010 51 2.3 Mạng đường trục NGN VNPT 54 2.3.1 Cấu trúc mạng truyền dẫn đường trục 54 2.3.2 Định hướng xây dựng tuyến truyền dẫn đường trục quốc gia tiến tới NGN 54 Chương Tính tốn thiết lập mạng đường trục 58 3.1 Dự báo nhu cầu dịch vụ Viễn thông 58 3.1.1 Mở đầu 58 3.1.2 Dự báo nhu cầu dịch vụ thoại: 59 3.1.3 Dự báo nhu cầu dịch vụ phi thoại: 62 3.1.4 Dự báonhu cầu dịch vụ Internet: 65 3.1.5 MetroNet: 68 3.1.6 Kết luận: 71 3.2 Dự báo ma trận lưu lượng: 71 3.2.1 Khái niệm lưu lượng, cơng thức tính lưu lượng: 71 3.2.2 Ma trận lưu lượng: 73 3.2.3 Các bước dự báo lưu lượng 74 3.2.4 Phương pháp dự báo áp dụng cho mạng Viễn thông Việt Nam: 75 3.3 Tính số kênh đường trục 88 3.3.1 Tính số luồng xen/rẽ cho vùng lưu lượng 88 3.3.2 Thiết kế mạng truyền dẫn đường trục 89 3.4 áp dụng kết cho mạng đường trục NGN VNPT năm 2010 90 Kết luận Tài liệu tham khảo DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình - Cấu trúc mạng dịch vụ NGN (góc độ dịch vụ) 20 Hình - Các thực thể chức NGN 25 Hình - Chức Media Gateway Controller 26 Hình - Lớp điều khiển ứng dụng mạng NGN 37 Hình - Mạng chuyển tải cấu trúc mạng NGN 42 Hình - Kết nối NGN-PSTN 46 Hình - Cấu hình mạng truyền dẫn tổng thể 55 Hình - Các yếu tố tác động đến nhu cầu dịch vụ Viễn thông 59 Hình - Đường cong xu phát triển máy điện thoại 62 Hình 10 - Nguyên lý kết nối Internet ADSL 66 Hình 11 - Dải phổ dịch vụ ADSL 67 Hình 12 - Ưu điểm vượt trội tốc độ MetroNet 69 Hình 13 - Số luồng xen rẽ tổng đài ATM/IP (năm 2010) 90 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt ABR Available Bite Rate Tốc độ bit khả dụng ADM Add-Drop Multiplexer Bộ xen rẽ ADPCM Adaptive Difference Pulse Code Điều chế xung mã vi sai tự thích Modulation nghi Asymmetric Digital Subscriber Đường thuê bao số không đối Line xứng AIN Access Intelligent Network Mạng thông minh truy nhập AMF Asian Multimedia Forum Diễn đàn đa phương tiện châu AN Access Node Nút truy nhập API Application Programming Giao diện lập trình ứng dụng ADSL Interface ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền không đồng B-ISDN Broadband - Intergrated Service ISDN băng rộng Digital Network BSC Base Station Controler Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CATV Cable Television Truyền hình cáp CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit khơng đổi CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CDN Cable Data Network Mạng liệu cáp CL Connectionless Oriented Phi kết nối CLP Cell Lost Priority Mức ưu tiên tế bào CO Connection Oriented Kết nối định hướng CoS Class of Service Lớp dịch vụ CPE Customer Premise Equipment Thiết bị đầu cuối thuê bao DN Digital Network Mạng số DPE Distributed Processing Môi trường xử lý phân tán Environment DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DWDM Density Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Multiplexing sóng dày đặc DXC Digital Cross Connection Kết nối chéo số EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại sợi quang pha Erbium EDGE Enhanced Data Rates for Global Tốc độ liệu nâng cao Evolution tiến trình tồn cầu European Telecommunications Viện chuẩn hố viễn thơng châu Standards Institute Âu FR Frame Relay Công nghệ Frame Relay FTTB Fiber to the Building Cáp quang đến nhà FTTC Fiber to the Curb Cáp quang đến khu dân cư FTTH Fiber to the Home Cáp quang đến nhà GFC General Flow Control Điều khiển luồng chung GII Global Information Infrastructure Cấu trúc hạ tầng thơng tin tồn ETSI cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động tồn Communications cầu HEC Header Error Check Kiểm tra lỗi tiêu đề HLR Home Location Register Bộ đăng kí thường trú IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức