Công nghệ mạng truyền dẫn thế hệ mới IP WDM

Công nghệ mạng truyền dẫn thế hệ mới IP WDM

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội -------------------------------------------- luận văn thạc sĩ khoa học công nghệ mạng truyền dẫn thế hệ mới IP/WDM ngành: xử lý thông tin và truyền thông M số: tiêu xuân hùng Ngời hớng dẫn khoa học: PGS -TS. Đặng văn chuyết hà nội 2006 Lời cam đoan Em xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của chính bản thân. Các nghiên cứu trong luận văn này dựa trên những tổng hợp lý thuyết và hiểu biết thực tế của em, không sao chép. Tác giả luận văn Tiêu Xuân Hùng - - IMục lục Mục lục I Thuật ngữ viết tắt IV danh mục các hình vẽ VIII mở đầu .1 Chơng 1: giới thiệu về mạng truyền dẫn thế hệ mới hiện nay và xu hớng phát triển .2 1.1 Giới thiệu chung 2 1.2 Cấu trúc mạng thế thệ mới hiện nay . 2 1.3. Lớp truyền dẫn và truy nhập hiện nay . 3 1.3.1 Phần truyền dẫn: . 3 1.3.2. Phần truy nhập: . 4 1.4 Các công nghệ sử dụng cho mạng thế hệ mới hiện nay. . 5 1.4.1. Công nghệ IP 5 1.4.2. Công nghệ ATM . 7 1.4.3. Công nghệ IP / ATM 8 1.4.4. MPLS 10 1.4.5 Ghép kênh phân chia theo bớc sóng WDM và DWDM . 11 1.5 Xu hớng tích hợp IP/quang trong mạng NGN. 12 Chơng 2: Mạng IP/WDM 14 2.1 Giới thiệu mạng IP/WDM 14 2.1.1 Giới thiệu mạng quang WDM . 14 2.1.2 Mạng IP/WDM 16 2.2 Các kiến trúc mạng IP/WDM . 18 2.2.1 Các kiểu kiến trúc mạng 18 2.2.1.1 Mạng IP/ WDM Điểm-Điểm 19 2.2.1.2 Mạng IP/WDM có khả năng cấu hình lại 19 2.2.1.3 Mạng IP/WDM có khả năng chuyển mạch . 20 - - II2.2.2 Các mô hình liên kết mạng IP/WDM 24 2.2.2.1 IP/ WDM có thể cấu hình. . 24 2.2.2.2 IP/WDM có khả năng chuyển mạch . 28 2-3 Kết luận . 32 Chơng 3: Điều khiển mạng trong mạng IP /WDM .34 3.1 Địa chỉ mạng IP/WDM 36 3.2 Nhận biết topo mạng . 39 3.3 Định tuyến IP/WDM 41 3.3.1 Xây dựng và duy trì cơ sở thông tin định tuyến OSPF 41 3.3.2 Tính toán đờng đi và những ràng buộc chuyển mạch WDM. 43 3.3.3 Hoạt động định tuyến 46 3.4 Báo hiệu trong mạng IP/WDM 48 3.4.1 Khái niệm RSVP 48 3.4.2 RSVP trong mạng quang . 51 3.4.3 Kiến trúc triển khai RSVP . 52 3.4.4 Bản tin RSVP trong mạng quang . 53 3.4.5 Cơ chế phát nhãn lai cho mạng quang (Hybrid Label) 57 3.5 GMPLS (Generalized-Multiprotocol Label Switching) . 60 3.6 Phục hồi IP/WDM . 62 3.6.1 Trờng hợp có dự phòng: 67 3.6.2 Trờng hợp phục hồi: 69 3.7 Điều khiển mạng liên miền: 71 3.7.1 Độ khả dụng và khả năng đến đích của mạng IP/WDM . 73 3.7.2 Trao đổi thông tin định tuyến liên miền: 76 3.8. Kết luận về điều khiển trong mạng IP/WDM . 81 Chơng 4:Kỹ thuật điều khiển lu lợng trong mạng IP/WDM .82 4.1 Phơng pháp và mô hình . 82 - - III4-2 Điều khiển lu lợng mạng IP/WDM theo mô hình chồng lấn . 83 4-3 Điều khiển lu lợng mạng IP/WDM tích hợp 86 4.3.1 Kỹ thuật điều khiển lu lợng- định tuyến tích hợp 87 4.3.2 Khái niệm liên kết ảo 88 4.3.3 Thuật toán định tuyến tích hợp: 89 Chơng 5: phát triển mạng truyền dẫn thế hệ mới tại Việt Nam .92 5.1. Các công nghệ đang đợc sử dụng cho mạng truyền dẫn thế hệ mới tại Việt Nam 92 5.1.1 Mạng IP/ATM/SDH/WDM: . 