3.4.2.1 DSLAM
Tham số đầu vào để tính toán băng thông với DSLAM
Băng thông đƣợc tính toán để phục vụ số lƣợng khách hàng theo chiến lƣợc phát triển khách hàng đến năm 2015 của Viettel Hà Nội (theo bảng 3.1) cụ thể nhƣ sau:
+ Các dịch vụ sử dụng bao gồm : IPTV-HD, VoD, Data, video + Số lƣợng khách hàng tối đa ADSL : 125221
+ 1 DSLAM hỗ trợ tối đa 500 khách hàng
+ Các DSLAM sẽ đƣợc nối Ring với nhau, dùng cáp quang 1Gbps Ethernet + 1 Ring DSLAM có khoảng 3-4 DSLAM. Số lƣợng khách hàng tối đa cho 1 Ring là 1.500 khách hàng.
+ Đƣờng Uplink đến IP Switch là cáp quang 2x1Gbps Ethernet + Hiệu suất sử dụng của đƣờng GE là 70%
+ Hỗ trợ dịch vụ IPTV cung cấp 80 kênh. + Dung lƣợng một kênh IPTV: 6Mbps + Dung lƣợng một kênh VoD: 6Mbps + Số thuê bao sử dụng dịch vụ VoD : 50% + Số thuê bao chiếm băng thông dịch vụ : 10%
73
Ring sử dụng để tính toán đƣợc đánh dấu trên hình 3.3 bởi đƣờng gạch đứt.
Công thức tính [2]
BW_ADSL= CC x URr x bw1/1024 x (ADSL port) (3.3)
Trong đó :
Số lƣợng kết nối đồng thời chiếm băng thông truy nhập Internet: CC = 10% Tỷ lệ thuê bao là Residential: URr = 50%
Băng thông trung bình cho truy nhập: bw1 = 200 (Kbps)
+ Số lƣợng khách hàng tối đa truy cập đồng thời trên 1 Ring DSLAM: 1500 * 50% = 750 khách hàng
+ Dung lƣợng có khả năng truyền tải đƣợc của 2Gbps: 2Gbps * 70% = 1,4Gbps.
+ Dung lƣợng dành cho 80 kênh IPTV: 80*6 = 480Mbps (Theo 3.2) + Dung lƣợng cho VoD/1Ring DSLAM:
1500*50%*10%*6= 450 Mbps (Theo 3.1) + Dung lƣợng cho 1 ring ADSL :
1500*50%*10%*2Mbps = 150 Mbps (Theo 3.3)
+ Dung lƣợng Uplink tối thiểu là : 0.48 + 0.45 + 0.15 = 1.08 Gbps
Với việc sử dụng Uplink 2x1Gbps DSLAM sẽ đáp ứng tốt yêu cầu đảm bảo băng thông >= 200Kbps cho mỗi thuê bao trên Ring, đảm bảo yêu cầu đặt ra khi tính toán băng thông đối với thuê bao ADSL.
Kết quả tính toán
- Kết nối 2x1Gbps cho 750 khách hàng => đáp ứng tốt các dịch vụ data, VoD, IPTV, VoIP cho khách hàng. Bình quân một khách hàng sử dụng ngoài IPTV và VoD còn 0.47Gbps/1500 =320 Kbps cho các dịch vụ khác
-
Kết nối Dung lƣợng Giao diện
Giữa các DSLAM với nhau 1Gbps Quang Từ DSLAM tới IP Switch 1Gbps Quang
74
3.4.2.2 Xác định dung lƣợng IP Switch
Tham số đầu vào để tính toán
- Uplink từ IP Switch lên Multilayer-Switch là 10Gbps (giả định, sẽ chứng minh ở phần tính toán), nhƣng hiện tại dịch vụ vẫn chƣa phát triển nên dùng 2Gbps (a) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Uplink từ các Ring DSLAM lên IP Switch là 2Gbps (b)
- Số lƣợng Ring DSLAM trên mỗi IP SWitch 7-10 Ring, lấy trung bình là 8 Ring DSLAM/1 IP Switch (c)
- Kết nối giữa 2 IP Switch dùng cáp quang 1Gbps Ethernet, trong tƣơng lai là 10Gbps Ethernet (d)
- Chuyển mạch nội tại trong Switch (dùng full-duplex) (e)
- Hệ số dự phòng là 1,2 (f)
- Số lƣợng khách hàng truy cập đồng thời tối đa cho 1 vòng Ring DSLAM là 750 (g) (số khách hàng tối đa/ring DSLAM=1500 * tỷ lệ online = 50%)
- Số lƣợng khách hàng sử dụng dịch vụ Metro-Ethernet trên 1 IP switch : 100 (i)
- Tốc độ kênh kết nối Metro-Ethernet của KH là: 100Mbps (j)
- Tỷ lệ tổng dung lƣợng của các khách hàng dùng Metro-Ethernet tại thời điểm peak: 10%
- Hiệu suất sử dụng của đƣờng GE là 70%
- Một Switch sẽ truyển tải lƣu lƣợng của SW còn lại khi 1 đƣờng kết nối từ SW lên mạng Core bị lỗi.
