Nghiên cứu công nghệ MAN e và ứng dụng trên mạng viễn thông phú thọ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG






NGUYỄN VĂN BÌNH

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MAN-E VÀ
ỨNG DỤNG TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG PHÚ THỌ



NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ :. 60.52.7023.04.3898


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT






HÀ NỘI – 2009

Luận văn được hoàn thành tại:
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Văn Võ

Phản biện 1: ……………………………………………………
……………………………………………………

Phản biện 2: ……………………………………………………
……………………………………………………

Phản biện 3: ……………………………………………………
……………………………………………………

Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng năm 2009

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông




1


MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh về kinh tế, xã

hội và văn hoá trong môi trường các đô thị và thành phố lớn đã dẫn
đến nhu cầu trao đổi thông tin là rất lớn, đa dạng cả về loại hình
dịch vụ, tốc độ. Đồng thời, với sự hình thành và phát triển bùng nổ
các tổ hợp văn phòng, các khu công nghiệp, công nghệ cao, các
khu chung cư và thêm vào đó là các dự án phát triển thông tin của
chính phủ, các các cơ quan, các công ty, làm cho nhu cầu trao đổi
thông tin như tiếng nói, dữ liệu, hình ảnh, tăng đột biến.
Để đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin đó, cơ sở hạ
tầng mạng truyền thông của các khu đô thị, các thành phố cần
phải có khả năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông
rộng, dung lượng lớn và đa dịch vụ.
Hiện tại, các mạng nội bộ LAN (Local Area Network) của
các cơ quan, xí nghiệp chỉ có thể đáp ứng được nhu cầu trao đổi
thông tin với phạm vi địa lý rất hẹp. Đồng thời, các mạng truy
nhập hiện tại với công nghệ chủ yếu là TDM (chuyển mạch kênh
PSTN, công nghệ SDH) không thể đáp ứng nhu cầu trao đổi thông
tin hiện nay của xã hội cả về loại hình dịch vụ và lưu lượng.
Do đó, việc tìm kiếm các công nghệ để xây dựng một cơ sở
hạ tầng mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) đáp ứng
được yêu cầu trao đổi thông tin nói trên là cấp thiết đối với những
nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông trên thế giới nói chung và Việt
Nam nói riêng.
Trên thế giới, các nhà cung cấp các dịch vụ Viễn thông đã
tập trung nghiên cứu, phát triển và ngày càng hoàn thiện các giải
pháp công nghệ cho các đô thị và các thành phố lớn. Trong đó,
với những ưu việt của mình nên giải pháp công nghệ MAN-E
2


(Metropolitan Area Network-Ethernet) được rất nhiều nhà cung

cấp các dịch vụ Viễn thông áp dụng triển khai.
Đối với nước ta, các công ty Viễn thông trong nước, đặc biệt
là Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, đang đầu tư triển
khai MAN-E cho các khu đô thị, cho các thành phố của nước ta.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu MAN-E và ứng dụng cho các
khu đô thị, cho các thành phố của nước ta là một vấn đề cấp thiết.
Với sự ham muốn nghiên cứu giải pháp công nghệ MAN-E
và xem xét khả năng ứng dụng cho Viễn thông Phú Thọ giai đoạn
2009-2010, em đã chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ MAN-E
và ứng dụng trên mạng Viễn thông Phú Thọ” làm đề tài nghiên
cứu cho luận văn tốt nghiệp với hy vọng là làm chủ được giải
pháp công nghệ MAN-E và mong muốn được đóng góp một phần
trong việc triển khai MAN-E trên địa bàn tỉnh Phú Thọ.
Để thực hiện được mục tiêu đó, đề tài luận văn tập trung
thực hiện các nội dung chính sau:
I. Tổng quan về MAN-E: Giới thiệu về MAN-E.
II. Mạng đô thị MAN và xu hướng phát triển: Phần này
tác giả giới thiệu tổng thể sơ lược về MAN, các công
nghệ sử dụng trong MAN, xu hướng phát triển của
mạng đô thị.
III. Giải pháp truyền tải Ethernet trong MAN (MAN-E):
Trong phần này tác giả trình chi tiết hơn về giải pháp
truyền tải Ethernet trong MAN, chỉ ra cấu hình MAN-
E cho một tỉnh và phương án kết nối MAN-E của các
tỉnh trên mạng Viễn thông.
IV. Ứng dụng MAN-E trên mạng Viễn thông Phú Thọ:
Phần này chủ yếu phân tích, đánh giá và lựa chọn công
nghệ áp dụng xây dựng mạng đô thị cho mạng Viễn
3

