Đồ án Tìm hiểu khả năng ứng dụng công nghệ chuyển mạch đa giao thức nhãn MPLS trên mạng đường trục Việt Nam

trên toàn mạng. LDP sẽ xác định đường dẫn ảo đảm bảo QoS. Mỗi bộ định tuyến trung gian LS2 và LS3 sẽ nhận gói tin gán nhãn thay đổi nhãn và truyền đi. Gói tin đến LER4, loại bỏ nhãn vì gói ra khỏi miền hoạt động của MPLS và phân phát tới đích. Đường truyền gói tin được chỉ ra trong hình trên. Có hai chế độ hoạt động đối với MPLS: chế độ hoạt động khung ( Frame-mode) và chế độ tế bào ( Cell-mode ). Chế độ hoạt động khung. Chế độ hoạt động này xuất hiện khi sử dụng MPLS trong môi trường các thiết bị định tuyến thuần điều khiển các gói tin IP điểm-điểm. Các gói tin dán nhãn được chuyển tiếp trên cơ sở khung lớp 2. Cơ chế hoạt động của MPLS trong chế độ này được mô tả hình dưới đây. Hình 1.11: Mạng MPLS trong hoạt động chế độ khung Các hoạt động trong mảng số liệu: Quá trình chuyển tiếp một gói IP qua mạng MPLS được thực hiện qua một bước cơ bản sau đây: LSR biên lối vào nhận gói IP, phân loại gói vào nhóm chuyển tiếp tương đương FEC và gán nhãn cho gói với ngăn xếp nhãn tương ứng với FEC đã xác định. Trong trường hợp định tuyến một địa chỉ đích, FEC sẽ tương ứng với mạng con đích và việc phân lại gói sẽ đơn giản là việc so sánh bảng định tuyến lớp 3 truyền thống. LSR lõi nhận gói tin có nhãn và sử dụng bảng chuyển tiếp nhãn để thay đổi nhãn lối vào của gói đến với nhãn lối ra tương ứng với cùng FEC ( trong trường hợp mạng con là mạng IP ). Khi LSR biên lối ra của vùng FEC này nhận được gói tin có nhãn, nó loại bỏ nhãn và thực hiện chuyển tiếp gói tin IP theo bản định tuyến lớp 3 truyền thống. Mào đầu nhãn MPLS. Nhãn MPLS được chèn trước số liệu cần gán nhãn ở chế độ hoạt động khung. Tức là nhãn MPLS được chèn vào giữa mào đầu lớp 2 và nội dung thông tin lớp 3 của khung lớp 2, vị trí của nhãn MPLS trong khung lớp 2 được thể hiện trong hình vẽ. Do nhãn MPLS được chèn vào vị trí như vậy nên bộ định tuyến gửi thông tin phải có phương tiện gì đó thông báo cho bộ đinh tuyến nhận biết rằng gói đang được gửi đi không phải là gói IP thuần mà là gói có nhãn. Để đơn giản chức năng này, một số dạng giao thức mới được định nghĩa trong lớp 2 như sau: Trong môi trường LAN các gói có nhãn truyền tải gói lớp 3 hướng hay đa hướng sử dụng giá trị 8847H và 8848H cho dạng Ethernet. Các giá trị này được sử dụng trực tiếp trên phương tiện Ethernet ( bao gồm cả Ethernet và Gigabit Ethernet ). Trên kênh điểm-điểm sử dụng giao thức PPP, sử dụng giao thức mới được gọi này MPLS ( giao thức điều khiển ). Các gói MPLS được đánh dấu bởi giá trị 8281H trong trường giao thức PPP Các gói MPLS truyền qua chuyển dịch khung DLCI giữa một cặp thiết bị định tuyến được đánh dấu bởi nhận dạng giao thức SNAP của chuyển dạng khung, tiếp theo mào đầu SNAP với giá trị 8847H cho Ethernet như trong mạng LAN. Chuyển mạch nhãn trong chế độ khung: Ta sẽ xét quá trình chuyển đổi nhãn như hình trên trong mạng MPLS sau khi nhận được một gói tin IP. Sau khi nhận khung PPP lớp 2 từ bộ định tuyến biên số 1, LSR lõi lập tức nhận dạng gói nhận được là gói có nhãn dựa trên giá trị