Có hai loại kiến trúc để bổ sung cho khả năng chất lượng dịch vụ QoS đó là các dịch vụ tích hợp (IntServ) và các dịch vụ phân biệt (DiffServ). Các dịch vụ IntServ duy trì chất lượng dịch vụ QoS đầu cuối – đầu cuối cho mỗi một hoặc một nhóm luồng (flow) với sự trợ giúp của giao thức RSVP. Trong mô hình DiffServ, mỗi gói tin khi vào mạng hỗ trợ DiffServ sẽ được nhóm lại thành một số các lớp nhỏ. Mối lớp có màu hoặc được đánh dấu liên quan (sử dụng các bit DSCP). Đây chính là việc phân loại gói tin có khả năng mở rộng và đảm bảo băng thông cũng như đỗ trễ xác định mạng lõi. Mỗi nút mạng trong mạng lõi sẽ được áp đặt các chính sách bỏ bớt hoăch xếp hàng khác nhau cho mọi gói tin, dựa trên dấu mà gói tin mang (xử lý theo từng chặng – PHB Per Hop Behavior).
3.2.5.1 MPLS kết hợp DiffServ
MPLS và phương thức PHB là áp đặt bởi mọi LSR dọc theo đường dẫn gói tin. Khi các LSR không biết chút nào về header IP, phương thức PHB đạt được bằng cách xem xét các thông tin khác. Có hai cách tiếp cận thường được sử dụng để đánh dấu lưu lượng qua mạng MPLS trong vấn đề xử lý QoS. Trong phương thức thứ nhất, thông tin màu DiffServ được ánh xạ vào trường EXP của header chèn MPLS. Trường này cho phép đánh dấu lên đến 8 loại chất lượng dịch vụ so với 64 đối với trường DSCP trong gói tin IP. Việc quản lý các gói tin (PHB) tại mỗi chặng trong mạng MPLS được làm dựa trên trường EXP. Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP mà sử dụng cách tiếp cận này được gọi là E-LSP, ở đó thông tin QoS được lấy ra từ các bit EXP. Một cách khác, mỗi nhãn liên quan với một gói tin MPLS Mang một phần của
dịch vụ QoS đó. Tại bộ định tuyến đầu ra, nhãn là được bỏ đi gói tin với các bit DSCP như ban đầu được gửi đến chặng IP tiếp theo. Các đường dẫn chuyển mạch nhãn LSP sử dụng các tiếp cận này gọi là các đường dẫn L-LSP, ở đó thông tin về chất lượng dịch vụ được suy ra một phần từ nhãn MPLS.
TE không phân biệt các loại lưu lượng. Để mang lưu lượng dữ liệu và thoại trên cùng một mạng, có thể cần phải tính riêng mức độ lưu lượng thoại được truyền trên mạng để dung cấp những đảm bảo khắt khe hơn về chất lượng dịch vụ.
3.2.5.2 Thiết kế lưu lượng TE nhận biết về DiffServ (DS-TE)
DS-TE không chỉ cho phép việc cấu hình trên vùng global cho việc tính đến băng thông mà còn cho phép cấu hình trên vùng phụ (sub-pool) hạn chế mà có thể sử dụng cho lưu lượng mạng có mức độ phân cấp cao hơn như thoại hoặc các ứng dụng khác. Băng thông còn dư cả trên vùng global và vùng phụ hạn chế là được quảng cáo bởi IGP LSA hoặc TLV, đảm bảo rằng bộ định tuyến LSR có được thông tin về băng thông còn dư khi chấp nhận các đường dẫn LSP mới cho thoại hoặc các lưu lượng phân cấp cao. Với cách thức này, các nhà cung cấp dịch vụ, phụ thuộc và mức độ SLA có thể lựa chọn để đặt trước nhỉnh hơn chút các lớp phân cấp thấp hoặc thâm chí đặt trước thấp hơn lưu lượng có độ ưu tiên cao hơn để tương thích với các yêu cầu về chất lượng dịch vụ.
DiffServ-TE tăng cường cho MPLS thực hiện định tuyến có ràng buộc (tính toán đường dẫn) trên một tập xác định (hạn chế) các vùng phụ mà ở đó băng thông được dành riêng cho lưu lượng có độ phân cấp cao. Khả năng này thỏa mãn nhiều hơn ràng buộc về băng thông hạn chế sẽ chuyển thành khả năng đạt được chất lượng dịch vụ cao hơn (về khía cạnh đỗ trễ, jitter hoặc mất gói tin) cho lưu lượng sử dụng vùng phụ.