thông tỉnh Phú Thọ. Các phương pháp thiết kế và tính
toán dung lượng trong MAN-E của VNPT và ứng dụng
cho Viễn thông Phú Thọ.
Do thời gian và hiểu biết còn hạn chế, đề tài không thể tránh
khỏi thiếu sót, kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của
các thầy giáo, cô giáo và các bạn.
I. TỔNG QUAN VỀ MAN-E
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh về kinh tế, xã
hội và văn hoá trong môi trường các đô thị và thành phố lớn đã
dẫn đến nhu cầu trao đổi thông tin là rất lớn, đa dạng cả về loại
hình dịch vụ, tốc độ. Để đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin
đó, MAN-quang (MAN- Metropolitan Area Network) với khả
năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng, dung
lượng lớn và đa dịch vụ là một giải pháp cơ sở hạ tầng mạng
truyền thông chủ đạo của các khu đô thị, các thành phố.
Để truyền tải thông tin và phát huy hiệu quả cơ sở hạ tầng
MAN-quang, người ta đã sử dụng nhiều giải pháp công nghệ khác
nhau, như: công nghệ SDH-NG, công nghệ WDM, công nghệ RPR,
công nghệ Gigabit Ethernet, công nghệ ATM, công nghệ MPLS,
Tuy nhiên, vấn đề đặt ra cho các nhà xây dựng và cung cấp
dịch vụ MAN là trên cơ sở mục tiêu xây dựng mạng cần phải lựa
chọn được công những công nghệ phù hợp để áp dụng vào việc
xây dựng mạng. Trên cơ sở những công nghệ mạng được lựa
chọn, các nhà thiết kế mạng sẽ xây dựng những cấu hình mạng
thích hợp, lựa chọn thiết bị phù hợp để xây dựng được mạng đáp
ứng với những mục tiêu đề ra ban đầu.
Công nghệ Ethernet và Gigabit Ethernet có những ưu điểm
nổi bật như: có khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng truyền tải dữ
4

liệu ở tốc độ cao và có đặc tính lưu lượng mạng tính đột biến và
tính “bùng nổ”;
Trước kia, Ethernet là công nghệ thống lĩnh trong các mạng
nội bộ LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu hết các văn phòng
trên toàn thế giới và hiện nay đã được dùng ngay cả trong các hộ
gia đình để chia sẽ các đường dây truy nhập băng rộng giữa các
thiết bị với nhau. Đặc biệt tất cả các máy tính cá nhân đều được
kết nối bằng Ehernet và ngày càng nhiều thiết bị truy nhập dùng
đến công nghệ này.
Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, tốc độ
Ethernet đã được cải thiện từ Mbps lên Gbps và 10Gbps. Song
song với nó, phương tiện truyền trong mạng Ethernet cũng chuyển
dần từ cáp đồng sang cáp quang và cấu hình cũng đã phát triển từ
cấu trúc Bus dùng chung lên cấu trúc mạng chuyển mạch. Đây là
những nhân tố quan trọng để xây dựng các mạng có dung lượng
cao, chất lượng cao, và hiệu xuất cao, đáp ứng được những đòi hỏi
ngày càng khắt khe của yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS).
Việc sử dụng công nghệ Ethernet và Gigabit Ethernet trong
mạng đô thị đã tạo nên một giải pháp mạng hữu hiệu để truyền tải
thông tin trong các đô thị, gọi là giải pháp MAN-E hay MEN.
II. MẠNG ĐÔ THỊ-MAN VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
2.1. Giới thiệu về MAN.
Mạng đô thị MAN là một mạng cung cấp đa dịch vụ trong
phạm vi một thành phố, đô thị. Vai trò của nó tương tự như vai trò
của một nhà cung cấp dịch vụ Internet nhưng có một điểm khác là
được xây dựng để hướng tới đối tượng phục vụ chủ yếu là liên kết
trao đổi lưu lượng của các mạng cục bộ LAN có dung lượng và
kích cỡ mạng lớn. Qui mô của MAN có thể bao phủ toàn bộ một

thành phố hoặc chỉ là một mạng để liên kết một vài khu nhà
5


(chung cư, khu công nghệ/công nghiệp, các cơ quan tổ chức, các
trường đại học, viện nghiên cứu) với nhau. Thiết bị MAN có thể
được xây dựng và quản lý bởi nhiều tổ chức khác nhau hoặc chỉ
với một nhà cung cấp dịch vụ MAN duy nhất. Các công nghệ
được lựa chọn áp dụng để xây dựng MAN chủ yếu tập trung vào 6
loại công nghệ chính là:
 IP/ATM.
 WDM.
 SONET/SDH-NG.
 Ethernet/Giagabit Ethernet (GbE).
 RPR.
 Chuyển mạch kết nối MPLS/GMPLS.
Các công nghệ này được xây dựng khác nhau cả phạm vi và
các phương thức mà chúng sẽ được sử dụng. Trong một số trường
hợp, các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng lại triển khai cùng một công
nghệ cho các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, GbE có thể được sử
dụng để cung cấp năng lực truyền tải cơ sở hoặc để cung cấp các
dịch vụ gói Ethernet trực tiếp đến khách hàng.
2.2. Cấu trúc tổng quan của MAN.
2.2.1. Cấu trúc phân lớp dịch vụ.
Theo cấu trúc này, MAN được chia thành 2 lớp: Lớp mạng
lõi (Core) và lớp truy nhập (Access).
+ Lớp truy nhập thực hiện chức năng tích hợp các loại hình
dịch vụ bao gồm cả dịch vụ từ người sử dụng và dịch vụ mạng.
Lớp mạng này thực thi kết nối cung cấp các loại hình dịch vụ xuất
phát từ mạng truy nhập ứng dụng bởi nhiều công nghệ truy nhập