- 2 card Gigabit có 10 interface 1Gbps dùng để kết nối với Ring DSLAM
- 1 card 10Gigabit có 2 interface 10Gbps dùng để kết nối với Multilayer Switch và giữa các IP Switch
Công thức tính
- Số lƣợng khách hàng tối đa truy cập đồng thời trên 1 IP Switch:
- 1500*50%*8 = 6000 khách hàng
- Dung lƣợng có khả năng truyền tải đƣợc của 10Gbps uplink từ IPSwitch đến Multilayer-Switch: 10Gbps*70% = 7Gbps
- Dung lƣợng dành cho IPTV: 80*6 = 480Mbps = 0.48Gbps
- Dung lƣợng cho VoD / 1IP Switch = 6000*10%*6= 3.6Gbps
75
- Dung lƣợng còn lại cho các dịch vụ khác (data, voice): 7 – 3.6 - 0.48 -1 = 1.92Gbps (cho 6k khách hàng)
- Thiết bị IP Switch cần phải hỗ trợ khả năng chuyển mạch tối thiểu:
- (a + b*c +d+i*j)*e*f = (10 + 2*8 +10+100*0.1)*2*1.2 = 110Gbps => Chọn thiết bị hỗ trợ tối thiêu khả năng chuyển mạch 128 Gbps
- Bảng CAM table có thể lƣu tối đa 1500*50%= 750 MAC address/1Ring SW x2 (khi 1 đƣờng kết nối bị lỗi)
c*g = 750*8*2= 12k MAC => Chọn thiết bị hỗ trợ tối thiểu 16k MAC
Kết quả tính toán
Kết nối Uplink 10Gbps từ IP Switch lên Multilayer-Switch => đáp ứng tốt các dịch vụ data, VoD, IPTV, VoIP, Metro-Ethernet cho khách hàng. Bình quân một khách hàng sử dụng ngoài IPTV và VoD, Metro-Ethernet còn 1.92Gbps/6000 =320 Kbps cho các dịch vụ khác (hiện tại là 16Kbps). Trong giai đoạn hiện tại, do nhu cầu về dịch vụ chƣa cao nên vẫn sử dụng giao diện 2 x 1Gbps
Kết nối Dung lƣợng Dung lƣợng
trong tƣơng lai Giao diện Giữa 2 IP Switch 1Gbps 10Gbps Quang Từ IPSwitch tới Multilayer- Swtich 2Gbps 10Gbps Quang Từ IPSwitch tới
Ring DSLAM 2Gbps 2Gbps Quang (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.4: Dung lƣợng kết nối tới IP Switch
SW Aggregation hỗ trợ tối thiểu khả năng chuyển mạch 128 Gbps và 16K MAC.
