Đề tài Thiết kế hệ thống MSAN ALCATEL 1540 LITESPAN ứng dụng cho thành phố Lạng Sơn

Các thuật ngữ viết tắt AC  Alternating Current  Dòng xoay chiều   ADM  Add-Drop Multiplexer  Bộ tách ghép kênh   ADPCM  Adaptive Pulse Code Modulation  Điều chế xung mã tương thích   ADSL  Asymmetric Digital Subscriber Line  Đường dây thuê bao số không đối xứng   ADSL  ADSL Line Termination  Đầu cuối đường dây ADSL   LT  Access Gateway  Cổng truy nhập   AGW  Alarm Indication Signal  Tín hiệu chỉ thị cảnh báo   AIS  Alcatel Management Applications  Các ứng dụng quản lý của Alcatel   ALMA  Alcatel Management Platform  Platform quản lý của Alcatel   ALMAP  Access Node  Node truy nhập   AN  Automatic line Protection System  Hệ thống bảo vệ đường dây tự động   APS  Application Specific Integrated Circuit  Mạch tích hợp ứng dụng đặc biệt   ASIC  Asynchronous Transfer Mode  Cơ chế truyền tải dị bộ   ATM  ATM Forum  Forum ATM   ATMF  ADSL Transceiver Unit-Central office end  Khối thu phát ADSL- tại đầu cuối trung   ATU-C  ADSL Transceiver Unit-Remote terminal  tâm   ATU-R  end  Khối thu phát ADSL tại khối từ xa   BA  Basic Access (ISDN)  Tốc độ truy nhập cơ sở (ISDN)   BB  Broadband  Băng rộng   BB-RAS  Broadband RAS  Tốc độ truy nhập băng rộng RAS   BER  Bit Error Ratio  Hệ số lỗi bit   BTV  Broadcast TV Service  Dịch vụ truyền hình quảng bá   CDE  Custom Design Engineering    CO  Central Office  Văn phòng trung tâm   COT  Central Office Transportation  Khối truyền dẫn trung tâm   CPE  Customers Premises Environment  Môi trường nhà riêng khách hàng   CPNT  CPE Network Termination  Đầu cuối mạng CPE   CRC-4  Cyclic Redundancy Check nº 4  Kiểm tra mã dư thừa vòng số 4   CT  Craft Terminal  Hệ thống khai thác và vận hành   CU  Copper pair  Đôi dây cáp đồng   DC  Direct Current  Dòng một chiều   DCC  Data Communications Channel  Kênh giao tiếp dữ liệu   DCE  Data Circuit terminating Equipment  Thiết bị đầu cuối mạch số liệu   DCN  Data Communications Network (TMN)  Mạng giao tiếp số liệu (TMN)   DMT  Discrete Multi Tone  Đa xung rời rạc   DTE  Data Terminal Equipment  Thiết bị đầu cuối số liệu   DTMF  Dial Tone Multi-Frequency  Quay xung đa tần       E1  European digital signal level one (2 Mb/s)  Tín hiệu số tiêu chuẩn Châu Âu mức 1 (tốc độ 2Mb/s)   EC  Equipment Controller  Bộ điều khiển thiết bị   E-MAN  Ethernet Metropolitan Area Network  Mạng vùng nội thị dùng Ethernet   EMC  Electro Magnetic Compatibility  Sự tương thích điện từ   EMI  Electro Magnetic Interference  Giao diện điện từ   EML  Element Management Layer  Lớp quản lý thiết bị   ESP  Established Service Provider  Nhà cung cấp dịch vụ đã được thiết lập   ETSI  European Telecommunications Standard Institute  Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu       EU  Exchange Unit  Khối trung tâm   F  Local Management Interface  Giao diện quản lý nội hạt   FDI  Feeder Distribution Interface  Giao diện phân phối nguồn nuôi   FDM  Frequency Division Multiplexing  Ghép kênh phân chia theo tần số   FO  Fibre Optics  Sợi quang   HDB3  High Density