Kỹ thuật truyền dẫn IP trên quang và phương án triển khai trên mạng Viễn Thông Hà Nội

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG I
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
“Kỹ thuật truyền dẫn IP trên
quang và phương án triển khai trên
mạng Viễn Thông Hà Nội”
Người hướng dẫn : T.S HOÀNG VĂN VÕ
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ĐỨC QUANG
Lớp : D08VT1
Khoá : 2008 - 2013
Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
Hà Nội, tháng 12/2012
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Điểm:………… (bằng chữ…………… )
Hà Nội, ngày…… tháng … năm 2012
Giáo viên phản biện
Đồ án tốt nghiệp Mục Lục
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC HÌNH VẼ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG 2
Hình 1.1: Tiến trình phát triển của tầng mạng 11
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ WDM VÀ CÔNG NGHỆ IP 13
Hình 2.1: Tiến trình phát triển mạng WDM 14
Hình 2.2: a) Hệ thống ghép bước sóng theo một hướng 16
b) Hệ thống ghép bước sóng theo hai hướng 16

Hình 2.3: Mô hình phân lớp địa chỉ IP 21
Bảng 2.1: Miền giá trị của từng lớp địa chỉ 23
Hình 2.4: Địa chỉ mạng con của địa chỉ mạng con 24
Hình 2.5: Định dạng datagram của IPv4. 25
Hình 2.6: Trường TOS 26
Hình 2.7: Trường Flags 27
Hình 2.8: Cấu trúc bảng định tuyến 30
Hình 2.9: Định dạng datagram của IPv6 33
Hình 2.10: Lựa chọn mã hoá TLV 34
Hình 2.11: Khuôn dạng của Hop - by - Hop Options Heades 35
Hình 2.12: Khuôn dạng của Routing Header 36
Hình 2.13: Tiêu đề Frament IPv6 36
Hình 2.14: Ví dụ tiêu đề mở rộng trong IPv6 38
Hình 2.15: Mạng VPN 43
2.4.KẾT LUẬN 43
CHƯƠNG 3: CÁC KIẾN TRÚC IP TRÊN QUANG PHỔ BIẾN 44
Hình 3.1: Tiến trình phát triển IP trên quang : IP over ATM/SDH/0ptical (a), IP over
SDH/Optical (b), IP over Optical (c) 44
Hình 3.2: Phân lớp giải pháp IP/ATM/SDH/WDM 47
Hình 3.3: Giải pháp mạng khả thi sử dụng IP/ATM/SDH/WDM 47
Hình 3.5: Sơ đồ đấu nối thiết bị theo IP/SDH/WDM 50
Hình 3.6: Phân lớp giải pháp IP/SDH/WDM 50
Hình 3.7: Sơ đồ đầu nối của mạng truyền tải IP/GbE/WDM 51
Hình 3.9: Phân lớp giải pháp IP/NG-SDH/WDM 52
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 i
Đồ án tốt nghiệp Mục Lục
Hình 3.12: Phân cấp phát chuyển của GMPLS 56
Hình 3.13: Mô hình mạng IP/WDM chồng lấn 61
Hình 3.15: Mô hình giải pháp mạng IP/WDM lai 62
Bảng 3.1: So sánh 3 mô hình giải pháp mạng IP/WDM 63

Hình 3.16: Chuyển mạch gói quang 64
Hình 4.4: Sơ đồ mạng truyền dẫn cáp quang Công ty Điện thoại Hà Nội 3–VNPT Hà Nội 74
Bảng 4.1: Khả năng duy trì của các lớp mạng trong giải pháp IP/ATM/SDH/WDM 76
4.4.1. Giai đoạn 2012- 2015 80
Trong giai đoạn 2012-2015, để đảm bảo thực hiện được theo các nội dung quyết định phê duyệt
chiến lược phát triển Bưu chính-Viễn thông Việt Nam đến 2010 và định hướng đến năm 2020
của Chính phủ tại QĐ số 158/2001/QĐ-TTg Ngày 18/10/2001, mạng viễn thông của VNPT nói
chung cũng như Viễn Thông Hà Nội sẽ được đầu tư nâng cấp mở rộng cả về phạm vi phục vụ và
loại hình, chất lượng dịch vụ. Trên cơ sở nhu cầu phát triển mạng truyền dẫn của VNPT Hà Nội
cũng như kế hoạch đầu tư phát triển mạng Viễn thông của tập đoàn VNPT cho Bưu điện Hà
Nội, em đề xuất phương án truyền tải IP trên quang ở giai đoạn này theo kiểu kiến trúc
IP/MPLS/NG-SDH/DWDM. Với phương án này VNPT Hà Nội sẽ đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng
của người dân thủ đô. 80
Kiến trúc này có những ưu điểm như sau: 81
Hỗ trợ tốt MPLS, do đó dễ dàng thực hiện chức năng thiết kế lưu lượng và cung cấp QoS cho
lưu lượng số liệu 81
Thiết bị NG SDH hoàn toàn tương hợp với thiết bị SDH hiện có trên mạng nên dễ dàng thay thế
hoặc nâng cấp dung lượng mạng hiện có, nên giảm chi phí đầu tư ban đầu và khai thác bảo
dưỡng. 81
Giảm thiểu chủng loại thiết bị trên mạng, đơn giản cho việc quản lý và bảo dưỡng, do đó giảm
được chi phí khai thác bảo dưỡng 81
Trong những năm tới, lưu lượng truyền tải trên mạng viễn thông Việt Nam vẫn là sự hoà trộn
của thoại (TDM) và số liệu, và lưu lương TDM vẫn sẽ chiếm một tỷ trọng đáng kể, do đó sử
dụng NG SDH phù hợp hơn so với các công nghệ được thiết kế tối ưu cho truyền tải lưu lượng
gói. 81
Tuy nhiên, trong giai đoạn này VNPT chỉ cần tập trung nâng cao dung lượng các hệ
thống để đảm bảo nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội ngày càng tăng nhanh 81
Trên thực tế, VNPT cũng đang có phương án nâng cao dung lượng các hệ thống đường trục. Cụ
thể: 81
Đối với mạng DWDM các tỉnh phía Bắc của Huawei, thực hiện việc mở rộng dung lượng tăng số

bước sóng lên 80 GB/s và ngoài việc duy trì giải pháp điều khiển ASON/GMPLS cho lớp SDH
cần sử dụng giải pháp điều khiển ASON(GMPLS) ở lớp DWDM cho tất cả các tỉnh nhằm đáp
ứng các giao tiếp 10GE và STM64 cho mở rộng mạng VN2 81
Đồng thời với việc kiến trúc IP/MPLS/NG-SDH/DWDM thì Viễn Thông Hà Nội sẽ từng bước
triển khai thực kiến trúc IP/MPLS/DWDM. Mặc dù hệ thống SDH có khá nhiều ưu điểm nhưng
với tình hình nhu cầu sử dụng mạng tăng trưởng nhanh chóng thì dung lượng truyền tải qua
NG-SDH có nhiều hạn chế, gây ra tình trạng thắt nút cổ chai cho mạng đường trục nên giải
pháp thay thế dần và tiến tới loại bỏ NG-SDH là hướng đi đúng đắn và cần thiết 81
Hình 4.5: Phương án kiến trúc mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội giai đoạn
2012-2015 82
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 ii
Đồ án tốt nghiệp Mục Lục
Phương án kiến trúc mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội giai đoạn 2010-2015 của
Bưu điện tỉnh được mô tả ở hình 4.4. 82
83
Hình 4.6: Phương án kiến trục mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội sau 2015 83
Ưu điểm 83
Giải pháp này đạt được sự tối ưu về lớp, nâng cao tối đa hiệu suất truyền dẫn của mạng 83
Sự thống nhất của mạng IP và mạng quang nhờ sử dụng các bộ định tuyến IP hoạt động ở tốc
độ Gbps hay Tbps phù hợp với giao diện quang tốc độ cao 83
KẾT LUẬN 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 iii
Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
MỤC LỤC i
DANH MỤC HÌNH VẼ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG 2
Hình 1.1: Tiến trình phát triển của tầng mạng 11
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ WDM VÀ CÔNG NGHỆ IP 13
Hình 2.1: Tiến trình phát triển mạng WDM 14
Hình 2.2: a) Hệ thống ghép bước sóng theo một hướng 16
b) Hệ thống ghép bước sóng theo hai hướng 16
Hình 2.3: Mô hình phân lớp địa chỉ IP 21
Bảng 2.1: Miền giá trị của từng lớp địa chỉ 23
Hình 2.4: Địa chỉ mạng con của địa chỉ mạng con 24
Hình 2.5: Định dạng datagram của IPv4. 25
Hình 2.6: Trường TOS 26
Hình 2.7: Trường Flags 27
Hình 2.8: Cấu trúc bảng định tuyến 30
Hình 2.9: Định dạng datagram của IPv6 33
Hình 2.10: Lựa chọn mã hoá TLV 34
Hình 2.11: Khuôn dạng của Hop - by - Hop Options Heades 35
Hình 2.12: Khuôn dạng của Routing Header 36
Hình 2.13: Tiêu đề Frament IPv6 36
Hình 2.14: Ví dụ tiêu đề mở rộng trong IPv6 38
Hình 2.15: Mạng VPN 43
2.4.KẾT LUẬN 43
CHƯƠNG 3: CÁC KIẾN TRÚC IP TRÊN QUANG PHỔ BIẾN 44
Hình 3.1: Tiến trình phát triển IP trên quang : IP over ATM/SDH/0ptical (a), IP over
SDH/Optical (b), IP over Optical (c) 44
Hình 3.2: Phân lớp giải pháp IP/ATM/SDH/WDM 47
Hình 3.3: Giải pháp mạng khả thi sử dụng IP/ATM/SDH/WDM 47
Hình 3.5: Sơ đồ đấu nối thiết bị theo IP/SDH/WDM 50
Hình 3.6: Phân lớp giải pháp IP/SDH/WDM 50
Hình 3.7: Sơ đồ đầu nối của mạng truyền tải IP/GbE/WDM 51
Hình 3.9: Phân lớp giải pháp IP/NG-SDH/WDM 52

Hình 3.12: Phân cấp phát chuyển của GMPLS 56
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 iii
Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ
Hình 3.13: Mô hình mạng IP/WDM chồng lấn 61
Hình 3.15: Mô hình giải pháp mạng IP/WDM lai 62
Bảng 3.1: So sánh 3 mô hình giải pháp mạng IP/WDM 63
Hình 3.16: Chuyển mạch gói quang 64
Hình 4.4: Sơ đồ mạng truyền dẫn cáp quang Công ty Điện thoại Hà Nội 3–VNPT Hà Nội 74
Bảng 4.1: Khả năng duy trì của các lớp mạng trong giải pháp IP/ATM/SDH/WDM 76
4.4.1. Giai đoạn 2012- 2015 80
Trong giai đoạn 2012-2015, để đảm bảo thực hiện được theo các nội dung quyết định phê duyệt
chiến lược phát triển Bưu chính-Viễn thông Việt Nam đến 2010 và định hướng đến năm 2020
của Chính phủ tại QĐ số 158/2001/QĐ-TTg Ngày 18/10/2001, mạng viễn thông của VNPT nói
chung cũng như Viễn Thông Hà Nội sẽ được đầu tư nâng cấp mở rộng cả về phạm vi phục vụ và
loại hình, chất lượng dịch vụ. Trên cơ sở nhu cầu phát triển mạng truyền dẫn của VNPT Hà Nội
cũng như kế hoạch đầu tư phát triển mạng Viễn thông của tập đoàn VNPT cho Bưu điện Hà
Nội, em đề xuất phương án truyền tải IP trên quang ở giai đoạn này theo kiểu kiến trúc
IP/MPLS/NG-SDH/DWDM. Với phương án này VNPT Hà Nội sẽ đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng
của người dân thủ đô. 80
Kiến trúc này có những ưu điểm như sau: 81
Hỗ trợ tốt MPLS, do đó dễ dàng thực hiện chức năng thiết kế lưu lượng và cung cấp QoS cho
lưu lượng số liệu 81
Thiết bị NG SDH hoàn toàn tương hợp với thiết bị SDH hiện có trên mạng nên dễ dàng thay thế
hoặc nâng cấp dung lượng mạng hiện có, nên giảm chi phí đầu tư ban đầu và khai thác bảo
dưỡng. 81
Giảm thiểu chủng loại thiết bị trên mạng, đơn giản cho việc quản lý và bảo dưỡng, do đó giảm
được chi phí khai thác bảo dưỡng 81
Trong những năm tới, lưu lượng truyền tải trên mạng viễn thông Việt Nam vẫn là sự hoà trộn
của thoại (TDM) và số liệu, và lưu lương TDM vẫn sẽ chiếm một tỷ trọng đáng kể, do đó sử
dụng NG SDH phù hợp hơn so với các công nghệ được thiết kế tối ưu cho truyền tải lưu lượng

gói. 81
Tuy nhiên, trong giai đoạn này VNPT chỉ cần tập trung nâng cao dung lượng các hệ
thống để đảm bảo nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội ngày càng tăng nhanh 81
Trên thực tế, VNPT cũng đang có phương án nâng cao dung lượng các hệ thống đường trục. Cụ
thể: 81
Đối với mạng DWDM các tỉnh phía Bắc của Huawei, thực hiện việc mở rộng dung lượng tăng số
bước sóng lên 80 GB/s và ngoài việc duy trì giải pháp điều khiển ASON/GMPLS cho lớp SDH
cần sử dụng giải pháp điều khiển ASON(GMPLS) ở lớp DWDM cho tất cả các tỉnh nhằm đáp
ứng các giao tiếp 10GE và STM64 cho mở rộng mạng VN2 81
Đồng thời với việc kiến trúc IP/MPLS/NG-SDH/DWDM thì Viễn Thông Hà Nội sẽ từng bước
triển khai thực kiến trúc IP/MPLS/DWDM. Mặc dù hệ thống SDH có khá nhiều ưu điểm nhưng
với tình hình nhu cầu sử dụng mạng tăng trưởng nhanh chóng thì dung lượng truyền tải qua
NG-SDH có nhiều hạn chế, gây ra tình trạng thắt nút cổ chai cho mạng đường trục nên giải
pháp thay thế dần và tiến tới loại bỏ NG-SDH là hướng đi đúng đắn và cần thiết 81
Hình 4.5: Phương án kiến trúc mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội giai đoạn
2012-2015 82
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 iv
Đồ án tốt nghiệp Danh mục hình vẽ
Phương án kiến trúc mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội giai đoạn 2010-2015 của
Bưu điện tỉnh được mô tả ở hình 4.4. 82
83
Hình 4.6: Phương án kiến trục mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội sau 2015 83
Ưu điểm 83
Giải pháp này đạt được sự tối ưu về lớp, nâng cao tối đa hiệu suất truyền dẫn của mạng 83
Sự thống nhất của mạng IP và mạng quang nhờ sử dụng các bộ định tuyến IP hoạt động ở tốc
độ Gbps hay Tbps phù hợp với giao diện quang tốc độ cao 83
KẾT LUẬN 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 v
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu

DANH MỤC BẢNG BIỂU
MỤC LỤC i
DANH MỤC HÌNH VẼ iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU v
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN KỸ THUẬT TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG 2
Hình 1.1: Tiến trình phát triển của tầng mạng 11
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ WDM VÀ CÔNG NGHỆ IP 13
Hình 2.1: Tiến trình phát triển mạng WDM 14
Hình 2.2: a) Hệ thống ghép bước sóng theo một hướng 16
b) Hệ thống ghép bước sóng theo hai hướng 16
Hình 2.3: Mô hình phân lớp địa chỉ IP 21
Bảng 2.1: Miền giá trị của từng lớp địa chỉ 23
Hình 2.4: Địa chỉ mạng con của địa chỉ mạng con 24
Hình 2.5: Định dạng datagram của IPv4. 25
Hình 2.6: Trường TOS 26
Hình 2.7: Trường Flags 27
Hình 2.8: Cấu trúc bảng định tuyến 30
Hình 2.9: Định dạng datagram của IPv6 33
Hình 2.10: Lựa chọn mã hoá TLV 34
Hình 2.11: Khuôn dạng của Hop - by - Hop Options Heades 35
Hình 2.12: Khuôn dạng của Routing Header 36
Hình 2.13: Tiêu đề Frament IPv6 36
Hình 2.14: Ví dụ tiêu đề mở rộng trong IPv6 38
Hình 2.15: Mạng VPN 43
2.4.KẾT LUẬN 43
CHƯƠNG 3: CÁC KIẾN TRÚC IP TRÊN QUANG PHỔ BIẾN 44
Hình 3.1: Tiến trình phát triển IP trên quang : IP over ATM/SDH/0ptical (a), IP over
SDH/Optical (b), IP over Optical (c) 44

Hình 3.2: Phân lớp giải pháp IP/ATM/SDH/WDM 47
Hình 3.3: Giải pháp mạng khả thi sử dụng IP/ATM/SDH/WDM 47
Hình 3.5: Sơ đồ đấu nối thiết bị theo IP/SDH/WDM 50
Hình 3.6: Phân lớp giải pháp IP/SDH/WDM 50
Hình 3.7: Sơ đồ đầu nối của mạng truyền tải IP/GbE/WDM 51
Hình 3.9: Phân lớp giải pháp IP/NG-SDH/WDM 52
Hình 3.12: Phân cấp phát chuyển của GMPLS 56
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 v
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
Hình 3.13: Mô hình mạng IP/WDM chồng lấn 61
Hình 3.15: Mô hình giải pháp mạng IP/WDM lai 62
Bảng 3.1: So sánh 3 mô hình giải pháp mạng IP/WDM 63
Hình 3.16: Chuyển mạch gói quang 64
Hình 4.4: Sơ đồ mạng truyền dẫn cáp quang Công ty Điện thoại Hà Nội 3–VNPT Hà Nội 74
Bảng 4.1: Khả năng duy trì của các lớp mạng trong giải pháp IP/ATM/SDH/WDM 76
4.4.1. Giai đoạn 2012- 2015 80
Trong giai đoạn 2012-2015, để đảm bảo thực hiện được theo các nội dung quyết định phê duyệt
chiến lược phát triển Bưu chính-Viễn thông Việt Nam đến 2010 và định hướng đến năm 2020
của Chính phủ tại QĐ số 158/2001/QĐ-TTg Ngày 18/10/2001, mạng viễn thông của VNPT nói
chung cũng như Viễn Thông Hà Nội sẽ được đầu tư nâng cấp mở rộng cả về phạm vi phục vụ và
loại hình, chất lượng dịch vụ. Trên cơ sở nhu cầu phát triển mạng truyền dẫn của VNPT Hà Nội
cũng như kế hoạch đầu tư phát triển mạng Viễn thông của tập đoàn VNPT cho Bưu điện Hà
Nội, em đề xuất phương án truyền tải IP trên quang ở giai đoạn này theo kiểu kiến trúc
IP/MPLS/NG-SDH/DWDM. Với phương án này VNPT Hà Nội sẽ đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng
của người dân thủ đô. 80
Kiến trúc này có những ưu điểm như sau: 81
Hỗ trợ tốt MPLS, do đó dễ dàng thực hiện chức năng thiết kế lưu lượng và cung cấp QoS cho
lưu lượng số liệu 81
Thiết bị NG SDH hoàn toàn tương hợp với thiết bị SDH hiện có trên mạng nên dễ dàng thay thế
hoặc nâng cấp dung lượng mạng hiện có, nên giảm chi phí đầu tư ban đầu và khai thác bảo

dưỡng. 81
Giảm thiểu chủng loại thiết bị trên mạng, đơn giản cho việc quản lý và bảo dưỡng, do đó giảm
được chi phí khai thác bảo dưỡng 81
Trong những năm tới, lưu lượng truyền tải trên mạng viễn thông Việt Nam vẫn là sự hoà trộn
của thoại (TDM) và số liệu, và lưu lương TDM vẫn sẽ chiếm một tỷ trọng đáng kể, do đó sử
dụng NG SDH phù hợp hơn so với các công nghệ được thiết kế tối ưu cho truyền tải lưu lượng
gói. 81
Tuy nhiên, trong giai đoạn này VNPT chỉ cần tập trung nâng cao dung lượng các hệ
thống để đảm bảo nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội ngày càng tăng nhanh 81
Trên thực tế, VNPT cũng đang có phương án nâng cao dung lượng các hệ thống đường trục. Cụ
thể: 81
Đối với mạng DWDM các tỉnh phía Bắc của Huawei, thực hiện việc mở rộng dung lượng tăng số
bước sóng lên 80 GB/s và ngoài việc duy trì giải pháp điều khiển ASON/GMPLS cho lớp SDH
cần sử dụng giải pháp điều khiển ASON(GMPLS) ở lớp DWDM cho tất cả các tỉnh nhằm đáp
ứng các giao tiếp 10GE và STM64 cho mở rộng mạng VN2 81
Đồng thời với việc kiến trúc IP/MPLS/NG-SDH/DWDM thì Viễn Thông Hà Nội sẽ từng bước
triển khai thực kiến trúc IP/MPLS/DWDM. Mặc dù hệ thống SDH có khá nhiều ưu điểm nhưng
với tình hình nhu cầu sử dụng mạng tăng trưởng nhanh chóng thì dung lượng truyền tải qua
NG-SDH có nhiều hạn chế, gây ra tình trạng thắt nút cổ chai cho mạng đường trục nên giải
pháp thay thế dần và tiến tới loại bỏ NG-SDH là hướng đi đúng đắn và cần thiết 81
Hình 4.5: Phương án kiến trúc mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội giai đoạn
2012-2015 82
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 vi
Đồ án tốt nghiệp Danh mục bảng biểu
Phương án kiến trúc mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội giai đoạn 2010-2015 của
Bưu điện tỉnh được mô tả ở hình 4.4. 82
83
Hình 4.6: Phương án kiến trục mạng truyền dẫn IP trên quang của VNPT Hà Nội sau 2015 83
Ưu điểm 83
Giải pháp này đạt được sự tối ưu về lớp, nâng cao tối đa hiệu suất truyền dẫn của mạng 83

Sự thống nhất của mạng IP và mạng quang nhờ sử dụng các bộ định tuyến IP hoạt động ở tốc
độ Gbps hay Tbps phù hợp với giao diện quang tốc độ cao 83
KẾT LUẬN 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 vii
Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM
ADM Add/Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen/rẽ
ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dân không đồng bộ
BGP
1
Border Gateway Protocol Giao thức cổng biên
CSPF Constraint-based Shortest Path
First Routing
Định tuyến đường đi ngắn nhất
trước tiên dựa trên ràng buộc
CoS Class of Service Lớp dịch vụ
DBR Distributed Bragg Reflector Bộ phản xạ Bragg phân tán
DCN Data Communication Network Mạng truyền thông dữ liệu
DFB Distributed Feedback laser Laser hồi tiếp phân tán
DFS Distributed File System Hệ thống tệp phân tán
DHCP Dynamic Host Configuration
Protocol
Giao thức cấu hình host động
DSL Digital subscriber Line Đường dây thuê bao số
DSLAM Digital subscriber Line Access
Multiplexer
Bộ ghép kênh truy nhập đường dây

thuê bao số
DWDM Defense Wevelenghth Division
Multiplexing
Ghép phân chia bước sóng phòng
vệ
DXC Digital Cross connec Kết nối chéo số
FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file
FWM Four Weve Mixing Trộn bốn sóng
GMPLS Generalized Multiprotocol Label
Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
tổng quát
IP Internet Protocol Giao thức internet
IPng IP next genneration IP thế hệ sau
IPV4 Internet protocol version 4 Giao thức internet phiên bản 4
IPV6 Internet protocol version 6 Giao thức internet phiên bản 6
ISP Internet service Provider Nhà cung cấp dịch vụ internet
ITU International telecommunication Liên minh viễn thông quốc tế
1
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 vi
Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt
Union
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LEMS Link Elimination via Matching
Scheme
Loại bỏ tuyến nối thông qua lược
đồ ghép
LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý tuyến nối
LSA Link State Advertisement Quảng bá trạng thái tuyến nối
LSP Label Switched Path Đường chuyển mạch nhãn

MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MIB Management Information Base Cơ sở thông tin quản lý
MPLS Multiprotocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MTU Maximum Transmission Unit Đơn vị truyền dẫn tối đa
NC&M Network Control and
Management
Quản lý và điều khiển mạng
NE Network Element Phần tử mạng
NGI Next Generation Internet Internet thế hệ tiếp
NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng
OADM Optical Add/Drop Multiplexer Bộ ghẹp kênh xen/rẽ quang
OAM Operation and Maintenance Khai thác và bảo dưỡng
OAM&P Operation, Administration,
Maintenance and Provisioning
Khai thác, Quản lý, Bảo dưỡng và
giám sát
OC-192 Optical carrier Level 192(9953.28
Mbps)
Hệ chuyển tải quang mức
192(9953,28 Mbps)
OCH Optical channel Kênh quang
ODSI Optical Domain Service
Interconnect(ODSI) industry
coalition
Liên minh công nghiệp liên kết nối
dịch vụ miền quang
O-E-O Optical- Electrical - Optical Quang - Điên - Quang
RSVP Resource ReSerVation Protocol Giao thức dành sẵn tai nguyên
SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng bộ
SML Service Management Layer Lớp quản lý dịch vụ

SNC SubNetwork Connection Kết nối mạng con
SONE Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
SPF Shortest Path First Đường ngắn nhất đầu tiên
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiểu truyền dẫn
TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 vii
Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ viết tắt
TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thơi
gian
TE Terminal Equipment, Traffic
Engineering
Thiết bị đầu cuối, kỹ thuật lưu
lượng
TECP Traffic Engineering to Control
Protocol
Kỹ thuật lưu lượng cho giao thức
điều khiển
TELNET Terminnal Emulation Link
Network
Mạng kết nối mô phỏng đầu cuối
VC Virtual Channel Kênh ảo
VLSI Very Large Scale Integration Tích hợp mức độ rất lớn
VP Virtual Path Tuyến ảo
VPC Virtual Path Connection Kết nối tuyến ảo
VPI Virtual Path Indentifier Nhận dạng tuyến ảo
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo
WADM Wavelength Add/Drop
Multiplexer
Bộ ghép kênh xen/rẽ bước sóng
WDM Wavelength Division

Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo bước
sóng
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 viii
Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội không ngừng phát triển và mở rộng không ngừng. Nhu cầu con người
cũng từ đó mà không ngừng tăng lên. Sự phát triển nở rộ của công nghệ IP đã mang lại
một bước tiến lớn lao cho nhân loại, rất nhiều ứng dụng công nghệ đã và đang được
xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng cao của con người.
Công nghệ chuyển mạch số đang chiếm ưu thế khi có sự xuất hiện của công
nghệ IP, ATM, hay gần đây là MPLS. Bên cạnh đó, công nghệ truyền dẫn cũng ngày
càng đạt được những thành tựu sửng sốt với dung lượng cao, chi phí thấp như WDM
và gần đây là DWDM.
Sự hội tụ trong mạng Viễn Thông là điều mà các nhà nghiên cứu luôn hướng
đến, với những giải pháp mang lại hiệu quả trong thực tế, chúng luôn có những tác
động qua lại với nhau và có xu hướng kết hợp lại. Và việc kết hợp mạng tryền dẫn IP
trên hệ thống thông tin quang ghép kênh theo bước sóng mật độ cao DWDM gọi tắt là
IP trên quang đang là chủ đề được quan tâm hàng đầu.
Với những ưu điểm của kỹ thuật IP trên quang mà em đã tìm hiểu, em thử đặt
giả thiết triển khai nó trên mạng Viễn Thông Hà Nội. Tất cả những kiến thức tìm hiểu
được và nội dung của việc triển khai thực nghiệm em xin trình bày trong đề tài đồ án
tốt nghiệp: “Kỹ thuật truyền dẫn IP trên quang và phương án triển khai trên mạng Viễn
Thông Hà Nội”.
Nội dung đồ án gồm 4 chương:
Chương 1: Quá trình phát triển kỹ thuật truyền tải IP trên quang.
Chương 2: Công nghệ WDM và công nghệ IP (Internet Protocol.)
Chương 3: Các kiến trúc IP trên quang phổ biến.
Chương 4: Phương án triển khai IP trên quang trên mạng Viễn Thông Hà Nội.
Để hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp, em trân trọng cảm ơn Thầy Tiến sĩ Hoàng

Văn Võ - Viện phó Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện cùng các Thầy Cô khoa Viễn
thông 1- Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn
em trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện đồ án.
Do điều kiện thời gian có hạn nên trong đồ án của em không sao tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các Thầy Cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 1
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN KỸ
THUẬT TRUYỀN TẢI IP TRÊN QUANG
1.1. QUÁ TRÌNH TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG
1.1.1. Xu hướng phát triển Internet
Cùng với sự ra đời và phát triển của nền kinh tế tri thức, sự phát triển bùng nổ
của lưu lượng IP cũng như công nghệ truyền dẫn IP băng rộng/tốc độ cao có khả năng
truyền tải được tất cả các dịch vụ truyền thông hay dữ liệu làm cho truyền tải IP đang
trở thành phương thức truyền tải chính (all IP) trên tất cả cơ sở hạ tầng truyền tải thông
tin hiện nay cũng như trong tương lai.
Ngày nay, nói đến xu hướng phát triển Internet chúng ta cần phải nói đến: xu
hướng phát triển các dịch vụ trên nền IP, xu hướng phát triển lưu lượng và thị trường
IP cũng như xu hướng phát triển công nghệ truyền tải IP.
1.1.1.1. Xu hướng phát triển dịch vụ trên nền IP
• Phát triển các dịch vụ IP băng rộng
Ngày nay, thế giới đang bước sang kỷ nguyên của nền kinh tế tri thức, trong đó
thông tin là động lực thúc đẩy sự phát triển của xã hội. Do đó, nhu cầu truyền thông
ngày càng lớn với nhiều dịch vụ mới băng rộng và đa phương tiện trong đời sống kinh
tế – xã hội của từng quốc gia cũng như kết nối toàn cầu. Để đáp ứng được vai trò động
lực thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên thông tin, các mạng truyền thông đó và đang
được phát triển với khả năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn, băng thông rộng,
dung lượng lớn, đa dịch vụ đáp ứng mọi nhu cầu trao đổi thụng tin của xó hội. Do đó,
các dịch vụ băng rộng hay tốc độ cao và chất lượng cao ngày càng phát triển. Còn các

