Trên cơ sở hạ tầng mạng viễn thông đường trục của VNPT đã trình bày ở trên. Kết hợp với hạ tầng và xu thế phát triển dự báo lưu lượng dữ liệu của mạng Internet và xu thế phát triển dịch vụ viễn thông. Đồ án đề xuất giải pháp mạng viễn thông đường trục áp dụng công nghệ IP trên quang đến năm 2013 theo những tiêu chí sau :
3.2.1.1 Về mục tiêu phát triển mạng trục
Thứ nhất, tiếp tục duy trì mô hình mạng của mạng NGN hiện có, trên cơ sở phân lớp IP/MPLS/SDH/WDM và IP/MPLS/NG-SDH/WDM cho mạng viễn thông đường trục, sử dụng hai hệ thống cáp quang đường trục 240 Gb/s hiện có. Cụ thể là: - Về mặt quản lý và điều khiển vẫn duy trì theo cách phân tách giữa hai lớp
thiết bị mạng lớp 3 (IP) và mạng truyền tải quang (WDM).
- Về mặt số liệu : Vẫn sử dụng phương thức kết nối POS giữa các bộ định tuyến IP-MPLS trong mạng quang.
- Về mặt kết nối quốc tế : Duy trì các phương thức kết nối như giai đoạn trước : IP/X.75/SDH, IP/Frame Relay/SDH, PoS, kết hợp mở rộng dung lượng theo nhu cầu thực tế và tiến tới áp dụng công nghệ IP/WDM trong tương lai.
- Về mạng trục gồm 3 điểm truy nhập-trục : Hà nội, Đà nẵng và TP.Hồ Chí Minh và xây dựng 2 trung tâm chuyển mạch : Hải dương (HDG) và Cần Thơ (CTO).
- Về điểm truy nhập trục : điểm trục được tổ chức thành nút đa dịch vụ.
Thứ hai, tổ chức mạng trục thành 2 mặt phẳng để thực hiện bảo vệ thiết bị và cân bằng tải. Bằng cách xây dựng một mạng quang đường trục mặt phẳng 2, sử dụng công nghệ IP/MPLS/DWDM với cấu hình mạng và ma trận lưu lượng cho toàn các tỉnh/thành trên cơ sở cấu trúc mạng hiện có kết hợp với việc dự báo lưu lượng trong tương lai.
3.2.1.2 Lựa chọn và phân tích giải pháp áp dụng IP trên quang.
1.Kết nối 3 điểm truy nhập trục chính tại HNI, HCM, DNG và trung tâm chuyển mạch CTO qua mạng quang đường trục WDM 240Gbit/s sử dụng phương thức gói IP/SDH/WDM hoặc IP/NG-SDH /WDM (hay còn gọi là PoS) :
- Kế thừa được hạ tầng thiết bị hiện có, nên vốn đầu tư không cao; chỉ cần nâng cấp Card giao diện PoS cho các thiết bị định tuyến theo nhu cầu dung lượng giữa các cặp POP-trục.
- Chi phí đầu tư mới Card giao diện không lớn; tối đa 10 cặp Card giao diện quang cho trường hợp kết nối mạng lưới đầy đủ giữa các bộ định tuyến. - Dễ dàng chuyển hướng mạng quản lý/điều khiển tiến đến mô hình mạng
đồng cấp.
- Giải pháp tạo cơ sở cho việc tiến tới công nghệ IP trực tiếp trên sợi quang.
2. Trung tâm chuyển mạch HDG kết nối với các POP-trục còn lại qua mạng truyền tải quang vùng 1.
3. Vẫn tiếp tục duy trì quản lý/điều khiển phân tách (mô hình xếp chồng) thiết bị trong mạng truyền tải trong giai đoạn này.
- Phù hợp với mặt số liệu (phân tách quản lý/điều khiển giữa bộ định tuyến IP và thiết bị quang).
4. Duy trì POP-trục đa dịch vụ vì giai đoạn này hứa hẹn sự bùng nổ nhu cầu dịch vụ trong nước, do tác động của sự phát triển kinh tế. Do đó nhu cầu dịch vụ sẽ rất đa dạng gồm cả dịch vụ TDM và gói với nhu cầu băng tần khác nhau.
