Tài liệu Baso cáo thực tập-giải pháp mobile backhaul và phương án triển khai trên mạng viễn thông hưng yên

  • Số trang: 18 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 589 |
  • Lượt tải: 3
quangtran

Đã đăng 3721 tài liệu

Mô tả:

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG --------------------------------------- NGUYỄN ĐĂNG THÀNH GIẢI PHÁP MOBILE BACKHAUL VÀ PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI TRÊN MẠNG VIỄN THÔNG HƯNG YÊN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ : 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2012 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Bùi Trung Hiếu Phản biện 1: ………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………….. Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm 2012 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 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 không còn 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 thông Hưng Yên đã hoàn 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 không 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 thông cố định dùng cho các dịch vụ luôn đảm bảo chất lượng, nhưng có chi phí cao, không chia sẻ được tài nguyên 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 phải 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 công nghệ chuyển mạch gói. Các phương thức giả dây (Pseudowire) đóng vai trò 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 hoặc nhiều thiết bị khác qua một mạng chuyển mạch gói. Một số công nghệ PW được sử dụng gồm công nghệ L2TPv3(Layer 2 Tunelling Protocol version 3) trên mạng IP hoặc 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 công 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 không phân biệt timeslot rỗng, còn CESoPSN chỉ đẩy các timeslot có chứa thông 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” đòi 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 toàn bộ, Node B không còn 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 ±100ppm (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 hoặc 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): Mô 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. Mô 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. Mô 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 thông (Bandwidth Reservation) + Kiểm soát 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 công nghệ tích hợp tính toán 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. Chương 2 HIỆN TRẠNG MẠNG MAN-E VÀ MẠNG MOBILE BACKHAUL VIỄN THÔNG HƯNG YÊN 2.1. Kiến trúc MAN-E Viễn thông Hưng Yên 2.1.1. Khái niệm MAN-E Mạng Ethernet đô thị là mạng sử dụng công nghệ Ethernet, kết nối các mạng cục bộ của các tổ chức và cá nhân với một mạng diện rộng WAN hay với Internet. Bản thân công nghệ Ethernet đã trở nên quen thuộc trong những mạng LAN của doanh nghiệp trong nhiều năm qua; giá thành các bộ chuyển mạch Ethernet đã trở nên rất thấp; băng thông cho phép mở rộng với những bước nhảy tùy ý là những ưu thế tuyệt đối của Ethernet so với các công nghệ khác. 2.1.2. Kiến trúc mạng MAN-E Theo định nghĩa của Metro Ethernet Forum tại MEF4 - Metro Ethernet Architecture Framework part 1, mạng Metro Ethernet sẽ được xây dựng theo 3 lớp: Hình 2.1 Mô hình mạng metro theo các lớp 