Thiết kế mạng truyền tải dữ liệu cho mạng viễn thông thế hệ mới

- PHạM TIếN HUY THIếT Kế MạNG TRUYềN TảI Dữ LIệU CHO MạNG VIễN THÔNG THế Hệ MớI luận văn thạc sĩ KHOA HọC Ng−ời h−ớng dẫn khoa học: TS NGUYễN XUÂN DũNG Hà NộI - 2010 1CHƯƠNG 1: XU HƯỚNG VIỄN THễNG TRấN THẾ GIỚI VÀ SỰ RA ĐỜI MẠNG VIỄN THễNG THẾ HỆ MỚI.
- Xu hướng cụng nghệ viễn thụng trờn thế giới.
- Lý do dẫn đến sự ra đời của mạng viễn thụng thế hệ mới.
- Định nghĩa và đặc điểm mạng viễn thụng thế hệ mới.
- 7 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC VÀ CễNG NGHỆ TRONG MẠNG NGN.
- Kiến trỳc chức năng của mạng NGN.
- Cấu trỳc vật lý của mạng NGN.
- Cụng nghệ dựng trong mạng NGN.
- Cỏc dịch vụ trờn mạng NGN cỏc nước.
- Dịch vụ khai thỏc trờn mạng NGN Việt Nam.
- Những vấn đề kỹ thuật cần chỳ ý khi phỏt triển NGN tại Việt Nam.
- 39 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN TẢI NGN VÀ TRIỂN KHAI MỘT SỐ DỊCH VỤ TRấN MẠNG NGN VNPT.
- Kiến trỳc mạng truyền tải NGN.
- Định tuyến trong mạng NGN.
- Thiết kế MPLS cho mạng truyền tải NGN.
- Thiết kế multicast trờn mạng NGN.
- Chất lượng dịch vụ trờn mạng NGN.
- An toàn bảo mật mạng NGN.
- Triển khai một số dịch vụ cơ bản trờn mạng NGN VNPT.
- 88 3 4CHƯƠNG 1: XU HƯỚNG VIỄN THễNG TRấN THẾ GIỚI VÀ SỰ RA ĐỜI MẠNG VIỄN THễNG THẾ HỆ MỚI 1.1.
- Xu hướng cụng nghệ viễn thụng trờn thế giới: Cỏc hệ thống viễn thụng hiện tại được phỏt triển từ cỏc hệ thống điện bỏo và điện thoại từ thế kỷ 19.
- Thời đú, cỏc cụng ty viễn thụng cung cấp dịch vụ cho một số lượng lớn thuờ bao thụng qua cỏc mạng điện thoại chuyển mạch cụng cộng PSTN được ghộp kờnh phõn chia theo tần số (FDM: Frequency Division Multiplexing) hoặc ghộp kờnh phõn chia theo thời gian (TDM: Time Division Multiplexing).
- Sau khoảng thời gian dài phỏt triển, cụng nghệ viễn thụng trờn thế giới đó cú nhiều thay đổi dẫn đến sự ra đời của nhiều mạng viễn thụng mới, phổ biến nhất hiện nay là: mạng điện thoại cố định PSTN, mạng điện thoại di động, mạng Internet, hệ thống thụng tin vệ tinh.
- Thiếu tớnh mềm dẻo: Sự ra đời của cỏc cụng nghệ mới ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền dữ liệu.
- Cỏc dịch vụ viễn thụng mới ra đời (High Speed Internet, IPTV/VoD, FTTx.
- với yờu cầu tốc độ cao và mạng viễn thụng hiện tại khú đỏp ứng.
- Điều này gõy khú khăn trong việc vận hành, bảo dưỡng và triển khai dịch vụ mới.
- Hạ tầng mạng riờng biệt nờn chi phớ đầu tư mở rộng mạng lưới tốn kộm: Đối với 1 nhà cung cấp đa dịch vụ (thoại, Internet, di động), khi số lượng thuờ bao của mỗi dịch vụ tăng lờn, để đỏp ứng chất lượng của từng dịch vụ thỡ nhà cung cấp cần đầu tư mua thờm thiết bị, tăng băng thụng đường truyền cho từng mạng.
- Như vậy, chi phớ đầu tư cho cơ sở hạ tầng tăng lờn nhiều lần.
- Hiện nay, nhiều nhà cung cấp dịch vụ trờn thế giới đang phải đối mặt với vấn đề này, vỡ hầu hết cỏc nhà cung cấp dịch vụ đều kinh doanh đa dịch vụ.
- Trước đõy, mạng viễn thụng được xõy dựng chủ yếu nhằm mục đớch truyền tải lưu lượng thoại, dữ liệu số chỉ chiếm tỷ lệ rất nhỏ lưu lượng trờn toàn mạng.