dịch vụ băng hẹp hay tốc độ có xu thế chững lại và giảm dần.
Một số các dịch vụ băng rộng/tốc độ cao điển hình như: truyền hình qua
Internet, thương mại điện tử, các ứng dụng y tế từ xa, chăm sóc sức khoẻ và nghiên
cứu y học, chính phủ điện tử, công dân điện tử, doanh nghiệp điện tử, nghiên cứu và
giảng dạy từ xa, thư viện kỹ thuật số, ứng dụng trong khoa học vũ trụ, thiên văn học và
vật lý học, ứng dụng trong khoa học địa lý, ứng dụng trong nghiên cứu hoá lý, các ứng
dụng nâng cao khả năng nhận thức của con người,….
• Hội tụ dịch vụ thoại và dữ liệu trên nền IP
Với những ưu điểm vượt trội của mình, mạng chuyển mạch gói đang thay thế
dần các hệ thống chuyển mạch kênh lỗi thời. Mạng chuyển mạch gói ban đầu được tạo
ra chỉ để chuyển tải dữ liệu nhưng cùng với sự phát triển rất nhanh của công nghệ IP,
việc chuyển thoại qua Internet đã trở thành hiện thực. Internet cho phép hội tụ giữa số
liệu và thoại. Kiến trúc mạng ngày nay đã thay đổi từ các mạng thoại và dữ liệu riêng
rẽ thành một mạng duy nhất hội tụ cả thoại và dữ liệu. Dịch vụ thoại qua Internet VoIP
tiếp tục được phát triển với ưu thế về giá cước rẻ. Theo dự báo trên một tạp chí, số
thuê bao VoIP tại Mỹ sẽ tăng gấp 3 lần vào năm 2006, đạt 10 triệu người. Và đến năm
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 2
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
2010, VoIP và điện thoại di động sẽ là hai hình thức viễn thông duy nhất còn lại trên
thị trường. Điện thoại cố định coi như "cáo chung". Hiện nay, các thế hệ máy di động
có khả năng gọi điện thoại Internet đa xuất hiện trên thị trường. Các thiết bị này có thể
kết nối với máy tính qua cổng USB hoặc cổng vô tuyến, sau đó phần mềm điều khiển
tính năng gọi điện thoại Internet sẽ đảm nhận mọi nhiệm vụ còn lại với chất lượng âm
thanh đạt loại khá.
Tuy nhiên, với mạng hiện tại, dịch vụ VoIP vẫn chưa có được chất lượng dịch
vụ mong muốn. Mạng BcN với các yêu cầu về QoS bảo đảm thời gian thực sẽ cho
phép cung cấp dịch vụ thoại chất lượng cao. Một hệ thống chuyển mạch thường được
sử dụng bao gồm các chức năng điều khiển, chuyển tiếp và truy nhập, tuy nhiên hiện
nay từng chức năng này được phân tách ra thành các thiết bị khác nhau kết nối với
mạng gói IP và đều được dùng để xử lý thoại cũng như dữ liệu.

Hơn nữa, năng lực dịch vụ hiện nay đã được mở rộng từ thoại truyền thống sang đa
phương tiện. Một trong những lý do quan trọng đó là băng thông của mạng đã được
mở rộng gấp 100 lần so với PSTN truyền thống (từ 64kbps lên đến hàng chục Mbps)
và việc cung cấp các nền tảng dịch vụ là rất nhanh chóng đối với cả các dịch vụ ứng
dụng hội tụ cố định-vô tuyến khác nhau cũng như các dịch vụ của nhà cung cấp mới
(3
rd
-party).
Một vấn đề nữa là nguyên nhân cho hội tụ thoại và dữ liệu đó là tính kinh tế.
các nhà cung cấp dịch vụ đều muốn giảm chi phí đầu tư (CAPEX) cũng như vận hành
mạng (OPEX). Việc đưa vào mạng các phần tử chất lượng cao cũng như việc phát
triển các công nghệ mạng lõi cho phép cung cấp cả thoại và dữ liệu sẽ làm giảm các
chi phí về công nghệ.
• Hội tụ dịch vụ truyền thông quảng bá và viễn thông trên nền IP
Với xu hướng hội tụ về cung cấp dịch vụ vào một thiết bị đầu cuối trên cơ sở
mạng băng rộng sử dụng IPv6, người sử dụng có thể xem trực tiếp các chương trình
truyền hình quảng bá trên máy điện thoại di động hoặc tại ti vi thông qua mạng cáp
CATV, qua hộp settop-box thu các chương trình DMB hoặc qua chính máy tính/PDA
đời mới.
Khái niệm Cellevision - truyền hình di động đã được đưa ra trên thế giới. Năm
2006 được dự báo sẽ chính là năm để truyền hình di động cất cánh. Cả thế giới Net và
truyền hình sẽ nằm gọn trong túi người sử dụng. Ngày càng có nhiều chương trình
truyền hình có thể download được về và xem trên thiết bị liên lạc cá nhân. Thậm chí
một số show còn công chiếu trên di động trước cả truyền hình. Cùng với việc ngày
càng nhiều nhà cung cấp dịch vụ tham gia vào sân chơi này, cước phí của truyền hình
di động sẽ giảm dần. Công nghệ Wi-Fi phát triển mạnh cũng sẽ giúp kéo giá thành
thấp xuống.
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 3
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
Đối với Internet TV (truyền hình phân phát qua Internet), cần phải giả thiết rằng

luôn sẵn có 2 hoặc 3 dịch vụ cho một hộ gia đình (các thành viên khác nhau trong gia
đình phải có cơ hội xem các chương trình khác nhau cùng một lúc cũng như có khả
năng khi lại chương trình trên VCR), do đó dung lượng cần thiết sẽ là 40-60 Mbit/s
cho HDTV và 8-12 Mbit/s cho SDTV.
Ngoài ra, dịch vụ Web-TV (các trang World-Wide-Web được phân phát qua
TV quảng bá) sẽ cùng phát triển với TV số.
Trong mạng hội tụ băng rộng, khách hàng có thể sử dụng các dịch vụ như :
- Thông tin liên lạc thấy hình thông qua máy điện thoại cố định: các máy điện
thoại tại nhà riêng và công sở sẽ được phát triển sang kiểu mới. Chỉ cần chạm vào màn
hình máy tính/ti vi trong khi đang xem ti vi hoặc đang làm việc trên máy tính để thực
hiện cuộc gọi. Người bị gọi sẽ xuất hiện trên màn hình để trả lời bạn.
- 3 trong 1: không cần thiết phải có 3 thiết bị ti vi, Internet và máy điện thoại
riêng lẻ nữa. Người sử dụng chỉ cần 1 máy PDA để xem ti vi, lướt web hoặc thực hiện
cuộc gọi.
- Dịch vụ ở phòng ngủ: Máy tính và điện thoại trong phòng ngủ sẽ được tích
hợp vào ti vi. Với ti vi người sử dụng có thể thực hiện cuộc gọi thấy hình hay lướt web
hay xem ti vi cùng một lúc. Do vậy, mọi người có thể dành nhiều thời gian hơn cho gia
đình và sẽ dễ dàng giám sát hoạt động của con cái từ xa. Toàn gia đình có thể lướt trên
mạng và chuyện trò với nhau.
- Không có sự khác biệt giữa thông tin cố định và di động: ti vi và điện thoại sẽ
hợp nhất thành một thiết bị. Khách hàng có thể thực hiện cuộc gọi thấy hình hay lướt
web trong khi đang xem ti vi. WiBro sẽ huỷ bỏ hàng rào ngăn cách giữa kết nối
Internet cố định và vô tuyến. BcN cũng sẽ cung cấp dịch vụ VoIP khi bạn đang di
chuyển.
- Mọi thứ đều được nối mạng: người sử dụng sẽ không cần máy tính tốc độ cao
với bộ nhớ lớn nữa. Chỉ cần có một số chức năng cơ bản trên máy tính vì có thể xem
phim trên Internet mà không phải download hay cất giữ file trên máy tính riêng nữa.
Người sử dụng cũng có thể dễ dàng truy nhập tất cả các file trên mạng vì mọi thứ đều
được lưu trữ trên mạng.
1.1.1.2. Xu hướng phát triển lưu lượng và thị trường IP

