intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

CHƯƠNG I : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG

Chia sẻ: Hoang Vu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST
Báo xấu
172
lượt xem 17
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự bùng nổ của các dịch vụ trên mạng Internet Trong hiện tại và tương lai, nhưu cầu sử dụng các dịch vụ Internet cho những nhưu cầu về giải trí và thương mại ngày càng bùng nổ. Các trang web phục vụ cho các nhưu cầu này thường có kích thước lớn, tích hợp nhiều tài nguyên âm thanh và hình ảnh. Nhưu cầu giao lưu hội thảo qua mạng ngày càng đặt ra như một nhưu cầu bức thiết trong một thế giới mở. Nội dung thông tin đa dạng và tích hợp cao và có cả tính...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG I : XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG

  1. CHƢƠNG I : XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI QUANG 1.1. Xu hƣớng phát triển của các dịch vụ viễn thông Sự bùng nổ của các dịch vụ trên mạng Internet Trong hiện tại và tương lai, nhưu cầu sử dụng các dịch vụ Internet cho những nhưu cầu về giải trí và thương mại ngày càng bùng nổ. Các trang web phục vụ cho các nhưu cầu này thường có kích thước lớn, tích hợp nhiều tài nguyên âm thanh và hình ảnh. Nhưu cầu giao lưu hội thảo qua mạng ngày càng đặt ra như một nhưu cầu bức thiết trong một thế giới mở. Nội dung thông tin đa dạng và tích hợp cao và có cả tính riêng tư trên mạng dẫn đến nhưu cầu về một mạng thông tin mang tính bảo mật cao. Những nhưu cầu này thay đổi một cách toàn bộ về loại lưu lượng truyền dẫn trên hệ thống viễn thông từ nhưu cầu thoại là chủ yếu chuyển sang nhưu cầu về truyền số liệu nên kéo theo đòi hỏi về đáp ứng nhưu câu truyền dẫn cao hơn. Sự tích hợp dịch vụ Người sử dụng yêu cầu có một mạng truyền tải có khả năng tích hợp dịch vụ. Tích hợp dịch vụ mang lại cho người sử dụng nhiều lợi ích to lớn như kiến trúc mạng đơn giản thiết bị đầu cuối đa tính năng Khả năng di động và chuyển vùng Một trong những xu thế đươc nhận diện sớm nhất chính là tính di động của khách hàng khi sử dụng dịch vụ. Các dịch vụ cung cấp cho khách hàng bị giới hạn trong một phạm vi di chuyển hẹp sẽ được thay thế bang những dịch vụ có khả năng cung cấp kết nôi mạng ở bất kì đâu bất kỳ khi nào thậm chí cả khi khách hàng đang di chuyển với một tốc độ cao. Yêu cầu QoS theo nhiều mức độ khác nhau Tùy theo mục đích của người sử dụng mà có ưu tiên về QoS khác nhau. Do đó, người sử dụng chỉ phải chi trả cước phí ở một mức hợp lý. Có thể phân chia thành những loại dịch vụ ứng dụng với các yêu cầu QoS sau. - Nhạy cảm với trễ và tổn thất (video tương tác, trò chơi trực tuyến….) - Nhạy cảm với trễ nhưng tổn thất vừa phải (thoại) - Nhạy cảm về tổn thất nhưng yêu cầu trễ vừa phải (dữ liệu tương tác ) - Yêu cầu đối với trễ và tổn thất đều không cao(truyền tệp..) Độ an toàn cao Thương mại điện tử,giao dích trực tuyến như ngân hàng hay thanh toán trực tuyến. dung trên mạng điện thoại cũng như mạng internet tiềm ẩn nhiều nguy cơ bị tấm công bởi những tin tặc nhằm vào các thanh toán kiểu này làm ảnh hưởng tới quyền lợi của cá nhân cũng như các tổ trức đứng ra thực hiện các giao dịch này như vậy nhưu cầu về một mạng có tính an toàn lại được đặt lên hàng đầu. Tính linh hoạt,tiện dụng Nhìn chung, các khách hàng thường đòi hỏi một mạng cung cấp đầy đủ các loại hình dịch vụ mà không quan tâm đến độ phức tạp của cấu hình mạng vận hành. Tính linh hoạt đò hỏi mạng cung cấp một số dịch vụ trong suốt theo hướng ẩn những thứ mang tính kỹ thuật của mạng đối với người sử dụng. Có thể đạt được điều này bằng cách định nghĩa các giao diện truy nhập mức cao càng ẩn các tham số điều chỉnh và
  2. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang vận hành mạng càng nhiều càng tốt. Chú ý rằng tính trong suốt là yếu tố quyết định cho sự chuyển đổi. Ngoài ra nhà sản suất cũng có các nhưu cầu nhất định về bảo dưỡng và vận hành, mở rộng và nâng cấp thiết bị Giá thành Giá thành là một yếu tố khá quan trọng trong xu hướng sử dụng dịch vụ. Giá của các dịch vụ giảm xuống trên phạm vi toàn thế giới khi mở rộng thị trường viễn thông. Tuy nhiên các dịch vụ mới đang nổi lên sẽ chiếm lấy những phần doanh thu giảm xuống này. Qua những phân tích trên có thể thấy xu hướng sử dụng dịch vụ theo hướng tang giá trị, tăng tính di động, tăng khả năng thích nghi giữa các mạng, tăng tính bảo mật tăng tính tương tác nhóm giảm chi phí Ngoài ra những yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ hay ảnh hưởng của các yếu tố chính trị, xã hội kinh tế cũng như những tác động không nhỏ đến định hướng và tiến trình phát triển của mạng viễn thông nói riêng và mạng NGN nói riêng. Yêu cầu của nhà cung cấp dịch vụ lien quan đến vấn đề cụ thể như sau. - Giá cả thương mại: Các nhà cung cấp dịch vụ cần tạo ra lợi nhuận, do đó giá thảnh sử dụng mạng sẽ xác định điểm cân bằng. - Khả năng mở rộng: Khả năng mở rộng các dịch vụ được cung cấp tới khách hàng - Quản lý: Chức năng quản lý thuận tiện cho nhà cung cấp dịch vụ - Độ tin cậy và độ khả dụng: Các dịch vụ cung cấp đến