trình ứng dụng công nghệ hiện đại IP trên quang vào mạng viễn thông đường trục của VNPT. Chương 3 được coi là chương trọng tâm nhất của đồ án này. Những nội dung được đề cập trong chương :
+ Các cơ sở cho mạng viễn thông đường trục IP/WDM của VNPT. - Hạ tầng mạng viễn thông đường trục hiện tại.
- Hạ tầng mạng Internet hiện tại. - Mạng cáp quang đến năm 2013.
- Các thiết bị truyền tải trong mạng IP trên quang hiện đang sử dụng. + Đề xuất triển khai công nghệ IP/WDM vào mạng viễn thông đường trục
VNPT.
3.1 Hiện trạng mạng truyền tải IP/WDM trên mạng đường trục của VNPT của VNPT
Trong những năm gần đây các dịch vụ viễn thông trên nền công nghệ IP phát triển một cách đột biến và xu thế phát triển mạng viễn thông thế giới theo hướng IP- NGN. Mạng viễn thông Việt Nam cũng đã và đang từng bước phát theo hướng đó. VNPT sớm nhận rõ được vai trò và khả năng của mạng IP-NGN và cần phải sớm chuyển sang mạng viễn thông IP-NGN để cung cấp đa dịch vụ linh hoạt, như điện thoại, truyền số liệu, Internet, phát thanh, truyền hình, giải trí qua mạng, điều khiển
từ xa.... Cho tới nay, mạng NGN của VNPT đã triển khai xong với 2 mặt phẳng (VN1 và VN2) tới tất cả các tỉnh/thành phố trong cả nước.
Để đáp ứng cho việc truyền tải lưu lượng rất lớn hiện nay, trong mạng truyền tải NGN tập đoàn VNPT cũng đã xây dựng các hệ thống truyền dẫn quang sử dụng công nghệ DWDM.
Đồng thời, VNPT cũng đã lựa chọn giao thức truyền tải cho mạng đường trục chủ yếu là IP, tạo nên kiến trúc IP/DWDM.
Mạng IP/DWDM đường trục của VNPT được thiết lập theo mô hình xếp chồng và hiện tại để truyền tải lưu lượng IP qua mạng DWDM qua các khâu trung gian như IP/SDH/DWDM, IP/NG-SDH/DWDM và IP/MPLS/SDH/DWDM, IP/MPLS/NG-SDH/DWDM.
VNPT đã đầu tư xây dựng mạng VN2 nhằm mục đích tích hợp toàn bộ mạng truyền tải hiện có thành một mạng truyền tải duy nhất. Hiện nay dự án NGN mặt phẳng 2 đã được đưa vào khai thác, lưu lượng trên mặt phẳng 1 đang từng bước chuyển sang mặt phẳng 2. Phần này tập trung giới thiệu về mạng NGN mặt phẳng 2 (mạng VN2).
Mạng VN2 nó có khả năng cung cấp các dịch vụ sau: Internet tốc độ cao (HIS), Voice over IP (VoIP), Các dịch vụ Multicast video (Như IPTV, Video conferencing), Các dịch vụ Unicast video ( Như Video on demand VoD), Các dịch vụ VPN layer 3, Các dịch vụ VPN layer 2, … .
Cấu trúc mạng VN2
Mạng truyền tải VN2 được xây dựng dựa trên mô hình kiến trúc phân lớp, gồm 3 lớp: Lớp truyền tải, Lớp gom, Lớp truy nhập.