92 5.1.2 Mạng IP/POS (Packet over Sonet)/WDM : . 93 5.1.3 Mạng IP/WDM điểm-điểm: . 94 5.1.4 Triển khai mạng NGN của VNPT . 94 5.2 Khả năng ứng dụng lý thuyết IP/WDM vào mạng viễn thông . 95 5.3 Đề xuất ứng dụng mạng IP/WDM cho mạng thế hệ mới của VNPT trong tơng lai . 99 5.4 Kết luận về triển khai mạng truyền dẫn thế hệ mới . 100 Kết luận 102 tài liệu tham khảo .103 Tóm tắt luận văn 104 - - IVThuËt ng÷ viÕt t¾t ADM ADSL API APS ARP AS ATM BASE BE BER BGMP BGP CDMA CLI DCC DCN DEMUX Diffserv DLC DLCI DM DNS DSL DWDM EBGP EGP Add/Drop Multiplexer Asymmetrical Digital Subcriber Line Application Programme Interface Automatic Protection Switching Address Resolution Protocol Autonomous System Asynchronous Transfer Mode Baseband Best Effort Bit Error Rate Border Gateway Multicast Protocol Border Gateway Protocol Code Division Multiple Access Command Line Interface Data Communication Chanel Data Communication Network Demultiplexer Differentiated Service Digital Loop Carrier Datalink Connection Identifier Domain Manager Domain Name System Digital Sucriber Line Dense Wavelength Divison Mutiplexing Exterior Border Gateway Protocol Exterior Gateway Protocol - - VEMS FDM FEC FIFO FTP GbE GMPLS HDLC HTML HTTP IAB IBGP ICMP ID IDMR IDRP IETF IGMP IGP Intserv IPng IpSec IPv4 ISDN IS-IS ISP LAN Element Management System Frequency Divison Multiplexing Forward Error Correction Firt In Firt Out File Tranfer Protocol Gigabit Ethernet Generalised Multiprotocol Label Switching High Level Data Link Control Hypertext Marup Langugage Hypertext Tranfer Protocol Internet Architecture Board Interior Border Gateway Protocol Interior Control Message Protocol Identifier Interdomain Multicast Routing Interdomain Routing Protocol Internet Engineering Management Protocol Internet Group Management Protocol Interior Gateway Protocol Intergrated Service IP Next Generation IP Security Internet Protocol Vesion 4 Intergrated Service Digital Network Intermediate System to Intermediate System routing protocol InternetService Provider Local Area Network - - VILBS LDP LIB LMP LSA LSP LSR LSU LTE MAC MIB MPλS MPLS NE NGN NMS NNI OADM OAM OBS OLS OLSR OPR OSPF OXC PON POS PPP Label-Based Switching Label Distribution Protocol Label Information Base Link Management Protocol Link State Advertisement Label Switched Path Label Switched Router Link State Update Link Terminating Equipment Media Access Control Management Information Base Multiprotocol Lambda Switching Multiprotocol Label Switching Network Element Next Generation Network Network Management System Network to Network Interface Optical Add/Drop Multiplexer Operations and Maintenance Optical Burst Switching Optical Label Switching Optical Label Switching Router Optical Packet Router Open Short Path First Optical Cross Connect Passive Optical Network Packet Over Sonet Point to Point Protocol - - VIIQoS RIP RSpec RSVP RTP SDH SMTP SNMP SPF SRLG SS7 TE TNM TTL UDP UNI VPN WADM WAMP WAN WDM Quality of Service Routing Information Protocol Resource Specification Resource Revervation Protocol Real time Transport Protocol Synchronous Digital Hierarchy Simple Mail Tranfer Protocol Simple Network Management Protocol Short Path First Shared Risk Link Group Signaling System No 7 Traffic Engineering Telecommunication Management Network Time to Live User Datagram Protocol User Network Interface Vitural Private Network Wavelength Add/Drop Multiplexer Wavelength Amplifier Wide Area Network Wavelength Division Multiplexing - - VIIIdanh mục các hình vẽ Hình 1-1: Xu hớng tích hợp các lớp giao thức IP/quang . 12 Hình 2-1: Tiến trình phát triển mạng WDM . 16 Hình 2-2: Truyền dẫn gói tin trên các bớc sóng . 17 Hình 2-3: Chuyển mạch chùm quang 21 Hình 2-4: Chuyển mạch gói quang . 22 Hình 2-5: IP qua mạng chuyển mạch WDM . 23 Hình 2-6: Mô hình điều khiển NMS chồng lấn . 25 Hình 2-7: Mô hình điều khiển gia tăng . 26 Hình 2-8: Mô hình điều khiển ngang hàng . 27 Hình 2-9: Mạng IP over OLSR 29 Hình 2-10: Mạng IP over OPR . 32 Hình 3-1:Điều khiển lu lợng và điển khiển mạng IP/WDM 34 Hình 3-2: Cơ chế flooding OSPF 42 Hình 3-3: Vòng lặp định tuyến 46 Hình 3-4: RSVP cho mạng quang WDM . 51 Hình 3-5: Kiến trúc phần mềm RSVP . 52 Hình 3-6: Định dạng bản tin PATH đối tợng yêu cầu nhãn . 54 Hình 3-7: Định dạng bản tin PATH đối tợng yêu cầu nhãn cho thiết lập đờng đi và cấp phát bớc sóng nội bộ . 54 Hình 3-8: Định dạng bản tin RESV đối tợng nhãn 57 Hình 3-9: Phục hồi mạng IP/ WDM . 63 Hình 3-10: Dự phòng lightpath và dự phòng liên kết . 68 Hình 3-11: Phục hồi mạng và phục hồi phân đoạn con . 70 Hình 3-12: Điều khiển liên miền IP/WDM . 71 Hình 4-1 Mô hình mạng chồng lấn . 84 [...]... và đa vào sử dụng Dựa trên những hiểu biết về công nghệ mạng IP và công nghệ truyền dẫn quang và các nghiên cứu về công nghệ mạng IP/ WDM trong phạm vi luận văn em đa ra những nghiên cứu lý thuyết, khả năng ứng dụng của Công nghệ mạng truyền dẫn thế hệ mới IP/ WDM bao gồm: Cấu trúc mạng, mô hình liên kết, điều khiển mạng và điều khiển lu lợng trong mạng IP/ WDM Do hiểu biết, thời gian nghiên cứu hạn chế... triển mạng IP/ WDM 101 Hình 5-5: Tiến trình phát triển mạng IP/ WDM của Siemens 101 - 1- mở đầu Hiện nay mạng viễn thông đang từng bớc thực hiện chuyển dịch từ mạng viễn thông hiện có sang mạng thế hệ mới Các công nghệ truyền dẫn thế hệ mới đợc đa vào sử dụng nh : Mạng SDH thế hệ sau sử dụng WDM cho phép phân phát dữ liệu ở tốc độ cao và băng thông rộng đối với mạng Ethernet, cho phép truyền. .. tơng lai do sự bùng nổ lu lợng IP dẫn đến cơ sở hạ tầng mạng nên đợc tối u cho IP Bên dới lớp IP, sợi quang sử dụng kỹ thuật WDM là kỹ thuật truyễn dẫn hữu tuyến có nhiều hứa hẹn nhất, cung cấp một dung lợng mạng khổng lồ đòi hỏi để tồn tại trong sự phát triển liên tục mạng viễn thông Chính vì lý do trên hiện nay công nghệ IP/ WDM là xu hớng cho mạng truyền dẫn thế hệ mới, trong thời gian không xa sẽ... cho phép truyền lu lợng IP trực tiếp trên mạng SDH Công nghệ IP làm nền cho thế hệ sau trong đó công nghệ ghép kênh bớc sóng quang WDM chiếm lĩnh ở