Nghiên cứu công nghệ truyền dẫn NG SDH và phương án triển khai trên mạng NGN ở VNPT

Nghiên cứu công nghệ truyền dẫn NG SDH và phương án triển khai trên mạng NGN ở VNPT Nghiên cứu công nghệ truyền dẫn NG SDH và phương án triển khai trên mạng NGN ở VNPT Nghiên cứu công nghệ truyền dẫn NG SDH và phương án triển khai trên mạng NGN ở VNPT 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 VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN NG-SDH VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG NGN Ở VNPT NGUYỄN HÒA SINH HÀ NỘI 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN NG-SDH VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG NGN Ở VNPT NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60-52.70 NGUYỄN HÒA SINH Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VIẾT NGUYÊN HÀ NỘI 2006 LỜI CẢM ƠN Trước hết xin trân trọng biết ơn thầy TS Nguyễn Viết Ngun, người trực tiếp tận tình hướng dẫn tơi thực đề tài Xin trân trọng cảm ơn ban giám hiệu, lãnh đạo thầy cô khoa Điện Tử Viễn Thông trường ĐH Bách Khoa Hà Nội giảng dạy, góp ý tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực đề tài Chân thành cảm ơn Học Viện Bưu Chính Viễn Thông sở II tạo điều kiện giúp đở tơi hồn thành đề tài Trân trọng cảm ơn cán Trung tâm Viễn Thông Liên Tỉnh II (VTN II), Đài Viễn Thơng TP Hồ Chí Minh trung tâm viễn thông khu vực II, trạm viễn thông VTN Bình Dương, Bình Phước nhiệt tình giúp đỡ tơi trình khảo sát tìm hiểu thực tế thiết bị mạng lưới liên tỉnh Trân trọng cảm ơn lãnh đạo, cán công nhân Bưu Điện Tỉnh Bình Phước tạo điều kiện giúp đỡ tơi trình học tập thực đề tài MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN LỜI MỞ ĐẦU Chương I: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG THẾ HỆ MỚI I.1 Xu hướng phát triển dịch vụ viễn thông I.2 Xu hướng phát triển công nghệ truyền tải quang: I.2.1 Sự phát triển cấu trúc mạng I.2.2 Xu hướng phát triển công nghệ truyền tải quang 10 I.3 Kết luận 18 Chương II: 20 HIỆN TRẠNG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG CỦA VNPT 20 II.1 Mạng truyền dẫn quang quốc tế: 20 II.2 Mạng truyền dẫn quang quốc gia 22 II.3.1 Tuyến truyền dẫn quang đường trục bắc nam SDH 2,5G 22 II.3.1.1 Tổng quan 22 II.3.1.2 Một số nhận xét, đánh giá: 22 II.3.2 Tuyến truyền dẫn quang đường trục WDM 24 II.3.3 Tuyến Liên tỉnh cấp vùng 30 II.3.3.1 Các hệ thống xuất phát từ Hà nội: 30 II.3.3.2 Các tuyến cáp quang liên tỉnh xuất phát từ Tp.HCM 30 II.3.3.3 Các tuyến cáp quang khác 30 II.3.3.4 Đánh giá 30 II.3 Mạng truyền dẫn quang nội tỉnh 31 II.3.1 Mạng truyền dẫn quang trung kế liên đài 33 II.3.2 Mạng truy nhập quang 34 II.4 Nhận xét 35 Chương III: 37 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NG-SDH VÀ CÁC SẢN PHẨM NG-SDH ĐIỂN HÌNH 37 III.1 Giới thiệu chung công nghệ NG-SDH: 37 III.1.1 Hạn chế công nghệ SONET/SDH truyền thống 37 III.1.2 Những đặc trưng NG SONET/SDH: 38 III.1.2.1 POS ( Packet Over SONET/SDH) 39 III.1.2.2 MAPOS (Giao thức đa truy nhập qua SONET/SDH) 40 III.1.2.3 LAPS ( LAN Adapter protocol Support Program) 41 III.1.3 Đặc tính kỹ thuật NG SDH 42 III.1.3.1 Gói SONET/SDH (POS ) 42 III.1.3.2 LAPS 43 III.1.3.3 MAPOS 44 III.1.3.4 GFP/SDH WDM 44 III.1.3.5 Cấu trúc điển hình hệ thống NG-SDH 46 III.1.3.6 Khả cung cấp dịch vụ 47 III.2 Thủ tục lập khung tổng quát (GFP) 48 III.2.1 Các vấn đề chung GFP 49 III.2.1.1 Cấu trúc khung GFP 49 III.2.1.2 Các khung điều khiển GFP 50 III.2.1.3 Các chức mức khung GFP 51 III.2.2 Các vấn đề liên quan đến GFP-F 52 III.2.2.4 Tải tin MAC Ethernet 52 III.2.2.5 Tải tin HDLC/PPP 53 III.2.2.6 Tải tin kênh quang qua FC-BBW_SONET 53 III.2.2.7 Xử lý lỗi GFP-F 54 III.2.2.8 Tải tin RPR IEEE 802.1 55 III.2.2.9 Sắp xếp trực tiếp MPLS vào khung GFP-F 55 III.2.2.10 Sắp xếp trực tiếp PDU