Mạng đô thị Man và giải pháp xây dựng mạng viễn thông Hà nội

Mạng đô thị Man và giải pháp xây dựng mạng viễn thông Hà nội Mạng đô thị Man và giải pháp xây dựng mạng viễn thông Hà nội Mạng đô thị Man và giải pháp xây dựng mạng viễn thông Hà nội luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hµ néi - LUậN VĂN THạC Sỹ KHOA HọC Ngành: kỹ thuật điện tử MạNG ĐÔ THị MAN Và GIảI PHáP XÂY DựNG MạNG VIễN THÔNG Hà NộI CAO NGọC TIếN Hà NộI 2009 giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội - LUËN V¡N TH¹C Sỹ KHOA HọC MạNG ĐÔ THị MAN Và GIảI PHáP XÂY DựNG MạNG VIễN THÔNG Hà NộI Ngành: kỹ thuật ®iƯn tư M· sè: Cao ngäc tiÕn Ng­êi h­íng dÉn khoa häc: TS NGUN VIÕT NGUY£N Hµ NéI 2009 -i- MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TỪ VIẾT TẮT A DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU E DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ F MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỂ MẠNG ĐÔ THỊ .3 1.1 Mạng đô thị gì, vai trị mạng 1.2 Cấu trúc phân lớp mạng MAN, công nghệ ứng dụng 1.3 Các công nghệ ứng dụng phân lớp .7 1.3.1 Công nghệ IP 1.3.2 Công nghệ MPLS .8 1.3.3 Công nghệ G-MPLS .21 1.4 Các công nghệ ứng dụng phân lớp .22 1.5 Các công nghệ ứng dụng phân lớp .34 CHƯƠNG 46 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CỦA MẠNG ĐÔ THỊ 46 2.1 Khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS- Quality of Service) .46 2.2 Các phương pháp đánh giá QoS 47 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ QoS 50 2.4 Các mơ hình kiến trúc đảm bảo QoS .51 CHƯƠNG 66 GIẢI PHÁP CỦA MỘT SỐ NHÀ SẢN XUẤT VÀ CÁC DỊCH VỤ ỨNG DỤNG TRONG MẠNG METRO 66 3.1 Cấu trúc, giải pháp Metro số Nhà sản xuất 66 3.2 Đa dịch vụ mạng Metro 72 CHƯƠNG 77 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MẠNG ĐÔ THỊ MAN-NGN CHO THÀNH PHỐ HÀ NỘI 77 - ii - 4.1 Sơ lược mạng viễn thông Thành phố Hà Nội 77 4.2 Nhu cầu phát triển lên MAN – NGN thành phố Hà Nội .79 4.3 Đề xuất cấu trúc, giải pháp xây dựng mạng Metro cho BĐHN 81 4.4 Hướng triển khai xây dựng cụ thể mạng MAN BĐHN 84 4.5 Thiết kế mơ hình QoS cho mạng Viễn thông Hà Nội 88 KẾT LUẬN 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 TÓM TẮT LUẬN VĂN -A- TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TĂT NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIỆT ACK Acknowledgment Xác nhận ADSL Đường dây thuê bao số bất đối xứng ARP ARQ ATM Asymmetric Digital Subcriber Line Add Drop Multiplexer Assured Forwarding Aggresgate Route-Based IP Switching Address Resolution Protocol Admission Request Asynchronuos Transfer Mode BCF Bearer Control Function BE BER BGP B-ISDN Best Effort Bit Error Ratio Border Gateway Protocol B-Inergrated Service Digital Network Bandwidth Request BroadBand Remote Access Server Bandwidth Broadband Wireless Access Call Agent Common Access Signalling Common Chanell Signalling No7 Connectionless Operation Connection Oriented Operation Class of Servcie Customer Premise Equipment Carrier Sense Multiple Access Connection Service Network Dynamic Host Configuration Protocol Differentiated Services Digital Subcriber Line DSL Access Module Density Wavelength Division ADM AF ARIS BR BRAS BW BWA CA CAS CCS7 CL CO CoS CPE CSMA CSN DHCP Diffserv DSL DSLAM DWDM Thiết bị xen/rẽ lưu lượng Chuyển tiếp đảm bảo Chuyển mạch IP theo phương pháp tổng hợp tuyến Giao thức phân tích địa Yêu cầu đăng ký Phương thức truyền dẫn không đồng Chức điều khiển tải tin Dịch vụ nỗ lực tốt Tỉ số tín hiệu nhiễu Giao thức cổng biên Mạng số dịch vụ tích hợp băng rộng u cầu băng thơng Máy chủ truy nhập băng rộng từ xa Băng thông Truy nhập không dây băng rộng Đại lý gọi Báo hiệu kênh chung Hệ thống báo hiệu số Hoạt động phi kết nối Hoạt động hướng kết nối Lớp dịch vụ Thiết bị phía khách hàng Đa truy nhập cảm nhận sóng mang Mạng dịch vụ kết nối Giao thức cấu hình Host động Dịch vụ phân biệt Đường dây thuê bao số Khối truy nhập DSL Ghép kênh phân chia bước sóng dày -B- EF ETSI FEC FIB FDM Multiplexing Expedited Forwarding European Telecommunications Standards Institute Forwarding Equivalence Classes Forwarding Information Base LIB Frequence Division Mutiplexing Gigabit Ethernet Guardrantee Service Institute of Electrical and Electronic Engineers Intergrated Service Internet Protocol The IP over ATM Integrated Services Digital Network Internet Service Provider Integrated Switch Router Local Area Network Label Distribution Protocol Label Forwarding Information Base Label Information Base LSP LSR Label Switch Path Label Switch Router MAC MAN MG MGC MPLS Medium Access Control Metropolitan Area Network Media Gateway Media Gateway Controller Multi Protocol Label Switching Next Generation Network Operation Adminitration and Maintenance Optical Add Drop Multiplexer Optical Channel Personal Area Network Point Control Function Personal Digital Assistant GE GS IEEE Intserv IP IPATM ISDN ISP ISR LAN LDP LFIB NGN OAM OADM OCh PAN PCF PDA đặc Chuyển tiếp xúc tiến Viện chuẩn viễn thông Châu Âu Lớp chuyển tiếp tương đương Bảng gửi chuyển tiếp định tuyến Ghép kênh phân chia theo tần số Mạng gigabit Dịch vụ đảm bảo Viện kĩ sư điện điện tử Dịch vụ tích hợp Giao thức Internet Giao thức Internet ATM Mạng số đa dịch vụ Nhà cung cấp dịch vụ Internet Bộ định tuyến chuyển mạch tích hợp Mạng vùng cục Giao thức phân phối nhãn Bộ thông tin chuyển tiếp nhãn Bảng thông tin nhãn định tuyến Tuyến chuyển mạch nhãn Thiết bị định tuyến chuyển mạch nhãn Điều khiển truy nhập phương tiện Mạng đô thị/ Mạng diện rộng Cổng phương tiện Thiết bị điều khiển MG Chuyển mạch nhãn đa giao thức Mạng Khai thác quản lý bảo dưỡng Thiết bị xen / rẽ quang Kênh quang Mạng cá nhân Chức điều khiển điểm Hỗ trợ cá nhân dùng kĩ thuật số -C- PDH PDU PHY POS POST PMD PMP PSTN PPP QoS RAS RAS REQ RFI RSVP Rx SAN SAP SDH SDU SNR SOHO SONET SS SSCS STC STM TC TDM TDP TE/RRR TE TER Tx VoIP VLAN VP Plesiochoronous Digital Hierachy Protocol Data Unit Physical Packet over SDH Plain Old Telephone Service Physical Media Dependent Point to Multipoint Public Switch Telephone Network Point to Point Protocol Quality Of Service Remote Access Server Registration Admission Status Request Radio Frequency Interference Phân cấp đồng số Resource Reservation Protocol Receiver Storage Area Network Service Access Point Synchronous Digital Hierarchy Service Data Unit Signal to Noise Ratio Small Office Home Office Synchronous Optical Network Subscriber Station Specify ServicesConvergence Sublayer Space Time Code Synchronuos Transfer Mode Transmission Convergence Time Division Multiplexer Tag Distribution Protocol Traffic Engineering/ Routing with Resource Reservation Termination Equipment Tag Edge Routers Transmition Voice over IP Vitual LAN Vitual Path Giao thức dành sẵn tài nguyên Đơn vị liệu giao thức Lớp vật lý Gói SDH Mạng thoại truyền thống Đường truyền vật lý độc lập Điểm - đa điểm Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Giao thức điểm-điểm Chất lượng dịch vụ Máy chủ truy nhập từ xa Đăng ký, chấp nhận, tình trạng Yêu cầu Nhiễu tần số vô tuyến Đầu thu Mạng lưu trữ liệu vùng Điểm truy nhập dịch vụ Hệ thống phân cấp kỉ thuật số đồng Đơn vị liệu dịch vụ Tỉ số tín hiệu nhiễu Văn phịng gia đình văn phòng nhỏ Mạng quang đồng Trạm thuê bao Lớp hội tụ dịch vụ riêng Mã không gian thời gian Trường chuyển mạch đồng Lớp hội tụ truyền dẫn Ghép kênh phân chia theo thời gian Giao thức phân phối thẻ Kỹ thuật lưu lượng/ Định tuyến dành trước tài nguyên Thiết bị đầu cuối Bộ định tuyến