khác nhau như: các dịch vụ trên cơ sở công nghệ Ethernet, ATM,
Frame Relay, DSL, cáp đồng, cáp quang và với nhiều loại giao
diện khác nhau.
6


+ Lớp mạng lõi thực hiện chức năng truyền tải lưu lượng
tích hợp trong mạng đô thị một cách hợp lý; lớp này thực hiện
chức năng định tuyến truyền tải lưu lượng trong nội vùng đô thị
hoặc chuyển giao lưu lượng với mạng trục (backbone).
Mạng đô thị thực hiện tiếp cận với rất nhiều loại hình ứng
dụng và giao thức giao thức truyền tải cần phải truyền một cách
“trong suốt” giữa người sử dụng hoặc các mạng văn phòng với
nhau. Do vậy vấn đề đặt ra là cần phải cân nhắc giữa mục tiêu là
truyền lưu lượng trong suốt và đạt hiệu suất sử dụng mạng cao, đó
là một bài toán đặt ra đối với các nhà xây dựng mạng đô thị. Nó sẽ
quyết định đến chiến lược triển khai mạng và dịch vụ cũng như
như việc lựa chọn nhà cung cấp thiết bị mạng.
2.2.2. Cấu trúc phân lớp chức năng.
Theo cấu trúc phân lớp chức năng, MAN có thể phân chia
thành 2 lớp mạng: lớp mạng biên và lớp mạng lõi. Trong mỗi lớp
mạng đó có thể bố trí các thiết bị mạng có chức năng khác nhau để
thực thi các chức năng cần phải thực hiện của lớp mạng này tùy
thuộc vào mục tiêu, qui mô, kích cỡ của MAN cần phải xây dựng.
2.3. Các công nghệ sử dụng trong mạng đô thị MAN.
2.3.1. Công nghệ IP/ATM-MAN.
Công nghệ ATM đã từng được sử dụng như là công nghệ
chủ yếu trong mạng Backbone ngay từ lần đầu được đưa ra
thương mại đầu những năm 1990. ATM được thiết kế nhằm tối ưu
hóa truyền tải nhiều loại thông tin khác nhau như : dữ liệu, voice,

video đáp ứng cả yêu cầu thời gian thực và đáp ứng được yêu cầu
về QoS cho mỗi loại thông tin. Để thực hiện yêu cầu này, rất
nhiều chức năng và giao thức đã được thiết lập trên nền công nghệ
ATM: PNNI (Private Network Node Interface) cung cấp các chức
năng kiểu OSPF cho tín hiệu và dẫn hướng cho thông tin về QoS
7


trong toàn mạng ATM, đa giao thức trên ATM (MPOA) cho phép
thiết lập những kết nối tắt giữa các điểm hay hệ thống trong các
mạng con khác nhau, khắc phục được hiện tượng nghẽn cổ chai
xảy ra giữa các router và các chức năng để nâng cao khả năng kết
nối vật lý. Hiện nay việc truyền tải tín hiệu IP qua ATM trên các
mạng thông tin quang được thực hiện chủ yếu qua hai phương
thức: IP/ATM/SDH/WDM và IP/ATM/WDM.
2.3.2. Công nghệ WDM-MAN.
Công nghệ ghép kênh theo bước sóng WDM hay DWDM là
công nghệ truyền tải trên sợi quang đã xây dựng và phát triển từ
những năm 90 của thế kỷ trước. Các hệ thống WDM hiện nay có
tốc độ truyền dẫn kênh 2,5Gbps hoặc 10Gbps và có thể tích hợp tới
100 bước sóng trên một sợi quang cho phép truyền dẫn dung lượng
hàng ngàn Gigabit trên một sợi quang (Các hệ thống WDM tốc độ
Terabits ghép trên một sợi quang đã được thử nghiệm trong các
phòng thí nghiệm trên thế giới và hứa hẹn nhiều ứng dụng trong
thực tế). Nguyên lý cơ bản của công nghệ này là thực hiện truyền
đồng thời các tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác nhau trên
một sợi quang. Băng tần truyền tải thích hợp của trên sợi quang
được phân chia thành những bước sóng chuẩn với khoảng cách
thích hợp giữa các bước sóng (đã được chuẩn hóa bởi tiêu chuẩn
G.692 của ITU-T), mỗi bước sóng có thể truyền tải một luồng

thông tin có tốc độ lớn (chẳng hạn luồng thông tin số tốc độ
10Gbít/s). Do đó, công nghệ WDM cho phép xây dựng những hệ
thống truyền tải thông tin quang có dung lượng gấp nhiều lần so
với hệ thống thông tin quang đơn bước sóng. Hiện tại, sản phẩm và
các hệ thống truyền dẫn WDM đã được sản xuất bởi nhiều hãng
sản xuất thiết bị viễn thông và đã được triển khai trên mạng của
nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông trên thế giới.
8