Binary 3  Mã hóa HDB3   HDSL  High-bit-rate Digital Subscriber Line  Đường dây thuê bao số tốc độ cao   HOA  High Order Assembler    HPC  High order Path Connection  Kết nối đường trật tự cao   HSI  High Speed Internet Service  Dịch vụ Internet tốc độ cao   IGMP  Internet Group Multicast Protocol  Giao thức đa quảng bá nhóm mạng   IMA  Inverse Multiplexing ATM  Ghép kênh ATM ngược   IP  Internet Protocol  Giao thức mạng   IQ  BB bus  Bus băng rộng   ISDN  Integrated Services Digital Network  Mạng số dịch vụ tích hợp   ISO  International Standards Organisation  Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế   ISP  Internet Service Provider  Nhà cung cấp dịch vụ mạng   ITU  International Telecommunication Union  Tổ chức viễn thông quốc tế   L2TP  Layer 2 Tunnelling Protocol  Giao thức đường hầm lớp 2   LAN  Local Area Network  Mạng vùng nội hạt   LC  Line Card  Card thuê bao       LCD  Liquid Crystal Display  Màn hình tinh thể lỏng   LIM  Line Interface Module  Modul giao diện đường dây   LE  Local Exchange  Tổng đài nội hạt   LED  Light Emitting Diode  Diode phát quang   LL  Leased Lines  Các đường dây thuê riêng   LOS  Loss Of Signal  Suy giảm tín hiệu   LPC  Low order Path Connection  Kết nối đường thứ tự thấp   LT  Line Termination  Đầu cuối đường dây       MAC  Medium Access Control  Điều khiển truy nhập mức trung bình   MAN  Metropolitan Area Network  Mạng vùng nội thị   MBTP  MLS Bus Termination Plug  Chân cắm đầu cuối bus MLS   MDF  Main Distribution Frame  Khung phân phối chính   MG  Media Gateway  Cổng đa phương tiện   MGC  Media Gateway Controller  Bộ điều khiển cổng đa phương tiện   MLS  Multiservice Line Shelf  Giá đường dây đa dịch vụ   MuM  Litespan Multimedia Shelf  Giá đa dịch vụ Litespan       NB  Narrowband  Băng hẹp   NE  Network Element  Thành phần mạng   NG DLC  New Generation Digital Loop Carrier  Mạch vòng sóng mang số thế hệ mới   NIC  Network Interface Card  Card giao diện mạng   NLC  NB bus  Bus băng hẹp   NMS  Network Management System  Hệ thống quản lý mạng   NT  Network Termination  Đầu cuối mạng   NTU  Network Termination Unit  Khối đầu cuối mạng       OAM  Operations, Administration & Maintenance  Vận hành, quản trị và bảo dưỡng   OBC  On Board Controller  Bộ điều khiển trên bo mạch   OLS  On Line Services  Các dịch vụ trên đường dây   OS  Operations System  Hệ thống vận hành   OSS  Operations Support System  Hệ thống hỗ trợ vận hành       PABX  Private Automatic Branch Exchange  Tổng đài cơ quan   PDH  Plesiochronous Digital Hierarchy  Phân cấp số cận đồng bộ   PC  Personal Computer  Máy tính cá nhân   PCB  Printed Circuit Broad  Bo mạch in   PCM  Pulse Code Modulation  Điều chế xung mã       RDI  Remote Defect Indicator    REU  Remote Extension Unit  Khối mở rộng xa   RSU  Remote Subscriber Unit  Khối thuê bao xa   RTP  Real-Time Transport Protocol  Giao thức vận chuyển thời gian thực   RU  Remote Unit  Khối tập trung thuê bao xa   SALT  Subscriber Access Line Termination  Giao diện đường dây truy nhập thuê bao   SDI  Subscriber Distribution