Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Phản biện 1: …………………………………………………………………………
Phản biện 2: …………………………………………………………………………..
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng
Vào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm 2012
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng
MỞ ĐẦU
Phát triển về công nghệ đã mở ra nhiều dịch vụ và ứng dụng mới cho thông tin di
động. Các dịch vụ và ứng dụng mới này đòi hỏi ngày càng nhiều hơn tài nguyên băng
thông. Mạng Mobile backhaul với truyền dẫn TDM truyền thống khơng cịn khả năng
đáp ứng và đỏi hỏi chi phí cao khi mở rộng. Đồng thời xu thế phát triển của IP đang tạo
đà cho xây dựng và phát triển các mạng truyền dẫn với băng thông lớn và cực lớn cho
phép truyền dẫn từ bài Gbps đến hàng trăm Gbps. Việc dịch chuyển Mobile backhaul dựa
vào mạng truyền dẫn TDM truyền thống sang các mạng truyền dẫn băng thông lớn phù
hợp hơn với IP là xu thế tất yếu.
Hiện nay Tập đoàn BC-VT Việt Nam cũng như Viễn thơng Hưng n đã hồn thiện
việc triển khai mạng Metro truyền tải lưu lượng IP trên công nghệ Ethernet. Giải pháp
truyền dẫn E1/STM1 cho mạng backhaul có chi phí giá thành cao, phải đầu tư mới và
tính tối ưu khơng cao. Hướng sử dụng mạng MAN-E làm phân đoạn truyền tải cho mạng
mobile backhaul là phương án lựa chọn tối ưu cả về chi phí và kỹ thuật.
Nội dung luận văn nghiên cứu các tiêu chuẩn kỹ thuật của mạng mobile backhaul.
Trên cơ sở đó đưa ra giải pháp khuyến nghị triển khai trên MEN, phương án triển khai
trên mạng viễn thông Hưng Yên. Luận văn thực hiện gồm 3 chương:
- Chương 1: Trình bày các vấn đề tổng quan về mạng mobile backhaul.
- Chương 2: Hiện trạng MAN-E và Mobile backhaul Viễn thông Hưng Yên.
- Chương 3: Phương án triển khai mobile backhaul dựa trên mạng MAN-E của Viễn
thông Hưng Yên.
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MOBILE BACKHAUL
1.1. Khái niệm mạng Mobile backhaul
Mobile backhaul được xác định là phần mạng truyền tải nằm giữa các khối điều
khiển mạng vô tuyến (RNC) và trạm gốc mạng truy nhập vô tuyến (RAN BS).
Hạ tầng mạng mobile backhaul truyền thống sử dụng truyền dẫn TDM kết nối các
BTS/nodeB về các BSC/RNC. Hệ thống truyền dẫn TDM có băng thơng cố định dùng
cho các dịch vụ ln đảm bảo chất lượng, nhưng có chi phí cao, khơng chia sẻ được tài
ngun cho các dịch vụ khác. Theo xu hướng phát triển công nghệ, các dịch vụ yêu cầu
băng thông ngày càng cao, việc mở rộng hệ thống truyền dẫn TDM tốn kém không hiệu
quả về kinh tế. Để đảm bảo tính cạnh tranh, tối ưu mạng, các nhà cung cấp dịch vụ di
động cần triển khai mạng truyền dẫn IP cho phân đoạn mobile backhaul (triển khai mạng
IP RAN).
1.2. Các công nghệ triển khai trong IP RAN
Hệ thống mạng 2G hoạt động trên nền tảng chuyển mạch kênh TDM. Để chuyển
sang mạng IP RAN, ta cần có các cơ chế hỗ trợ việc giả lập kênh dịch vụ CES
(circuit emulation service). Cơ chế CES sẽ thiết lập một “kênh TDM” trên mạng IP kết
nối các BTS về các BSC qua mạng IP. Một số giao thức hỗ trợ việc truyền kênh TDM
trên nền IP, làm nhiệm vụ giả lập kênh như CESoPSN (Structure-Aware TDM circuit
emulation service over packet switched network) và SAToP (Structure-agnosic TDM
over packet).
Đối với mạng 3G, bản chất đã hoạt động trên cơng nghệ chuyển mạch gói. Các
cách giả dây (Pseudowire) đóng vai trị hết sức quan trọng để kết nối từ các
nodeB về RNC qua mạng IP. Pseudowire (PW) là một cơ chế cho phép truyền tải các
thuộc tính cần thiết của một dịch vụ được giả lập từ một thiết bị cho một hay nhiều thiết
bị khác qua một mạng chuyển mạch gói. Một số cơng nghệ PW được sử dụng gồm công
nghệ L2TPv3(Layer 2 Tunelling Protocol phiên bản 3) trên mạng IP hay đường hầm
AToM trong mạng MPLS.
- Công nghệ CESoPSN và SAToP: Hai giao thức này làm chức năng chuyển đổi các
timeslot của các kênh TDM vào phần tải tin của các gói IP.