thẻ rìa Máy phát Thoại qua IP Mạng LAN ảo Đường dẫn ảo -D- VPC VPN WAN WDM WLL WS xDSL Vitual Path Connection Virtual Private Network Wide Area Network Wavelength Division Multiplexing Wireless Local Loop Work Station Digital Subcriber Line Cuộc kết nối đường ảo Mạng riêng ảo Mạng diện rộng Ghép kênh phân chia theo bước sóng Mạch vịng vơ tuyến nội hạt Trạm làm việc Họ công nghệ DSL -E- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Khoảng cách truyền dẫn hỗ trợ PMD 33 Bảng 1.2 Thông số PMD PHY .33 Bảng 2.1 Một số đặc điểm QoS quan trọng MPLS 64 Bảng 4.1 Các hình thức kết nối 81 Bảng 4.2 Bảng cam kết đáp ứng dịch vụ 92 -F- DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 So sách tốc độ loại dịch vụ băng thông rộng Hình 1.2 Mơ hình mạng MAN Hình 1.3 Cấu trúc phân lớp mạng MAN .6 Hình 1.4 Các cơng nghệ lớp truyền tải mạng MAN Hình 1.5 Sự hội tụ MPLS 10 Hình 1.6 Cấu trúc khung MPLS 10 Hình 1.7 Nhiệm vụ node mạng MPLS 11 Hình 1.8 Cơ chế chuyển gói tin 12 Hình 1.9 Cơ chế cấp phát nhãn 13 Hình 1.10 Bản tin Label Request Label Mapping .14 Hình 1.11 Quá trình xây dựng LSP giao thức LDP 15 Hình 1.12 Cơ chế tạo tuyến lưu lượng thơng suốt 16 Hình 1.13 Cơ chế hoạt động RSVP 18 Hình 1.14 Mơ tả luồng hoạt động RSVP 19 Hình 1.15 Vịng RPR .23 Hình 1.16 Mơ hình tham chiếu RPR MAC 24 Hình 1.17 MAC Datapath 25 Hình 1.18 Kiến trúc đệm gói đơn kiến trúc đệm gói kép 26 Hình 1.19 Đường liệu trước sợi quang bị đứt 29 Hình 1.20 Đường liệu sau Wrap 29 Hình 1.21 Đường liệu sau topology discovery 30 Hình 1.22 Kiến trúc LAN WAN PHY 31 Hình 1.23 Chức XAUI giao diện mở MAC PCS 32 Hình 1.24 Cấu trúc thiết bị NG-SDH .34 Hình 1.25 Truyền tải IP SDH 35 Hình 1.26 Kiến trúc ghép kênh SONET/SDH 36 Hình 1.27 Xu phát triển mạng SDH/SONET 38 Hình 1.28 Giao diện GFP 39 Hình 1.29 Ví dụ ghép kênh vào luồng OC48 theo phương thức LCAS 39 Hình 1.30 Phân cấp mạng quang theo lớp .41 Hình 1.31 Kiến trúc mạng truyền tải quang .41 Hình 1.32 Hệ thống ghép bước sóng hướng .44 - 82 - Do mạng cáp điện thoại (PSTN private PBX) sẵn sàng tất địa điểm khách hàng tiềm năng, xDSL giải pháp ưu tiên cho lớp mạng cấp II Tùy theo nhu cầu khách hàng mà triển khai nhiều dạng xDSL như: - VDSL: Điểm hạn chế CDSL tố độ suy giảm nhanh theo khoảng cách; đường truyền VDSL tốc độ 26 Mb/s kéo dài tới khoảng 300m Trong trường hợp bưu điện đặt thiết bị địa điểm khách hàng có PBX, giải pháp thích hợp - SHDSL: DSL có tốc độ đối xứng tối đa 4,6 Mb/s với khoảng cách lên tới 3km - Trong trường hợp khoảng cách tới địa điểm khách hàng xa nhu cầu băng thơng ngồi khả phục vụ xDSL, cáp quang phương tiện để tiếp cận khách hàng Tùy theo giải pháp thiết bị nhà cung cấp (Short Reach, Medium Reach, Long Reach …) khoảng cách phục vụ đường truyền quan khác nói chung đề đảm bảo kết nối khách hàng phạm vi phục vụ tổng đài vệ tinh Nhược điểm cáp quang đòi hỏi đầu tư lớp, số trường hợp việc triển khai gặp nhiều khó khăn liên quan tới việc đào đường, xây dựng hệ thống cống bể … - Cáp UTP-Cat5 sử dụng chặng cuối tiếp cận thiết bị khách hàng số tình cụ thể Nhược điểm cáp UTP-Cat5 khoảng cách phục vụ ngắn, thích hợp với trường hợp thiết bị BĐHN đặt địa điểm khách hàng, nhiên có ưu điểm khơng địi hỏi thêm cấp thiết bị chuyển đổi, thuận tiện cho việc kết nối - Truy nhập vơ tuyến sử dụng chặng cuối tiếp cận thiết bị khách hàng, đặc biệt khách sạn, cao ốc … Truy nhập vơ tuyến có nhược điểm UTP-Cat5 song phù hợp với đối tượng khách hàng cao cấp có nhu cầu sử dụng đầu cuối di động Để đảm bảo độ linh hoạt chủ động việc cung cấp dịch vụ, thiết bị outdoor (quang điện) ưu tiên xem xét trình triển khai mạng 4.3.2 Yêu cầu kỹ thuật - Các node cấp I (lớp Core): Năng lực xử lý tối thiểu 128Gbps IP/MPLS/RPR (10Gbpsx2) - 83 - - Các node cấp II (Lớp