Luan van chuyen de 240010 giao thuc dieu khien da diem trong epon chuan

         !"# !$ Đề tài: %&''() *+,-./01! 23425672289 1:;<1=:/;>?;1@:! A ! 425672289 BCD! 256 1EF<1=: ; G C:H IJ:!$K L M223    CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM  N?BOD#>PF# Q:;  ;R? #########FF####### ### F2F### Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm ……… STUV WP0:;?;F:HGX1; G C:HIJ:L1YZM[ 1. Tên đề tài tốt nghiệp : …GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐA ĐIỂM TRONG EPON Mã đề tài : 09405160083………………… 2. Họ tên sinh viên thực hiện : ……NGUYỄN THỊ KIM THI ……………………………… MSSV : …405160083………………… Lớp : …………Đ05VTA1…………… 3. Những ƣu điểm chính của đồ án tốt nghiệp : 3.1 Nội dung thực hiện : ………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 3.2 Kết quả sản phẩm : …………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 3.3 Khả năng áp dụng : …………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 3.4 Hình thức trình bày : ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 4. Những thiếu sót chính của đồ án tốt nghiệp : ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 5. Đề nghị : Đƣợc bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không đƣợc bảo vệ 6. Đánh giá chung : Xuất sắc Giỏi Khá Trung bình Yếu , Điểm ……/10. \A]   ^ P_    ]`Ua]\b     N?BOD#>PF# Q:;  ;R? ---------oOo-------- ---o0o--- Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm …… STUV WP0:;?;F:HGX1-c?IZd@/#1YZ9[ 1. Tên đề tài tốt nghiệp : …GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN ĐA ĐIỂM TRONG EPON ………… …………Mã đề tài : …09405160083………………………. 2. Họ tên sinh viên thực hiện :……NGUYỄN THỊ KIM THI ………………… MSSV : ………405160083……………………… Lớp : ……Đ05VTA1 ………………… 3. Những ƣu điểm chính của đồ án tốt nghiệp : 3.1 Nội dung thực hiện : ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 3.2 Kết quả sản phẩm : ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 3.3 Khả năng áp dụng : ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 3.4 Hình thức trình bày : ………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 4. Những thiếu sót chính của đồ án tốt nghiệp : ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 5. Đề nghị : Đƣợc bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không đƣợc bảo vệ 6. 3 câu hỏi sinh viên phải trả lời trƣớc Hội đồng : a) ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… b) …………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………… c) ………………………………………………………………………………………….………… ………………………………………………………………………………………………… 7. Đánh giá chung : Xuất sắc Giỏi Khá Trung bình Yếu , Điểm ……/10. (Ghi chú : Trong tr ƣ ờng hợp thay đổi điểm chấm giáo viên phải ký tên xác nhận). \A]  P Bef  Lời đầu tiên em xin đƣợc gởi tới thầy Phạm Quốc Hợp với lòng biết ơn sâu sắc. Thầy là ngƣời đã theo suốt em trong quá trình thực hiện luận văn. Thầy đã rất tận tình định hƣớng, chỉ bảo, hƣớng dẫn và sửa chữa các sai xót của em cũng nhƣ cung cấp tài liệu và kiến thức để giúp em hoàn thành tốt luận văn này. Em cũng xin đƣợc cám ơn tất cả các Thầy, Cô giáo của Học Viện Công Nghệ Bƣu Chính Viễn Thông đã giảng dạy, dìu dắt em trong suốt bốn năm qua để em có đƣợc kiến thức thực hiện luận văn tốt nghiệp. Cuối cùng, em dành lời cám ơn đến các bạn của em đã giúp đỡ em về nhiều mặt trong quá trình hoàn thành luận văn cũng nhƣ đã giúp em trong công việc sửa chữa, biên tập. Một lần nữa, em xin cám ơn tất cả mọi ngƣời đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn này./. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 11 năm 2009 Sinh viên thực hiện NGUYỄN THỊ KIM THI MỤC LỤC g Bg MỤC LỤC . 