Hình 1.1: Các cơng nghệ CES
Điểm khác biệt chính giữa 2 giao thức CESoPSN và SAToP là SAToP đẩy tất cả 32
khung của kênh TDM vào tải tin gói tin IP mà khơng phân biệt timeslot rỗng, còn
CESoPSN chỉ đẩy các timeslot có chứa thơng tin và bổ sung 1 trường để chỉ số timeslot
rỗng được bỏ qua trong phần tải tin. Do vậy, giao thức CESoPSN tối ưu, tiết kiệm băng
thông hơn so với SAToP
Công nghệ L2TPv3: L2TPv3 là một công nghệ pseudowire cho phép cung cấp các
dịch vụ lớp 2 qua mạng chuyển mạch gói. L2TPv3 được phát triển từ giao thức UTI cho
cơ chế đường hầm lớp 2.
Hình 1.2: Minh họa hoạt động của L2TPv3
- Công nghệ AToM: AToM là một công nghệ pseudowire sử dụng các mạng MPLS
cho phép cung cấp các dịch vụ lớp 2. Các nhiệm vụ chính của AToM bao gồm việc thực
hiện pseudowire giữa các router biên PE và truyền tải các gói tin lớp 2 qua những
pseudowire này.
Hình 1.3: Minh họa hoạt động của AToM
1.3. Các cơ chế đồng bộ
Trong hệ thống viễn thông, đồng bộ là yếu tố cực kỳ quan trọng quyết định độ chính
xác của thông tin, dữ liệu được chuyển tải. Trong hệ thống di động, việc BTS nhận đồng
bộ từ BSC là bắt buộc. Với hạ tầng mạng TDM kết nối qua các kênh E1/T1 thì đồng bộ là
chuyện đơn giản bởi luồng E1/T1 luôn dành riêng time slot để chuyển tải dữ liệu đồng
bộ. Chuyển sang backhaul trên nền IP (kể cả 2G và 3G) các giao diện E1/T1 chỉ là
“circuit emulation” địi hỏi các thiết bị Pseudowire phải có khả năng nhận tín hiệu đồng
bộ từ BSC, chuyển tải nó lên mạng IP. Phía BTS thì thiết bị Pseudowire lại phải tái tạo
tín hiệu đó từ các gói IP, sau đó đẩy qua giao diện E1/T1 để thực hiện đồng bộ cho BTS.
Hình 1.4: Đồng bộ hóa trong mạng 2G
Khi chuyển qua IP RAN tồn bộ, Node B khơng cịn cổng E1 nữa mà là IP. Như vậy,
việc triển khai mạng mobile backhaul trên mạng toàn IP đồng nghĩa với việc mất nguồn
đồng hồ TDM. Có một số giải pháp triển đồng bộ trên mạng IP như sau:
- Phương pháp khôi phục đồng hồ thích nghi (ACR).
- Synchronous Ethernet (SyncE): SyncE hoạt động trên lớp vật lý, có độ chính xác
±100pPhần mềm (tương tự qua SDH).
- Đồng bộ hóa theo IEEE 1588v2: IEEE 1588v2 (hay được biết như là PTP:
Precision Time Protocol) là một chuẩn giao thức cho phép việc truyền chính xác tần số và
thời gian để đồng bộ các đồng hồ qua mạng dựa trên gói tin. Nó đồng bộ hóa đồng hồ
slave cục bộ trên mỗi thiết bị mạng với một đồng hồ hệ thống Grandmaster và sử dụng
truyền tải tem thời gian để cung cấp độ chính xác cao (mức nano giây) trong đồng bộ hóa
để đảm bảo sự ổn định tần số của trạm.
Hình 1.6. Phân cấp master-slave trong 1588v2
1.4. Đảm bảo chất lượng dịch vụ trong IP RAN
1.4.1. QoS trong mạng IP nói chung
Theo ITU-T, QoS là tập hợp các ảnh hưởng của sự thực hiện dịch vụ (do mạng thực
hiện) tạo nên mức độ thỏa mãn cho người sử dụng dịch vụ đó. Trong thực tế khái niệm
QoS còn được hiểu rộng hơn theo nghĩa, hệ thống nào mà trong đó có sự phân loại, phân
biệt hay có sự xử lý khác biệt cho mỗi luồng dữ liệu dịch vụ.
1.4.2. Một số tham số đánh giá QoS
Các tham số cơ bản đánh giá QoS: Băng thông hiện thời (throughput), Trễ (Latency
hay Delay), Biến thiên trễ (Jitter), Tỷ lệ mất gói (packet loss).
Các chỉ số đánh giá chất lượng dịch vụ trong mạng IP:
- IPTD (IP transfer delay): trễ truyền dẫn, gồm trễ do khoảng cách, do xử lý tại các
nút chuyển mạch, các bộ đệm… .
- IPDV (IP delay variability): đây chính là các chỉ số về jitter.