khách hàng phải khả dụng tại mọi thời điểm. - Cơ sở hạ tần hiện tại: Hoạt động và đầu tư của nhà cung cấp dịch vụ phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng của nhà cung cấp mạng. Nếu cơ sở hạ tầng hiện tại nghèo nàn, các nhà cung cấp dịch vụ sẽ khó có thể cung cấp được các dịch vụ mới. - Tô-pô mạng: Có thể ảnh hưởng tới các phương thức cung cấp dịch vụ cho khách hàng ví dụ các mạng theo cấu trúc điểm – điểm thì khó có thể cung cấp các dịch vụ quảng bá - Tiêu chuẩn: Các mạng đa truy cập và các thiết bị phải tương thích với nhau trên mạng để đản bảo khả năng cung cấp dịch vụ tới tận nơi yêu cầu. Điều này chỉ có thể thực hiện khi có sản phẩm tuân theo tiêu chuẩn. - Vấn đề pháp lý: Môi trường pháp lý sẽ giữ vai trò chính trong sự phát triển của mạng viên thông theo hướng công nghệ hiện đại dung lượng lớn chất lượng cao khai thác đơn giản thuận tiện và mang lại hiệu quả kinh tế cao. 1.2 Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang 1.2.1. Sự phát triển của cấu trúc mạng Theo quan niệm phát triển gần đây, con người muốn tích hợp mạng truy nhập với mạng lõi và mạng metro, cụ thể là hỗ trợ điều khiển kết nối từ đầu đến cuối, như vậy cũng có sự phân bố các chức năng giữa mạng truy nhập và mạng lõi/đô thị. Việc chuyển đổi sang mạng thông tin trên cơ sở gói và việc thu hẹp vai trò của chuyển mạch và tổng đài truyền thống cũng hỗ trợ việc xóa đi ranh giới giữa mạng truy nhập và mạng lõi. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 2
  3. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang Bốn xu hướng mới được quan tâm lien quan tới sự phát triển của mạng truy nhập/lõi( metro) - Mạng truyền tải quang ( trên cơ sở WDM ) trong mạng lõi cố định và dần mở rộng ra phía mạng truy nhập và mạng đô thị (Metro) - Công nghệ trong mạng truy nhập sẽ phát triển dựa trên mạng truy nhập cố định hiện tại sử dụng cáp đồng và cáp đồng trục để cung cấp băng tần truy nhập Internet cao hơn (tiêu biểu là xDSL). - Các công nghệ trong mạng truy nhập sẽ hỗ trợ khả năng di động: GPRS, UMTS, WLAN, …. - Hỗ trợ QoS. a) Sự phát triển của mạng lõi và mạng đô thị Sợi quang sẽ chiếm ưu thế trong mạng lõi và mạng đô thị. Có tới 99% mạng lõi sử dụng công nghệ truyền tải quang. Chỉ có 1% còn lại là sử dụng các công nghệ viba và vệ tinh trong các môi trường truyền dẫn có địa hình phức tạp. Dự đoán trong 15 năm tới, số lượng kênh quang sẽ tăng lên từ 40-80 kênh tới 200 kênh và tốc độ mỗi kênh sẽ tăng lên từ 2,5-10Gbit/s tới 40-160Gbit/s song song với sự phát triển của số kênh thì mạng còn tăng tính phức tạp và thông minh hơn các trức năng thực hiện tại các lớp sẽ tăng lên và loại bỏ các giao thức trung gian. Do sự phát triển, OTN sẽ kéo theo rất nhiều kiến trúc mức cao hơn khi sử dụng SONET/SDH. Sự khác nhau chính sẽ suất hiện từ dạng công nghệ chuyển mạch được sử dụng :TDM cho SDH với ghép bước sóng cho OTN. Kiến trúc OTN bao gồm phần lõi, metro và truy nhập tốc độ cao. Lúc đầu nhưu cầu quản lý băng tần lớp quang chủ yếu ở môi trường mạng lõi, tuy nhiên khi số lượng khách hàng và máy chủ trong mạng truy nhập tăng lên va thành nút cổ chai cho truyền tải dữ liệu, khả năng kết nối logic dựa trên mạng “mesh” trong mạng lõi sẽ hỗ trợ thông qua topo vật lý, gòm có các OADM trên cơ sở SPRing và OXC dựa trên cấu trúc phục hồi “mesh”. Khi nhưu cầu băng tần cho mạng đô thị và truy nhập tăng lên, các bộ OADM cũng sẽ được sử dụng. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 3
  4. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang IP ATM IP IP SONET/SDH ATM SONET/SDH IP/NG-SDH Quang/DWDM Quang/DWDM Quang/DWDM Quang/DWDM Hình 1.1. Loại bỏ ngăn giao thức trung gian Điều này cho thấy rằng mạng lõi và mạng đô thị sẽ phát triển chỉ trên nền công nghệ IP và WDM. Kiến trúc mạng thế hệ mới sẽ mang những ưu điểm của lớp mạng IP tích hợp trực tiếp trên lớp truyền tải WDM. Sự kết hợp của IP trên WDM có thể đi theo nhiều hướng khác nhau bằng cách triển khai đơn giản hóa các ngăn giao thức mạng như gói trên SDH, Gigabit Ethernet. Nguyên tắc cơ bản cho việc tích hợp kiến trúc IP/WDM là WDM được coi như công nghệ đường trục và IP liên kết với thiết bị WDM ở biên của mạng lõi. Hạ tầng quang sẽ dần được chuyển đổi xuất phát từ công nghệ ATM/SDH. Các topo khác nhau của thiết bị WDM có thể triển khai ở khu vực mạng trục và đô thị. Các nhà khai thác mạng hiện tại có thể cũng triển khai mạng như vậy trong trường hợp họ tích hợp mạng ATM và SDH hiện tại với thiết bị DWDM bằng cách sử dụng mạng đường trục WDM để tải lưu lượng ATM và SDH. - Phân mạng đường trục: gồm các PoP IP lõi lien kết với nhau qua mạng đường trục WDM. Kích cở topo mạng đường trục WDM phụ thuộc vào khoảng cách giữa các PoP IP. Đối với các mạng mesh và các mạng vòng ring lien kết từ các hệ thống WDM điểm điểm có khoảng cách lớn và suy hao đáng kể sẽ phổ biến hơn trong khi với những khoảng cách nhỏ hơn và cấu trúc tương tự có thể áp dụng phần mạng đô thị. - Phân mạng đô thị: Bao gồm các lõi Metro quang WDM với cấu trúc mạng vòng ring chiếm ưu thế và mạng truy nhập Metro sử dụng PoP IP.PoP IP có thể chia làm hai loại: + Một phần biên sử dụng cho các thiết bị IP của khách hàng + Một phần lõi và truyền tải được sử dụng để gom và truyền lưu lượng tới mạng trục IP - Phân mạng truy nhập: phục vụ cho các khách hàng chính là các doanh nghiệp, công sở và các khách hàng nhỏ hơn là các hộ gia đình. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 4