Trong phần này chỉ tập trung giới thiệu về lớp truyền tải. Lớp truyền tải bao gồm 2 phần chính:
Mạng lõi: Được xây dựng dựa trên 5 cặp core node tạo thành hai mặt phẳng A&B tại Hà nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, TP.Hồ Chí Minh và Cần Thơ sử dụng thiết bị router T1600 của Juniper. Mạng lõi có nhiệm vụ trung chuyển các dạng lưu lượng như thoại, hình ảnh, số liệu, Internet…Các core node được kết nối với nhau bằng công nghệ POS (Packet over Sonet) sử dụng hệ thống truyền dẫn
SDH/WDM . Các luồng kết nối hiện tại sử dụng là STM16 hoặc STM64. Trong tương lai có thể nâng cấp lên thành STM256…
Mạng biên: Được đặt tại tất cả các tỉnh, có nhiệm vụ tập trung, định tuyến và đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các loại lưu lượng. Các router biên PE sử dụng thiết bị 7750 SR7 của Alcatel lucent. Mạng biên được kết nối lên mạng lõi bằng công nghệ POS, sử dụng hệ thống truyền dẫn SDH/WDM. Các kết nối hiện tại cũng đang sử dụng là STM16, STM64. Mạng biên kết nối xuống các lớp dưới (mạng gom – MANE, BRAS…) bằng công nghệ Ethernet. Các kết nối thường được sử dụng là Gigabit Ethernet (1GE) hoặc 10Gigabit Ethernet (10GE).
Mô hình logic của mạng VN2 được thể hiện trên hình 3.1. Nó bao gồm các thiết bị, các giao diện, các kết nối các địa chỉ IP, bên cạnh còn có các giao thức định tuyến và điều khiển. Mỗi giao thức có chức năng riêng biệt và hỗ trợ lẫn nhau với mục đích tổ chức và liên kết các thành phần vật lý trong mạng, để toàn mạng có thể hoạt động thống nhất
Hình 3.1. Sơ đồ logic mạng IP Core VN2
Hình 3.2. Sơ đồ kết nối vật lý mạng VN2. 3.1.1 Hạ tầng mạng viễn thông đường trục hiện tại.
Mạng DWDM của VTN hiện nay cơ bản đáp ứng được truyền dẫn cho lưu lượng IP phát triển với tốc độ rất nhanh ở tất cả các tỉnh thành trong cả nước.
Hệ thống DWDM 240Gbps trên tuyến trục Bắc Nam của VNPT
Hệ thống DWDM trải dài từ Bắc đến Nam với 6 vòng ring có dung lượng truyền dẫn là 240Gbps (8x10Gbps và 4x40Gbps) với nhiều trạm khuyếch đại quang, trạm xen/rẽ quang(OADM) ….(Hình 3.3).
Các bước sóng hiện đang sử dụng trong mạng quang đường trục DWDM_240Gbps là:
Các bước sóng 10Gb/s hiện đang được sử dụng là:
λ 1 = 1558.98nm ; λ 2 = 1559.79nm ; λ 3 = 1560.61nm ; λ 4 = 1561.42nm
λ 5 = 1562.23nm ; λ 6 = 1563.05nm ; λ 7 = 1563.86n ; λ 8 = 1564.68nm . Các bước sóng 40Gb/s hiện đang được sử dụng là: λ 1 = 1530.33nm ; λ 2 = 1531.12nm ; λ 3 = 1531.90nm ; λ 4 = 1532.68nm λ 5 = 1533.47nm.
Hình 3.3 Sơ đồ mạng truyền dẫn quang DWDM-240Gbps 3.1.2 Hạ tầng mạng liên quan tới việc ứng dụng
3.1.2.1 Mạng truyền dẫn quang liên tỉnh
Cấp thấp hơn mạng đường trục là mạng truyền dẫn liên tỉnh. Mạng liên tỉnh chủ yếu sử dụng ở 2 nút mạng Bắc Nam, các tỉnh dọc theo đường trục sử dụng chúng như mạng trục. Công nghệ SDH chủ yếu sử dụng trong mạng liên tỉnh, theo cấu hình ring. Theo cấp độ, có 2 tốc độ STM-1 và STM-4 đang được sử dụng. Khi
tiến tới mạng trục IP/MPLS (mặt phẳng 2) thì có cả tốc độ STM16, STM64 cũng được sử dụng.
3.1.2.2 Mạng truyền dẫn quang nội hạt
Mạng này đang được mở rộng triển khai trong nội các tỉnh/thành phố. Trong 2 năm gần đây cáp sợi quang đã được triển khai rộng khắp cả nước (64/64 tỉnh thành đã có cáp quang). Mạng vòng ring với 2 tốc độ STM-1, STM-4 được áp dụng chủ yếu, riêng các tỉnh thành phố lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh sử dụng trong mạng tới tốc độ STM-16.