- IPLR (IP packet loss ratio): là tỉ lệ mất gói trong mạng IP.
- IPER (Ip packet error ratio): là tỉ lệ gói bị lỗi khi truyền.
1.4.3. Một số giải pháp liên quan đến việc hỗ trợ QoS trên mạng IP
- Cơ chế dịch vụ tích hợp (Intserv): Mơ phỏng lại như mạng chuyển mạch kênh trước
đây, nó sử dụng nguyên tắc đặt chỗ (tài nguyên) trước dùng giao thức RSVP cho từng
loại dịch vụ.
Hình 1.9. Mơ hình Inserv
- Cơ chế dịch vụ phân biệt (DiffServ): Kiến trúc DiffServ này tiếp cận theo hướng xử
lý QoS tại các hop (PHB) mà không phải dựa trên luồng như intserv.
Hình 1.10. Mơ hình diffserv
- Một số kỹ thuật quản lý QoS:
+ Phân lớp và đánh dấu (Classification and marking)
+ Policing và shaping
+ Tránh tắc nghẽn (Congestion-avoidance)
+ Quản lý tắc nghẽn (Congestion-management)
+ Định tuyến QoS (QoS routing)
+ Dành trước băng thơng (Bandwidth Reservation)
+ Kiểm sốt cuộc gọi vào mạng (Call Admission Control )
1.4.4 Các yêu cầu về QoS trong mạng mobile backhaul
Các yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ trong mạng IP nói chung và cho
IP RAN được qui định trong các chuẩn Y.1541 và Y.1221của ITU-T.
Bảng 1.2. Phân lớp QoS trong chuẩn Y.1541
(Nguồn: ITU chuẩn Y.1541)
1.5. Các cơ chế dự phòng
Một số cơ chế dự phòng được triển khai trong mạng IP:
- IGP – fast reroute: IGP là cơng nghệ tích hợp tính tốn lộ trình nhanh trên một bộ
định tuyến duy nhất dựa trên ISPF và PRC.
- MPLS TE: MPLS TE (MPLS traffice engineering) cung cấp một giải pháp tốt cho
độ tin cậy dịch vụ.
- VRRP: VRRP (Virtual router redundancy protocol) là giao thức thiết kế dự phòng
cho mạng LAN.
- LACP: LACP (Link Aggregation Control Protocol) là giao thức hoạt động ở lớp 2,
cho phép ghép 2 hay nhiều đường Ethernet vào thành 1 đường..
- BFD: BFD (Bi-Direction Fault Detection) cho phép phát hiện lỗi trên các kênh giữa
các hệ thống, bao gồm kết nối vật lý trực tiếp, mạch ảo, đường hầm, MPLS LSP, kênh
định tuyến multi-hop và kênh gián tiếp.
- RSTP: Bản chất STP được thiết kế để tránh bị loop trong kết nối mạng LAN giữa
các switch.
lõi di động (MSC, Softswitch, GGSN, SGSN...) và giữa phần lõi của mạng di động với
nhau. Thứ hai là kết nối Backhaul, bao gồm kết nối từ trạm BTS/NodeB đến BSC/RNC.
Các yêu cầu đối với thiết bị:
- CSG(Cell Site Gateway): thực hiện thu gom lưu lượng từ từ các BTS/NodeB. Các
CSG thường được kết nối với nhau tạo thành Ring để dự phòng. Thiết bị cần có, giao
diện GE cho hướng Uplink, giao diện FE/GE điện/quang, E1/T1 cho hướng Downlink.
Hỗ trợ các chức năng phân biệt dịch vụ, ánh xạ các lưu lượng vào độ ưu tiên khác nhau
trong mơ hình Diffserv, kết nối trunking 802.1q, QinQ.
- ASG(Aggregation Site Gateway): để thu gom lưu lượng thoại(GSM) từ các CSG
kết nối về. Thiết bị cần có: Giao diện kết nối tới MAN-E: GE/10GE và giao diện kết nối
tới BSC: FE/GE, STM1và E1.
Nguyên tắc triển khai là nâng cao chất lượng dịch vụ, hạn chế tối đa việc triển khai
thêm hệ thống truyền dẫn. Tận dụng tối đa hạ tầng truyền dẫn sẵn có và tối ưu mạng cần
được thiết kế tuân thủ một số yêu cầu sau:
- Tận dụng triệt để các hệ thống truyền dẫn sẵn có đã được trang bị, khơng cần triển
khai giải pháp mới với các địa điểm đã có sẵn truyền dẫn cho trạm BTS.
- Lắp đặt ASG tại đài trạm cùng vị trí với PE AGG và đấu nối uplink với thiết bị PE
AGG/ MAN E sử dụng kết nối GE/10GE.
- ASG kết nối cáp quang về 2 PE AGG, theo 2 hướng vật lý khác nhau để bảo vệ.
- Đối với 1 số thiết bị CSG đặt ngay tại trạm có thiết bị UPE mà khơng thể tạo ring
thì có thể thực hiện kết nối kiểu star.