Aggregation): Sẵn sàng hỗ trợ giao diện IP/1001000BaseT, FE, GE, STM-1 - Cấp tiếp cận thuê bao (Lớp Access): Sẵn sàng hỗ trợ giao diện IP/10100BaseT, FE, xDSL 4.3.3 Giải pháp độ xây dựng mạng MAN-NGN Trong thời gian độ, vấn đề cố lõi nhà cung cấp dịch vụ phải có giải pháp dung hịa cơng nghệ, thiết bị, dịch vụ cung cấp đến người sử dụng, giao diện người sử dụng cũ mới, đảm bảo hoạt động thông suốt không gây ảnh hưởng đến người sử dụng Một số nguyên tắc thời gian độ là: - Mạng phải đáp ứng yêu cầu dịch vụ dịch vụ viễn thông hệ mới, đảm bảo dịch vụ cung cấp tới khách hàng không bị gián đoạn (non stop) - Đảm bảo tính tương thích, khả liên thơng mạng dùng cơng nghệ cũ - Mạng có cấu trúc đơn giản, độ linh hoạt tính sẵn sàng cao, khả tồn mạnh - Việc thay đổi cấu trúc mạng tiến hành bước, tận dụng hết thiết bị mạng PSTN, DDN có Trên sở nguyên tắc thời gian độ nhu cầu phát triển mạng MAN, Bưu điện TP Hà Nội lựa chọn phương hướng xây dựng mạng lõi trước tận dụng, cải tạo dần mạng có theo hướng NGN Định hướng thời gian độ: - Các dịch vụ nhân tố thúc đẩy tiến hóa mạng - NGN khơng đơn truy nhập băng thơng rộng nhân tố thúc đẩy dịch vụ tạo lợi nhuận - Dịch vụ thoại thời gian tới dịch vụ quan trọng đem lại doanh thu, lợi nhuận cao, mạng NGN cần xây dựng dựa dịch vụ thoại công nghệ thực hiện, cung cấp dịch vụ thay đổi - Tiến hóa lên NGN q trình cần có thời gian để thay đổi cần giảm thiểu chi phí bước tiến hóa lên NGN - 84 - - Thơng thường, chi phí lớn mạng chi phí cho mạng truy nhập đến người dùng cuối Vì vậy, thay đổi cơng nghệ đến người tiêu dùng cần phải gắn với giá trị sử dụng cộng thêm 4.4 Hướng triển khai xây dựng cụ thể mạng MAN BĐHN Ngoài nguyên tắc định hướng nêu trên, theo đặc thù mạng viễn thông thành phố Hà Nội cần ý vấn đề sau xây dựng giải pháp tiến hóa lên mạng NGN thành phố Hà Nội: - Mạng viễn thông Hà Nội gồm nhiều mạng riêng rẽ mạng chuyển mạch truyền dẫn cho PSTN, mạng DDN dùng công nghệ ATM PCM, mạng Internet với hình thức thuê bao băng hẹp truy nhập qua PSTN lẫn thuê bao băng rộng xDSL - Các dịch vụ cũ đan xen phức tạp - Để tận dụng sở hạ tầng có địi hỏi giải pháp mềm dẻo có tính thích nghi cao mạng có nhiều họ thiết bị hàng khác chuyển mạch CISCO, Alcatel, NEC, Siemens, Ericsson - Tiến hóa lên NGN khơng trọng đến giải pháp chuyển PSTN lên NGN mà phải đảm bảo kết hợp với việc xây dựng mạng core MAN – NGN kết hợp cung cấp nhiều loại dịch vụ có thoại, liệu - Các loại hình truy cập cần phải linh hoạt đảm bảo thuận tiện cho người sử dụng, Người sử dụng không bắt buộc phải chuyển đổi thiết bị họ Nhiều loại hình truy nhập băng hẹp/ băng rộng, truy nhập TDM hay truy nhập IP, truy nhập vô truyến hay truy nhập hữu tuyến phải hỗ trợ cung cấp cho khách hàng theo yêu cầu Trên sở phân tích nêu trên, định hướng mạng viễn thơng Hà Nội hướng tới cấu hình chung tổng thể mạng sau: - 85 - Hình 4.5 Mơ hình mạng Metro viễn thơng Hà Nội Để triển khai theo mơ hình định hướng này, tác giả đề xuất thực loại gói giải pháp theo bước mạng viễn thông Bưu điện TP Hà Nội sau: Bước 1: Xây dựng mạng lõi dựa IP - giải pháp mạng MAN Hà Nội nêu Mạng MAN đóng vai trị mạng lõi tiến tới truyền tải lưu lượng dịch vụ thoại, liệu phát sinh mạng viễn thông Hà Nội Nó đóng vai trị tảng việc phát triển cung cấp gói dịch vụ IP tới khách hàng Mạng lõi IP dựa ring quang với công nghệ RPR, lớp acces vịng ring cấp với cơng nghệ Ethernet, lớp tiếp cận khách hàng sử dụng nhiều loại giao diện khác xDSL, cáp quan, cáp - 86 - xoắn Trong thời gian đầu, dịch vụ data, truyền số liệu, truy nhập Internet băng thông rộng ưu tiên triển khai trước mạng lõi IP đặc tính thuận lợi công nghệ chất dịch vụ liệu Trong thời gian đầu xây dựng mạng lõi IP, vấn đề cốt lõi phải có giải pháp nhằm đảm bảo