0
MỤC
LỤC
Trang
MỤC LỤC .............................................................................................................0
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT.........................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ
........................................................................................
7
DANH MỤC
BẢNG
..............................................................................................
9
……
MỞ
ĐẦU..............................................................................................................
10
NỘI
DUNG ..........................................................................................................
12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ
NGN.................................................................
12
1.1 KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM MẠNG
NGN.............................................................
12
1.1.1 Khái
niệm .......................................................................................................
12
1.1.2 Đặc điểm của mạng NGN
1.4.1 IP
.......................................................................................................................
21
1.4.2 ATM
...................................................................................................................
22
1
1.4.3 MPLS
.................................................................................................................
23
Kết luận chương
1
.......................................................................................................
25
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E VÀ CÁC DỊCH VỤ
TRÊN
MẠNG MAN-E
...................................................................................................
26
2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-E
..................................................
26
2.1.1 Tổng quan mạng quang
Ethernet
.....................................................................
26
2.1.2 Các tính năng của
MAN-E
37
2.2.3 Các loại dịch vụ trong MAN-E
.......................................................................
38
2.2.4 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet
......................................................................
44
2.3 CÁC YÊU CẦU VỀ HIỆU NĂNG CHO MẠNG MAN-E
........................................
52
2.3.1 Độ khả dụng
...................................................................................................
52
2.3.2 Độ trễ
khung
...................................................................................................
53
2.3.3 Độ trôi
khung..................................................................................................
54
2.3.4 Tỷ lệ tổn thất
khung
........................................................................................
55
Kết luận chương
2
.......................................................................................................
mạng.................................................................................
67
3.4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỀU KHIỂN MẠNG MAN-E
..........................................
68
3.4.1 Quản lý topo
mạng..........................................................................................
68
3.4.2 Quản lý tài
nguyên
..........................................................................................
69
3.4.3 Quản lý
lỗi
......................................................................................................
69
3.4.4 Quản lý hiệu
năng
...........................................................................................
70
3.4.5 Quản lý bảo
mật..............................................................................................
70
3.4.6 Quản lý cấu
hình
.............................................................................................
81
PHỤ LỤC
............................................................................................................
82
3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
API Application Programming Interface giao diện lập trình ứng dụng
AS Autonomous System
một tập hợp các mạng có cùng
chính sách định tuyến
ATM
Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển mạch không
đồng bộ
BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến toàn cầu
BRAS Broadband Remote Access Server
Máy chủ truy nhập băng rộng
từ xa
BSS Base Station Subsystem Hệ thống trạm gốc
CBS Commintted Burst Size Kích thước bùng nổ cam kết
CDMA Code Division Multiple Access đa truy nhập phân chia theo mã
CE Customer Edge Phía khách hàng
CE-VLAN Customer Edge Virtual LAN VLAN phí khách hàng
CIDR Classless Interdomain Routing
Định tuyến giữa các Miền
không phân biệt lớp
CIR Commintted Information Rate Tốc độ truyền thông cam kết
CoS Class of Service Lớp dịch vụ
CPE Customer Premises Equipment Thiết bị phía khách hàng
CR-LDP
Constranint - based Routing Label
cùng một nhãn ra
FRR Fast ReRouter Định tuyến lại nhanh
FS Feature Server Máy chủ đặc tính
FTTx Fiber To The x
Họ công nghệ sử dụng cáp
quang tới một điểm
GE
Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet
GSM
Global System for Mobile
Communications
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
ICMP Internet Control Message Protocol
Giao thức điều khiển truyền tin
trên mạng
IETF
Internet Engineering Task Force Tổ chức đặc nhiệm kỹ thuật
Internet
IGP Interior Gateway Protocol
Giao thức định tuyết Gateway
bên trong
IN Intelligent network mạng thông minh
IP
Internet Protocol Giao thức internet
IPTV Internet Protocol Television Truyền hình Internet
ISDN Integrated Services Digital Network Công nghệ băng hẹp
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ITU International Telecommunications Union Hiệp hội viễn thông quốc tế
LAN Local Area Network Mạng nội bộ
NNI
Network - Network Interface Giao diện Mạng - Mạng
NT Network Termination
Kết cuối mạng
NGN Next generation networking
Mnagj thế hệ sau
OSI
Open Systems Interconnection Reference
Model
Mô hình tham chiếu kết nối hệ
thống mở
OSPF Open Shortest Path First
Là giao thức định tuyến theo
trạng thái đường lien kết
OSS Operations Support System
quản lý vận hành hệ thống
mạng
P2P
Point to Point Điểm đến điểm
PC Personal Computer
Máy tính cá nhân
PIR
Peak Information Rate Tốc độ truyền thông tối đa
PON Passive Optical Networks mạng quang thụ động
PSTN Public Switched Telephone Network
mạng chuyển mạch điện thoại
công cộng
PVC Permanent Virtual Circuit chuyển tiếp khung
QoS
Quality of Service Chất lượng dịch vụ
Hình 1.1: Sự hội tụ giữa thoại và số liệu, cố định và di động trong
NGN ........................
