Dịch vụ IpTV sẽ đựợc VNPT triển khai vào năm 2009 – 2010. Dịch vụ này cung cấp các dịch vụ video trên nền IP. Các dịch vụ IPTV bao gồm:
• Dịch vụ TV broadcast
• Dịch vụ VoD (Video on demand)
Cấu trúc mạng IPTV sẽ bao gồm một trung tâm chính lưu trữ toàn bộ dữ liệu phim. Ngoài ra còn có các trung tâm vùng lưu trữ một phần của phim hay được sử dụng. Các trung tâm vùng sẽ kết nối mạng MAN để cung cấp dịch vụ IPTV tới người dùng.
Lưu lượng IPTv sẽ bao gồm 2 phần chính: • Lưu lượng giữa trung tâm vùng tới khách hàng;
• Lưu lượng giữa trung tâm chính tới các trung tâm vùng.
Lưu lượng giữa trung tâm vùng tới khách hàng sẽ được truyền trực tiếp tới khách hàng trên mạng MAN, chính là mạng truy nhập của dịch vụ IPTV. Lưu lượng trên mạng MAN này thường rất lớn và phụ thuộc trực tiếp vào số thuê bao của vùng. Lưu lượng giữa trung tâm chính tới các trung tâm vùng là lưu lượng cập nhật phim mới khi phim đó chưa được lưu trữ tại trung tâm vùng. Lưu lượng này sẽ phải truyền trên mạng trục, chính vì thế đây là lưu lượng được quan tâm. Lưu lượng này sẽ bao gồm lưu lượng cho dịch vụ VoD và dịch vụ TV broadcast nêu trên. Lưu lượng VoD phụ thuộc nhiều tham số, các tham số đó là:
• Băng thông yêu cầu mã hóa cho mỗi kênh video: bx đây chính là băng thông yêu cầu truyền video mã hóa tới khách hàng.
• Tỷ lệ lưu trữ của IPTV trung tâm vùng: tlt
• Số thuê bao IPTVcủa mỗi vùng: S
• Tỷ lệ người sử dụng dịch vụ đồng thời: tc
• Tỷ lệ người dùng truy vấn phim lên trung tâm vùng: ttv
Khi người dùng yêu cầu một video mà video đó không đựợc lưu trữ tại trung tâm IPTV vùng, khi đó video đó sẽ phải được dowload từ IPTV trung tâm về trung tâm IPTV vùng. Tỷ lệ mà số người dùng yêu cầu đoạn video không có tại IPTV vùng đồng thời sẽ là:
T = tc*(1-tlt)*ttv (3.13)
Do đó số kênh IPTV đồng thời cần dowload, cũng như băng thông yêu cầu sẽ là:
BVoD = bx*S*T = bx*S*tc*(1-tlt)*ttv (3.14) Lưu lượng broadcast sẽ không phụ thuộc vào số thuê bao mà phụ thuộc vào số kênh IPTV broadcast. Lưu lượng này sẽ được tính:
Btv = n*bx (3.15)
Kết quả cho thấy các tham số chính như trên như sau: • Băng thông cho mỗi kênh video: bx = 2Mbps
• Tỷ lệ lưu trữ của trung tâm IPTV vùng: tlt = 0,6 • Tỷ lệ người dùng dịch vụ đồng thời tc = 0,2
• Tỷ lệ người dùng truy vấn phim lên trung tâm IPTV vùng: 0,25 • Số kênh TV broadcast: n=100
Kết hợp cùng số thuê bao IPTV dự báo cho mỗi tỉnh thành, nhu cầu lưu lượng đừờng trục cho IPTV được tính toán như theo bảng phụ lục 5.
3.7 Lưu lượng các loại dịch vụ khác
Các dịch vụ khác được triển khai trên mạng NGN bao gồm:
• Các dịch vụ vui chơi giải trí như 1900, dịch vụ miễn cước ở người gọi 1800 • Dịch vụ IP-VPN
• Các dịch vụ như đào tạo từ xa, nghe và tải nhạc … đều được chạy trên nền hạ tầng truy nhập băng rộng, và lưu lượng phát sinh cũng đã được tính vào nhu cầu lưu lượng băng rộng. Các dịch vụ VoD, hiện tại cũng chưa triển khai tại
Việt Nam nên việc dự báo cũng cần phải dựa vào số liệu khảo sát điều tra nhu cầu thị trường.
Số liệu nhu cầu lưu lượng cụ thể cho ở bảng phụ lục 6.
Kết luận chương.
Kết quả số liệu dự báo đưa ra ở Chương 3 đã thể hiện được các tiêu chí yêu cầu đề ra. Cụ thể như sau:
Tính đầy đủ:
• Các loại hình dịch vụ: Dự báo đã đưa ra kết quả dự báo lưu lượng đầy đủ cho các loại hình dịch vụ, bao gồm thoại, Internet, di động và các dịch vụ khác.