5. Kết nối nội đài giữa các cặp bộ định tuyến ở hai mặt sử dụng giải pháp Gigabit Ethernet cho những nơi có khoảng cách kết nối hơn 100 m.
- Chi phí Card giao diện này thấp so với những giải pháp khác - giảm được đáng kể chi phí đầu tư.
Hình 3.19: Cấu hình mạng quang đường trục tới năm 2013
3.2.2 Giải pháp mạng đường trục mục tiêu sau năm 2013
3.2.2.1 Về tiêu phát triển mạng trục
- Thứ nhất, vẫn duy trì mạng trục gồm POP trục Hà nội (HNI), Đà nẵng (DNG), Hồ Chính Minh (HCM) và 2 Trung tâm chuyển mạch Hải Dương (HDG) và Cần thơ (CTO).
- Thứ hai, triển khai mô hình mạng đồng cấp IP/quang theo phương án :
- Mặt số liệu : Tiếp tục sử dụng công nghệ IP/MPLS/NG-SDH/WDM và dần tiến lên xu thế IP/quang sử dụng chuyển mạch quang (OXC, OBS, OPS).
- Mặt quản lý/điều khiển : IP/GMPLS/quang.
- Thứ ba, xây dựng mạng quang theo khái niệm mạng quang chuyển mạch tự động (ASON).
3.2.2.2 Phân tích và chọn chọn giải pháp áp dụng
1. Xây dựng mạng toàn quang dựa trên hạ tầng chuyển mạch quang tiên tiến (OPS, OBS, OLS và WDM) :
- Mạng truyền tải quang sẽ đáp ứng được sự bùng nổ nhu cầu dịch vụ (lưu lượng truyền tải) trên mạng, vì dung lượng truyền tải của mạng này cỡ Terabit/s. - Cung cấp kết nối dung lượng cao giữa người sử dụng kết cuối đến kết cuối một
cách linh hoạt và tự động - thích hợp với bản chất mẫu lưu lượng số liệu thay đổi như ngày nay.
- Chức năng bảo vệ và khôi phục được thực hiện tự động qua giao thức báo hiệu/điều khiển và định tuyến quang (ví dụ GMPLS) - đảm bảo chất lượng dịch vụ rất cao cho khách hàng trước mọi sự cố trong mạng.
- Giá thành linh kiện, thiết bị và hệ thống chuyển mạch quang không ngừng giảm trong những năm qua , giảm chi phí đầu tư ban đầu, chi phí thay thế và nâng cấp hệ thống; cuối cùng giảm được giá thành dịch vụ.
- Hiện hạ tầng chuyển mạch quang được xem là đích hướng tới cuối cùng cho đến nay của mạng truyền tải.
Phương án này còn rất lâu nữa mới đạt được, nhưng sẽ là mục tiêu tiến tới của mạng viễn thông đường trục.
2. Quản lý hướng tới mô hình mạng đồng cấp ASON sử dụng GMPLS :
- Các thiết bị định tuyến có thể giám sát và yêu cầu tài nguyên ở lớp mạng quang cho các kết nối khi cấu hình động, dễ dàng linh hoạt lưu lượng mạng và nhanh chóng khắc phục sự cố, đảm bảo tốt chất lượng mạng (không có hiện tượng gián đoạn tuyến).
- Công nghệ này có thể giám sát tài nguyên mạng gồm gói, kênh TDM, bước sóng quang và cả sợi quang.
- Cung cấp và giải phóng kết nối tự động và nhanh chóng nhờ trao đổi các bản tin báo hiệu và điều khiển giữa các nút mạng, giảm chi phí lao động nhân công.
- Phù hợp với đặc thù của mạng TCT ở đó các POP được đặt cách xa nhau, lưu lượng giữa các hướng kết nối và trình độ đội ngũ kỹ thuật chưa đồng đều. Do đó, hệ thống quản lý điều khiển này sẽ khắc phục được những nhược điểm đó.