trường giao thức PPP và thực hiện việc kiểm tra nhãn trong cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhãn. Kết quả nhãn 30 được thay bằng nhãn ra 28 tương ứng với việc gói tin sẽ chuyển tiếp đến LSR3 lõi 3. Tại lõi 3, nhãn được kiểm tra, nhãn số 28 được thay bằng hãn số 37 và cổng ra được xác định. Gói tin được chuyển tiếp đến LSR biên số 4 Tại LSR biên số 4, nhãn 37 bị loại bỏ và việc kiểm tra địa chỉ IP địa chỉ lớp 3 được thực hiẹn, gói tin được chuyển tiếp đến bộ định tuyến ngoài mạng MPLS. Quá trình chuyển đổi nhãn được thực hiện trong các LSR lõi dựa trên bảng định tuyến nhãn. Bảng định tuyến này phải được cập nhật đầy đủ để đảm bảo mọi LSR trong mạng MPLS có đầy đủ thông tin về tất cả các hướng chuyển tiếp. Quái trình này xảy ra trước khi thông tin được truyền trong mạng và được gọi là quá trình liên kết nhãn ( Lable Binding ). Quá trình liên kết và lan truyền nhãn. Khi xuất hiện một LSR mới trong mạng MPLS hay bắt đầu khởi tạo mạng MPLS, các thành viên LSR trong mạng MPLS phải có liên lạc với nhau trong quá trình khai báo qua bản tin Hello. Sau khi bản tin này được gửi, một phiên giao dịch giữa hai LSR được thực hiện thủ tục trao đổi là LDP. Sau khi cơ sở dữ liệu nhãn LIB được tạo ra trong LSR, nhãn được gán cho mỗi FEC mà LSR nhận biết được. Đối với định tuyến đơn hướng, FEC tương đương với tiền tố trong bảng định tuyến IP và bản chuyển đổi chứa trong LIB. Vậy nhãn được gán trong mỗi tiền tố trong bảng định tuyến này được cập nhật liên tục khi xuất hiện những tuyến trong miền mới. Do LSR gán nhãn cho mỗi tiền tố IP trong bảng định tuyến của chúng ngay sau khi tiền tố xuất hiện trong bảng định tuyến và nhãn là phương tiện được LSR khác sử dụng, khi gửi gói tin có nhãn này được gọi là gán nhãn điều khiển độc lập với quá trình phân phối ngược không yêu cầu. Việc quảng bá các nhãn được quảng bá ngay dến tất cả các bộ định tuyến thông qua phiên LDP. Chế độ hoạt động tế bào MPLS. Để triển khai MPLS qua mạng ATM cần phải giải quyết một số vấn đề sau. Hiện tại không tồn tại cơ chế nào cho việc trao đổi trực tiếp các gói IP giữa các nút MPLS lân cận qua giao diện ATM. Tất cả các số liệu trao đổi qua giao diện ATM phải được thực hiện qua kênh ảo ATM. Các tổng đài ATM không thể thực hiện việc kiểm tra nhãn ha địa chỉ lớp 3. Khả năng duy nhất của ATM là chuyển đổi VC đầu vào sang VC đầu ra của giao diện ra. Để thực thi MPLS qua ATM thì cần một số cơ chế sau. Các gói tin IP trong mảng điều khiển không thể trao đổi trực tiếp qua giao diện ATM. Một kênh ảo VC phải được thiết lập giữa 2 nút lân cận để trao đổi gói thông tin điều khiển. Nhãn trên cùng trong ngăn xếp nhãn phải được sử dụng cho các giá trị VPI/VCI. Các thủ tục gán và phân phối nhãn được sửa đổi để đảm bảo các tổng đài ATM không phải kiểm tra địa chỉ lớp 3. Trong phần này một số thuật ngữ sau được sử dụng. Giao diện ATM điều khiển chuyển mạch nhãn ( LC-ATM ): là giao diện ATM trong tổng đài hoặc trong bộ định tuyến mà giá trị VPI/VCI được gán bằng thủ tục điều khiển MPLS (LDP). ATM-LSR là tổng đài ATM sử dụng giao thức MPLS trong mảng điều khiển và thực hiện