i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Đỗ Văn Tráng

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG
(IP/WDM) và ỨNG DỤNG CHO MẠNG
VIỄN THÔNG ĐƢỜNG TRỤC CỦA VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2007
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI


ii

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Đỗ Văn Tráng

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG
(IP/WDM) và ỨNG DỤNG CHO MẠNG VIỄN THÔNG ĐƢỜNG
TRỤC CỦA VIỆT NAM

Ngành
: Công nghệ điện tử - viễn thông
Chuyên ngành : Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc
Mã số

ĐỖ VĂN TRÁNG


iv

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................... iv
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ........................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH VẼ và BIỂU BẢNG ................................................... viii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 9
CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG .......................................3
1.1 Cơ sở khoa học, tính thực tiễn của giải pháp IP trên quang .. 12
1.1.1 Cơ sở khoa học ......................................................................... 12
1.1.1.1 Xu thế phát triển dịch vụ truyền thông trên thế giới ............ 12
1.1.1.2 Xu thế phát triển công nghệ trên thế giới ............................ 13
1.1.1.3 Xu thế chế tạo, áp dụng công nghệ của các nhà chế tạo và các
tổ chức
viễn thông Quốc tế ................................................................. 13
1.1.1.4 Xu thế phát triển của mạng viễn thông Việt nam
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
1.1.2 Tính thực tiễn của ứng dụng IP trên quang
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
1.2 Giao thức Internet (IP - Internet protocol)
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
1.2.1 Phiên bản IPv4

1.2.2.5 Hoạt động chuyển giao IPv6 trên thế giới
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
1.3 Công nghệ ghép kênh đa bƣớc sóng (WDM)
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
1.3.1 Nguyên lý cơ bản của ghép kênh WDM
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
1.3.2 Các đặc điểm của công nghệ WDM
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
1.3.3 Các thành phần cấu thành hệ thống WDM
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
1.3.3.1 Bộ phát quang
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
1.3.3.2 Bộ thu quang
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
1.3.3.3 Bộ tách ghép bước sóng quang
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.


vi

1.3.3.4 Bộ lọc quang
................................................................................................ Err

....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
2.2 Các giải pháp tích hợp IP trên quang
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.


vii

2.2.1 Thích ứng IP trên lớp mạng quang (WDM)
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
2.2.2 Các giải pháp tích hợp IP trên quang
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
2.2.2.1 Giải pháp IP/ATM/SDH/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.2.2.2 Giải pháp IP/ATM/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.2.2.3 Giải pháp IP/SDH/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.2.2.4 Giải pháp IP/SDL/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.2.2.5 Giải pháp IP/GbE/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.

................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.3.2.3 Đánh giá giải pháp IP/ SDH/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.3.2.4 Đánh giá giải pháp IP/GbE/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.3.2.5 Đánh giá giải pháp IP/WDM
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.3.2.6 Đánh giá giải pháp IP trực tiếp trên sợi quang
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.4 Giải pháp truyền tải IP/WDM trong mạng toàn quang
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
2.4.1 Nguyên lý hệ thống
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
2.4.2 Các mô hình giải pháp mạng IP/WDM
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
2.4.2.1 Mô hình giải pháp mạng IP/WDM ngang hàng
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.4.2.2 Mô hình giải pháp mạng IP/WDM xếp chồng
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.4.2.3 Mô hình giải pháp mạng IP/WDM lai

2.4.5 Kỹ thuật lƣu lƣợng trong mạng IP/WDM
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
2.4.5.1 Mô hình kỹ thuật lưu lượng xếp chồng.
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
2.4.5.2 Mô hình kỹ thuật lưu lượng tích hợp.
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.

CHƢƠNG 3 : ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IP TRÊN QUANG VÀO
MẠNG
VIỄN THÔNG ĐƢỜNG TRỤC VIỆT NAM ..................... 65


x

3.1 Phân tích hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
3.1.1 Hạ tầng mạng viễn thông đƣờng trục hiện tại
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
3.1.2 Hạ tầng mạng liên quan tới việc ứng dụng
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
3.1.2.1 Mạng truyền dẫn quang liên tỉnh
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
3.1.2.2 Mạng truyền dẫn quang nội hạt