Interface  Giao diện phân phối thuê bao   SDH  Synchronous Digital Hierarchy  Phân cấp số đồng bộ       TTF  Transport Terminal Function  Chức năng đầu cuối truyền dẫn   TOS  Type Of Service  Loại dịch vụ   TU-12  Tributary Unit-12 (SDH)    UADSL  Universal ADSL  ADSL toàn cầu   UNI  User Network Interface  Giao diện mạng người dùng   VC-3  Virtual Container-3  Vật chứa ảo-3   VC-4  Virtual Container-4 (SDH)  Vật chứa ảo-4 (SDH)   VDSL  Very-high-speed Digital Subscriber Line  Đường dây thuê bao số tốc độ siêu cao   VF  Voice Frequency  Tần số thoại   VoD  Video On Demand Service  Dịch vụ truyền hình theo yêu cầu   VoIP  Voice over IP  Thoại qua IP   VP  Virtual Path  Đường ảo   xDSL  Digital Subscriber Line (all types)  Đường dây thuê bao số (các loại)   Danh mục các hình vẽ Hình 1.1 : Alcatel 1540 Litespan trong mạng truy nhập. Tập trung vào Topo mạng Hình 1.2 : Alcatel 1540 Litespan trong mạng truy nhập. Tập trung đến mạng NGN Hình 1.3 : Kết nối DCN trong mô hình mạng tham khảo Hình 1.4 : Mạng truyền thống Hình 1.5 : Mạng truy nhập đang được cải tiến với kỹ thuật SDH Hình 1.6 : Giải pháp lớp 5 của mạng NGN Hình 1.7 : Alcatel 1540 Litespan trong ứng dụng Triple Play Hình 1.9 : Ngăn giá đa dịch vụ Alcatel 1540 Litespan Multiservice Line Hình 1.8 : Sơ đồ khối của Alcatel 1540 Litespan Hình 1.10: Kiến trúc bên trong của ngăn giá Multiservice Line Alcatel 1540 Litespan Hình 1.11: Kiến trúc MLS Alcatel 1540 Litespan chính và mở rộng Hình 1.12: MLS high end Hình 1.13: MLS high band (MLS hb15) Hình 1.14: MLS high band (MLS hb 16) Hình 1.15: MLS high band mở rộng (MLS hbe 18) Hình 1.16: MLS small Hình 1.18: MLS low end (MLS-le 18) Hình 2.1 : Sơ đồ thiết kế nhà trạm và vị trí lắp đặt thiết bị tại trạm Hoàng Đồng Hình 2.2: Thiết bị Alcatel 1540 Litespan có thể đặt trong giá trong nhà. Hình 2.3 : Sơ đồ thiết kế nhà trạm và vị trí lắp đặt thiết bị tại trạm Phai Luông Hình 2.4: Thiết bị Alcatel 1540 Litespan cỡ nhỏ có thể đặt trong giá trong nhà. Danh mục các bảng biểu Bảng giao diện hệ thống Chương 1: Tổng quan về MSAN - Alcatel 1540 Litespan 1.1 Tổng quan Alcatel 1540 Litespan là một cổng truy nhập đa dịch vụ cấp độ quốc tế, linh họat và phi tập trung hóa, thiết bị này cho phép nhà khai thác cung cấp các dịch vụ băng rộng và thoại chi phí thấp tới một vùng từ một node đơn. Alcatel 1540 Litespan còn gọi là mạch vòng sóng mang số và cổng truy nhập thế hệ mới của Alcatel, nó đã đáp ứng được mục tiêu cho nhiều người sử dụng là tư nhân hay doanh nghiệp bằng việc đưa ra các dịch vụ chuyển mạch và số liệu. Một đặc tính chính của Cổng truy nhập đa dịch vụ Alcatel 1540 Litespan là tính linh hoạt. Với đặc tính này Alcatel 1540 Litespan có thể kết nối với tất cả các loại mạng đường trục cũng như mạng PSTN truyền thống hay các mạng gói mới được các nhà khai thác hướng tới mạng thế hệ mới NGN. Trong số các đặc tính của mạng gói, đường trục IP dường như là được quan tâm đến nhất. Nhu cầu kết nối truy nhập băng rộng truy cập internet tốc độ cao (High Speed Internet Access) đã có ảnh hưởng ngày càng lớn mạnh