76
3.4.2.3 Xác định dung lƣợng Multilayer-Switch
Tham số đầu vào để tính toán
- 1 Multilayer-Switch kết nối với 10 IP Switch (x)
- Uplink từ IP Switch đến Multilayer-SWitch là 10Gbps, nhƣng hiện tại dịch vụ vẫn chƣa phát triển nên tạm thời dùng 2x1Gbps (y)
- Uplink từ Multilayer-Switch tới BRAS là 2Gbps, và tùy thuộc vào tốc độ phát triển có thể tăng lên 10Gbps (w)
- Kết nối giữa 2 Multilayer-Switch dùng cáp quang 10Gbps Ethernet (u)
- Kết nối từ Multilayer-Switch tới Media Server dùng cáp quang 10Gbps (k)
- Chuyển mạch nội tại trong Multilayer-Switch, dùng full-duplex (z)
- Hệ số dự phòng là 1,2 (v)
- Số lƣợng khách hàng truy cập đồng thời tối đa trên 1 IPSwitch là 6000 khách hàng (t)
- 1 card 10Gigabit 4 port dùng để kết nối với BRAS, Media Server và giữa các Multilayer Switch với nhau
- 2 card Gigabit 10 port dùng để kết nối với IPSwitch (trong tƣơng lai cần phải thay thế bằng 1 card 10Gigabit 10 port)
Công thức tính
Thiết bị Multilayer-Switch cần phải hỗ trợ dung lƣợng tối thiểu: (x*y + w + u +k)*z*v = (10 * 10 + 10 + 10 + 10)*2 * 1.2= 312Gbps
Chọn thiết bị hỗ trợ tối thiêu khả năng chuyển mạch 320 Gbps) Bảng CAM table có thể lƣu tối đa 75.000 MAC address
x*t = 10*6000=60k MAC
Chọn thiết bị hỗ trợ tối thiểu 64k MAC
Kết quả tính toán
Khả năng chuyển mạch trong nội tại card Gigabit 10 port: 20 Gbps Khả năng chuyển mạch trong nội tại card 10Gigabit 4 port: 80 Gbps
Khả năng chuyển mạch trong nội tại card 10Gigabit 10 port: 200 Gbps (dùng cho tƣơng lai)
77
Kết nối Dung
lƣợng
Dung lƣợng trong tƣơng lai
Giao diện Giữa 2 Multilayer-Switch 10Gbps 10Gbps Quang Từ Multilayer-Switch đến BRAS 2Gbps 10Gbps Quang Từ Multilayer-Switch đến IP Switch 2Gbps 10Gbps Quang Từ Multilayer-Switch đến Server 10Gbps 10Gbps Quang
Bảng 3.5: Dung lƣợng kết nối tới Multilayer Switch
Multilayer-Switch hỗ trợ tối thiểu khả năng chuyển mạch 320Gbps và 64k MAC. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.5 Lựa chọn thiết bị cho mạng truy cập Viettel Hà Nội
Ring DSLAM
Giao thức Chức năng
Spanning-Tree Protocol (STP)
Rapid Spanning-Tree Protocol (RSTP)
Giúp cho hệ thống có thể hoạt động đƣợc khi đấu Ring
IEEE 802.1Q Hỗ trợ VLAN
IGMP Snooping Hỗ trợ truyền multicast cho IPTV Quality of Service (QoS) Quản lý chất lƣợng dịch vụ: VoIP,
VoD, IPTV
Bảng 3.6: Các giao thức cần đƣợc DSLAM hỗ trợ
Các loại thiết bị : MA5300, MA5303 (Huawei), IES1000 (Zyxel), FSAP 9800 (ZTE)…đều hỗ trợ các đặc tính này
78
Hình 3.5: DSLAM MA5300 của Huawei
IP Switch
Giao thức Chức năng
Spanning-Tree Protocol (STP) 802.1d
Rapid Spanning-Tree Protocol (RSTP) 802.1w Multiple Spanning Tree Protocol (MST) 802.1s
Giúp cho hệ thống có thể hoạt động đƣợc khi đấu Ring
IEEE 802.1Q Hỗ trợ VLAN
802.1Q in 802.1Q (QinQ) Hỗ trợ chức năng Vlan in Vlan Quality of Service (QoS): Integrated Services,
Differentiated Services based on 802.1p, IPP, DSCP, CoS
Quản lý chất lƣợng dịch vụ: VoIP, VoD, IPTV
Queuing: FIFO, Priority Queuing, Custom Queuing, Low Latency Queuing (LLQ), Weight Fair Queuing (WFQ), Class-Based Weight Fair Queuing (CBWFQ), Weight Random Early Detection (WRED)
Quản lý chất lƣợng dịch vụ: VoIP, VoD, IPTV
Support MPLS Hỗ trợ MPLS
IGMPv1/IGMPv2/IGMPv3
Protocol Independent Multicas-Dense Mode (PIM-DM), PIM-Sparse Mode (PIM-