12
Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ
mới
....................................................................
15
Hình 1.3: Mô hình 5 lớp chức năng của
NGN
.................................................................
16
Hình 1.4: Cấu trúc mạng MAN-E
...................................................................................
17
Hình 1.5: Các thành phần của
Softswitch
........................................................................
18
Hình 1.6: Cấu trúc vật lý mạng
NGN
..............................................................................
......................................................................................
38
Hình 2.8: EVC dạng
cây .................................................................................................
38
Hình 2.9: Khuôn khổ định nghĩa dịch vụ Ethernet
..........................................................
39
Hình 2.10: Dịch vụ
E-Line..............................................................................................
40
Hình 2.11: Dịch vụ
E-LAN
.............................................................................................
41
Hình 2.12 . Quá trình thực hiện khi thêm một UNI vào mạng
MAN-E...........................
42
Hình 2.13: Dịch vụ
E-Tree..............................................................................................
42
59
Hình 3.3: Gói tin gán nhãn
MPLS...................................................................................
59
8
Hình 3.4: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ tuyến kết nối
.....................
63
Hình 3.5: Luồng gói tin/nhãn khi thực hiện FRR cho bao vệ
nút
.....................................
64
Hình 3.6: Mô hình kết nội mạng MAN-E với mạng đường trục
......................................
67
Hình 3.7: Topo mạng MAN-E
........................................................................................
69
Hình 3.8 Sơ đồ mạng MAN-E Thái Nguyên giai đoạn 2010 –
2011................................
79
9
DANH MỤC
BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Danh sách các Node MANE
...........................................................................
Đơn giản: Đã được tiêu chuẩn hóa và không ngừng được phát triển. Được ứng dụng rộng rãi
trong tất cả các tổ chức, doanh nghiệp và thiết bị gia đình.
11
Độ linh động cao: Quản lý băng thông và mở rộng băng thông kết nối rất dễ dàng. Hỗ trợ rất
nhiều mô hình kết nối (topology) khác nhau. Tối ưu cho việc truyền tải thông tin dạng gói,
đặc biệt là các gói tin IP.
Mạng MAN-E là phân khúc mạng nằm giữa lớp Core và lớp Access, có tổ chức năng thu
gom lưu lượng và đảm bảo yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho khách hàng. Mạng MAN-E chính
là yếu tố cốt lõi để các nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp các dịch vụ băng rộng chất
lượng cao đối với khách hàng.
Tại Việt Nam công nghệ mạng MAN-E đang trong quá trình triển khai do đó có rất nhiều
vấn đề cần nghiên cứu và phát triển tuy nhiên trong luận văn này xin được đi vào Tìm hiểu cộng
nghệ mạng MAN-E và Ứng dụng của mạng MAN-E tại VNPT Thái Nguyên.
Đề tài bao gồm 3 chương:
Chương 1: Nêu lên các khái niệm về mạng NGN, cấu trúc logic và cấu trúc vật lý của
mạng NGN từ đó xác định mạng MAN-E thuộc lớp nào trong mạng NGN.
