MỤC LỤC

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT i

Lời nói đầu 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1. Xu hướng tích hợp IP trên quang 3

1.1.1. Sự phát triển của Internet 3

1.1.2. Sự phát triển của công nghệ truyền dẫn 4

1.1.3. Nỗ lực của các nhà cung cấp và các tổ chức 5

1.2. Quá trình phát triển 6

1.2.1. Các giai đoạn phát triển 6

1.2.2. Mô hình phân lớp của các giai đoạn phát triển 9

1.3. Các yêu cầu đối với truyền dẫn IP trên quang 12

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG 13

2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM 13

2.2. Các đặc điểm của công nghệ WDM 15

2.3. Một số công nghệ then chốt 16

2.3.1. Nguồn quang 16

2.3.2. Bộ tách ghép bước sóng quang 19

2.3.3. Bộ lọc quang 21

2.3.4. Bộ đấu nối chéo quang OXC 22

2.3.5. Bộ xen/rẽ quang OADM 24

2.3.6. Chuyển mạch quang 25

2.3.7. Sợi quang 28

2.3.8. Bộ khuếch đại quang sợi 30

2.3.9. Bộ thu quang 31

2.4. Một số điểm lưu ý 33

2.4.1. Nguồn quang 33

2.4.2. Sợi quang 33

2.4.3. Bộ khuếch đại quang 33

2.4.4. Hiệu ứng phi tuyến 33

2.4.5. Tán sắc 34

CHƯƠNG 3: INTERNET PROTOCOL – IP 37

3.1. IPv4 37

3.1.1. Phân lớp địa chỉ 37

3.1.2. Các kiểu địa chỉ phân phối gói tin 39

3.1.3. Mobile IP 40

3.1.4. Địa chỉ mạng con (subnet) 40

3.1.5. Cấu trúc tổng quan của một IP datagram trong IPv4 41

3.1.6. Phân mảnh và tái hợp 45

3.1.7. Định tuyến 47

3.2. IPv6 50

3.2.1. Tại sao lại có IPv6? 50

3.2.2. Khuôn dạng datagram IPv6 50

3.2.3. Các tiêu đề mở rộng của IPv6 51

3.2.4. Các loại địa chỉ IPv6 55

3.2.5. Các đặc tính vượt trội của IPv6 56

3.2.6. Sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 57

3.2.7. IPv6 cho IP/WDM 60

3.3. Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong IP 60

3.3.1. Kiểu dịch vụ tích hợp (IntServ) 60

3.3.2. Mô hình dịch vụ phân biệt (DiffServ) 61

CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG 63

4.1. Kiến trúc IP/PDH/WDM 65

4.2. Kiến trúc IP/ATM/SDH/WDM 65

4.2.1. Mô hình phân lớp 65

4.2.2. Ví dụ 70

4.3. Kiến trúc IP/ATM/WDM 72

4.4. Kiến trúc IP/SDH/WDM 73

4.4.1. Kiến trúc IP/PPP/HDLC/SDH 74

4.4.2. Kiến trúc IP/LAPS/SDH 76

4.5. Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE) 78

4.6. Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP trên quang 80

4.6.1. Mạng MPLS trên quang 80

4.6.2. Kỹ thuật lưu lượng MPLS trên quang 83

4.6.3. Mặt điều khiển MPLS 85

4.7. GMPLS và mạng chuyển mạch quang tự động (ASON) – Hai mô hình cho mảng điều khiển quang tích hợp với công nghệ IP 86

4.7.1. MPLS trong mạng quang hay GMPLS (Generalized MPLS) 86

4.7.2. Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) 89

4.8. Công nghệ truyền tải gói động (DPT) 92

4.9. Phương thức truyền tải gói đồng bộ động (DTM) 93

4.9.1. Truyền tải IP qua mạng DTM 93

4.9.2. Cấu trúc định tuyến 94

4.9.3. Phân đoạn IPOD 94

4.9.4. Tương tác với OSPF 95

4.10. Kiến trúc IP/SDL/WDM 95

4.11. Kiến trúc IP/WDM 96

4.11.1. IP over WDM 96

4.11.2. IP over Optical 105

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG IP TRÊN QUANG TRONG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM 110

5.1. Mạng thế hệ sau (NGN) của Tổng công ty 110

5.1.1. Khái niệm về NGN 110

5.1.2. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau (NGN) 111

5.1.3. Mạng thế hệ sau của Tổng công ty 111

5.2. Phân tích và đánh giá các phương thức tích hợp IP trên quang 114

5.2.1. Các chỉ tiêu phân tích và đánh giá 114

5.2.2. Phân tích và đánh giá 115

5.3. Tình hình triển khai IP trên quang của Tổng công ty 119

5.3.1. Giai đoạn trước năm 2004 119

5.3.2. Giai đoạn từ năm 2004 đến nay 120

5.4. Đề xuất phương án IP trên quang cho Tổng công ty trong những năm tới 121

5.4.1. Giai đoạn 2005-2006 121

5.4.2. Giai đoạn 2006-2010 122

5.4.3. Giai đoạn sau năm 2010 123

KẾT LUẬN 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

Lời nói đầu

Internet đã làm một cuộc cách mạng hoá đến rất nhiều khía cạnh trong cuộc sống của chúng ta. Nó đã ảnh hưởng đến cách mà chúng ta kinh doanh cũng như cách mà chúng ta giải trí. Nó làm thay đổi hẳn các hoạt động mang tính chất truyền thống của con người. Bằng cách sử dụng Internet người ta có thể đọc một tờ báo ở một thành phố rất xa, hoặc tìm kiếm một bộ phim hành động đang chiếu ở đâu đó, nói chuyện với một người lạ ở bất kỳ nơi nào người ta muốn, hoặc so sánh giữa các cửa hàng với nhau về một sản phẩm nào đó (ví dụ như một chiếc máy tính)… Chính sự đơn giản trong sử dụng, đa dạng trong số các dịch vụ cung cấp và tương đối rẻ so với các loại hình thức dịch vụ khác, Internet đã phát triển một cách mạnh mẽ và nhanh chóng tại các quốc gia trên thế giới.