2.1.3. Các dịch vụ trong mạng MAN-E Các kiểu dịch vụ mạng MEN bao gồm các loại dịch vụ kết nối tương ứng với các loại EVC (Ethernet virtual circuit) - Dịch vụ điểm - điểm (E-LINE): Dịch vụ E-LINE dựa trên một kết nối ảo (EVC) điểm - điểm. - Dịch vụ đa điểm - đa điểm (E-LAN): Các dịch vụ cung cấp kết nối Ethernet ảo, dạng đa điểm – đa điểm. - Dịch vụ điểm - đa điểm (E-TREE): Các dịch vụ cung cấp kết nối Ethernet ảo, dạng điểm – đa điểm. 2.1.4 Mạng MAN-E của Viễn thông Hưng Yên Mạng MAN-E của Viễn thông Hưng Yên sử dụng thiết bị của hãng Huawei, dòng Router NE40E. Cấu hình mạng metro ethernet tại Viễn thông Hưng Yên gồm: - 01 Ring Core: gồm 02 thiết bị NE40E-8 kết nối với nhau qua 02 giao diện 10G, tốc độ ring core là 20 Gbps. Ring core có chức năng truyền tải các lưu lượng kết nối đến mạng IP core và các lưu lượng VPN nội tỉnh. - 05 Ring Access: có tốc độ 10Gbps, gồm các thiết bị NE40E-4 kết nối với nhau qua 01 cổng 10G, cấu hình trunking tạo thành các vòng ring 10G nội tỉnh. Các ring này có 2 đến 3 UPE kết nối về 2 node PE-AGG dể đảm bảo hoạt động và dự phòng. Các ring access thu gom lưu lượng các IP DSLAM/MSAN/Switch L2 cung cấp các dịch vụ viễn thông cho khách hàng. Hiện tại bao gồm các dịch vụ Internet, IPTV, VOD, VPN. Dưới đây là hình vẽ mô tả sơ đồ mạng MAN-E Viễn thông Hưng Yên. 9 km 5G 31 km Hình 2.6 Sơ đồ mạng MAN-E VT Hưng Yên 2.1.5 Một số cơ chế nguyên tắc hoạt động của MEN - Định tuyến: sử dụng giao thức định tuyến động IS-IS. - Cấu trúc miền MPLS: Mạng MEN của tỉnh được thiết kế là một miền MPLS LDP độc lập với tỉnh khác và các miền MPLS LDP này cũng tách biệt với miền MPLS mạng core. - Các cơ chế đảm bảo độ sẵn sàng cao: triển khai các cơ chế như Hội tụ nhanh IGP, BFD, VRRP, MPLS TE. - QoS: triển khai QoS trong metro theo mô hình Diffserv kiểu ống. - Bảo mật: sử dụng các đường hầm VLL, VPLS, mô hình QinQ và PW (presudo wire) đảm bảo bảo mật về dịch vụ. 2.2 Các dịch vụ ứng dụng khai thác trên MEN VT Hưng Yên Hiện đang khai thác 4 dịch vụ cơ bản gồm là: - Internet tốc độ cao (High Speed Internet - HSI): cung cấp các dịch vụ internet trên nền ADSL, FTTH. - IPTV/VoD (IPTV/Video on Demand): cung cấp dịch vụ truyền hình, xem phim, ca nhạc theo yêu cầu. - VoIP (Voice over Internet): các dịch vụ thoại POTS. - Dịch vụ VPN lớp 2/lớp 3: dịch vụ kết nối truyền số liệu. 2.3 Hiện trạng mạng Mobile backhaul VT Hưng Yên Hạ tầng mạng di động trên địa bàn Hưng Yên hiện gồm hệ thống 2G/3G của Vinaphone và Mobilefone với số liệu như sau. Mạng Vinaphone có 160 trạm BTS và 58 nodeB, dự kiến trong thời gian tới sẽ bổ sung khoảng 94 điểm trạm trong đó số lượng BTS là 47, NodeB là 47. Mạng Mobilefone có 165 trạm BTS và 70 nodeB, dự kiến trong thời gian tới sẽ bổ sung khoảng 116 điểm trạm trong đó số lượng BTS là 58, NodeB là 58. Kết nối các trạm BTS: sử dụng 01 luồng E1, kết nối về thiết bị ghép kênh di động (mobile mux), các mobile mux kết nối tới BSC bằng đường STM1. Kết nối các trạm nodeB: kết nối 4 luồng E1 nội tỉnh về mobile mux. Từ mobile mux sử dụng 01 luồng STM1 liên tỉnh kết nối sang thiết bị điều khiển RNC. Hình 2.17: Sơ đồ kết nối backhaul hiện tại Chương 3 PHƯƠNG ÁN TRIỂN KHAI MOBILE BACKHAUL DỰA TRÊN MAN-E CỦA VIỄN THÔNG HƯNG YÊN 3.1 Các phương án triển khai Mobile Backhaul 3.1.1 Đánh giá một số phương án triển khai Mobile backhaul không sử dụng MANE trong VNPT - Sử dụng hạ tầng SDH hiện có : Hạ tầng SDH hiện có chỉ đáp ứng được giai đoạn đầu tiên khi triển khai 3G với việc chuyển đổi E1/FE, về lâu dài cần phải xây dựng một phương án triển khai Mobile backhaul khác tối ưu hơn. - Sử dụng trên hạ tầng mạng ATM : hệ thống ATM tại Việt Nam không được triển khai rộng rãi vì vậy việc triển khai mobile backhaul trên nền ATM là điều khó có thể thực hiện được. - Xây dựng một mạng riêng : xây dựng một mạng riêng hoàn toàn độc lập với các hệ thống cũ là một việc cực tốn kém, với việc cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà cung cấp dịch vụ như hiện nay, yêu cầu rút ngắn thời gian tối đa để triển khai, cung cấp dịch vụ thì việc xây dựng một mạng mới có qui mô như Mobile backhaul là không thực tế. 3.1.2 Phương án sử dụng MAN-E Với ưu thế về băng thông, tính ưu việt của công nghệ chuyển mạch gói, chi phí giá thành hạ, bài toàn IP RAN chuyển các giao diện trong mạng truy nhập vô tuyến trước kia dùng TDM sang dùng IP cho mạng di động là lựa chọn tất yếu. 3.1.2.1Phương án truyền tải 3G qua MAN-E Các nodeB cần chạy trong một Pseudo wire qua MAN-E về các RNC. Trong mạng MAN-E các PW có thể khai báo theo hai chế độ, kết nối điểm điểm sử dụng VLL hoặc kết nối điểm đa điểm sử dụng VPLS. Phần truyền tải trên mạng MAN-E, sử dụng giải pháp kết hợp VLL và VPLS: các nodeB kết nối vào cùng UPE thì sử dụng cùng một miền VPLS (toàn tỉnh sẽ có số miền VPLS bằng số UPE trong mạng MAN-E), phần kết nối từ UPE về PE-AGG sử dụng 01 VLL nhằm hạn chế địa chỉ MAC trên toàn mạng. Hình 3.3 Mô hình kết nối các nodeB vào RNC nội tỉnh Dùng 2 dải S-VLAN cho 2 nhà cung cấp dịch vụ mobile (VNP, VMS). Đóng gói kiểu dot1Q từ L2switch đến UPE, từ PE-AGG tới ASG. - Cấu hình VLL chạy chính kết nối từ các UPE về PE-AGG và VLL chạy trong mạng lõi IP (với kết nối liên tỉnh). - Cấu hình dự phòng nguội đường VLL để dự phòng PE-AGG và kết nối tới RNC Router. - PE-AGG kết nối với RNC Router bằng 2 kết nối vật lý đi theo 2 tuyến cáp khác nhau. Hai tuyến cáp này sử dụng để thực hiện chia tải và dự phòng. - Default-gateway của NodeB sẽ là địa chỉ trên Sub-interface thuộc RNC Router. Hình 3.4: Mô hình kết nối nodeB vào RNC liên tỉnh 3.1.2.2Phương án truyền tải 2G qua mạng MAN-E Lưu lượng 2G chủ yếu là thoại truyền tải trên mạng TDM với giao diện kết nối là các cổng E1. Để chuyển qua mạng toàn IP cần trang bị bổ sung các thiết bị chuyển giao diện E1 sang giao diện IP, đảm bảo khả năng tích hợp với mạng 3G đã chuyển hướng kết nối. Các thiết tích hợp mạng 3G gọi là các cell site gateway đặt tại các trạm gốc. Các thiết bị này đảm bảo các yêu cầu: + Có giao diện E1 kết nối đến các BTS. + Các giao diện FE kết nối đến các nodeB. + Giao diện GE kết nối uplink. + Hỗ trợ các tính năng phân biệt dịch vụ (DSCP, CoS), kết nối trunking 802.1q, QinQ. Để thực hiện truyền dịch vụ TDM - thoại trên mạng chuyển mạch gói IP, đề xuất chọn mô hình coi NodeB như 1 kết nối VPN, sử dụng giai thức CESoPSN truyền tải các kênh thoại trên mạng IP, không nên mở rộng miền MPLS đến các CSG để đơn giản mô hình quản lý mạng. Mô hình kết nối mạng toàn IP: Hình 3.6 Mô hình kết nối toàn IP cho 2G/3G 3.2 Các vấn đề quan trọng trong khi triển khai mobile backhaul trên MAN-E 3.2.1 Truyền tín hiệu đồng bộ trong mạng