- Theo thời gian, cụng nghệ viễn thụng thay đổi dẫn đến sự bựng nổ Internet trờn toàn cầu khiến cho dữ liệu số thay thế vị trớ của thoại và trở thành nguồn thu lợi nhuận chớnh.
- Mạng Internet dựa trờn cụng nghệ chuyển mạch gúi IP, nhưng cụng nghệ chuyển mạch gúi IP khụng chỉ cú khả năng truyền tải duy nhất lưu lượng của dịch vụ Internet mà cũn cú thể truyền tải lưu lượng thoại (VoIP) chất lượng cao, 6lưu lượng video (IPTV/VoD.
- Lý do dẫn đến sự ra đời của mạng viễn thụng thế hệ mới: Từ những phõn tớch ở trờn, ta cú thể đưa ra những lý do chớnh dẫn đến sự ra đời của mạng viễn thụng thế hệ mới NGN (Next Generation Network): 1.
- Xu thế đổi mới cụng nghệ viễn thụng: Cụng nghệ IP với nhiều đặc điểm ưu việt đang ngày càng chiếm ưu thế, cỏc hóng sản xuất thiết bị viễn thụng đều hướng thiết bị của mỡnh tới cụng nghệ này.
- Điều đú mang đến thuận lợi rất lớn cho cỏc nhà cung cấp dịch vụ.
- Đú là họ cú thể xõy dựng và mở rộng hạ tầng truyền tải duy nhất nhưng khụng phụ thuộc vào hóng cung cấp thiết bị nào, họ cú thể sử dụng thiết bị từ nhiều hóng khỏc nhau mà vẫn đảm bảo tớnh tương thớch, đảm bảo mạng lưới hoạt động ổn định, dịch vụ đạt chất lượng cao.
- Tiết kiệm chi phớ đầu tư: Xu thế hội tụ cụng nghệ IP ngoài ưu điểm linh hoạt trong phỏt triển mạng lưới như phõn tớch ở trờn cũn giỳp nhà cung cấp dịch vụ tiết kiệm chi phớ đầu tư.
- Do cụng nghệ IP đó được chuẩn húa, khụng phải là cụng nghệ độc quyền của hóng sản xuất nào nờn năng lực thiết bị của cỏc hóng khụng cú sự khỏc biệt lớn, phõn khỳc sản phẩm đa dạng đủ đỏp ứng yờu cầu của khỏch hàng.
- Nhà cung cấp dịch vụ cú thể lựa chọn thiết bị của bất cứ hóng nào phự hợp với yờu cầu kỹ thuật và chi phớ đầu tư của mỡnh.
- Vỡ thế, cỏc hóng sản xuất thiết bị phải cạnh tranh với nhau bằng cỏch hạ giỏ thành sản phẩm.
- cỏc nhà cung cấp dịch vụ sẽ mua được thiết bị với giỏ thành hợp lý, tiết kiệm chi phớ đầu tư.
- Tiết kiệm chi phớ vận hành: Mạng NGN cú cơ sở hạ tầng thống nhất, dựng chung cho nhiều loại dịch vụ, cú khả năng phõn bổ băng thụng linh hoạt cho từng loại dịch vụ giỳp cỏc nhà cung cấp dịch vụ quản lý mạng dễ dàng, giảm chi phớ khai thỏc hệ thống.
- Cơ hội kinh doanh mới: Dự bỏo hiện nay cho thấy mức suy giảm trầm trọng của doanh thu thoại và xuất hiện mức tăng doanh thu đột biến do cỏc dịch vụ giỏ trị gia tăng mang lại.
- Cựng lỳc đú, những nhà khai thỏc mới sẽ tỡm kiếm mụ hỡnh kinh doanh mới cho phộp họ nắm lấy thị phần, mang lại lợi nhuận cao hơn trờn thị trường viễn thụng.
- Cỏc cơ hội kinh doanh mới đến từ việc cung cấp cỏc ứng dụng đa dạng tớch hợp với cỏc dịch vụ của mạng viễn thụng hiện tại, số liệu Internet, cỏc ứng dụng video,… 1.3.
- Định nghĩa và đặc điểm mạng viễn thụng thế hệ mới: Cho tới nay, mặc dự cỏc tổ chức viễn thụng quốc tế và cỏc nhà cung cấp thiết bị viễn thụng trờn thế giới đều rất quan tõm và nghiờn cứu về chiến lược phỏt triển NGN nhưng vẫn chưa cú một định nghĩa cụ thể và chớnh xỏc nào cho mạng NGN.
