Đang tải... (xem toàn văn)
Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng của tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam.
HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM Người hướng dẫn: TS Hoàng Văn Võ Người thực hiện: Nguyễn Thị Yến Lớp: D2001VT Hà Nội 2005 NGUYỄN THỊ YẾN d99vt-tc HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG… CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM Người thực hiện: Nguyễn Thị Yến Hà Nội 2005 D2001VT HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA VIỄN THÔNG I -o0o - Độc lập - Tự - Hạnh phúc -o0o - ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Yến Lớp: D2001VT Khoá: 2001-2006 Ngành: Điện tử - Viễn thông Tên đề tài: Các phương thức tích hợp IP quang ứng dụng NGN Tổng công ty BCVT Việt Nam Nội dung đồ án: • Tổng quan • Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng • Internet Protocol – IP • Các phương thức tích hợp IP quang • Ứng dụng IP quang NGN Tổng công ty BCVT Việt Nam Ngày giao đề tài: Ngày nộp đồ án: Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn TS Hoàng Văn Võ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, ngày tháng năm 2005 Giáo viên hướng dẫn TS Hoàng Văn Võ NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN Điểm: (Bằng chữ: ) Hà Nội, ngày tháng năm 2005 MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .i Lời nói đầu .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Xu hướng tích hợp IP quang .3 1.2 Quá trình phát triển 1.3 Các yêu cầu truyền dẫn IP quang 12 CHƯƠNG 13 CƠNG NGHỆ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SĨNG 13 2.1 Nguyên lý kỹ thuật WDM 13 2.2 Các đặc điểm công nghệ WDM 15 2.3 Một số công nghệ then chốt .16 2.4 Một số điểm lưu ý 33 CHƯƠNG 37 INTERNET PROTOCOL – IP 37 3.1 IPv4 37 3.2 IPv6 49 3.3 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ IP 60 CHƯƠNG 62 CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG .62 4.1 Kiến trúc IP/PDH/WDM 64 4.2 Kiến trúc IP/ATM/SDH/WDM 64 4.3 Kiến trúc IP/ATM/WDM 71 4.4 Kiến trúc IP/SDH/WDM 72 4.5 Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE) 78 4.6 Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP quang 79 4.7 GMPLS mạng chuyển mạch quang tự động (ASON) – Hai mô hình cho mảng điều khiển quang tích hợp với cơng nghệ IP 85 4.8 Cơng nghệ truyền tải gói động (DPT) .91 4.9 Phương thức truyền tải gói đồng động (DTM) 92 4.10 Kiến trúc IP/SDL/WDM 94 4.11 Kiến trúc IP/WDM 95 CHƯƠNG 5: 109 ỨNG DỤNG IP TRÊN QUANG TRONG NGN 109 CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM 109 5.1 Mạng hệ sau (NGN) Tổng công ty .109 5.2 Phân tích đánh giá phương thức tích hợp IP quang 113 5.3 Tình hình triển khai IP quang Tổng công ty 118 5.4 Đề xuất phương án IP quang cho Tổng công ty năm tới 120 KẾT LUẬN 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 Đồ án tốt nghiệp Đại học THUẬT NGỮ VIẾT TẮT AAL ADM APD APS AR ARP ASE ATM ATM Adaptation Layer Add/Drop Multiplexer Avalanche PhotoDetector Automatic Protection Switch Asynchronous Regernation Address Resolution Protocol Amplified Spontanous Emission Asychronous Transfer Mode BGP CBR CR-LDP LAN LCP LEAF Border Gateway Protocol Constant Bit Rate Constain-based Routing using Lable Distribution Protocol Distribute Bragg Reflect Distribute FeedBack Distance Vector Algorithm Dense Wavelength Division Multiplex Digital Cross-Connect External Gateway Protocol Frame Check Sequence Forward Error Correction Fabry-Perot Amplifier Frame Relay Four Wavelength Mix High-level Data Link Control Host Identification Internet Control Message Protocol Internet Group Management Protocol Internal Gateway Protocol Internet Protocol Intermediate System-toIntermadiate System International Telecommunication Union Local Area Network Link Control Protocol Larger Effect Area Fiber LMP LSA Link