3. Kết nối nội đài giữa các cặp bộ định tuyến ở 2 mặt sử dụng giải pháp 240 Gbit Ethernet ở những nơi khoảng cách lớn hơn 100 m.
Hình 3.21 : Cấu trúc mạng trục mục tiêu sau năm 2013 của VNPT. HNI HPG HCM CTO DNG Router OXC
Giải pháp POP-trục
Hình 3.22 : Giải pháp điểm truy nhập trục sau năm 2013
3.3. Xây dựng lộ trình ứng dụng công nghệ IP trên quang cho mạng viễn thông đường trục của VNPT mạng viễn thông đường trục của VNPT
Chuyển đổi mạng là công việc nên thực hiện liên tục trong quá trình khai thác, nó gắn liền với những thay đổi về cấu hình, thiết bị, công nghệ,... Tuy nhiên, trong đồ án này chỉ tập trung vào những chuyển đổi mạng mang tính bước nhảy, nghĩa là chúng có ảnh hướng rất lớn đến giải pháp, công nghệ trong mạng.
Theo đánh giá, hiện nay mạng viễn thông đường trục có dung lượng truyền dẫn đáp ứng được yêu cầu của các loại hình dịch vụ hiện tại. Tuy nhiên, so với nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội thì cần phải nâng cấp mở rộng và phát triển thêm các hệ thống mới. Các bước chuyển đổi như được đề xuất trong phần sau :
3.3.1. Các bước chuyển đổi trong mạng trục
3.3.1.1 Chuyển đổi mặt số liệu
Giai đoạn 2012-2013 2013-2015 Sau 2015
Mặt số liệu (Điểm truy nhập dịch vụ)IP/PoS/WDM (Điểm truy nhập dịch vụ)IP/PoS/WDM IP/(BOS)POS/WDM BOS, POS:Chuyển mạch gói quang, chuyển mạch Burst quang.
3.3.1.2 Chuyển đổi mặt quản lý và điều khiển
2012-2013 2013-2015 Sau 2015 Phân lớp IP/SDH/WDM IP/MPLS/NG-SDH /WDM IP/MPLS/WDM IP/GMPLS/WDM IP/MPLS/WDM IP/WDM
3.3.1.3 Chuyển đổimặt chuyển mạch quang
Trước 2012 2012-2013 2013-2015 Sau 2015 Công nghệ WDM điểm-điểm WDM vòng ring Định tuyến bước sóng tĩnh -> động Định tuyến bước sóng động Định tuyến bước sóng động Chuyển mạch gói quang Ứng dụng chuyển mạch quang OADM CM bảo vệ OADM CM bảo vệ OXC OADM CM bảo vệ OXC CM bảo vệ OXC + Giai đoạn 2012 - 2013
Giai đoạn trước năm 2012 đã trình bày ở hiện trạng mạng, giai đoạn 2012- 2013 này bắt đầu triển khai mạng theo công nghệ IP/MPLS/NG-SDH/WDM cho mạng đường trục mặt phẳng 2. Mạng đường trục DWDM 240Gb/s chuyển sang trang bị các bộ OXC tại 3 nút trung tâm Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh. Đồng thời, bổ sung thêm 3 nút chuyển mạch OXC mới là Qui Nhơn, Vinh, Buôn Ma Thuột để hình thành mạng quang trục theo hình mạng lưới và được bảo vệ bởi tuyến cáp quang trục 1A và tuyến quang trục đường Hồ Chí Minh. Cụ thể theo tiêu
chí sau :
- Duy trì mạng đường trục WDM như giai đoạn trước.
- Nâng cấp dung lượng theo yêu cầu thực tế, giai đoạn sau 2013.
- Nâng cấp mạng đường trục WDM thành mạng ASON (mạng chuyển mạch quang tự động).
- Nâng cấp hoặc thay thế các thiết bị OXC thành thiết bị chuyển mạch gói quang. - Các giao thức OSPF, IS-IS và RSVP-TE, CR-LDP (của MPLS) của IP sẽ được triển khai trong thiết bị chuyển mạch gói quang cho quản lý/điều khiển kết nối.