3.1.2.3 Các cổng quang kết nối quốc tế
Việt nam đang có nhiều tuyến quang kết nối đi quốc tế, các cổng này chủ yếu kết nối với các tuyến cáp quang biển đặt tại Đà Nẵng và Vũng Tàu.
- Tuyến cáp quang biển SEA-ME-WE 3 nối liền Việt nam với hơn 30 nước trên thế giới trải dài từ Nhật bản tới Châu Âu (hình 6.23) sử dụng công nghệ ghép bước sóng quang (WDM). Hệ thống SMW-3 hiện đang khai thác 16 bước sóng trên hai đôi sợi với tốc độ truyền dẫn trên mỗi bước sóng là 2.5Gb/s cung cấp dung lượng truyền thông quốc tế chất lượng cao đáp ứng các yêu cầu khác nhau của các nước. Hệ thống gồm 35 điểm cập bờ từ Nhật (Okinawa) tới Đức (Norden). Điểm cập bờ của Việt nam là tại Đà nẵng.
- Tuyến cáp biển quốc tế TVH (Thái Lan - Việt Nam - Hồng Kông), với trạm cập bờ tại Vũng Tàu nối Việt Nam với Hồng Kông và Thái Lan. Tuyến trung kế Vũng Tàu - TP. Hồ Chí Minh sử dụng vi ba 140 Mb/s 2+1. Tuyến sử dụng công ngệ PDH, có dung lượng mỗi hướng 560Mb/s và có hệ thống cập bờ tại Vũng Tàu (khai thác từ tháng 11/1995), với tổng chiều dài là 3373km, kết nối với Thái Lan và Hồng Kông, có dung lượng 560Mps và kết nối tiếp đi hơn 30 hướng trên thế giới. TVH đã được đưa vào khai thác và được nối tiếp tới hơn 30 hướng trên thế giới. Dung lượng danh định Việt Nam có là 128 E1 trên mỗi hướng Hồng Kông và Thái Lan.
- Tuyến cáp quang CSC được đưa vào khai thác năm 2001, kết nối Trung Quốc, VN, Lào, Thái Lan, Malaysia, Singapore với tốc độ hiện tại 2,5Gbs, khai thác vào tháng 6/2006. Tỷ lệ dung lượng khai thác trên CSC so với tổng dung lượng quốc tế đang khai thác của VNPT là 10% và đang được nâng cấp lên 10Gbs. Tuyến cáp này cung cấp dung lượng liên lạc quốc tế với các nước trong khu vực. Ngoài ra tuyến CSC phần Việt nam còn được thiết kế để cung cấp dung lượng cho liên lạc trong nước và là hệ thống cáp quan trọng dùng cho khôi phục các hệ thống cáp quang khác như TVH và SMW-3.
- Tuyến cáp quang thành phố HCM - Phnompenh, theo thoả thuận giữa hai nước, đã được xây dựng và đưa vào khai thác từ 1999. Dung lượng ban đầu là tuyến 155Mb/s. Tuyến PnomPenh – Thành phố Hồ Chí Minh chủ yếu trao đổi thông tin giữa các quốc gia láng giềng Lào, Campuchia.
3.1.2.4 Hạ tầng mạng NGN của VNPT
Trên con đường tất yếu của mạng viễn thông thế giới, mạng viễn thông VNPT cũng đã sớm có quyết định sáng suốt theo định hướng tiến dần sang mạng NGN. Do Bộ Bưu chính viễn thông sớm nhận rõ được vai trò và khả năng của mạng NGN, thấy rõ vấn đề cần phải sớm chuyển sang mạng viễn thông NGN, với công nghệ chuyển mạch gói (được kết hợp giữa 3 mạng cơ sở hiện nay là viễn thông, truyền thông và Internet), có thể cung cấp nhiều dịch vụ linh hoạt, uyển chuyển như điện thoại, truyền số liệu, Internet, phát thanh, truyền hình, giải trí qua mạng, điều khiển từ xa.... Cho tới nay, mạng NGN của VNPT đã triển khai tới nhiều tỉnh/thành phố trong cả nước.