- Do đú, định nghĩa mạng NGN nờu ra dưới đõy khụng thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới, nhưng nú cú thể là khỏi niệm tương đối chung nhất khi đề cập đến NGN: “Bắt nguồn từ sự phỏt triển của cụng nghệ thụng tin, cụng nghệ chuyển mạch gúi và cụng nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thụng tin thế hệ mới (NGN - Next Generation Network) ra đời là mạng cú cơ sở hạ tầng thụng tin duy nhất dựa trờn cụng nghệ chuyển mạch gúi, triển khai cỏc dịch vụ một cỏch 8đa dạng và nhanh chúng, đỏp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động”.
- Dựa vào đặc điểm của mạng NGN, nú cũn cú một số tờn gọi khỏc.
- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khỏc nhau.
- Mạng NGN khụng chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và số liệu mà cũn là sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và cụng nghệ gúi, giữa mạng cố định và di động.
- Vấn đề chủ đạo của mạng NGN là phải tận dụng hết lợi thế do quỏ trỡnh hội tụ đú mang lại.
- Một vấn đề quan trọng khỏc là sự bựng nổ nhu cầu của người sử dụng về số lượng lớn dịch vụ và ứng dụng phức tạp, bao gồm cả ứng dụng đa phương tiện chiếm băng thụng rất lớn cần được dự bỏo, tớnh toỏn kỹ khi định cỡ xõy dựng mạng NGN.
- Hỡnh 1: Sơ đồ mạng NGN 9Mạng viễn thụng thế hệ mới NGN cú 4 đặc điểm chớnh: 1.
- Cỏc khối chức năng của mạng thế hệ mới được tỏch thành cỏc phần tử mạng độc lập.
- Nhờ vậy, nhà cung cấp dịch vụ dễ dàng nõng cấp, phỏt triển mạng lưới và kết nối với mạng cũ.
- Linh hoạt trong việc cung cấp dịch vụ: Mạng NGN đó hội tụ tất cả cỏc mạng hiện cú thành một hạ tầng duy nhất, cú khả năng phục vụ được tất cả cỏc dịch vụ của cỏc mạng riờng lẻ trước đõy, đồng thời phỏt triển thờm cỏc loại hỡnh dịch vụ và ứng dụng mới với băng thụng linh hoạt.
- Mạng NGN là mạng chuyển mạch gúi, dựa trờn giao thức thống nhất là giao thức IP: Mạng thụng tin hiện nay, dự là mạng viễn thụng, mạng mỏy tớnh hay mạng truyền hỡnh cỏp đều khụng thể lấy một trong cỏc mạng đú làm nền tảng để xõy dựng cơ sở hạ tầng thụng tin.
- Nhưng những năm gần đõy, cựng với sự phỏt triển của cụng nghệ IP, người ta mới nhận thấy rừ ràng là mạng viễn thụng, mạng mỏy tớnh và mạng truyền hỡnh cỏp cuối cựng cũng tớch hợp trong một mạng IP thống nhất.
- Giao thức IP làm cho cỏc dịch vụ lấy IP làm cơ sở đều cú thể thực hiện nối thụng cỏc mạng khỏc nhau, con người lần đầu tiờn cú được giao thức thống nhất mà ba mạng lớn đều cú thể chấp nhận được, đặt cơ sở vững chắc về mặt kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thụng tin quốc gia.
- Giao thức IP thực tế đó trở thành giao thức ứng dụng vạn năng và được sử dụng làm cơ sở cho cỏc mạng đa dịch vụ, bao gồm cả dịch vụ thoại thời gian thực chất lượng cao.
- Mạng NGN cú dung lượng ngày càng tăng, đủ đỏp ứng nhu cầu trong tương lai: Mạng NGN ra đời dẫn tới sự xuất hiện của nhiều dịch vụ mới yờu cầu băng thụng lớn (dịch vụ IPTV/VoD, FTTx.
- với số lượng thuờ bao phỏt triển ngày càng nhanh nờn tổng băng thụng trờn mạng cú thể tăng đột biến.
- Do đú sẽ nhanh chúng xảy ra hiện tượng nghẽn trờn thiết bị, trờn kết nối vật lý giữa cỏc thiết bị trờn mạng.
- Phương ỏn 1: Thay thế thiết bị cũ bằng thiết bị mới cú năng lực lớn hơn.
- Phương ỏn này dễ dẫn đến tỡnh trạng đầu tư khụng hiệu quả, vỡ cú thể thiết bị cũ chưa khấu hao hết đó mua thiết bị mới.
- Phương ỏn 2: Bổ sung thiết bị mới đấu nối vào thiết bị cũ để tăng năng lực cho node mạng đú.
- Mạng NGN phục vụ nhiều loại hỡnh dịch vụ, mỗi dịch vụ cú nhiều giao thức riờng với cơ chế hoạt động phức tạp khỏc nhau nờn khi mạng đang khai thỏc ổn định mà đấu nối thờm thiết bị mới dễ dẫn đến tỡnh trạng xỏo trộn cấu trỳc mạng, thay đổi thiết kế mạng đang khai thỏc khiến dịch vụ bị giỏn đoạn.