  5. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang IP PoP Bộ định tuyến CE SDH Bộ định tuyến PP IP Đến đƣờng Phía khách PoP trục WDM SDH hàng Bộ định ATM tuyến (P) nhà cung IP cấp IP LAN WDM WDM IP PoP OADM OADM T RING RING Metro core Metro core Bộ định tuyến Bộ định tuyến OXC biên IP phía biên IP phía khách hàng nhà cung cấp Bộ định Truy nhập tuyến PE Metro IP PoP T : Bộ thích ứng bƣớc sóng Bộ định tuyến CE Hình 1.2. Mạng Metro của các ISP trong tương lai Hình 1.3 mô tả mạng đô thị của các ISP trong tương lai gồm có phần lõi Metro quang WDM và truy nhập Metro IP. Phần IP bao gồm cả một số PoP IP, tại đó khách hàng có thể truy nhập dịch vụ mạng IP và lưu lượng sẽ được chuyển tới các PoP khác hoặc lên mạng trục. khach hàng có thể truy nhập thuận tiện hơn thông qua kết nối của các bộ định tuyến IP biên phía nhà cung cấp và bộ định tuyến IP biên phía khách hàng. Các thiết bị ATM và SDH trong hình được trình bầy mang tính minh họa đầy đủ các thiết bị của phía nhà cung cấp có thể đạt cùng hoặc không với thiết bị khách hàng phụ thuộc vào khoảng cách giữa khách hàng và nhà cung cấp, lưu lượng sử dụng của của khách hàng và cách sử dụng. Lõi Metro quang WDM thường có một mạng vòng ring có các OADM có khả năng định lại cấu hình đồng thời bổ sung các tuyến WDM điểm điểm với các đầu cuỗi có thể ghép kênh cho các khách hàng tiềm năng. OADM đưa ra các giao diện quản lý để chúng có thể định lại cấu hình từ xa để xen rẽ các bước sóng (kênh quang) cho các mạng vòng ring thông qua các card phân bố và ghép chúng lại dưới dạng các tín hiệu quang trong các card đường truyền đáp ứng của mỗi hướng mạng vòng ring. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 5
  6. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang Trong trường hợp có hai mạng vòng ring lõi metro WDM, khi đó sẽ cần tới các bộ đấu chéo quang để định tuyến các bước sóng từ một mạng vòng ring sang một mạng khác hỗ trợ toàn quang. Các bộ đâu tréo có giá thành lớn nhất trong các thiết bị mạng thông tin quang và có khả năng thực hiện các nhiệm vụ bổ sung như chuyển mạch bước sóng và chuyển đổi hàng trăm cổng dưới dạng toàn quang mà không phải chuyển đổi EO. Mạng Metro có thể mở rộng tới LAN thông qua mạng lõi quang. Truy nhập IP Metro có cá bộ định tuyến PE lien kết thông qua giao diện quang với các bộ OADM. Ở phía truy nhập của các mạng thị, Fast Ethernet sẽ trở thành phổ biến. Tuy nhiên phương pháp thích hợp hơn sử dụng Ethernet quang (tốc độ 40 Gbits). Các nhà khai thác mạng có thể giới hạn các khách hàng của họ chỉ với một vài Mbit/s tuy nhiên các đường truyền là hàng Gigabit và đến một lúc nào đó khả năng cung cấp các dịch vụ GigaEthernet sẽ thàng hiện thực. trong khi chờ đợi, công nghệ và giao thức sẽ được chia sẻ trên đường chuyền hiện tại cho hàng ngàn các khách hàng khác nhau. Đó là một bước đơn giản trong quá trình tiến tới các trung kế Ethernet trên các bước sóng riêng biệt tất cả được ghép kênh trên một đôi sợi quang sử dụng công nghệ DWDM. Đây là phương pháp các đường truyền Ethernet điểm-điểm có thể đạt được kênh 10 Gbit/s với băng tần có lẽ khoảng 400 Gbit/s. Tất nhiên loại mạng như thế này yêu cầu về chuyển mạch rất lớn ở mỗi đầu sợị quang Băng tần Ethernet quang có lẽ chỉ bị giới hạn bởi băng tần sợi quang (khoảng 25Tbit/s cho loại sợi hiện nay) và vẫn thoải mái trong khả năng của Laser và điện tử hiện nay. Tuy nhiên bằng ngoại suy với su hướng này chúng ta có thể tới mức đó trong khoảng 5-10 năm tới Trong trường hợp các bộ định tuyến cung cấp giao diện làm việc ở bước sóng 15xx nm để truyền dẫn. sẽ không cần các bộ chuyển tiếp trong các bộ OADM. Trương hợp thông thường khi các bộ định tuyến làm việc ở giao diện quang 1310 nm và cần chuyển đổi bước sóng thành 15xx nm bằng các bộ chuyển đổi hai chiều. Các bộ chuyển tiếp chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện rồi lại chuyển lại thành tín hiệu quang. Mạng diện rộng thường có một phần mạng thông tin quang WDM loại mesh. Tốc độ truyền dẫn lớn hơn 10GBit/s mỗi bước sóng được cung cấp truy nhập tới băng tần Terabit giữa các mạng đô thị. Dải công suất đủ cho khoảng cách tới 1000 km mà không cần trạm lặp với chất lượng đản bảo. Các bộ khuếch đại quang được dung để tăng toàn bộ tín hiệu quang được ghép kênh hoặc tái tạo tách rời từng kênh quang. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 6
