DSpace at VNU: Nghiên cứu công nghệ thông tin IP trên mạng (IP WDM) và ứng dụng cho mạng viễn thông đường trục của Việt Nam

DSpace at VNU: Nghiên cứu công nghệ thông tin IP trên mạng (IP WDM) và ứng dụng cho mạng viễn thông đường trục của Việt...

Trang 1

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2007

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

Trang 2

ii

TRƯỜNG 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 ĐƯỜNG

TRỤC CỦA VIỆT NAM

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

Trang 3

iii

Em muốn cảm ơn sâu sắc tới TS Hoàng Văn Võ – thầy giáo hướng dẫn

Thầy đã tận tình hướng dẫn, gợi ý cho em hoàn thành luận văn thạc sĩ này Cảm ơn những lời nhận xét quý giá của thầy

Em xin cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giúp đỡ, góp ý cho em trong quá trình thực hiện luận văn

Em xin cảm tới toàn thể đồng nghiệp tại công ty Công nghệ liên kết truyền thông – Comlink, đơn vị mà em đang công tác và học tập, đã có nhiều giúp đỡ cho em trong quá trình công tác và học tập Cảm ơn các anh chị trong Phòng thông tin quang - Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện, các anh chị trong Trung Tâm Viễn Thông Khu Vực I và các thành viên của lớp K44ĐA, K11Đ2 – Trường đại học Công nghệ đã tạo điều kiện giúp đỡ và có những lời khuyên bổ ích giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này

Em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè, những người đã có nhiều động viên, khuyến khích em trong cuộc sống cũng như trong học tập

Cuối cùng, em muốn gửi lời cảm ơn tới tất cả những người đã hỗ trợ và giúp đỡ em trong quá trình hòan thành quyển luận văn thạc sĩ này

Hà Nội, tháng 8 năm 2007

ĐỖ VĂN TRÁNG

Trang 4

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

CHƯƠNG 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

1.2.1 Phiên bản IPv4

Erro

1.2.1.1 Cách tổ chức địa chỉ IPv4

1.2.1.2 Nhược điểm của IPv4

1.2.1.3 Cảnh báo về khả năng IPv4 sẽ cạn kiệt tài nguyên

Trang 5

v

1.2.2 Phiên bản IPv6

Erro

1.2.2.1 Phân loại địa chỉ IPv6

1.2.2.2 Các đặc tính vượt trội của IPv6 so với IPv4

1.2.2.3 Các phương pháp chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6

1.2.2.4 IPv6 ứng dụng cho IP/WDM

1.2.2.5 Hoạt động chuyển giao IPv6 trên thế giới

Err or! Bookmark not defined.

1.3 Công nghệ ghép kênh đa bước sóng (WDM)

Erro

1.3.1 Nguyên lý cơ bản của ghép kênh WDM

Erro

1.3.2 Các đặc điểm của công nghệ WDM

1.3.3.2 Bộ thu quang

1.3.3.3 Bộ tách ghép bước sóng quang

Trang 6

vi

1.3.3.4 Bộ lọc quang

1.3.3.5 Bộ đấu nối chéo quang OXC

1.3.3.6 Bộ xen/rẽ quang OADM

1.3.3.7 Bộ chuyển mạch quang

1.3.3.8 Bộ khuếch đại quang sợi

1.3.3.9 Các chủng loại sợi quang

1.4 Các giai đoạn phát triển tiến tới mạng IP trên quang

Erro

1.4.1 Giai đoạn I : IP trên ATM/SDH/DWDM

1.4.2 Giai đoạn II : IP trên NG-SDH/DWDM

1.4.3 Giai đoạn III : IP trên DWDM

CHƯƠNG 2 : CÁC GIẢI PHÁP TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG 28 2.1 Giới thiệu các giải pháp tích hợp IP trên quang