- Ring CSG được kết nối
vào 1 hay 2 UPE để đảm
bảo có dự phịng kết nối khi
truyền tải trên MAN E.
3.3.2 Sơ đồ mạng triển khai
Hình 3.19: Sơ đồ mạng
mobile backhaul trên MANE Hưng Yên
Theo mạng đề xuất tổng số trạm CSG cần đầu tư là 29 node, được phân bổ trên toàn
tỉnh, phục vụ cho thu gom lưu lượng 2G/3G. Các CSG được phân chia thành 09 Ring, kết
nối vào 02 UPE thuộc MAN-E nhằm đảm bảo tính dự phịng trong trường hợp có sự cố.
Số lượng ASG cần đầu tư là 02 node, được kết nối tới AGG Hưng Yên và AGG Mỹ
Hào với tốc độ mỗi đường 2Gbps, đồng thời kế nối tới Router biên mạng VN2.
3.3.2 Lộ trình triển khai
Triển khai Mobile backhaul được đề xuất theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Triển khai các nodeB mới và chuyển đối các nodeB cũ của mạng 3G
qua mạng MEN.
Trong giai đoạn hiện nay, các nodeB triển khai mới của hai nhà mạng Vinaphone và
Mobilefone được kết nối qua các thiết bị thu gom switch access (Switch L2) tới MAN-E
và về RNC của từng nhà mạng. Tại Viễn thông Hưng Yên đang cung cấp các đường FE
tới các nodeB qua các Switch L2 và MAN-E kêt nối về RNC của Vinaphone đặt tại Hải
Dương, về RNC của Mobilefone đặt tại Hải Phòng.
Đối với các nodeB hiện tại đang kết nối bằng 4E1: thực hiện chuyển đổi dần sang
MAN-E giống như với các nodeB triển khai mới, đồng thời giữ nguyên kết nối cho mạng
2G hiện tại.
Giai đoạn 2: Triển khai mạng Mobile bachaul
Trang bị các CSG chuyển đổi 2G qua mạng IP, đồng thời quay đầu các nodeB từ
switch L2 qua các CSG. Sau giai đoạn này, phân đoạn backhaul cho mạng di động sẽ
thống nhất một kiến trúc duy nhất, kết nối trên các CSG, qua MEN và tập trung về các
thiết bị thu gom ASG của mạng di động. Các thiết bị mạng này là độc lập, không bị tác
động ảnh hưởng của các dịch vụ khác trong quá trình khai thác hệ thống. Hệ thống này
đảm bảo hạ tầng cung cấp truyền tải khi tiến lên 4G (LTE) mà khơng cần trang bị thêm
thiết bị.
Hiện nay Tập đồn BC-VT đã hoàn thành việc xây dựng cấu trúc mạng Mobile
backhaul cho các Viễn thông tỉnh/thành, các công tác chuẩn bị cần thiết. Dự kiến trong
một hai năm tới dự án sẽ được triển khai. Tiến độ của dự án phụ thuộc vào chiến lược và
chi phí đầu tư.
KẾT LUẬN
Hiện nay doanh thu của Tập đoàn BC-VT Việt Nam chủ yếu đến từ hai 2 mạng di
động VMS và VNP, việc đầu tư khai thác cho mạng di động luôn được ưu tiên hàng đầu
trong chiến lược kinh doanh. Đây cũng là xu hướng của Viễn thông Hưng Yên. Với hệ
thống MAN-E đã được xây dựng và hoàn thiện cho phép triển khai nhiều dịch vụ, từ
những hạn chế của công nghệ TDM, phân đoạn truyền tải cho phần backhaul của mạng di
động cần được triển khai chuyển qua mạng toàn IP, xây dựng mạng IP RAN trên nên
tảng MAN-E.
Luận văn đã xây dựng được phương án chi tiết chuyển đổi phần mobile backhaul
sang mạng MAN-E nói chung cũng như áp dụng triển khai trên địa bàn Viễn thơng Hưng
n. Giải quyết các bài tốn u cầu cho mạng di động như lựa chọn giải pháp thực hiện
truyền thoại qua mạng IP, cấp tín hiệu đồng bộ trên mạng chuyển mạch gói, các cơ chế
đảm bảo chất lượng dịch vụ và khả năng dự phòng đã được đề cập.
Hiện nay Tập đồn BC-VT Việt Nam nói chung cũng như tại Viễn thơng Hưng n
nói riêng đã hồn thành việc xây dựng, thẩm định cấu trúc mobile backhaul. Thời điểm
Tập đoàn VNPT triển khai mạng toàn IP cho cả 2 mạng di động phụ thuộc vào chiến lược
và chi phí đầu tư nâng cấp mạng. Luận văn cũng đã phân tích và chỉ ra lộ trình nâng cấp
cho việc xây dựng và chuyển đổi mạng IP RAN.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Phản biện 1: …………………………………………………………………………
Phản biện 2: …………………………………………………………………………..
