5.3.1. Giai đoạn trước năm 2004
Hình dưới đây mô tả phương thức triển khai IP trên quang của Tổng công ty trong giai đoạn này:
Môi trường truyền
VTN VDC
IP ATM SDH SDH WDM
(2 STM-1)
Hình 5.2: Giai đoạn trước năm 2004.
Trong giai đoạn này, để thực hiện truyền dẫn IP trên quang phải qua các tầng ATM và SDH. Các gói IP được cắt thành các tế bào ATM và được gán cho các kết nối ảo khác nhau nhờ các card đường dây SDH/ATM, sau đó được sắp xếp vào các khung SDH. Các khung này được gửi đến các thiết bị WDM để thực hiện truyền dẫn tại các lớp quang.
Ưu điểm của phương thức truyền dẫn này:
+ ATM tạo các kênh ảo cố định (PVC) được quản lý bởi hệ thống quản lý ATM hoặc sử dụng kênh ảo có khả năng chuyển mạch (SVC) được thiết lập linh hoạt, tất cả đều trong các đường ảo (VP) nhằm đảm bảo QoS cho dịch vụ IP.
+ Sử dụng ghép kênh thống kê: cho phép bất kỳ người sử dụng nào cũng có thể yêu cầu một băng thông rộng trong một thời gian ngắn. Điều này giúp đảm bảo được băng thông cố định hay thay đổi tuỳ theo yêu cầu.
+ Sử dụng giao thức ATM: có thể phục vụ cho nhiều kiểu lưu lượng với các yêu cầu QoS khác nhau tuỳ theo ứng dụng.
Bên cạnh những ưu điểm trên, phương thức này còn tồn tại một số nhược điểm sau:
+ Việc chia các datagram có độ dài thay đổi thành các tế bào ATM có độ dài cố định thì phải thêm các tiêu đề và khi có sự chênh lệch về kích thước thì phải có các byte đệm đó là sắp xếp liên tục các datagram nhưng điều này sẽ làm tăng xác suất mất hai gói liên tiếp nhau trong trường hợp mất tế bào.
+ Chi phí cho vận hành, bảo dưỡng thiết bị ATM, SDH là tốn kém. + Tốc độ đường truyền còn hạn chế.
5.3.2. Giai đoạn từ năm 2004 đến nay
Phương thức triển khai trong giai đoạn này được mô tả như sau:
Môi trường truyền
VTN VDC
IP ATM GbE(1 Gbps) SDH WDM
Hình 5.3: Giai đoạn từ năm 2004 đến nay.
Để khắc phục hạn chế về tốc độ truyền của công nghệ SDH, công nghệ Ethernet được đưa vào sử dụng.
So với công nghệ SDH, công nghệ Ethernet có những ưu điểm sau:
+ Tốc độ cao: với mục tiêu ban đầu là xây dựng mạng hoạt động với tốc độ 10 Mbps. Tiếp đến sẽ nâng lên tốc độ 100Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps mà không cần phải thay đổi giao thức Ethernet.
+ Tính tương thích: GbE hoàn toàn tương hợp với Ethernet truyền thống, không cần bất cứ kỹ năng quản lý thêm nào vì GbE thuần tuý là sự mở rộng chuẩn Ethernet. GbE được xem có tính năng phối hợp hoạt động và quản lý rất tốt. Các tài nguyên truyền dẫn có thể phát triển tự do giữa các node có nhu cầu lưu lượng lớn hơn và giảm đi giữa các node có sự trao đổi lưu lượng thấp.
+ Chi phí thấp: Card đường truyền Gigabit trong các bộ định tuyến IP có giá rẻ hơn gấp 5 lần so với card đường truyền cùng dung lượng sử dụng công nghệ SDH.
5.4. Đề xuất phương án IP trên quang cho Tổng công ty trong những năm tới tới
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết; phân tích, đánh giá các phương thức tích hợp IP trên quang và tình hình thực tế mạng truyền số liệu của Tổng công ty, em có đề xuất phương án truyền tải IP trên quang cho Tổng công ty trong những năm tới như sau:
5.4.1. Giai đoạn 2005-2006
Với phương thức đang triển khai hiện nay còn tồn tại một số nhược điểm:
+ GbE với bản chất phi kết nối không hỗ trợ QoS và các ứng dụng thời gian thực trừ khi mạng cung cấp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Phương tiện truyền dẫn cơ bản là sợi quang đơn mode.