tới mạng IP trong lĩnh vực viễn thông. Từ quan điểm này, các nhà khai thác mạng cần cân nhắc rằng mạng IP có thể trở thành lõi của mạng viễn thông khi mạng viễn thông không chỉ xử lý tải số liệu mà còn xử lý tải thoại của mạng chuyển mạch hiện tại. Các mạng đường trục IP được xem như lõi của các mạng viễn thông, nhưng chúng không thể thay thế mạng viễn thông cũ ngay lập tức. Tuy nhiên, việc đưa ra các giải pháp IP trong mạng lõi của mạng là việc tất yếu. Điều này đang mang đến cho các nhà khai thác các thách thức cần phải giải quyết là tích hợp các cơ sở hạ tầng mới với những thiết bị đã có sẵn của các mạng. Điều này là thách thức không chỉ từ quan điểm kỹ thuật mà còn từ viễn cảnh thương mại. Trong khi các cơ sở hạ tầng của mạng IP mới đảm bảo chi phí vận hành cho một lưu lượng gói (là thoại hoặc dữ liệu) thấp thì các nhà khai thác cần phải thực thi một chiến lược nâng cấp cẩn trọng để không bị ảnh hưởng đến vấn đề thương mại. Lợi nhuận có thể bị giảm do nhu cầu thay thế các thiết bị truy nhập được kết nối với các cơ sở hạ tầng của mạng đường trục mới . Với ý nghĩa đó, sự kết nối của các platform truy nhập đang được thay đổi là cần thiết. Thiết bị Alcatel 1540 Litespan cung cấp tại phía thuê bao các dịch vụ băng hẹp cũng như dịch vụ băng rộng. Trong số các dịch vụ băng hẹp, các dịch vụ được hỗ trợ là POTS, ISDN BA, ISDN PRA và các đường dây dành riêng tương tự và số sử dụng mã HDSL, SHDSL, mã đường dây HDB3. Các dịch vụ băng rộng được hỗ trợ nhờ các card thuê bao SHDSL, ADSL và ADSL 2/2+. Thiết bị Alcatel 1540 Litespan thực hiện các giải pháp truyền dẫn để định tuyến lại lưu lượng truy nhập về phía mạng đường trục mong muốn. Điều này có thể thực hiện được bằng việc chuyển từ định tuyến truyền thống của lưu lượng thoại về phía mạng PSTN kế thừa sang định tuyến các lưu lượng số liệu hay thoại đã được đóng gói tới các mạng ATM hoặc Ethernet.. Phạm vi của kết nối mạng đường lên của Alcatel 1540 Litespan như sau: Truyền dẫn PDH: - 16 luồng E1 cho tích hợp băng hẹp, V5.1 hoặc V5.2. - 4 luồng E1 cho tích hợp băng rộng với trường hợp ATM-IMA - Tốc độ 34 Mb/s cho tích hợp băng rộng E3. - 45 Mb/s cho tích hợp băng rộng DS3. Truyền dẫn SDH: Vòng ring STM-1 hoặc STM-4. ATM quang: Vòng ring STM-1 hoặc STM-4 DS3 (44,7 Mb/s) được đóng gói trong VC3 thông qua vòng ring STM-1 hoặc STM-4. E3 (34,3 Mb/s) được đóng gói trong VC3 thông qua vòng ring STM-1 hoặc STM-4. ATM điện: ATM IMA nxE1(chuẩn ITU-T G.703), nx4 (tốc độ 2 đến 8 Mb/s). DS3 điện (44.7 Mb/s). E3 điện (34.3 Mb/s). Ethernet MAN: Được trang bị các mođun SFP thích hợp cho các tốc độQuang/ điện Fast Ethernet/Gigabit Ethernet (10/100/1000Mb/s): 100 BASE-TX/1000 BASE-T 1000Base-SX MM 850nm, Duplex LC connector, 550m (7dB) 1000Base-LX SM 1310nm, (tốc độ 1000 Mb/s), Duplex LC connector, 10km (11dB) 1000Base-EX SM 1310nm, (tốc độ 1000 Mb/s), Duplex LC connector, 40km (18dB) 1000Base-ZX SM 1550nm, (tốc độ 1000 Mb/s), Duplex LC connector, 80km (24dB). Sản phẩm Alcatel 1540 Litespan được phát triển như 1 cổng truy nhập với sự kết hợp card server VoIP