nghiên cứu phát triển tiêu chuẩn Internet IN Intelligent Network Mạng thông minh IP Internet Protocol Giao thức Internet IP CDN IP Cable Data Network IP mạng chuyển tải cáp IPoATM IP over ATM IP ATM IPoS IP over SDH IP SDH ISC International Softwitch Hiệp hội chuyển mạch mềm quốc Consortium tế Intergrated Service Digital Mạng số liên kết đa dịch vụ ISDN Network ITU International Telecommunication Hiệp hội viễn thông quốc tế Union LAN Local Area Network Mạng cục LAS Local Access Switch Tổng đài truy nhập nội hạt LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn LE Local Exchange Tổng đài nội hạt LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MAN Metropolitan Area network Mạng diện rộng MG Media Gateway (MGW) Cổng thiết bị MGC Media Gateway Controller Bộ điều khiển MG MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển MG MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MS Mobile Subscriber Thuê bao di động MSF Multiservice Switching Forum Diễn đàn chuyển mạch đa dịch vụ MTU Max Transfer Unit Đơn vị chuyển giao cực đại NE Network Element Phần tử mạng NGN Next Generation Network Mạng hệ sau NIC Network Interface Card Card giao diện mạng NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng NNI Network to Network Interface Giao diện mạng - mạng OADM Optical ADM Bộ ghép kênh xen/rẽ quang ODXC Optical DXC Bộ nối chéo quang OMC Operation and Maintenance Trung tâm vận hành bảo Center dưỡng ONU Optical Network Unit Thiết bị mạng quang OSPF Open Shortest Path First Định tuyến theo đường ngắn OTDM Optical Time Diision Multiplex Ghép kênh quang theo thời gian OTN Optical Transport Network Mạng chuyển tải quang OXC Optical Cross-Connect Bộ nối chéo quang PBX Private Branch Exchange Tổng đài quan, Tổng đài nhánh PDH Plesiochronous Digital Hierachy Phân cấp số cận đồng PNNI Private Network - Network Giao diện mạng cá nhân- mạng Interface PON Passsive Optic Network Mạng quang thụ động POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại thông thường PSDN Public Switching Data Network Mạng liệu chuyển mạch công cộng PSTN Public Switched Telephone Mạng điện thoại chyển mạch công Network cộng PT Payload Type Kiểu tải tin QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R Repeater Bộ lặp RAS Remote Access Server Server truy nhập từ xa SCP Service Control Point Điểm điều khiển dịch vụ SDH Synchronous Digital Hierachy Phân cấp số đồng SNMP Simple Network Management Giao thức quản lý mạng đơn giản Protocol SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng SS7 Signaling System No Hệ thống báo hiệu số SVC Switched Virtual Connection Kết nối chuyển mạch ảo TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển chuyển tải TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TINA TMN Telecommunication Information Hiệp hội nghiên cứu cấu trúc Networking Architecture mạng thông tin viễn thông Telecommunication Management Mạng quản lý viễn thơng Network UBR Unspecified Bite Rate Tốc độ bít không xác định UDP User Datagram Protocol Giao thức sử dụng Datagram UMS Unfield Message Service Dịch vụ tin không cấu trúc trường UNI User Network Interface Giao diện người dùng - mạng VBR Variable Bit Rate Tốc độ bít thay đổi VC Vitual Channel Kênh ảo VCC Vitual Channel Connection Kết nối kênh ảo VCI Vitual Chanel Identifier Nhận dạng kênh ảo VDSL Very high bit rate DSL Đường thuê bao số tốc độ cao VLR Visitor Location Register Bộ đăng kí tạm trú VoATM Voice over ATM Voice qua ATM VoIP Voice over IP Voice qua IP VP Vitual Path Đường dẫn ảo VPC Vitual Path Connection Kết nối đường ảo VPI Vitual Path Identifier Nhận dạng đường dẫn ảo VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo WAN Wide Area Network Mạng diện rộng WDM Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Multiplexing sóng WLL Wireless Local Loop Mạch vịng vơ tuyến nội hạt WS Work Station Trạm làm việc 80 ROUT.