CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MAN-E
1.1Giới thiệu chung về MAN-E:
1.1.1 Mạng đô thị MAN và công nghệ Ethernet:
MAN là viết tắt của Metropolitan Area Network, là một mạng dữ liệu
băng rộng trong phạm vi địa lý cỡ một thành phố cung cấp, tích hợp các
dịch vụ truyền thông như dữ liệu, thoại và hình ảnh. Một mạng MAN
thường kết nối nhiều mạng LAN với nhau sử dụng đường truyền tốc độ cao
và cung cấp kết nối truy nhập tới WAN và Internet. Xét về quy mô, mạng
MAN lớn hơn LAN nhưng nhỏ hơn WAN, phạm vi của một mạng MAN
thường dưới 50km. Theo IEEE 802-2001, MAN là thiết kế tối ưu hóa LAN
cho một vùng địa lý rộng lớn, phạm vi từ một nhóm các tòa nhà cho tới
toàn thành phố. Các mạng MAN cũng có thể được sở hữu và vận hành như
một mạng công cộng thường chủ yếu cung cấp các kết nối các mạng LAN
với nhau.
Kết nối giữa các phần tử của MAN thường là cáp quang hoặc có thể là
không dây.
Hình 1.1: Phạm vi mạng đô thị
Trong vài thập niên gần đây, Ethernet là công nghệ chủ yếu trong các
mạng nội bộ LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu hết các văn phòng trên
toàn thế giới và hiện nay đã được dùng ngay cả trong các hộ gia đình để
chia sẻ các đường dây truy nhập băng rộng giữa các thiết bị với nhau. Cùng
với sự phát triển của công nghệ thông tin, tốc độ Ethernet đã được cải thiện
từ Mbps lên Gbps. Năm 1985, chuẩn Ethernet là IEEE 802.3 được phát
hành. Tốc độ Ethernet ngày càng tăng, từ 10Mbps ban đầu lên 100 Mbps,
1000Mbps (1 Gbps), 10 Gbps, 40 Gbps và có thể lên đến 100 Gbps. Hiện
nay chuẩn tốc độ cao nhất được phát hành là 10 Gbps, chuẩn 40 Gbps và
100 Gbps vẫn đang được phát triển và chưa hoàn thiện. Song song với nó là
sự bùng nổ của Internet yêu cầu băng thông truyền tải lưu lượng lớn,
phương tiện truyền trong mạng Ethernet cũng chuyển dần từ cáp đồng sang
cáp quang. Sử dụng truyền dẫn bằng cáp quang và tốc độ truyền dẫn cao là
yếu tố quan trọng để xây dựng các mạng dung lượng lớn, chất lượng cao
Sử dụng các thiết bị CES tạo thành mạng chuyển tải Ethernet/IP. Kết nối
giữa các thiết bị CES dạng sao, ring hoặc đấu nối tiếp, sử dụng các loại
cổng kết nối: n x 1Gbps hoặc n x 10Gbps.
1.2Các dịch vụ cơ bản trên MAN-E:
1.2.1 Dịch vụ E-LINE:
Dịch vụ E-LINE dựa trên một kết nối ảo (EVC điểm–điểm). Dịch vụ E-
LINE được sử dụng để cung cấp các dịch vụ điểm–điểm. Dựa trên E-LINE
có thể triển khai nhiều dịch vụ khác nhau tùy theo nhà cung cấp.
Hình 1.3: Dịch vụ E-LINE sử dụng EVC điểm–điểm
Dịch vụ E-LINE có thể cung cấp băng thông đối xứng cho dữ liệu gửi
nhận trên hai hướng mà không có việc đảm bảo tốc độ giữa hai UNI. Ghép
dịch vụ có thể thực hiện tại một hoặc cả hai phía UNI của EVC. Một số
EVC điểm-điểm có thể được cung cấp trên cùng một cổng vật lý tại một
trong các giao diện UNI trên mạng.
