Phân tích hệ chuyển vận trong mạng NGN của VNPT

Phân tích hệ chuyển vận trong mạng NGN của VNPT

LỜI CẢM ƠNEm xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đối với Thầy Nguyễn Xuân Khánh, người đã tận tình hướng dẫn về kiến thức cũng như về phương pháp nghiên cứu để em hoàn thành luận văn này.Em cũng xin cảm ơn các anh chò ở Trung Tâm Viễn Thông Liên Tỉnh Khu Vực II đã hết lòng giúp đỡ và cung cấp tài liệu cho phần luận văn của em, giúp em giải đáp các thắc mắc đối với phần đề tài còn khá mới mẻ này.Xin cảm ơn q thầy cô Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông đã dạy dỗ và truyền đạt cho em kiến thức chuyên ngành bổ ích để em có các cơ sở thực hiện luận văn này. Cảm ơn gia đình và bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian làm luận văn này. LỜI MƠÛ ĐẦUNgày nay có thể nói sự phát triển nhanh chóng của Internet đã trở thành một mặt bằng giao tiếp chung cho các hoạt động kinh tế và xã hội, cung cấp các dòch vụ cho nhiều lónh vực như ngân hàng, giáo dục, hành chính, kinh doanh v v Cơ sở hạ tầng chủ yếu của mặt bằng giao tiếp này là các mạng thoại và mạng số liệu. Tuy nhiên các nhà cung cấp dòch vụ hiện nay đã và đang chuyển dần sang một mạng mới, hội tụ cả thoại và dữ liệu dựa trên nền công nghệ cơ bản là IP với mong muốn cung cấp các dòch vụ một cách nhanh chóng, hiệu quả và chất lượng, ngoài ra có thể cung cấp thêm một số dòch vụ gia tăng giá trò khác. Mạng mới này được gọi là mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network).Mạng viễn thông thế hệ sau là một mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dòch vụ một cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố đònh và di động bắt nguồn từ sự tiến bộ của công nghệ thông tin và các ưu điểm của công nghệ chuyển mạch gói và công nghệ truyền dẫn quang băng rộng.Đứng trước xu hướng tự do hóa thò trường, cạnh tranh và hội nhập, việc phát triển theo nhu cầu cấu trúc mạng thế hệ sau NGN với các công nghệ phù hợp là bước đi tất yếu của viễn thông thế giới cũng như mạng viễn thông Việt Nam.Đề tài luận văn tốt nghiệp của em là Phân tích hệ chuyển vận trong mạng NGN của VNPT, có thể nói mạng trục IP đóng vai trò rất quan trọng trong kiến trúc mạng NGN, cung cấp khả năng truyền tốc độ cao dựa trên các kết nối quang, chất lượng và độ tin cậy được đảm bảo nhờ vào hoạt động của các router biên và router mạng lõi. Do nguồn tài liệu tham khảo chưa được phong phú cũng như thời gian có hạn nên luận văn của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các bạn quan tâm đến mảng đề tài này để luận văn được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn.TP Hồ Chí Minh, tháng 11/2004 Sinh Viên Nguyễn Thò Tường Vân MỤC LỤCCHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC MẠNG NGN VÀ SURPASS CỦA SIEMENS . 1 1.1. Mô hình mạng NGN của Siemens 1 1.2. Các thành phần chức năng chính trong giải pháp mạng NGN của Siemens . 2 1.2.1. SURPASS hiQ 3 1.2.2. SURPASS hiG 3 1.2.3. SURPASS hiA 4 1.2.4. SURPASS hiS . 5 1.2.5. SURPASS hiR 5 CHƯƠNG 2: CẤU HÌNH MẠNG NGN CỦA VNPT 6 2.1. Các yêu cầu đối với cấu trúc mạng thế hệ sau của VNPT . 6 2.2. Mô hình cấu trúc phân lớp của NGN 6 2.2.1. Lớp ứng dụng và dòch vụ . 7 2.2.2. Lớp điều khiển 7 2.2.3. Lớp chuyển tải . 