1 CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU 3 CHƢƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG 5 2.1 Tổng quan về mạng viễn thông : 5 2.1.1. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện t ạ i: . 5 2.1.2. Hệ phân cấp mạng: . 6 2.1.3. Các loại mạng viễn thông: 7 2.2. Tổng quan về mạng truy nhập quang: . 11 2.2.1. Lý do phát triển mạng quang: [1] . 11 2.2.2. Đặc điểm mạng truy nhập quang : . 12 2.2.3. Phân loại mạng truy nhập quang: . 13 2.2.4. Xu h ƣ ớng phát triển của mạng truy nhập quang: 18 CHƢƠNG III: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG (PON-PASSIVE OPTICAL NETWORK) 20 3.1 Cấu trúc phân lớp: 20 3.1.1. Lớp vật lý: 20 3.1.2. Lớp vận chuyển: 21 3.2. Phân loại: 22 3.2.1. Mạng quang thụ động băng rộng (BPON – Broadband PON): 22 3.2.2. Mạng quang thụ động Gigabit (GPON - Gigabit Passive Optical Network): . 26 3.2.3. Mạng quang thụ động Ethernet (EPON - Ethernet Passive Optical Network): . 33 3.2.4. Mạng quang thụ động Gigabit Ethernet (GEPON – Gigabit Ethernet Passive Optical Network): 33 SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 1 MỤC LỤC CHƢƠNG IV: MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG ETHERNET (EPON - ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK) 35 4.1 Nhu cầu của mạng EPON: 35 4.1.1 So sánh mạng EPON và mạng GPON: . 35 4.1.2 Kết luận: 38 4.2 Tiêu chuẩn mạng EPON: 39 4.3 Phạm vi hoạt động : . 40 4.4 Nguyên tắc hoạt động : 42 4.5 Xu h ƣ ớng phát triển mạng EPON: 44 CHƢƠNG V: GIAO THỨC ĐIÊU KHIÊN ĐA ĐIÊM (MPCP – MULTIPOINT CONTROL PROTOCOL) TRONG EPON 47 5.1 Cấu truc khung MPCP : . 47 5.1.2. Khung điêu khiên GATE : . 53 5.1.3. Khung điêu khiên REGISTER _REQ: . 56 5.1.4. Khung điêu khiên REGISTER : 57 5.1.5. Khung điêu khiên REGISTER _ACK: 58 5.2. Giao thức điêu khiên đa điêm (MPCP – Multipoint Control Protocol): . 59 5.3. Chƣơng trình demo: 63 5.3.1. Giới thiệu: 63 5.3.2. Nội dung : . 63 5.3.3. Mục đích: . 65 5.3.4. Hạn chế chƣơng trình demo: 65 CHƢƠNG VI: KẾT LUẬN . 66 DANH MỤC HÌNH VẼ . 68 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT . 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 2 CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU  ! h Hiên nay, mạng viễn thông đƣợc phát triển theo h ƣ ớng toàn số ho ́ a đa ph ƣ ơng tiên va internet . Điêu nay lam cho viêc tim kiêm ph ƣ ơng an giai quyêt truy nhâp băng rông co gia thanh thâp, chât lƣơng cao đa t rơ nên câp thiêt. Cu ̀ ng với sự phát triển của xã hội thông tin , nhu câu sƣ dung dich vu viên thông ngay cang t ăng , tƣ dich vu điên thoai đên dich vu truyên sô liêu , hình ảnh đa ph ƣ ơng ti ên . Viêc tich hơp cac dich vu vao cung môt mang sao cho mang viên thông trơ nên đơn gian hơn đang trơ thanh vân đê nong bong c ủa ngành viễn thông và đo ́ cũng là xu h ƣ ớng phát triển của mạng viễn thông hiện t ạ i . Trong đề tài này, chúng ta đi ngƣợc lại dòng lịch sử của mạng viễn thông từ mạng Telex, dịch vụ điện thoại truyền thống POTS, mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN, mạng truyền số liệu, mạng truyền các tín hiệu truyền hình và nổi tiếng hơn cả là mạng Ethernet, Token Bus và Token Ring. Sau đo ́ , mạng NGN ra đời đã thổi một luồng gió mới vào thị trƣờng mạng viễn thông khi đƣa ra các dịch vụ mới dựa trên giao thức IP và đƣa ra mạng riêng ảo VPN – một hƣớng đi của các nhà khai thác đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối dạng any-to- any, các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tƣ, tích hợp xuyên suốt cùng với các mạng Intranet / Internet. Trong mạng viễn thông, nếu xét về go ́ c độ kĩ thuật gồm những mạng sau: mạng chuyển mạch, mạng truy nhập và mạng truyền dẫn. Trong đo ́ , mạng truy nhập quang đang đƣợc quan tâm và phát triển nhờ vào những ƣu điểm vƣợt trội về băng thông lớn, ít bị suy hao trên đƣờng truyền, giảm nhiễu, bảo mật tốt. Mạng truy nhập quang có hai mạng cơ bản là mạng quang tích cực AON và mạng quang thụ động PON. Những lợi ích của việc sử dụng kĩ thuật PON trong mạng truy nhập cho thấy việc tiến hành thực hiện những thiết kế mạng rất quan trọng. Bởi vì mạng truy nhập tập trung rất ít lƣu lƣợng từ nhiều thuê bao nên nó có giá rất cạnh tranh. Vì thế, thiết kế PON không yêu cầu dự phòng và cho phép triển khai thêm. Tuy mang PON co nh ƣ ng ƣu điêm vƣơt trôi hơn mang AON nhƣng vân co môt sô nha cung câp chon AON la giai pháp cho riêng minh . Trong đo ́ , xu hƣớng phát triển mạng truy nhập quang là giải pháp FTTH (Fiber-to-the-Home) – giải pháp đang đƣợc ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam. PON là mạng quang thụ động mà tất cả các thành phần tích cực giữa tổng đài CO và ngƣời sử dụng sẽ không còn tồn tại. Thay vào đo ́ là các thiết bị quang thụ động, để điều hƣớng các lƣu lƣơng trên mạng dựa trên việc phân tách năng lƣợng của các bƣớc sóng quang học tới các điểm đầu cuối trên đƣờng truyền. Mạng PON có hai lớp (lớp vật lý và lớp vận chuyển) và đƣợc phân thành các loại mạng sau: SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 3 CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU BPON, GPON, EPON và GEPON. Đặc điểm của mỗi mạng đƣợc thể hiện trong đề tài một cách cơ bản để ta có thể biết đƣợc những đặc trƣng và cấu trúc mà mạng hiện có. Từ đo ́ , ta chọn một cấu trúc mạng cụ thể để áp dụng một cách hiệu quả vào mạng hiện có ở nƣớc ta. Bằng phƣơng pháp so sánh mạng GPON – mạng hiện đang đƣợc các nhà khai thác triển khai – với mạng EPON, ta sẽ thấy đƣợc những lợi ích trong việc triển khai mạng EPON. Đo ́ chính là lý do mà em chọn EPON là hƣớng nghiên cứu cho đề tài này. Trong phần EPON, chúng ta sẽ tìm hiểu về tiêu chuẩn mạng, phạm vi hoạt động và nguyên tắc hoạt động . Xu hƣớng phát triển mạng EPON có hai giải pháp: một là giải pháp phát triển lên GEPON (điển hình là Nhật Bản đang phát triển mạng này), còn giải pháp thứ hai là kết hợp EPON với WIMAX BS để tạo ra sự kết hợp tốt về phân cấp băng thông và thực hiện hiệu quả việc phân bổ băng thông và lập lịch go ́ i, giúp đạt đƣợc hiệu suất sử dụng băng thông và hỗ trợ QoS tốt hơn. Phần chính của đề tài là trình bày giao thức điều khiển đa điểm (MPCP). Trƣớc khi tìm hiểu giao thức này, ta phải biết về cấu trúc khung của MPCP (gồm năm bản tin: REPORT, GATE, REGISTER_REQ, REGISTER và REGISTER_ACK). Mỗi bản tin có những cấu trúc đặc trƣng riêng. Nguyên lý truyền của giao thức MPCP chủ yếu dựa vào các bản tin trên và đƣợc trình bày cụ thể trong đề tài này. Và để thấy rõ sự ứng dụng của giao thức, ta thực hiện chƣơng trình demo truyền dữ liệu 64-QAM trong dịch vụ IPTV. Đề tài này bao gồm sáu chƣơng. Sau đây là bố cục của đề tài: - Chƣơng I: Mở đầu - Chƣơng II: Mạng truy nhập quang - Chƣơng III: Mạng quang thụ động (PON – Passive Optical Network) - Chƣơng IV: Mạng quang thụ động Ethernet (EPON – Ethernet Passive Optical Network) - Chƣơng V: Giao thức điều khiển đa điểm (MPCP – Multipoint Control Protocol) trong EPON - Chƣơng VI: Kết luận Mặc dù, có nhiều cố gắng nhƣng do thời gian hạn hẹp nên đề tài không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót. Kính mong quý thầy cô nhận xét và góp ý kiến để đề tài của em đƣợc hoàn thiện hơn. SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 4 CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG  !(T $ Mi6 j :HkZl:<.  