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng
Vào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm 2012
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng
MỞ ĐẦU
Phát triển về công nghệ đã mở ra nhiều dịch vụ và ứng dụng mới cho thông tin di
động. Các dịch vụ và ứng dụng mới này đòi hỏi ngày càng nhiều hơn tài nguyên băng
thông. Mạng Mobile backhaul với truyền dẫn TDM truyền thống khơng cịn khả năng
đáp ứng và đỏi hỏi chi phí cao khi mở rộng. Đồng thời xu thế phát triển của IP đang tạo
đà cho xây dựng và phát triển các mạng truyền dẫn với băng thông lớn và cực lớn cho
phép truyền dẫn từ bài Gbps đến hàng trăm Gbps. Việc dịch chuyển Mobile backhaul dựa
vào mạng truyền dẫn TDM truyền thống sang các mạng truyền dẫn băng thông lớn phù
hợp hơn với IP là xu thế tất yếu.
Hiện nay Tập đoàn BC-VT Việt Nam cũng như Viễn thơng Hưng n đã hồn thiện
việc triển khai mạng Metro truyền tải lưu lượng IP trên công nghệ Ethernet. Giải pháp
truyền dẫn E1/STM1 cho mạng backhaul có chi phí giá thành cao, phải đầu tư mới và
tính tối ưu khơng cao. Hướng sử dụng mạng MAN-E làm phân đoạn truyền tải cho mạng
mobile backhaul là phương án lựa chọn tối ưu cả về chi phí và kỹ thuật.
Nội dung luận văn nghiên cứu các tiêu chuẩn kỹ thuật của mạng mobile backhaul.
Trên cơ sở đó đưa ra giải pháp khuyến nghị triển khai trên MEN, phương án triển khai
trên mạng viễn thông Hưng Yên. Luận văn thực hiện gồm 3 chương:
- Chương 1: Trình bày các vấn đề tổng quan về mạng mobile backhaul.
- Chương 2: Hiện trạng MAN-E và Mobile backhaul Viễn thông Hưng Yên.
- Chương 3: Phương án triển khai mobile backhaul dựa trên mạng MAN-E của Viễn
thông Hưng Yên.
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MOBILE BACKHAUL
1.1. Khái niệm mạng Mobile backhaul
Mobile backhaul được xác định là phần mạng truyền tải nằm giữa các khối điều
khiển mạng vô tuyến (RNC) và trạm gốc mạng truy nhập vô tuyến (RAN BS).
Hạ tầng mạng mobile backhaul truyền thống sử dụng truyền dẫn TDM kết nối các
BTS/nodeB về các BSC/RNC. Hệ thống truyền dẫn TDM có băng thơng cố định dùng
cho các dịch vụ ln đảm bảo chất lượng, nhưng có chi phí cao, khơng chia sẻ được tài
ngun cho các dịch vụ khác. Theo xu hướng phát triển công nghệ, các dịch vụ yêu cầu
băng thông ngày càng cao, việc mở rộng hệ thống truyền dẫn TDM tốn kém không hiệu
quả về kinh tế. Để đảm bảo tính cạnh tranh, tối ưu mạng, các nhà cung cấp dịch vụ di
động cần triển khai mạng truyền dẫn IP cho phân đoạn mobile backhaul (triển khai mạng
IP RAN).
1.2. Các công nghệ triển khai trong IP RAN
Hệ thống mạng 2G hoạt động trên nền tảng chuyển mạch kênh TDM. Để chuyển
sang mạng IP RAN, ta cần có các cơ chế hỗ trợ việc giả lập kênh dịch vụ CES
(circuit emulation service). Cơ chế CES sẽ thiết lập một “kênh TDM” trên mạng IP kết
nối các BTS về các BSC qua mạng IP. Một số giao thức hỗ trợ việc truyền kênh TDM
trên nền IP, làm nhiệm vụ giả lập kênh như CESoPSN (Structure-Aware TDM circuit
emulation service over packet switched network) và SAToP (Structure-agnosic TDM
over packet).
Đối với mạng 3G, bản chất đã hoạt động trên cơng nghệ chuyển mạch gói. Các
cách giả dây (Pseudowire) đóng vai trị hết sức quan trọng để kết nối từ các
nodeB về RNC qua mạng IP. Pseudowire (PW) là một cơ chế cho phép truyền tải các
thuộc tính cần thiết của một dịch vụ được giả lập từ một thiết bị cho một hay nhiều thiết
bị khác qua một mạng chuyển mạch gói. Một số cơng nghệ PW được sử dụng gồm công
nghệ L2TPv3(Layer 2 Tunelling Protocol phiên bản 3) trên mạng IP hay đường hầm
AToM trong mạng MPLS.
- Công nghệ CESoPSN và SAToP: Hai giao thức này làm chức năng chuyển đổi các
timeslot của các kênh TDM vào phần tải tin của các gói IP.
Hình 1.1: Các cơng nghệ CES
Điểm khác biệt chính giữa 2 giao thức CESoPSN và SAToP là SAToP đẩy tất cả 32
khung của kênh TDM vào tải tin gói tin IP mà khơng phân biệt timeslot rỗng, còn
CESoPSN chỉ đẩy các timeslot có chứa thơng tin và bổ sung 1 trường để chỉ số timeslot
rỗng được bỏ qua trong phần tải tin. Do vậy, giao thức CESoPSN tối ưu, tiết kiệm băng
thông hơn so với SAToP
Công nghệ L2TPv3: L2TPv3 là một công nghệ pseudowire cho phép cung cấp các
dịch vụ lớp 2 qua mạng chuyển mạch gói. L2TPv3 được phát triển từ giao thức UTI cho
cơ chế đường hầm lớp 2.
Hình 1.2: Minh họa hoạt động của L2TPv3
- Công nghệ AToM: AToM là một công nghệ pseudowire sử dụng các mạng MPLS
cho phép cung cấp các dịch vụ lớp 2. Các nhiệm vụ chính của AToM bao gồm việc thực
hiện pseudowire giữa các router biên PE và truyền tải các gói tin lớp 2 qua những
pseudowire này.
Hình 1.3: Minh họa hoạt động của AToM
1.3. Các cơ chế đồng bộ
Trong hệ thống viễn thông, đồng bộ là yếu tố cực kỳ quan trọng quyết định độ chính
xác của thông tin, dữ liệu được chuyển tải. Trong hệ thống di động, việc BTS nhận đồng
bộ từ BSC là bắt buộc. Với hạ tầng mạng TDM kết nối qua các kênh E1/T1 thì đồng bộ là
chuyện đơn giản bởi luồng E1/T1 luôn dành riêng time slot để chuyển tải dữ liệu đồng
bộ. Chuyển sang backhaul trên nền IP (kể cả 2G và 3G) các giao diện E1/T1 chỉ là
“circuit emulation” địi hỏi các thiết bị Pseudowire phải có khả năng nhận tín hiệu đồng
bộ từ BSC, chuyển tải nó lên mạng IP. Phía BTS thì thiết bị Pseudowire lại phải tái tạo
tín hiệu đó từ các gói IP, sau đó đẩy qua giao diện E1/T1 để thực hiện đồng bộ cho BTS.
Hình 1.4: Đồng bộ hóa trong mạng 2G
Khi chuyển qua IP RAN tồn bộ, Node B khơng cịn cổng E1 nữa mà là IP. Như vậy,
việc triển khai mạng mobile backhaul trên mạng toàn IP đồng nghĩa với việc mất nguồn
đồng hồ TDM. Có một số giải pháp triển đồng bộ trên mạng IP như sau:
- Phương pháp khôi phục đồng hồ thích nghi (ACR).
- Synchronous Ethernet (SyncE): SyncE hoạt động trên lớp vật lý, có độ chính xác
±100pPhần mềm (tương tự qua SDH).
- Đồng bộ hóa theo IEEE 1588v2: IEEE 1588v2 (hay được biết như là PTP:
Precision Time Protocol) là một chuẩn giao thức cho phép việc truyền chính xác tần số và
thời gian để đồng bộ các đồng hồ qua mạng dựa trên gói tin. Nó đồng bộ hóa đồng hồ
slave cục bộ trên mỗi thiết bị mạng với một đồng hồ hệ thống Grandmaster và sử dụng
truyền tải tem thời gian để cung cấp độ chính xác cao (mức nano giây) trong đồng bộ hóa
để đảm bảo sự ổn định tần số của trạm.
Hình 1.6. Phân cấp master-slave trong 1588v2
1.4. Đảm bảo chất lượng dịch vụ trong IP RAN
1.4.1. QoS trong mạng IP nói chung
Theo ITU-T, QoS là tập hợp các ảnh hưởng của sự thực hiện dịch vụ (do mạng thực
hiện) tạo nên mức độ thỏa mãn cho người sử dụng dịch vụ đó. Trong thực tế khái niệm
QoS còn được hiểu rộng hơn theo nghĩa, hệ thống nào mà trong đó có sự phân loại, phân
biệt hay có sự xử lý khác biệt cho mỗi luồng dữ liệu dịch vụ.
1.4.2. Một số tham số đánh giá QoS
Các tham số cơ bản đánh giá QoS: Băng thông hiện thời (throughput), Trễ (Latency
hay Delay), Biến thiên trễ (Jitter), Tỷ lệ mất gói (packet loss).
Các chỉ số đánh giá chất lượng dịch vụ trong mạng IP:
- IPTD (IP transfer delay): trễ truyền dẫn, gồm trễ do khoảng cách, do xử lý tại các
nút chuyển mạch, các bộ đệm… .
- IPDV (IP delay variability): đây chính là các chỉ số về jitter.
- IPLR (IP packet loss ratio): là tỉ lệ mất gói trong mạng IP.
- IPER (Ip packet error ratio): là tỉ lệ gói bị lỗi khi truyền.
1.4.3. Một số giải pháp liên quan đến việc hỗ trợ QoS trên mạng IP
- Cơ chế dịch vụ tích hợp (Intserv): Mơ phỏng lại như mạng chuyển mạch kênh trước
đây, nó sử dụng nguyên tắc đặt chỗ (tài nguyên) trước dùng giao thức RSVP cho từng
loại dịch vụ.
Hình 1.9. Mơ hình Inserv
- Cơ chế dịch vụ phân biệt (DiffServ): Kiến trúc DiffServ này tiếp cận theo hướng xử
lý QoS tại các hop (PHB) mà không phải dựa trên luồng như intserv.
Hình 1.10. Mơ hình diffserv
- Một số kỹ thuật quản lý QoS:
+ Phân lớp và đánh dấu (Classification and marking)
+ Policing và shaping
+ Tránh tắc nghẽn (Congestion-avoidance)
+ Quản lý tắc nghẽn (Congestion-management)
+ Định tuyến QoS (QoS routing)
+ Dành trước băng thơng (Bandwidth Reservation)
+ Kiểm sốt cuộc gọi vào mạng (Call Admission Control )
1.4.4 Các yêu cầu về QoS trong mạng mobile backhaul
Các yêu cầu về chất lượng dịch vụ cho các dịch vụ trong mạng IP nói chung và cho
IP RAN được qui định trong các chuẩn Y.1541 và Y.1221của ITU-T.
Bảng 1.2. Phân lớp QoS trong chuẩn Y.1541
(Nguồn: ITU chuẩn Y.1541)
1.5. Các cơ chế dự phòng
Một số cơ chế dự phòng được triển khai trong mạng IP:
- IGP – fast reroute: IGP là cơng nghệ tích hợp tính tốn lộ trình nhanh trên một bộ
định tuyến duy nhất dựa trên ISPF và PRC.
- MPLS TE: MPLS TE (MPLS traffice engineering) cung cấp một giải pháp tốt cho
độ tin cậy dịch vụ.
- VRRP: VRRP (Virtual router redundancy protocol) là giao thức thiết kế dự phòng
cho mạng LAN.
- LACP: LACP (Link Aggregation Control Protocol) là giao thức hoạt động ở lớp 2,
cho phép ghép 2 hay nhiều đường Ethernet vào thành 1 đường..
- BFD: BFD (Bi-Direction Fault Detection) cho phép phát hiện lỗi trên các kênh giữa
các hệ thống, bao gồm kết nối vật lý trực tiếp, mạch ảo, đường hầm, MPLS LSP, kênh
định tuyến multi-hop và kênh gián tiếp.
- RSTP: Bản chất STP được thiết kế để tránh bị loop trong kết nối mạng LAN giữa
các switch.
lõi di động (MSC, Softswitch, GGSN, SGSN...) và giữa phần lõi của mạng di động với
nhau. Thứ hai là kết nối Backhaul, bao gồm kết nối từ trạm BTS/NodeB đến BSC/RNC.
Các yêu cầu đối với thiết bị:
- CSG(Cell Site Gateway): thực hiện thu gom lưu lượng từ từ các BTS/NodeB. Các
CSG thường được kết nối với nhau tạo thành Ring để dự phòng. Thiết bị cần có, giao
diện GE cho hướng Uplink, giao diện FE/GE điện/quang, E1/T1 cho hướng Downlink.
Hỗ trợ các chức năng phân biệt dịch vụ, ánh xạ các lưu lượng vào độ ưu tiên khác nhau
trong mơ hình Diffserv, kết nối trunking 802.1q, QinQ.
- ASG(Aggregation Site Gateway): để thu gom lưu lượng thoại(GSM) từ các CSG
kết nối về. Thiết bị cần có: Giao diện kết nối tới MAN-E: GE/10GE và giao diện kết nối
tới BSC: FE/GE, STM1và E1.
Nguyên tắc triển khai là nâng cao chất lượng dịch vụ, hạn chế tối đa việc triển khai
thêm hệ thống truyền dẫn. Tận dụng tối đa hạ tầng truyền dẫn sẵn có và tối ưu mạng cần
được thiết kế tuân thủ một số yêu cầu sau:
- Tận dụng triệt để các hệ thống truyền dẫn sẵn có đã được trang bị, khơng cần triển
khai giải pháp mới với các địa điểm đã có sẵn truyền dẫn cho trạm BTS.
- Lắp đặt ASG tại đài trạm cùng vị trí với PE AGG và đấu nối uplink với thiết bị PE
AGG/ MAN E sử dụng kết nối GE/10GE.
- ASG kết nối cáp quang về 2 PE AGG, theo 2 hướng vật lý khác nhau để bảo vệ.