Một dịch vụ E-LINE có thể cung cấp các EVC điểm-điểm giữa các UNI
tương tự để sử dụng các chuyển tiếp khung PVC để kết nối các bên với
nhau.
Nhìn chung dịch vụ E-LINE có thể được sử dụng để xây dựng các dịch
vụ tương tự cho chuyển tiếp khung hoặc các đường kênh thuê riêng. Tuy
nhiên, dải băng tần và các khả năng kết nối của nó lớn hơn nhiều.
1.2.2 Dịch vụ E-LAN:
Dịch vụ E-LAN là dịch vụ dựa trên kết nối đa điểm-đa điểm , chẳng hạn
có thể kết nối một số UNI với nhau.
Hình 1.4: Dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm-đa điểm
Dịch vụ E-LAN có thể được dùng để kết nối chỉ 2 UNI, điều này dường
như tương tự với dịch vụ E-LINE nhưng ở đây có một số khác biệt đáng kể.
Với dịch vụ E-LINE, khi một UNI được thêm vào, một EVC cũng phải
được bổ sung để kết nốiUNI mới đến một trong các UNI đã tồn tại.
Với dịch vụ E-LAN, khi UNI mới cần thêm vào EVC đa điểm thì không
cần bổ sung EVC mới vì dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm – đa điểm.
UNI “lá”. Mỗi UNI “lá” chỉ có thể trao đổi dữ liệu với UNI “gốc”. Một
khung dịch vụ gửi từ một UNI “lá” với một địa chỉ đích cho một UNI “lá”
khác sẽ không được chuyển. Dịch vụ này thích hợp cho truy cập Internet
hoặc các ứng dụng video qua IP. Một hoặc nhiều CoS có thể được kết hợp
với dịch vụ này.
Trong kiểu phức tạp hơn, dịch vụ E-Tree có thể hỗ trợ hai hoặc nhiều
UNI “gốc”. Trong trường hợp này, mỗi UNI “lá” có thể trao đổi dữ liệu với
các UNI “gốc”. Các UNI “gốc” cũng có thể truyền thông với nhau làm tăng
tính tin cậy và linh hoạt. Dịch vụ này được mô tả như trong hình1.7
Hình 1.7: Dịch vụ E-Tree sử dụng nhiều UNI “gốc”
Với kiểu dịch vụ E-Tree, ghép dịch vụ có hoặc không phát sinh tại một
hoặc nhiều UNI trong EVC. Ví dụ, một dịch vụ E-Tree sử dụng EVC
Rooted-Multipoint và dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm có thể cùng
thực hiện tại một UNI. Trong ví dụ này, dịch vụ E-Tree có thể được sử
dụng để hỗ trợ một ứng dụng cụ thể tại UNI thuê bao như truy nhập tới
nhiều “gốc” tại các điểm POP của ISP, còn dịch vụ E-Line dược sử dụng để
kết nối tới vị trí khác với một EVC điểm-điểm.
CHƯƠNG II: KHẢO SÁT CẤU TRÚC MẠNG MAN-E CỦA VNPT
TIỀN GIANG
2.1 Tình hình triển khai mạng MAN-E của VNPT:
2.1.1 Mạng đô thị băng rộng đầu tiên của Việt Nam:
Dự án “Mạng đô thị băng rộng” đầu tiên của VIệt Nam đã hoàn thành và
chính thức hoạt động ngày 25/04/2005 tại TP.HCM. Mạng được xây dựng
dựa trên sự kết hợp giữa công nghệ truyền tải RPR/DPT (Reselient Packet
Ring/Dynamic Packet Transport) và công nghệ chuyển mạch nhãn MPLS
đang được quan tâm hàng đầu hiện nay. Công nghệ RPR cho phép hệ thống
triển khai các mạch vòng cáp quang trong thành phố có khả năng bảo vệ
chuyển sang đường dự phòng khi xảy ra sự cố trên đường kết nối chính,
thời gian chuyển đường là rất nhanh – 50ms. Giải pháp là sự kết hợp khả
năng sẵn sang cao của công nghệ RPR với các tính năng định tuuến thông
nước sử dụng các thiết bị của Huawei và Cisco. Một số tỉnh thành như Hà
Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Phú Thọ… đã đưa vào hoạt động cung
cấp các dịch vụ mới như IPTV, MetroNet, FTTH…
2.2 Cấu trúc mạng MAN-E của VNPT:
2.2.1 Cấu trúc phân lớp chức năng:
Mô hình triển khai hệ thống mạng của VNPT bao gốm các công ty
truyền tải (VTN,VTI), các công ty cung cấp dịch vụ (VDC,VASC) và các
công ty cung cấp kết nối đến khách hàng ( các công ty viễn thông tỉnh,
thành phố). Hệ thống mạng MAN-E được triển khai tại các công ty viễn
thông tỉnh, thành phố nhằm cung cấp kết nối đến khách hàng. Hiện tại
VNPT đang xây dựng hệ thống mạng NGN bao gồm mạng lõi, mạng biên,
mạng MAN-E và mạng access.