QoS mạng để chuận bị cho bước sau Tối ưu hóa mạng PSTN với việc nâng cấp tổng đài khả xử lý dung lượng phục vụ, đảm bảo cung cấp dịch vụ thoại thời điểm phát triển thời gian ngắn trước mắt, giảm tối đa số phần tử mạng Các dịch vụ thoại thời gian xử lý thực mạng PSTN độc lập Hình 4.6.Thiết bị truy nhập IP cho mạng hệ sau Bước 2: Phát triển mạng truy nhập dựa nhiều lọai hình cơng nghệ truy nhập từ loại giao diện thuê bao cũ - TDM - IP, truy cập băng thông rộng, truy nhập không dây phù hợp với nhu cầu nhiều loại đối tượng khách hàng, tận dụng lực mạng lõi IP Thời điểm tại, Bưu điện Hà Nội có mạng truy nhập qua đơi dây cáp đồng thuê bao chính, mạng xDSL giai đoạn đầu phát triển, chưa tương xứng với tiềm có mạng, mạng truy nhập không dây Wifi, Wimax dạng thử nghiệm ban đầu Khi triển khai bước 2, lưu lượng liệu, lưu lượng internet chuyển gần hoàn toàn sang mạng lõi IP Song song với việc phát triển mạng truy nhập bước tối ưu hóa lưu lượng TDM lưu lượng gói mạng Phát triển loại hình truy nhập khác cáp quang đến thuê bao, truy nhập không dây - 87 - Wimax,Wifi, Bưu điện Hà Nội cần triển khai thử nghiệm sớm đưa vào khai thác, cung cấp dịch vụ đến khách hàng Bước 3: Triển khai dần việc chuyển lưu lượng TDM lên mạng lõi IP trung kế IP Đầu tư chuyển mạch mềm (softswitch) có khả NGN chuyển mạch có chế độ làm việc kép (cả TDM gói IP) có dung lượng cao nhằm tiến tới đưa việc phát triển thuê bao PSTN sang dạng IP Vấn đề cần ý việc thay đổi kể từ mạng truy nhập trở đến mạng lõi dù cơng nghệ có thay đổi phải đảm bảo tính suốt dịch vụ khách hàng, khách hàng sử dụng thiết bị đầu cuối với giao diện thuê bao cũ POTS, ISDN, V5.x … Đồng thời triển khai nâng cấp truy nhập thuê bao, triển khai node truy nhập đa dịch vụ Access gateway, IP trunking nhằm bước giảm tải cho mạng PSTN, chuyển dần lưu lượng thoại mạng IP Lúc mạng PSTN thực điều khiển chuyển mạch cho gọi thoại nội nó, vấn đề liên thông mạng PSTN cũ thuê bao mạng gói triển khai thực thơng qua gateway chuyển đổi báo hiệu theo giải pháp hãng nêu Bước 4: Triển khai dịch vụ IP, giới thiệu dịch vụ cho thuê bao truy nhập trực tiếp IP, dịch vụ multimedia Triển khai gói giải pháp vá thiết bị đẩy dần việc truyền tải, truy nhập dựa cơng nghệ gói IP tiếp cận đến gần khách hàng tốt để thuận lợi cho vìệc triển khai cung cấp dịch vụ tới khách hàng Khi mở rộng mạng gói IP vậy, số thành phần mạng PSTN cũ bị thu gọn lại bị chuyển đổi, thay chuyển mạch mềm, gateway, node truy nhập đa dịch vụ IP Từ bước triển khai giải pháp mô dịch vụ POTS, ISDN dựa IP, thay đổi công nghệ cung cấp dịch vụ đối khách hàng suốt, khách hàng đầu tư thay thiết bị đầu cuối mà sử dụng dịch vụ truyền thống hưởng lợi dịch vụ NGN Khi triển khai xong bước này, mạng gói IP hồn tồn chuyển tải, xử lý, điều khiển dung lượng dịch vụ cung cấp thoại, liệu, video Bước 5: Hồn thiện mạng NGN đầy đủ, tiến tới mơ hồn tồn dịch vụ cũ mạng cơng nghệ gói IP Tồn lưu lượng phát sinh mạng xử lý, truyền tải dạng gói IP, báo hiệu dựa mạng gói IP Về khía cạnh khách hàng, khách hàng lựa chọn sử dụng thiết bị đầu cuối cũ để sử dụng với dịch vụ (lúc mô lại - 88 - công nghệ mới) mua sắm thêm/ thay thiết bị đầu cuối truy nhập IP để có đầy đủ tính dịch vụ mạng NGN Hình 4.7 Mạng MAN-NGN hồn chỉnh 4.5 Thiết kế mơ hình QoS cho mạng Viễn thơng Hà Nội Quá trình xử lý QoS, trình bày chương 3, thường thông qua giai đoạn: phân loại đánh dấu frame/packet; policing/shaping; chống tắc nghẽn, queueing/scheduling Phân loại frame/packet trình đánh dấu frame/packet dùng trường CoS, ToS, IP precedence, DSCP Policing trình giới hạn băng thông sử dụng đầu vào, frame/packet sau bị drop mark down giá trị ToS tùy mong muốn người quản trị Căn giá trị ToS frame/packet xếp hàng hàng đợi đầu phục vụ theo