HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ B ƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

NGUYỄN ĐĂNG HÀN
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TRUYỀN
TẢI DỮ LIỆU IP TR ÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG CHO
MẠNG ĐƯỜNG TRỤC CỦA VNPT
Chuyên ngành: Truyền dữ liệu và mạng máy tính
Mã số: 60.48.15
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2012
Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ B ƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. HO ÀNG VĂN VÕ
Phản biện 1: ……………………………………………………………………
Phản biện 2: ……………………………………………………………………
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng 10 năm 2012
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ B ưu chính Viễn thông

1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, thế giới đang bước sang kỷ nguyên của
nền kinh tế tri thức, trong đó thông tin là đ ộng lực thúc
đẩy sự phát triển của xã hội, đã tạo nên một cuộc cách
mạng bùng nổ lưu lượng Internet và lưu lư ợng truyền tải
dữ liệu tính toán qua mạng với giao thức truyền tải IP.
Sự bùng nổ về công nghệ thông tin cũng góp phần
làm cho nguồn tài nguyên địa chỉ IPv4 đang dần cạn kiệt.
Để khắc phục khó khăn này và đáp ứng nhu cầu xã hội,

khoa học và tính thực tiễn của công nghệ truyền tải dữ
liệu IP trên quang, nhằm giúp đọc giả dễ tiếp cận với đề
tài. Sau đó, giới thiệu chung về công nghệ IP ( IPv6, cách
thức chuyển dần từ IPv4 sang IPv6, IPv6 cho truyền tải IP
trên quang), về công nghệ truyền tải quang (ghép k ênh đa
bước sóng WDM
Chương 2 : Các giải giải pháp truyền tải dữ liệu
IP trên quang: Chương này sẽ trình bày chi tiết từng giải
pháp truyền trải IP trên quang đã liệt kê tại chương 1.
Đồng thời, tiến hành so sánh các gi ải pháp này để chọn
lựa ra giải pháp ph ù hợp cho mạng viễn thông đ ường trục
của Việt nam.
Chương 3 : Ứng dụng công nghệ truyền tải dữ
liệu IP trên quang cho m ạng đường trục của VNPT :
Đây được coi là chương quan tr ọng nhất và có ý nghĩa
thực tiễn của luận văn. Đó chính l à quả chính của việc
nghiên cứu khoa học đạt được của luận văn (đề xuất giải
pháp áp dụng, xây dựng lộ trình áp dụng công nghệ
truyền tải dữ liệu IP tr ên quang cho mạng đường trục của
VNPT).
3
CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
TRUYỀN TẢI IP TRÊN WDM
1.1 Xu thế mạng truyền tải dữ liệu
1.1.1. Xu hướng phát triển dịch vụ
1.1.1.1. Phát triển các dịch vụ băng rộng
Một số các dịch vụ băng rộng hay tốc độ cao điển hình
như sau:
- Truyền hình qua Internet
- Thương mại điện tử

Doanh thu dịch vụ IP đường dài tăng nhanh.
1.1.3. Xu hướng phát triển công nghệ
1.1.3.1. IP - Giao thức thống nhất của mạng truyền tải
dữ liệu
a. Các ưu việt của giao thức IP
- Phương thức chuyển mạch gói, các giao thức định
tuyến sử dụng giao thức IP cho phép truyền tải lưu lượng
với hiệu suất cao, tận dụng băng thông truyền tải, do đó
tiết kiệm được dung lượng kênh truyền dẫn.
- Phần lớn các phần mềm ứng dụng thực hiện trao
đổi dữ liệu mạng liên kết trong các sản phẩm máy tính cá
nhân, máy chủ, các thiết bị định tuyến đều được thiết kế
để có thể chạy trên nên mạng IP.
- Các thuật toán định tuyến ứng dụng giao thức IP
cho phép trao đổi dữ liệu trong mạng liên kết một cách
mềm dẻo, linh hoạt.
- Công nghệ sử dụng giao thức IP có khả năng tích
hợp đa dịch vụ, dựa trên nền tảng giao thức IP, người sử
dụng có thể kiến tạo rất nhiều các ứng dụng, các loại hình
dịch vụ khác nhau và các d ịch vụ gia tăng trên nền tảng
các ứng dụng cơ bản được cung cấp bởi mạng IP.
5
b. Sự phát triển của giao thức IP
Sự phát triển của công nghệ IP gắn liền với sự phát
triển của mạng Internet , đã làm cho gao thức IPv4 không
đáp ứng nổi về không gian địa chỉ vì vậy IPv6 đã ra đời và
giữ lại nhiều đặc điểm l àm nên thành công c ủa IPv4: hỗ
trợ phi kết nối, khả năng phân đoạn, định tuyến nguồn
c. Sự bùng nổ của lưu lượng IP
Cùng với sự ra đời và phát triển của nền kinh tế tri