chuyển tiếp MPLS giữa các giao diện LC-ATM trong mảng số liệu bằng chuyển mạch tế bào truyền thống. LSR theo khung là LSR chuyển tiếp toàn bộ các khung giữa các giao diện của nó. Bộ định tuyến truyền thống là LSR kiểu này. Miền ATM-LSR là tập hợp các ATM-LSR kết nối với nhau qua các giao diện LC-ATM ATM-LSR biên là LSR theo khung có ít nhất một giao diện LC-ATM. Kết nối trong mảng điều khiển qua giao diện LC-ATM Cấu trúc MPLS đòi hỏi liên kết thuần IP giữa các mảng điều khiển của các LSR lân cận để trao đổi liên kết nhãn cũng như các gói điều khiển khác. Ở chế độ hoạt động MPLS khung yêu cầu này được đáp ứng một cách đơn giản bởi các thiết bị định tuyến có thể gửi nhận các gói IP và các gói có nhãn qua bất kỳ giao diện chế độ khung nào dù LAN hay Wan. Còn tổng đài ATM không có khả năng đó. Để cung cấp kết nối IP thuần giữa các ATM-LSR có hai cách thức sau. Thông qua kết nối ngoài băng như kết nối Ethernet giữa các tổng đài Thông qua kênh ảo quản lý trong băng tương tự cách mà giao thức ATM Fourum thực hiện như sau: Kênh ảo điều khiển MPLS VC thông thường sử dụng giá trị VPI/VCI là 0/32 và bắt buộc phải sử dụng phương pháp đóng gói LLC/SNAP cho các gói IP theo tiêu chuẩn RFC1483. Khi triển khai MPLS trong tổng đài ATM ( ATM-LSR ) phần điều khiển trung tâm của tổng đài ATM phải hỗ trợ thêm báo hiệu MPLS và giao thức thiết lập kênh VC. Chuyển tiếp các gói có nhãn qua miền ATM-LSR: Việc chuyển tiếp các gói nhãn qua miền ATM-LSR được thực hiện trực tiếp qua các bước sau: ATM-LSR biên lối vào nhận gói có nhãn hoặc không có nhãn thực hiện kiểm tra cơ sở dữ liệu chuyển tiếp LIB hay cơ sở cuyển tiếp dữ liệu chuyển tiếp nhãn được phân chia thành tế bào ATM và gửi đến ATM-LSR tiếp theo. Giá trị VPI/VCI được gắn vào mào đầu từng tế bào. Các nút ATM-LSR chuyển mạch tế bào theo giá trị VPI/VCI trong mào đầu của tế bào theo cơ chế chuyển mạch ATM truyền thống. Cơ chế phân bổ và phân phối nhãn phải bảo đảm việc chuyển đổi giá trị VPI/VCI trong miền và ngoài miền là chính xác. ATM-LSR tại lối ra tái tạo lại các gói có nhãn từ các tế bào, thực hiện việc kiểm tra nhãn và chuyển tiếp tế bào đến LSR tiếp theo. Việc kiểm tra nhãn dựa vào giá trị VPI/VCI của tế bào đến mà không dựa vào nhãn trên đỉnh ngăn xếp trong mào đầu nhãn MPLS do ATM-LSR giữa các biên của miền ATM-LSR chỉ thay đổi giá trị VPI/VCI mà không thay đổi nhãn bên trong các tế bào ATM. Trong đó cần chú ý rằng nhãn đỉnh của ngăn xếp được lập lại giá trị banừg 0 bởi ATM-LSR biên lối vào trước khi gói có nhãn được phân chia thành tế bào. Phân bổ và phân phối nhãn trong miền ATM-LSR. Hình 1.12: Phân bổ nhãn trong mạng ATM-MPLS Việc phân bổ và phân phối nhãn trong chế độ hoạt động này có thể sử dụng cơ chế giống như trong chế độ hoạt động khung. Tuy nhiên nếu triển khai như vậy thì sẽ dẫn tới các hạn chế bởi mỗi nhãn được gán qua giao diện LC-ATM tương ứng với một ATM VC. Vì số lượng VC qua giao diện ATM là hạn chế nên cần giới hạn số lượng VC phân bổ qua LC-ATM ở mức thấp nhất. Để đảm bảo được điều này, các LSR phía sau sẽ đảm nhận trách nhiệm yêu cầu phân bổ và phân phối nhãn qua giao diện