Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Các phương thức tích hợp ip trên quang và ứng dụng của tổng công ty bcvt việt nam.doc
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP
TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN
CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM
Người hướng dẫn: TS. Hoàng Văn Võ
Người thực hiện: Nguyễn Thị Yến
Lớp: D2001VT
Hà Nội 2005
N
G
U
Y
Ễ
N
T
HỊ Y
Ế
N
C
Á
C
P
H
Ư
ƠN
G
T
H
ỨC
TÍC
H
H
ỢP IP
T
RÊ
N
Q
U
A
N
G
…
D2001V
T
d99v
t-t
c
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP
TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN
CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM
Người thực hiện: Nguyễn Thị Yến
Hà Nội 2005
N
G
U
Y
Ễ
N
T
HỊ Y
Ế
N
C
Á
C
P
H
Ư
ƠN
G
T
H
ỨC
TÍC
H
H
ỢP IP
T
RÊ
N
Q
U
A
N
G
…
D2001V
T
d99v
t-t
c
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I
-----o0o-----
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-----o0o-----
ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Yến
Lớp: D2001VT
Khoá: 2001-2006
Ngành: Điện tử - Viễn thông
Tên đề tài:
Các phương thức tích hợp IP trên quang và ứng dụng trong NGN
của Tổng công ty BCVT Việt Nam
Nội dung đồ án:
• Tổng quan
• Công nghệ ghép kênh theo bước sóng
• Internet Protocol – IP
• Các phương thức tích hợp IP trên quang
• Ứng dụng IP trên quang trong NGN của Tổng công ty BCVT Việt Nam
Ngày giao đề tài:
Ngày nộp đồ án:
Hà Nội, ngày tháng năm 2005
Giáo viên hướng dẫn
TS. Hoàng Văn Võ
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Điểm: (Bằng chữ: )
Hà Nội, ngày tháng năm 2005
Giáo viên hướng dẫn
TS. Hoàng Văn Võ
NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Điểm: (Bằng chữ: )
Hà Nội, ngày tháng năm 2005
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................................... i
Lời nói đầu ....................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 ..................................................................................................................... 3
TỔNG QUAN .................................................................................................................. 3
1.1. Xu hướng tích hợp IP trên quang ......................................................................... 3
1.2. Quá trình phát triển .............................................................................................. 6
1.3. Các yêu cầu đối với truyền dẫn IP trên quang .................................................... 12
CHƯƠNG 2 ................................................................................................................... 13
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
2.4. Một số điểm lưu ý .............................................................................................. 33
CHƯƠNG 3 ................................................................................................................... 37
INTERNET PROTOCOL – IP ................................................................................... 37
3.1. IPv4 ................................................................................................................... 37
3.2. IPv6 ................................................................................................................... 49
3.3. Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong IP ..................................................................... 60
CHƯƠNG 4 ................................................................................................................... 62
CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG ......................................... 62
4.1. Kiến trúc IP/PDH/WDM .................................................................................... 64
4.2. Kiến trúc IP/ATM/SDH/WDM .......................................................................... 64
4.3. Kiến trúc IP/ATM/WDM ................................................................................... 71
4.4. Kiến trúc IP/SDH/WDM ................................................................................... 72
4.5. Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE) .......................................... 78
4.6. Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP trên quang ...................................................... 79
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 ............................................................. 85