SDH để truyền tải gói IP tr ên mạng WDM, hoặc tạo r a
công nghệ và giao thức mới như MPLS, GMPLS.
1.2.Các giai đoạn phát triển tiến tới mạng IP tr ên
WDM.
1.2.1 Giai đoạn đầu IP trên ATM/SDH/WDM.
Đây là giai đoạn đầu tiên trong công nghệ truyền tải
IP trên WDM. Các gói IP trư ớc khi đưa vào mạng truyền
tải quang phải thực hiện chia cắt th ành các tế bào ATM.
Sau đó khi xuống tầng SDH, các tế b ào ATM được sắp
xếp và các khung VC-n đơn hay khung nối móc xích VC-
n-Xc. Cuối cùng các luồng SDH được ghép kênh quang và
truyền trên sợi quang. Tới bên đích, quá trình này lại được
thực hiện ngược lại để khôi phục lại các gói IP.
1.2.2 Giai đoạn thứ hai IP trên SDH/DWDM.
So với giai đoạn 1, tầng ATM đ ã bị loại bỏ và các
gói IP được chuyển trực tiếp xuống tầng NG -SDH. Như
vậy, đã loại bỏ được các chức năng, sự hoạt động v à chi
phí bảo dưỡng cho riêng mạng ATM.
1.2.3 Giai đoạn ba IP trên DWDM.
Trong giai đoạn này, tầng SDH cũng bị loại bỏ v à IP
datagram được chuyển trực tiếp xuống tầng quang. Mỗi
giao thức IP sẽ tương ứng có một bước sóng tương ứng.
Trong giai đoạn này có thể sử dụng giải pháp
IP/GMPLS/DWDM, đ ể thực hiện thêm chức năng quản lý
7
cơ sở hạ tầng các mạng viển thông và thực hiện chức
năng điều khiển IP/DWDM v à giải pháp
IP/MPLS/DWDM
8
CHƯƠNG 2 - CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

Một số ưu điểm của việc sử dụng ATM/SDH như tr ình bày
ở trên :
- Kỹ thuật truyền dẫn đơn giản đối với tế bào ATM
khi các tế bào được truyền trực tiếp tr ên môi trường vật lý
sau khi đã được ngẫu nhiên hoá.
- Mào đầu của tín hiệu truyền tr ên lớp vật lý ít hơn
(khoảng 16 lần so với SDH).
- ATM là phương th ức truyền dẫn không đồng bộ
nên không đòi hỏi cơ chế định thời nghiêm ngặt với mạng.
10
2.3.2.3 Giải pháp IP/SDH/WDM
Có thể thực hiện một cách đ ơn giản để truyền dẫn
khung SDH có đóng gói các IP datagram qua m ạng WDM
nhờ sử dụng các Transp onder (là bộ thích ứng bước sóng).
Ta cũng có thể truyền dẫn các khung SDH mang thông tin
của các IP datagram tr ên mạng truyền tải SDH đồng thời
với các loại lưu lượng dịch vụ khác. Nh ưng cùng với sự
phát triển của cơ sở hạ tầng mạng truyền tải quang OTN
thì truyền dẫn trên mạng WDM là tất yếu và có nhiều ưu
điểm hơn.
Để thực hiện truyền dẫn IP tr ên SDH có thể sử dụng
các giao thức PPP/HDLC hay LAPS.
Giải pháp này tận dụng ưu điểm của SDH để bảo vệ
lưu lượng IP chống lại sự cố đứt cáp nhờ chức năng
chuyển mạch tự động (APS). Điều n ày cũng có thể thực
hiện trong lớp mạng quang dựa tr ên WDM
Hình 2.2 : Phân lớp giải pháp IP/SDH/WDM.
2.3.2.4 Giải pháp IP/SDL/WDM
Kỹ thuật tuyến số liệu đ ơn giản (SDL) là một phương
pháp lập khung được Lucent đề xuất. So với HDLC,