Hình 3.23 : Giải pháp mạng chuyển mạch quang mục tiêu cho mạng trục 2013 + Giai đoạn 2013-2015
Trong giai đoạn này, tuyến cáp quang biển (như đã nêu ở trên) đã hoàn thành, có chức năng truyền tải chính, thay cho tuyến quốc lộ 1A (sử dụng liên kết OXC giữa Hà Nội, Đà Nẵng, Qui Nhơn, Tp Hồ Chí Minh).
Nâng cấp các nút POP - trục với công nghệ WDM sử dụng chuyển mạch quang OXC xử lý luồng quang động. Đồng thời, từng OXC hỗ trợ cả chức năng giao tiếp
cho lưu lượng gói.
+ Giai đoạn sau 2015
Trong giai đoạn này, tiếp nâng cấp các bộ OXC thành thiết bị chuyển mạch gói quang, để tạo tiền đề cho tiến trình tiến tới mạng chuyển mạch toàn quang (khi công nghệ lúc đó tương ứng cho phép).
3.3.2 Chuyển đổi trong lớp mạng IP
3.3.2.1 Giai đoạn tới năm 2013
1. Mở rộng lớp mạng IP trục, đưa thêm nút trục mới : Hải phòng (Hải dương) và Cần thơ (4 bộ định tuyến, 2 cho mỗi nút).
2. Thiết kế lại lưu lượng mạng trục (dựa trên MPLS) cho cấu trúc mạng mới. 3. Duy trì phương thức kết nối POS với thiết bị truyền tải. Thay thế những
giao diện POS (trong giai đoạn trước) không đáp ứng được dung lượng bằng các giao diện POS có tốc độ cao hơn tại những kết nối trục yêu cầu.
4. Quản lý/điều khiển tài nguyên mạng IP qua các giao thức : OSPF, IS-IS và RSVP-TE, CR-LDP (của MPLS).
3.3.2.2 Giai đoạn 2013-2015
1. Sử dụng GMPLS cho quản lý và điều khiển kết nối trong mạng IP/MPLS/NG-SDH/WDM. Thay thế hoặc nâng cấp giao thức cũ băng giao thức OSPF, IS-IS và RSVP-TE, CR-LDP.
2. Tiếp tục nâng cấp cho mạng trục mặt phẳng 2, theo công nghệ IP/GMPLS/WDM, cùng chia tải với mặt phẳng 1.
3.3.2.3 Giai đoạn sau 2015
1. Tiếp tục duy trì công nghệ mạng trục quang hiện có.
2. Thay thế dần các bộ định tuyến trục bằng bộ định tuyến IP tích hợp chuyển mạch gói quang(tương lai xa, khi bộ chuyển mạch quang được hiện thực). 3. Sử dụng IP/WDM cho quản lý và điều khiển kết nối trong mạng IP/quang.
Thay thế hoặc nâng cấp giao thức cũ bằng giao thức mới được thiết kế cho chuyên dụng cho mạng chuyển mạch quang.
KẾT LUẬN
Tóm lại, nghiên cứu công nghệ tích hợp IP trên quang(IP/WDM) và ứng dụng cho mạng viễn thông đường trục là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. Bởi vì tích hợp IP trên quang phù hợp với xu thế phát triển của công nghệ, dịch vụ truyền thông, định hướng sản phẩm của hãng sản xuất trên thế giới và cũng phù hợp với xu thế phát triển mạng viễn thông VNPT. Giải pháp tích hợp IP trên quang đặc biệt rất có ý nghĩa cho mạng đường trục, nó mang lại một mạng viễn thông có lưu lượng rất lớn (hàng Terabit/s), dễ dàng cung cấp nhiều loại dịch vụ cho nhiều cấp độ khách hàng và ngày càng đơn giản cấu trúc mạng, giảm chi phí đầu tư mạng. Chính vì vậy, em đã chọn đề tài đồ án của mình : “Nghiên cứu công nghệ truyền tải IP trên quang (IP/WDM) và ứng dụng cho mạng đường trục của VNPT”.