Và đặc biệt, nhằm đáp ứng nhu cầu lưu lượng tăng nhanh, truyền tải thông tin với khoảng cách xa, hỗ trợ các dịch vụ đòi hỏi băng thông rộng thì xu thế tất yếu là phải nâng cấp 1 GbE lên 10 GbE. Hơn nữa, 10 GbE còn có nhiều ưu điểm nổi trội hơn so với 1 GbE:
+ 10 GbE được trình bày trong dự thảo tiêu chuẩn IEEE 802.3ae cho phép Ethernet có thể tích hợp với những công nghệ tốc độ cao trên mạng trục WAN, OC192. Ngoài ra, 10 GbE còn đưa ra các giao diện SONET/SDH, các giao diện lớp vật lý WAN cho phép truyền tải các gói được xây dựng trên cơ sở IP/Ethernet để truyền tải qua các thiết bị truy cập của mạng SONET/SDH.
+ 10 GbE có thể hỗ trợ tất cả các dịch vụ tại lớp 2, 3 thậm chí các lớp cao hơn trong mô hình OSI. Ngoài ra, hầu hết lưu lượng trong các mạng ngày nay được bắt nguồn từ Ethernet và IP, thiết lập một mạng Ethernet tốc độ cao là phương thức dễ nhất để gắn kết các nhà kinh doanh, các nhà cung cấp mạng với nhau.
+ 10 GbE có thể hỗ trợ cả sợi đơn mode và đa mode. Khoảng cách đối với sợi đơn mode đã được nâng cấp từ 5 km (trong công nghệ GbE) lên 40 km (trong công nghệ 10 GbE).
+ 10 GbE hỗ trợ các dịch vụ băng thông lớn. Cho phép các nhà cung cấp dịch vụ Internet và cung cấp các dịch vụ mạng tạo ra những tuyến liên kết tốc độ cao, giá thành thấp.
Môi trường truyền VTN VDC
IP ATM (10 Gbps)GbE SDH WDM
Hình 5.4: Giai đoạn 2005-2006.
5.4.2. Giai đoạn 2006-2010
Đối với Việt Nam, việc triển khai MPLS đã được xây dựng trong mạng truyền tải của Tổng công ty. VNPT đã thiết lập mạng trục MPLS với 3 LSR lõi và các LSR biên. Các thiết bị MPLS biên đóng vai trò như những LSR lối vào, lối ra. Các mạng Internet quốc gia, mạng truyền số liệu, mạng DCN (quản lý) đều được kết nối với các LSR biên. Việc chuyển tiếp các thông tin này được thực hiện qua mạng MPLS và đến các LSR biên lối ra.
Với cấu hình này giúp khả năng điều khiển định tuyến, chuyển mạch đơn giản dựa trên các nhãn của MPLS.
Nhưng bên cạnh đó, MPLS còn tồn tại một số nhược điểm: + Khó hỗ trợ QoS xuyên suốt.
+ Việc hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức sẽ gặp phải những vấn đề phức tạp trong kết nối.
+ Hợp nhất VC cần phải được nghiên cứu sâu hơn để giải quyết vấn đề chèn gói tin khi trùng nhãn (interleave).
Với đặc điểm của mạng thế hệ sau là tách riêng lớp ứng dụng và dịch vụ với lớp mạng. Mặt khác, MPLS chủ yếu dành cho mảng số liệu. Mục tiêu hướng tới là mảng điều khiển quang cho mạng quang nhằm đơn giản hoá, tăng tính đáp ứng và mềm dẻo trong việc cung cấp các phương tiện trong mạng quang. IETF và OIF đã phát triển tiêu chuẩn GMPLS.
GMPLS với các đặc điểm đã được giới thiệu trong chương 4: + GMPLS đảm bảo sự phối hợp giữa các lớp mạng khác nhau.
+ GMPLS tập hợp các tiêu chuẩn với một giao thức báo hiệu chung cho phép phối hợp hoạt động, trao đổi thông tin giữa lớp truyền tải và lớp số liệu.
+ GMPLS được phát triển trong nỗ lực nhằm làm đơn giản hoá và bỏ bớt mô hình mạng 4 lớp hiện tại. GMPLS loại bỏ các chức năng chồng chéo giữa các lớp bằng cách thu hẹp các lớp mạng.
Nhiều công ty hiện đang triển khai GMPLS để đơn giản việc quản lý mạng và tạo ra một mặt điều khiển tập trung. Điều này cho phép tạo ra nhiều dịch vụ hơn cho khách hàng trong khi đó giá thành hoạt động lại thấp.
GMPLS cũng hứa hẹn mang lại chất lượng dịch vụ tốt hơn và thiết kế lưu lượng trên Internet, một xu hướng và mục tiêu chính của bất cứ nhà cung cấp dịch vụ nào.
5.4.3. Giai đoạn sau năm 2010
Hệ thống truyền dẫn số liệu đang hướng tới trong tương lai là khả năng truyền dẫn IP trực tiếp trên hệ thống truyền dẫn quang DWDM. Sự thống nhất của mạng IP và mạng quang nhờ sử dụng các router IP hoạt động ở tốc độ Gbps hay Tbps phù hợp với giao diện quang tốc độ cao, cũng như các thiết bị truyền dẫn DWDM có kích thước và cấu hình khác nhau chắc chắn sẽ tạo ra các ưu điểm nổi bật.