2.3.2.6 Giải pháp IP/NG-SDH/WDM
Đây là giải pháp sử dụng công nghệ NG -SDH thay cho
SDH. Mô hình phân lớp giải pháp IP/NG-SDH/WDM
được chỉ ra ở hình 1.2. Cho đến nay đã có nhiều tổ chức
tiêu chuẩn đã nghiên các giao thức nhằm sắp xếp lưu
lượng số liệu vào trong tải đồng bộ SDH. Trong đó bộ tiêu
chuẩn GFP, VCAT, LCAS là b ộ giao thức đã được ITU
chuẩn hóa và đang đư ợc sử dụng trên thực tế để truyền tải
lưu lượng IP trên mạng SDH
.
Hình 2.5: Phân lớp giải pháp IP/NG-SDH/WDM.
13
2.3.2.7 Giải pháp IP/MPLS/WDM
MPLS trên quang là việc làm thế nào để sử dụng
MPLS tại tầng quang. Tầng k ênh quang cung cấp các kết
nối quang đầu cuối tới đầu cuối giữa các điểm truy nhập.
Trong mạng dữ liệu, các chức năng chủ chốt đều đ ược
thực hiện bởi mặt điều khiển kỹ thuật l ưu lượng MPLS.
Đặc biệt, có thể mở rộng một loạt các giao thức MPLS TE
để điều khiển hoạt động các thiết bị OXC v à IP router.
Trong trường hợp này, các OXC có khả năng lập trình với
các kết cấu chuyển mạch có thể thay đổi các kết nối v à
mặt điều khiển hoàn hảo sẽ thực hiện đ ược các chức năng
của tầng
quang.
Hình 2.6: Phân lớp giải pháp IP/MPLS/WDM.
2.3.2.8 Giải pháp IP/WDM
Giải pháp này thuộc về tương lai mà hệ thống truyền
dẫn số liệu đang hướng tới là khả năng truyền dẫn IP trực
tiếp trên hệ thống truyền dẫn quang WDM (DWDM). Giải

2.3.3.1 Mô hình gi ải pháp mạng IP/WDM ngang h àng
Hình 2.9 : Mô hình mạng IP/WDM ngang hàng
2.3.3.2 Mô hình gi ải pháp mạng IP/WDM xếp chồng
Hình 2.10: Mô hình mạng IP/WDM xếp chồng.
Những đặc trưng của mô hình chồng lấn :
- Khả năng giao tiếp mở với khả năng kết nối đ ược
với ATM, SONET
- Cho phép mỗi mạng con giải quyết độc lập.
- Dễ dàng thay đổi độc lập trong từng mạng con.
- Bảo mật thông tin cấu h ình và tài nguyên.
NNI
WADM
(OXC)
UNI
UNI
UNI
UNI
UNI
UNI
UNI
UNI
NNI
WAD
M
(OXC)
16
2.3.3.3 Mô hình gi ải pháp mạng IP/WDM lai
Hình 2.11: Mô hình giải pháp mạng IP/WDM lai
17
2.3.4. Các phương pháp đ ịnh tuyến trong mạng