hoặc được phát triển như một node truy nhập V5 và sau khi có bất cứ yêu cầu nào nó có thêm chức năng cổng truy nhập chỉ bằng cách cắm thêm card VoIP trong node đã có. Hơn thế nữa khi cắm card VoIP thì không cần phải có sự thay đổi nhiều, cả hai đường link (thoại qua TDM theo chuẩn V5 và thoại qua IP theo chuẩn H.248) có thể làm việc đồng thời cho phép hòa mạng từng thuê bao hoặc đồng thời, tùy thuộc vào cách làm nào thuận tiện hơn từ mạng PSTN sang mạng thế hệ mới NGN một cách mềm dẻo. Khi các ưu điểm về truyền dẫn được tích hợp, thiết bị Alcatel 1540 Litespan cung cấp các đặc tính nổi bật sau: Phạm vi sử dụng các dịch vụ của người dùng cuối cùng là rộng, ví dụ như: POTS, ISDN, ADSL, ADSL2/2+, SHDSL, số liệu với tốc độ từ 64 kb/s đến 2 Mb/s,Ethernet, VoIP và VoDSL. Node đa dịch vụ thực sự được thiết kế cho sự phát triển phù hợp nhờ có khái niệm khe cắm card thuê bao chung và tập các giao diện bên trong tiên tiến. Đa giao thức với TDM, ATM, IP/ATM và IP/Ethernet trên một node đơn. Alcatel 1540 Litespan là cổng truy nhập đa dịch vụ đầu tiên tích hợp cổng truy nhập phi tập trung với các dịch vụ băng rộng và băng hẹp. Hệ thống quản lý mạng được tích hợp: việc quản lý tại chỗ, mạng thân thiện với người sử dụng và việc tải phần mềm từ xa làm cho việc cập nhật trở nên dễ dàng. Độ tn cậy của hệ thống cao: lựa chọn các thiết bị dự phòng bên trong hệ thống. Các tủ trong nhà (indoor) và ngoài trời (outdoor): có từ 30 đến 2500 thuê bao trong một node mạng đơn hoặc có đến 4000 thuê bao trong cấu hình mạng mở rộng. Hỗ trợ cho hầu hết các giao diện và các giao thức chuẩn mở tiên tiến. Thiết bị Alcatel 1540 Litespan đáp ứng tính sẵn sàng của các dịch vụ từ một thiết bị đơn là ngăn giá MLS. MLS là một host không chỉ dùng cho các card thuê bao băng rộng và băng hẹp mà còn cho các card điều khiển và truyền dẫn của các thành phần mạng. Alcatel 1353 LMS là hệ thống quản lý thiết bị Alcatel 1540 Litespan, đây là giải pháp tích hợp điều khiển mạng truy nhập như một hệ thống tổng thể. Các ứng dụng của nó là: Quản lý các dịch vụ băng rộng DS với sản phẩm Alcatel 5523 AWS Quản lý các dịch vụ băng hẹp với sản phẩm Alcatel 1353 DN Quản lý vòng ring SDH với sản phẩm Alcatel 1353 NM Quản lý các thuê bao với sản phẩm Alcatel 1355 DN Các ứng dụng này là hoàn toàn tích hợp trong platform quản lý Alcatel (ALMAP) làm thỏa mãn các yêu cầu quản lý, bằng cách đó, làm giảm chi phí quyền sở hữu của việc phát triển mạng . Đối với các mạng hoặc các hệ thống đầu vào nhỏ, có thể quản lý qua một sản phẩm con của Alcatel 1353 LMS, đó là sản phẩm Alcatel 1353 LMS-PC đem lại một giải pháp quản lý tối ưu, chi phí thấp. 1.2 Mạng truy cập tham khảo Hình vẽ dưới đây miêu tả mạng tham khảo của sản phẩm Alcatel 1540 Litespan được kết nối với mạng TDM truyền thống và các mạng dữ liệu băng rộng:
Hình 1.1 : Alcatel 1540 Litespan trong mạng truy nhập. Tập trung vào Topo mạng Hình vẽ dưới đây miêu tả vị trí và các topo mạng được ứng dụng trong các mạng số liệu hội tụ của sản phẩm Alcatel 1540 Litespan:
Hình 1.2 : Alcatel 1540 Litespan trong mạng truy nhập. Tập trung đến mạng NGN Hình vẽ sau tổng kết về mạng truy nhập và thiết bị quản lý mạng:
Hình 1.3 : Kết nối DCN trong mô hình mạng tham khảo 1.3 Tổng quan về sản phẩm Alcatel 1540 Litespan là thành phần của mạng, đóng vai trò như một bộ tập trung/ghép kênh truy nhập cho một số (tương ứng 30-2500 thuê bao POTS) các thuê bao văn phòng nhỏ hoặc thuê bao khu dân cư dùng các dịch vụ băng rộng và băng hẹp. Giao diện về phía mạng đường trục (về phía tổng đài LE) được tạo bởi các thiết bị truyền dẫn SDH hoặc PDH. Truyền dẫn là vấn đề quan trọng nhất, nó được coi như một phần của mạng truy nhập có thể là cấu hình vòng ring (truyền dẫn SDH), cấu hình sao hoặc điểm-điểm (truyền dẫn SDH hoặc PDH) và việc quản lý truyền dẫn bằng cách tích hợp với mạch vòng sóng mang số DLC. Đối với hầu hết các thuê bao văn phòng nhỏ hoặc thuê bao của khu dân cư, các giao diện về phía người sử dụng cuối cùng được thiết lập bằng các đoạn cáp đồng có kích thước từ 1-2 km ( điển hình là mạch vòng sóng mang số DLC đặt ở giao diện phân phối nguồn FDI) và khoảng cách từ 2-5 km (khi mạch vòng sóng mang số DLC đặt tại văn phòng trung tâm). Bộ tập trung thuê bao DLC có thể được sử dụng để thay thế cho các tổng đài cổ hoặc cơ điện loại nhỏ, ở đó các cơ sở hạ tầng truyền dẫn quang SDH đã tồn tại hoặc đã được chuẩn bị cho mở rộng, phát triển mạng lưới kể cả phần phát triển dịch vụ băng rộng. Alcatel 1540 Litespan là bộ tập trung thuê bao kỹ thuật số DLC thế hệ mới làm việc như cổng truy nhập phân bố. Trong môi trường mạng NGN, 1540 Litespan hỗ trợ các vai trò sau: Chuyển đổi phương tiện: Các kênh thoại TDM chuyển thành các luồng gói dữ liệu dùng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP), được làm tăng thêm bởi giao thực điều khiển truyền tải thời gian thực (RTCP) để cho phép việc giám sát sự phân phát dữ liệu. Báo hiệu: Sự quản lý của người sử dụng và việc thiết lập các cuộc gọi được thực hiện bởi chuyển mạch mềm Softswitch hoặc bộ điều khiển cổng đa phương tiện Media Gateway Controller, đây là thành phần tập trung hầu hết sự thông minh của mạng. Litespan 1540 được điều khiển bằng một chuyển mạch mềm hoặc bộ điều khiển cổng đa phương tiện thông qua giao thức báo hiệu chuẩn Megaco (IETF) / H.248 (ITU-T). 1.4 Ứng dụng trong mạng khai thác 1.4.1Các mạng chỉ có dịch vụ băng hẹp Cáp đồng là vật liệu truyền thống cho việc đấu nối trong mạng truy nhập. Hình vẽ dưới đây miêu tả mạng truyền thống được tạo bởi một tổng đài đặt ở vị trí trung tâm, từ đó các bó lớn cáp đồng xoắn đôi được đấu từ khung phối dây MDF. Các cáp này được định tuyến đến giao diện phân phối nguồn (FDI), ở đó một sự phân chia khác nhỏ hơn diễn ra ở giao diện phân bố thuê bao SDI. Từ điểm này, cáp xoắn đôi sẽ được nối đến thuê bao đầu cuối.
Hình 1.4 : Mạng truyền thống Các xu hướng phát triển cho thấy rằng các node truy nhập sẽ tiếp nhận nhiều chức năng của tổng đài chính bằng cách can thiệp sâu hơn vào mạng truy nhập. Các node truy nhập này sẽ cung cấp các chức năng tương tự như tổng đài chính tại các điểm linh hoạt của mạng vòng nội