Bên cạnh đó, các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng cung cấp các loại hình dịch vụ khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Các loại hình dịch vụ như: thoại, âm thanh, hình ảnh đều có thể sử dụng giao thức Internet (IP) nhờ tính phổ thông và giá thành rẻ của nó. Mỗi loại dịch vụ đều có một yêu cầu về băng thông, tốc độ truyền dẫn, QoS…phục vụ nhu cầu của người sử dụng.

Nhu cầu lưu lượng tăng mạnh do sự bùng nổ của các loại hình dịch vụ Internet và các dịch vụ băng rộng đã tác động mạnh mẽ tới việc cải tiến, xây dựng cấu trúc mạng viễn thông. Việc xây dựng mạng thế hệ sau (NGN) là một giải pháp hữu hiệu nhằm thoả mãn nhu cầu của mạng lưới. Trong cấu trúc NGN, lớp truyền tải là khâu quan trọng nhất có nhiệm vụ truyền dẫn thông suốt lưu lượng trao đổi thông tin của người dùng với tất cả các loại hình dịch vụ trên mạng, trong đó mạng truyền dẫn được xem là huyết mạch chính. Để thoả mãn việc thông suốt lưu lượng với băng tần lớn, các hệ thống truyền dẫn thông tin quang được sử dụng nhờ các ưu điểm nổi bật của nó. Mặt khác, công nghệ WDM được xem là công nghệ quan trọng và hiệu quả nhất cho đường truyền dẫn. Công nghệ WDM đã và đang cung cấp cho mạng lưới khả năng truyền dẫn cao trên băng tần cực lớn. Với công nghệ WDM, nhiều kênh quang, thậm chí tới hàng ngàn kênh quang, truyền đồng thời trên một sợi, trong đó mỗi kênh quang tương ứng một hệ thống truyền dẫn độc lập tốc độ nhiều Gbps. Hơn nữa, sự ra đời phiên bản mới IPv6 và các công nghệ như: chuyển mạch quang, GbE…là cơ sở để xây dựng một mạng thông tin toàn quang. Với tốc độ truyền dẫn ánh sáng và dung lượng truyền dẫn có thể đạt tới tốc độ nhiều Gbps hoặc Tbps trong các mạng toàn quang này, khối lượng lớn các tín hiệu quang được truyền dẫn trong suốt từ đầu đến cuối.

Do đó, việc ứng dụng kỹ thuật IP over Optical là một xu hướng tất yếu của các mạng viễn thông hiện nay. Để tìm hiểu và nghiên cứu kỹ thuật này, đồ án tốt nghiệp của em với đề tài “Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng trong NGN của Tổng công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam” sẽ trình bày tổng quan các phương thức hướng đến công nghệ IP trên quang bằng cách sử dụng lại các công nghệ hiện có như: PDH, SDH, ATM…và sử dụng các công nghệ mới như: DTM, SDL…Qua đó đánh giá về QoS của các phương thức và trình bày công nghệ được ứng dụng trong mạng viễn thông hiện nay.

Nội dung của đề tài được chia thành 5 chương như sau:

- Chương 1: Giới thiệu chung về sự phát triển của Internet, công nghệ truyền dẫn. Đánh giá sơ bộ về ưu điểm và nhược điểm của các mô hình truyền dẫn IP trên quang. Yêu cầu đối với việc truyền dẫn IP trên quang.

- Chương 2: Trình bày về công nghệ ghép kênh theo bước sóng, các thiết bị của hệ thống và yêu cầu đối với các thiết bị này. Và một số chú ý khi sử dụng công nghệ DWDM.

- Chương 3: Tìm hiểu về giao thức IP với hai phiên bản là IPv4 và IPv6. Bao gồm: khuôn dạng gói tin, quá trình phân mảnh và tái hợp, định tuyến, đặc tính vượt trội của IPv6 so với IPv4 và sự chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6.

- Chương 4: Nghiên cứu các phương thức truyền dẫn IP trên quang. Đặc biệt lưu ý giai đoạn cuối cùng - truyền dẫn IP datagram trực tiếp trên quang: nguyên lý, kiến trúc, các yêu cầu đối với hệ thống.

- Chương 5: Phân tích và đánh giá các giải pháp đã trình bày ở chương 4. Tìm hiểu nguyên tắc tổ chức và phương thức ứng dụng trong NGN của TCT.

Do hạn chế về thời gian và năng lực nên nội dung của đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót và nhầm lẫn. Em mong quý Thầy, Cô giáo và các bạn quan tâm, đóng góp ý kiến thêm.

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS. Hoàng Văn Võ đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô giáo trong khoa Viễn thông I - Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông; các anh, chị trong Trung Tâm ứng dụng công nghệ mới - Viện Khoa Học Kỹ Thuật Bưu Điện; các anh, chị trong Trung Tâm Viễn Thông Khu Vực I, VTN đã cung cấp tài liệu và có những lời khuyên bổ ích giúp đỡ em trong quá trình làm đề tài này!

Hà Đông, tháng 11 năm 2005

Sinh viên

Nguyễn Thị Yến