Mạng WDM có thể thiết lập các cấu hình điểm nối điểm,
ring và mesh. Việc chuyển đổi hay nâng cấp giữa các cấu hình
tương đối linh hoạt.
2.3.3. Công nghệ SDH-NG-MAN.
Công nghệ SDH hiện tại là công nghệ truyền dẫn được áp
dụng phổ biến nhất trong mạng của những nhà cung cấp dịch vụ
trên thế giới. Công nghệ SDH được xây dựng trên cơ sở hệ thông
phân cấp ghép kênh đồng bộ TDM với cấu trúc phân cấp ghép
kênh STM-N cho phép cung cấp các giao diện truyền dẫn tốc độ
từ vài Mbít/s tới vài Gigabít/s. Đặc tính ghép kênh TDM và phân
cấp ghép kênh đồng bộ của công nghệ SDH cho phép cung cấp
các kênh truyền dẫn có băng thông cố định và cố độ tin cậy cao
với việc áp dụng các cho chế phục hồi và bảo vệ, cơ chế quản lý
hệ thống theo cấu trúc tô-pô mạng phù hợp và đã được chuẩn hóa
bởi các tiêu chuẩn của ITU-T.
Từ trước tới nay công nghệ truyền dẫn SDH được xây dựng
chủ yếu cho việc tối ưu truyền tải lưu lượng thoại. Theo những dự
báo và phân tích về thị trường mạng viễn thông gần đây, các
doanh nghiệp có sẽ gia tăng mạnh mẽ các loại hình dịch vụ truyền
dữ liệu và có xu hướng chuyển dần lưu lượng của các dịch vụ

thoại sang truyền tải theo các giao thức truyền dữ liệu (ví dụ như
dịch vụ thoại qua IP (VoIP) Trong khi đó, các cơ sở hạ tầng
mạng SDH hiện có khó có khả năng đáp ứng nhu cầu truyền tải
lưu lượng gia tăng trong tương lai gần. Do vậy yêu cầu đặt ra là
cần phải có một cơ sở hạ tầng truyền tải mới để có thể đồng thời
truyền tải trên nó lưu lượng của hệ thống SDH hiện có và lưu
lượng của các loại hình dịch vụ mới khi chúng được triển khai. Đó
chính là lý do của việc hình thành một hướng mới của công nghệ
SDH, đó là SDH thế hệ kế tiếp SDH-NG.
9


2.3.4. Công nghệ Ring gói tự hồi phục.
Khác với các công nghệ truyền dẫn truyền thống như
SONET/SDH, vòng Ring RPR có cấu trúc gồm hai vòng cáp
quang, trong đó, một vòng phía trong (Inner Ring) và một vòng
phía ngoài (Outer Ring), các gói được truyền trên hai vòng Ring
này theo hai hướng ngược chiều nhau. Mỗi vòng có thể sử dụng
để mang đồng thời cả các gói dữ liệu và các gói điều khiển. Các
vòng Ring này (Outer Ring và Innner Ring), có tính chất hỗ trợ
lẫn nhau, vừa đảm bảo việc nâng cao lưu lượng truyền dẫn vừa
đảm nhận chức năng bảo vệ khi có sự cố trên hệ thống.
RPR sử dụng giao thức điều khiển truy nhập MAC mới –
Spatial Reuse Protocol do IETF chuẩn hoá trong RFC số 2892 để
đóng gói dữ liệu trong mạng có cấu hình Ring kép. Thiết bị IP với
với giao diện RPR có thể kết nối với thiết bị SDH hay sử dụng hệ
thống cáp quang hiện có mà không cần thiết bị SDH nữa. Điều
này cho phép giảm mức chi phí đầu tư và tăng hiệu quả quản lý
mạng lên rất nhiều.
RPR còn cho phép các thiết bị trên mạng tự động phát hiện

ra topology mạng, phát hiện và khôi phục vòng ring khi cáp quang
bi đứt với thời gian hồi phục là 30 đến 50ms. Việc phát triển và
hồi phục topo mạng hoàn toàn được thực hiện ở lớp MAC do đó
không ảnh hưởng đến lưu lượng đang truyền tải trên lớp IP cũng
như không cần sự than gia của lớp 3 trong việc này. RPR cho
phép kiểm soát mức độ sử dụng băng thông trên mạng nhằm sủ
dụng hiệu quả nhất thông lượng đường truyền. Dữ liệu có thể
truyền song song theo cả hai hướng, trên cả vòng Ring chính và
vòng Ring “backup” như trong khái niệm của SONET/SDH, như
vậy khai thác tối đa hiệu quả của cáp quang. Đặc biệt là khác so
với các giao thức trên mạng Ring khác, dữ liệu chỉ được truyền
10


giữa thiết bị truyền và nhận trên Ring chứ không phải qua các
node trung gian. Như vậy đồng thời có thể có nhiều lưư lượng
khác nhau trên Ring và các thiết bị trung gian không hề phải chịu
tải lưu lượng của các node khác.
Cuối cùng, RPR có hỗ trợ riêng cho lưu lượng dạng
multicast trong các ứng dụng như thoại và video nhằm tiết kiệm
băng thông trên mạng. Chính vì vậy ngay cả khi có phần overhead
cao hơn so với POS, hiệu suất chung của RPR lại cao hơn và thiết
bị rẻ tiền hơn.
2.3.5. Công nghệ chuyển mạch MPLS/GMPLS.
Sự phát triển đa dạng của các ứng dụng dựa trên công nghệ
gói, điển hình là giao thức IP, đã kéo theo sự bùng nổ lưu lượng
có nguồn gốc phi thoại trong những năm qua và làm thay đổi bản
chất lưu lượng truyền tải trên mạng.
Vài năm trước đây, định tuyến IP đã phát triển thêm tính
năng mới dưới ảnh hưởng của một công nghệ mới, đó là chuyển

mạch nhãn đa giao thức (MPLS) và công việc hiện tại là hướng
MPLS thành một mảng điều khiển không chỉ đơn thuần sử dụng
cho bộ định tuyến mà còn với thiết bị cũ như SDH và thiết bị mới
như OXC. Những nỗ lực này đã tạo ra mảng điều khiển chung
chuẩn hoá, một phần tử thiết yếu trong sự phát triển của mạng
quang mở và tương hợp. Trước hết, một mảng điều khiển chung
sẽ làm đơn giản hoá hoạt động khai thác và bảo dưỡng, do đó
giảm được chi phí vận hành mạng. Tiếp đến, mảng điều khiển
chung cung cấp một loạt kịch bản phát triển từ mô hình xếp chồng
đến mô hình đồng cấp, ở đây mô hình xếp chồng được thực hiện
bằng cách sử dụng tập hợp con tính năng của mô hình đồng cấp.
Để thực hiện ý tưởng trên, một số sửa đổi và thêm tính năng
vào giao thức định tuyến và báo hiệu MPLS để thích ứng với đặc
11


tính riêng của chuyển mạch quang cần được thực hiện. Những
công việc này được đảm nhiệm bởi tổ chức IETF (Internet
Engineering Task Force). GMPLS (Generalized MPLS) là tên gọi
mới của giao thức MPLS đã được mở rộng thành mảng điều khiển
chung cho mạng truyền tải thế hệ sau.
Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) là một công nghệ
mới xuất hiện nhưng đã chiếm được lòng tin của người sử dụng,
nhờ sự tích hợp mô hình phát chuyển trao đổi nhãn với định tuyến
lớp mạng. Những nỗ lực ban đầu của MPLS tập trung vào IPv4 để
hỗ trợ các giao thức định tuyến IP tìm đường kết nối trong mạng.
Tuy nhiên, MPLS cũng cung cấp khả năng thiết kế lưu lượng:
chuyển luồng lưu lượng từ các tuyến ngắn nhất được xác định
theo thuật toán của giao thức định tuyến đến tuyến có tiềm ẩn
nghẽn thấp nhất qua mạng.

2.3.6. Công nghệ GigaE_MAN.
Trong vòng ba thập kỷ qua, Ethernet là công nghệ thống
lĩnh trong các mạng nội bộ LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu
hết các văn phòng trên toàn thế giới và hiện nay đã được dùng
ngay cả trong các hộ gia đình để chia sẽ các đường dây truy nhập
băng rộng giữa các thiết bị với nhau. Đặc biệt tất cả các máy tính
cá nhân đều được kết nối bằng Ethernet và ngày càng nhiều thiết
bị truy nhập dùng đến công nghệ này.
Có nhiều lý do để giải thích tại sao Ethernet đã có sự thành
công như vậy trong cả các doanh nghiệp lẫn các hộ gia đình bởi
tính dễ sử dụng, linh họat và hiệu quả về chi phí.
12


III. GIẢI PHÁP TRUYỀN TẢI ETHERNET TRONG MAN
(MAN-E)
3.4. Cấu trúc mạng MAN-E.
Kiến trúc mạng Metro dựa trên công nghệ Ethernet điển
hình có thể mô tả như hình 3.1.