Hình 3.5 : Mô hình phân lớp mạng NGN.
3.1.2.4.1 Tổ chức mạng NGN hiện tại của VNPT
Trước hết, VNPT sẽ cung cấp mạng NGN cho những khu vực thành phố, vì nơi này cần cung cấp các dịch vụ băng rộng. Hiện VNPT đã triển khai xong mạng đường trục liên tỉnh sử dụng công nghệ IP vào đầu năm 2006, triển khai mạng nội hạt dựa trên công nghệ IP. Tuy nhiên, đối với những vùng chưa có nhu cầu sử dụng dịch vụ băng rộng vẫn có thể duy trì các tổng đài cũ. Vì vậy, hệ thống mạng cũ (TDM) của VNPT vẫn phải sử dụng đến khoảng năm 2013 mới loại bỏ toàn bộ.
a. Nguyên tắc tổ chức 4 lớp chức năng.
Lớp ứng dụng và quản lý : tổ chức thành 1 cấp duy nhất cho toàn mạng nhằm bảo đảm cung cấp dịch vụ đến tận nhà thuê bao một cách thống nhất và đồng bộ. Số lượng nút ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào lưu lượng dịch vụ của từng vùng lưu lượng cũng như số lượng và loại hình dịch vụ, được tổ chức phân tán theo dịch vụ đảm bảo tính an toàn của hệ thống. Hai nút mạng chính đặt tại tại Trung tâm mạng NGN Hà nội và T.P Hồ Chí Minh.
Lớp điều khiển : tổ chức thành 1 cấp thay vì 4 cấp như hiện nay của mạng PSTN nhằm giảm tối đa cấp mạng và tận dụng năng lực xử lý cuộc gọi rất lớn của thiết bị điều khiển thế hệ mới. Lớp điều khiển có chức năng điều khiển lớp chuyển tải và lớp truy nhập cung cấp các dịch vụ mạng NGN gồm nhiều mô đun như mô đun điều khiển kết nối ATM, điều khiển định tuyến IP, điều khiển kết nối thoại, báo hiệu số
7... Số lượng nút điều khiển được tổ chức thành cặp (mặt phẳng A&B) được kết nối trực tiếp với 1 cặp nút chuyển mạch IP-MPLS đường trục.
Lớp chuyển tải :
Lớp chuyển tải phải có khả năng chuyển tải cả hai loại lưu lượng gói được thành hai cấp: đường trục quốc gia và vùng thay vì 4 cấp như hiện nay.
• Cấp đường trục quốc gia : bao gồm các nút chuyển mạch lõi IP-MPLS và các tuyến truyền dẫn được tổ chức thành 2 mặt phẳng A&B kết nối chéo giữa các nút đường trục ở mức tối thiểu 2,5Gb/s. Mỗi vùng do một cặp tổng đài Core đảm trách việc chuyển lưu lượng giữa các vùng và đi quốc tế.
• Cấp vùng : bao gồm các nút chuyển mạch biên IP-MPLS, các bộ tập trung nội vùng bảo đảm việc chuyển mạch cuộc gọi trong nội vùng và sang các vùng khác. Các nút chuyển mạch này được đặt tại vị trí các tổng đài Host hay Tandem nội hạt hiện nay và kết nối trực tiếp với nhau theo dạng Ring qua các cổng quang của nút IP-MPLS. Các nút chuyển mạch nội vùng chỉ được kết nối với cặp nút Core của vùng đó trừ khi trong giai đoạn quá độ không trang bị đủ cặp tổng đài core. Các nút chuyển Mạch nội vùng này có tích hợp tính năng BRAS nhằm thực hiện chức năng điểm truy nhập PoP băng rộng cho các thuê bao xDSL.
Lớp truy nhập : gồm toàn bộ các nút truy nhập được tổ chức không phụ thuộc theo địa giới hành chính. Các nút truy nhập của các vùng lưu lượng chỉ được kết nối đến nút chuyển mạch đường trục của vùng đó qua các nút chuyển mạch nội vùng.