  7. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang b) Sự phát chiển của mạng truy nhập quang Nhưu cầu truy nhập băng rộng của khách hàng tăng rất nhanh. Mạng nội dung sẽ được triển khai có yêu cầu cao về tốc độ cũng như yêu cầu cao về tốc độ cũng như yêu cầu trao đổ dữ liệu hai chiều. công nghệ mạng truy nhập quang đã có những bước phát triển mạng đáp ứng tốt các yêu cầu trên. Sợi quang đang thâm nhập vào phần mạng truy nhập. Tuy nhiên để có được FTTH hay FTTD vẫn chưa thể trở thành hiện thực. Lý do chính là tính nhậy cảm của giá thành khi triển khai trên thực tế. Mạng thông tin thụ động (PON) sẽ cung cấp thông tin qua sợ quang mà không phải thực hiện việc chuyển đổi điện nào cả. Hiện nay chúng sẽ phù hợp hơn khi thay thế cáp đồng từ tổng đài tới các điểm truy nhập linh hoạt. Từ đó chúng có thể kết hợp với DSL hoặc cáp đồng trục để đến tận thuê bao. Kết hợp các công nghệ truy nhập khác nhau cho phép xây dựng một hệ thống linh hoạt và ít tốn kém nhât. 1.2.2. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang Xu hướng phát triển của mạng truyền tải quang trong tương lai là sự kết hợp của nhiều công nghệ mới giúp hỗ trợ việc truyền đa dịch vụ trên hệ thống mà hỗ trợ một cách tốt nhất nhưu cầu về chất lượng của từng dịch vụ. Để giải quyết những khó khan trước mắt của mạng truyền tải quang hiện tại đang triển khai trên nền công nghệ SONET/SDH. Các nhà cung cấp hạ tầng mạng truyền dẫn đã tìm kiếm những giải pháp công nghệ tiên tiến để xây dựng thế hệ mạng mới, đáp ứng được mọi nhưu cầu của người sử dụng trên một hạ tầng mạng duy nhất. Xu hướng công nghệ được lựa chọn áp dụng để xây dựng mạng truyền tải quang thế hệ mới chủ yếu tập trung vào các loại công nghệ sau. - NG-SONET/SDH - DPT - ASON - Ethernet/Gigabit Ethernet (GE) - WDM - IP - Chuyển mạch kết nối và điều khiển MPLS/GMPLS,…. Các công nghệ này bổ xung nhau và cũng hỗ trợ các dịch vụ số liệu như GbE (Gigabit Ethernet), FC (Fibre Channel : kênh quang), FICON (Fiber Connection: Kết nối sợi), ESCON (Enterprise System Connection: hệ thống kết nối doanh nghệp), IP Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 7
  8. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang (Internet Protocol: Giao thức Internet), và PPP (Point – Point Protocol : Giao thức điểm điểm)…. Với mức độ phức tạp giảm và chi phí khai thác thấp so với phương thức truyền tải dịch vụ này qua SONET/SDH. Các công nghệ trên được xây dựng khác nhau cả phạm vi và phương thức mà chúng được sử dụng. Nhà cung cấp dịch vụ mạng có xu hướng kết hợp một số loại công nghệ trên đường truyền của họ nhằm tận dụng những ưu điểm của từng công nghệ và khác phục nhược điểm của từng công nghệ khi chúng đứng riêng nhằm đạt được những mục tiêu sau - Giảm chi phí đầu tư xây dựng mạng - Rút ngắn thời gian đáp ứng dịch vụ cho khách hàng - Dự phòng dung lượng đối với sự gia tăng lưu lượng mạng gói - Tăng lợi nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới - Nâng cao hiệu suất khai thác mạng a) NG-SONET/SDH NG-SONET/SDH là công nghệ phát chiển trên nền công nghệ SONET/SDH truyền thống. Nó kết thừa một số đặc tính của mạng SDH thế hệ cũ và loại bỏ đi những tính chất không phù hợp với nhưu cầu truyền tải các dịch vụ ngày nay, vẫn cung cấp các dịch vụ TDM như đối với SONET/SDH truyền thống trong khi vẫn xử lý truyền tải hiệu quả đối với các dịch vụ truyền dữ liệu trên cung một hệ thống truyền tải. NG-SONET/SDH kết thừa các kỹ thuật như chuyển mạch bảo vệ và mạng vòng ring phục hồi quản lý luồng, giám sát chất lượng, bảo dưỡng từ xa và các chức năng giám sát khác. NG-SDH phát triển các kỹ thuật ghép kênh mới để kết hợp các dịch vụ khách hàng đa giao thức thành các Container SONET/SDH ghép ảo hoặc ghép chuẩn. công nghệ này được sử dụng để thiết lập các MSPP TDM gói lại hoặc cung cấp định khung luồng bit cho một cấu trúc mạng gói. Điểm hấp dẫn của công nghệ này là nó được xây dựng trên một công nghệ cũ tận dụng được những ưu điểm của kỹ thuật cũ cũng như một lượng thiết bị trên đường truyền hiện tại Các giải pháp NG-SDH bao gồm việc triển khai các công nghệ đã chuẩn hóa vào thiết bị truyền tải dựa trên SDH. Các tiêu chuẩn này gồm. - Thủ tục định khung chung (GFP): ITU-T G.7041 - Ghép chuỗi ảo (VCAT): ITU-T G.707/783 - Cớ chế thích ứng dung lượng tuyến (VCAT) : ITU-T G.7042 - RPR : IEEE 802.17 b) Ethernet/Gigabit Ethernet Ethernet là một công nghệ đã được áp dụng phổ biến cho mạng cục bộ LAN (Local Area Network) trong một thời gian dài. Hầu hết các vấn đề kỹ thuật cũng như Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 8
  9. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang vấn đề xây dựng mạng Ethernet đều đã được chuẩn hóa bởi tiêu chuẩn IEEE.802 của viện kỹ thuật Điện và Điện Tử Hoa Kỳ (IEEE). Để xây dựng mạng MAN hiện tại thì công nghệ Ethernet đang chiếm ưu thế như một sự lựa trọn hàng đầu vì đơn giản trong chức năng thực hiện và chi phí xây dựng thấp. Hơn nữa việc sử dụng Ethernet mở ra cơ hội cho các dịch vụ đa phương tiện, do đó tạo ra một lợi nhuận khổng lồ cho các nhà khai thác đường chuyền. Mục đích của việc ứng dụng công nghệ Ethernet vào xây dựng mạng - Cung cấp các giao diện cho các loại hình dịch vụ phổ thông, có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ thoại và số liệu, - Ethernet được xem như một cơ chế truyền tải cơ sở, có khả năng truyền tải lưu lượng trên nhiều tiện ích truyền dẫn khác nhau. Gigabit Ethernet là bước phát chiển cao hơn của Ethernet. Ngoài đặc điểm của công