Về cơ bản, hạ tầng mạng MAN-E bao gồm 5 phân lớp:
− Lớp mạng trục (IP/MPLS – Core): hình thành một lõi chuyển mạch
gói chung dựa trên công nghệ MPLS, kết nối tất cả các tỉnh thành
trong cả nước.
− Lớp mạng biên (IP/MPLS Edge): xử lý thông tin trước khi core
MPLS bóc tách nhãn, gán nhãn, thiết lập QoS MPLS, traffic
engineering…
− Lớp mạng tập trung lưu lượng (IP/MPLS Aggregantion over
Ethernet): đảm bảo tập trung lưu lượng từ các mạng truy cập (IP-
DSLAM, UTMS…) tới mạng trục (BRAS).
− Lớp mạng truy cập (Access): cung cấp kết nối dịch vụ tới khách
hàng (các dịch vụ Cable, xDSL, PON …) thông qua các thiết bị truy
cập như IP-DSLAM, Ethernet Switches.
− Lớp mạng biên khách hàng (Subsriber Edge): đóng vai trò biên
mạng phía khách hàng, cung cấp kết nối tới lớp truy cập của nhà
cung cấp dịch vụ và cung cấp dịch vụ cho người sử dụng bên trong
mạng.
2.2.2 Cấu hình tô-pô mạng:
- NGN sẽ thông qua 2 thiết bị lõi CES của mạng MAN để dự phòng và
phân tải lưu lượng kết nối như sau: Nếu chức năng BRAS và PE tích hợp
trên cùng một thiết bị thì mỗi thiết bị lõi CES đó sẽ kết nối tới BRAS/PE.
Nếu chức năng BRAS và PE được tách riêng thì thiết bị lõi CES đó sẽ có 2
kết nối sử dụng giao diện Ethernet, trong đó một kết nối tới BRAS để cung
cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao, một kết nối tới PE để cung cấp
các dịch vụ khác như: thoại, multi media (VoD, IP/TV, IP conferencing).
Mạng truy nhập MAN: Bao gồm các CES lắp đặt tại các trạm viễn thông
kết nối với nhau và kết nối tới mạng lõi bằng một đôi sợi quang nối tiếp.
Tùy theo điều kiện, mạng truy nhập có thể sử dụng kết nối dạng sao, ring
và trong một ring tối đa từ 4 – 6 thiết bị CES, hoặc đấu nối tiếp và đấu nối
tiếp tối đa từ 4 – 6 thiết bị CES, vị trí lắp đặt các CES truy nhập thường đặt
tại các điểm thuận tiện cho việc thu gom truyền dẫn kết nối đến các thiết bị
truy nhập như IP-DSLAM/MSAN.