Hình 3.6 : Hạ tầng kết nối giữa mạng NGN và mạng PSTN của VNPT
3.1.2.4.2 Kết quả triển khai mạng NGN cho đến nay
Hiện mạng đường trục IP của VTN đang cung cấp dịch vụ PSTN, VoIP và khám bệnh từ xa, MegaWan, ADSL, 1719, 1800, 1900... Đối với mạng di động, VNPT cũng sẽ chuyển sang mạng NGN từ năm 2006 đến năm 2013. Trước hết, VNPT sẽ ưu tiên chuyển mạng lõi của mạng di động sang mạng IP để phát huy phần ứng dụng điều khiển. Như vậy, sẽ tạo ra cơ sở hạ tầng để làm phần điều khiển ứng dụng NGN Mobile. Trước mắt, VNPT đã triển khai công nghệ 3G để nâng tốc độ truy nhập của điện thoại di động. Khi đưa công nghệ này vào khai thác, VNPT có thể cung cấp các dịch vụ như nghe nhạc, xem phim... với tộc cao trên điện thoại di động. Ông Trần Mạnh Hùng cho rằng, hiện thị trường cho các dịch vụ của mạng NGN chưa nhiều và doanh thu của các dịch vụ này vẫn còn ít. Sở dĩ như vậy, vì các doanh nghiệp vẫn sử dụng máy điện thoại truyền thống, chưa có hệ thống điện thoại IP, mạng LAN hoàn chỉnh. Tuy nhiên, trong thời gian tới cùng với việc phát triển mạng NGN và cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích trên mạng này sẽ thúc đẩy các doanh nghiệp chuyển đổi sang sử dụng các dịch vụ trên mạng IP này.”
[Nguồn : “Ứng dụng trên mạng NGN : Chi phí rẻ, dịch vụ đa dạng” của báo Bưu điện, tác giả TK].
Các nhiệm vụ đã đạt được :
- Đã lắp đặt và đưa vào khai thác mạng lõi gồm 3 thiết bị định tuyến (M160) tại ba trung tâm mạng Hà nội, Đà nẵng và TP. Hồ Chí Minh.
- Triển khai các 11 POP biên tại các tỉnh thành trong cả nước, gồm : Hà nội (HNI), Hải phòng (HPG), Hải dương (HDG), Quảng ninh (QNH), Đà nẵng (DNG), Huế (HUE), Khánh hoà (KHA), TP. Hồ Chí Minh (HCM), Vũng tàu (VTU), Cần thơ (CTO), Bình dương (BDG) và Đồng nai (DNI).
- Hoàn thành việc nâng cấp hệ thống truyền dẫn trục Bắc Nam lên 20 Gbit/s sử dụng công nghệ WDM.
3.1.2.5 Hạ tầng mạng chuyển mạch hiện tại
Mạng chuyển mạch viễn thông VNPT được chia theo thành 4 cấp : Trung tâm chuyển mạch quốc tế, Trung tâm chuyển mạch quốc gia, các Trung tâm chuyển tiếp và các Tổng đài nội hạt. Hệ thống chuyển mạch là các tổng đài điện tử hoạt động ở các cấp khác nhau cung cấp chủ yếu dịch vụ thoại truyền thống. Dịch vụ ISDN được cung cấp trên diện hẹp với số lượng thuê bao rất thấp.
Hình 3.7 : Cấu trúc phân cấp mạng chuyển mạch viễn thông VNPT hiện tại.
3.1.2.6 Hạ tầng và sự phát triển mạng Internet Việt Nam
3.1.2.6.1 Cấu trúc mạng Internet Việt Nam
Hiện nay, theo thống kê có 26 doanh nghiệp đã được cấp phép cung cấp dịch vụ Internet như VDC (VNPT), EVN, FPT, Viettel, netnam... với thị phần khác nhau. Tuy nhiên chỉ có 7 nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) chủ đạo cung cấp dịch vụ đó là VNPT (VDC), FPT, NetNam, Saigon Postel, Hanoi Telecomm, OCI và Viettel. Đặc biệt, công ty Điện toán và truyền số liệu VDC đang là nhà cung cấp quản lý tất cả các cổng Internet. Hiện nay có 3 cổng đi quốc tế từ Hà Nội, Đà Nẵng,