- Phương ỏn 3: Thay thế, bổ sung 1 số thành phần / module trờn thiết bị cũ bằng thành phần / module cú năng lực lớn hơn.
- Phương ỏn này là hợp lý nhất khi cõn đối được vấn đề kinh tế - kỹ thuật: chi phớ đầu tư hợp lý hơn so với phương ỏn 1 và phương ỏn 2 nhưng vẫn đảm bảo đủ năng lực truyền tải dịch vụ.
- Hiện nay, cỏc hóng sản xuất thiết bị đó sản xuất được module cú năng lực xử lý rất lớn, cỏc giao diện trờn module đú cú thể đạt băng thụng 1Gbps, 10Gbps, 40Gbps, 100Gbps.
- giao diện của thiết bị truyền dẫn cú thể đạt băng thụng tương 11tự với khoảng cỏch truyền tớn hiệu lờn đến hàng trăm km, đủ đỏp ứng nhu cầu của cỏc nhà cung cấp dịch vụ.
- Những hạn chế của mạng viễn thụng hiện nay.
- Từ đú cho thấy sự cần thiết phải xõy dựng mạng viễn thụng thế hệ mới đỏp ứng được yờu cầu phỏt triển dịch vụ mới, băng thụng lớn, chất lượng dịch vụ cao, linh hoạt trong phỏt triển mạng, tiết kiệm chi phớ đầu tư.
- Định nghĩa và cỏc đặc điểm cơ bản của mạng viễn thụng thế hệ mới.
- 12 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC VÀ CễNG NGHỆ TRONG MẠNG NGN 2.1.
- Kiến trỳc chức năng của mạng NGN: Từ giải phỏp của cỏc hóng khỏc nhau trờn thị trường hiện nay, cú thể đưa ra mụ hỡnh kiến trỳc chức năng của mạng NGN gồm 5 lớp như sau.
- Hỡnh 2: Kiến trỳc phõn lớp của mạng NGN 2.1.1.
- Lớp ứng dụng/dịch vụ: Lớp ứng dụng/dịch vụ cung cấp cỏc ứng dụng và dịch vụ như dịch vụ mạng thụng minh IN (Intelligent Network), dịch vụ trả tiền trước, dịch vụ giỏ trị gia Lớp quản lý Lớp ứng dụng/dịch vụ Lớp điều khiển Lớp truyền thụng Lớp truy nhập 13tăng Internet cho khỏch hàng thụng qua lớp điều khiển,… Hệ thống ứng dụng và dịch vụ mạng này liờn kết với lớp điều khiển thụng qua cỏc giao diện mở API.
- Nhờ giao diện mở này mà nhà cung cấp dịch vụ cú thể phỏt triển cỏc ứng dụng và triển khai nhanh chúng cỏc dịch vụ trờn mạng.
- Trong mụi trường phỏt triển cạnh tranh sẽ cú rất nhiều thành phần tham gia kinh doanh trong lớp này.
- Lớp điều khiển cú thể được tổ chức theo kiểu module, theo đú cỏc bộ điều khiển độc lập sẽ thực hiện cỏc chức năng điều khiển khỏc nhau.
- Lớp truyền tải: Bao gồm cỏc bộ định tuyến (router), thiết bị chuyển mạch (switch), thiết bị truyền dẫn thực hiện chức năng định tuyến lưu lượng và truyền tải tớn hiệu giữa cỏc node mạng.
- Lớp truy nhập: Bao gồm cỏc thiết bị truy nhập (DSLAM, MSAN, BTS.
- cung cấp cỏc cổng kết nối với thiết bị đầu cuối thuờ bao (điện thoại cố định, điện thoại di động, mỏy tớnh.
- Cỏc chức năng quản lý được chỳ trọng là: quản lý mạng, quản lý dịch vụ, quản lý kinh doanh,… Hỡnh 3: Mụ hỡnh chức năng mạng NGN 2.2.
- Cấu trỳc vật lý của mạng NGN: NGN khụng phải là mạng được xõy dựng hoàn toàn mới mà được phỏt triển dựa trờn cỏc cụng nghệ hiện cú, nờn về bản chất mạng NGN là cỏc mạng viễn thụng hiện tại được kết nối với nhau thụng qua mạng lừi IP, tận dụng cỏc thiết bị hiện cú trờn mạng để đạt được hiệu quả khai thỏc tối đa.
- 15Do đú, cấu trỳc vật lý của mạng NGN bao gồm mạng lừi IP kết nối với mạng bỏo hiệu và cỏc mạng truy nhập khỏc bằng kết nối cỏp quang hoặc vụ tuyến.
- Hỡnh 4: Cấu trỳc vật lý mạng NGN

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt