TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ DỊCH VỤ MẠNG MAN - E NGHỆ AN Giáo viên hướng dẫn: ThS Cao Thành Nghĩa Sinh viên thực : Vũ Văn Hòa Lớp : 47K – ĐTVT Vinh, 5/ 2011 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với xu hướng phát triển công nghệ mạng viễn thơng giới, Tập đồn Viễn thơng Việt Nam VNPT triển khai khai thác mạng hệ sau mạng lõi phần truy nhập Tại tỉnh nước nói chung Nghệ An nói riêng, VNPT triển khai mạng Metro dựa công nghệ Ethernet để đáp ứng yêu cầu truyền tải băng rộng Công nghệ mạng Metro cơng nghệ có số vấn đề cịn q trình chuẩn hố Do đội ngũ kỹ sư cán kỹ thuật viễn thông cần phải bồi dưỡng, cập nhật kiến thức cơng nghệ này, có họ đủ khả trình độ để vận hành, khai thác, quản lý triển khai dịch vụ cách hiệu Trong vai trò sinh viên, việc nghiên cứu tìm hiểu cơng nghệ áp dụng bên cạnh công nghệ cần thiết Do hướng dẫn Th.s Cao Thành Nghĩa em lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu cấu trúc dịch vụ mạng MAN-E Nghệ An” Nội dung đề tài gồm ba chương chính: - Chương 1: Giới thiệu tổng quan MAN-E với đặc điểm đáng ý mạng công nghệ VNPT sử dụng - Chương 2: Trình bày dịch vụ cung cấp MAN-E Theo MEF định nghĩa ba loại dịch vụ E-Line, E-LAN E-Tree - Chương 3: Tìm hiểu cấu trúc MAN-E VNPT Nghệ An dịch vụ VNPT Nghệ An cung cấp mạng MAN – E Mặc dù cố gắng vấn đề trình bày đồ án chưa thể mang tính hồn chỉnh Rất mong q thầy bạn đóng góp thêm ý kiến để đề tài hoàn thiện Để hoàn thành đề tài em xin chân thành cảm ơn Th.s Cao Thành Nghĩa - giảng viên khoa Điện tử Viễn thông Đại học Vinh, thầy cô tổ Viễn thông – khoa Điện tử Viễn thông Đại học Vinh anh Nguyễn Trần Phương -Trung tâm truyền dẫn cấp Nghệ An Vinh tháng 05 năm 2011 Vũ Văn Hòa TÓM TẮT ĐỒ ÁN - Tên đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc dịch vụ mạng MAN-E Nghệ An” - Nội dung đề tài: + Chương 1: Trình bày cách tổng quan MAN-E với công nghệ để xây dựng mạng MAN-E + Chương 2: Trình bày dịch vụ theo định nghĩa MEF, gồm ba dịch vụ kết nối E-Line, E-LAN E-Tree theo EVC điểmđiểm, EVC đa điểm EVC điểm gốc-đa điểm Chương giải thích tham số thuộc tính dịch vụ có liên quan đến thỏa thuận dịch vụ SLA + Chương 3: Phân tích cấu trúc mạng MAN - E VNPT Nghệ An khai thác Trình bày số dịch vụ cung cấp MAN – E Nghệ An bao gồm dịch vụ kết nối như: Internet tốc độ cao HSI, MegaWAN, dịch vụ đường riêng Ethernet, E-LAN, dịch vụ ứng dụng IPTV, hội nghị truyền hình ABSTRACT DISSERTATIONS - Topic: “Study the structure and services MAN-E network in Nghe An province” - Main content: + Chapter 1: Presented an overview of MAN-E and technology for building MAN-E network + Chapter 2: Presentation of the basic services as defined by the MEF, including three basic connectivity services is E-Line, E-LAN and E-Tree as the point - point EVC, EVC and EVC multi-multi-point base points + Chapter 3: Network structure analysis MAN - E of VNPT Nghe An province Presents some basic services are provided on the network MAN - E Nghe An province, for example: HSI, MegaWAN, IPTV, Video conferencing MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN MỤC LỤC .4 DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU .8 DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Chương TỔNG QUAN VỀ MAN-E 13 1.1 Giới thiệu chung MAN - E .13 1.1.1 Giới thiệu chung MAN - E .13 1.1.2 Các đặc tính MAN-E 14 1.1.3 Cấu trúc mạng MAN-E 17 1.1.4 So sánh cấu trúc mạng MAN-E với mơ hình OSI .19 1.2 Các công nghệ truyền tải Ethernet MAN- E 21 1.2.1 Ethernet qua mạng quang đồng 22 1.2.2 Gigabit Ethernet (GE) 27 1.2.3 Chuyển mạch nhãn đa giao thức 29 1.2.4 Công nghệ MAC-in-MAC (PBB/PBT) 31 1.3 Các tiêu chuẩn công nghệ truyền dẫn MAN - E 35 1.3.1 IEE 802.1Q Q-in-Q 35 1.3.2 Tiêu chuẩn IEEE 802.17 Resilient Packet Ring (RPR) 37 1.4 Kết luận chương .41 Chương DỊCH VỤ MẠNG MAN - E .42 2.1 Ưu điểm dịch vụ cung cấp qua MAN-E 43 2.2 Các loại dịch vụ MAN-E 44 2.2.1 Dịch vụ E-Line 44 2.2.2 Dịch vụ E-LAN .46 2.2.3 Dịch vụ E-Tree 48 2.3 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 50 2.3.1 Giao diện vật lý Ethernet 50 2.3.2 Đặc tính băng thơng 51 2.3.3 Các tham số hiệu 53 2.3.4 Nhận dạng lớp dịch vụ 56 2.3.5 Chuyển phát khung dịch vụ 59 2.3.6 Hỗ trợ gán nhãn VLAN 61 2.3.7 Ghép dịch vụ 63 2.3.8 Gộp nhóm vấn đề an ninh mạng 64 2.4 Một số dịch vụ mạng MAN - E 65 2.4.1 Dịch vụ truy cập Internet 65 2.4.2 Dịch vụ LAN mở rộng 66 2.5 Kết luận chương .68 Chương MẠNG MAN-E CỦA VNPT NGHỆ AN 69 3.1 Tình hình triển khai mạng MAN VNPT Nghệ An .69 3.1.1 Tình hình triển khai mạng MAN VNPT Nghệ An 69 3.1.2 Định hướng thiết kế xây dựng mạng MAN - E VNPT Nghệ An 69 3.2 Cấu trúc mạng MAN - E Nghệ An 71 3.2.1 Sơ đồ vật lý mạng MAN - E Ngệ An 71 3.2.1 Cấu trúc phân lớp chức mạng MAN - E Nghệ An .74 3.3 Các dịch vụ mạng MAN - E Nghệ An .76 3.3.1 Dịch vụ Internet tốc độ cao HSI 77 3.3.2 Dịch vụ IPTV 78 3.3.3 Dịch vụ MegaWAN 81 3.3.4 Dịch vụ đường riêng Ethernet .82 3.3.5 Dịch vụ E – LAN 83 3.3.6 Dịch vụ hội nghị truyền hình 85 3.4 Kết luận chương .86 KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO .88 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Truyền dẫn TDM mạng đô thị .14 Hình 1.2 So sánh TDM với Ethernet 16 Hình 1.3 Cấu trúc chung mạng MAN-E điển hình .17 Hình 1.4 So sánh mơ hình OSI cấu trúc MAN-E 19 Hình 1.5 Truyền tải khung Ethernet qua SONET/SDH .22 Hình 1.6 Chức EoS ADM 23 Hình 1.7 Chức EoS switch 23 Hình 1.8 Chức EoS chuyển mạch ADM .24 Hình 1.9 Luồng tập trung ảo 25 Hình 1.10 Truyền dẫn Ethernet SONET/SDH .25 Hình 1.11 Cấu trúc Hub-and-Spoke .28 Hình 1.12 Cấu hình ring Gigabit Ethernet 28 Hình 1.13 Spanning Tree cấu hình ring Gigabit Ethernet 29 Hình 1.14 Cấu trúc gói tin MPLS 29 Hình 1.15 Mạng Ethernet đô thị MPLS .31 Hình 1.16 Các trường khung M-in-M 32 Hình 1.17 Cấu trúc nhãn VLAN 35 Hình 1.18 Các trường Q-in-Q .36 Hình 1.19 Nhãn P-VLAN thêm vào khung dịch vụ khách hàng 37 Hình 1.20 Mơ hình mạng sử dụng RPR .38 Hình 1.21 Hoạt động thêm, bớt chuyển tiếp RPR 39 Hình 1.22 Bảo vệ RPR 40 Hình 2.1 Mơ hình dịch vụ 42 Hình 2.2 Dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm .44 Hình 2.3 Dịch vụ E-Line tương tự Frame Relay 45 Hình 2.4 Dịch vụ E-line tương tự sử dụng kênh riêng 45 Hình 2.5 Dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm-đa điểm 46 Hình 2.6 Dịch vụ E-LAN trương tự Frame Relay 47 Hình 2.7 Thêm UNI trường hợp sử dụng dịch vụ E-Line .47 Hình 