Mobile backhaul Đối với hệ thống mạng toàn IP, phương thức truyền tín hiệu đồng bộ 2Mhz là không tối ưu vì lúc đó phải xây dựng mạng riêng để truyền tín hiệu đồng bộ. Theo yêu cầu kỹ thuật về đồng bộ cho mạng mobile, sử dụng đồng thời 2 giải pháp đồng bộ: Synch E cho mạng lõi IP và PTP 1588v2 cho mạng MAN-E. Như vậy, phần đồng bộ cho mạng mobile backhaul sử dụng PTP 1588v2 với master clock cấp tín hiệu đồng bộ trực tiếp cho ASG và truyền tải qua mạng MEN đến các PTP client tại nodeB Mô hình giải pháp: Hình 3.10 Mô hình triển khai đồng bộ trong mạng Để tín hiệu đồng bộ mạch gói ổn định, khi thiết kế đồng bộ cho mạng cần lưu ý: - Mạng phân phối tín hiệu đồng bộ qua giao thức PTP được tính toán theo với số chặng tối đa (hops) trong chuỗi là 10. - Số lượng PTP client tối đa trong mỗi miền PTP. - Thiết lập chế độ ưu tiên lưu lượng cao nhất cho các gói tín đồng bộ trong mạng IP. 3.2.2 Cơ chế thực hiện QoS trong mạng MEN 3.2.2.1Áp dụng QoS trên toàn miền MEN Hệ thống mạng truyền tải MEN mang nhiều lưu lượng của nhiều loại dịch vụ như internet, VPN, thoại, di động… Mỗi loại có yêu cầu về chất lượng dịch vụ khác nhau. Để đảm bảo QoS trên toàn mạng, triển khai mô hình Diffserrv căn cứ theo tiêu chuẩn chất lượng do ITU khuyến nghị. Việc triển khai QoS theo mô hình diffserv là phải gán tất cả các tiêu chuẩn ưu tiên theo bảng trên vào từng loại dịch vụ trên từng phân đoạn mạng. Trong nội miền MEN và mạng lõi IP, việc đánh dấu các lớp dựa vào trường EXP của MPLS - Giữa các thiết bị truy nhập và miền metro cũng như giữa metro và mạng lõi phân biệt các lớp QoS dựa vào trường 802.1P (CoS) hoặc DSCP tùy từng trường hợp cụ thể MIỀN KHÔNG TIN CẬY DSLAM, MSAN, OLT/ONU L2SW UPE  VN2 IPTV PE VoIP Miền truy nhập    N/A Mobile MAN E Classification Packet Marking Ingress Policing DSCP, ToS, CoS, protocol, IP, MAC, port PE PE-AGG UPE Miền khách hàng HSI PE PE-AGG MAN E UPE 802.1p   IP core MPLS EXP Marking Egress Sharping MPLS EXP  Egress Sharping 802.1p MPLS EXP SVC  Ingress Policing QoS model Modem HGW, CPE, POTS .. MIỀN KHÔNG TIN CẬY MIỀN TIN CẬY 802.1p Hình 3.11: Mô hình triển khai QoS trên NGN Triển khai QoS trên mạng MEN cũng theo các bước: Classification(phân loại), Policing(giới hạn băng thông, xử lý các lưu lượng vi phạm băng thông), Marking(phân loại), Shaping(xếp hàng + lập lịch). Chính sách này được triển khai tại các giao diện NNI và UNI trên MEN. 3.2.2.2Áp chính sách QoS cho mạng mobile backhaul Sau khi thực hiện triển khai QoS trên tất cả các phân đoạn trên MEN, ta áp các profile QoS cho mobile backhaul. Các profile QoS cho mobile backhaul xây dựng theo bẳng tiêu chuẩn sau: Bảng 3.3. Tiêu chuẩn QoS các dịch vụ trên mobile backhaul STT Ứng dụng SP class 802.1p (CoS) 1 Control network CONTROL 6 REALTIME 5 protocol VoIP, IEEE1588 V2 Mobile backhaus 2G Mobile backhaus Voice 3G 2 3 Mobile backhaus Video phone VIDEO 4 4 Enterprise Data 1 Crictical data 1 3 5 Enterprise Data 2 Crictical data 2 2 6 Business HSI Business HSI 1 7 Mobile backhaus Data 3G Residential his 0 Nguồn: Tiêu chuẩn QoS cho mạng di động – VNPT 10/2010 Thực hiện cấu hình gán các profile QoS cho dịch vụ mobile là cấu hình trên các CSG gồm: - Trên cổng kết nối tới UPE, thực hiện việc phân tách được từng loại dữ liệu rồi đánh dấu trường 802.1p theo tiêu chuẩn. - Trên các cổng kết nối tới nodeB và trạm BTS, thực hiện việc tách dịch vụ theo DSCP, policing theo cổng, áp băng thông: UNI Node B 1 3G FE/GE C/S-VLAN RNC Node B 2 CSG 802.1p C/S-VLAN BTS E1/T1.. ASG Bắt buộc UPE PE-AGG Tuỳ chọn Classification: Thông số để phân tá ch dữ liệu từng dị ch vụ + IPP/DSCP/802.1p Policing: theo Port - 2G: CIR = n*2Mbps (n là số E1)) - 3G: CIR = m *10Mbps (m là số Node B) BSC E1/T1.. 