Management Protocol Link State Algorithm DBR DFB DVA DWDM DXC EGP FCS FEC FPA FR FWM HDLC Host ID ICMP IGMP IGP IP IS - IS ITU Lớp thích ứng ATM Bộ xe/rẽ kênh quang Bộ tách quang thác Chuyển mạch bảo vệ tự động Tái sinh cận đồng Giao thức chuyển đổi địa Bức xạ tự phát có khuếch đại Phương thức truyền tải không đồng Giao thức cổng biên Tốc độ bit không đổi Định tuyến sử dụng giao thức phân phối nhãn Laser phản xạ Bragg phân bố Laser phản hồi phân bố Thuật toán vector khoảng cách Ghép kênh bước sóng mật độ cao Kết nối chéo số Giao thức cổng Chuỗi kiểm tra khung Sửa lỗi trước Bộ khuếch đại Fabry-Perot Trễ khung Hiệu ứng trộn bốn bước sóng Điều khiển liên kết liệu mức cao Phần thị host Giao thức tin điều khiển Internet Giao thức quản lý nhóm Giao thức cổng Giao thức Internet Giao thức node trung gian-node trung gian Liên hiệp viễn thông quốc tế Mạng địa phương Giao thức điều khiển liên kết Sợi quang có diện tích hiệu dụng cao Giao thức quản lý liên kết Thuật toán trạng thái liên kết Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng i Đồ án tốt nghiệp Đại học LSP LSR MF MPLS MPLS TE MPλS Lable Switch Path Lable Switched Router More Fregment MultiProtocol Lable-Switch MPLS Traffic Engineering MultiProtocol Lambda Switching MSOH MTU Net ID NMS NNI OADM OAM&P Multiplex Section OverHead Maximum Transmission Unit Network Identification Network Management Station Network-Network Interface Optical ADM Operation, Administation, Maintaince and Provisioning Optical Channel Optical CHannel Protection Optical Domain Service Interconnect Optical Internetworking Forum Optical Multiplex Section OMS Protection Open Shortest Path First Optical Transport Network Optical Transmission Section Optical User-Network Interface Optical Cross-connect Pulse Code Modulaion Plesiochronous Digital Hierarche Positive Intrinsic Negative Path OverHead Point to Point Protocol Public Switching Telephone Network Permanent Virtual Channel Quality of Service Reverse ARP Routing Information Protocol Regeneration Section OverHead Resource Reservation Protocol RTP Control Protocol Real Time Protocol Service Access Point Identifier Synchronous Digital Hierarche Semiconductor Laser Amplifier Och OCHP ODSI OIF OMS OMSP OSPF OTN OTS O-UNI OXC PCM PDH PIN POH PPP PSTN PVC QoS RARP RIP RSOH RSVP RTCP RTP SAPI SDH SLA Đường chuyển mạch nhãn Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn Còn mảnh Chuyển mạch nhãn đa giao thức Kỹ thuật lưu lượng MPLS Chuyển mạch bước sóng đa giao thức Mào đầu đoạn ghép Đơn vị truyền dẫn lớn Chỉ thị mạng Trạm quản lý mạng Giao diện mạng-mạng ADM quang Các chức vận hành, quản lý, bảo dưỡng giám sát Kênh quang Bảo vệ kênh quang Kết nối dịch vụ miền quang Diễn đàn kết nối mạng quang Đoạn ghép kênh quang Bảo vệ đoạn ghép kênh quang Lựa chọn đường ngắn Mạng truyền tải quang Đoạn truyền dẫn quang Giao diện mạng-người sử dụng Kết nối chéo quang Điều chế xung mã Phân cấp số cận đồng Bộ tách sóng quang loại PIN Mào đầu đường truyền Giao thức điểm nối điểm Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng Kênh ảo cố định Chất lượng dịch vụ Giao thức chuyển đổi địa ngược Giao thức thông tin định tuyến Mào đầu đoạn lặp Giao thức chiếm tài nguyên Giao thức điều khiển RTP Giao thức thời gian thực Chỉ thị điểm truy cập dịch vụ Phân cấp số đồng Bộ khuếch đại laser bán dẫn Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng ii Đồ án tốt nghiệp Đại học SPM SRS SVC TCP TE TLV UBR UCP UDP UNI VBR-rt VC VCI VP VT WAN WP Self Pulse Modulation Stimulated Raman Scattering Switched Vitual Channel Transmission Control Protocol Traffic Engineering Type Length Value Unspecified Bit Rate Unified Control Plane User Datagram Protocol User-Network Interface Variable Bit Rate-real time Virtual Channel VC Identification Virtual Path Virtual Tributary Wide Area