Chương 2: Nêu lên các khai niệm chung về mạng MAN-E như: định nghĩa, mô hình phân
lớp, các thành phần cơ bản, các dịch vụ cơ bản và các ưu nhược điểm của các dịch vụ đó. Đồng
thời nêu các định nghĩa về tham số hiệu năng trong mạng MAN-E.
Chương 3: Mô hình triển khai mạng MAN-E tại VNPT, giới thiệu về công nghệ và mô
hình triển khai hệ thống mạng của VNPT tại Việt Nam trên cơ sở đó xây dựng mạng MAN-E giai
đoạn 2 tại VNPT Thái Nguyên.
Trong quá trình làm luận văn tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góm, giúp đỡ quý báu
của các thầy cô giáo cùng các bạn bè đồng nghiệp
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Tam, người đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
khoa CNTT Đại học Thái Nguyên, các thầy cô giáo tại Viện Công nghệ Thông tin – Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong quá
trình học tập.
Cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện của các đồng nghiệp nôi tôi đang công tác: VNPT Thái
lập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập.
Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng.
Việc phân tách chức năng làm cho mạng viễn thông truyền thống dần dần đi theo
hướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tử
khi tổ chức mạng lưới. Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiện
liên kết giữa các mạng có cấu hình khác nhau.
Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực hiện một cách linh hoạt và
có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ. Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưng dịch vụ
của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối. Điều đó làm
cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao hơn.
Thứ ba, NGN dựa trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và các giao thức thống nhất.
Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hình
cáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầng
thông tin. Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người ta
mới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuối
cùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người ta
thường gọi là “dung hợp ba mạng”. Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sở
đều có thể thực hiện liên kết các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giao
14
thức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt
kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia.
Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử
dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dù hiện tại vẫn còn nhiều khuyết điểm về
khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chất lượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu. Tuy
nhiên, chính tốc độ đổi mới nhanh chóng trong thế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện
bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽ sớm khắc phục những thiếu sót này. NGN là
nền tảng cho cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia .
Thứ tư: NGN mạng có dung lượng và tính thích ứng cao, đủ năng lực để đáp ứng
nhu cầu:
1.2 CẤU TRÚC LOGIC MẠNG THẾ HỆ MỚI
Hiện nay vẫn chưa có một khuyến nghị cụ thể nào của ITU về cấu trúc của NGN.
Có nhiều nhà viễn thông lớn trên thế giới đưa ra mô hình NGN như Alcatel, Ericsion,
Nortel, Lucent…
Từ những mô hình của các hãng, mô hình cấu trúc của NGN được chia ra làm bốn
lớp chức năng:
Lớp truy nhập và truyền dẫn
Lớp truyền thông
Lớp điều khiển
Lớp quản lý
Kiến trúc mạng NGN sử dụng chuyển mạch gói cho cả thoại và dữ liệu. Nó phân
chia các khối vững chắc của tổng đài hiện nay thành các lớp mạng riêng lẽ, các lớp này
liên kết với nhau qua các giao diện mở tiêu chuẩn
15
Hệ thống chuyển mạch NGN được phân thành bốn lớp riêng biệt thay vì tích hợp
thành một hệ thống như công nghệ chuyển mạch kênh hiện nay: lớp ứng dụng, lớp điều
khiển, lớp truyền thông, lớp truy nhập và truyền dẫn. Các giao diện mở có sự tách biệt
giữa dịch vụ và truyền dẫn cho phép các dịch vụ mới được đưa vào nhanh chóng,
dễ dàng;
những nhà khai thác có thể chọn lựa các nhà cung cấp thiết bị tốt nhất cho từng lớp
trong mô hình mạng NGN.
Hình 1.2: Cấu trúc luận lý mạng thế hệ mới
Nếu xem xét từ góc độ kinh doanh và cung cấp dịch vụ thì mô hình cấu trúc của
NGN có thêm lớp ứng dụng dịch vụ bao gồm 5 lớp chức năng: lớp truyền dẫn và truy nhập
(service access layer), lớp truyền thông (service transport/core layer), lớp điều khiển (control
layer), lớp ứng dụng/dịch vụ (application/service layer) và lớp quản lý ( MAN-Eage MAN-
Et layer ).
M
ặ
Ò
u
k
h
i
Ó
n
Giao d
i
Ö
n më
A
P
I
Líp
t
r
u
yÒ
n
t
h
«n
g
Giao d
i
Ö
n më
switch–router có thể đảm nhận luôn chức năng những bộ định tuyến này.
17
- Lớp truyền tải có khả năng hỗ trợ các mức QoS cho cùng một dịch vụ và cho
các dịch vụ khác nhau.
- Lớp ứng dụng đưa ra các yêu cầu về năng lực truyền tải và lớp truyền tải sẽ
thực hiện yêu cầu đó.
1.2.2 Lớp truyền thông
Thiết bị chính trong lớp truyền thông là các cổng (Gateway) làm nhiệm vụ kết nối
giữa các phần của mạng và giữa các mạng khác nhau.
Chịu trách nhiệm chuyển đổi các loại môi trường (PSTN/ISDN, LAN, vô tuyến,
…) sang môi trường gói trên mạng lõi và ngược lại.
- Bao gồm 2 thành phần: Mạng trục (IP MPLS) và các mạng thu gom lưu lượng
(MAN-E) tại các Tỉnh/TP.
- Truyền tải lưu lượng IP, có khả năng cung cấp L2/L3 VPN kết nối các phần tử
mạng NGN.
- Thu gom lưu lượng ở các NODE trước khi kế nối lên Mạng Core IP/MPLS
- Sử dụng cáp quang và các kết nối GE để tăng băng thông.
- Cung cấp kết nối băng thông lớn tới các IPDSLAM/MSAN.
- Cung cấp kết nối GE tới các khách hàng lớn.
- Hỗ trợ công nghệ mới để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ Tripleplay NGN.
Hình 1.4: Cấu trúc mạng MAN-E
18
1.2.3 Lớp điều khiển
Chức năng:
- Điều khiển kết nối để cung cấp các dịch vụ truyền thông từ đầu cuối đến đầu
cuối với bất kỳ loại giao thức báo hiệu nào.
- Lớp điều khiển có thể được tổ chức theo kiểu module, theo đó các bộ điều khiển
độc lập sẽ thực hiện các chức năng điều khiển khác nhau.
- Quản lý và chăm sóc khách hàng.
Các thành phần:
1.3 CẤU TRÚC VẬT LÝ
Hình 1.6: Cấu trúc vật lý mạng
NGN
NGN có rất nhiều các thành phần mạng cần quan tâm, nhưng ở đây ta chỉ đề cập
đến các thành phần thể hiện rõ sự tiến bộ của NGN so với các mạng trước đây.
MG (Media Gateway) là một thiết bị vào ra đặc hiệu cung cấp phương tiện truyền
tải thông tin thoại, dữ liệu, fax và video giữa mạng gói IP và mạng PSTN.
MGC (Media Gateway Controller) là đơn vị chức năng chính của Softswitch. Nó
đưa ra các quy luật xử lý cuộc gọi còn MG và SG sẽ thực hiện các quy luật đó. Nó
điều khiển SG thiết lập và kết thúc cuộc gọi, ngoài ra nó còn giao tiếp với hệ thống
OSS và BSS. MGC chính là chiếc cầu nối giữa các mạng có đặc tính khác nhau
như PSTN, mạng IP…Nó chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng thoại và dữ liệu qua
các mạng khác nhau.
SG (Signaling Gateway) là một thiết bị vào ra, nó tạo ra một chiếc cầu nối giữa
mạng báo hiệu số 7 với mạng IP dưới sự điều khiển của MGC. Nhiệm vụ của SG
là xử lý thông tin báo hiệu.
Media server được dùng để xử lý các thông tin đặc biệt. Nó thực hiện các chức
năng mới:
Chức năng voicemail cơ bản.