4.8. Công nghệ truyền tải gói động (DPT) ............................................................... 91
4.9. Phương thức truyền tải gói đồng bộ động (DTM) .............................................. 92
4.10. Kiến trúc IP/SDL/WDM .................................................................................. 94
4.11. Kiến trúc IP/WDM .......................................................................................... 95
CHƯƠNG 5: ................................................................................................................ 109
ỨNG DỤNG IP TRÊN QUANG TRONG NGN ..................................................... 109
CỦA TỔNG CÔNG TY BCVT VIỆT NAM ........................................................... 109
5.1. Mạng thế hệ sau (NGN) của Tổng công ty ....................................................... 109
5.2. Phân tích và đánh giá các phương thức tích hợp IP trên quang ........................ 113
5.3. Tình hình triển khai IP trên quang của Tổng công ty ........................................ 118
5.4. Đề xuất phương án IP trên quang cho Tổng công ty trong những năm tới ........ 120
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 124
Đồ án tốt nghiệp Đại học
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM
ADM Add/Drop Multiplexer Bộ xe/rẽ kênh quang
APD Avalanche PhotoDetector Bộ tách quang thác
APS Automatic Protection Switch Chuyển mạch bảo vệ tự động
AR Asynchronous Regernation Tái sinh cận đồng bộ
ARP Address Resolution Protocol Giao thức chuyển đổi địa chỉ
ASE Amplified Spontanous Emission Bức xạ tự phát có khuếch đại
ATM Asychronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng
bộ
BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên
CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit không đổi
CR-LDP Constain-based Routing using
Lable Distribution Protocol
Định tuyến và sử dụng giao thức
phân phối nhãn
DBR Distribute Bragg Reflect Laser phản xạ Bragg phân bố
DFB Distribute FeedBack Laser phản hồi phân bố
DVA Distance Vector Algorithm Thuật toán vector khoảng cách
DWDM Dense Wavelength Division
Multiplex
Ghép kênh bước sóng mật độ cao
DXC Digital Cross-Connect Kết nối chéo số
EGP External Gateway Protocol Giao thức ngoài cổng
FCS Frame Check Sequence Chuỗi kiểm tra khung
FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước
FPA Fabry-Perot Amplifier Bộ khuếch đại Fabry-Perot
FR Frame Relay Trễ khung
FWM Four Wavelength Mix Hiệu ứng trộn bốn bước sóng
HDLC High-level Data Link Control Điều khiển liên kết dữ liệu mức cao
Host ID Host Identification Phần chỉ thị host
ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức bản tin điều khiển Internet
IGMP Internet Group Management
Protocol
Giao thức quản lý nhóm
IGP Internal Gateway Protocol Giao thức trong cổng
IP Internet Protocol Giao thức Internet
IS - IS Intermediate System-toIntermadiate System
Giao thức node trung gian-node
trung gian
ITU International Telecommunication
Union
Liên hiệp viễn thông quốc tế
LAN Local Area Network Mạng địa phương
LCP Link Control Protocol Giao thức điều khiển liên kết
LEAF Larger Effect Area Fiber Sợi quang có diện tích hiệu dụng
cao
LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kết
LSA Link State Algorithm Thuật toán trạng thái liên kết
Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông i
Đồ án tốt nghiệp Đại học
LSP Lable Switch Path Đường chuyển mạch nhãn
LSR Lable Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
MF More Fregment Còn mảnh
MPLS MultiProtocol Lable-Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MPLS TE MPLS Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng MPLS
MPλS MultiProtocol Lambda Switching Chuyển mạch bước sóng đa giao
thức
MSOH Multiplex Section OverHead Mào đầu đoạn ghép
MTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn lớn nhất
Net ID Network Identification Chỉ thị mạng
NMS Network Management Station Trạm quản lý mạng
NNI Network-Network Interface Giao diện mạng-mạng
OADM Optical ADM ADM quang
OAM&P Operation, Administation,
Maintaince and Provisioning
Các chức năng vận hành, quản lý,
bảo dưỡng và giám sát
Och Optical Channel Kênh quang
OCHP Optical CHannel Protection Bảo vệ kênh quang
ODSI Optical Domain Service
Interconnect
Kết nối dịch vụ miền quang
OIF Optical Internetworking Forum Diễn đàn kết nối mạng quang
OMS Optical Multiplex Section Đoạn ghép kênh quang
OMSP OMS Protection Bảo vệ đoạn ghép kênh quang