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
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
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 4
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
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.
Ngoài ra, ngày nay giao thức IP không chỉ còn sử dụng để truyền dẫn số liệu
cho Internet mà nó còn được sử dụng để truyền dẫn các loại lưu lượng khác nhau như
thoại, video là các dịch vụ QoS. Vì vậy, lưu lượng lớn truyền tải IP sẽ rất lớn
Sự bùng nổ của mạng số liệu IP. Trong vài năm tới, lưu lượng trong mạng
đường dài sẽ tăng khoảng 60%/ năm, gấp 3 lần năm trước. Có một sự khác nhau rất
lớn giữa sự tăng trưởng của Internet (100-120% mỗi năm) với sự tăng trưởng của dịch
vụ thoại (chỉ gần 10% một năm). Dự báo lưu lượng IP sẽ phát triển khoảng 90%-
120% mỗi năm trong vòng vài năm tới, đưa nó từ vị thế tương đương sang vị thế vượt
trội so với dịch vụ đường dài khác.
Tỷ trọng dịch vụ IP tăng mạnh. Phần lớn các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà
quản lý mạng đồng ý rằng tương lai của mạng sẽ là công nghệ IP. Sự kết hợp của việc
giảm chi phí và chuyển đổi công nghệ mạng sẽ làm dịch vụ IP hoàn toàn có thể thay
thế được các dịch vụ truyền thống. Ví dụ như các dịch vụ IP quan trọng như VoIP,
IP-VPN sẽ thay thế nhanh thị phần của các dịch vụ truyền thống. Sự mở rộng lợi thế
về chi phớ và khả năng thay thế tăng sẽ cho phép các dịch vụ IP can thiệp thực sự vào
sự phát triển của củc dịch vụ truyền thống.
Doanh thu dịch vụ IP đường dài tăng nhanh. Một phần lớn doanh thu có từ các
dịch vụ dữ liệu và thoại truyền thống trong khi cước phí cho một bit cao hơn và tốc

độ phát triển của nhu cầu dịch vụ lại thấp hơn dịch vụ IP. Khi doanh thu và lưu lượng
của dịch vụ truyền số liệu lớn thì sự đe doạ thay thế của IP sẽ làm cước phí các dịch
vụ truyền thống giảm. Tỏc động của cuộc cách mạng về công nghệ mạng sẽ làm thay
đổi bộ mặt của thị trường viễn thông: doanh thu chuyển từ các dịch vụ truyền thống
với cước phí cao sang dịch vụ IP với giỏ rẻ. Điều này hạn chế sự tăng trưởng của tổng
doanh thu của các nhà khai thác truyền thống trong khi lưu lượng vẫn tăng rất nhanh.
1.1.1.3. Xu hướng phát triển công nghệ
1.1.1.3.1. IP - Giao thức thống nhất của mạng truyền tải
Trước kia, việc thiết kế mạng lưới truyền thông là hoàn toàn do những nhà kinh
doanh tự phát triển và ở dưới sự khống chế của bản quyền về kỹ thuật, chẳng hạn như
những tiêu chuẩn về giao thức truyền thông trong "Kiến trúc hệ thống mạng truyền
thông" (System network architecture) của IBM, appletalk của Apple, netware của
Novell Inc. và DECnet của Digital Equipment Corporation. Điều đó đã dẫn đến bất
cập cho việc kết nối liên mạng giữa các nhà cung cấp dịch vụ truyền thông. Tại thời
điểm đó, các mạng truyền thông lớn hỗ trợ nhiều bộ giao thức truyền thông (network
protocol suites) khác nhau là một hiện tượng bình thường, đồng thời vấn đề nhiều thiết
bị mạng không giao lưu được với nhau, vì thiếu một giao thức chung, cũng không
hiếm.
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 5
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
Để khắc phục bất cập đó, hệ thống Kết nối các hệ thống mở (Open Systems
Interconnection, viết tắt là OSI) là một nỗ lực tiêu chuẩn hóa mạng máy tính do Tổ
chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (ISO), cùng với với Bộ phận Tiêu chuẩn Hoá Truyền
thông của ITU (ITU-T) tiến hành từ năm 1982. OSI là một cố gắng của các tổ chức
trong công nghiệp hòng giải quyết mâu thuẫn giữa các nhà kinh doanh, để tất cả có thể
cùng đồng tình với một tiêu chuẩn về kỹ thuật mạng truyền thông, đồng thời tạo điều
kiện cho các sản phẩm của những nhà kinh doanh khả năng liên tác (phối hợp và làm
việc) với nhau.
Lúc đầu, mô hình tham chiếu OSI là một tiến bộ quan trọng trong việc giảng
dạy về lý thuyết mạng lưới truyền thông. Nó khuyến khích ý tưởng về một mô hình

chung của giao thức tầng cấp, định nghĩa sự liên tác giữa các thiết bị và phần mềm
dành cho việc kết nối mạng lưới truyền thông.
Song có nhiều ý kiến cho rằng chồng giao thức (protocol stack) của OSI đề ra
quá phức tạp và tính thực thi rất tháp. Với chủ trương sử dụng kỹ thuật "nâng cấp đồng
bộ" (forklift upgrade) trong công nghệ mạng lưới truyền thông, mô hình này đòi hỏi
một cách cụ thể việc huỷ bỏ toàn bộ những giao thức hiện đang sử dụng, thay thế
chúng với mô hình mới, áp đặt việc thay đổi trên toàn bộ các tầng cấp của chồng giao
thức.
Phương cách của OSI cuối cùng bị bộ giao thức TCP/IP của Internet che khuất.
Tính thực dụng của TCP/IP trong liên kết mạng lưới truyền thông, cùng với hai công
trình thực thi của những giao thức đã được đơn giản hóa, biến TCP/IP thành tiêu chuẩn
khả thi. Sự xụp đổ của dự án OSI năm 1996 gây những tổn thất trầm trọng đến danh
tiếng và tính hợp pháp của các tổ chức tham gia, đặc biệt là ISO. Điều đáng tiếc nhất là
việc những cơ quan ủng hộ OSI quá trì trệ trong việc nhận biết và thích ứng với tính
ưu việt của bộ giao thức TCP/IP.
Bộ giao thức IP/TCP không chỉ đơn giản, tiện lợi, tạo khả năng kết nối linh hoạt
và hiệu quả, mà còn có chi phí thấp. Các giao thức IP/TCP đã và đang được sử dụng
rộng rãi trên toàn cầu trong nhiều thập kỷ qua. Các dịch vụ thông tin hoạt động theo
phương thức này đã phát triển rất mạnh mẽ, đã đáp ứng được sự nhu cầu trao đổi
thông tin trên toàn cầu.
Một số ưu điểm của giao thức IP:
 Phương thức chuyển mạch gói, các giao thức định tuyến sử dụng giao thức IP
cho phép truyền tải lưu lượng với hiệu suất cao, tận dụng băng thụng truyền tải, do đó
tiết kiệm được dung lượng kênh truyền dẫn.
 Phần lớn các phần mềm ứng dụng thực hiện trao đổi dữ liệu mạng liên kết trong
các sản phẩm máy tính cá nhân, máy chủ, các thiết bị định tuyến đều được thiết kế để
có thể chạy trên nền mạng IP. Đây là một lợi thế rất lớn của công nghệ này.
 Các thuật toán định tuyến ứng dụng giao thức IP cho phép trao đổi dữ liệu trong
mạng liên kết một cách mềm dẻo, linh hoạt.
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 6