2G Classification: Port + S-VLAN + 802.1p Marking: 802.1p -> Exp Shaping: Bảng 1 Marking: 802.1p CoS Classification: Port + C-VLAN+802.1p Marking: CoS -> CoS/DSCP/IPP Classification: Exp Marking: Exp -> 802.1p Hình 3.14 Mô tả CSG nối trực tiếp với UPE 3.2.3 Các cơ chế bảo vệ kết nối cho các BTS/nodeB Phân đoạn mobile backhaul trên MEN không chỉ có một điểm lỗi mất kết nối mà bao gồm rất nhiều điểm tại các phân đoạn khác nhau. Có 3 phân đoạn có thể làm gián đoạn dịch vụ gồm: - Cơ chế bảo vệ phần đoạn cuối truy nhập Phần đoạn cuối truy nhập kết nối từ BTS/nodeB đền Switch L2 thu gom (hoặc đến CSG) và từ switch L2 (hoặc CSG) đến các UPE của MEN. Để đảm bảo an toàn phân đoạn này, đề xuất triển khai một số giải pháp: - Mô hình đấu chuỗi: sử dụng 02 tuyến cáp quang kết nối theo 2 hướng từ BTS/nodeB về các CSG. Các CSG cũng kết nối trên 2 hướng cáp quang về các UPE của MEN. Trên các hướng kết nối từ BTS/nodeB về CSG và từ CSG về các UPE, thực hiện cấu hình LACP chạy mô hình dự phòng chia tải . - Mô hình đấu vòng: Các CSG được đấu vòng với nhau kết nối đến các nút UPE của MEN, sử dụng RSTP để chuyển mạch bảo vệ khi một hướng bị mất kết nối. - Cơ chế bảo vệ trong phân đoạn MEN Triển khai cơ chế bảo vệ với dịch vụ mobile trên phân đoạn MEN, tại mỗi node UPE tập trung các kết nối từ nodeB lên, ta thực hiện cấu hình đường hầm (tunel) chính và dự phòng theo 2 hướng về mạng lõi của MEN. Cơ chế hoạt động của các đường hầm được tạo ra trên các LDP. - Cơ chế bảo vệ kết nối đến thiết bị thu gom RNC/BSC Để đảm bảo độ sẵn sàng hệ thống, ta thực hiện kết nối từ RNC/BTS theo 2 hướng đến 2 thiết bị lõi của MEN. Cơ chế đường hầm MPLS TE trong mạng MEN sẽ phân phối lưu lượng theo hai hướng trên về RNC/BTS. Cơ chế phân phối đó lựa chọn đường chính và đường dự phòng để truyền lưu lượng. Hình 3.18 Mô hình bảo vệ tổng hợp các kết nối mobile backhaul 3.3 Phương án triển khai Mobile backhaul trên MAN-E Hưng Yên 3.3.1 Tính toán số lượng thiết bị Việc xây dựng kết nối bao gồm hai phần chính: Kết nối phần lõi bao gồm từ RNC tới 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 tính năng phân biệt dịch vụ, ánh xạ các lưu lượng vào độ ưu tiên khác nhau trong mô 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, không 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 không thể tạo ring thì có thể thực hiện kết nối kiểu star. - Ring CSG được kết nối vào 1 hoặc 2 UPE để đảm bảo có dự phòng 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 phòng 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 không cần trang bị thêm thiết bị. Hiện nay Tập đoàn 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 thông Hưng Yên. Giải quyết các bài toán yêu 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 đoàn BC-VT Việt Nam nói chung cũng như tại Viễn thông Hưng Yên nói riêng đã hoàn 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.
- Xem thêm -