• Đầy đủ theo thời gian: Kết quả dự báo lưu lượng cho các loại hình dịch vụ đã được dự báo cho tất cả các năm từ 2008-2010.
• Đầy đủ các vùng: Kết quả dự báo lưu lượng đã đưa ra ma trận lưu lượng cho hầu hết các tỉnh thành thuộc tất cả các vùng.
• Lưu lượng giữa các mạng và các nhà khai thác khác cũng được dự báo.
Tính chính xác:
Để đảm bảo việc dự báo chính xác, các số liệu bao gồm số liệu lưu lượng quá khứ cho các loại hình dịch vụ, thuê bao quá khứ cũng như các đánh giá về thị phần của các nhà khai thác.
CHƯƠNG 4
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
4.1 Giới thiệu
Cấu trúc mạng NGN sẽ gắn liền với việc lựa chọn công nghệ sử dụng và kèm theo đó là các phương pháp định tuyến cũng như công nghệ sử dụng. Công nghệ mạng IP/NGN lựa chọn sẽ phải nằm trong kế hoạch mạng tổng thể và công nghệ mạng mục tiêu NGN. Tuy nhiên với công nghệ mạng thế giới hiện nay và tình hình chính sách phát triển mạng của VNPT xin đề xuất một số kết luận sau:
• Xu hướng công nghệ sẽ bỏ bớt các lớp thủ tục trung gian giữa lớp Ip-Optical và tiến tới mô hình IP over Optical.
• Các thủ tục truyền tải có định hướng như MPLS, GMPLS, MAN-E đang có ưu thế trên mạng trục nhờ một loạt các ưu điểm về hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS.
• Công nghệ truyền dẫn sẽ tập trung chủ yếu vào công nghệ thông tin quang WDM, DWDM, NG-SDH, IP over WDM với khả năng về băng thông lớn và tiết kiệm tài nguyên sợi quang.
• Các phương pháp định tuyến vẫn sẽ tập trung vào các phương páhp định tuyến sử dụng trên mạng IP hiện tại như OSPF, BGP, IS-IS…
4.2 Mục tiêu việc lựa chọn công nghệ
• Cập nhật, đáp ứng nhu cầu chuyển tải lưu lượng các loại hình dịch vụ hiện tại và tương lai theo dự báo.
• Tương thích với hoàn cảnh mạng truyền tải hiện tại ở Việt Nam. • Phù hợp với các tiêu chuẩn phổ biến của quốc tế.
• Giá cả hợp lý
• Đơn giản trong khai thác, vận hành, quản lý.
4.3 Cách lựa chọn
• Phân tích các công nghệ tiên tiến hiện tại của các nhà sản xuất thiết bị. • Đối chiếu tiêu chuẩn của Việt Nam
• Phân tích kinh tế kỹ thuật
• Chọn công nghệ theo tiêu chí đề ra
4.4 Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol label Switching)
Sự phát triển đa dạng các ứng dụng dựa trên công nghệ gói điển hình là giao thức IP đã kéo theo sự bùng nổ lưu lượng và làm thay đổi bản chất lưu lượng truyền tải trên mạng. Định tuyến IP đã phát triển thêm tính năng mới, ảnh hưởng của công nhệ mới, đó là chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. MPLS được hướng thành một mảng điều khiển không hcỉ đơn thuần sử dụng cho bộ định tuyến mà còn với công nghệ cũ như SDH và thiết bị mới như OXC. Những nỗ lực này đã tạo ra mảng điều khiển chung chuẩn hóa, một phần tử thiết yếu trong sự phát triển mạng mở và tương hợp. Trước hết, một mảng điều khiển chung sẽ làm đơn giản hóa hoạt động khai thác và bảo dưỡng, do đó giảm được chi phí vận hành mạng. Tiếp đến, mảng điều khiển chung cung cấp một loạt giải pháp phát triển từ mô hình chồng đến mô hình đồng cấp. Một số sửa đổi và thêm tính năng vào giao thức định tuyến và báo hiệu MPLS để thích ứng với mạng chuyển mạch quang đưa ra bởi IETF. GMPLS là tên gọi mới của giao thức MPLS đã được mở rộng thành mảng điều khiển chung cho mạng truyền tải thế hệ sau.