Erro

2.2 Các giải pháp tích hợp IP trên quang

Erro

Trang 7

vii

2.2.1 Thích ứng IP trên lớp mạng quang (WDM)

Erro

2.2.2 Các giải pháp tích hợp IP trên quang

Erro

2.2.2.1 Giải pháp IP/ATM/SDH/WDM

2.2.2.2 Giải pháp IP/ATM/WDM

2.2.2.3 Giải pháp IP/SDH/WDM

2.2.2.4 Giải pháp IP/SDL/WDM

2.2.2.5 Giải pháp IP/GbE/WDM

2.2.2.6 Giải pháp IP/NG-SDH/WDM

2.2.2.7 Giải pháp IP/MPLS/WDM

2.2.2.8 Giải pháp IP/WDM [7,11]

2.2.2.9 Giải pháp IP trực tiếp trên sợi quang

2.3 So sánh các giải pháp truyền tải IP trên quang nhằm xác định các giải pháp áp dụng vào mạng viễn thông đường trục

Erro

2.3.1 Tiêu chí đánh giá các giải pháp

Erro

Trang 8

viii

2.3.2 So sánh và đánh giá giữa các giải pháp

Erro

2.3.2.1 Đánh giá giải pháp IP/ATM/WDM

2.3.2.2 Đánh giá Giải pháp IP/ SDL/SDH/WDM

2.3.2.3 Đánh giá giải pháp IP/ SDH/WDM

2.3.2.4 Đánh giá giải pháp IP/GbE/WDM

2.3.2.5 Đánh giá giải pháp IP/WDM

2.3.2.6 Đánh giá giải pháp IP trực tiếp trên sợi quang

2.4 Giải pháp truyền tải IP/WDM trong mạng toàn quang

Erro

2.4.1 Nguyên lý hệ thống

Erro

2.4.2 Các mô hình giải pháp mạng IP/WDM

Erro

2.4.2.1 Mô hình giải pháp mạng IP/WDM ngang hàng

2.4.2.2 Mô hình giải pháp mạng IP/WDM xếp chồng

2.4.2.3 Mô hình giải pháp mạng IP/WDM lai

Trang 9

ix

2.4.2.4 So sánh các mô hình giải pháp mạng IP/WDM

2.4.3 Các phương pháp định tuyến trong mạng IP/WDM

Erro

2.4.3.1 Phương pháp định tuyến tích hợp

2.4.3.2 Phương pháp định tuyến địa chỉ vùng

2.4.3.3 Phương pháp định tuyến chồng lấn

2.4.4 Các mô hình dịch vụ trong mạng IP/WDM

Erro

2.4.4.1 Mô hình dịch vụ miền

2.4.4.2 Mô hình dịch vụ hợp nhất

2.4.5 Kỹ thuật lưu lượng trong mạng IP/WDM

Erro

2.4.5.1 Mô hình kỹ thuật lưu lượng xếp chồng

2.4.5.2 Mô hình kỹ thuật lưu lượng tích hợp

CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IP TRÊN QUANG VÀO MẠNG

VIỄN THÔNG ĐƯỜNG TRỤC VIỆT NAM 65

Trang 10

x

3.1 Phân tích hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam

Erro

3.1.1 Hạ tầng mạng viễn thông đường trục hiện tại

Erro

3.1.2 Hạ tầng mạng liên quan tới việc ứng dụng

Erro

3.1.2.1 Mạng truyền dẫn quang liên tỉnh

3.1.2.2 Mạng truyền dẫn quang nội hạt

3.1.2.3 Các cổng quang kết nối quốc tế

3.1.2.4 Hạ tầng mạng NGN của VNPT

3.1.2.5 Hạ tầng mạng chuyển mạch hiện tại

3.1.2.6 Hạ tầng và sự phát triển mạng Internet Việt Nam

3.1.3 Hiện trạng mạng cáp quang của Việt nam

Erro

3.1.4 Một số thiết bị trong mạng truyền tải IP

Erro

3.1.4.1 Thiết bị định tuyến

3.1.4.2 Thiết bị chuyển mạch

Trang 11

xi

3.1.4.3 Thiết bị truyền dẫn

3.2 Giải pháp ứng dụng tích hợp IP trên quang vào mạng viễn thông đường trục của Việt Nam

Erro

3.2.1 Giải pháp mạng đường trục tới năm 2010

Erro

3.2.1.1 Về mục tiêu phát triển mạng trục

3.2.1.2 Lựa chọn và phân tích giải pháp áp dụng IP trên quang

3.2.2 Giải pháp mạng đường trục mục tiêu sau năm 2010

Erro

3.2.2.1 Về tiêu phát triển mạng trục

3.2.2.2 Phân tích và lựa chọn giải pháp áp dụng

3.3 Lộ trình ứng dụng công nghệ IP trên quang cho mạng viễn thông đường trục của Việt Nam

Erro

3.3.1 Các bước chuyển đổi trong mạng trục

Erro

3.3.1.1 Chuyển đổi mặt số liệu

3.3.1.2 Chuyển đổi mặt quản lý và điều khiển

Trang 12

xii

3.3.1.3 Chuyển đổimặt chuyển mạch quang

3.3.2 Chuyển đổi trong lớp mạng IP

Erro

3.3.2.1 Giai đoạn tới năm 2010

3.3.2.2 Giai đoạn 2010-2015

3.3.2.3 Giai đoạn sau 2015

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14 PHỤ LỤC

Phụ lục 1 : Kết quả dự báo lưu lượng giữa các điểm nút chính của mạng

viễn thông đường trục Việt Nam

Phụ lục 2 : Dự báo lưu lượng mạng vòng ring của mạng trục

mặt phẳng 2 tại các điểm nút chính tới các tỉnh/thành

Phụ lục 3 : Dự báo lưu lượng Internet của Việt Nam

Phụ lục 4 : Sơ đồ hệ thống mạng quang của Việt Nam

Trang 13

xiii

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Trang 14

viii

DANH MỤC HÌNH VẼ và BIỂU BẢNG

Trang 15

MỞ ĐẦU

Trong nhiều thập niên gần đây (1970 – 2007), nhờ có sự phát triển của công nghệ tin học - viễn thông mà nền kinh tế (văn minh nhân loại) phát triển mạnh mẽ như hiện nay và giúp loài người khám phá - trinh phục tự nhiên Kéo theo đó, nhu cầu trao đổi thông tin, giải trí của con người ngày càng gia tăng Đòi hỏi các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông phải không ngừng nghiên cứu phát triển để đổi mới cả về chất lượng, số lượng các dịch