Hình 3.1. Cấu trúc mạng MAN-E điển hình
Phần mạng truy nhập Metro tập hợp lưu lượng từ các khu
vực (cơ quan, toà nhà, ) trong khu vực của mạng Metro. Mô hình
điển hình thường được xây dựng xung quanh các vòng Ring
quang với mỗi vòng Ring truy nhập Metro gồm từ 5 đến 10 node.
Những vòng Ring này mang lưu lượng từ các khách hàng khác
nhau đến các điểm POP mà các điểm này được kết nối với nhau
bằng mạng lõi Metro. Một mạng lõi Metro điển hình sẽ bao phủ đ-
ược nhiều thành phố hoặc một khu vực tập trung nhiều doanh
nghiệp.

3.5. Các dịch vụ cung cấp qua MAN-E.
3.5.1. Mô hình dịch vụ Ethernet.
Để xác định các loại hình dịch vụ cung cấp qua môi trường
Ethernet, trước hết cần xem xét mô hình tổng quát. Mô hình dịch
vụ Ethernet là mô hình chung cho các dịch vụ Ethernet, được xây
13


dựng trên dựa trên cơ sở sử dụng các thiết bị khách hàng để truy
cập các dịch vụ. Trong mô hình này sẽ định nghĩa các thành phần
cơ bản cấu thành dịch vụ cũng như một số đặc tính cơ bản cho
mỗi loại hình dịch vụ. Nhìn chung các dịch vụ Ethernet đều có
chung một số đặc điểm, tuy nhiên vẫn có một số đặc tính đặc
trưng khác nhau cho từng dịch vụ riêng. Mô hình cơ bản cho các
dịch vụ Ethernet Metro như chỉ ra trên Hình 3.2.

Hình 3.2. Mô hình cung cấp các dịch vụ Ethernet qua MAN
Trong mô hình này chủ yếu đề cập đến các kết nối mạng mà
trong đó thuê bao được xem là một phía của kết nối khi trình bày
về các ứng dụng thuê bao. Tuy nhiên cũng có thể có nhiều thuê
bao (UNI) kết nối đến MAN từ cùng một vị trí.
Trên cơ sở các dịch vụ chung được xác định trong mô hình,
nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai các dịch vụ cụ thể tuỳ theo
nhu cầu khách hàng. Những dịch vụ này có thể được truyền qua
các môi trường và các giao thức khác nhau trong MAN như
SONET, DWDM, MPLS, GFP, Tuy nhiên, xét từ góc độ khách
hàng thì các kết nối mạng xuất phát từ phía khách hàng của giao
diện UNI là các kết nối Ethernet.
14

3.5.2. Các loại dịch vụ Ethernet
Hiện tại các dịch vụ Ethernet được chia thành 2 loại lớn:
Các đường Ethernet riêng, chạy trên hạ tầng SONET/SDH hoặc
trên LAN trong suốt qua các chuyển mạch (best-effort) và sợi
quang hiện chưa sử dụng.
3.5.2.1. Dịch vụ đường Ethernet
Dịch vụ đường Ethernet cung cấp kết nối ảo Ethernet điểm -
điểm (EVC) giữa hai UNI như minh hoạ trên Hình 3.3. Dịch vụ E
-Line được sử dụng cho kết nối điểm - điểm.

Hình 3.3. Kết nối ảo Ethernet điểm - điểm (EVC) qua MAN
Dịch vụ E-Line có thể cung cấp băng tần đối xứng cho
truyền số liệu theo hai hướng. Ở dạng phức tạp hơn nó có thể tạo
ra tốc độ thông tin tốt nhất (CIR) và kích thước khối tốt nhất
(CBS), tốc độ thông tin đỉnh và kích thước khối đỉnh trễ, jitter, độ
mất mát thực hiện giữa hai UNI có tốc độ khác nhau.
Nhìn chung dịch vụ E-Line có thể được sử dụng để xây
dựng các dịch vụ tương tự cho chuyển tiếp khung hoặc các đường
thuê riêng. Tuy nhiên, dải băng tần và các khả năng kết nối của nó
lớn hơn nhiều.
3.5.2.2. Dịch vụ LAN Ethernet:
Dịch vụ LAN Ethernet cung cấp các kết nối đa điểm, chẳng
hạn có thể kết nối một số UNI với nhau như chỉ ra ở Hình 3.4.
15



Hình 3.4. Mô hình kết nối đa điểm
Số liệu thuê bao gửi từ một UNI có thể được nhận tại một

hoặc nhiều UNI khác. Mỗi UNI được kết nối đến một EVC đa
điểm. Khi có các UNI thêm vào, chúng được kết nối đến cùng
EVC đa điểm do đó đơn giản hoá quá trình cung cấp và kích hoạt
dịch vụ.
3.5.2.3. Dịch vụ E-LAN theo cấu hình điểm - điểm.
Dịch vụ E-LAN có thể được sử dụng để kết nối chỉ hai UNI,
điều này dường như tương tự với dịch vụ E-Line nhưng ở đây có
một số khác biệt đáng kể. Với dịch vụ E-Line, khi một UNI được
thêm vào, một EVC cũng phải được bổ sung để kết nối UNI mới
đến một trong các UNI đã tồn tại. Hình 3.5 minh hoạ khi một UNI
được thêm vào và sẽ có một EVC mới được bổ sung để tất cả các
UNI có thể kết nối được với nhau khi dùng dịch vu E-Line.
16