IP DWDM
Hình 5.5: Giai đoạn sau năm 2010.
Với tình hình thực tế và các mục tiêu hướng tới, các nội dung sau cần được triển khai:
☼ Xây dựng mạng DWDM cho các vùng và các công ty Viễn thông trên cơ sở mạng trục quốc gia DWDM.
KẾT LUẬN
Việc ứng dụng kỹ thuật IP over Optical là một xu hướng tất yếu của các mạng Viễn thông hiện nay. Do đó, em đã chọn hướng nghiên cứu của em với đề tài: “ Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng trong NGN của Tổng công ty BCVT Việt Nam”.
Sau thời gian thực hiện, em đã hoàn thành được Đồ án tốt nghiệp Đại học với các nội dung chính sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Tổng quan về sự phát triển của Internet, công nghệ truyền dẫn. Tìm hiểu sơ bộ về ưu, nhược điểm của các mô hình truyền dẫn IP trên quang.
2. Công nghệ ghép kênh theo bước sóng, các thiết bị của hệ thống và các yêu cầu đối với các thiết bị này.
3. Giao thức Internet IP với hai phiên bản là IPv4 và IPv6. Trong đó, bao gồm: khuôn dạng gói tin, quá trình phân mảnh và tái hợp, vấn đề định tuyến, các đặc tính vượt trội của IPv6 so với IPv4 và sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6.
4. Các phương thức tích hợp IP trên quang.
5. Phân tích và đánh giá các phương thức tích hợp IP trên quang; nguyên tắc tổ chức, cấu trúc mạng thế hệ sau và tình hình triển khai IP trên quang trong NGN của Tổng công ty.
Do kỹ thuật truyền dẫn IP trên quang và mạng thế hệ sau (NGN) là những vấn đề mới nên bản Đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót và chưa trình bày hết những vấn đề cần thiết của kỹ thuật cũng như tiến trình IP trên quang. Em mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của quý Thầy, Cô giáo và các bạn để bản đồ án này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS. Hoàng Văn Võ cùng các Thầy, Cô giáo trong khoa Viễn thông I_Học viện Công nghệ BCVT; các anh, chị trong Trung tâm Ứng dụng công nghệ mới_Viện khoa học Kỹ thuật Bưu Điện; các anh, chị trong Trung tâm Viễn thông khu vực I, VTN đã hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này!
Em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến toàn thể các Thầy, Cô giáo và các Phòng, Ban trong Học viện đã dạy dỗ, dìu dắt chúng em trong suốt 5 năm học vừa qua!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS. Cao Phán & KS. Cao Hồng Sơn.
“Cơ sở kỹ thuật thông tin quang”, HVCN – BCVT, 6/2000. [2] TS. Cao Phán & KS. Cao Hồng Sơn.
“Ghép kênh PDH và SDH”, HVCN – BCVT, 1/2000. [3] TS. Cao Phán & TS. Cao Hồng Sơn.
“Thông tin quang PDH và SDH”, HVCN – BCVT, 6/2003. [4] TS. Trần Hồng Quân & TS, Cao Phán.
“Công nghệ SDH”, NXB Bưu Điện, 4/2000. [5] TS Vũ Văn San.
“Kỹ thuật thông tin quang”, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội 1997. [6] Vũ Tuấn Lâm & KS. Võ Đức Hùng.
Tài liệu: “Nghiên cứu giải pháp tích hợp IP và quang, đề xuất ứng dụng cho NGN của Tổng công ty”. Mã số: 38-2002-HVCN-BCVT-RD-HT.
[7] KS. Đỗ Mạnh Quyết.
Đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS và đề xuất kiến nghị áp dụng công nghệ MPLS trong mạng thế hệ sau của Tổng công ty”. Mã số: 005-2001-Tổng công ty-RDP-VT-01.
[8] KS. Nguyễn Hoàng Hải.
Đề tài: “Nghiên cứu công nghệ DTM và khả năng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT”. Mã số: 127-2002-TCT-RDF-VT-67.
[9] Kenvi H. Liu. “IP over WDM”.
[10] Behrouz A. Forouzan & Sophia Chung Fegan. “TCP/IP Protocol Suite”.
[11] Bài giảng: Mạng thế hệ sau, Trung Tâm Ứng Dụng Công nghệ mới - Viện KHKT Bưu Điện, 4/2005.
[12] TS. Phùng Văn Vận, TS. Trần Hồng Quân & TS. Nguyễn Quí Minh Hiền. “Mạng viễn thông và xu hướng phát triển”, NXB Bưu Điện, 12/2002. [13] Các trang Web:
http:// www.juniper.net. http:// www.ipv6forum.org.