3.1.4.3 Thiết bị truyền dẫn
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
3.2 Giải pháp ứng dụng tích hợp IP trên quang vào mạng viễn
thông đƣờng trục của Việt Nam
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
3.2.1 Giải pháp mạng đƣờng trục tới năm 2010
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
3.2.1.1 Về mục tiêu phát triển mạng trục
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
3.2.1.2 Lựa chọn và phân tích giải pháp áp dụng IP trên quang.
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
3.2.2 Giải pháp mạng đƣờng trục mục tiêu sau năm 2010
............................................................................................................. Erro
r! Bookmark not defined.
3.2.2.1 Về tiêu phát triển mạng trục
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
3.2.2.2 Phân tích và lựa chọn giải pháp áp dụng
................................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
3.3. Lộ trình ứng dụng công nghệ IP trên quang cho mạng viễn
thông đƣờng trục của Việt Nam
....................................................................................................... Erro
r! Bookmark not defined.
3.3.1. Các bƣớc chuyển đổi trong mạng trục

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 14
PHỤ LỤC
...................................................................................................................... Err
or! Bookmark not defined.
Phụ lục 1 : Kết quả dự báo lưu lượng giữa các điểm nút chính của mạng
viễn thông đường trục Việt Nam
............................................................................................ Err
or! Bookmark not defined.
Phụ lục 2 : Dự báo lưu lượng mạng vòng ring của mạng trục
....................................................................................................... Err
or! Bookmark not defined.
mặt phẳng 2 tại các điểm nút chính tới các tỉnh/thành.
....................................................................................................... Err
or! Bookmark not defined.
Phụ lục 3 : Dự báo lưu lượng Internet của Việt Nam
....................................................................................................... Err
or! Bookmark not defined.
Phụ lục 4 : Sơ đồ hệ thống mạng quang của Việt Nam
....................................................................................................... Err
or! Bookmark not defined.


xiii

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT


viii

DANH MỤC HÌNH VẼ và BIỂU BẢNG



Nhận thấy giải pháp truyền tải IP trên quang (WDM) là giải pháp hữu
hiệu và khả dụng cho mạng viễn thông thế giới nói chung, mạng đường
trục của Việt Nam nói riêng. Vì vậy em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu công
nghệ tích hợp IP trên quang (IP/WDM) và ứng dụng cho mạng viễn thông
đường trục của Việt Nam”.
Nội dung của đề tài được chia thành 3 chương như sau :
Chương 1 : Tổng quan về công nghệ truyền tải IP trên quang. Mở đầu
bằng cách trình bày cơ sở khoa học và tính thực tiễn của công nghệ truyền tải
IP trên quang, nhằm giúp đọc giả dễ tiếp cận với đề tài. Sau đó, giới thiệu
chung về công nghệ IP (IPv4, IPv6, cách thức chuyển dần từ IPv4 sang IPv6,
IPv6 cho truyền tải IP trên quang), về công nghệ truyền tải quang (ghép kênh
đa bước sóng WDM, các thành phần cấu thành mạng truyền tải quang, các kỹ
thuật chuyển mạch quang cho mạng IP trên quang). Cuối cùng trình bày khái
quát các giai đoạn phát triển của công nghệ truyền tải IP trên quang hiện có
trên thế giới.
Chương 2 : Nghiên cứu các giải giải pháp truyền tải IP trên quang :
Chương này sẽ trình bày chi tiết (nguyên lý, kiến trúc, định tuyến, vấn đề lưu
lượng,...) từng giải pháp truyền trải IP trên quang đã liệt kê tại chương 1.
Đồng thời, tiến hành so sánh các giải pháp này để chọn lựa ra giải pháp phù
hợp cho mạng viễn thông đường trục của Việt nam. Vì vậy, chương 2 còn
được coi là cơ sở cho chương 3 để ứng dụng công nghệ một cách hiệu quả
nhất.
Chương 3 : Ứng dụng công nghệ tích hợp IP trên quang cho mạng
viễn thông đường trục của Việt Nam : Đây được coi là chương quan trọng
và có ý nghĩa nhất của luận văn. Bởi vì, đó chính là kết quả của việc nghiên
cứu khoa học đạt được của luận văn(đề xuất giải pháp áp dụng, xây dựng lộ