79
SMv1/PIM-SMv2), PIM Sparse-Dense Mode Source Specific Multicast (SSM)
Support multicast based on MPLS VPN (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Switched Port Analyzer (SPAN), Remote SPAN (RSPAN)
Monitor traffic
EtherChannel: Link Aggregation Control Protocol (LACP)
Ghép nhiều channel thành 1 group
Port Security, Private VLAN (PVLAN), DHCP Snooping, IP Source Guard, VTP authentication, Dynamic Arp Inspection (DAI)
Bảo mật tại layer 2 dựa vào MAC address, PVLAN
Bảng 3.7: Các giao thức Switch Agg cần hỗ trợ
Các thiết bị hỗ trợ và thỏa mãn các tham số trên đƣợc sử dụng trong mạng bao gồm : Switch Huawei S6506R, T64G của ZTE…
80
Multilayer-Switch
Giao thức Chức năng
Spanning-Tree Protocol (STP) 802.1d Rapid Spanning-Tree Protocol (RSTP) 802.1w
Multiple Spanning Tree Protocol (MST) 802.1s
Giúp cho hệ thống có thể hoạt động đƣợc khi đấu Ring
IEEE 802.1Q Hỗ trợ VLAN
802.1Q in 802.1Q (QinQ) Hỗ trợ chức năng Vlan in Vlan Quality of Service (QoS): Integrated
Services, Differentiated Services based on 802.1p, IPP, DSCP, CoS
Quản lý chất lƣợng dịch vụ: VoIP, VoD, IPTV
Queuing: FIFO, Priority Queuing, Custom Queuing, Low Latency Queuing (LLQ), Weight Fair Queuing (WFQ), Class-Based Weight Fair Queuing (CBWFQ), Weight Random Early Detection (WRED)
Quản lý chất lƣợng dịch vụ: VoIP, VoD, IPTV
Support MPLS Hỗ trợ MPLS
IGMPv1/IGMPv2/IGMPv3
PIM-Dense Mode (PIM-DM), PIM-Sparse Mode (PIM-SMv1/PIM-SMv2), PIM Sparse-Dense Mode
Source Specific Multicast (SSM)
Support multicast based on MPLS VPN
Hỗ trợ các chức năng multicast
Switched Port Analyzer (SPAN), Remote SPAN (RSPAN)
Monitor Traffic
EtherChannel: Link Aggregation Control Protocol (LACP)
Ghép nhiều channel thành 1 group (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Port Security, Private VLAN (PVLAN); SSH, SNMPv3, Logging, Access-list, ngăn chặn Directed Broadcast, ngăn chặn Smurf Attack, Support reverse-path-forwarding
Bảo mật tại layer 2 dựa vào MAC address, PVLAN
81
(RPF) check, TCP intercept
Host Standby Routing Protocol (HSRP), Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP)
Hỗ trợ chức năng Fail-over
Bảng 3.8: Các giao thức cần đƣợc multilayer switch hỗ trợ
Các thiết bị hỗ trợ và thỏa mãn các đặc tính này đƣợc sử dụng trong mạng bao gồm : T160G của ZTE, switch Cisco 6509…
82
OLT (Optical Line Terminal)
Giao thức/ chuẩn Chức năng
Support both IEEE 802.3ah and ITU G.984
GPON Hỗ trợ cả chuẩn EPON và GPON
Support dynamic bandwidth management Hỗ trợ quản lí băng thông động Support Internet Group Management
Protocol (IGMP v1/v2) Hỗ trợ truyền multicast cho IPTV Quality of Service (QoS) Quản lý chất lƣợng dịch vụ: VoIP,
VoD, IPTV Bảng 3.9: Các giao thức OLT cần hỗ trợ
Với yêu cầu nhƣ trên OLT ZXA C220 của ZTE là một trong những loại thiết bị thỏa mãn với các đặc tính :
- Dung lƣợng chuyển mạch : 136G/320G
Hỗ trợ số lƣợng ONU lớn : 2560 ONUxEPON hay 1280 & 2560 ONU với GPON
- Uplink : 2x10G
- Dịch vụ TDM : Có hỗ trợ
- Hỗ trợ khả năng dự phòng với card điều khiển chạy theo kiểu active/standby
- Hỗ trợ cả chuẩn EPON và GPON
- Hỗ trợ đa giải pháp : Voice, Data và Video
- Truyền tối đa 20Km, bƣớc sóng cho đƣờng downlink là 1490nm, uplink là 1310nm, CATV 1550nm.