Network Wavelength Path Hiệu ứng tự điều chế pha Hiệu ứng tán xạ bị kích thích Raman Kênh chuyển mạch ảo Giao thức điều khiển truyền dẫn Kỹ thuật lưu lượng Kiểu mã hoá loại-độ dài-giá trị Tốc độ bit không xác định Mặt điều khiển chung Giao thức gói liệu người dùng Giao diện mạng-người dùng Tốc độ bit khả biến-thời gian thực Kênh ảo Nhận dạng kênh ảo Đường ảo Luồng ảo Mạng diện rộng Đường bước sóng Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Vùng lưu lượng 1: Bao gồm toàn thuê bao 28 tỉnh phía Bắc từ Hà giang đến Hà tĩnh Vùng lưu lượng 2: Toàn thuê bao thuộc 14 tỉnh Miền trung Tây nguyên từ Quảng Bình đến Đắc lắc Vùng lưu lượng 3: Toàn thuê bao 19 tỉnh thuộc đồng Nam Bộ đồng sông Cửu Long Cấu trúc mạng hệ sau Tổng công ty Bằng việc chuyển đổi cấu trúc mạng lưới viễn thông đường trục từ chuyển mạch kênh sang NGN với cơng nghệ chuyển mạch gói chuyển đổi mạnh mẽ chất công nghệ để nâng cao lực mạng lưới, theo kịp phát triển công nghệ viễn thông giới Mạng hệ sau Tổng cơng ty có cấu trúc sau: Hình 5.1: Cấu trúc mạng hệ sau Tổng Công Ty NGN mạng viễn thông hệ sau cho phép kết hợp ba hệ thống mạng có PSTN, truyền số liệu Internet, cho phép truyền đồng thời âm thanh, hình ảnh số liệu sở truyền thông Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 111 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Sử dụng giải pháp Siemens, với hệ thống thiết bị hãng Juniper, mạng hệ sau Tổng Công Ty tổ chức thành lớp: lớp điều khiển, lớp truyền tải, lớp truy nhập lớp quản lý Lớp điều khiển: Gồm hệ thống tổng đài Softswitch, thực chất hệ thống điều khiển để điều khiển hoạt động mạng hệ sau (NGN), có mạng dịch vụ là: mạng PSTN/ISDN, mạng liệu (Internet, X25, Frame Relay, IP VPN, ATM, xDSL…) mạng di động (GSM, GPRS, CDMA, mạng 3G tương lai) Lớp truyền tải: Gồm hai hệ thống chuyển mạch cấp trục (core) cấp biên (Edge) + Cấp trục (Lớp lõi): Gồm ba nút mạng (Core router) Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh Đà Nẵng; triển khai với thiết bị M160 Juniper Ba nút mạng kết nối với theo mơ hình dạng Mesh Tốc độ đường trục nút mạng STM-16 Mạng trục thực việc truyền tải lưu lượng dịch vụ VoIP 171, phần liệu ADSL, dịch vụ PSTN trả trước 1719… + Cấp biên (Lớp vùng): Được hình thành từ tổng đài chuyển mạch đa dịch vụ (MSS - Multi Service Switch) Hiện dùng thiết bị ERX 1410 Tốc độ đường trục tổng đài chuyển mạch biên: 155 Mbps Và hệ thống tổng đài dùng thiết bị ERX 1410, ERX 705 lắp đặt vùng lưu lượng có tích hợp chức BRAS nhằm đưa lưu lượng thuê bao Internet băng rộng (ADSL) vào tổng đài MSS vùng mạng hệ sau (NGN) Lớp truy nhập: Gồm thiết bị tập trung thuê bao đảm bảo lớp truy nhập cho tất loại hình dịch vụ (bộ tập trung ATM, ghép kênh truy nhập DSL (DSLAM)) MG (Media Gateway) có nhiệm vụ phối hợp hoạt động mạng TDM với mạng IP để phục vụ cho gọi VoIP (171,178,179 nay) Sử dụng truy nhập tổng đài Host - vệ tinh như: tổng đài EWSD, A1000E10 Alcatel… Các hệ thống truyền dẫn cho truy nhập nay: hệ thống cáp đồng, tổng đài truyền số liệu, thiết bị tập trung lưu lượng, tuyến truyền dẫn cáp quang, vòng Ring SDH… Và phương thức truy nhập vô tuyến (GSM, CDMA, WLAN…) Lớp quản lý: Quản lý hiệu hoạt động toàn mạng hệ sau (NGN) Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông 112 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 5.2 Phân tích đánh giá phương thức tích hợp IP quang 5.2.1 Các tiêu phân tích đánh giá Chúng ta thực khảo sát đánh giá kiểu kiến trúc trình bày chương Một loạt tham số đánh giá cần xem xét tuân thủ cho ngăn giao thức mạng khác Bảng 5.1 liệt kê tham số đánh giá - Bảo vệ/Khôi phục - Chuyển mạch/Định tuyến - Dự phịng Tính - Độ ổn định/sức mạnh tổng thể - Mở rộng số lượng nút số lượng client - Năng lực billing - Chuẩn (TMN, SNMP) - Sự phức tạp, thiết bị quản lý Quản lý - Sự phức tạp, mức lực nhà khai thác yêu cầu - Cấu