nghệ Ethernet truyền thống nó bổ xung thêm nhiều chức năng và các tiện ích mới nhằm đáp ứng yêu cầu đa dạng về loại hình dịch vụ, tốc độ truyền tải, phương tiện truyền dẫn. hiện nay Gigabit Ethernet đã được chuẩn hóa trong các tiêu chuẩn IEEE 802.3z, 802.3ae, 802.1w. Gigabit Ethernet cung cấp các kết nối có tốc độ 100Mbit/s, 1Gbit/s hoặc vài chục Gbit/s và hỗ trợ nhiều tiện ích truyền dẫn vật lý khác nhau như cáp đồng, cáp quang và các phương pháp truyền tải bán song công (half duplex) hoặc song công (full duplex). Công nghệ Gigabit Ethernet hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau cho nhiều nhưu cầu khác nhau như kết nối điểm điểm ,điểm- đa điểm kết nối đa điểm-đa điểm… điển hình là các dịch vụ đường kết nối Ethernet (ELS : Ethernet Line Service), dịch vụ chuyển tiếp Ethernet (ERS : Ethernet Relay Service), dịch vụ kết nối đa điểm Ethernet ( EMS : Ethernet Multipoint Service). Một trong số những ứng dụng quan trọng tập hợp chức năng của nhiều loại hình dịch vụ kết nối là dịch vụ mạng LAN ảo VLAN (virtual LAN), dịch vụ này cho phép các cơ quan, doanh nghiệp, tổ chức kết nối mạng từ cac phạm vi địa tách rời thành một mạng thống nhất. Công nghệ Gigabit Ethernet được áp dụng hỗ trợ với lớp vật lý thuộc hai phạm vi mạng là - LAN PHY với các phương thức mã hóa đơn giản cho tín hiệu truyền trên sợi quang (dark fiber) hoặc bước sóng (dack warelengh) với khoảng cách tới 40 km trên sợi đơn mode. - WAN PHY với lớp con định khung SONET/SDH (gọi là hệ thống giao diện diện rộng WIS) hoạt động tại một tốc độ dữ liệu tương thích với tốc độ tải của Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 9
  10. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang SONET OC 192c và SDH VC4-64c. có thể hoạt động qua bất kỳ khoảng cách nào khả thi trên một mạng WAN. Ethernet 10 Gbit/s có thể được sử dụng để thiết lập các mạng mesh, chuyển mạch, Ethernet, hướng kết nối hoặc loại bỏ SONET/SDH (Sợi quang thông qua các tuyến điểm-điểm trực tiếp sử dụng LAN PHY) hoặc các mạng SONET/SDH (Sử dụng WAM PHY), ngoài ra còn có thể hoạt động như một bộ tập hợp các kết nối Ethernet 1 Gbit/s. Lợi thế của Ethernet là công nghệ này được sử dụng phổ biến trên toàn cầu ở các mạng LAN. Nhìn chung có khoảng 85% lưu lượng gói số liệu bắt đầu và kết thúc dưới dạng các gói Ethernet. Hiện nay trên toàn thế giới có khoảng 250 triệu cổng Ethernet. Do đó các khách hàng rất quen thuộc và thấy tiện ích và dễ tiếp cận với các loại hình dịch vụ được cung cấp bởi công nghệ Ethernet. Ngoài ra công nghệ Ethernet còn có một số lợi ích khác như : - Các tốc độ dịch vụ phân cấp rất rộng. - Có thể cung cấp các loại dịch vụ điểm-điểm, điểm-đa điểm. đa điểm-đa điểm. - Tính tương thích cao về kết nối của Ethernet với công nghệ mạng hiện tại. - Chi phí xây dựng mạng thấp. - Thời gian đáp ứng cung cấp dịch vụ cho khách hàng nhanh. Công nghệ Ethernet đã được các nhà cung cấp thiết bị mạng đô thị và các nhà khai thác mạng quan tâm. Tuy nhiên nhưng lo ngại về khả năng cung cấp các loại hình dịch vụ và đả bao QoS cũng như tính khả dụng ( độ duy trì ) của mạng. Là rào cản chính để các nhà cung cấp dịch vụ mạng sử dụng công nghệ này như một công nghệ chủ đạo. Thực tiễn cho thấy công nghệ Ethernet không đạt được độ ổn định khi thực thi trên hệ topo mạng chủ đạo ngày nay là mạng vong ring. Điều đó đã dẫn đến sự phát chiển của giao thức mới là MAC Ethernet (IEEE 802.17 RPR). Giao thức này cho phép sử dụng hiệu quả băng thông của mạng vòng ring, và chuyển mạch bảo vệ chuyển mạch vòng ring Thực tiễn cũng cho thấy topo mạng mesh đản bảo khả năng phục hồi mạng nhanh hơn topo mạng vồng ring, vì chúng thực hiện các cơ chế phục hồi bảo vệ dạng n+1 thay vì 1+1 trong mạng vòng ring. Do đó, xét về kiến trúc thì công nghệ Ethernet triển khai trên topo mạng mesh hiệu quả hơn triển khai trên topo mạng vòng ring. c) MPLS/GMPLS MPLS là một giao thức cho phép cung cấp một mặt phẳng điều khiển chung cho lớp dịch vụ nhằm cung cấp động và nhanh các dịch vụ số liệu. Chức năng cơ bản Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 10
  11. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang của MPLS là cho phép các bộ định tuyến/chuyển mạch thiết lập các luồng điểm-điểm (hay còn gọi là luồng chuyển mạch nhãn) với các đặc tính QoS xác định qua bất kỳ mạng loại gói hay tế bào. Do vậy cho phép các nhà khai thác cung cấp các dịch vụ hướng kết nối (ví dụ như VPN cho doanh nghiệp), xử lý lưu lượng và quản lý băng tần. Khả năng tương thích với IP và ATM cho phép thiết lập các chuyển mạch IP/ATM kết hợp nhằm vào các lý do kinh tế hay mở ra một chiến lược loại bỏ ATM. Các tiêu chuẩn MPLS đã được nghiên cứu nhưng chúng vẫn chưa được ban hành. Ví dụ tiêu chuẩn MPLS hỗ trợ các VPN lớp 2 vẫn chỉ mới ở dạng draft. VPN lớp 2 liên kết hoạt động (các mạng riêng ảo) rất cần thiết cho việc cung cấp các mạng riêng tới các khách hàng doanh nghiệp. MPLS được thiết kế cho các dịch vụ trong các mạng gói, nhưng một phiên bản mới là GMPLS thì lại được phát triển cho các mạng toàn quang, bao gồm các kết nối SONET/SDH, WDM và truyền trực tiếp trên sợi quang. GMPLS có khả năng cấu hình các luồng lưu lượng dạng gói và cả các dạng lưu lượng khác. GMPLS đã mở ra khả năng đạt được sự hợp nhất các môi trường mạng số liệu truyền thống và quang. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều khó khăn khi triển khai GMPLS trên các mạng đã lắp đặt. d) Công nghệ IP Sự phát triển của công nghệ IP gắn liền với sự phát triển của mạng Internet. Rất nhiều vấn đề nảy sinh trong mạng Internet cần được giải quyết. Sức mạnh của Internet có thể thuyết phục được chính phủ hầu hết các nước, các công ty lớn nên những dự án liên quan đến Internet được đầu tư thoả đáng. Phiên bản IPv4 đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong hơn 20 năm qua nhờ thiết kế linh hoạt và hiệu quả. Tuy vậy với sự bùng nổ các dịch vụ và các thiết bị trên Internet hiện nay IPv4 đã bộc lộ những hạn chế. Không gian địa chỉ 32 bit của Ipv4 không còn đáp ứng được sự phát triển Internet toàn cầu đến năm 2020. IETF đã đưa ra phiên bản mới là Ipv6. Giao thức IPv6 giữ lại nhiều đặc điểm làm nên thành công của Ipv4: hỗ trợ phi kết nối, khả năng phân đoạn, định tuyến nguồn... Đặc điểm cơ bản của IPv6 là : không gian địa chỉ lớn hơn Ipv4, phân cấp địa chỉ được mở rộng, định dạng header đơn giản, hỗ trợ việc tự động cấu hình và đánh số lại, tăng thêm các tùy chọn, khả năng chất lượng dịch vụ QoS (một khả năng mới được thêm vào cho phép đánh địa chỉ các paket), khả năng bảo mật và xác nhận. Địa chỉ IPv6 dài 128 bit được dùng để định danh các giao diện đơn và tập các giao diện. Địa chỉ IPv6 được gán cho các giao diện chứ không phải cho các nút. Nếu mỗi giao diện thuộc về một nút đơn thì bất kỳ địa chỉ Unicast của giao Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 11
  12. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang diện của nút đó có thể được sử dụng như là định danh cho nút đó. Phiên bản hiện tại của Ipv6 cho phép ta mã hoá địa chỉ Ipv4 vào địa chỉ Ipv6. e) WDM Công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM là một công nghệ lõi quang cho phép truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang thông qua các bước sóng khác nhau trên một sợi quang. Điều này cho phép tăng năng lực lõi thông tin của sợi quang lên hàng chục tới hàng trăm lần (công nghệ này hiện tại đã cho phép xây dựng các hệ thống WDM có thể lõi đồng thời 160 bước sóng quang, mỗi bước sóng có thể truyền thông tin với tốc độ 80Gbps). Hiện nay công nghệ WDM được quan tâm rất nhiều trong việc lựa chọn giải pháp xây dựng mạng lõi quang cho mạng đô thị. Các hệ thống WDM thương mại thông thường có cấu hình có thể truyền đồng thời tới 32 bước sóng với tốc độ 10Gbit/s và có thể triển khai với các cấu trúc tôpô mạng ring, ring/mesh hoặc mesh. Công nghệ WDM cho phép xây dựng các cấu trúc mạng “xếp chồng” sử dụng các tôpô và các kiến trúc khác nhau. Ví dụ, nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng WDM để mang lưu lượng TDM (như thoại) trên SONET/SDH trên một bước sóng, trong khi đó vẫn triển khai một công nghệ lõi dữ liệu trên một bước sóng khác. IP tích hợp trên WDM IP là giao thức được thiết kế để xác định địa chỉ mạng lớp ba và từ đó định tuyến qua các mạng con với các công nghệ lớp hai khác nhau. Phía trên tầng IP tồn tại rất nhiều các dịch vụ và ứng dụng dựa trên nền tảng IP khác nhau. Trong khi đó, phía dưới lớp IP thì sợi quang sử dụng công nghệ WDM là công nghệ truyền dẫn hứa hẹn nhất, cho phép dung lượng mạng vô cùng lớn để đáp ứng được sự phát triển của Internet. Công nghệ này sẽ trở nên hấp dẫn hơn nhiều khi giá thành của các hệ thống WDM giảm đi. Mặt phẳng điều khiển có nhiệm vụ truyền dẫn các bản tin điều khiển để chuyển đổi các thông tin sẵn có và có thể tiếp cận được, tính toán cũng như thiết lập đường truyền dẫn dữ liệu. Mặt phẳng dữ liệu có nhiệm vụ truyền dẫn lưu lượng ứng dụng và lưu lượng người sử dụng. Một chức năng điển hình của mặt phẳng dữ liệu là đệm và chuyển tiếp gói tin. IP không phân tách mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển và do đó nó đòi hỏi các cơ chế QoS tại các bộ định tuyến để phân biệt các bản tin điều khiển và các gói tin dữ liệu. Một hệ thống điều khiển mạng WDM truyền thống sử dụng một kênh điều khiển riêng biệt, còn được gọi là mạng truyền thông dữ liệu, để truyền dẫn các bản tin điều khiển. Một hệ thống quản lý và điều khiển mạng WDM, theo TMN, được triển khai theo cấu trúc tập trung. Kết hợp IP và WDM có nghĩa là, ở trong mặt phẳng dữ Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 12