Hình 4.1 Mô hình kiến trúc MPLS
Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS là một công nghệ mới nhưng đã chiếm được lòng tin của người sử dụng, nhờ sự tích hợp mô hình phát chuyển trao đổi nhãn với định tuyến lớp mạng. Những nỗ lực ban đầu của MPLS tập trung vào IPv4 để hỗ trợ các giao thức định tuyến IP. Tuy nhiên, MPLS cũng cung cấp khả năng thiết kế lưu lượng: chuyển luồng lưu lượng từ các tuyến ngắn nhất được xác định theo thuật toán của giao thức định tuyến đến tuyến có tiềm ẩn nghẽn thấp nhất qua mạng.
Nguyên lý hoạt động chủ yếu trong công nghệ MPLS là thực hiện gắn nhãn cho các loại gói tin cần chuyển đi tại các bộ định tuyến nhãn biên LER, sau đó các gói tin này sẽ được trung chuyển qua các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn LSR. Các đường chuyển mạch nhãn LSP được thiết lập bởi người quản lý mạng trên cơ sở đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật như là mức độ chiếm dụng đường thông, khả năng tắc nghẽn, chức năng kiến tạo đường hầm… Như vậy, sự hoạt động chuyển mạch các LSP cho phép MPLS có khả năng tạo ra các kết nối đầu cuối – đầu cuối như đối với công nghệ ATM hoặc Frame Relay và cho phép truyền lưu lượng qua các tiện ích truyền tải khác nhau mà không cần bổ sung các giao thức truyền tải hoặc cơ cấu điều khiển ở lớp 2. Những chức năng chủ yếu của công nghệ MPLS đã được mô tả và đinh nghĩa
trong các tài liệu của IETF (RFC 3031, 3032). Phương pháp chuyển mạch nhãn ứng dụng trong MPLS cho phép các bộ định tuyến thực hiện định tuyến gói tin nhanh hơn do tính đơn giản của việc xử lý thông tin định tuyến trong nhãn. Một chức năng quan trọng nữa được thực hiện trong MPLS đó là thực hiện các kỹ thuật lưu lượng, các kỹ thuật này cho phép thiết lập các thông số cho đường thông để có thể truyền tải lưu lượng với các cấp dịch vụ và chất lưựong dịch vụ khác nhau (RFC 2702). Một tính năng quan trọng nữa của MPLS đó là khả năng kiến tạo những kết nối đường hầm để thiết lập mạng riêng ảo (VPN). Mạng thực hiện trên cơ sở công nghệ MPLS cho phép giảm mức độ phức tạp điều khiển và qủan lý cho việc truyền tải lưu lượng xuất phát từ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau và nhiều giao thức khác nhau. Công nghệ MPLS hiện tại đang được phát triển theo hai hướng: MPλS (Multi Protocol lamda Switching) và GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching). MPλS tập trung vào xây dựng ứng dụng truyền tải IP qua mạng quang, cụ thể là tìm kiếm các giải pháp chuyển tải luồng IP vào các bước sóng quang. Trong khi đó GMPLS tập trung vào việc xây dựng nền tảng điều khiển cho mạng MPLS nhằm thích hợp các chức năng quản lý của các phương thức truyền tải khác nhau như là IP, SDH, Ethernet…trên một nền tảng quản lý thống nhất.
Mặc dù về cơ bản có thể hài lòng về MPLS nhưng các đặc tính tiên tiến như VPN và thiết kế lưu lượng vẫn đang còn nhiều tranh luận . Việc thực thi các đặc tính này là hoàn toàn đúng đắn, tuy nhiên rất có thể sẽ không liên kết hoạt động với những công nghệ khác. GMPLS chủ yếu tập trung vào mảng điều khiển để thục hiện quản lý kết nối cho mảng số liệu (lưu lượng số liệu thực tế) cho cả giao diện chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Mảng điều khiển này thực hiện bốn chức năng cơ bản sau:
• Điều khiển định tuyến: cung cấp chức năng định tuyến, thiết kế lưu lượng và xác định cấu trúc.
• Phân bố tài nguyên: cung cấp cơ chế lưu lại tài nguyên khả dụng của hệ thống như băng tần, dung lượng ghép kênh và cổng lưu lượng.
• Quản lý kết nối: cung cấp dịch vụ đầu cuối đến đầu cuối cho các dịch vụ khác. Chức năng này gồm tạo, thay đổi, truy vấn và xóa kết nối.
• Khôi phục kết nối: cung cấp mức độ bảo vệ phụ cho mạng.
GMPLS được phát triển với mục đích tạo ra một bộ giao thức mà có thể áp dụng cho tất cả các kiểu giao thức. Nó mở rộng kiến trúc của MPLS cho các kiểu giao tiếp trực tiếp hơn là giao tiếp dựa trên công nghệ gói. GMPLS cũng duy trì khả năng sẵn có của MPLS là tạo thành G-LSP. G-LSP sẽ tạo ra cấp phát chuyển, trên cùng là giao diện chuyển mạch sợi quang (FSC), kế đến là giao diện chuyển mạch lamda (LSC), giao diện chuyển mạch TDM và cuối cùng là giao diện chuyển mạch gói (PSC).