hình thống kê/động - Tồn mào đầu gói - Tính hạt băng tần Chỉ tiêu - Băng tần cực đại - Hỗ trợ QoS - Quản lý lưu lượng tối ưu cho IP - Tương hợp với giao thức khác SDH, ATM, MPLS Tính tương hợp - Hỗ trợ công nghệ truy nhập - Chuyển hướng sở hạ tầng (ví dụ OTN) - Chuẩn hoá - Hỗ trợ dịch vụ thời gian thực Dịch vụ - Hỗ trợ VPN - Hỗ trợ quảng bá - Nhà cung cấp Thơng tin khác - Chi phí - Tính hồn thiện Bảng 5.1: Các tham số đánh giá ngăn giao thức mạng Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 113 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Những tham số nhóm theo nội dung khác nhau: tập hợp chức kiến trúc mạng cung cấp/hỗ trợ; lực thuộc tính quản lý; tiêu đặc tính QoS; mức độ phối hợp hoạt động với mạng tại/khác; hỗ trợ dịch vụ khác thông tin khác Tiêu chuẩn đánh giá xếp theo nội dung chính: Chi phí, Tính năng, Quản lý, Chỉ tiêu, Tính tương hợp Dịch vụ MPLS khơng xem mơ hình riêng sử dụng tập hợp mơ hình khác ATM SDH tạo nên đặc tính phụ Mơ hình dựa ATM có vai trị quan trọng định nhiều hoạt động diễn có quan hệ với cơng nghệ Tuy nhiên, ATM mơ hình chuẩn hố nên có mối quan hệ với kiến trúc khác Truyền tải IP qua mạng quang (WDM) đơn giản tiềm phát triển lớn giảm chi phí mạng Việc giảm chi phí thực cách loại bỏ chức thừa phần mào đầu Việc đánh giá kiến trúc chọn với kiến trúc khác (theo tiêu, chi phí ) điều cần thiết tiêu chí đánh giá cần xác định rõ số lượng chất lượng theo nội dung đề cập 5.2.2 Phân tích đánh giá Tính thêm vào lớp mạng quang IP Điều địi hỏi cơng nghệ trung gian riêng rẽ ATM/SDH Thử thách nhà khai thác mạng đưa lựa chọn xác số giải pháp Chỉ tiêu Dịch vụ GbE với chất phi kết nối không hỗ trợ QoS ứng dụng thời gian thực trừ mạng cung cấp Sử dụng chuẩn IEEE 802.3 nhất, Ethernet hỗ trợ hàng ưu tiên cho dịch vụ khác biệt lớp tuyến Các định tuyến cung cấp CoS việc xếp CoS dựa trường DS DiffServ theo lớp ưu tiên biểu thị 802.1Q/p Khi sử dụng chuyển mạch lớp 2, bit ưu tiên truy nhập từ thiết bị chuyển mạch Trong POS, nhồi byte tạo nên mở rộng kích thước gói biến thiên Điều làm giảm hiệu (trong trường hợp xấu rơi 50%) gây trở ngại cho việc thiết kế lưu lượng chế quản lý QoS Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông 114 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Trong trường hợp DPT, nút DPT phải đệm gói nên tạo trễ biến thiên trễ DPT hỗ trợ lớp ưu tiên không rõ hai lớp liệu có đủ hỗ trợ hiệu cho CoS Ví dụ, chưa rõ làm để thực việc xếp trường TOS (Kiểu dịch vụ) lớp IP hai lớp ưu tiên SRP MAC Khi kích thước lưu lượng mạng tăng, nhà cung cấp phải đối mặt với yêu cầu quan trọng khác Thiết kế lưu lượng thực để tối ưu khả khai thác mạng? Với việc sử dụng MPLS tính thực lớp IP MPLS giải pháp đề xuất cho quản lý CoS hỗ trợ VPN lớp Trong cấu hình GbE sử dụng chuyển mạch lớp không hỗ trợ MPLS Nếu thực thi MPLS định tuyến lớp 3, cấu hình mesh điểm - điểm định tuyến dựa GbE POS cung cấp dịch vụ mềm dẻo tin cậy cho lớp IP DPT (sử dụng giải pháp chia môi trường trung gian) không hỗ trợ MPLS Đây xem yếu điểm giải pháp DPT có mào đầu giao thức nhỏ Với gói IP thêm mào đầu 18 byte byte giữ vết Cùng mào đầu khung SDH (xấp xỉ 3%) điều tạo nên tổng mào đầu khoảng 9% gói IP 350 byte POS giải pháp có mào đầu nhỏ Bao gói PPP thêm byte, khung HDLC thêm byte (hoặc nhiều hơn) 3% mào đầu khung SDH tạo nên mào đầu khoảng 6% gói IP 350 byte So với ngăn giao thức ATM/SDH/WDM hai phương pháp có khả khai thác băng tần hiệu Đối với gói IP, ATM thêm mào đầu LLC/SNAP byte mào đầu cộng với trường đệm để tạo nên khung ALL byte mào đầu ATM thêm vào tải 48 byte để tạo thành tế bào ATM Mào đầu SDH (xấp xỉ 5%) gói IP 350 byte sinh lượng mào đầu chiếm tới 28% Mào đầu phần lưu vết GbE chiếm tổng số 18 byte thêm byte cho thẻ VLAN 802.1Q/p tuỳ lựa Tổng số mào đầu gói IP 350 byte vào khoảng 6% Tính Hiện tại, giao diện Ethernet