Qua 3 chương, đồ án đã đạt được nhiều kết quả mong muốn. Đó là, trình bày tốt cơ sở khoa học và xu hướng phát triển của công nghệ tích hợp IP trên quang (chương I), và ứng dụng công nghệ IP trên quang cho mạng viễn thông đường trục của VNPT (chương 3). Đồng thời, trên cơ sở phân tích cơ sở hiện trạng của mạng viễn thông đường trục của VNPT, kết hợp với việc phân tích, chọn lựa phương án thích hợp cho mạng trục của Việt nam, từ đó đề xuất lộ trình phát triển của mạng viễn thông đường trục của VNPT (chương 2 và 3).
Trong đồ án có kiến nghị như sau :
- Công nghệ IP vẫn là công nghệ chủ đạo vì dịch vụ viễn thông trên nền IP vẫn tiếp tục phát triển cả về số lượng lẫn chất lượng dịch vụ, đặc biệt là các dịch vụ tiện ích dân dụng : giải trí, mua sắm, thanh toán trực tuyến ...
- Xu thế tất yếu trong mạng viễn thông trong tương lại sẽ sử dụng cáp sợi quang từ mạng lõi (trục) đến mạng truy nhập (đưa cáp sợi quang về tới tận khách hàng – FTTH). Tất nhiên, quá trình tiến tới mạng toàn quan sẽ phải thực hiện theo một lộ trình, tương ứng với sự phát triển của công nghệ vật liệu, tin học và viễn thông. Để có được một kết quả hiện thực mạng toàn quang sẽ phải mất từ 15 đến 20 năm nữa.
- Kiến trúc mạng trong tương lai sẽ đơn giản chỉ gồm hai lớp IP và sợi quang. Các lớp trung gian khác sẽ bị loại bỏ dần để giảm độ phức tạp của mạng, giảm chi phí đầu tư mạng và tạo thuận lợi cho các dịch vụ trong mạng NGN.
(OBS), chuyển mạch nhãn quang (OLS), chuyển mạch gói quang (OPS) nhằm kết hợp với công nghệ ghép kênh DWDM, WDM, sợi quang chất lượng cao để xây dựng một mạng toàn quang với dung lượng cực lớn (hàng Terabit/s) trong tương lai.
Trong lộ trình tiến tới mạng toàn quang cũng sẽ phải trải qua nhiều giai đoạn với nhiều giải pháp khác nhau, như đã trình bày trong đồ án. Mỗi giải pháp đưa ra đều có ưu điểm, nhược điểm và thích hợp trong giai đoạn, trong hoàn cảnh nhất định. Đồ án trên cơ sở xem xét từng giải pháp, so sánh và đánh giá khách quan từng mức khả dụng của từng phương pháp đối với mạng viễn thông đường trục của Việt Nam., trên nhiều phương diện : tính tương hợp, dịch vụ, chất lượng dịch vụ, quản lý mạng, chi phí đầu tư. Từ đó đưa ra đề xuất công nghệ áp dụng.
Đề xuất công nghệ IP trên quang áp dụng cho mạng trục của VNPT :
+ Từ nay tới năm 2013 :
- Tiếp tục nâng cấp đổi mới mạng tiến theo xu thế của thế giới và duy trì mô hình mạng của mạng NGN hiện có, sử dụng công nghệ IP/MPLS/SDH/WDM (giai đoạn trước 2012), IP/MPLS/NG-SDH/WDM(giai đoạn 2012-2013) trên hai hệ thống cáp quang đường trục SDH và WDM hiện có.
- Tổ chức mạng trục thành hai mặt phẳng, mặt phẳng hai sử dụng công nghệ IP/MPLS/DWDM nhằm nâng cao lưu lượng mạng trục và cân bằng cải với mặt phẳng 1.
+ Giai đoạn 2013-2015 :
- Chủ yếu chuyển sang áp dụng công nghệ IP/MPLS/NG-SDH và IP/MPLS/