schedule định trước Phương pháp chống tắc nghẽn thực hàng đợi để tránh tắc nghẽn xảy Khi có tắc nghẽn, thuật tốn hàng đợi quản lí tắc nghẽn sử dụng để đảm dịch vụ có yêu cầu cao nhận Qos phù hợp - 89 - Mơ hình tổng quan Hình 4.8 Mơ hình QoS cho mạng MAN Hà Nội Access Switch thực phân loại đánh dấu lưu lượng Tùy thuộcvào lớp lưu lượng khách hàng, Access Switch thực trust giá trị CoS, DSCP khách hàng rewrite lại giá trị CoS, DSCP Việc sử dụng CoS, DSCP khách hàng MPLS Exp miền MPLS Viễn thông Hà Nội cho phép Viễn thông Hà Nội cung cấp QoS theo mơ hình phân cấp theo ứng dụng, khách hàng Các sách giới hạn tốc độ, băng thông, khách hàng thực tính Policing/Shaping Access Switch Core Router thực kỹ thuật QoS Queuing, Scheduling, Quản lí tắc nghẽn (Congestion Advoice) dựa vào giá trị MPLS Exp lớp lưu lượng Phân loại lưu lượng Phân loại (Classification) việc thực phân loại lưu lượng thành lớp định nghĩa sẵn Lưu lượng thơng thường phân loại vào mạng để nhận sách QoS hợp lí mạng Khi lưu lượng phân loại đánh dấu, mạng phải thiết lập để cung cấp dịch vụ cho lớp lưu lượng khác Thông thường lưu lượng thường phân loại dựa vào giá trị mào đầu lớp lớp CoS (802.1q), ToS (Type of Services), DSCP (Differential Service Code Point) Ngoài lưu lượng phân loại dựa vào cách khác giao diện vào (input interface), ứng dụng (NBAR - Network Based Application Recognition), access-list - 90 - Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để phân loại lưu lượng phần quan trọng mơ hình QoS Trong giải pháp Metro Ethernet, lưu lượng khách hàng phân loại dựa vào giao diện vào, input VLAN giá trị DSCP Đối với giải pháp Metro Ethernet, lưu lượng khách hàng đánh dấu (marking) theo miền mạng nhà cung cấp dịch vụ qua Tại lớp Access, trường CoS sử dụng để đánh dấu Trong mạng lõi MPLS, giá trị MPLS Exp sử dụng để đánh dấu lưu lượng lưu lượng qua core Hình 4.9 Mơ hình phân loại lưu lượng Tính Class-Based Packet Marking cho phép người quản trị thực đánh dấu gói tin cho gói tin phân loại dựa vào thuộc tính đánh dấu thiết kế Tính Class-Based Packet Marking cho phép thực - Đánh dấu gói tin cách thiết lập trường IP Precedence DSCP trường ToS - Đánh dấu gói tin cách thiết lập giá trị CoS - Đánh dấu gói tin (hoặc frame) cách thiết lập giá trị MPLS Exp Lưu lượng mạng phân chia thành lớp sau:  Lớp lưu lượng điều khiển (SP control traffic) Đặc điểm: Độ delay, độ loss thấp, không yêu cầu oversubcription Phương pháp QoS: - Router: Lớp AF (Assured Forwarding), CBWFQ with WRED - Switch: Lớp AF (Assured Forwarding), WRR with WRED Định nghĩa lưu lượng: Lớp lưu lượng sử dụng cho giao thức điều khiển - 91 -  Lớp lưu lượng thời gian thực (Realtime class) Đặc điểm: Delay, Loss, Jilter thấp, yêu cầu băng thông đảm bảo, Phương pháp QoS: - Router: LLQ - Switch: Strict Priority Queue Định nghĩa lưu lượng: Lớp lưu lượng sử dụng cho lưu lượng Voice  Lớp lưu lượng liệu (Data class) Đặc điểm: Loss thấp, Per Flow Sequence Preservation, Medium Oversubscription Phương pháp QoS: - Router: Lớp AF với kỹ thuật hàng đợi CBWFQ chống tắc nghẽn WRED - Switch: Lớp AF với kỹ thuật hàng đợi WRR chống tắc nghẽn WRED Định nghĩa lưu lượng: Lớp lưu lượng sử dụng cho hai loại lưu lượng có yêu cầu Lưu lượng liệu khách hàng kinh doanh có ưu tiên cao lưu lượng điều khiển mạng  Lớp lưu lượng VoD/Video Đặc điểm: Dealy, Loss thấp, Per Flow Sequence Preservation, Low Oversubscription Phương pháp QoS - Router: Lớp AF với kỹ thuật hàng đợi CBWFQ chống tắc nghẽn WRED - Switch: Lớp AF với kỹ thuật hàng đợi WRR chống tắc nghẽn WRED Định nghĩa lưu lượng: Streaming Video Traffic  Best-effort Class: Đặc điểm: No guarantees, best efforts transport, High Oversubscription Phương pháp QoS: Default Class in CBWFQ Weighted Fair Queuing with Tail