Cung cấp các giao thức báo hiệu.
Giao thức báo hiệu là giao thức quan trọng được sử dụng trong mạng điều khiển. Hiện thời chỉ có hai giao thức được sử dụng rộng rãi đó là: Giao thức phân bố nhãn định tuyến bắt buộc (CR-LDP) và mửo rộng thiết kế lưu lượng; Giao thức dự trữ trước tài nguyên (RSVP-TE). Bất cứ đối tượng nào được GMPLS định nghĩa cũng có thể mang trong các bản tin báo hiệu của những giao thức này. Giao thức báo hiệu có trách nhiệm đối với tất cả những hoạt động quản lý kết nối. Nó dùng để thiết lập và gỡ bỏ LSP, thay đổi LSP và truy tìm thông tin LSP.
Cung cấp chức năng định tuyến gắn với kỹ thuật lưu lượng.
Như đã trình bày ở trên, các chức năng của mảng điều khiển bao gồm quản lý kết nối, chức năng định tuyến, xác định cấu trúc, thiết kế lưu lượng và phân bố tài nguyên. Các Giao thức báo hiệu và GMPLS chỉe thực hiện những vấn đề liên quan đến quản lý kết nối. Do đó phải cần đến một số giao thức khác để đảm nhiệm những phần còn lại.
Định tuyến thiết kế lưu lượng mở rộng giao thức định tuyến truyền thống để cung cấp toàn bộ những chức năng định tuyến sẵn có và thêm năng lực thiết kế. Sự khác biệt chính giữa hai kiểu giao thức này đó là định tuyến thết kế lưu lượng phân bố gói tùy theo chu kỳ qua mạng; những gói này chứa thông tin khả dụng về tài nguyên và các tham số thiết kế lưu lượng. Khi các phần tử mạng nhận được những gói này thì chúng sẽ sử dụng dữ liệu trong đó để thực hiện tính toán định tuyến và quyết định luồng phát chuyển đáp ứng yêu cầu thiết kế lưu lượng của người sử dụng. Do đó giao thức mở rộng định tuyến thiết kế lưu lượng có thể hỗ trợ cho việc khám phá tài nguyên, khám phá topo và thiết kế lưu lượng. Tương tự như giao thức báo hiệu, hiện nay cũng mới chỉ có hai giao thức định tuyến là IS-IS và OSPF được sử dụng rộng rãi.
Cung cấp giao thức quản lý tuyến (LMP)
Nhằm đảm bảo thông tin nhãn GMPLS chính xác giưac các phần tử mạng (NE) cần phải xác định các cổng kết nối giữa chúng. LMP hoạt động giữa các hệ thống lân cận cho việc cung cấp tuyến và cô lập sự cố. LMP cũng được sử dụng cho bất cứ phần tử mạng nào, tuy nhiên nó thường được hướng cho chuyển mạch quang. Những chức năng như QoS, tự khôi phục và VPN thường được cung cấp từ lớp ATM và SDH sẽ được thay thế bằng GMPLS qua lớp IP và WDM. Nhu cầu VPN với QoS xác định được thực hiện qua ATM nay được đảm nhiệm bởi QoS IP và VPN IP. Tương tự như vậy, chức năng bảo vệ RING được thực hiện bởi SDH cũng được thay thế bằng khôi phục quang và IP. Có thể kiểm chứng nbhững điều này qua việc phân tích tính năng lớp IP và WDM dưới sự hỗ trợ của GMPLS.
IP QoS được sử dụng để truyền dẫn chính xác lưu lượng theo những yêu cầu bắt buộc đã được xác định như trễ hoặc jitter. Nó có thể chia thành những nội dung sau:
• Phân lớp dịch vụ qua phần mô tả lưu lượng để phân loại gói thành nhóm và tạo khả năng truy nhậpcho xử lý QoS trên mạng.
• Quản lý nghẽn tạo hàng chờ, phân chia gói vào hàng đợi theo loại gói và lấp kế hoạch truyền dẫn gói trong hàng đợi.
• Kỹ thuật tránh nghẽn, giám sát tải lưu lượng mạng để tiên liệu trước và tránh nghẽn tại những nút cổ chai chung của mạng.
• Cả hai cơ chế và sửa dạng lưu lượng sử dụng phần mô tả lưu lượng của gói (quy định bởi phân loại gói) để đảm bảo chất lượng dịch vụ.
• Báo hiệu QoS là một dạng thông tin của mạng mà đưa ra cách thông tin của nút mạng với nút lân cận để yêu cầu xử lý đặc biệt cho lưu lượng nào đó.