vụ mới: truyền hình trực tuyến, trò chơi trực tuyến, truyền số liệu, VoiceIP, Internet Càng ngày, số lượng người sử dụng internet và nhiều dịch vụ viễn thông mới một tăng dẫn đến sự bùng nổ lưu lượng thông tin ngày càng tăng Chính vì vậy, việc đầu tư nghiên cứu để tìm ra các giải pháp nhằm tăng lưu lượng đường truyền, và nâng cao hiệu suất mạng luôn được

sự quan tâm của các nhà cung cấp dịch vụ nhằm đáp ứng được yêu cầu của khách hàng

Thực tế đã cho thấy, việc sử dụng mạng lõi dùng cáp sợi quang là giải pháp hiệu quả nhất Bởi vì, cáp sợi quang với công nghệ WDM có băng thông rất lớn (tới hàng Tera Bit) và chi phí đầu tư không cao Do đó, cho tới nay mạng cáp quang đã được triển khai rộng khắp trên toàn thế giới và mạng này đảm nhận việc truyền phần lớn lưu lượng thông tin trao đổi toàn cầu Lưu lượng thông tin trong đó phần lớn đều xuất phát từ mạng internet, sử dụng các gói tin IP Hiện nay, để truyền các gói IP được thông qua sợi cáp quang cần rất nhiều bước trung gian như sau : IP/ATM/SDH/WDM (sợi quang), qua nhiều bước trung gian tất yếu sẽ kéo theo việc tăng lượng thông tin dư thừa (giảm hiệu suất mạng), tăng chi phí đầu tư mạng, phức tạp quản lý-điều hành Với cách tiếp cận đó, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà khoa học, các tổ chức viễn thông quốc tế đã đề xuất nhiều giải pháp truyền tải gói tin IP trên quang, nhằm thống nhất điều khiển việc truyền gói tin IP qua WDM hiệu quả và đơn giản hơn

Trang 16

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

Trang 17

trình áp dụng) Trên sở cứ khoa học đó là: vận dụng các cơ sở đã trình bày trong 2 chương trên, phân tích hiện trạng mạng viễn thông của Việt Nam

Tóm lại, đề tài nghiên cứu công nghệ tích hợp (truyền tải) IP trên quang tuy không phải là ý tưởng mới, nhưng cũng mang lại nhiều ý nghĩa trong việc tiếp tục nghiên cứu giải pháp truyền tải IP trên quang Bởi vì, vấn đề cần giải quyết trong đó để đưa đến mạng toàn quang (IP/WDM) cho tới nay vẫn chưa được thực tế hoá Trong nội dung của luận văn chắc sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong quý thầy cô và các bạn đọc quan tâm, đóng góp

ý kiến, để luận văn được hoàn thiện hơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG

Trong những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21, nhu cầu sử dụng các ứng dụng trên mạng internet (IP) ngày một gia tăng, đặc biệt trong việc trao đổi thông tin trên diện toàn cầu : email, mua sắm trực tuyến, truyền hình hội nghị điều này đã có những ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển đời sống kinh tế xã hội Chính sự phát triển này làm thay đổi cách sống và cách làm việc của con người và đưa loài người sang một kỷ nguyên mới - kỷ nguyên cuộc sống số, thông tin toàn cầu

Đồng thời, sự phát triển về công nghệ của các linh kiện quang đã đạt tới tầm cao, giúp cho công nghệ ghép kênh đa bước sóng WDM đã phát triển và triển khai rộng khắp toàn cầu với ưu điểm siêu việt về lưu lượng

Kết hợp hai công nghệ trong cùng một mạng truyền tải đã được quan tâm nghiên cứu, đầu tư của các nhà khoa học, các nhà cung cấp dịch vụ và nhiều cá nhân quan tâm Việc này, thực tế đã đạt được rất nhiều thành tựu lớn trong việc truyền tải các gói tin trên sợi quang, song hiện tại vẫn còn qua lớp công nghệ trung gian ATM, SDH Tiếp tục nghiên cứu, cải tiến mạng nhằm

hữu hiệu băng thông kênh truyền và đơn giản điều khiển mạng để sớm đạt

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	359,96 KB