IP IS-IS vào khung GFPF 56 III.3 Ghép chuỗi ảo (VCAT) 57 III.3.1 Ghép chuỗi ảo bậc cao 59 III.3.2 Ghép chuỗi ảo bậc thấp 59 III.4 Cơ chế điều chỉnh dung lượng tuyến (LCAS) 59 III.4.1 Ứng dụng LCAS 61 III.4.2 Giao thức LCAS 61 III.5 Các tiêu chuẩn liên quan đến công nghệ NG-SDH tổ chức tiêu chuẩn giới 63 III.5.1 Các tiêu chuẩn ITU-T 64 III.5.2 Tiêu chuẩn IEEE 65 III.5.3 Các tiêu chuẩn ANSI 67 III.5.4 Tiêu chuẩn ETSI 67 III.6 Sản phẩm NG-SDH điển hình nhà sản xuất giới 67 III.6.1 Các sản phẩm NG-SDH Cisco 69 III.6.2 Sản phẩm NG-SDH Siemens 75 Error! Not a valid link CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Minh hoạ tính đa dạng ứng dụng việc giao dịch mạng doanh nghiệp giới Hình Thị trường mạng truy nhập quang Hình Loại bỏ ngăn giao thức trung gian Hình Mạng Metro ISP tương lai Hình Các lựa chọn phát triển mạng 10 Hình - 1: Kết nối mạng SONET/SDH: a Điểm nối điểm, b.Cấu hình mesh 38 Hình - 2: Mơ hình mạng truyền liệu IP SONET/SDH 39 Hình - 3: Khung MAPOS phiên phiên 41 Hình - 4: Ngăn giao thức/lớp cho IP STM-n sử dụng LAPS X.85 (Ngăn TCP/UDP/IP thay Ethernet X.86) 41 Hình - 5: Định dạng khung LAPS theo X.85 42 Hình - 6: Ngăn giao thức khung POS 43 Hình - 7: Giao thức lập khung tổng qt q trình bao gói IP khung SONET/SDH 45 Hình - 8: Cấu trúc điển hình hệ thống NG-SDH 47 Hình - 9: Mơ hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai sở công nghệ NGSDH 47 Hình - 10: Mối quan hệ GFP với tín hiệu khách hàng luồng truyền tải 48 Hình - 11: GFP-T GFP-F 49 Hình - 12: Cấu trúc khung GFP 50 Hình - 13: Khung Idle GFP 51 Hình - 14 Các thủ tục chung GFP 51 Hình - 15: Sự lan truyền tín hiệu lỗi GFP 52 Hình - 16: Mối quan hệ Ethernet khung GFP 53 Hình - 17: Mối quan hệ HDLC/PPP khung GFP 53 Error! Not a valid link Hình -1: Sắp xếp lưu lượng Ethernet vào kênh SDH 83 Hình - 2: Ethernet over SONET 83 Hình - 3: Chức node EoS 84 Hình - 4: Các giao thức Ethernet over SONET 85 Hình - 5: Sử dụng GFP, VCAT LCAS giải pháp EoS 86 Hình - 6: Ghép ảo VCAT lưu lượng Ethernet 87 Hình - 7: Triển khai RPR SONET/SDH 89 Hình - 8: Truyền tải TDM RPR mạng SONET/SDH 90 Hình - 9: Giao thức lập khung tổng quát q trình bao gói IP khung SONET/SDH 91 Hình - 10: Mơ hình RPR over NG-SDH cho mạng nâng cấp 111 Hình - 11: Mơ hình RPR over NG-SDH cho mạng xây dựng 112 Hình - 12: Mơ hình mạng NG-SDH over WDM 112 Hình - 13: Mơ hình mạng EoS 113 CÁC BẢNG BIỂU Bảng - 1: Hiệu suất sử dụng băng thông truyền dịch vụ Ethernet qua mạng SONET/SDH 38 Bảng - 2: Các giao thức sử dụng cho IP/SDH 39 Bảng - 3: Dung lượng VC-n-Xv SONET STS-3Xv SPE ghép chuỗi ảo 57 Bảng - 4: So sánh hiệu suất ghép liên tục ghép ảo 57 Bảng - 5: Các tiêu chuẩn liên quan đến công nghệ NG-SDH tổ chức tiêu chuẩn giới 63 Bảng - 1: Hiệu suất băng tần ghép ảo VCAT lưu lượng Ethernet vào SONET/SDH 87 Bảng - 2: So sánh trễ mạng giải pháp công nghệ 95 Bảng - So sánh khả bảo vệ chi phí cho xây dựng cấu bảo vệ 95 Bảng - 4: So sánh thông lượng đường thông phần tỉ lệ sử dụng băng thông ứng với loại hình cơng nghệ 96 Bảng - 5: So sánh giá thành xây dựng mạng dựa sở số giải pháp công nghệ 96 Bảng - 6: So sánh khả nâng cấp mạng số giải pháp công nghệ 98 Bảng - 7: So sánh khả đảm bảo chất lượng dịch vụ giải pháp công nghệ 98 Bảng - 8: So sánh tính mềm dẻo giải pháp công nghệ 99 Lời Mở Đầu Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật công nghệ cơng nghệ thơng tin viễn thơng phát triển mạnh mẽ Hiện nay, xây dựng mạng viễn thông hướng tới mạng NGN xu hướng tất yếu nước giới; Tập Địan Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam (VNPT) triễn khai mạng NGN với mạng truyền tải quang sử dụng công nghệ NG-SDH Công nghệ NG-SDH công nghệ công nghệ SDH sử dụng cho mạng viễn thông Trong năm tới cơng nghệ NG-SDH xem giải pháp công nghệ chủ đạo để xây dựng hệ thống truyền tải quang hệ thống điều khiển báo hiệu quản lý mạng thống đa phân lớp mạng NGN Mạng truyền tải xây dựng sở công nghệ NG-SDH điều kiện đảm bảo cho mục tiêu xây dựng mạng hội tụ, cung cấp đa dịch vụ theo phân lớp mạng Mạng có giao diện kết nối đa dạng ,dung lượng mạng lớn để cung cấp loại hình kết nối từ tốc độ thấp đến tốc độ cao với giao diện kết nối Đề tài nghiên cứu xu hướng phát triển công nghệ truyền tải quang hệ mới; khảo sát trạng mạng viễn thông VNPT; Nghiên cứu giải pháp đề xuất áp dụng mạng truyền tải quang mạng NGN VNPT Nghiên cứu công nghệ để áp dụng thực tiển mạng truyền tải quang NGN VNPT thực tế tỉnh Bình Phước giai đoạn phát triển từ tới năm 2010 Nội dung đề tài liên quan đến nhiều công nghệ đề cập đến nhiều vấn đề, nên mục trình bày tóm lược, nêu lên thơng tin tham chiếu kết đề tài liên quan Trong thời gian điều kiện khả có hạn thân cố gắng học, tập tìm hiểu thực đề tài, nên chắn không tránh khỏi hạn chế sai sót Rất mong nhận góp thầy đồng nghiệp để hoàn thiện Trang 103 - Trong vòng vài năm trở lại VNPT đầu tư lớn vào mạng việc phát triển tuyến cáp quang nội hạt Phần lớn tuyến cáp quang lắp đặt với dung lượng sợi cáp 8, 16, 24 sợi, hệ số sử dụng sợi thấp Do vậy, tài nguyên sợi quang mạng quang nội hạt bưu điện tỉnh thành dồi Đây thuận lợi lớn cho xem xét triển khai hệ thống truyền dẫn quang dựa sở kết hợp công nghệ WDM, NG-SDH, RPR - Nhu cầu truyền tải lưu lượng IP mạng ngày tăng từ đưa mạng ADSL vào khai thác tòan quốc đánh giá tăng khoảng 90%-120% năm lưu lượng thoại tăng khoảng 10% năm Do tương lai lưu lượng IP trở nên vượt trội so với lưu lượng thoại Mặt khác, sản phẩm thiết bị dựa cơng nghệ NG-SDH có nhiều ưu điểm như: - Đáp ứng nhu cầu thuê kênh dịch vụ TDM (E1,E3), STM-1/4/16 dịch vụ hướng số liệu: POS, FE, GE RPR Công nghệ thiết bị lên tên MSxP-Multi Service Provisioning/Switching/Transport Platform.MSxP xem phù hợp với nhà khai thác truyền thống (như VNPT), đáp ứng đa dạng nhu cầu dịch vụ, tận dụng công nghệ có mà đảm bảo trì phát triển lên hệ mạng - Cung cấp kết nối có băng thơng cố định cho khách hàng - Độ tin cậy kênh truyền dẫn cao, trễ truyền tải thông tin nhỏ - Các giao diện truyền dẫn chuẩn hóa tương thích với nhiều thiết bị mạng - Thuận tiện cho kết nối truyền dẫn điểm - điểm - Quản lý dễ dàng - Cơng nghệ chuẩn hóa - Thiết bị triển khai rộng rãi Với phân tích nhận định dựa vào thực trạng mạng VNPT cho thấy việc xây dựng hạ tầng truyền dẫn quang dựa công nghệ NG-SDH hoàn toàn phù hợp với bối cảnh mạng, vừa tận dụng sở hạ tầng sẵn có, vừa đáp ứng mục tiêu phát triển mạng tương lai Tuy nhiên, sở hạ tầng mạng truyền dẫn quang áp dụng Trang 104 công nghệ truyền dẫn quang phù hợp không thiết phải lựa chọn công nghệ nhất, xu hướng xây dựng mạng truyền tải quang (và đặc biệt mạng MAN) giới Do việc lựa chọn cơng nghệ NG-SDH áp dụng cho xây dựng mạng truyền tải quang VNPT dựa số hướng sau: - Xây dựng mạng có khả tận dụng sở hạ tầng mạng truyền dẫn quang SDH cũ nhằm tích hợp hệ thống với hệ thống truyền dẫn SDH cũ Cho phép tận dụng tài nguyên mạng có sẵn, tạo khả tích hợp quản lý mạng hạ tầng quản lý - Tận dụng sở hạ tầng truyền dẫn SDH cũ để đồng thời đáp ứng nhu cầu cung cấp dịch vụ số liệu bên cạnh dịch vụ TDM truyền thống - Đối với bối cảnh mạng dồi tài nguyên sợi, không bắt buộc phải tận dụng hệ thống cở sở hạ tầng mạng truyền dẫn cũ, yêu cầu xây dựng mạng đáp ứng nhiều mục tiêu khác (như cung cấp đa dạng dịch vụ, đa dạng giao diện, ứng dụng công nghệ mạng tiên tiến, hướng tới phát triển tương lai) nên kết hợp công nghệ NG-SDH với công nghệ định tuyến chuyển mạch lớp IV.1.2.3 Lựa chọn giải pháp áp dụng NG-SDH cho mạng truyền tải a Mạng trục: Theo xu hướng phát triển kiến trúc mạng đề cập chương I thấy rằng, mạng trục mạng metro phát triển công nghệ IP WDM Kiến trúc mạng hệ mang ưu điểm lớp mạng IP tích hợp trực tiếp lên lớp truyền tải WDM Sự kết hợp IP WDM theo nhiều hướng khác cách triển khai đơn giản hố ngăn giao thức mạng gói SDH, Gigabit Ethernet Khi đó, mạng trục VNPT gồm PoP IP lõi liên kết với qua mạng đường trục WDM theo kiến trúc mesh Kích cỡ topo mạng đường trục WDM phụ thuộc vào khoảng cách PoP IP Trong giai đoạn (2006-2010) lưu lượng truyền tải mạng VNPT hồ trộn thoại (TDM) số liệu, lưu lượng TDM chiếm tỷ trọng đáng kể Vì sử dụng cơng nghệ NG-SDH phù hợp so với công nghệ thiết kế tối ưu cho truyền tải lưu lượng gói Dựa vào phân tích đánh giá giải pháp cơng nghệ áp dụng NGSDH rút số tóm tắt đặc điểm giải pháp sau: Trang 105 Đối với giải pháp NG-SDH: + Ưu điểm: - Năng lực truyền tải tốt - Khả đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt + Nhược điểm: - Giá thành xây dựng mạng tương đối đắt - Khả mở rộng nâng cấp mạng khó - Độ mềm dẻo mạng: khơng tốt + Khả áp dụng: - Phù hợp với khu vực mạng khơng có bùng nổ lưu lượng gói Đối với giải pháp EoS: + Ưu điểm: - Giá thành xây dựng mạng tương đối rẻ - Có khả hỗ trợ tốt cho ứng dụng truyền tải liệu tốc độ cao có đặc tính lưu lượng mạng tính đột biến tính “bùng nổ” - Cho phép truyền tải lưu lượng với hiệu suất băng thông thông lượng truyền tải lớn - Hầu hết giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng cơng nghệ Ethernet chuẩn hố (họ giao thức IEEE.802.3) Phần lớn thiết bị mạng Ethernet nhà sản xuất tuân theo tiêu chuẩn họ tiêu chuẩn nói Việc chuẩn hố tạo điều kiện kết nối dễ dàng, độ tương thích kết nối cao thiết bị nhà sản xuất khác - Thuận lợi việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khách hàng Khơng địi hỏi khách hàng phải thay đổi công nghệ, thay đổi nâng cấp mạng nội bộ, giao diện kết nối Theo thống kê, có tới 95% lưu lượng phát sinh ứng dụng truyền tải liệu lưu lượng Etheret Điều xuất phát từ thực tế hầu hết mạng truyền liệu quan, tổ chức (mạng LAN, MAN, mang Intranet…) xây dựng sở công nghệ Ethernet - Khả mở rộng, nâng cấp mạng dễ dàng - Khả đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt + Nhược điểm: - Không phù hợp cho việc truyền tải loại hình ứng dụng có đặc tính lưu lượng nhạy cảm với thay đổi trễ truyền tải (jitter) có độ ì (latency) lớn + Khả ứng dụng: Trang 106 - Phù hợp áp dụng cho bối cảnh xây dựng mạng cần tận dụng sở hạ tầng có sẵn nhằm tiết kiệm chi phí Đối với giải pháp RPR over NG-SDH: + Ưu điểm: - Thích hợp cho việc truyền tải lưu lượng dạng liệu với cấu trúc ring - Cho phép xây dựng mạng ring cấu hình lớn (tối đa đến 200 nút mạng) - Hiệu suất sử dụng dung lượng băng thông lớn thực nguyên tắc ghép kênh thống kê dùng chung băng thông tổng - Hỗi trợ triển khai dịch vụ multicast/broadcast - Quản lý đơn giản (mạng cấu hình cách tự động) - Cho phép cung cấp kết nối với nhiều mức SLA (Service Level Agreement) khác - Phương thức cung cấp kết nối nhanh đơn giản - Công nghệ chuẩn hóa + Nhược điểm: - Giá thành thiết bị đắt Khả mở rộng, nâng cấp khó khăn Hạn chế topo Công nghệ chuẩn hóa khả kết nối tương thích kết nối thiết bị hãng khác chưa cao + Khả áp dụng: - Phù hợp với việc xây dựng mạng cung cấp kết nối với nhiều cấp độ thỏa thuận dịch vụ kết nối khác giao diện - Thích hợp với việc xây dựng mạng hoàn toàn sở hạ tầng cung cấp dịch vụ Đối với giải pháp NG-SDH over WDM: + Ưu điểm: - Năng lực truyền tải tốt - Khả mở rộng nâng cấp dễ dàng - Cung cấp hệ thống truyền tải quang có dung lượng lớn, đáp ứng yêu cầu bùng nổ lưu lượng loại hình dịch vụ - Nâng cao lực truyền dẫn cáp sợi quang, tận dụng khả truyền tải hệ thống cáp quang xây dựng - Khả đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt + Nhược điểm: - Giá thành mạng đắt Trang 107 - Khả ứng dụng: - Phù hợp cho nơi mà mạng thiếu tài nguyên cáp/sợi quang, cần phải tận dụng lực truyền tải sợi quang - Nâng cấp dung lượng, thay hệ thống truyền tải quang có - Ứng dụng cho nơi cần dung lượng hệ thống truyền tải lớn mạng lõi, mạng đường trục Việc lựa chọn giải pháp công nghệ truyền dẫn cho mạng trục dựa tiêu chí sau: - - Giảm thiểu chi phí/bit (cost per bit) - - Khả mở rộng, nâng cấp mạng - - Năng lực truyền tải mạng Như vậy, so sánh giải pháp vào tiêu chí lựa chọn chủ yếu thấy EoS NG-SDH over WDM đáp ứng yêu cầu mạng trục Tuy NG-SDH over WDM có giá thành mạng cao so với EoS giải pháp lại có đặc điểm trội như: - Giải pháp hoàn toàn đáp ứng yêu cầu chuyển hướng đến mạng IP/quang tương lai - Cung cấp hệ thống truyền tải có dung lượng lớn - Khả nâng cấp mở rộng tốt nhu cầu lưu lượng tăng - Hỗ trợ tốt MPLS (IP-MPLS) triển khai công nghệ hai công nghệ IP MPLS (mơ hình xếp chồng giao thức IP/MPLS) cho phân lớp định tuyến/ chuyển mạch lớp Mơ hình IP/MPLS/NG-SDH/WDM có khả cung cấp dịch vụ theo yêu cầu QoS/CoS cho khách hàng Nâng cao lực hoạt động mạng trục nhờ khả thiết kế lưu lượng cung cấp QoS đảm bảo MPLS Do giải pháp truyền dẫn NG-SDH over WDM cho mạng trục với mơ hình giao thức IP/MPLS/NG-SDH/WDM b Mạng MAN Xét cấu trúc phân lớp dịch vụ, mạng MAN chia làm lớp - Lớp truy nhập thực chức tích hợp loại hình dịch vụ bao gồm dịch vụ từ người sử dụng dịch vụ mạng Lớp mạng thực thi kết nối cung cấp loại hình dịch vụ xuất phát từ mạng truy nhập ứng dụng nhiều công nghệ truy nhập khác dịch vụ sở công nghệ Ethernet, ATM, Frame Relay, DSL, cáp đồng, cáp quang với nhiều loại giao diện khác Trang 108 - Lớp mạng lõi thực chức truyền tải lưu lượng tích hợp mạng thị cách hợp lý; lớp thực chức định tuyến truyền tải lưu lượng nội vùng đô thị chuyển giao lưu lượng với mạng trục (backbone) Theo mơ hình phân lớp chức năng, mạng MAN phân chia thành lớp mạng: lớp mạng biên lớp mạng lõi Trong lớp mạng bố trí thiết bị mạng có chức khác để thực thi chức cần phải thực lớp mạng tùy thuộc vào mục tiêu, qui mơ, kích cỡ mạng MAN cần phải xây dựng Các nút mạng thực chức là: - Nút truy nhập khách hàng: nút mạng phân ranh giới tiếp giáp khách hàng nhà cung cấp dịch vụ mạng MAN thuộc nhà cung cấp dịch vụ Nút mạng lắp đặt phía khách hàng bố trí phạm vi mạng ngoại vi nhà cung cấp dịch vụ Khách hàng kết nối với nút truy nhập khách hàng thông qua thiết bị chuyển mạch (lớp 2) thiết bị định tuyến (lớp 3) Chức nút mạng là: + Cung cấp loại hình giao diện mạng người sử dụng (UNI) phù hợp với thiết bị kết nối khách hàng + Đảm bảo băng thông cung cấp cho khách hàng thiết lập tương ứng với thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA), loại hình dịch vụ (CoS) đặc tính đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) khách hàng - Nút tập trung: nút trung chuyển nút truy nhập khác hàng nút kết nối mạng lõi (POP) Nút đóng vai trò nút tập hợp lưu lượng từ nút truy nhập khách hàng để chuyển lên nút kết nối mạng lõi, dung lượng xử lý nút định tới số lượng nút truy nhập khác hàng triển khai khu vực đặc biệt khu vực có số lượng khách hàng lớn Đối với mạng khu vực có kích thước, dung lượng nhỏ, số lượng khách hàng khơng cần có nút mạng - Nút kết nối mạng lõi: Nút có thực tập hợp lưu lượng để truyền tải lên mạng lõi MAN, thực chức như: + Đảm bảo kết nối cách tin cậy với phần tử mạng lõi + Kết nối nút mạng lõi MAN với + Kết nối với phần tử mạng lõi giao thức thống để truyền tải loại hình dịch vụ Trang 109 - Nút kết nối đường trục: nút nút riêng biệt nút kết nối mạng lõi có thêm giao diện giao thức kết nối phù hợp để kết nối với phần tử mạng đường trục để truyền tải lưu lượng loại hình dịch vụ liên mạng Các tiêu chí lựa chọn giải pháp truyền dẫn cho mạng MAN: - Hạ tầng hợp - Khả mở rộng, nâng cấp mạng - Tương hợp với sở hạ tầng có - Đa dạng dịch vụ khách hàng - Giá thành xây dựng mạng phù hợp Các giải pháp công nghệ cho mạng MAN quang lựa chọn cho lớp mạng dựa bối cảnh khác xây dựng mạng có sở hạ tầng mạng cần tận dụng sở hạ tầng Đối với lớp mạng MAN truy nhập khách hàng: - Đối với bối cảnh mạng dồi tài nguyên sợi, không bắt buộc phải tận dụng hệ thống sở hạ tầng mạng truyền dẫn cũ, yêu cầu xây dựng mạng đáp ứng nhiều mục tiêu khác (như cung cấp đa dạng dịch vụ, đa dạng giao diện, ứng dụng công nghệ mạng tiên tiến, hướng tới phát triển tương lai) nên xây dựng sở hạ tầng mạng dựa sở công nghệ truyền dẫn quang tiên tiến NG-SDH - Ethernet/NG-SDH trường hợp cần tích hợp hệ thống SDH cũ với hệ thống Cơng nghệ NG-SDH ngồi việc đảm bảo tiêu chí xây dựng mạng MAN cịn có khả tích hợp hệ thống truyền dẫn SDH cũ, cho phép tận dụng tài nguyên mạng có sẵn, tạo khả tích hợp quản lý mạng hạ tầng quản lý - RPR/NG-SDH cho khu vực mạng xây dựng Mơ hình RPR/NGSDH cho phép tăng hiệu sử dụng băng thông vòng ring, đảm bảo chất lượng dịch vụ cấp độ khác Tuy nhiên, mơ hình địi hỏi phần chi phí đầu tư xây dựng mạng lớn đặc biệt thích hợp với việc xây dựng mạng hoàn toàn sở hạ tầng cung cấp dịch vụ Đối với lớp mạng MAN tập trung: - IP/MPLS/GbE/NG-SDH nhằm tích hợp hệ thống SDH cũ với hệ thống - IP/MPLS/RPR/NG-SDH cho khu vực xây dựng mạng MAN hoàn toàn Lớp mạng lõi MAN thực theo kiến trúc: Trang 110 - IP/MPLS/NG-SDH/WDM nhằm tích hợp hệ thống SDH cũ với hệ thống tài nguyên cáp sợi quang không dồi dào, đòi hỏi triển khai WDM - IP/MPLS/RPR/NG-SDH cho khu vực xây dựng mạng c Mạng truy nhập quang Mạng quang mạng truy nhập VNPT đóng vai trò truyền tải dung lượng nút truy nhập dịch vụ Mạng phân bố đến khách hàng sử dụng mạng cáp đồng Mạng truy nhập quang VNPT chủ yếu triển khai sử dụng cơng nghệ SDH, với cấu hình RING điểm điểm, nhiên mức độ thâm nhập cáp quang hạn chế, chủ yếu mức mở rộng phạm vi tổng đài nhờ hệ thống DLC Theo đánh giá nhà nghiên cứu điều tra thị trường viễn thơng giới truy nhập mạng cáp đồng vô tuyến chiếm ưu mạng phân bố đến khách hàng Mạng cáp quang đóng vai trò cung cấp dung lượng cho nút truy nhập , mạng truy nhập quang đến thuê bao gần phục vụ cho khách hàng đặc biệt doanh nghiệp, trung tâm nghiên cứu thử nghiệm, nhiên tính thương mại khơng cao Và nhiều năm mạng cáp đồng trì mạng phân bố đến khách hàng, mạng quang đóng vai trò cung cấp dung lượng nút truy nhập, nút truy nhập với POP dịch vụ Mạng truy nhập quang VNPT khơng nằm ngồi xu hướng chung mạng truy nhập quang giới Trong giai đoạn vài năm tới, việc sử dụng cáp quang cho mạng truy nhập chủ yếu với vai trò truyền tải dung lượng nút truy nhập dịch vụ, phần mạng phân bố đến khách hàng cáp đồng vơ tuyến giải pháp có ưu giá thành bên cạnh phần truy nhập quang hạn chế Phần mạng truy nhập quang có đặc điểm tương tự phần mạng truy nhập khách hàng mạng MAN Do vậy, sử dụng giải pháp cho phần mạng truy nhập khách hàng cho mạng truy nhập quang trường hợp cần nâng cấp mạng xây dựng mạng hoàn tồn IV.2 Một số mơ hình mạng đề xuất áp dụng NG-SDH a RPR over NG-SDH Trang 111  Triển khai RPR over NG-SDH trường hợp có sẵn mạng SDH cung cấp dịch vụ TDM (ví dụ đường thuê kênh riêng): - Khả cung cấp dịch vụ: + Có thể cung cấp dịch vụ hướng IP địi hỏi có giao diện PoS định tuyến khách hàng + Có thể cung cấp dịch vụ Ethernet qua phương thức EoS - Mạng RPR triển khai mạng xếp chồng sở hạ tầng SDH có sẵn: + Các chuyển mạch RPR lắp đặt vị trí cần thiết + Các chuyển mạch RPR kết nối đến mạng SDH qua tuyến SDH + Các chuyển mạch RPR kết nối với luồng SDH (ring ảo) - Các dịch vụ RPR (các dịch vụ LAN suốt truy nhập internet) cung cấp qua giao diện Ethernet có giá thành thấp chuyển mạch Ethernet định tuyến IP Khách hàng TDM truyền thống Ring ảo RPR NGSDH NGSDH NGSDH NGSDH NgSDH Ring lõi SDH NGSDH NGSDH Hình - 10: Mơ hình RPR over NG-SDH cho mạng nâng cấp  Triển khai RPR over NG-SDH mạng xây dựng mới: - Mạng RPR triển khai mạng SDH + Các chuyển mạch RPR lắp đặt tất vị trí chuyển tiếp lưu lượng + Các chuyển mạch RPR kết nối vật lý với qua tuyến SDH - Các dịch vụ RPR (các dịch vụ LAN suốt truy nhập internet) cung cấp qua giao diện Ethernet chuyển mạch Ethernet định tuyến IP + EoS sử dụng cho khách hàng xa Trang 112 - Các dịch vụ TDM truyền thống cung cấp, nhiên địi hỏi chức thích ứng kênh qua RPR + Chức triển khai khối chức riêng lẻ tích hợp chuyển mạch RPR (do khách hàng/nhà khai thác tuỳ chọn) Thích ứng kênh RPR Ring lõi SDH Khách hàng truyền thống TDM Hình - 11: Mơ hình RPR over NG-SDH cho mạng xây dựng b NG-SDH over WDM - Mạng trục -n Ring truy nhập Ring truy nhập -n - ISP Ring lõi WDM Truy nhập tốc độ cao dến ISP, PoP Ring truy nhập ISP -n NG SDH Bộ định tuyến IP Ring truy nhp OADM DXC Hỡnh - 12: Mơ hình mạng NG-SDH over WDM c EoS Trang 113 Rin gt ruy nh ập Mạng đường trục IP-DSLAM Doanh nghiep lớn NG-SDH GbE FE Ring lõi EPON-OLT Dịch vụ T1/E1 DS3/ E3 GbE Ethernet10/100 ập CMTS R in g tru y nh Doanh nghiep lớn ADM lắp đặt GbE, 10/100 Hình - 13: Mơ hình mạng EoS IV.3 Kết luận - NG-SDH công nghệ truyền dẫn hệ xây dựng công nghệ SDH truyền thống Đây công nghệ thiết kế cho dịch vụ TDM dịch vụ số liệu với hỗ trợ giao thức GFP, VCAT LCAS - Căn vào trạng mạng truyền tải VNPT cho thấy: o Phần lớn thiết bị truyền dẫn mạng viễn thông VNPT sử dụng thiết bị truyền dẫn sở công nghệ SDH o Nhu cầu truyền tải lưu lượng IP mạng ngày cao Tuy nhiên, thời gian trước mắt lưu lượng mạng hoà trộn lưu lượng TDM số liệu, lưu lượng TDM chiếm tỷ trọng đáng kể Do vậy, việc sử dụng công nghệ NG-SDH cho mạng truyền tải hợp lý số lý do: o Tận dụng sở hạ tầng sẵn có xây dựng cơng nghệ SDH hệ cũ o Đáp ứng nhu cầu cung cấp dịch vụ TDM số liệu bối cảnh lưu lượng TDM chiếm ưu so với lưu lượng số liệu (nếu lưu lượng số liệu vượt trội so với lưu lượng TDM sử dụng cơng nghệ NG-SDH lại không hiệu quả) - Các giải pháp áp dụng công nghệ NG-SDH cho mạng truyền tải bao gồm: Ethernet over NG-SDH, RPR over NG-SDH NG-SDH over WDM Mỗi Trang 114 giải pháp có ưu nhược điểm riêng khả áp dụng cho bối cảnh phạm vi mạng cụ thể - Đề xuất giải pháp áp dụng NG-SDH vào mạng truyền tải VNPT sau: Đối với mạng trục lựa chọn mơ hình IP/MPLS/NG-SDH/WDM Đối với mạng MAN: o Lớp mạng MAN truy nhập khách hàng: - Ethernet/NG-SDH , RPR/NG-SDH trường hợp cần tích hợp hệ thống SDH cũ với hệ thống o Lớp mạng MAN tập trung: - IP/MPLS/GbE/NG-SDH nhằm tích hợp hệ thống SDH cũ với hệ thống - IP/MPLS/RPR/NG-SDH cho khu vực xây dựng mạng MAN hoàn toàn o Lớp mạng lõi MAN: - IP/MPLS/NG-SDH/WDM nhằm tích hợp hệ thống SDH cũ với hệ thống tài nguyên cáp sợi quang khơng dồi dào, địi hỏi triển khai WDM - IP/MPLS/RPR/NG-SDH cho khu vực xây dựng mạng Đối với mạng truy nhập quang: sử dụng giải pháp cho phần mạng truy nhập khách hàng cho mạng truy nhập quang trường hợp cần nâng cấp mạng xây dựng mạng hoàn toàn Trang 115 Chương IV: 82 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ NG-SDH TRÊN MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG NGN CỦA VNPT 82 IV.1 Các giải pháp áp dụng NG-SDH cho mạng truyền tải quang NGN VNPT 82 IV.1.1 Nghiên cứu giải pháp áp dụng công nghệ NG-SDH cho mạng truyền tải quang NGN VNPT 82 IV.1.1.1 Ethernet over SDH (EoS): 82 IV.1.1.2 Giải pháp RPR over NG-SDH: 87 IV.1.1.3 NG-SDH over WDM 91 IV.1.1.4 So sánh giải pháp mạng truyền tải áp dụng công nghệ NGSDH 93 IV.1.2 Đề xuất giải pháp áp dụng công nghệ NG-SDH cho mạng truyền tải quang NGN VNPT 100 IV.1.2.1 Một số nhận xét khả đáp ứng yêu cầu NGN mạng truyền tải VNPT 100 IV.1.2.2 Đánh giá khả áp dụng công