  13. Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang liệu ta có thể yêu cầu các tài nguyên mạng WDM chuyển tiếp lưu lượng IP một cách hiệu quả còn trong mặt phẳng điều khiển ta có thể xây dựng một mặt phẳng điều khiển đồng bộ. IP/WDM cũng đánh địa chỉ tất cả các mức trung gian của các mạng quang intra- và inter-WDM và các mạng IP. Các động lực thúc đẩy IP/WDM bao gồm: - Các mạng quang WDM có thể đánh địa chỉ lưu lượng Internet đang phát triển bằng cách khai thác cơ sở hạ tầng sợi quang sẵn có. Sử dụng công nghệ WDM có thể tăng một cách đáng kể việc tận dụng băng thông sợi quang. - Hầu hết lưu lượng dữ liệu qua các mạng là IP. Gần như tất cả các ứng dụng dữ liệu đầu cuối người sử dụng đều sử dụng IP. Lưu lượng thoại truyền thống cũng có thể đóng gói nhờ các kĩ thuật VoIP. - IP/WDM thừa hưởng sự mềm dẻo và khả năng thích ứng mà các giao thức điều khiển IP cho phép. - IP/WDM có thể đạt được hoặc nhắm vào sự phân bố băng thông động theo nhu cầu (hay giám sát thời gian thực) trong các mạng quang. Bằng cách phát triển từ các mạng quang điều khiển tập trung truyền thống sang mạng tự điều khiển phân bố, mạng IP/WDM tích hợp không những giảm thiểu chi phí quản lý mạng mà còn cung cấp phân bố tài nguyên động và giám sát dịch vụ theo nhu cầu. - Với sự giúp đỡ của các giao thức IP, IP/WDM có thể hy vọng đánh địa chỉ được WDM hay các nhà khai thác hoạt động trung gian NE. - IP/WDM có thể đạt được sự phục hồi động bằng cách phân mức các cơ chế điều khiển phân tán được dùng trong mạng. - Từ quan điểm dịch vụ, các mạng IP/WDM có thể lợi dụng các cơ chế, chính sách, mô hình, cơ cấu QoS được đề nghị và phát triển trong mạng IP. - Rút kinh nghiệm từ tích hợp IP và ATM, IP và WDM cần một sự tích hợp mạnh hơn nữa để tăng tính hiệu quả và khả năng mềm dẻo. Ví dụ như, IP trên nền ATM cổ điển là tĩnh và phức tạp và chuyển đổi địa chỉ IP sang ATM là bắt buộc phải chuyển đổi giữa các địa chỉ IP và các địa chỉ ATM.Tích hợp IP/WDM sẽ cho phép truyền dẫn mạng quang một cách hiệu quả, làm giảm chi phí cho lưu lượng IP và tăng cường sự tận dụng mạng quang Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 13
  14. Chƣơng 2.Giải pháp công nghệ NG-SDH CHƢƠNG II GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ NG-SDH 2.1. Giới thiệu chung về công nghệ NG-SDH NG-SDH là công nghệ truyền dẫn được phát triển trên nền công nghệ SDH truyền thống, nhưng nó vẫn tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng hiện có đồng thời khắc phục được những hạn chế của công nghệ SONET/SDH cũ. 2.1.1. Hạn chế của công nghệ truyền dẫn SONET/SDH truyền thống SONET/SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hóa để lõi các lưu lượng dịch vụ thoại. Khi lõi các lưu lượng dựa trên dịch vụ IP, các mạng sử dụng công nghệ SONET/SDH truyền thống gặp phải một số hạn chế sau:  Liên kết cứng: do các tuyến kết nối giữa hai điểm kết nối được xác lập cố định, có băng tần không đổi, thậm chí khi không có lưu lượng đi qua hai điểm này thì băng thông này cũng không thể được tái sử dụng để lõi lưu lượng của kết nối khác dẫn tới không sử dụng hiệu quả băng thông của mạng. Trong trường hợp kết nối điểm- điểm (hình 2.1a), mỗi kết nối giữa hai điểm chỉ sử dụng 1/4 băng thông của cả vòng ring. Cách xác lập kết nối cứng như vậy làm giới hạn băng thông tối đa khi truyền dữ liệu đi qua hai điểm kết nối, đây là một hạn chế cơ bản của mạng SONET/SDH truyền thống khi lõi các dịch vụ IP, do các dịch vụ này có đặc điểm thường có sự bùng nổ về nhu cầu lưu lượng một cách ngẫu nhiên.  Lãng phí băng thông khi sử dụng cấu hình mesh: khi mạng SONET/SDH thiết lập các liên kết logic để tạo ra cấu trúc mesh như hình 2.1b, băng thông của vòng ring buộc phải chia thành 10 phần cho các liên kết logic. Việc định tuyến phân chia lưu lượng như vậy không những rất phức tạp mà còn làm lãng phí rất lớn băng thông của mạng. Khi nhu cầu lưu lượng truyền trong nội bộ mạng MAN tăng lên, việc thiết lập thêm các node, duy trì và nâng cấp mạng trở nên hết sức phức tạp.  Các lưu lượng truyền dữ liệu quảng bá: Trong các Ring SONET/SDH, việc truyền các dữ liệu quảng bá chỉ có thể thực hiện được khi phía phát và tất cả các điểm thu đều đã được xác lập kết nối logic. Các gói tin quảng bá được sao chép lại thành nhiều bản và gửi đến từng điểm đích dẫn tới việc phải truyền nhiều lần cùng một gói tin trên vòng ring. Điều này gây lãng phí lớn đối với băng thông của mạng.  Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng: Thông thường đối với các mạng SONET/SDH 50% băng thông của mạng được dành cho việc dự phòng cho mạng. Mặc dù việc dự phòng này là hết sức cần thiết nhưng các công nghệ SONET/SDH Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 14
  15. Chƣơng 2.Giải pháp công nghệ NG-SDH truyền thống không cung cấp khả năng cho phép nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn lượng băng thông sử dụng cho việc dự phòng các sự cố. Ngoài các hạn chế trên thì khi sử dụng mạng SONET/SDH truyền thống còn có một yếu tố hạn chế nữa là tốc độ của Ethenet không tương đương với SONET/SDH. Điều này dẫn đến phải thiết lập các tuyến kết nối của mạng SONET/SDH có tốc độ cao hơn so với của dịch vụ Ethenet, đây lại là nguyên nhân làm giảm hiệu quả sử dụng băng thông của mạng lưới. Sợi quang Kết nối logic a b Hình 2.1. Kết nối trong mạng SONET/SDH: a. Điểm nối điểm, b.Cấu hình mesh 2.1.2. Những đặc trưng của NG SONET/SDH. Nhu cầu lõi các loại dịch vụ như IP, Ethernet, Fiber Channel,… qua mạng SONET/SDH đã xuất hiện từ rất lâu. Tuy nhiên chỉ đến khi lưu lượng số liệu bùng nổ trong những năm đầu thập kỷ 90 người ta mới thực hiện nghiên cứu các giao thức nhằm sắp xếp lưu lượng số liệu vào trong tải đồng bộ SONET/SDH. Từ đó cho đến nay đã có nhiều giao thức thực thi được công bố và chuẩn hóa trong các tổ chức tiêu chuẩn như ANSI, ETSI, ITU-T và tổ chức công nghiệp như EITF, IOF,...  