m Q:H<1n : /;o:H! Mi6i6i  E?       -p?       -1     Y      m     ?    q  l      m   Q      :H       <  1    n:     /    ;o   :  H      ;  1    @  :/Q1!  Các mạng viễn thông hiện tại co ́ đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại co ́ ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đo ́ .  Mạng Telex: du ̀ ng để gửi các bức điện dƣới dạng ký tự đã đƣợc mã hoá bằng 5 bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s).  Mạng điện thoại chuyên mach công cộng (PSTN – Public Switched Telephone Network), còn gọi là dich vu điên thoai truyên thông (POTS - Plain Old Telephone Service): ở đây thông tin tiếng no ́ i đƣợc số hóa và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN.  Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch go ́ i để trao đổi số liệu giữa các máy tính dựa trên giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21.  Các tín hiệu truyền hình có thể đƣợc truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp (CATV - Community Antenna Television) bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, hay còn gọi là truyền hình trực tiếp (DBS - Direct Broadcast System).  Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính đƣợc trao đổi thông qua mạng cục bộ (LAN - Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet, Token Bus và Token Ring. Mỗi mạng đƣợc thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác. Chăng han nhƣ: ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn. Mạng viễn thông hiện tại bao gồm các loại mạng sau:  Xét về go ́ c độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu.  Xét về go ́ c độ kĩ thuật bao gồm các mạng sau: mạng chuyển mạch, mạng truy nhập và mạng truyền dẫn. Hiện nay, các nhà cung cấp dịch vụ thu đƣợc lợi nhuận phần lớn từ các dịch vụ nhƣ leased - line, ATM (Asynchronous Transfer Mode) và các dịch vụ kết nối cơ bản. Tuy nhiên, xu hƣớng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà khai thác phải tìm dịch vụ mới dựa trên giao thƣc Internet (IP – Internet Protocol) SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 5 CHƯƠNG II: MẠNG TRUY NHẬP QUANG để đảm bảo lợi nhuận lâu dài . Mạng riêng ảo (VPN – Virtual Private Network) là một h ƣ ớng đi của các nhà khai thác. Các dịch vụ dựa trên nền IP cung cấp kết nối giữa một nhóm các user xuyên qua mạng hạ tầng công cộng. VPN co ́ thể đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối dạng any-to-any, các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tƣ, tích hợp xuyên suốt cu ̀ ng với các mạng Intranet/Internet. Một nhóm các user trong Intranet và Internet co ́ thể hoạt động thông qua mạng co ́ định tuyến IP. Các mạng riêng ảo co ́ chi phí vận hành thấp hơn mạng riêng trên phƣơng tiện quản lý, băng thông và dung lƣợng. Hiểu một cách đơn giản, VPN là một mạng mở rộng tự quản nhƣ một sự lựa chọn cơ sở hạ tầng của mạng WAN (Wide Area Network). VPN co ́ thể liên kết các user thuộc một nho ́ m kín hay giữa các nhóm khác nhau. VPN đƣợc định nghĩa bằng một chế độ quản lý. Các thuê bao VPN co ́ thể di chuyển đến một kết nối mềm dẻo trải dài từ mạng cục bộ đến mạng hoàn chỉnh. Các thuê bao này co ́ thể du ̀ ng trong cùng (Intranet) hoặc khác (Internet) tổ chức. Tuy nhiên, cần lƣu ý rằng hiện nay mạng PSTN/ISDN (Integrated Services Digital Network - Mạng tích hợp dịch vụ số) vẫn đang là mạng cung cấp các dịch vụ dữ liệu. Mi6iMi @  D;r: ?s D mQ :H! l ED  6 Ft:H u lv 1  kZFE? /wE l ED  M Ft:H ulv 1  ?; Zdw t: /1wED kZFE? H1 l l ED  9 Ft:H u lv1  /l:Iwm: Fx1  ;l y/ ;Flz? : Fx1 /{:; l ED  4 Ft:H u lv1  : Fx1  ;l y/ l ED  5 Ft:H ul v1 |;Z < } y?  SVTH: NGUYỄN THỊ KIM THI Đ05VTA1 6