8 2.2.4. Lớp truy nhập . 8 2.3. Phân vùng lưu lượng . 9 2.4. Sơ đồ tổng quan mạng NGN của VNPT 9 2.4.1. Các sản phẩm SURPASS của Siemens 9 2.4.2. Các sản phẩm của JUNIPER 10 2.5. Các thành phần và chức năng, giao diện kết nối của các phần tử trong mạng NGN . 10 2.5.1. Phần IP router 10 2.5.2. Phần mạng VoIP . 11 2.5.3. Phần mạng MMA (Multimedia Applications) 15 2.5.4. NetManager . 16 CHƯƠNG 3: CẤU HÌNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ CHUYỂN VẬN . 18 3.1. Router M160 . 18 3.1.1. Cấu trúc tổng quan router M160 18 3.1.2. Các card PIC đang sử dụng trong hệ thống M160 27 3.1.3. Cài đặt và thay thế cấu trúc của M160 29 3.1.4. Phần mềm điều khiển JUNOS Internet 30 3.2. Router ERX1410 . 34 3.2.1. Giới thiệu tổng quan hệ thống ERX1410 34 3.2.2. Cấu trúc phần cứng ERX1410 37 3.2.3. Phần mềm điều khiển 43 3.3. Kỹ thuật điều khiển lưu lượng MPLS 57 3.3.1. Cách thức một gói đi qua mạng trục MPLS . 57 3.3.2. Thực hiện cấp đặt nhãn 58 3.3.3. Khái niệm về các router trong một LSP . 59 3.3.4. Thuật toán CSPF 59 3.3.5. IGP shortcuts 61 3.3.6. Các ứng dụng của MPLS 62 3.3.7. MPLS và các bảng đònh tuyến . 64 3.3.8. Các kỹ thuật dự phòng cho lưu lượng MPLS 66 CHƯƠNG 4: CÁC BƯỚC CẤU HÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA M160 VÀ ERX1410 . 68 4.1. Sơ khảo về phần mềm JUNOS sử dụng trong M160 68 4.2. Cấu hình cho router M160 69 4.2.1. Khai báo hostname, password, đòa chỉ IP . 70 4.2.2. Cấu hình các thuộc tính cho giao diện vật lý . 73 4.2.3. Cấu hình các thuộc tính giao diện luận lý 80 4.2.4. Cấu hình các họ giao thức và đòa chỉ giao diện 84 4.2.5. Cấu hình Circuit and Translational Cross-Connects . 88 4.3. Cấu hình cho router ERX1410 95 4.3.1. Cấu hình username, password 95 4.3.2. Cấu hình các router ảo . 96 4.3.3. Cấu hình các giao diện lớp vật lý . 96 4.3.4. Cấu hình các giao thức lớp liên kết dữ liệu 100 4.3.5. Cấu hình các giao thức đònh tuyến . 101 4.3.6. Cấu hình QoS . 107 4.3.7. Cấu hình chức năng B-RAS 108 4.3.8. Bảng cấu hình . 111 Chương 1: Kiến trúc mạng NGN và SURPASS của SiemensCHƯƠNG 1:KIẾN TRÚC MẠNG NGN VÀ SURPASS CỦA SIEMENSĐứng trước xu thế phát triển chung của thế giới đang chuyển dần sang mạng thế hệ sau NGN thì các hãng cung cấp thiết bò đã giới thiệu nhiều mô hình cấu trúc mạng khác nhau, kèm theo đó là các giải pháp mạng cùng với sản phẩm thiết bò mới do họ cung cấp. Alcatel là hãng đầu tiên giới thiệu sản phẩm cho các giải pháp mạng NGN cho Việt Nam, sau đó là các hãng Ericsson, Nortel, Siemens v v Tuy nhiên VNPT đã chọn Siemens cho giải pháp mạng NGN do dòng sản phẩm của Siemens luôn dựa trên kiến trúc mở, có khả năng tích hợp với các thiết bò Siemens cũ trên mạng hiện tại của Việt Nam, thuận tiện để áp dụng và triển khai nhanh chóng.1.1. Mô hình mạng NGN của SiemensSiemens giới thiệu giải pháp mạng thế hệ sau có tên là SURPASS, dựa trên cấu trúc phân tán, xóa đi khoảng cách giữa mạng PSTN và mạng số liệu. Các hệ thống đưa ra vẫn dựa trên cấu trúc phát triển của hệ thống chuyển mạch mở nổi tiếng của Siemens là EWSD.Sơ đồ sau đây mô tả cấu trúc mạng thế hệ sau của Siemens:Hình 1-1: Cấu trúc mạng thế hệ sau (mô hình của Siemens)- trang1- Chương 1: Kiến trúc mạng NGN và SURPASS của SiemensTrong mô hình cấu trúc này chỉ có 3 lớp khác với mô hình của Alcatel (có 4 lớp ) là do ở lớp điều khiển đã bao hàm cả chức năng quản lý còn lớp chuyển tải là lớp chung thực hiện cả chức năng truyền dẫn và chuyển mạch. Với mô hình như thế này thì các thiết bò truyền dẫn và chuyển mạch đơn thuần được xem như các công cụ thực hiện chức năng chuyển tải lưu lượng. Các đặc điểm chung về cấu trúc này ta có thể tóm tắt như sau:- Công nghệ chuyển mạch sử dụng là công nghệ chuyển mạch gói.