thông NGN để cung cấp đa dịch vụ linh hoạt, như điện
thoại, truyền số liệu, Internet, phát thanh, truy ền hình, giải
trí qua mạng, điều khiển từ xa Cho tới nay, mạng NGN
của VNPT đã triển khai song dự án NGN giai đoạn 2 gọi
tắt là VN2 tới tất cả các tỉnh/thành phố trong cả nước và
VNPT đang từng bước chuyển lưu lượng từ mạng giai
đoạn 1 VN1 sang VN2.
Để đáp ứng cho việc truyền tải lưu lượng rất lớn
hiện nay, trong mạng truyền tải NGN VNPT đã xây dựng
các hệ thống truyền dẫn quang với công nghệ DWDM tạo
nên kiến trúc IP trên DWDM.
3.1.1. Tổng quan hiện trạng lớp truyền tải NGN của
VNPT và giải pháp điều khiển
VNPT đã đầu tư xây dựng mạng NGN mặt phẳng 2
(VN2) nhằm tích hợp toàn bộ mạng truyền tải hiện có
thành một mạng truyền tải duy nhất. Hiện nay dự án VN2
đã được đưa vào khai thác, lưu lư ợng trên mặt phẳng 1
(VN1) đang từng bước chuyển sang mặt phẳng 2. Phần
này tập trung giới thiệu về mạng VN2.
3.1.1.1. Giải pháp kiến trúc truyền tải IP trên DWDM
trên mạng VN2
Mạng IP trên DWDM đư ờng 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
20
như IP/SDH/DWDM, IP/NG-SDH/DWDM và
IP/MPLS/SDH/DWDM, IP/MPLS/NG -SDH/DWDM.
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 (như IPTV, Video conferencing), các

giới và với quan điểm đầu tư phát triển mạng gắn với tính
hiệu quả, nên trong giai đo ạn này VNPT cần thực hiện các
vấn đề sau:
- Loại bỏ kiến trúc IP-MPLS/ SDH/DWDM,
- Chỉ tiếp tục duy trì các kiến trúc IP-MPLS/NG-
SDH/DWDM và IP/GE/NG -SDH/DWDM,
22
- Đầu tư thử nghiệm giải pháp IP/DWDM v ới
kiến trúc IP trên quang DWDM theo mô hình m ạng ngang
hàng cho mạng đường trục NGN của VNPT.
Trong đó, nên thực hiện các giải pháp kỹ thuật sau:
Về mạng lõi: Vẫn duy trì 5 nút mạng Hà nội, Đà nẵng,
TP.Hồ Chí Minh, Hải phòng và Cần Thơ.
Hình 3.3: Cấu hình mạng trục giai đoạn 2013-2015
Về mạng biên: Các điểm trục được tổ chức thành nút đa
dịch vụ ở tất cả các tỉnh thành.
Về mặt số liệu: vẫn sử dụng phương thức kết nối POS
(SDH và NG-SDH) giữa các bộ định tuyến IP-MPLS
trong mạng quang. Đồng thời, kết hợp sử dụng các bộ
định tuyến qua mạng truyền tải quang
Về mặt quản lý và điều khiển: Tập trung giải quyết vấn đề
điều khiển cho mặt truyền tải quang DWDM trở thành mạng
định tuyến bước sóng động dựa trên công nghệ GMPLS.
Sử dụng GMPLS các nhà cung c ấp dịch vụ không
nhất thiết phải loại bỏ tất cả các thiết bị mạng hiện có và mua
thiết bị mới từ cùng một nhà cung cấp vì cơ sở mạng đã triển
khai hiện tại vẫn đủ khả năng để mở rộng lên GMPLS.
3.2.2 Định hướng phát triển và giải pháp điều khiển IP
trên quang cho mạng đường trục của VNPT giai đoạn
sau 2015 .