2.3 Khảo sát cấu trúc mạng MAN-E của VNPT-Tiền Giang:
2.3.1 Sơ đồ mạng MAN-E Tiền Giang:
Hình 2.2: Sơ đồ mạng MAN-E của VNPT-Tiền Giang
2.3.2 Các thành phần trong mạng và chức năng:
Hiện trạng mạng MAN-E VNPT Tiền Giang gồm 03 Core Switch và 14
Access Switch sử dòng sản phẩm Cisco 7609 và Cisco 7606.
2.3.2.1 Mạng lõi (Ring Core):
Trên sơ đồ mạng ta thấy bao gồm 03 PE-AGG cỡ lớn được lắp đặt tại 3
trung tâm chính là: Mỹ Tho, Cai Lậy và Thị xã Gò Công và 3 PE-AGG này
được Viễn Thông Tiền Giang sử dụng là dòng sản phẩm Cisco 7609. Các
PE này lần lượt được kí hiệu như sau:
Tại Mỹ Tho là TGG00MTO
Tại Cai Lậy là TGG00CLY
Tại Gò Công là TGG00GCG
Đây là các điểm thu gom truyền dẫn và dung lượng truyền tải qua đó
cao. Các thiết bị này được kết nối Ring với nhau bằng một đôi cáp sợi
tạo thành Ring 2.
• Hướng Tây bao gồm các UPE là: TGG03MTO (Mỹ Tho),
TGG03LDH (Long Định), TGG03CLY (Cai Lậy) được kết nối với
nhau và kết nối trực tiếp với TGG00MTO và TGG00CLY tạo thành
Ring 3. TGG04THP (Tân Hiệp), TGG04MPC (Mỹ Phước),
TGG04HKH (Hòa Khánh) được kết nối với nhau và kết nối trực tiếp
với TGG00MTO và TGG00CLY tạo thành Ring 4. TGG05BDC
(Bình Đức), TGG05CBE (Cái Bè), TGG05AHU (An Hữu) kết nối
với nhau và kết nối trực tiếp với TGG00MTO và TGG00CLY tạo
thành Ring 5.
• Các UPE ở các nơi như TGG03MTO, TGG04THP, TGG05BDC,
TGG01CGO, TGG02TBH sẽ tập trung lưu lượng về TGG00MTO.
Các UPE ở các nơi như TGG03LDH, TGG04MPC, TGG05CBE sẽ tập
trung lưu lượng về TGG00MTO hoặc TGG00CLY.
Các UPE ở các nơi như TGG01GCG, TGG02THA sẽ tập trung lưu
lượng về TGG00CLY và TGG00MTO.
Các UPE ở các nơi như TGG03CLY, TGG04HKH, TGG05AHU sẽ tập
trung lưu lượng về TGG00CLY.
Việc cấu hình các Ring theo sơ đồ mạng nhằm đảm bảo độ an toàn mạng
cao trong trường hợp xảy ra sự cố hỏng node hoặc đứt cáp quang trên
tuyến.
2.3.3 Giới thiệu Cisco 7609 và Cisco 7606:
2.3.3.1 Cisco 7609:
Hình 2.3: Cisco 7609 Internet Router
Kích thước (Cao x Rộng x Sâu): 85,1 x 43,1 x 46 cm.
Nặng 24,9 kg.
Có 9 slot dọc được đánh số từ phải sang trái.
Xử lí chuyển gói 30Mpps và 512 MB DRAM cho định tuyến Internet.
Hai bộ xử lí dịch vụ IP PXF (Parallel Express Forwarding) trên mỗi
module OSM.
VLAN sẽ được chuyển tiếp vào một EoMPLS tương ứng. Access switch
thực hiện ánh xạ S-VLAN vào VC-ID label, gỡ bỏ S-VLAN và gán VC-ID
label và LSP label vào các gói tin của khách hàng. Khi gói tin được chuyển
tiếp tới Core switch 7609, Core switch thực hiện ánh xạ VC-ID vào S-
VLAN để tái tạo S-VLAN và chuyển tiếp lưu lượng ra VSI (Virtual Switch
Interface) tương ứng. Lưu lượng khách hàng từ Core switch 7609 được
chuyển tiếp tới BRAS vẫn giữ nguyên giá trị C-VLAN và S-VLAN.
Người sử dụng thực hiện truy nhập internet thông qua PPPoE.
3.1.2 Dịch vụ HIS-IP DSLAM Access:
Hình 3.2: Mô hình dịch vụ HIS truy nhập bằng đường xDSL
Với dịch vụ này khách hàng được cung cấp kết nối truy nhập Internet thông
qua modem xDSL kết nối với IP DSLAM. IP DSLAM được kết nối với mạng
MAN-E tới BRAS.
Cấu hình dịch vụ HSI
1. Tạo kết nối như sơ đồ mạng
2. Cấu hình EoMPLS giữa MAN-E Access 1 và MAN-E Core 1
3. Thiết lập PPPoE từ PC1
4. Cấu hình chứng thực và thiết lập PPPoE trên BRAS
Template cấu hình
MAN-E Access Router
Interface Gix/y/z
mtu 9000
no ip address
description Connect To <ipDSLAM>
service instance <service instance ID> ethernet
encapsulation dot1q <S-VLAN>
xconnect <MAN-E Core Loopback0> <VC ID> encapsulation mpls
MAN-E Core Router
Interface Tenx/y/z
mtu 9000
TGG00CLY(config-if-srv)#encapsulation dot1q 102
TGG00CLY(config-if-srv)#xconnect 123.29.58.16 1101610020
encapsulation mpls
***************
Kiểm tra lại:
TGG03MTO#show mpls l2 vc 1101610020
Local intf Local circuit Dest address VC ID Status
Vl102 Eth VLAN 102 123.29.58.1 1101610020 UP
Vl102 Eth VLAN 102 123.29.58.2 1101610020 STANDBY
*** TGG00MTO#show mpls l2 vc 1101610020
Local intf Local circuit Dest address VC ID Status
Gi9/16 Eth VLAN 102 123.29.58.16 1101610020 UP
*** TGG00CLY#show mpls l2 vc 1101610020
Local intf Local circuit Dest address VC ID Status
Gi9/16 Eth VLAN 102 123.29.58.16 1101610020 STANDBY
3.2 Cấu hình dịch vụ IPTV:
3.2.1 Giới thiệu về IPTV:
IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television _ truyền
hình qua giao thức Internet.
IPTV được định nghĩa là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình
ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các mạng dựa trên IP
mà được quản lý để cung cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật, tính tương tác,
tính tin cậy theo yêu cầu. (theo ITU – T FG IPTV)
IPTV là một hệ thống ở đó các dịch vụ truyền hình số cung cấp tới người
tiêu dùng đăng ký thuê bao sử dụng giao thức IP trên kết nối băng rộng.
IPTV được cung cấp trên Internet nên đôi khi dịch vụ này còn gọi là
Internet TV hay Web TV. IPTV thường được cung cấp cùng với dịch vụ
hình quảng bá có thể được ghi và xem lại sau đó.
Hướng dẫn chương trình điện tử (Electronic Program Guide, EPG): một
hướng dẫn để cung cấp cho người sử dụng các thông tin về các chương
trình IPTV đang và sắp phát. Có thể nói một EPG là phương thức để người
sử dụng tìm kiếm các nội dung của nhà cung cấp.
Các dịch vụ thông tin: các dịch vụ thông tin có thể bao gồm tin tức thời
sự, tin thể thao, dự báo thời tiết, thông tin về các chuyến bay, các sự kiện
trong khu vực/địa phương, v.v
Truyền hình tương tác: “kênh phụ” (back-channel) IP không chỉ cung
cấp khả năng lấy thông tin mà còn cho phép tương tác với các show truyền
hình hoặc khởi tạo các ứng dụng liên kết đến các chương trình đang chạy.