OSPF Open Shortest Path First Lựa chọn đường đi ngắn nhất
OTN Optical Transport Network Mạng truyền tải quang
OTS Optical Transmission Section Đoạn truyền dẫn quang
O-UNI Optical User-Network Interface Giao diện mạng-người sử dụng
OXC Optical Cross-connect Kết nối chéo quang
PCM Pulse Code Modulaion Điều chế xung mã
PDH Plesiochronous Digital Hierarche Phân cấp số cận đồng bộ
PIN Positive Intrinsic Negative Bộ tách sóng quang loại PIN
POH Path OverHead Mào đầu đường truyền
PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm nối điểm
PSTN Public Switching Telephone
Network
Mạng chuyển mạch điện thoại công
cộng
PVC Permanent Virtual Channel Kênh ảo cố định
QoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụ
RARP Reverse ARP Giao thức chuyển đổi địa chỉ ngược
RIP Routing Information Protocol Giao thức thông tin định tuyến
RSOH Regeneration Section OverHead Mào đầu đoạn lặp
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức chiếm tài nguyên
RTCP RTP Control Protocol Giao thức điều khiển RTP
RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực
SAPI Service Access Point Identifier Chỉ thị điểm truy cập dịch vụ
SDH Synchronous Digital Hierarche Phân cấp số đồng bộ
SLA Semiconductor Laser Amplifier Bộ khuếch đại laser bán dẫn
Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông ii
Đồ án tốt nghiệp Đại học
SPM Self Pulse Modulation Hiệu ứng tự điều chế pha
SRS Stimulated Raman Scattering Hiệu ứng tán xạ bị kích thích Raman
SVC Switched Vitual Channel Kênh chuyển mạch ảo
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng
TLV Type Length Value Kiểu mã hoá loại-độ dài-giá trị
UBR Unspecified Bit Rate Tốc độ bit không xác định
UCP Unified Control Plane Mặt điều khiển chung
UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùng
UNI User-Network Interface Giao diện mạng-người dùng
VBR-rt Variable Bit Rate-real time Tốc độ bit khả biến-thời gian thực
VC Virtual Channel Kênh ảo
VCI VC Identification Nhận dạng kênh ảo
VP Virtual Path Đường ảo
VT Virtual Tributary Luồng ảo
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
WP Wavelength Path Đường bước sóng
Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông iii
Đồ án tốt nghiệp Đại học
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
Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 1
Đồ án tốt nghiệp Đại học
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
Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 2
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
Trong những năm cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21, công nghệ truyền thông, tin học
đã có những bước phát triển mạnh mẽ và đã có những ảnh hưởng sâu sắc đến đời sống
kinh tế xã hội. Sự phát triển này làm thay đổi hẳn cách sống và cách làm việc của con
người và đã đưa loài người sang một kỷ nguyên mới - kỷ nguyên của nền kinh tế tri
thức.
Khi công nghệ viễn thông và tin học phát triển đến trình độ cao, chúng luôn luôn
tác động và hỗ trợ cho nhau cùng phát triển. Quá trình này dẫn đến sự hội tụ của công
nghệ viễn thông và tin học, tạo nên một mạng truyền thông thống nhất đáp ứng mọi nhu
cầu dịch vụ đa dạng, phong phú của xã hội. Mạng viễn thông thống nhất có xu thế toàn
cầu hoá với mục tiêu phát triển:
- Công nghệ hiện đại.
- Chất lượng tiên tiến.
- Khai thác đơn giản, thuận tiện.
- Chuẩn hoá quốc tế và đạt được hiệu quả kinh tế cao.
Chính vì thế, cần có một phương thức truyền dẫn mới ra đời có khả năng đáp ứng
được các yêu cầu này.
1.1. Xu hướng tích hợp IP trên quang
1.1.1. Sự phát triển của Internet
a) Về mặt lưu lượng
Thoại là hình thức thông tin đã xuất hiện từ lâu và ngày nay lưu lượng thoại đang
đi vào trạng thái ổn định mà trong quá trình phát triển khó có thể có được sự đột biến
nào. Trong khi đó, xã hội loài người đang chuyển sang xã hội thông tin, nhu cầu trao đổi
số liệu lớn nên lưu lượng số liệu ngày càng cao. Sự ra đời và phổ biến của mạng
Internet đã khiến cho nhu cầu trao đổi thông tin tăng, dẫn đến bùng nổ lưu lượng
Internet. Theo số liệu thống kê trên thế giới trong 5 năm qua, lưu lượng Internet đã tăng
86% mỗi năm, hơn 6 lần tốc độ phát triển của lưu lượng thoại. Hiện nay, khoảng 45%
dân số EU kết nối Internet. Các nước Châu Á tuy tỷ lệ kết nối Internet hiện còn thấp,
nhưng trong một vài năm tới sẽ tăng rất nhanh, đặc biệt là các thị trường tiềm năng như
Trung Quốc và Ấn Độ.
Nguyễn Thị Yến – D2001VT Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 3