- Giao thức hỗ trợ: IP, ATM, IP/ATM hay IP/MPLS.- Giao diện hỗ trợ: IP, ATM, FR.- Có cấu trúc phân lớp và module, năng lực lớn, kích thước gọn nhẹ.- Quản lý tập trung qua SNMP.Nhận xét:- Mô hình NGN của Siemens dựa trên kiến trúc mở, tuy nhiên chỉ có 3 lớp. Trong xu thế phát triển chung thì Siemens phải phát triển thêm để phù hợp với các nhu cầu thực tế.- Các ứng dụng dòch vụ ngày càng phát triển thì phần quản lý mạng càng phức tạp, do đó cần phải phát triển đầy đủ kiến trúc hệ thống để đáp ứng các dòch vụ (dòch vụ là vấn đề sống còn của NGN).1.2. Các thành phần chức năng chính trong giải pháp mạng NGN của SiemensHình 1-2: Giải pháp mạng NGN của Siemens-các thành phần chức năng- trang2- Chương 1: Kiến trúc mạng NGN và SURPASS của SiemensTừ mô hình trên, ta thấy giải pháp SURPASS của Siemens gồm có các thành phần chức năng chủ yếu sau:1.2.1. SURPASS hiQĐây là hệ thống chủ tập trung cho lớp điều khiển của mạng, thực hiện điều khiển các tính năng thoại, kết hợp khả năng báo hiệu để kết nối với nhiều mạng khác nhau. Trên hệ thống này có khối chuyển đổi báo hiệu số 7 của mạng PSTN/ISDN sang giao thức điều khiển cổng trung gian MGCP. Tùy theo chức năng và dung lượng, SURPASS hiQ được chia thành các loại SURPASS hiQ 10, 20 hay SURPASS hiQ 9100, 9200, 9400. Hiện nay mạng NGN của VNPT đang sử dụng loại hiQ 9200, cung cấp các ứng dụng RAS và VoIP phong phú cho mạng hội tụ IP (sẽ được đề cập trong phần sau). 1.2.2. SURPASS hiGSURPASS hiG là họ các hệ thống cổng trung gian (media gateway) kết nối hoạt động giữa mạng TDM và IP với nhau, hệ thống này nằm ở biên mạng đường trục và chòu sự quản lý của SURPASS hiQ. SURPASS hiG có các chức năng sau:- Cổng cho quản lý truy cập từ xa (RAS-Remote Access Server): chuyển đổi số liệu từ modem hay ISDN thành số liệu IP và ngược lại.- Cổng cho VoIP: nhận lưu lượng thoại, nén, tạo gói và chuyển lên mạng IP và ngược lại.- LAC (L2TP Access Concentrator): hỗ trợ các ứng dụng L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol).Các nguyên tắc chung của kiến trúc SURPASS hiG MediaGateway:- Hỗ trợ tất cả các loại lưu lượng: thoại, fax, modem và dữ liệu ISDN đều có thể truyền trên mạng IP thông qua SURPASS hiG MediaGateway.- Các thành phần dự phòng và có thể thay đổi “nóng” (hot-swappable): cấu trúc module và có dự phòng của MediaGateway cung cấp độ tin cậy và độ sẵn sàng cho các lớp truyền dẫn, đảm bảo tính liên tục của đường truyền.- Chất lượng thoại và dòch vụ: nhờ vào các đặc điểm cải tiến của thoại mà chất lượng dòch vụ được bảo đảm tốt hơn, hạn chế tối thiểu độ trễ end-to-end (nhờ các chức năng triệt khoảng lặng, loại bỏ tiếng dội…). Các cảnh báo QoS được hiG tạo ra và gởi trực tiếp đến hiQ Softswitch và NetManager, nhờ đó hiQ có thể điều khiển dựa trên các thông số QoS.- Nén thoại: trong hiG có chức năng mã hóa CODECs giúp tiết kiệm băng thông. Ngoài G.711 còn có các loại CODECs khác như G.729A và G.723.1.- trang3- Chương 1: Kiến trúc mạng NGN và SURPASS của SiemensTheo phân loại về chức năng thì có hai nhóm sản phẩm hiG thực hiện các chức năng khác nhau:- HiG 1600: MediaGateway dành cho truy cập.- HiG 1200, hiG 1100, hiG 1000: MediaGaway dành cho trung kế.Hiện nay có 2 sản phẩm hiG được các nhà cung cấp dòch vụ truyền dẫn lựa chọn làm giải pháp tốt nhất về khả năng mở rộng và dễ dàng tương thích với mọi loại hình mạng, đó là:- SURPASS hiG 1000: thực hiện 3 chức năng VoIP, RAS (Remote Access Server), LAC (L2TP Access Concentrator), dành cho các cấu hình mạng nhỏ (hoặc vừa) và phân tán, có khả năng mở rộng và các giao diện linh hoạt.- SURPASS hiG 1200: thực hiện chức năng VoIP, dành cho các cấu hình mạng lớn và tập trung, có khả năng xử lý 1 lượng lưu lượng lớn và có yêu cầu dự phòng.1.2.3. SURPASS hiây là hệ thống truy nhập đa dòch vụ nằm ở lớp truy nhập của mạng thế hệ sau, phục vụ cho truy nhập thoại, xDSL và các dòch vụ số liệu trên một nền duy nhất. Để cung cấp các giải pháp truy nhập, SURPASS hiA có thể kết hợp với các tổng đài PSTN EWSD hiện có qua giao diện V5.2 và kết hợp với SURPASS hiQ tạo nên mạng thế hệ sau. SURPASS hiA được phân chia thành nhiều loại theo các giao diện hỗ trợ (hỗ trợ thoại xDSL, truy nhập băng rộng, leased-line kết nối Internet trực tiếp…). Ta có các loại SURPASS hiA sau:1.2.3.aSURPASS hiA 7100- Cung cấp các dòch vụ ISDN/POTS.- Hỗ trợ truy nhập tốc độ cao dựa trên các công nghệ xDSL (truyền đồng thời thoại và dữ liệu).- Cung cấp các kết nối leased-line qua truy nhập cáp đồng và cáp quang (HDSL/WDM).1.2.3.bSURPASS hiA 7300- Cung cấp các dòch vụ ISDN/POTS.- Hỗ trợ truy nhập tốc độ cao dựa trên các công nghệ xDSL (truyền đồng thời thoại và dữ liệu).- Cung cấp các kết nối leased-line qua truy nhập cáp đồng và cáp quang (HDSL/WDM).- trang4- [...]... dẫn) - trang17- Chương 3: Cấu hình và các thành phần của hệ chuyển vận CHƯƠNG 3:CẤU HÌNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ CHUYỂN VẬN Trong mạng NGN, các giải pháp SURPASS cho NGN được tối ưu hóa nhờ sự hỗ trợ của các router JUNIPER ở phân hệ chuyển vận, mục đích là tạo ra các giao diện cùng hoạt động với nhau theo các tiêu chuẩn chung đáp ứng các yêu cầu của NGN như QoS, độ tin cậy, bảo mật và việc sử dụng hiệu... vận hành, quản lý và bảo dưỡng (OAM), tối ưu về kinh tế, phù hợp với họ tất cả các thành phần của họ sản phẩm SURPASS - trang5- Chương 3: Cấu hình và các thành phần của hệ chuyển vận CHƯƠNG 2:CẤU HÌNH MẠNG NGN CỦA VNPT 2.1 Các yêu cầu đối với cấu trúc mạng thế hệ sau của VNPT Cấu trúc mạng thế hệ sau NGN của VNPT phải đảm bảo các yêu cầu sau đây: - Cung cấp các dòch vụ thoại và truyền số liệu bao gồm:... 