nghệ NG-SDH mạng truyền tải quang VNPT 102 IV.1.2.3 Lựa chọn giải pháp áp dụng NG-SDH cho mạng truyền tải 104 IV.2 Một số mơ hình mạng đề xuất áp dụng NG-SDH 110 IV.3 Kết luận 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đề tài mã số: 005-2001-TCT-RDP-VT-01 “Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS đề xuất kiến nghị áp dụng công nghệ GMPLS mạng hệ sau (NGN) Tổng công ty”Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện [2] Đề tài mã số: 010-2004-TCT-RDP-VT-09 “Nghiên cứu công nghệ giải pháp mạng MAN quang theo hướng NGN TCT đến năm 2010” - Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện [3] Đề tài mã số: 006-2003-TCT-RDP-VT-16 “Nghiên cứu xây dựng giải pháp bảo vệ phục hồi mạng thông tin quang WDM Tổng công ty” - Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện [4] Đề tài Bộ: “Nghiên cứu tiêu chuẩn tổ chức tiêu chuẩn giới mạng quang hệ sau đề xuất định hướng phát triển mạng quang tương lai Việt Nam” - Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện [5] Luận văn thạc sỹ khoa học: “Công nghệ truyền tải quang ứng dụng Việt Nam” – Vũ Hồng Hoà – Đại học Bách khoa Hà Nội [6] Đề tài: “Nghiên cứu công nghệ RPR/DPT khả triển khải mạng NGN Tổng Công ty” – Trần Quý – Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện [7] Hướng dẫn cấu trúc xây dựng mạng viễn thông giai đoạn 2006-2008 2009-2010 VNPT năm 2004 – Tổng Công Ty Bưu Chính Viễn Thơng Việt Nam Tiếng Anh [8] ITU-T Rec.8080/Y.1304 “Architecture for the Automatically Switched Optical Network (ASON)”, November 2001 [9] http://www.ietf.org/html.charters/ccamp-charter.html : GMPLS Charter http://www.javvin.com/protocol/rfc3031.pdf : Multiprotocol Label Switching Architecture http://www.javvin.com/protocol/rfc3945.pdf : Generalized MultiProtocol Label Switching (GMPLS) Architecture [10] RFC 3473, “Generalized MPLS Signaling – RSVP-TE Extensions” [11] RFC 3471, “Generalized MPLS – Signaling Functional Description” [12] Draft-ietf-ccamp-ospf-gmpls-extensions-09.txt, “OSPF Extensions in Support of Generalized MPLS” [13] Draft-ietf-ccamp-lmp-07.txt, “Link Management Protocol” [14] Draft-ietf-ccamp-gmpls-routing-05.txt, “Routing Extensions in Support of GMPLS” [15] User Network Interface (UNI) 1.0 Signaling Specification, Optical Inter- networking Forum, October 2001 [16] ITU-T Rec.7042/Y.1305 “Link capacity adjustment scheme (LCAS) for virtual concatenated signals”, November 2001 [17] ITU-T Rec.707/Y.1323 “Network Node interface for the synchronous digital hierachy (SDH)”, October 2000 [18] ITU-T Rec.7041/Y.1303 “Generic framing procudure”, 12/ 2001 [19] Technical overview: Next-generation SONET for Cable MSOs, Nortel Networks [20] Sami Lallukka, Riikka Lemminkainen: The future in the metro- Next- generation SDH or plain Ethernet, December 2003 [21] Daniel Minoli: Advances and opportunities in next-generation SONET anh other optical architectures, 2002 [22] Jason Baumbach: Should GFP be used as a switched protocol, 06/2003 [23] Mickael Fontaine: Delivering carrier class ethernet services in the metro network and first mile, 10/2005 ... Th? ?ng Việt Nam (VNPT) triễn khai m? ?ng NGN với m? ?ng truyền tải quang sử d? ?ng c? ?ng nghệ NG- SDH C? ?ng nghệ NG- SDH c? ?ng nghệ c? ?ng nghệ SDH sử d? ?ng cho m? ?ng viễn th? ?ng Trong năm tới c? ?ng nghệ NG- SDH. .. tài nghiên cứu xu hư? ?ng phát triển c? ?ng nghệ truyền tải quang hệ mới; khảo sát tr? ?ng m? ?ng viễn th? ?ng VNPT; Nghiên cứu giải pháp đề xuất áp d? ?ng m? ?ng truyền tải quang m? ?ng NGN VNPT Nghiên cứu c? ?ng. .. Trang 37 Chư? ?ng III: NGHIÊN CỨU C? ?NG NGHỆ NG- SDH VÀ CÁC SẢN PHẨM NG- SDH ĐIỂN HÌNH III.1 Giới thiệu chung c? ?ng nghệ NG- SDH: III.1.1 Hạn chế c? ?ng nghệ SONET /SDH truyền th? ?ng SONET /SDH truyền thống