DS-TE liên quan đến việc mở rộng OSPF và IS-IS để băng thông còn dư trên vùng phụ tại mỗi mức độ ưu tiên là được quảng cáo kèm thêm với băng thông vùng global tại mỗi mức độ ưu tiên. Hơn nữa, DS-TE thay đổi việc định tuyến có ràng buộc để tính đến các thông tin cần quảng cáo phức tạp hơn, trong quá trình tính toán đường dẫn. Việc sử dụng đặc trưng với DS-TE là cho các dịch vụ mô phỏng đường kênh thuê riêng hoặc đường trục cho toll bypass/thoại, khi mà kết nối điểm – điểm đảm bảo thỏa mãn các điều kiện biên của jitter và trễ/băng thông.
Mạng truy nhập của Metro Ethernet có thể xây dựng với topology hình cây, vòng, lưới hoặc lai ghép hỗn hợp. Mạng có khả năng hồi phục trong trường hợp có sự cố về tuyến cáp, nút chuyển mạch nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ. Mỗi mạng truy nhập được xây dựng có thể trải rộng trên địa bàn một số huyện hoặc một số quận tại trung tâm, một số khu công nghiệp… phụ thuộc vào các số liệu dự báo về tốc độ phát triển thuê bao.
Mạng lõi của Metro Ethernet có thể thiết kế trên cơ sở mạng vòng ring hoặc mạng lưới nhằm đảm bảo khả năng dự phòng của mạng lõi trong trường hợp có sự cố. Tốc độ chuyển mạch tại các nút mạng lõi lên đến hàng chục Gbps và lưu lương chuyển trên các tuyến kết nối của mạng lõi có thể đạt đến hàng chục Gbps. Các nút mạng lõi được đặt tại các điểm trung tâm lưu lượng, thường ở các địa điểm tập trung dân cư và khu công nghiệp.
Hình 3.13 Phương án kết nối MAN – E
Hình 3.13 minh họa về phương án kết nối giữa các mạng Metro Ethernet của mỗi tỉnh với hệ thống mạng trục trên cả nước. Phần phải trên của màn hình –
Đối với các loại dịch vụ như VLAN phục vụ trao đổi dữ liệu mà các khách hàng nằm phân tán trên các tỉnh khác nhau, hoặc các dịch vụ VoD, IPTV, mạng Metro Ethernet cung cấp các kết nối đến thiết bị PE (Provider Edge).
Phương án quản lý mạng
Mỗi tỉnh sẽ được trang bị một hệ thống quản lý và có một bộ phận kỹ thuật quản lý với vai trò quản lý cấu hình thiết bị, lỗi cho các hệ thống thiết bị mà tỉnh được đầu tư. Việc thiết lập các dịch vụ chung như IPTV, VoD hoặc các dịch vụ như VLAN liên quan đến các khách hàng thuộc tỉnh sẽ do bộ phận quản lý của tỉnh đảm nhiệm.
Toàn bộ mạng cần đến một bộ phận quản lý chung trên toàn mạng. Bộ phận này có nhiệm vụ giải quyết các vấn đề kỹ thuật chung cho toàn mạng hoặc cụ thẻ hỗ trợ cho các bộ phận kỹ thuật dưới viễn thông tỉnh. Đối với các dịch vụ phân bố trải rộng trên toàn quốc cần có sự phối hợp giữa bộ phận kỹ thuật trung tâm và các bộ phận kỹ thuật tại các đơn vị tỉnh.
Giải pháp quản lý mạng đáp ứng được các tính năng cơ bản sau:
• Layer 2 Provisioning: cho phép nhà khai thác dễ dàng tạo các kết nối lớp 2, VPN lớp 2 bằng các giao diện đồ họa thuận tiện. Chức năng này cũng cho phép tạo các chính sách bảo mật hay chất lượng dịch vụ QoS.
• Layer 3 Provisioning: cho phép nhà khai thác dễ dàng tạo các kết nối lớp 3, VPN lớp 3 bằng các giao diện đồ họa thuận tiện. Chức năng này cũng cho phép tạo các chính sách bảo mật hay chất lượng dịch vụ QoS.
• Traffic Engineering: cho phép hệ thống trao đổi với các thiệt bị mạng tạo và thay đổi các tuyến TE với các tính năng cao cấp. Thông thường các tính toán phức tạp này phải làm bởi các nhà thiết kế tuyến, sau đó nạp dữ liệu và cấu hình thiết bị. Module này có các thuật toán rất phức tạp hỗ trợ nhà khai thác tạo kết nối, có bảo vệ, chất lượng dịch vụ.
• MPLS Diagnostic: cho phép thực hiện các công việc tìm lỗi khi có sự cố trên VPN,TE…
Chương 3 đã trình bày được về công nghệ MPLS và ứng dụng của nó trong kết nối và quản lý trong quá trình triển khai MAN – E của VNPT. Các thông số tính toán cụ thể sẽ được trinh bày trong chương 4.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MẠNG MAN-E TẠI VIỄN THÔNG TÂY NINH VÀ XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CHO MẠNG MAN-E 4.1 Tổng quan về mạng viễn thông của viễn thông Tây Ninh
Tây Ninh là một tỉnh miền Đông Nam Bộ, với diện tích 4029km2 dân số khoảng 1 triệu người, có chiều dài 240km đường biên giới, phía Nam giáp tỉnh Long An 13,5km và TP Hồ Chí Minh 32km, phía đông giáp tỉnh Bình Dương và Bình Phước 123km. Tây Ninh gồm 1 thị xã (Thị Xã Tây Ninh) và 8 huyện (Hòa Thành, Châu Thành, Dương Minh Châu, Tân Châu, Tân Biên, Gò Dầu, Trảng Bàng, Bến Cầu). Trong đó Hòa Thành là nơi có mật độ cao nhất. Do mật độ phân bố thuê bao không đồng đều, nhu cầu phát triển mạng rộng, số trạm vệ tinh nhiều nên mạng viễn thông Tây Ninh có cấu trúc hình sao có phân cấp để phù hợp với tình hình phát triển và kinh phí đầu tư cho toàn mạng, đồng thời giúp cho việc quản lý mạng được đơn giản hơn.
4.2 Tổng quan về mạng truy nhập quang của viễn thông Tây Ninh4.2.1 Giới thiệu về mạng truy nhập quang4.2.1 Giới thiệu về mạng truy nhập quang4.2.1 Giới thiệu về mạng truy nhập quang 4.2.1 Giới thiệu về mạng truy nhập quang
Mạng viễn thông thường được cấu thành bởi ba mạng chính: mạng lõi, mạng phía khách hàng và mạng truy nhập. Mạng truy nhập đảm nhiệm việc kết nối giữa tổng đài truy nhập dịch vụ và thiết bị khách hàng, do đó nó là một phần rất quan trọng. Với xu hướng phát triển dịch vụ băng rộng ngày nay việc đưa sợi quang vào mạng truy nhập được quan tâm đặc biệt. Nhiều giải pháp truy nhập quang như FTTC/B, FTTH đã đáp ứng được sự mong đợi của cả hai phía nhà cung cấp và khách hàng. Trong môi trường cạnh tranh đòi hỏi các mạng truy nhập phải có khả năng chia sẻ tài nguyên cho nhiều khách hàng. Đây là một yếu tố quan trọng để giảm chi phí dịch vụ.
4.2.2 Các công nghệ mạng truy nhập
Mạng truy nhập băng rộng thực chất là một mạng cung cấp đa dịch vụ trong phạm vi nội vùng (thảnh phố/tỉnh) với dịch vụ chủ đạo dựa trên nền IP. Các dịch vụ băng rộng được cung cấp tới khách hàng thông qua mạng biên của mạng truy nhập băng rộng. Mạng lõi truy nhập có nhiệm vụ gom, định tuyến và truyền dẫn lưu lượng:
Các công nghệ chủ yếu cho mạng biên truy nhập bao gồm:
• Công nghệ xDSL
• Công nghệ HFC
• Công nghệ PON
Các công nghệ cho mạng lõi truy nhập bao gồm:
• Công nghệ SDH (SDH truyền thống, NG-SDH)
• Công nghệ RPR
• Công nghệ Ethernet
• Công nghệ MPLS
Tuy nhiên, vấn đề đặt ra cho các nhà xây dựng và cung cấp dịch vụ mạng là trên cơ sở mục tiêu xây dựng mạng cần phải lựa chọn được những công nghệ phù hợp để áp dụng vào việc xây dựng mạng. Trên cơ sở những công nghệ mạng được lựa chọn, các nhà thiết kế mạng sẽ xây dựng những cấu hình mạng thích hợp, lựa chọn thiết bị phù hợp để xây dựng được mạng lưới đáp ứng những mục tiêu đề ra ban đầu. Hiện tại, Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam nói chung và Viễn thông Tây Ninh nói riêng chủ yếu triển khai các công nghệ mạng truy nhập xDSL, FTTx và công nghệ mạng lõi truy nhập NG-SDH.