2.8 Thêm UNI trường hợp sử dụng E-LAN 48 Hình 2.9 EVC gốc - đa điểm 49 Hình 2.10 Kiểu dịch vụ E-tree sử dụng EVC gốc – đa điểm 49 Hình 2.11 Dịch vụ E-Tree sử dụng nhiều UNI “gốc” 50 Hình 2.12 Thuộc tính màu khung dịch vụ .52 Hình 2.13 Sự phân chia độ trễ khung 54 Hình 2.14 Ví dụ khung EVC điểm-điểm 56 Hình 2.15 Định dạng khung VLAN .57 Hình 2.16 Hỗ trợ gán nhãn VLAN 61 Hình 2.17 Ghép nhiều dịch vụ với EVC điểm-điểm .63 Hình 2.18 Truy nhập Internet qua EVC điểm-điểm 65 Hình 2.19 LAN mở rộng sử dụng dịch vụ E-LAN 66 Hình 2.20 Ví dụ Intranet/Extranet L2VPN 67 Hình 3.1 Sơ đồ vật lý mạng MAN - E Nghệ An [3] 72 Hình 3.2 Cấu hình mạng lõi 73 Hình 3.3 Sơ đồ Logic mạng MAN - E Ngệ An [3] 74 Hình 3.4 Mơ hình kiến trúc mạng theo phân lớp chức .75 Hình 3.5 Mơ hình dịch vụ HIS truy nhập bằng giao diện Ethernet 77 Hình 3.6 Mơ hình dịch vụ HIS truy nhập bằng đường xDSL 78 Hình 3.7 Mơ hình dịch vụ IPTV mạng MAN- E 79 Hình 3.8 Mơ hình dịch vụ MegaWAN mạng MAN- E 81 Hình 3.9 Mơ hình dịch vụ EPL mạng MAN- E 82 Hình 3.10 Mơ hình dịch vụ E-LAN mạng MAN- E .84 Hình 3.11 Mơ hình dịch vụ hội nghị truyền hình 85 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Ý nghĩa trường M-in-M 32 Bảng 1.2 Ví dụ thuộc tính dịch vụ .59 Bảng 1.3 Các giao thức điều khiển lớp .60 Bảng 1.4 Các khả hỗ trợ nhãn VLAN UNI 63 DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng ARP Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa ATMARP ATM Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa ATM BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên CBS Committed Burst Size Tốc độ cam kết CE Customer Equiment Thiết bị phía khách hàng CIR Committe Information Rate Tốc độ thông tin cam kết CoS Class of Service Lớp dịch vụ CLIP Classical IP IP ATM CR Constrained Routing Định tuyến cưỡng CR-LDP Constrained Routing-LDP Định tuyến cưỡng bức-LDP CR-LSP Constrained Routing-LSP Định tuyến cưỡng bức-LSP CSPF Constrained SPF SPF cưỡng DiffServ Differentiated Service Các dịch vụ phân biệt DLCI Data Link Connection Identifer Nhận dạng kết nối liên kết liệu DTP Dynamic Trunking Protocol Giao thức trunking động EBS Excess Burst Size Tốc độ cam kết tối đa EIR Excess Information Rate Tốc độ thông tin tối đa EPL Ethernet Private Line Dịch vụ Ethernet riêng điểmđiểm EoMPLS Ethernet over Multiprotocol Label Switching Ethernet qua chuyển mạch nhãn đa giao thức ER Explicit Routing Định tuyến EVC Ethernet Virtual Circuit Kênh ảo Ethernet FR Frame Relay Chuyển tiếp khung FEC Fowarding Equivalent Class Lớp chuyển tiếp tương đương HSI High Speed Internet Internet tốc độ cao 10 ... Trình bày dịch vụ cung cấp MAN- E Theo MEF định nghĩa ba loại dịch vụ E- Line, E- LAN E- Tree - Chương 3: Tìm hiểu cấu trúc MAN- E VNPT Nghệ An dịch vụ VNPT Nghệ An cung cấp mạng MAN – E Mặc dù cố... Nghe An province” - Main content: + Chapter 1: Presented an overview of MAN- E and technology for building MAN- E network + Chapter 2: Presentation of the basic services as defined by the MEF,... three basic connectivity services is E- Line, E- LAN and E- Tree as the point - point EVC, EVC and EVC multi-multi-point base points + Chapter 3: Network structure analysis MAN - E of VNPT Nghe An