* Khai báo phương án định tuyết cấp mạng COSW.* Khai báo giá thành kênh thoại cấp mạng ESCOST.* Khai báo giá thành, kích thước loại tổng đài BUILD.* Khai báo loại nhà chứa tổng đài GOS.* Khai báo ma trận tắc nghẽn cho phép cấp mạng TRAN SYS.* Khai báo giá thành, kích thước hệ thống truyền dẫn NODES.* Khai báo nút mạng LINKS.* Khai báo quan hệ truyền dẫn nút mạng TRAF.* Khai báo ma trận lưu lượng năm cần tính PROFILES.* Khai báo kiểu diễn biến lưu lượng đặc trưng cho nút mạng Kết đầu Phụ thuộc vào kiểu mạng thiết kế, chương trình PlanItu đưa kết tương ứng Tên, chức khối liệu đầu dành cho việc thiết kế mạng quốc gia bảng sau: Bảng IV.2: Chức khối số liệu đầu PlanItu Tên khối Chức Đặc tả số liệu Kết biến đổi từ số liệu đầu vào nguyên PlanItu, số đầu vào chi tiết liệu đầu đưa tiêu đề chủ giải tương ứng Tuyến truyền Kết tất tuyến truyền dẫn tồn mạng Thơng dẫn tin bao gồm nút đầu - cuối, khoảng cách địa lý, số kênh thoại số hệ thống truyền dẫn chọn Chi phí mạng Kết tổng chi phí tồn mạng chi phí chi tiết cho truyền dẫn chuyển mạch Tổng đài Thông tin số kênh thoại đi/đến cho tổng đài mạng Hệ thống Thông tin tổng hợp số lượng, số lặp, tổng chiều dài truyêng dẫn lưu lượng giang qua 81 Quan hệ tổng Khối đầu liên quan tới lưu lượng định tuyết Đối với đài tới tổng tổng đài, bảng kết nhu cầu lưu lượng, số kênh đài khác thoại, độ sẵn sàng mạng, xác suất tắc nghẽn định tuyết tới tổng đài lại mạng 3.2.4.4 Kết dự báo cho mạng Viễn thông VNPT Như phương pháp nêu trên, việc dự báo lưu lượng Viễn thông thực phần mềm với thông số đầu vào đa dạng thuộc nhiều lĩnh vực Mục đích luận văn đưa phương pháp luận, sử dụng số kết sẵn có làm số liệu đầu vào cho q trình tính tốn Kết sử dụng luận văn Ma trận lưu lượng liên tỉnh 61 tỉnh thành tính tốn theo bước sau:[1] Ma trận lưu lượng năm sở năm 1998 (t=0), số liệu kết đo lưu lượng cao điểm tổng đài Toll liên tỉnh AXE-10, TDX-10 Hà Nội; AXE-10 Đà Nẵng; AXE-10, TDX-10 Hồ Chí Minh Lưu lượng bao gồm dịch vụ thoại phi thoại Ma trận lưu lượng năm 2010 xác định sau: Năm 1998 lấy làm năm sở (t=0), năm 2010 (t=12) Lưu lượng liên tỉnh xác định theo công thức: T12[i;j] = To[i;j] * (No/N12) Trong To[1,2]: Là ma trận lưu lượng năm sở (1998) T12[1,2]: Là ma trận lưu lượng năm mục tiêu (2010) No: Là tổng số thuê bao thoại phi thoại năm sở (1998); N12 Là tổng số thuê bao thoại phi thoại năm mục tiêu (2010) Kết dự báo lưu lượng ma trận lưu lượng 61 tỉnh thành, ma trận vuông gồm 61 hàng, 61 cột Mỗi phần tử ma trận lưu lượng xuất phát từ tỉnh kết thúc tỉnh khác Phần lưu lượng nội tỉnh không đề cập 82 phần kết dự báo này, thể thơng qua phần tử nằm đường chéo ma trận có giá trị “0” Kết cho thấy: Lưu lượng đến nút mạng NGN VNPT sau: Nút Hà Nội: 196.469,07 erlang Nút Miền Bắc: 261.535,54 erlang Nút Miền Trung: 232.022,49 erlang Nút Thành phố HCM: 279.569,25 erlang Nút Miền Nam: 297.217,58 erlang Bước định cỡ mạng truyền dẫn nút, tức số kênh tối thiểu cần xen/rẽ vùng để mạng truyền tải đủ khả chuyển tải phần lưu lượng qua lại vùng lưu lượng 83 84 85 86 87 88 3.3 Tính số kênh đường trục 3.3.1 Tính số luồng xen/rẽ cho vùng lưu lượng Để chuyển tải lưu lượng từ vùng lưu lượng (đã dự báo) tới vùng lưu lượng khác Ta cần thiết lập hệ thống truyền dẫn đường trục với kích cỡ phù hợp để đảm bảo khơng lãng phí kênh truyền mà đảm bảo thông số tiêu chuẩn cho loại hình dịch vụ, hệ số tổn thất, độ tin cậy… Nếu gọi H hiệu xuất sử dụng kênh truyền hệ thống truyền dẫn thiết kế (H