Hộp thư fax tích hợp hay các thông báo có thể sử dụng e-mail hoặc các bản tin
ghi âm trước (pre-recorded message).
Khả năng nhận diện tiếng nói (nếu có).
Khả năng hội nghị truyền hình (video conference).
Khả năng chuyển thoại sang văn bản (speech-to-text)
Application Server/Feature Server
Server đặc tính là một server ở mức ứng dụng chứa một loạt các dịch vụ của doanh
nghiệp. Chính vì vậy nó còn được gọi là Server ứng dụng thương mại. Vì hầu hết các
Server này tự quản lý các dịch vụ và truyền thông qua mạng IP nên chúng không ràng
buộc nhiều với Softswith về việc phân chia hay nhóm các thành phần ứng dụng.
1.4 CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC ÁP DỤNG CHO MẠNG THẾ HỆ MỚI
không cần bất kì sự thay đổi nào.
Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng
cao. Tuy nhiên việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến
theo từng chặng. Ngoài ra IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ.
1.4.2 ATM
ATM là một phương thức chuyển mạch gói nhanh, nó cho phép các hệ thống dùng
kĩ thuật này hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với các hệ thống chyển mạch gói thông
thường nhờ sự hạn chế các chức năng trong mạng của nó.
ATM có khả năng vận chuyển bất kì một loại dịch vụ nào, bất chấp những đặc điểm
của chúng như là tốc độ bit, những yêu cầu về chất lượng hoặc đặc tính đột biến tự nhiên
của nó. ATM nhận thông tin ở nhiều dạng khác nhau như thoại, số liệu, video… và tách
chúng thành các khối nhỏ có kích thước cố định gọi là cell. Các cell này sẽ được truyền
trên các kênh ảo.
ATM khác với IP ở một số điểm:
ATM là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối phải được thiết
lập
bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu trước khi
thông tin được gửi đi
ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên
suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ xuyên suốt trong thời
gian kết nối. Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian
cung cấp cho kết nối một nhãn. Việc này thực hiện hai điều: dành cho kết nối
một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào trong mỗi tổng đài. Bảng
chuyển tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt
động đi qua tổng đài. Điều này khác với thông tin về toàn mạng chứa trong
bảng chuyển tin của IP router.
Các gói trong ATM nhỏ, có kích thước cố định nên tốc độ truyền sẽ lớn
hơn
vụ
phân phối thông tin giữa các LSR, giao thức phân phối nhãn thiết lập nhãn
trong các bảng định tuyến.
MPLS có thể hoạt động được với các giao thức định tuyến Internet khác như
OSPF
(Open Shortest Path First) và BGP (Border Gateway Protocol)
Một số ưu diểm của MPLS:
MPLS đảm bảo chất lượng dịch vụ do MPLS hỗ trợ việc điều khiển lưu lượng
và cho phép thiết lập tuyến cố định. Ngoài ra, MPLS còn có cơ chế chuyển
tuyến (fast reruoting). Do MPLS là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối , khả
năng bị ảnh hưởng bởi lỗi đường truyền cao hơn. Trong khi đó các dịch vụ mà
MPLS hỗ trợ lại yêu cầu dung lượng cao. Do vậy, khả năng phục hồi của
MPLS đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ của mạng không phụ thuộc vào cơ
cấu khôi phục lỗi của lớp vật lý bên dưới.
Công nghệ MPLS giúp cho việc quản lý mạng được dễ dàng hơn. Do
MPLS
quản lý việc chuyển tin theo các luồng thông tin, các gói tin thuộc một FEC có
thể được xác định bởi một giá trị của nhãn. Do vậy trong miền MPLS các thiết
bị đo lưu lượng mạng có thể dựa trên nhãn để phân loại các gói tin. Lưu lượng
đi qua các tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) được giám sát 1 cách dễ dàng dùng
RTFM( realtime flow measurement). Bằng cách giám sát lưu lượng tại các
LSR, nghẽn lưu lượng sẽ được phát hiện và vị trí xảy ra nghẽn lưu lượng có thể
Copyright: Tài liệu đại học ©