LC-ATM. LSR phía sau cần nhãn để gói tin đến nút tiếp theo phải yêu cầu nhãn từ LSR phía trước nó. Thông thường các nhãn được yêu cầu dựa trên nội dung bảng định tuyến mà không dựa vào luồng dữ liệu điều đó đòi hỏi nhãn cho mỗi đích trong phạm vi của nút kế tiếp qua giao diện LC-ATM. LSR phía trước đó có thể đơn giản phân bổ nhãn và trả lời yêu cầu cho LSR phía sau với bản tin trả lời tương ứng. Trong một số trường hợp, LSR phía trước có thể phải có khả năng kiểm tra địa chỉ lớp 3 ( nếu nó không còn nhãn phía trước yêu cầu cho đích ). Đối với tổng đài ATM, yêu cầu như vậy sẽ không được trả lời bởi chỉ khi nào nó có nhãn được phân bổ cho đích phía trước thì nó mới trả lời yêu cầu. Nếu ATM-LSR không có nhãn phía trước đáp ứng yêu cầu của LSR phía sau thì nó sẽ yêu cầu nhãn từ LSR phía trước nó và chỉ trả lời khi đã nhận được nhãn từ LSR phía trước nó. Hợp nhất VC. Hợp nhất VC tức là gán cùng VC cho các gói đến đích. Đây là một vấn đề quan trọng cần giải quyết đối với tổng đài ATM trong mạng MPLS. Để tối ưu hoá quá trình gán nhãn ATM-LSR có thể sử dụng lại nhãn cho các gói cùg đích. Khi các gói đó xuất phát từ các nguồn khác nhau ( các LSR khác nhau ) nếu sử dụng chung một giá trị VC cho đích thì sẽ không có khả năng phân biệt gói nào thuộc luồng nào và LSR phía trước không có khả năng tái tạo lại đúng gói từ các tế bào. Để tránh trường hợp này, ATM-LSR phải yêu cầu LSR phía trước nó phân bổ nhãn mới mỗi khi LSR phía sau nó đòi hỏi nhãn đến bất cứ đích nào ngay cả trong trường hợp nó đã có nhãn phân bổ cho đích đó. Quá trình gửi kế tiếp các tế bào ra kênh VC như vậy được gọi là hợp nhất kênh ảo VC. Chức năng hợp nhất kênh ảo VC này giảm tối đa số lượng nhãn phân bổ trong miền ATM-LSR. Hoạt động của MPLS khung trong mạng ATM-LSR. Do việc chuyển đổi công nghệ mạng tác động đến rất nhiều mặt trong mạng khai thác từ những vấn đề ghép nối mạng cũng như quan niệm và cách thức vận hành khai thác. Quá trình chuyển đổi sang mạng MPLS có thể được thực hiện theo nhiều cách: hoặc là thực hiện qua một số giai đoạn nhất định hoặc triển khai đồng loạt từ đầu. MPLS có hai chế độ hoạt động cơ bản là chế độ hoạt động khung và chế độ hoạt động tế bào. Đối với hạ tầng cơ sở như Frame-Relay hoặc ATM-PVC thì rất khó triển khai cế độ hoạt động tế bào của MPLS, thông thường thì chế độ khung sẽ được sử dụng trong môi trường như vậy để thực hiện kết nối MPLS xuyên suốt mạng. Trong một số điều kiện nhất định như trong giai đoạn chuyển dịch sang mạng IP+ATM=( MPLS ) hoặc chuyển mạch ATM chuyển tiếp không hỗ trợ MPLS thì cần thiết phải sử dụng chế độ hoạt động khung qua mạng ATM-PVC. Cấu hình này phải phù hợp, tuy nhiên nó cũng gặp khó khăn khi sử dụng IP qua ATM trong chế độ chuyển dịch ( do số lượng lớn các VC ). Hình 1.13: Kết nối MPLS qua mạng ATM-PVC Kết nối giữa hai LSR được thiết lập bằng kênh PVC xuyên suốt. Các phiên LDP được thực hiện thông qua kết nối PVC này. Quá trình phân phối nhãn được thực hiện theo kiểu phân phối nhãn chiều đi không yêu cầu. Việc sử dụng MPLS qua mạng ATM-PVC yêu cầu đóng gói bằng ALL5-SNAP trên kênh PVC đó. Việc sử dụng