- Đối với 1 số thiết bị CSG đặt ngay tại trạm có thiết bị UPE mà khơng thể tạo ring
thì có thể thực hiện kết nối kiểu star.
- Ring CSG được kết nối
vào 1 hay 2 UPE để đảm
bảo có dự phịng kết nối khi
truyền tải trên MAN E.
3.3.2 Sơ đồ mạng triển khai
Hình 3.19: Sơ đồ mạng
mobile backhaul trên MANE Hưng Yên
Theo mạng đề xuất tổng số trạm CSG cần đầu tư là 29 node, được phân bổ trên toàn
tỉnh, phục vụ cho thu gom lưu lượng 2G/3G. Các CSG được phân chia thành 09 Ring, kết
nối vào 02 UPE thuộc MAN-E nhằm đảm bảo tính dự phịng trong trường hợp có sự cố.
Số lượng ASG cần đầu tư là 02 node, được kết nối tới AGG Hưng Yên và AGG Mỹ
Hào với tốc độ mỗi đường 2Gbps, đồng thời kế nối tới Router biên mạng VN2.
3.3.2 Lộ trình triển khai
Triển khai Mobile backhaul được đề xuất theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Triển khai các nodeB mới và chuyển đối các nodeB cũ của mạng 3G
qua mạng MEN.
Trong giai đoạn hiện nay, các nodeB triển khai mới của hai nhà mạng Vinaphone và
Mobilefone được kết nối qua các thiết bị thu gom switch access (Switch L2) tới MAN-E
và về RNC của từng nhà mạng. Tại Viễn thông Hưng Yên đang cung cấp các đường FE
tới các nodeB qua các Switch L2 và MAN-E kêt nối về RNC của Vinaphone đặt tại Hải
Dương, về RNC của Mobilefone đặt tại Hải Phòng.
Đối với các nodeB hiện tại đang kết nối bằng 4E1: thực hiện chuyển đổi dần sang
MAN-E giống như với các nodeB triển khai mới, đồng thời giữ nguyên kết nối cho mạng
2G hiện tại.
Giai đoạn 2: Triển khai mạng Mobile bachaul
Trang bị các CSG chuyển đổi 2G qua mạng IP, đồng thời quay đầu các nodeB từ
switch L2 qua các CSG. Sau giai đoạn này, phân đoạn backhaul cho mạng di động sẽ
thống nhất một kiến trúc duy nhất, kết nối trên các CSG, qua MEN và tập trung về các
thiết bị thu gom ASG của mạng di động. Các thiết bị mạng này là độc lập, không bị tác
động ảnh hưởng của các dịch vụ khác trong quá trình khai thác hệ thống. Hệ thống này
đảm bảo hạ tầng cung cấp truyền tải khi tiến lên 4G (LTE) mà khơng cần trang bị thêm
thiết bị.
Hiện nay Tập đồn BC-VT đã hoàn thành việc xây dựng cấu trúc mạng Mobile
backhaul cho các Viễn thông tỉnh/thành, các công tác chuẩn bị cần thiết. Dự kiến trong
một hai năm tới dự án sẽ được triển khai. Tiến độ của dự án phụ thuộc vào chiến lược và
chi phí đầu tư.
KẾT LUẬN
Hiện nay doanh thu của Tập đoàn BC-VT Việt Nam chủ yếu đến từ hai 2 mạng di
động VMS và VNP, việc đầu tư khai thác cho mạng di động luôn được ưu tiên hàng đầu
trong chiến lược kinh doanh. Đây cũng là xu hướng của Viễn thông Hưng Yên. Với hệ
thống MAN-E đã được xây dựng và hoàn thiện cho phép triển khai nhiều dịch vụ, từ
những hạn chế của công nghệ TDM, phân đoạn truyền tải cho phần backhaul của mạng di
động cần được triển khai chuyển qua mạng toàn IP, xây dựng mạng IP RAN trên nên
tảng MAN-E.
Luận văn đã xây dựng được phương án chi tiết chuyển đổi phần mobile backhaul
sang mạng MAN-E nói chung cũng như áp dụng triển khai trên địa bàn Viễn thơng Hưng
n. Giải quyết các bài tốn u cầu cho mạng di động như lựa chọn giải pháp thực hiện
truyền thoại qua mạng IP, cấp tín hiệu đồng bộ trên mạng chuyển mạch gói, các cơ chế
đảm bảo chất lượng dịch vụ và khả năng dự phòng đã được đề cập.
Hiện nay Tập đồn BC-VT Việt Nam nói chung cũng như tại Viễn thơng Hưng n
nói riêng đã hồn thành việc xây dựng, thẩm định cấu trúc mobile backhaul. Thời điểm
Tập đoàn VNPT triển khai mạng toàn IP cho cả 2 mạng di động phụ thuộc vào chiến lược
và chi phí đầu tư nâng cấp mạng. Luận văn cũng đã phân tích và chỉ ra lộ trình nâng cấp
cho việc xây dựng và chuyển đổi mạng IP RAN.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links