Các ví dụ điển hình của truyền hình tương tác là tham dự vào các trò chơi
truyền hình, bình chọn qua truyền hình, phản hồi của người xem truyền
hình, các chương trình thương mại, v.v
Các ứng dụng tương tác: sự tương tác không chỉ được liên kết đến một
chương trình truyền hình truyền thống. Đấu giá, mua sắm, dịch vụ ngân
hàng là các ứng dụng truyền hình được sử dụng rộng rãi, tạo ra sự hội tụ
của thiết bị và sự phát triển các giao diện người sử dụng mới. Truyền hình
khiến cho việc sử dụng các ứng dụng tương tác (giống như việc sử dụng
Internet) trở thành một trong những thành phần chiếm ưu thế của
IPTV/VoD tương lai. Đây cũng là một yếu tố khác biệt chủ yểu nhất so với
truyền hình quảng bá truyền thống vốn không có một “kênh phụ” nào (có
chăng là một đường điện thoại).
Các ứng dụng băng rộng: các ứng dụng dùng cho người tiêu dùng và
doanh nghiệp cũng có thể được thực hiện thông qua hạ tầng IPTV/VoD như
hội nghị truyền hình, đào tạo từ xa, giám sát an ninh, v.v
Pay-per-View (PPV): là hình thức trả tiền để xem một phần chương trình
truyền hình, ví dụ: trả tiền để xem một sự kiện thể thao hay trả tiền để nghe
một bản nhạc. Hệ thống cung cấp một kênh phim truyền hình theo hình
thức PPV cho các thuê bao.
multicast group address tương ứng với kênh đó.
Phương thức truyền tải multicast được sử dụng để truyền dữ liệu từ
multicast source tới STB.
Đối với các kênh thường xuyên được sử dụng, IGMP static join được sử
dụng trên một số router này, giúp giảm độ trễ thời gian truyền tải video tới
STB.
→ Giảm được thời gian delay lúc chuyển kênh.
Trong trường hợp nhà cung cấp dịch vụ sử dụng giao thức PIM-SSM,
static PIM-SSM mapping hoặc DNS-based PIM-SSM được sử dụng để hỗ
trợ STB không support IGMPv3 mà chỉ support IGMPv2.
Cấu hình dịch vụ Multicast IPTV
1. Tạo kết nối như sơ đồ mạng. PC1 đóng vai trò là Client, PC2 đóng vai trò
là Video Server (IPTV + VoD)
2. Cấu hình PIM SSM giữa các Router thuộc mạng MAN-E và mạng VN2
3. Cấu hình giao diện kết nối tới PC1 sử dụng IGMPv3
4. Trên U-PE và PE-AGG cấu hình PIM SSM Static Mapping
Cấu hình IP-DSLAM facing interface:
Access Router
interface GigabitEthernet1/0/0
service instance 120 ethernet
description EFP for Video Service
encapsulation dot1q 120
rewrite ingress tag pop 1 symmetric
bridge-domain 517 split-horizon
interface Vlan517
description SA-DSLAM1 Trunk Video Edge
ip dhcp relay information trusted
ip address 170.201.0.1 255.255.0.0
ip helper-address 10.20.61.11 ! -> Địa chỉ của DHCP Server
no ip unreachables
E1. Khi mỗi đường E1 được dùng cho một BTS xác định thì mỗi bộ thu-
phát TRX (Transmitter-Receiver) của BTS phải được ấn định một số kênh
xác định trên một luồng E1 đã cho. Ưu điểm của cấu trúc sao là dễ dàng
triển khai lắp đặt và bảo dưỡng, đặc biệt trong thời gian đầu khi mạng mới
triển khai. Tuy nhiên khi số lượng thuê bao tăng, thì chi phí mở rộng mạng
cao. Đa số các mạng di động đều được thiết kế và định cỡ trên cơ sở số liệu
trong trường hợp xấu nhất, đó là giờ cao điểm, khi nhu cầu lưu lượng ở
mức cao nhất. Để đáp ứng yêu cầu về dung lượng, các TRX được ấn định
cho mỗi BTS theo mức độ sử dụng trong giờ cao điểm. Ở những khu vực