4.2.2.1 Công nghệ mạng truy nhập xDSL
xDSL là công nghệ truy nhập được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, đây là công nghệ sử dụng truyền dẫn cáp đồng cung cấp dịch vụ đến nút truy nhập tận dụng được hạ tầng mạng sẵn có (cáp điện thoại), rẻ tiền và có thể nhanh chóng đưa vào khai thác. Bảng 4.1 trình bày sơ lược các đặc điểm chính về công nghệ này
Bảng 4.1: công nghệ xDSL
Công nghệ Lợi thế Nhược điểm
xDSL cung cấp dịch vụ truy nhập băng rộng thông qua đôi dây cáp đồng Các kiểu xDSL: - ADSL - HSDL - VDSL Các phần tử mạng cơ bản: - Modem xDSL
- Đường dây điện thoại - DSLAM
Tốc độ truyền dẫn có thể lên đến 100Mbps (VDSL) tùy theo công nghệ DSL
Khả năng triển khai nhanh trên hạ tầng mạng sẵn có
Luôn cung cấp kết nối Internet Không cần phải triển khai thêm đường dây
xDSL dự kiến có thể đạt được khả năng cung cấp băng thông và cự ly như mạng PON G.983 xDSL yêu cầu có modem ở cả hai hướng kết nối Tốc độ xDSL phụ thuộc khoảng cách kết nối, càng xa tổng đài truy nhập tốc độ kết nối càng giảm Tốc độ truyền dẫn không đối xứng xDSL là công nghệ truy nhập chủ yếu trước khi tiến tới mạng truy nhập quang. Tùy theo tình hình phát triển và nhu cầu của khách hàng mà các nút đầu cuối quang làm mạng truyền tải cho xDSL được đẩy dần về phía khách hàng để vừa đảm bảo chất lượng dịch vụ cũng như tính kinh tế.
Đối với các khu vực mới có mức độ tập trung nhu cầu dịch vụ cao, việc mở rộng mạng bổ sung các điểm đặt DSLAM có nhiều cổng dịch vụ là cần thiết, tuy nhiên cũng cần bổ sung các thiết bị truyền dẫn kết nối với hệ thống và nhà trạm để đặt thiết bị.
Sử dụng các DSLAM kết nối từ xa
DSLAM kết nối từ xa (Remote DSLAM) là một giải pháp mở rộng mạng DSL một cách hiệu quả đối với các khu vực tương đối biệt lập và có nhu cầu dịch vụ không quá cao (20 đến 30 cổng), DSLAM từ xa có thể nối với mạng hiện tại thông qua việc xếp tầng các DSLAM sử dụng kết nối Ethernet quang hoặc qua mạng quang thụ động.
4.2.2.2 Công nghệ mạng lõi truy nhập SONET/SDH thế hệ sau
Từ trước tới nay công nghệ truyền dẫn SDH được xây dựng chủ yếu cho việc tối ưu truyền tải lưu lượng thoại. Tuy nhiên SDH hiện có không đáp ứng được nhu cầu truyền tải lưu lượng các dịch vụ băng rộng. Do vậy yêu cầu đặt ra là cần phải có một cơ sở hạ tầng truyền tải mới để có thể đồng thời truyền tải trên nó lưu lượng của hệ thống SDH hiện có và lưu lượng của các loại hình dịch vụ mới khi chúng được triển khai. Đó chính là lý do của việc hình thành một hướng mới của công nghệ SDH, đó là SDH thế hệ kế tiếp NG-SDH.
Các công nghệ để tạo ra NG-SDH được tập hợp chung trong một khái niệm đó là khái niệm truyền dữ liệu qua mạng SDH DoS (data over SDH). DoS là cơ cấu truyền tải lưu lượng cung cấp một số chức năng và các giao diện nhằm mục đích tăng hiệu quả của việc truyền dữ liệu qua mạng SDH. Mục tiêu quan trọng nhất mà các hướng công nghệ nói trên cần phải thực hiện được đó là phối hợp hỗ trợ lẫn nhau để thực hiện chức năng cài đặt/chỉ định băng thông cho các dịch vụ một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng tới lưu lượng đang được truyền qua mạng SDH hiện tại. Điều này có nghĩa là mạng sẽ đảm bảo được chức năng hỗ trợ truyền tải lưu lượng dịch vụ của mạng hiện có và triển khai các loại hình dịch vụ mới. Thêm vào đó, NG-SDH cung cấp chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS với mức độ chấp nhận nào đó cho các loại hình dịch vụ mới; mềm dẻo và linh hoạt trong việc hỗ trợ truyền tải lưu lượng truyền tải bởi các giao thức khác nhau qua mạng.
4.3 Mạng truyền dẫn NG – SDH tại viễn thông Tây Ninh phục vụ chuyển tải lưu lượng cho mạng truy nhập xDSL lưu lượng cho mạng truy nhập xDSL lưu lượng cho mạng truy nhập xDSL lưu lượng cho mạng truy nhập xDSL
4.3.1 Mạng truy nhập DSLAM
4.3.1.1 Mạng truy nhập ATM-DSLAM
Hình 4.1: Sơ đồ đấu nối ATM DSLAM – HUB1 4.3.1.2 Mạng truy nhập IP-DSLAM
Hình 4.3: Sơ đồ đấu nối IP DSLAM – HUB3
4.3.2 Mạng truyền dẫn SDH trước khi chuyển sang sử dụng NG-SDH
Thiết bị truyền dẫn SDH chủ yếu được triển khai tại Viễn thông Tây Ninh trước