lớp vật lý; IP/ MPLS làm nền cho lớp 3, truyền dẫn trên mạng lõi dựa vào kỹ thuật gói cho tất cả các dịch vụ với chất lợng dịch vụ QoS tùy yêu cầu cho từng loại dịch vụ ATM hay IP/ MPLS hiện tại đợc sử dụng làm nền cho truyền dẫn trên mạng lõi để đảm bảo QoS... triển khai 1.5 Xu hớng tích hợp IP/ quang trong mạng NGN Giao thức Internet (IP) đã trở thành giao thức chuẩn phổ biến cho các dịch vụ mạng mới, do đó lu lợng IP sẽ tăng nhanh và thay thế các loại giao thức khác Trong khi IP đợc xem nh công nghệ lớp mạng phổ biến thì công nghệ quang tiên tiến cho phép khả năng dung lợng truyền dẫn lớn Với dung lợng truyền dẫn lớn nhờ DWDM và khả năng cấu hình mềm dẻo... các cơ chế, mô hình, chính sách chất lợng dịch vụ Mạng IP/ WDM đợc thiết kế để truyền lu lợng IP trong mạng quang WDM Hình 2-2 chỉ ra việc truyền dẫn gói tin IP hoặc các tín hiệu SONET/SDH trên các mạng WDM Hình 2-2: Truyền dẫn gói tin trên các bớc sóng Luận văn cao học - 18 Tiêu Xuân Hùng _ Những vấn đề của mạng IP/ WDM IP/ WDM trở thành thực tế cho tất cả các dịch vụ end-to-end... các mô hình mạng chồng lấn, các mạng IP tạo nên lớp client ở đó các mạng WDM đóng vai trò nh là nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền dẫn vật lý Một mạng WDM có riêng hệ thống quản lý điều khiển của nó Nó có thể điều khiển tập trung hoặc phân tán, có kế hoạch đánh địa chỉ IP riêng Để sử dụng giao thức điều khiển IP cho các mạng WDM, một phần tử mạng WDM phải có một địa chỉ IP, nhng địa chỉ IP chỉ có thể... thông lợng của IP Router truyền thống 1.4.3 Công nghệ IP / ATM Hiện nay, trong xây dựng mạng IP có các kỹ thuật nh IP / SDH/ SONET, IP/ WDM và IP / Fiber Còn kỹ thuật ATM do có các tính năng nh tốc độ cao, chất lợng dịch vụ (QoS), điều khiển lu lợng mà các mạng lới dùng bộ định tuyến truyền thống cha có, nên đã đợc sử dụng rộng rãi trên mạng đờng trục IP MPLS chính là sự cải tiến của IP / ATM kinh điển,... cận và hội tụ dẫn đến sự ra đời công nghệ ATM /IP Sự phát triển mạnh mẽ của các dịch vụ và các công nghệ mới tác động trực tiếp đến sự phát triển cấu trúc mạng 1.4.1 Công nghệ IP Sự phát triển đột biến của IP, sự tăng trởng theo cấp số nhân của thuê bao Internet đã là một thực tế không còn ai có thể phủ nhận Hiện nay lợng dịch vụ lớn nhất trên các mạng đờng trục trên thực tế đều là từ IP Trong Luận... đề kỹ thuật của WDM thế hệ thứ 2 bao gồm việc đa ra các thiết bị tách/ghép và đấu chéo bớc sóng, khả năng chuyển đổi bớc sóng tại các bộ đấu chéo, định tuyến động và phân bổ bớc sóng Cũng trong thế hệ thứ 2 này, kiến trúc mạng cũng nhận đợc quan tâm, đặc biệt là về giao diện để liên kết với các mạng khác Cả hai thế hệ đầu và thế hệ 2 của mạng WDM đã đợc sử dụng trong các mạng truyền dẫn đang hoạt động . dụng của Công nghệ mạng truyền dẫn thế hệ mới IP/ WDM bao gồm: Cấu trúc mạng, mô hình liên kết, điều khiển mạng và điều khiển lu lợng trong mạng IP/ WDM. . Dựa trên những hiểu biết về công nghệ mạng IP và công nghệ truyền dẫn quang và các nghiên cứu về công nghệ mạng IP/ WDM trong phạm vi luận văn em đa ra