Đồ án tốt nghiệp Chương 1
 Công nghệ sử dụng giao thức IP có khả năng tích hợp đa dịch vụ, dựa trên nền
tảng giao thức IP, người sử dụng có thể kiến tạo rất nhiều các ứng dụng, các loại hình
dịch vụ khác nhau và các dịch vụ gia tăng trên nền tảng các ứng dụng cơ bản được
cung cấp bởi mạng IP.
Sự phát triển của giao thức IP:
Sự phát triển của công nghệ IP gắn liền với sự phát triển của Internet. Rất nhiều
vấn đề nảy sinh trong Internet cần được giải quyết. Sức mạnh của Internet có thể
thuyết phục được chính phủ hầu hết các nước, các công ty lớn nên những dự án liên
quan đến Internet được đầu tư thoả đáng. Ngoài ra, bản thân những nhà nghiên cứu
đều sử dụng Internet trong công việc hàng ngày. Đó là những nhân tố thúc đẩy Internet
phát triển, hoàn thiện dịch vụ, mở rộng các tính năng mới…
Phiên bản IPv4 đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong hơn 20
năm qua nhờ thiết kế linh hoạt và hiệu quả. Tuy vậy với sự bùng nổ các dịch vụ và các
thiết bị trên Internet hiện nay IPv4 đã bộc lộ những hạn chế. Không gian địa chỉ 32 bit
của Ipv4 không còn đáp ứng được sự phát triển Internet toàn cầu. Ngoài ra một số yếu
tố khác thúc đẩy việc thay đổi Ipv4 là ứng dụng thời gian thực và bảo mật.
IETF đã tốn khá nhiều công sức và thời gian để đưa ra phiên bản mới là Ipv6.
Giao thức IPv6 giữ lại nhiều đặc điểm làm nên thành công của Ipv4: hỗ trợ phi kết nối,
khả năng phân đoạn, định tuyến nguồn
Sự bùng nổ của lưu lượng IP:
Cùng với sự ra đời và phát triển của nền kinh tế tri thức, sự phát triển bùng nổ
của lưu lượng IP cũng như công nghệ truyền dẫn IP băng rộng/tốc độ cao có khả năng
truyền tải được tất cả các dịch vụ truyền thống hay dữ liệu làm cho truyền tải IP đang
trở thành phương thức truyền tải chính (all IP) trên cơ sở hạ tầng truyền tải thông tin
hiện nay cũng như trong tương lai.
Sự tăng trưởng theo cấp số nhân của luồng lưu lượng IP được kết hợp với sự
tăng trưởng lớn mạnh liên tục của việc sử dụng Internet và intranet diện rộng, sự hội tụ
nhanh chóng của các dịch vụ IP tiên tiến, khả năng kết nối đơn giản, dễ dàng và linh
hoạt đã tạo ra một sự dịch chuyển mang tính đột biến trong quá trình phát triển của

mạng truyền thông. Sự dịch chuyển này không chỉ xảy ra trên lĩnh vực nội dung mà
còn ở cách thức của truyền tải lưu lượng. Nó đã làm thay đổ hoàn toàn quan điểm thiết
kế của các mạng truyền thông.
1.1.1.3.2. IPv6 - Giao thức truyền tải của Internet thế hệ mới
IP phiên bản 6 là phiên bản mới của giao thức Internet vốn đã trở nên hết sức
phổ biến với chúng ta ngày nay (IP hay TCP/IP). Sự ra đời của IPv6 bắt nguồn từ chỗ
người ta đã phát hiện ra những vẫn đề nảy sinh trong mạng IP khi mà Internet đã phát
triển với tốc độ vượt bậc. Bởi vậy IP v6 được đưa ra như một giải pháp cho những vấn
đề trên, cũng như để tạo ra một giao thức ưu việt hơn TCP/IP.
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 7
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
Trước kia, Internet được thiết kế và xây dựng dựa trên giao thức IP phiên bản 4
để hỗ trợ các ứng dụng phân tán khá đơn giản như truyền file, thư điện tử, đăng nhập
từ xa, world wide web, song ngày nay nhiều loại hình dịch vụ mới với tính chất đa
phương tiện, thời gian thực đang trở nên phổ biến. Khả năng đáp ứng của Internet hiện
tại đối với các chức năng và loại hình dịch vụ mới này là khá hạn chế. Hơn nữa, một
môi trường liên mạng cần phải hỗ trợ lưu lượng thời gian thực, kế hoạch điều khiển
nghẽn mạch linh hoạt và các đặc điểm bảo mật mà IP hiện tại không đáp ứng được.
Ngoài ra, sự bùng nổ về người sử dụng trên Internet cũng khiến cho chúng ta phải đối
mặt với việc thiếu địa chỉ IP cho các thiết bị mạng nếu chỉ sử dụng 32 bit địa chỉ của
giao thức IP phiên bản 4.
IP phiên bản 6 được thiết kế bao gồm những chức năng và định dạng mở rộng
hơn IP phiên bản 4. Ngược lại với IP phiên bản 4 (chỉ sử dụng 32 bit để đánh số
khoảng 4 tỷ địa chỉ), IP phiên bản 6 sử dụng tới 128 bit, do đó đựa số địa chỉ Internet
có thể được sử dụng lên tới 3.4*10
38
hay khoảng 340 tỷ tỷ tỷ tỷ địa chỉ.
Một vấn đề thứ hai xảy ra với giao thức IP phiên bản 4 là khó khăn của việc
chọn đường trong một hệ thống mạng luôn thay đổi như Internet. Trong IP phiên bản
6, các giải pháp chọn đường đã được tối ưu để giải quyết triệt để các vấn đề trên.

Khả năng đánh địa chỉ cũng như chọn đường chỉ là hai trong số rất nhiều tính
năng của IP phiên bản 6. Những khả năng này được phát triển dựa trên những nhu cầu
của các doanh nghiệp cho một cấu trúc mạng có khả năng chuyển đổi cao, tăng cường
bảo mật và toàn vẹn dữ liệu, tích hợp các tiêu chuẩn chất lượng dịch vụ, có khả năng
tự động cấu hình mạng, tích hợp với công nghệ di động, truyền thông dữ liệu
1.1.2. Xu hướng tích hợp IP trên quang
1.1.2.1. Tổng quan về xu hướng tích hợp IP trên quang
Bên cạnh sự phát triển mạng mẽ của công nghệ IP, ngày nay công nghệ thông
tin quang ngày càng phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt, khi công nghệ truyền dẫn quang
ghép kênh theo bước sóng -WDM (Wavelength Division Multilexing), mà giai đoạn
tiếp theo của nó là ghép kênh quang theo bước sóng mật độ cao - DWDM (Dense
Wavelength Division Multilexing), ra đời với những ưu điểm vượt trội về băng thông
rộng/tốc độ lớn (tới hàng ngàn Terabit) và chất lượng truyền dẫn cao cũng tạo nên một
sự phát triển đột biến trong công nghệ truyền dẫn.
Từ sự bùng nổ lưu lượng IP cùng sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ IP và
công nghệ thông tin quang đã tạo nên một cuộc cách mạng trong mạng truyền tải của
các mạng truyền thông. Kết hợp hai công nghệ mạng này trên cùng một cơ sở hạ tầng
mạng tạo thành một giải pháp tích hợp để truyền tải đang là vấn đề mang tính thời sự.
Trong hầu hết các kiến trúc mạng viễn thông đề xuất cho tương lai đều thừa nhận sự
thống trị của công nghệ truyền dẫn IP trên quang. Đặc biệt, truyền tải IP trên mạng
quang được xem là nhân tố then chốt trong việc xây dựng mạng truyền tải NGN.
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 8
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
Cho đến nay người ta đã tạo ra được nhiều giải pháp liên quan đến vấn đề làm
thế nào truyền tải các gói IP qua môi trường sợi quang. Và nội dung của chúng đều tập
trung vào việc giảm kích thước mào đầu trong khi vẫn phải đảm bảo cung cấp dịch vụ
chất lượng khác biệt (nhiều cấp dịch vụ), độ khả dụng và bảo mật cao.
Có hai hướng giải quyết chính cho vấn đề trên đó là: giữ lại công nghệ cũ (theo
tính lịch sử), phát triển các tính năng phù hợp cho lớp mạng trung gian như ATM và
SDH để truyền tải gói IP trên mạng WDM, hoặc tạo ra công nghệ và giao thức mới