2-4: Sơ đồ tổng quát mạng NGN của VNPT 2.5 Các thành phần và chức năng, giao diện kết nối của các phần tử trong mạng NGN 2.5.1 Phần IP router Theo lý thuyết thì phần mạng lõi IP phải bao gồm 3 lớp router: core router, edge router và router truy cập Tuy nhiên trên thực tế thì mạng NGN của VNPT chỉ có hai lớp router: - trang10- Chương 3: Cấu hình và các thành phần của hệ chuyển vận 2.5.1.aCore router-M160... đòa giới hành chính - Hệ thống quản lý mạng, quản lý dòch vụ có tính tập trung cao, bảo đảm việc cung cấp dòch vụ đến tận các thuê bao thuộc các vùng hành chính khác nhau 2.2 Mô hình cấu trúc phân lớp của NGN Mạng NGN của VNPT sử dụng dòng sản phẩm SURPASS của Siemens, tuy nhiên về mô hình phân lớp mạng thì phát triển theo mô hình của MSF (Multiservice Switching Forum – Diễn đàn chuyển mạch đa dòch vụ)... với cấu trúc mạng hiện tại của Việt Nam Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành 4 lớp tách biệt thay vì tích hợp thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay, đó là các lớp: - Lớp ứng dụng dòch vụ - Lớp điều khiển - Lớp chuyển tải - Lớp truy nhập Lớp quản lý được xem như một mảng xuyên suốt theo phương đứng quản lý các lớp chức năng trên Việc tổ chức phân lớp chức năng của mạng này bảo... các MoPC bằng các kết nối bên trong ISDH được cấu hình dự phòng 1:1 Hiện nay hiG 1000 V3T MediaGateway của VTN2 không có thành phần này - Trong mô hình mạng NGN của VNPT thì tùy theo nhu cầu thực tế mà hiG1000 có thể kết nối với mạng PSTN của một tỉnh hoặc nhiều tỉnh để thu gom lưu lượng VoIP và lưu lượng của các dòch vụ thông minh trước khi chuyển lên các router biên trong mạng - MediaGateway là một... cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi rất lớn của thiết bò điều khiển thế hệ mới, giảm chi phí đầu tư trên mạng • Lớp điều khiển bao gồm các hệ thống điều khiển (Call Controller) kết nối cuộc gọi giữa các thuê bao thông qua việc điều khiển các thiết bò chuyển mạch (ATM+IP) của lớp chuyển tải và các thiết bò truy nhập của lớp truy - trang7- Chương 3: Cấu hình và các thành phần của hệ chuyển vận. .. hình và các thành phần của hệ chuyển vận • Gồm các thiết bò BRAS, DSLAM và MG (MediaGateway) 2.3 Phân vùng lưu lượng Cấu trúc mạng thế hệ sau được xây dựng dựa trên phân bố thuê bao theo vùng đòa lý, không tổ chức theo đòa bàn hành chính mà được phân theo vùng lưu lượng Trong một vùng có nhiều khu vực và trong một khu vực có thể gồm 1 hoặc nhiều tỉnh, thành Số lượng các tỉnh thành trong một khu vực tùy... Thực hiện chức năng chuyển tải lưu lượng giữa các khu vực, các router này được kết nối với nhau bằng các đường cáp quang, sử dụng công nghệ MPLS để chuyển tải các gói tin nên tốc độ truyền giữa các router này rất cao (2,5Gb/s) - Trong mạng VNPT, thiết bò này được lắp đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng và TP Hồ Chí Minh - Năng lực: 160Gbit/s 2.5.1.bEdge router-ERX1410 - Trong mạng NGN của VNPT, ERX thực hiện 2... rõ chức năng hoạt động của MediaGateway: - trang11- Chương 3: Cấu hình và các thành phần của hệ chuyển vận NetManager SURPASS hiG Điều khiển EWSD Switch Giao tiếp PSTN Giao tiếp mạng IP Mạng chuyển mạch kênh Mạng IP Điều khiển và quản lý cuộc gọi , cung cấp việc đo kiểm lưu lượng và các thơng số trạng thái Giao tiếp E 1 và STM-1 tới mạng PSTN Triệt tiếng vọng , nén khoảng lặng , chuyển đổi codec, điều . phần của hệ chuyển vậnCHƯƠNG 2:CẤU HÌNH MẠNG NGN CỦA VNPT2 .1. Các yêu cầu đối với cấu trúc mạng thế hệ sau của VNPTCấu trúc mạng thế hệ sau NGN của VNPT. nghiệp của em là Phân tích hệ chuyển vận trong mạng NGN của VNPT, có thể nói mạng trục IP đóng vai trò rất quan trọng trong kiến trúc mạng NGN, cung cấp khả