- Hỗ trợ nguồn dự phòng
83
Hình 3.8: OLT ZXA10 C220 của ZTE
3.6 Kiểm tra đo thử
Trên cơ sở kết quả tính toán nói trên, tác giả đã tiền hành đo thử lƣu lƣợng hệ thống để sơ bộ đánh giá tình hình hoạt động của mạng. Kết quả đƣợc trình bày dƣới đây. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.6.1 Lƣu lƣợng của hệ thống EPON-FTTH
Hiện tại Hà Nội đang sử dụng 1 BRAS Huawei (BRAS 3) phục vụ cho hệ thống FTTH- EPON ở Hà Nội và khu vực 1. Lƣu lƣợng của hệ thống đo đƣợc nhƣ sau:
84
BRAS 3
Hình 3.9: Lƣu lƣợng theo ngày của BRAS 3
85
3.6.2 Lƣu lƣợng của hệ thống ADSL
Hiện tại 2 BRAS Redback phục vụ cho hệ thống ADSL ở Hà Nội với các dịch vụ chƣa đƣợc chạy đầy đủ có băng thông nhƣ sau:
BRAS 1
Hình 3.11: Lƣu lƣợng theo trong ngày của BRAS 1
86
BRAS 2
Hình 3.13: Lƣu lƣợng theo ngày của BRAS 2
87
KẾT LUẬN
Sự ra đời của mạng băng rộng cùng những lợi ích to lớn của nó mang lại đã dẫn tới sự đầu tƣ mạnh mẽ của các nhà mạng. Việc phát triển nhanh và nóng của mạng truy cập băng rộng đòi hỏi phải lựa chọn những công nghệ hiện đại và hiệu quả. Đề tài “Ứng dụng công nghệ EPON trong mạng truy cập băng rộng” đã đi sâu nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ EPON nhằm phục vụ quá trình triển khai công nghệ EPON trong mạng truy cập băng rộng Viettel Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu của đề tài tập trung vào những vấn đề lớn và mang tính cốt lõi của mạng truy cập:
- Cấu trúc mạng truy cập băng rộng
- Tìm hiểu, so sánh, lựa chọn các công nghệ truy cập băng rộng với EPON là trọng tâm
Không chỉ dừng lại ở việc tập trung nghiên cứu lý thuyết về công nghệ EPON đề tài cũng mạnh dạn đi sâu vào việc thiết lập, ứng dụng công nghệ này trong mạng truy cập băng rộng của Viettel tại Hà Nội. Với việc nghiên cứu, triển khai EPON cho mạng truy cập băng rộng Viettel Hà Nội, công trình đã mang lại giá trị thực tiễn to lớn, góp phần đƣa công nghệ truy cập băng rộng EPON và lợi ích to lớn của nó đến với từng ngƣời, từng nhà.
Hiện nay công nghệ EPON mới xâm nhập vào Việt Nam, hy vọng luận văn sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn đồng nghiệp trong việc nghiên cứu, ứng dụng những công nghệ truy cập băng rộng khác trong tƣơng lai.
88
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt
1. Nguyễn Việt Hùng, “Tài liệu giảng dạy Công nghệ truy nhập trong mạng NGN”, TTĐTBCVT 1, năm 2007
2. http://tapchibcvt.gov.vn - phƣơng pháp định cỡ mạng MAN
Tiếng Anh
3. Fu-Tai An, Yu-Li Hsueh, Soo Kim, Ian M. White, and Leonid G.Kazovsky, “A New Dynamic Bandwidth Allocation Protocol with Quality of Service in Ethernet- based Passive Optical Network”, Optical Community Research Laboratory, Standford University
4. MA5300 Electronic Documentation(V100R006_07)
5. G. Kramer, “Ethernet Passive Optical Networks”, McGraw-Hill Professional,SBN: 0071445625, Publication date: March 2005, pp 64-97
6. Hiroshi Suzuki, Norm Finn, Ariel Ariel Maislos Maislos, Yukihiro Fujimoto “EPON P2P Emulation and Downstream P2P Emulation and Downstream BroadCast Baseline Proposal”, IEEE802.3 EFM Task Force Mar 2002 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
7. ZXR10 T160G/T64G (V2.6) 10-Gigabit Routing Switch User Manual, 0050511 R1.1 sjzl20052424, pp 117-120,123-139,249-254
8. ITU-T Ree.Y.2001 “General Overview of NGN”, Dec. 2004
9. ITU-T Ree. Y.2001 “General Principles and General Reference Model for NGN”,