như MPLS, GMPLS.
Đối với kiến trúc mạng IP được xây dựng theo ngăn mạng sử dụng những công
nghệ như ATM, SDH và WDM, do có nhiều lớp liên quan nên đặc trưng của kiến trúc
này là dư thừa các tính năng và chi phí cho khai thác và bảo dưỡng cao. Hơn nữa, kiến
trúc này trước đây sử dụng để cung cấp chỉ tiêu đảm bảo cho dịch vụ thoại và thuê
kênh. Bởi vậy, nó không còn phù hợp cho các dịch vụ chuyển mạch gói mà được thiết
kế tối ưu cho số liệu và truyền tải lưu lượng IP bùng nổ.
Một số nhà cung cấp và tổ chức tiêu chuẩn đã đề xuất những giải pháp mới cho
khai thác IP trên một kiến trúc mạng đơn giản, ở đó lớp WDM là nơi cung cấp băng
tần truyền dẫn. Những giải pháp này cố gắng giảm mức tính năng dư thừa, giảm mào
đầu giao thức, đơn giản hoá công việc quản lý và qua đó truyền tải IP trên lớp WDM
(lớp mạng quang) càng hiệu quả càng tốt. Tất cả chúng đều liên quan đến việc đơn
giản hoá các ngăn giao thức, nhưng trong số chúng chỉ có một số kiến trúc có nhiều
đặc tính hứa hẹn như các giải pháp gói trên SONET/SDH (POS), Gigabit Ethernet
(GbE) và Dynamic Packet Transport (DPT). Tuy nhiên, các giải pháp gói trên Gigabit
Ethernet (GbE) và Dynamic Packet Transport (DPT) thường được sử dụng cho lớp
truy nhập.
1.2. CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN
Do hạn chế về khả năng phát công nghệ mà kĩ thuật IP trên quang không thể
thực hiện ngay lập tức truyền tải gói tin IP trực tiêp trên quang. Để đạt được kỹ thuật
này cần phải trải qua một quá trình phát triển. Một cách tương đối, quá trình này được
chia làm ba giai đoạn phát triển và được minh hoạ trong hình 1.1.
1.2.1. Giai đoạn I: IP trên ATM/SDH/DWDM
Đây là giai đoạn đầu tiên trong công nghệ truyền tải IP trên quang. Theo hình
vẽ, các gói IP trước khi đưa vào mạng truyền tải quang(OTN) phải thực hiện chia cắt
thành các tế bào ATM. Sau đó khi xuống tầng SDH, các tế bào ATM được sắp xếp và
các khung VC-n đơn hay khung nối móc xích VC-n-Xc. Cuối cùng các luồng SDH
được ghép kênh quang và truyền trên sợi quang. Tới bên đích, quá trình này lại được
thực hiện ngược lại để khôi phục lại các gói IP.
Như vậy, trong mạng có sự tham gia của nhiều tầng IP, ATM, SDH, DWDM do

đó chi phí cho lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng là còn cao và hiệu suất truyền chưa cao.
Tuy nhiên, khi mà công nghệ của các bộ định tuyến còn hạn chế về mặt tốc độ, dung
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 9
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
lượng thì việc xử lý truyền dẫn IP trên quang thông qua ATM và SDH vẫn có lợi về
mặt kinh tế và đáp ứng được thực tế.
1.2.2. Giai đoạn II: IP trên NG-SDH/DWDM
So với giai đoạn 1, tầng ATM đã bị loại bỏ và các gói IP được chuyển trực tiếp
xuống tầng NG-SDH. Như vậy, đã loại bỏ được các chức năng, sự hoạt động và chi
phí bảo dưỡng cho riêng mạng ATM. Điều này có thể thực hiện được khi bộ định
tuyến IP đã được chế tạo thành công, có những ưu điểm vượt trội so với chuyển mạch
ATM về mặt tính năng, dung lượng. Router IP là phương tiện có chức năng định
hướng cho đơn vị truyền dẫn ưu việt: gói IP.
Trong giai đoạn này, việc có thêm kỹ thuật MPLS bổ sung vào tầng IP sẽ xuất
hiện hai khả năng mới. Thứ nhất, nó cho phép thực hiện kỹ thuật lưu lượng nhờ vào
khả năng thiết lập kênh ảo VC - giống như các đường cụ thể trong mạng chỉ gồm các
router IP. Thứ hai, MPLS tách riêng mặt điều khiển ra khỏi mặt định hướng nên cho
phép giao thức điều khiển IP quản lý trạng thái thiết bị mà không yêu cầu xác định rõ
biên giới của các IP datagram. Như vậy, có thể dễ dàng xử lý đối với các IP datagram
có độ dài thay đổi.
1.2.3. Giai đoạn III: IP trên DWDM
Mặc dù đã có những giải pháp được đề nghị cho dịch vụ IP trên quang nhưng
những giải pháp này gặp không ít khó khăn. Nguyên nhân chủ yếu là do sự phức tạp là
sự phân lớp theo truyền thống của các giao thức mạng. Các lớp độc lập với nhau gây
chồng chéo và mâu thuẫn. Vì vậy cần phải giảm số lớp giao thức tham gia để tối ưu
hóa hoạt động quản lý, tăng tính mềm dẻo của giao thức cũng như giảm chi phí xây
dựng.
Từ ý tưởng đó mà công nghệ IP over WDM ra đời. Đây là một công nghệ khá
mới mẻ và còn nhiều vấn đề chưa giải quyết nhưng với những lợi ích của nó thì công
nghệ này đã và đang được triển khai nghiên cứu và sử dụng.

IP over WDM cung cấp khả năng truyền dẫn trực tiếp gói số liệu IP trên kênh
quang, giảm sự trùng lặp chức năng giữa các lớp mạng, giảm bộ phận trung
tâm dư thừa tại các lớp SDH/SONET, ATM, giảm thao tác thiết bị, dẫn đến giảm
chi phí bảo dưỡng và quản lý. Do không phải qua lớp SDH và ATM nên gói số liệu
có hiệu suất truyền dẫn cao nhất, đồng nghĩa với chi phí thấp nhất. Ngoài ra còn có
thể phối hợp với đặc tính lưu lượng không đối xứng của IP, tận dụng băng tần nhằm
giảm giá thành khai thác. Từ đó gián tiếp giảm chi phí cho thuê bao. Rõ ràng đây là
một kết cấu mạng trực tiếp nhất, đơn giản nhất, kinh tế nhất, rất thích hợp sử dụng
cho các mạng đường trục.
Một trong những thách thức lớn nhất ngày nay đối mặt với các nhà sản xuất
chuyển mạch quang đó là phát triển các giao thức báo hiệu cho điều khiển động và
hoạt động liên mạng của lớp quang mà có lẽ đây cũng là vấn đề cần chuẩn hóa cấp
bách nhất hiện nay. Các tổ chức và diễn đàn quốc tế OIF (Optical Internetworking
Forum), IETF và ITU đều đang nỗ lực gấp rút để thiết lập nên các phương pháp xác
định việc điều khiển và kết nối giữa mạng WDM và IP.
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 10
Đồ án tốt nghiệp Chương 1
Hình 1.1: Tiến trình phát triển của tầng mạng
Nguyễn Đức Quang Lớp D08VT1 11
A T M
SDH
WDM
Các luồng
thuê riêng
Các kênh
thuê riêng
Frame
relay
Internet
cơ bản

Kênh bước sóng
thuê riêng
Giai đoạn 1
IP
A T M
SDH
WDM
Các luồng
thuê riêng
Các kênh
thuê riêng
Frame
relay
Các dịch vụ Inte-rnet
Kênh bước sóng
thuê riêng
Giai đoạn 2
IP
NG-SDH
Các công nghệ
khác
GbE
A T M
SDH
WDM
Các luồng
thuê riêng

Các kênh
thuê riêng

Frame relay
Các dịch vụ Internet
Kênh bước sóng
thuê riêng
Giai đoạn 3
NG-SDH
Công nghệ
khác
GbE
IP