đƣợc mục đích mạng toàn quang hay truyền trực tiếp IP/WDM. Đồng
thời, đây cũng là một xu thế tất yếu công nghệ mạng viễn thông của thế giới.
Công nghệ truyền tải IP trên quang chính là một giải pháp hữu hiệu để
phát triển các mạng viễn thông, nhằm tiến tới một mạng viễn thông :
- Công nghệ hiện đại.
- Chất lượng cao.
- Chuẩn hoá quốc tế.
- Khai thác đơn giản, thuận tiện và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
1.1 Cơ sở khoa học, tính thực tiễn của giải pháp IP trên quang
1.1.1 Cơ sở khoa học
1.1.1.1 Xu thế phát triển dịch vụ truyền thông trên thế giới
Trước kia, trao đổi thông tin thoại (băng thông hẹp 64kb/s) là chủ yếu,
còn dữ liệu truyền dẫn trên kênh thoại là thứ yếu. Do vậy, người ta thiết kế
các mạng viễn thông chủ yếu là để truyền thoại, còn số liệu được truyền dẫn
trên kênh thoại (data over voice).
Ngày nay, do sự bùng nổ nhu cầu sử dụng Internet đã khiến cho nhu cầu
trao đổi thông tin tăng, lưu lượng từ các dịch vụ trên nền IP tăng rất nhanh.
Chứng tỏ việc truyền dữ liệu lại là chủ yếu, thông tin thoại là thứ yếu hoặc có
thể truyền thoại thông qua số liệu (Voice over data : Voice-IP). Theo số liệu
thống kê trên thế giới trong 7 năm qua, lưu lượng Internet đã tăng 86% mỗi
năm, hơn 6 lần tốc độ phát triển của lưu lượng thoại. Hiện khoảng 48% dân số
EU kết nối Internet. Các nước Châu Á tuy tỷ lệ kết nối Internet hiện còn thấp,
nhưng đang rất nhanh cùng với số lượng máy tính có kết nối internet tăng
nhanh, đặc biệt là các thị trường tiềm năng như Trung Quốc, Ấn Độ,
Singapore, Việt Nam... Như vậy, cần thiết phải luôn luôn nghiên cứu thiết kế
mạng để truyền số liệu là chính và nâng cao lưu lượng mạng.
Mặt khác, do sự bùng nổ thông tin nên lưu lượng ngày càng lớn, đòi hỏi
mạng viễn thông truyền tải phải có băng thông lớn. Đó chính là sử dụng cáp
sợi quang, đặc biệt là mạng truyền tải quang sử dụng phương pháp ghép kênh




ích kinh tế của công nghệ IP trên quang mang lại, đẩy mạnh việc nghiên cứu
ứng dụng nhanh chóng công nghệ này vào mạng truyền dẫn của mình là một
tất yếu. Cụ thể, với DWDM cho phép ghép STM-16 (2,5 Gbps) hay STM-64
(10 Gbps) kênh thoại dưới dạng bước sóng để truyền dẫn song song trên một
sợi cáp quang.
Một số nhà cung cấp cho rằng các chức năng của tầng truyền dẫn đồng
bộ ATM hay tầng SDH - các thành phần chính trong cơ sở hạ tầng của nhiều
mạng - cần nên loại bỏ để tiến tới tầng IP trực tiếp trên tầng quang. Vì điều
này, dẫn đến loại bỏ được một số phần cứng và giảm chi phí vận hành mạng,
cơ sở hạ tầng của mạng sẽ có giá thành thấp và đơn giản hơn. Tất nhiên nó
không đúng cho mọi trường hợp, cụ thể là đối với các nhà cung cấp còn sử
dụng các dịch vụ ATM hay TDM.
Đối với các tổ chức viễn thông quốc tế, Tổ chức kỹ thuật internet (IETF) luôn
nghiên cứu, cải tiến để tìm ra những phương pháp truyền dẫn IP trên mạng
quang hiệu quả hơn, để quy chuẩn thống nhất cho các hãng sản xuất. Đặc biệt,
nhóm làm việc về chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (MultiProtocol
Label Switching) đã đề xuất việc mở rộng để có thể thực hiện được tại các kết
nối chéo quang OXC

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt :
1. TS. Vũ Văn San & TS. Hoàng Văn Võ (1998), Kỹ thuật thông tin quang,
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà nội.
2. KS. Phạm Thị Hồng Nhung (2003), “Phối hợp bảo vệ/phục hồi trong
mạng IP/WDM”, trong Kết quả nghiên cứu khoa học và công nghệ, Viện
Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện, Nhà xuất bản Bưu điện.
3. TS. Cao Phán & TS. Cao Hồng Sơn (6/2003), Thông tin quang PDH và
SDH, HVCN – BCVT.