Drop - 92 - Định nghĩa lưu lượng: Tất lưu lượng khác, ví dụ internet traffic Các mức cam kết dịch vụ Để đảm bảo chất lượng cho dịch vụ voice, video data, mạng MAN sử dụng mức cam kết dịch vụ sau theo tiêu chuẩn: ITU-T Y.1541 ETSI TS 185 001 V1.1.1 Mức cam kết dịch vụ SLA (Best Effort) SLA (Business Data) SLA (Interactive) SLA (Real time) SLA (Signaling, Management) Tham số One-way Delay Packet Loss Ratio Error Rate ≤ 1s < 10-3 < 10-4 ≤ 400ms < 10-3 < 10-4 Jitter ≤ 100ms ≤ 50ms < 10-3 < 10-4 ≤ 100ms ≤ 50ms < 10-3 < 10-4 Bảng 4.2 Bảng cam kết đáp ứng dịch vụ Khuyến nghị: SLA 0: Không cam kết tham số, sử dụng cho ứng dụng truyền thống truy nhập Internet… SLA 1: Sử dụng cho ứng dụng vụ có u cầu gói tin giao dịch ngắn, truyền liệu theo gói… SLA 2: Sử dụng cho ứng dụng tương tác… SLA 3: Sử dụng cho ứng dụng yêu cầu độ tương tác cao, nhạy với jitter, yêu cầu thời gian thực voice, video… SLA 4: Sử dụng dành riêng cho nhà cung cấp dịch vụ cho thơng tin báo hiệu, quản lí - 93 - KẾT LUẬN Xuất phát từ nhu cầu thực tế TP Hà Nội, tác giả nghiên cứu tìm hiểu xây dựng giải pháp mạng viễn thơng cho thành phố Hà Nội, nhằm đáp ứng nhu cầu tương lai, phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ viễn thông, công nghệ thông tin đại Nội dung luận văn tác giả tìm hiểu kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS)-là kỹ thuật tảng quan trọng Internet tập trung phân tích cơng nghệ mạng lõi, xem xét hướng cung cấp gói dịch vụ mạng để đáp ứng nhu cầu khách hàng, phương thức đánh giá chất lượng dịch vụ QoS mạng, Trên sở phân tích xu hướng công nghệ, người viết đề xuất phát triển thích hợp cho thành phố Hà Nội giải pháp mạng MAN-NGN đưa số khuyến nghị xây dựng mạng MAN-NGN cho thành phố Hà Nội Thực tế, sở hạ tầng mạng nhu cầu dịch vụ thành phố tương đối phức tạp, trình phát triển với việc cân nhắc hiệu đầu tư giá thành hệ thống Vì việc xây dựng triển khai mạng đô thị Việt nam nói chung Thành phố Hà Nội nói riêng chậm Luận văn nhiều vấn đề khác mà tác giả chưa đủ thời gian nghiên cứu giải cụ thể Tác giả mong muốn có thời gian giúp đỡ để bổ sung vấn đề lớn liên quan đến xây dựng mạng MAN sau: - Về mặt kỹ thuật, mạng đô thị hệ MAN-NGN tiếp tục hồn thiện chưa có đầy đủ tiêu chuẩn hay khuyến nghị cụ thể, nên việc xây dựng tiến tới hoàn toàn mạng NGN cần liên tục bổ sung, cập nhật, điều chỉnh để trách bị lệch hướng chuyển sang công nghệ - Các vấn đề an ninh, bảo mật mạng - Xử lý, tính tốn lưu lượng mạng - IPv6, mạng IP hồn tồn - … Mạng thị hệ (NGN) tiêu điểm phát triển thảo luận chuẩn hóa cơng nghệ, với phạm vi đề tài khơng thể trình bày hết khía cạnh mạng MAN, nhiên tác giả cung cấp phương thức đánh giá, lựa chọn giải pháp triển khai cách toàn diện cho có hiệu đầu tư cao Tác giả mong muốn thích người đọc nội dung đề tài Xin trân trọng cảm ơn ! - 94 - TÀI LIỆU THAM KHẢO I- Tiếng việt [1] Ts Trần Công Hùng, “Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS”, NXB Thông tin truyền thông [2] Ts Phạm Công Hùng, “Bài giảng NGN”, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [3] Ths Ngô Mỹ Hạnh, “Mạng hệ sau tiến trình chuyển đổi”, NXB Bưu Điện [4] Ts Nguyễn Đức Thủy, Ths Hồng Văn Bình, Ks Phạm Hồng Nhung, Ks Phạm Tiến Đạt (2004), “Đề tài nghiên cứu công nghệ giải pháp mạng MAN quang theo hướng NGN Tổng công ty đến năm 2010”, Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện [5] Nguyễn Trung Hiếu (2005), “Đánh giá QoS dịch vụ voice mạng NGN”, Luận văn thạc sỹ khoa học [6] Bưu điện Hà Nội (2004), Nghiên cứu đề xuất mạng MAN Hà Nội [7] Hướng dẫn xây dựng mạng MAN Ethernet VNPT, tháng 05/2007 [8] Viễn thông Hà Nội (2008), Mở rộng hệ thống xDSL Bưu điện TP Hà Nội giai đoạn 2006-2008, Phần mạng MAN [9] Trang Web: www.vnpt.com.vn www.xahoithongtin.com.vn www.wikipedia.com www.cisco.com II- Tiếng Anh [10] GEA (2001), “10 Gigabit Ethernet Technology Overview”, White Paper [11] Marco Conti, Enrico Gregori, Luciano Lenzini (1997), “Metropolitan Area Networks”, Springer, NewYork, London [12] Matthew N O Sadiku (2003), “Metropolitan and Wide Area Networks”, Englewood Cliffs, N.J; Prentice Hall, London [13] Helsiki University of Technology multiplexing; an overview” (1998), “Wavelength division - 95 - [14] NPL report COEM by R Billington (1999), “A Report on Four-Wave Mixing in Optical Fibre” [15] Trend communication (2005), “Next Generation SDH” [16] Technology White Paper (2005), “How Ethernet, PRP and MPLS work together”, River Stone Network [17] Cheng Rong (12/2005), “IP Broadband Access Network Construction DSLAM & MSAN”, Huawei Technologies [18] Technical Node (2002), “Ressilient Packet Ring Technology Overview”, Corrigent TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, xu hướng hội tụ mạng viễn thơng, mạng truyền liệu, mạng máy tính thực diễn mạch mẽ giới Việc tích hợp đa dịch vụ mạng thống xu hướng tất yếu nhằm đem lại cho khách hàng dịch vụ hồn hảo Vì vậy, nhiều quốc gia giới việc nghiên cứu công nghệ mạng dịch vụ băng rộng trở thành cao trào Tuy nhiên, để đạt mục đích cần phải xây dựng sở hạ tầng cơng nghệ có tính mở, ưu việt, nhằm tiến tới xây dựng mạng hoàn hảo cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện, hỗ trợ đa giao thức, mở rộng băng thông cho tất dịch vụ, đảm bảo chất lượng QoS sở cung cấp dịch vụ thời gian thực mạng hệ (NGN- Next Generation Network) Việc nghiên cứu để phát triển dịch vụ mạng băng rộng mà cụ thể tác giả nghiên cứu, đề xuất xây dựng mạng Metropolitan Area Network (MAN) cho Thành phố Hà Nội Mạng thị MAN mạng có khả truyền tải băng thông lớn cho phép cung cấp giao diện Ethernet tốc độ cao lên đến Gigabit tới tận văn phòng, doanh nghiệp, tòa nhà, khu dân cư cao cấp, nơi nhu cầu việc liên kết trao đổi thông tin nội quan đầu não với chi nhánh, sở khác phạm vi địa lý rộng lớn tách biệt Luận văn gồm phần chính: - Tổng quan mạng thị MAN, phân tích vai trị vị trí mạng MAN - Tìm hiểu cơng nghệ mạng MAN như: IP, MPLS/GMPLS, PPR, NG-SDH, WDW, Gigabit Ethernet, đánh giá ưu nhược điểm số công nghệ - Nghiên cứu đánh giá chất lượng mạng QoS mạng MAN - Nghiên cứu cấu trúc, giải pháp mạng MAN số nhà sản xuất lớn uy tín giới như: Cisco, Alcatel, Nortel, - Tìm hiểu đa dịch vụ mạng Metro - Đề xuất giải pháp xây dựng mạng MAN-NGN cho thành phố Hà Nội, số khuyến nghị trình xây dựng phát triển mạng MAN-NGN cho thành phố Thông tin sử dụng luận văn tư liệu, thông tin thu thập q trình học tập, nghiên cứu, số thơng tin khác tổng hợp tham khảo từ giáo trình, tạp chí, tài liệu kỹ thuật, thơng tin website Với thời gian thơng tin có hạn, đề tài nghiên cứu dừng lại việc định hướng giải pháp, công nghệ xây dựng phát triển mạng MAN Ngồi mục đích để làm đề tài tốt nghiệp, tác giả mong luận văn có tác dụng tiền nghiên cứu sở để hoàn thiện việc nghiên cứu, xây dựng triển khai mạng băng rộng cho Thành phố Hà Nội Tỉnh/ thành phố khác, đặc khu kinh tế tương lai Từ khóa: Mạng thị băng rộng ... “ Mạng đô thị MAN giải pháp xây dựng mạng viễn thông Hà Nội? ?? Luận văn gồm chương với nội dung sau: Chương 1: Tổng quan mạng đô thị Chương 2: Đánh giá chất lượng mạng đô thị -2- Chương 3: Giải. .. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MẠNG ĐÔ THỊ MAN- NGN CHO THÀNH PHỐ HÀ NỘI 77 - ii - 4.1 Sơ lược mạng viễn thông Thành phố Hà Nội 77 4.2 Nhu cầu phát triển lên MAN – NGN thành phố Hà Nội .79... 4.3 Đề xuất cấu trúc, giải pháp xây dựng mạng Metro cho BĐHN 81 4.4 Hướng triển khai xây dựng cụ thể mạng MAN BĐHN 84 4.5 Thiết kế mơ hình QoS cho mạng Viễn thông Hà Nội 88 KẾT LUẬN