Hình 3.5. Quá trình thực hiện khi thêm một UNI vào MAN
Với dịch vụ E LAN, khi UNI mới cần thêm vào EVC đa
điểm thì không cần bổ sung EVC mới vì dịch vụ E-LAN sử dụng
EVC đa điểm - đa điểm. Dịch vụ này cũng cho phép UNI mới trao
đổi thông tin với tất cả các UNI khác trên mạng. Trong khi với
dịch vụ E-Line thì cần có các EVC đến tất cả các UNI. Do đó,
dịch vụ E-LAN chỉ yêu cầu một EVC để thực hiện kết nối nhiều
bên với nhau.
Tóm lại, dịch vụ E-LAN có thể kết nối một số lượng lớn các
UNI và sẽ ít phức tạp hơn khi dùng theo dạng lưới hoặc hub và
các kết nối sử dụng các kỹ thuật kết nối điểm - điểm như Frame
Relay hoặc ATM. Hơn nữa, dịch vụ E-LAN có thể được sử dụng
để tạo một loạt dịch vụ như mạng LAN riêng và các dịch vụ LAN
riêng ảo, trên cơ sở này có thể triển khai các dịch vụ khách hàng.

IV. ỨNG DỤNG MAN-E TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG PHÚ
THỌ
4.6. Lựa chọn giải pháp công nghệ.
4.6.1. Cơ sở để lựa chọn công nghệ.
- Căn cứ vào xu hướng triển khai công nghệ áp dụng xây
17


dựng MAN của các hãng cung cấp giải pháp mạng hàng đầu trên
thế giới.
- Căn cứ vào yêu cầu, mục tiêu xây dựng MAN của VNPT,
Viễn thông Phú Thọ và đặc thù, thực trạng hiện tại của mạng viễn
thông Phú Thọ hiện nay.
- Căn cứ vào một số tiêu chí đánh giá chủ yếu của việc lựa
chọn giải pháp công nghệ áp dụng để xây dựng MAN.
4.6.2. Hướng lựa chọn công nghệ.
4.6.2.1. Đối với lớp mạng truy nhập khách hàng MAN.
Sử dụng công nghệ chủ đạo đó là công nghệ Ethernet (Fast
Ethernet và Gigabit Ethernet).
4.6.2.2. Đối với lớp mạng tập trung, tích hợp dịch vụ
MAN.
Do tính chất của lớp mạng này là ngoài việc thực hiện tập
trung lưu lượng từ lớp truy nhập khách hàng, nó còn phải thưc
hiện chức năng kết nối với các cơ sở hạ tầng mạng khác như là
ATM, Frame Relay, xDSL, PSTN, do vậy phân lớp mạng này
phải thực hiện phối hợp làm việc với nhiều loại giao thức khác
nhau, do vậy công nghệ áp dụng cho lớp mạng này thực hiện theo
công nghệ chuyển mạch định tuyến đa giao thức, trên cơ sở công
nghệ MPLS với những lý do sau:

- MPLS hỗ trợ truyền tải lưu lượng ATM
- MPLS hỗ trợ truyền tải lưu lượng Ethernet
- MPLS kết hợp với công nghệ IP
4.6.2.3. Đối với lớp mạng lõi MAN.
Chức năng thực hiện của mạng lõi MAN cần phải đáp ứng
được nhu cầu truyền tải lưu lượng trong mạng một cách hiệu quả
được thể hiện ở các khía cạnh dưới đây:
18


- Tối ưu hóa về truyền tải lưu lượng phù hợp với kích cỡ và
dung lượng hệ thống, hình thái lưu lượng trao đổi trong mạng và
đạt được hiệu suất sử dụng đường thông cao.
- Hỗ trợ truyền tải đa dịch vụ, đa giao thức bao gồm cả các
dịch vụ sử dụng ở phân lớp cao (lớp 3) và phân lớp thấp (dịch vụ
lớp 2).
- Thực hiện trên một hạ tầng quản lý mạng thống nhất, tránh
sự chồng chéo về quản lý.
- Có khả năng mở rộng và nâng cấp khi nhu cầu lưu lượng
tăng.
4.6.3. Một số tiêu chí khi lựa chọn công nghệ.
Một điều cần phải khẳng định rằng: MAN thế hệ mới được
xây dựng là tổ hợp của các công nghệ truyền dẫn, công nghệ
chuyển mạch/định tuyến được lựa chọn. Do vậy chúng ta chỉ có
thể lựa chọn giải pháp công nghệ xây dựng MAN dựa trên tổ hợp
công nghệ truyền dẫn, chuyển mạch nào đó để đạt được những
tiêu chí cụ thể đề ra trước khi xây dựng mạng. Để xác định công
nghệ nào được lựa chọn, trước hết cần phải xác định được những
tiêu chí chủ yếu cho việc xây dựng mạng. Các tiêu chí chủ yếu đó
là: Năng lực truyền tải của mạng, giá thành của mạng, khả năng