giới hạn tốc độ 10, 100 Mbit/s Gbit/s Nhóm làm việc IEEE 803.3 ad hoc thực dàn xếp tiêu tuyến mạng chuẩn trung kế, áp dụng cho GbE Việc tạo tuyến logic tốc độ cao từ kết hợp vài tuyến vật lý tốc độ thấp, băng tần hai GbE nâng lên chí vượt Gbit/s Giới hạn khoảng cách GbE (hiện khoảng km với giao diện sợi quang đơn mode) mở rộng sử dụng thiết bị WDM Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 115 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Hiện nay, giao diện DPT hỗ trợ tốc độ số liệu STM-4 Các giao diện tốc độ cao Cissco công bố Phiên thời DPT có số lượng nút ring tối đa 32 nút Cissco cho phiên cho phép giao tiếp tới 128 nút ring Tất nút ring cần phải có tốc độ tuyến DPT cho phép truy nhập chia sẻ số liệu sử dụng băng tần hiệu nhờ giao thức SRP Nếu băng tần góp ring khơng đủ hiệu cho tồn nút ring cần phải nâng cấp tới tốc độ cao thiết lập ring Giới hạn khoảng cách DPT khoảng 40 km, xa nhiều sử dụng thiết bị SDH WDM Các giao diện POS phổ biến STM-1, STM-4 STM-16 Quá trình xử lý nhồi tách bit yêu cầu xếp vào khung HDLC xem khâu làm hạn chế tốc độ Để giải vấn đề này, phương pháp nhồi/tách song song tốc độ STM64 đề xuất Các giao diện POS tốc độ bit STM-64 sửa cung cấp hầu hết định tuyến Gigabit Để có độ khả dụng kết nối cao chức bảo vệ khôi phục cần thực thi mạng truyền tải Các định tuyến có giao diện POS sử dụng chuyển mạch bảo vệ APS SDH bảo vệ đoạn ghép kênh Các ring DPT có khả bảo vệ tắt tốt nhờ chế bảo vệ IPS Trừ kiểu bảo vệ dự phòng chuyển mạch giao diện lớp Ethernet khơng cung cấp tính bảo vệ Khi sử dụng GbE mạng WDM, lớp WDM có trách nhiệm thực giám sát tín hiệu truyền sợi có cố thơng báo lên lớp (lớp IP) Điều đòi hỏi hoạt động tái định tuyến nhanh từ lớp IP ( cho mục đích bảo vệ) Bản thân ring DPT quảng bá tính khơng thể tích hợp mạng quang DPT khơng thể tận dụng tính cung cấp lớp WDM Các topo dạng mesh nối định tuyến IP qua POS kênh điểm - điểm WDM cần phải mở rộng Sử dụng WDM tối ưu luồng số liệu SDH POS truyền tốc độ 2,5 Gbit/s bước sóng GbE định tuyến lớp mặt logic tương đương cấu hình mesh khác với POS, bước sóng tải mang kênh GbE tốc độ 1,25 Gbit/s hiệu Có thể thực ghép kênh luồng tốc độ thấp 2x1 Gbit/s 20x100 Mbit/s với tốc độ đường truyền 2,5 Gbit/s thành kênh STM-16 Phối hợp hoạt động Quản lý GbE hoàn toàn tương hợp với Ethernet truyền thống Không cần kỹ quản lý thêm GbE tuý mở rộng chuẩn Ethernet Chuẩn cho công nghệ công bố lần cuối vào tháng năm 1999 Các hoạt động nhóm làm việc Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 116 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương IEEE802.3 mở rộng chuẩn cho tốc độ 10 Gbit/s GbE xem có tính phối hợp hoạt động quản lý tốt, đặc biệt môi trường mạng LAN Do có chi phí thấp nên GbE trở thành giải pháp hút cho liên kết định tuyến tốc độ cao qua WDM môi trường mạng WAN DPT độc quyền Cisco, nhà cung cấp thiết bị Giao thức SRP đề xuất chuẩn nháp cho Internet IETF [DPT] Các hoạt động chuẩn hoá tương lai DPT chưa sáng tỏ Tính tương hợp cơng nghệ mạng khác thực lớp IP Hiện thời, chí điều thực vài ring DPT Đây nhược điểm lớn cơng nghệ POS có lực phối hợp hoạt động quản lý tốt xây dựng tính cơng nghệ SDH hồn thiện ứng dụng rộng rãi GbE quản lý lớp IP lớp Ethernet qua SNMP RMON Mạng POS quản lý đồng thời qua SNMP TMN DPT hỗ trợ khôi phục tự động cho phép tự động cấu hình Tuy nhiên, tài liệu liên quan đến vấn đề công nghệ DPT hạn chế không rõ khả hỗ trợ quản lý Kết cơng việc định cỡ Lý thuyết hàng chờ cổ điển sử dụng để làm sở thực việc định yêu cầu băng tần nút IP lớp mạng Định cỡ cần tính đến khác biệt topo lớp lớp số kiến trúc mạng Điểm bắt đầu ma trận lưu lượng từ bảng biểu, topo mạng tham số lưu lượng yêu cầu QoS Đánh giá yêu cầu băng tần lớp biến đổi thành luồng truyền dẫn (SDH GbE) tiếp đến định cỡ quang (WDM) thực xem xét chế bảo vệ kênh quang (Och) đơn giản Kết định cỡ cho thấy giải pháp có đáp ứng khác theo mức độ mở rộng Ví dụ, thấy DPT (kiến trúc sử dụng topo ring lớp liên kết đơn tuyến) có giới hạn lượng lưu lượng tổng thể mang nó, nghĩa chọn giao diện truyền dẫn sử dụng DPT lưu lượng lớn lưu lượng cực đại truyền ring Một khía cạnh khả mở rộng hệ thống liên quan nhiều đến giao diện truyền dẫn có định tuyến Trong giải pháp khác POS GbE “B” cho thấy đáp ứng tốt so với DPT từ quan điểm mở rộng Trong POS GbE (topo mạng dạng mesh) tài nguyên truyền dẫn phát triển tự nút có nhu cầu lưu lượng lớn Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 117 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương giảm nút có trao đổi lưu lượng thấp Do đó, mạng có tính mềm dẻo cao cấu hình ống băng tần chuyển mạch/định tuyến Liên quan đến vấn đề định cỡ mạng, tính modul lớn tài nguyên truyền dẫn (các luồng SDH GbE) tạo yêu cầu thấp độ nhạy truyền dẫn nút trục tham số (như thống kê gói trễ bắt buộc) Nếu quan tâm đến tính dễ thay đổi nhu cầu lưu lượng cần phải đánh giá yêu cầu tài nguyên truyền dẫn, đặc biệt cho mục đích quy hoạch Trong tất trường hợp, định cỡ mạng lớp quan trọng (ví dụ, sử dụng lý thuyết hàng chờ) Điều chí cần thiết sử dụng MPLS làm công cụ hỗ trợ cho CoS VPN Trong trường hợp đó, tài nguyên logic (trung kế MPLS) cần định cỡ nhằm để đảm bảo yêu cầu QoS trước nhu cầu lưu lượng biết 5.3 Tình hình triển khai IP quang Tổng công ty 5.3.1 Giai đoạn trước năm 2004 Hình mơ tả phương thức triển khai IP quang Tổng công ty giai đoạn này: IP ATM SDH (2 STM-1) SDH WDM VTN VDC Mơi trường truyền Hình 5.2: Giai đoạn trước năm 2004 Trong giai đoạn này, để thực truyền dẫn IP quang phải qua tầng ATM SDH Các gói IP cắt thành tế bào ATM gán cho kết nối ảo khác nhờ card đường dây SDH/ATM, sau xếp vào khung SDH Các khung gửi đến thiết bị WDM để thực truyền dẫn lớp quang Ưu điểm phương thức truyền dẫn này: + ATM tạo kênh ảo cố định (PVC) quản lý hệ thống quản lý ATM sử dụng kênh ảo có khả chuyển mạch (SVC) thiết lập linh hoạt, tất đường ảo (VP) nhằm đảm bảo QoS cho dịch vụ IP Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 118 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương + Sử dụng ghép kênh thống kê: cho phép người sử dụng u cầu băng thơng rộng thời gian ngắn Điều giúp đảm bảo băng thông cố định hay thay đổi tuỳ theo yêu cầu + Sử dụng giao thức ATM: phục vụ cho nhiều kiểu lưu lượng với yêu cầu QoS khác tuỳ theo ứng dụng Bên cạnh ưu điểm trên, phương thức tồn số nhược điểm sau: + Việc chia datagram có độ dài thay đổi thành tế bào ATM có độ dài cố định phải thêm tiêu đề có chênh lệch kích thước phải có byte đệm xếp liên tục datagram điều làm tăng xác suất hai gói liên tiếp trường hợp tế bào + Chi phí cho vận hành, bảo dưỡng thiết bị ATM, SDH tốn + Tốc độ đường truyền hạn chế 5.3.2 Giai đoạn từ năm 2004 đến Phương thức triển khai giai đoạn mô tả sau: IP ATM GbE (1 Gbps) VDC SDH WDM VTN Mơi trường truyền Hình 5.3: Giai đoạn từ năm 2004 đến Để khắc phục hạn chế tốc độ truyền công nghệ SDH, công nghệ Ethernet đưa vào sử dụng So với cơng nghệ SDH, cơng nghệ Ethernet có ưu điểm sau: + Tốc độ cao: với mục tiêu ban đầu xây dựng mạng hoạt động với tốc độ 10 Mbps Tiếp đến nâng lên tốc độ 100Mbps, Gbps, 10 Gbps mà không cần phải thay đổi giao thức Ethernet + Tính tương thích: GbE hồn tồn tương hợp với Ethernet truyền thống, không cần kỹ quản lý thêm GbE tuý mở rộng chuẩn Ethernet GbE xem có tính phối hợp hoạt động quản lý tốt Các tài nguyên truyền dẫn phát triển tự node có nhu cầu lưu lượng lớn giảm node có trao đổi lưu lượng thấp Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 119 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương + Chi phí thấp: Card đường truyền Gigabit định tuyến IP có giá rẻ gấp lần so với card đường truyền dung lượng sử dụng công nghệ SDH 5.4 Đề xuất phương án IP quang cho Tổng công ty năm tới Trên sở nghiên cứu lý thuyết; phân tích, đánh giá phương thức tích hợp IP quang tình hình thực tế mạng truyền số liệu Tổng công ty, em có đề xuất phương án truyền tải IP quang cho Tổng công ty năm tới sau: 5.4.1 Giai đoạn 2005-2006 Với phương thức triển khai tồn số nhược điểm: + GbE với chất phi kết nối không hỗ trợ QoS ứng dụng thời gian thực trừ mạng cung cấp + Phương tiện truyền dẫn sợi quang đơn mode Và đặc biệt, nhằm đáp ứng nhu cầu lưu lượng tăng nhanh, truyền tải thông tin với khoảng cách xa, hỗ trợ dịch vụ địi hỏi băng thơng rộng xu tất yếu phải nâng cấp GbE lên 10 GbE Hơn nữa, 10 GbE cịn có nhiều ưu điểm trội so với GbE: + 10 GbE trình bày dự thảo tiêu chuẩn IEEE 802.3ae cho phép Ethernet tích hợp với cơng nghệ tốc độ cao mạng trục WAN, OC192 Ngoài ra, 10 GbE đưa giao diện SONET/SDH, giao diện lớp vật lý WAN cho phép truyền tải gói xây dựng sở IP/Ethernet để truyền tải qua thiết bị truy cập mạng SONET/SDH + 10 GbE hỗ trợ tất dịch vụ lớp 2, chí lớp cao mơ hình OSI Ngồi ra, hầu hết lưu lượng mạng ngày bắt nguồn từ Ethernet IP, thiết lập mạng Ethernet tốc độ cao phương thức dễ để gắn kết nhà kinh doanh, nhà cung cấp mạng với + 10 GbE hỗ trợ sợi đơn mode đa mode Khoảng cách sợi đơn mode nâng cấp từ km (trong công nghệ GbE) lên 40 km (trong công nghệ 10 GbE) + 10 GbE hỗ trợ dịch vụ băng thông lớn Cho phép nhà cung cấp dịch vụ Internet cung cấp dịch vụ mạng tạo tuyến liên kết tốc độ cao, giá thành thấp Mơ hình phương thức truyền tải cho giai đoạn sau: Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng 120 Đồ án tốt nghiệp Đại học IP Chương ATM VDC GbE (10 Gbps) SDH Mơi trường truyền WDM VTN Hình 5.4: Giai đoạn 2005-2006 5.4.2 Giai đoạn 2006-2010 Đối với Việt Nam, việc triển khai MPLS xây dựng mạng truyền tải Tổng công ty VNPT thiết lập mạng trục MPLS với LSR lõi LSR biên Các thiết bị MPLS biên đóng vai trị LSR lối vào, lối Các mạng Internet quốc gia, mạng truyền số liệu, mạng DCN (quản lý) kết nối với LSR biên Việc chuyển tiếp thông tin thực qua mạng MPLS đến LSR biên lối Với cấu hình giúp khả điều khiển định tuyến, chuyển mạch đơn giản dựa nhãn MPLS Nhưng bên cạnh đó, MPLS cịn tồn số nhược điểm: + Khó hỗ trợ QoS xuyên suốt + Việc hỗ trợ đồng thời nhiều giao thức gặp phải vấn đề phức tạp kết nối + Hợp VC cần phải nghiên cứu sâu để giải vấn đề chèn gói tin trùng nhãn (interleave) Với đặc điểm mạng hệ sau tách riêng lớp ứng dụng dịch vụ với lớp mạng Mặt khác, MPLS chủ yếu dành cho mảng số liệu Mục tiêu hướng tới mảng điều khiển quang cho mạng quang nhằm đơn giản hố, tăng tính đáp ứng mềm dẻo việc cung cấp phương tiện mạng quang IETF OIF phát triển tiêu chuẩn GMPLS GMPLS với đặc điểm giới thiệu chương 4: + GMPLS đảm bảo phối hợp lớp mạng khác + GMPLS tập hợp tiêu chuẩn với giao thức báo hiệu chung cho phép phối hợp hoạt động, trao đổi thông tin lớp truyền tải lớp số liệu + GMPLS phát triển nỗ lực nhằm làm đơn giản hố bỏ bớt mơ hình mạng lớp GMPLS loại bỏ chức chồng chéo lớp cách thu hẹp lớp mạng Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông 121 Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương Nhiều công ty triển khai GMPLS để đơn giản việc quản lý mạng tạo mặt điều khiển tập trung Điều cho phép tạo nhiều dịch vụ cho khách hàng giá thành hoạt động lại thấp GMPLS hứa hẹn mang lại chất lượng dịch vụ tốt thiết kế lưu lượng Internet, xu hướng mục tiêu nhà cung cấp dịch vụ 5.4.3 Giai đoạn sau năm 2010 Hệ thống truyền dẫn số liệu hướng tới tương lai khả truyền dẫn IP trực tiếp hệ thống truyền dẫn quang DWDM Sự thống mạng IP mạng quang nhờ sử dụng router IP hoạt động tốc độ Gbps hay Tbps phù hợp với giao diện quang tốc độ cao, thiết bị truyền dẫn DWDM có kích thước cấu hình khác chắn tạo ưu điểm bật IP DWDM Hình 5.5: Giai đoạn sau năm 2010 Với tình hình