chế độ khung qua mạng ATM-PVC là rất cần thiết trong quá trình chuyển dịch sang mạng MPLS. Các ưu điểm của MPLS - Hỗ trợ mềm dẻo và linh hoạt cho tất cả các dịch vụ trên một mạng đơn. - Đơn giản hoá cấu hình mạng so với giải pháp IP trên nền ATM. - Hỗ trợ tất cả các công cụ điều khiển lưu lượng mạng mẽ bao gồm cả định tuyến liên tiếp và chuyển mạch bảo vệ. - Hỗ trợ đa kết nối và đa giao thức. - Khả năng mở rộng chức năng điều khiển và chuyển tiếp. Mỗi phần có thể phát triển không cần đến các phần khác, tạo sự phát triển không cần đến các phần khác, tạo sự phát triển mạng dễ dàng hơn, giá thấp hơn và ít lỗi hơn. - Hỗ trợ cho tất cả các loại lưu lượng - Định tuyến gián tiếp: một thuộc tính của MPLS là nó hỗ trợ cho định tuyến gián tiếp. Các đường chuyển mạch nhãn định tuyến gián tiếp có hiệu quả hơn định tuyến nguồn trong IP. Cung cấp các chức năng cho kỹ thuật điều khiển lưu lượng. Các đường định tuyến gián tiếp cũng như các đường hầm ảo có thể mang loại lưu lượng bất kỳ như SNA, IPX.. - Định tuyến liên vùng: chuyển mạch nhãn cung cấp khả năng tách hoàn thiện hơn giữa định tuyến liên vùng và trong vùng. Những khả năng cải tiến này của quá trình xử lý định tuyến và thực tế tạo lại các tuyến biết được yêu cầu bên trong một vùng. Lợi ích này của ISP và những tải tin có thể có một lượng lớn lưu lượng truyền thông. 1.6 Ứng dụng của MPLS Mạng MPLS có nhiều ứng dụng trong đó có 3 ứng dụng chủ yếu - Tích hợp IP và ATM: do chuyển mạch nhãn có thể thực hiện được bởi các chuyển mạch ATM, MPLS là một phương pháp tích hợp các dịch vụ IP trực tiếp trên chuyển mạch ATM. Sự tích hợp cần phải đặt định tuyến IP và phần mềm LDP trực tiếp trên chuyển mạch ATM. Do tích hợp hoàn toàn IP trên mạch ATM, MPLS cho phép chuyển mạch ATM hỗ trợ tối ưu các dịch vụ IP như IP đa hướng (multicast), lớp dịch vụ IP, RSVP (Resource Reservation Protocol-giao thức dành trước tài nguyên hỗ trợ QoS) và mạng riêng ảo. - Dịch vụ mạng riêng ảo IP (VPN): VPN thiết lập cơ sở hạ tầng cho mạng Intranet và Extranet đó là mạng IP mà các công ty kinh doanh sẽ thiết lập trên cơ sở toàn bộ cấu trúc kinh doanh của họ. Dịch vụ VPN là dịch vụ Intranet và Etranet mà các mạng đó được cung cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ đến nhiều tổ chức khách hàng. MPLS kết hợp với giao thức cổng biên ( BGP ) cho phép một nhà cung cấp mạng hỗ trợ hàng nghìn VPN của khách hàng. Như vậy, mạng MPLS cùng với BGP tạo ra cách thức cung cấp dịch vụ VPN trên cả ATM và các thiết bị dựa trên gói tin rất linh hoạt, dễ mở rộng quy mô và dễ quản lý. Thậm chí trên các mạng của nhà cung cấp nhỏ, khả năng linh hoạt và dễ quản lý của các dịch vụ MPLS+BGP VPN là ưu điểm chủ yếu. - Điều khiển lưu lượng và đinh tuyến IP hiện: Vấn đề quan trọng trong các mạng IP liên tục là thiếu khả năng linh hoạt các luồng lưu lượng IP để sử dụng hiệu quả dải thông mạng có sẵn. Do vậy, thiếu hụt này liên quan đế khả năng gửi các luồng được chọn sẵn ví dụ như chọn các đường trung kế được đảm bảo cho các lớp dịch vụ riêng. MPLS sử dụng các đường chuyển mạch nhãn (LSPs). Khả năng điều khiển lưu lượng IP của MPLS sử dụng thiết lập đặc biệt các LSP để điều khiển một cách linh hoạt các luồng lưu lượng IP CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CẤU TRÚC MẠNG ĐƯỜNG TRỤC CỦA VIỆT NAM 2.1 Cấu trúc vật lý mạng viễn thông. 2.1.1 Khái niệm về mạng viễn thông. Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu. Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng. Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: Thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối. Hình 2.1: Các thành phần chính của mạng viễn thông - Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang. Các thuê bao được nối vào các tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vào tổng đài quá giang. Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn được dùng chung và mạng có thể sử dụng kinh tế. - Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền các tín hiệu. Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiét bị truyền dẫn cáp quang. Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp kim loại, tuy nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang hoặc vô tuyến. - Môi trường truyền dẫn bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến. Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang. Truyền vô tuyến bao gồm vi ba ,vệ tinh. Mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như sau: Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau. Mạng viễn thông hiện nay được chia thành nhiều loại. Đó là mạng mắc lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín. Các loại mạng này có ưu điểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các vùng địa lý khác nhau. Mạng viễn thông PSTN hiện nay được phân cấp như sau Hinh 2.2: Cấu trúc mạng PSTN phân cấp Trong mạng hiện nay gồm 3 nút: - Nút cấp 1: Trung tâm chuyển mạch quốc tế - Nút cấp 2: Trung tâm chuyển mạch đường dài. - Nút cấp 3: Trung tâm chuyển mạch nội hạt. 2.1.2. Các đặc điểm của mạng viễn thông hiện nay. Các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó. - Mạng Telex: Dùng để gửi các bức điện dạng ký tự được mã hoá có tốc độ truyền rất thấp. - Mạng điện thoại công cộng ( POTS: Plain Old Telephone Service ): Ở đây thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN. - Mạng truyền số liệu: Bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi dữ liệu giữa các máy tính dựa trên giao thức của X.25. - Các tín hiệu truyền hình bằng sóng vô tuyến, cáp… - Trong phạm vi cư quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua mạng cục bộ LAN ( Local Area Network ) đó là các mạng Ethernet, Token Bus ,Token Ring Quá khứ là bàn đạp cho tương lai. Do vậy trước khi tìm hiểu công nghệ viễn thông mới ta cần rút kinh nghiệm từ lịch sử phát triển của mạng: - Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau : Mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu. - Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ. 2.1.3 Mạng viễn thông công cộng (PSTN) Xét về mặt chức năng cung cấp dịch vụ, cấu trúc mạng viễn thông VNPT được phân thành hai lớp: chuyển tải dịch vụ và truy nhập dịch vụ. - Lớp chuyển tải dịch vụ sẽ bao gồm các tổng đài quốc tế, tổng đài chuyển tiếp, tổng đài nội hạt. - Lớp truy nhập dịch vụ gồm phần thuê bao của Host, các vệ tinh, thiết bị truy nhập thuê bao quang, cáp đồng, vô tuyến. 2.1.3.1 Hệ thống chuyển mạch Với cấu trúc mạng hiện nay thì mạng chuyển mạch của VNPT chia làm 3 cấp dựa trên các tổng đài chuyển tiếp quốc tế, chuyển tiếp quốc gia, nội tỉnh và nội hạt. Các tổng đài chuyển tiếp quốc tế được đặt tại ba trung tâm là Hà Nội, Tp HCM và Đà Nẵng, các tỉnh thành khác nhau có các cấu trúc mạng khác nhau với nhiều tổng đài Host. Các tổng đài hiện có phổ biến trên mạng viễn thông Việt Nam là: các tổng đài VKX liên doanh giữa Việt Nam và Hàn Quốc, A1000E10 của Alcatel, NEAX61∑ của NEC, AXE10 của Ericsson, EWSD của Siemens. Các công nghệ chuyển mạch đang sử dụng là chuyển mạch kênh cho mạng PSTN, X.25 cho mạng Frame relay và ATM cho truyền số liệu. Về mặt cấu trúc mạng, mạng viễn thông Việt Nam hiện tại có thể chia thành 3 cấp Hình 2.3: Cấu trúc mạng Viễn thông PSTN Việt Nam hiện tại - Cấp quốc tế: bao gồm các tổng đài Gateway, các đường truyền dẫn quốc tế như: các trạm vệ tinh mặt đất, các hệ thống cáp quang biển TVH, SE-ME-WE3, tuyến áp quang CSC. - Cấp quốc gia: bao gồm các tổng đài chuyển tiếp Transit quốc gia, các tuyến truyền dẫn đường trục. - Cấp nội tỉnh: Gồm các tổng đài Host, các vệ tinh, truy nhập, tổng đài độc lập, thiết bị truy nhập thuê bao, các tuyến truyền dẫn nội tỉnh. Sơ đồ sau là sơ đồ kết nối mạng chuyển mạch. Dựa theo số liệu thuê bao theo vùng địa lý, mạng VNPT được tổ chức thành 5 vùng lưu lượng phân định như sau: - Vùng 1: Khu vực miền Bắc kết nối các tổng đài thuộc 27 tỉnh thuộc khu vực tỉnh miền Bắc (từ Hà Giang đến Hà Tĩnh, trừ Hà Nội). - Vùng 2: Thuộc khu vực Hà Nội. - Vùng 3: Khu vực miền Trung, các tỉnh từ Quảng Bình trở vào đến Khánh Hoà, ĐakLak. - Vùng 4: Khu vực T.P Hồ Chí Minh. - Vùng 5: 18 Tỉnh đồng bằng Nam bộ và đồng bằng Sông Cửu Long ( các tỉnh còn lại). Mỗi vùng lưu lượng được chia thành các khu vực chuyển tiếp (Transit Area), việc chuyển tiếp lưu lượng vào, ra và trong các khu vực do các nút chuyển mạch quốc gia (National Transit Switch) đảm trách. Số lượng cụ thể các nút chuyển mạch quốc gia trong một vùng lưu lượng tuỳ thuộc vào số lượng thuê bao của từng vùng lưu lượng. Lưu lượng đi về của các vùng nào được định tuyến qua các tổng đài Transit quốc gia của vùng đó qua cổng Gateway để đi quốc tế. Sử dụng phương thức định tuyến Nhìn chung mạng chuyển mạch hiện nay còn nhiều cấp và việc điều khiển bị phân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài). Mạng chuyển mạch quốc gia Mạng chuyển mạch quốc gia bao gồm 09 tổng đài Transit quốc gia TOLL/VTN như sau: - Tổng đài AXE 10 local 6 ( BYB 202): 03 hệ thống với năng lực xử lý tối đa là 600.000 BHCA và dung lượng tối đa 24.000 trung kế được lắp đặt tại Hà Nội, T.P Hồ Chí Minh, Đà Nẵng. - Tổng đài AXE 10 local 7.2 ( BYB 501): 04 hệ thống với năng lực xử lý tối đa là 1.500.000 BHCA và dung lượng tối đa 60.000 trung kế được lắp đặt tại Hà Nội, Đà Nẵng, Tp Hồ Chí Minh và Cần Thơ. - Tổng đài loại TDX 10 lắp đặt tại Hà Nội (160 E1) và Tp Hồ Chí Minh (272 E1). Tuy nhiên hiện nay do chất lượng dịch vụ không tốt, không đảm bảo được yêu cầu của khách hàng nên đang trong kế hoạch sẽ chuyển sang chế độ dự phòng cho mạng chuyển mạch liên tỉnh. - 07 tổng đài AXE đều có tính năng STP làm điểm chuyển tiếp báo hiệu cho hệ thống báo hiệu C7 của toàn mạng và tính năng SCCP phục vụ cho dịch vụ Roaming cho mạng di động. Mỗi vùng được trang bị ít nhất 2 tổng đài Transit, các tổng đài Transit trong vùng được đấu chéo để khắc phục sự mất cân bằng lưu lượng. Lưu lượng qua tuyến trực tiếp này chỉ chiếm 5% tổng lưu lượng Transit của tổng đài. 2.1.3.2 Hệ thống truyền dẫn Mạng truyền dẫn của Việt Nam hiện nay sử dụng cả vô tuyến và hữu tuyến. Về vô tuyến có các hệ thống viba sử dụng công nghệ PDH bên cạnh đó còn có các đường truyền qua vệ tinh đi quốc tế. Trong truyền dẫn hữu tuyến thì phổ biến là cáp quang tuy vậy vẫn có những đoạn dùng các loại cáp khác. Về truyền dẫn quang thì Việt Nam đang khai thác các thiết bị của nhiều hãng khác nhau cho từng hệ thống. Các hệ thống truyền dẫn quang chủ yếu sử dụng công nghệ SDH với các cấp độ ghép khác nhau như STM-4, STM-16 hay STM-64 cho các tuyến liên tỉnh còn trong tỉnh có thể là STM-1 hay STM-4 tùy vào nhu cầu dung lượng thực tế và tương lai. Tuyến trục Bắc-Nam sử dụng mạng Ring cáp quang 2,5 Gbit/s (trên cáp quang quốc lộ 1A và cáp quang 500 KV) và tuyến viba PDH 140 Mbit/s Mạng truyền dẫn cáp quang liên tỉnh đã phát triển được tới hầu hết các trung tâm tỉnh, với: - Tổng chiều dài tuyến cáp quang quốc lộ 1A là 1.935 km. - Tổng chiều dài các tuyến cáp quang liên tỉnh là 5.090 Km. Nâng dung lượng mạch trục Backbone lên 20 Gbit/s sử dụng công nghệ DWDM đã đưa vào sử dụng vào tháng 10/2003. Hoàn chỉnh 13 mạng Ring liên tỉnh theo cấu trúc đã được duyệt, nâng cấp các mạng Ring lên có dung lượng đủ đáp ứng nhu cầu xã hội ( 2.5 Gbit/s- 5 Gbit/s). Nâng cấp Ring trung kế liên đài tại Hà Nội, T.P Hồ Chí Minh và Đà Nẵng lên 5- 10 Gbit/s. Vừa qua VNPT đã đưa vào khai thác hệ thống truyền dẫn Backbone Bắc – Nam 20Gbit/s dựa trên công nghệ ghép kênh phân chia theo bước sóng DWDM sử dụng thiết bị của Nortel 2.1.3.3 Hệ thống truy nhập Hiện tại trên mạng có nhiều loại truy nhập khác nhau tuỳ thuộc vào từng loại mạng với từng loại dịch vụ. Trong di động, truyền hình ta có truy nhập vô tuyến với nhiều công nghệ khác nhau như MMDS, LMDS, GPRS, CDMA, FDAM…Gần đây còn có thêm truy nhập WLAN cũng được triển khai tại một số địa điểm. Về truy nhập hữu tuyến ta có truy nhập bằng thoại truyền thống, ADSL, truy nhập qua đường cáp truyền hình, qua đường điện lực và công nghệ mong đợi sẽ là truy nhập quang tới từng hộ gia đình… 2.1.3.4 Hệ thống báo hiệu Hiện tại mạng viễn thông Việt Nam sử dụng cả hai loại báo hiệu là R2 và SS7. Mạng báo hiệu SS7 đã và đang thay thế dần báo hiệu R2 trong từng công đoạn báo hiệu, tuy vậy với mạng thoại thì báo hiệu R2MFC vẫn được sử dụng phổ biến. Hệ thống SS7 đã được triển khai với một cấp STP (điểm chuyển giao báo hiệu) tại ba trung tâm Hà Nội,Tp HCM và Đà Nẵng. Hình 2.4: Hệ thống báo hiệu Việt nam 2.1.3.5 Hệ thống quản lý Việc khai thác