cung cấp và mở rộng mạng.
4.7. Cấu hình MAN-E Viễn thông Phú Thọ giai đoạn 2009-
2010.
Căn cứ vào hiện trạng hệ thống cáp quang, cống bể, nhà
trạm hiện có và nhu cầu về các đường truyền số liệu phân bổ trên
mạng viễn thông Phú Thọ, MAN-E của viễn thông Phú Thọ được
tổ chức như hình dưới đây:
- Cấp I: Tổ chức theo các vòng cáp quang cấp II với các
node tập trung chủ yếu đặt cùng vị trí với các tổng đài host của
19


mạng thoại. Cấp mạng này tạo thành vòng đường trục cung cấp
kết nối giữa các vùng phục vụ khác nhau trên toàn tỉnh. Protocol
Stack trên mạng cấp I là IP/MPLS/RPR/Fiber.
- Cấp II: Tổ chức theo các vòng cáp quang cấp III hiện có,
với các node tập trung chủ yếu đặt cùng vị trí với các tổng đài vệ
tinh hoặc các trung tâm huyện thị. Protocol Stack trên mạng cấp II
là IP/MPLS/Fiber.
- Cấp tiếp cận khách hàng: Tổ chức theo cấu trúc hình cây
kết nối từ các node nằm trên các vòng ring cấp II tới vị trí của
khách hàng. Protocol Stack trên mạng cấp III là IP/Ethernet/
(Fiber/Copper, ).
Kết quả điều tra khảo sát cho thấy các khách hàng tiềm năng
bố trí rất phân tán, vì vậy việc đầu tư xây dựng ngay toàn bộ hệ
thống theo đúng cấu trúc mạng đã nêu trên sẽ gặp nhiều khó khăn
trong việc triển khai cũng như trong công tác quản lý, đồng thời
cũng chưa đem lại hiệu quả rõ ràng về mặt kinh tế.
Trong giai đoạn tới, để có cơ sở đánh giá đặc tính kỹ thuật
và hiệu quả kinh tế của dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao, căn cứ

vào các số liệu khảo sát đã thu thập được, tác giả xin đề xuất cấu
hình MAN-E trên địa bàn tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2009-2010 với
cấu hình như hình 4.1 dưới đây.
20




Hình 4.1. Cấu trúc MAN-E Viễn thông Phú Thọ giai đoạn
2009-2010
- Cấp I: Bao gồm 02 thiết bị Core CES tại 02 trạm là Việt
Trì và Phú Thọ, đây là những nơi tập trung lưu lượng rất lớn. Tại
Việt Trì và Phú Thọ sẽ đấu nối lên BRAS và PE của VTN đặt tại
Việt Trì. Hiện tại có trạm Viễn thông của VTN đặt tại Việt Trì nên
việc đấu nối từ trạm Việt Trì sang VTN là rất thuận tiện.
- Cấp II: Bao gồm 12 thiết bị Access CES tại 12 trạm trọng
điểm của tỉnh như là trung tâm tỉnh, huyện và khu công nghiệp.
Trong đó có 9 điểm là trung tâm của các huyện, thị và 3 điểm là ở
các khu công nghiệp và điểm tập trung dân cư có lưu lượng lớn.
Các thiết bị Access CES này sẽ kết nối với nhau và tạo nên các
Ring.
21


KẾT LUẬN
Luận văn gồm 4 phần bắt đầu bằng việc giới thiệu về MAN-
E, tổng quan về MAN, tiếp đến là phân tích ưu, nhược điểm, khả
năng ứng dụng và so sánh giữa các công nghệ, cuối cùng là đề
xuất xây dựng MAN của tỉnh Phú Thọ.
Các vấn đề chính luận văn đạt được là:

- Nắm được các công nghệ xây dựng MAN như: GbE, NG-
SDH, RPR, MPLS/GMPLS, IP/ATM.
- Phân tích được các ưu, nhược điểm, khả năng ứng dụng và
so sánh giữa các công nghệ, đề xuất công nghệ thích hợp cho
MAN-E của tỉnh Phú Thọ.
- Khảo sát, nắm được thực trạng mạng truyền số liệu hiện
nay và đề xuất xây dựng cấu hình MAN-E giai đoạn 2009-2010
của Viễn thông Phú Thọ.