thực tế mục tiêu hướng tới, nội dung sau cần triển khai: ☼ Xây dựng mạng DWDM cho vùng công ty Viễn thông sở mạng trục quốc gia DWDM ☼ Tổ chức IP quang cho công ty Viễn thông Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng 122 Đồ án tốt nghiệp Đại học KẾT LUẬN Việc ứng dụng kỹ thuật IP over Optical xu hướng tất yếu mạng Viễn thơng Do đó, em chọn hướng nghiên cứu em với đề tài: “ Các phương thức tích hợp IP quang ứng dụng NGN Tổng công ty BCVT Việt Nam” Sau thời gian thực hiện, em hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Đại học với nội dung sau: Tổng quan phát triển Internet, cơng nghệ truyền dẫn Tìm hiểu sơ ưu, nhược điểm mơ hình truyền dẫn IP quang Công nghệ ghép kênh theo bước sóng, thiết bị hệ thống yêu cầu thiết bị Giao thức Internet IP với hai phiên IPv4 IPv6 Trong đó, bao gồm: khn dạng gói tin, q trình phân mảnh tái hợp, vấn đề định tuyến, đặc tính vượt trội IPv6 so với IPv4 chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 Các phương thức tích hợp IP quang Phân tích đánh giá phương thức tích hợp IP quang; nguyên tắc tổ chức, cấu trúc mạng hệ sau tình hình triển khai IP quang NGN Tổng công ty Do kỹ thuật truyền dẫn IP quang mạng hệ sau (NGN) vấn đề nên Đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót chưa trình bày hết vấn đề cần thiết kỹ thuật tiến trình IP quang Em mong nhận bảo, góp ý quý Thầy, Cô giáo bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Hồng Văn Võ Thầy, Cơ giáo khoa Viễn thông I_Học viện Công nghệ BCVT; anh, chị Trung tâm Ứng dụng công nghệ mới_Viện khoa học Kỹ thuật Bưu Điện; anh, chị Trung tâm Viễn thông khu vực I, VTN hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án này! Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến tồn thể Thầy, Cơ giáo Phịng, Ban Học viện dạy dỗ, dìu dắt chúng em suốt năm học vừa qua! Nguyễn Thị Yến Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng 123 Đồ án tốt nghiệp Đại học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] TS Cao Phán & KS Cao Hồng Sơn “Cơ sở kỹ thuật thông tin quang”, HVCN – BCVT, 6/2000 TS Cao Phán & KS Cao Hồng Sơn “Ghép kênh PDH SDH”, HVCN – BCVT, 1/2000 TS Cao Phán & TS Cao Hồng Sơn “Thông tin quang PDH SDH”, HVCN – BCVT, 6/2003 TS Trần Hồng Quân & TS, Cao Phán “Công nghệ SDH”, NXB Bưu Điện, 4/2000 TS Vũ Văn San “Kỹ thuật thông tin quang”, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 1997 Vũ Tuấn Lâm & KS Võ Đức Hùng Tài liệu: “Nghiên cứu giải pháp tích hợp IP quang, đề xuất ứng dụng cho NGN Tổng công ty” Mã số: 38-2002-HVCN-BCVT-RD-HT KS Đỗ Mạnh Quyết Đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS đề xuất kiến nghị áp dụng công nghệ MPLS mạng hệ sau Tổng cơng ty” Mã số: 005-2001-Tổng cơng ty-RDP-VT-01 KS Nguyễn Hồng Hải Đề tài: “Nghiên cứu công nghệ DTM khả triển khai mạng viễn thông VNPT” Mã số: 127-2002-TCT-RDF-VT-67 Kenvi H Liu “IP over WDM” Behrouz A Forouzan & Sophia Chung Fegan “TCP/IP Protocol Suite” Bài giảng: Mạng hệ sau, Trung Tâm Ứng Dụng Công nghệ - Viện KHKT Bưu Điện, 4/2005 TS Phùng Văn Vận, TS Trần Hồng Quân & TS Nguyễn Quí Minh Hiền “Mạng viễn thông xu hướng phát triển”, NXB Bưu Điện, 12/2002 Các trang Web: http:// www.juniper.net http:// www.ipv6forum.org http:// www.vnpt.com.vn Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng 124 ... VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG? ?? CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM Người thực hiện: Nguyễn... tài: Các phương thức tích hợp IP quang ứng dụng NGN Tổng công ty BCVT Việt Nam Nội dung đồ án: • Tổng quan • Cơng nghệ ghép kênh theo bước sóng • Internet Protocol – IP • Các phương thức tích hợp. .. (NGN) Tổng công ty .109 5.2 Phân tích đánh giá phương thức tích hợp IP quang 113 5.3 Tình hình triển khai IP quang Tổng cơng ty 118 5.4 Đề xuất phương án IP quang cho Tổng công ty năm