POS (Gói qua SONET/SDH) Có hai kiểu giao diện IP/SDH: - VC4 hoặc “ống” kết chuỗi VC4 cung cấp băng tần tổng hợp, không có bất cứ sự phân chia nào giữa các dịch vụ IP hiện diện trong luồng sợi. - Giao diện kênh hóa, ở đây đầu ra quang STM-16 có thể chứa 16 VC4 riêng rẽ với dịch vụ phân biệt cho từng VC4. VC4 khác nhau cũng có thể được định tuyến qua mạng SDH tới các bộ định tuyến đích khác nhau. Phiên bản IP/SDH được xem xét ở đây sử dụng giao thức PPP và khung HDLC. Phiên bản này cũng được biết đến với tên gọi khác là POS. PPP là một phương pháp chuẩn để đóng gói các gói IP và các kiểu gói khác cho truyền dẫn qua Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 15
  16. Chƣơng 2.Giải pháp công nghệ NG-SDH nhiều môi trường từ đường điện thoại tương tự tới SDH, và cũng bao gồm chức năng thiết lập và giải phóng các tuyến (LCP). HDLC là phiên bản chuẩn hóa của SDLC theo ISO, giao thức này được IBM phát triển trong những năm 1970. Khung HDLC chứa dãy cờ phân định ranh giới ở điểm đầu và điểm cuối của khung cùng một trường kiểm tra CRC để kiểm soát lỗi.  MAPOS (Giao thức đa truy nhập qua SONET) Giao thức MAPOS là giao thức lớp tuyến số liệu hỗ trợ IP trên SDH. Giao thức MAPOS cũng được gọi dưới một tên khác là POL. Đây là một giao thức chuyển mạch gói phi kết nối dựa trên việc mở rộng không POS (PPP-HDLC) được NTT phát triển. Trước đây MAPOS được phát triển với mục đích mở rộng dung lượng tốc độ cao SONET cho LAN nhưng hiện nay sự hiện diện của Gigabit Ethernet dường như đã làm cho người ta lãng quên nó. Hiện tại cũng có một số chuyển mạch MAPOS được thử nghiệm tại Tokyo, Nhật bản.  LAPS(Giao thức truy nhập tuyến SDH) Giao thức truy nhập tuyến SDH (LAPS) là một giao thức tuyến số liệu được thiết kế cho mục đích IP/SDH và Ethernet/SDH được ITU-T chuẩn hóa lần lượt trong khuyến nghị X.85 và X.86. LAPS hoạt động như khung HDLC bao gồm dịch vụ liên kết số liệu và chỉ tiêu giao thức để thực hiện việc sắp xếp gói IP vào tải SDH. IP/SDH sử dụng LAPS như một sự kết hợp kiến trúc thông tin số liệu giao thức IP (hoặc các giao thức khác) với mạng SDH. Lớp vật lý, lớp tuyến số liệu và lớp mạng hoặc các giao thức khác được hiện diện tuần tự gồm SDH, LAPS, và IP hoặc PPP. Mối liên hệ này được biểu diễn như ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n. TCP/UDP Giao thức internet IP LAPS VC bậc thấp G.707/Y.1322 VC bậc cao Đoạn ghép kênh Đoạn lặp G.703/G.957 Đoạn điện quang Hình 2.2. Ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n sử dụng LAPS X.85 Phần tiếp theo sẽ trình bày một bộ giao thức đã được ITU-T và ANSI chuẩn hóa. Đây là bộ giao thức liên quan đến vấn đề làm thế nào để lõi hiệu quả lưu lượng số liệu qua mạng SONET/SDH. Bộ giao thức này gồm: Giao thức lập khung tổng quát (GFP), Kết chuỗi ảo (VCAT) và Cơ chế thích ứng dung lượng tuyến (LCAS); chúng được sử dụng kết hợp với nhau trong hệ thống thiết bị NG SONET/SDH. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 16
  17. Chƣơng 2.Giải pháp công nghệ NG-SDH 2.1.3. Đặc tính kỹ thuật của NG-SDH a) Gói trên SONET/SDH (POS ) Gói trên SONET/SDH (POS) sử dụng sắp xếp IP trong SDH hoặc SONET chuẩn hoá nhờ giao thức điểm-điểm (PPP) hoặc điều khiển tuyến số liệu tốc độ cao (HDLC) như định nghĩa trong IETF [RFC1619]. Gói trên SONET/SDH hoặc IP trên SONET/SDH nhất thiết liên quan đến việc thêm các giao diện SONET/SDH cho bộ định tuyến mà kết cuối PPP. PPP cung cấp bao gói đa giao thức, kiểm soát lỗi và các đặc tính điều khiển khởi tạo tuyến. Các gói số liệu IP tạo bởi PPP được lập thành khung nhờ giao thức HDLC [RFC 1662] và sắp xếp trong tải SDH (SPE). Chức năng chính của HDLC là chỉ ra các gói số liệu IP được bao bởi PPP qua tuyến truyền dẫn đồng bộ. FCS (Dãy kiểm tra khung) khung HDLC tính toán để xác định lỗi và gói tạo ra là các byte nhồi. Sau đó khung HDLC được trộn để đảm bảo có số lượng chuyển tiếp thích hợp trước khi tạo thành khung SDH cuối cùng. Khung SDH thêm 36 byte tiêu đề ngoài tổng kích thước 810 byte. Ngoài ra, giao thức PPP dùng nhồi byte làm tăng đáng kể kích thước tải tin. Điều này có thể gây nguy hại đến việc phân bổ băng tần kết nối với sự quản lý QoS. POS không sử dụng chức năng ghép kênh của SDH. Kết nối nhiều container với nhau tạo ra một container đơn (mà tải được sắp xếp trong đó) và tốc độ giao diện cao. Sự sắp xếp này cũng được biết dưới một tên gọi khác, đó là “kết chuỗi” tải SDH. IP PPP Cờ Địa chỉ Điều khiển ID giao thức Thông tin Nhồi FCS Cờ PPP/HDLC 01111110 11111111 00000011 1 hoặc 2 byte Thay đổi Thay đổi 2 hoặc 4 byte 01111110 SONET/SDH Hình 2.3. Ngăn giao thức và khung POS * Khả năng mở rộng POS cung cấp kết nối song công hoàn toàn điểm-điểm giữa hai giao diện bộ định tuyến, sử dụng khung SDH. Khả năng mở rộng không phải là vấn đề: liên kết giữa hệ thống SDH và WDM là tuyệt vời và không có giới hạn thuộc bản chất về số lượng nút. Tuy nhiên, có hai điểm cần quan tâm: Đối với các bộ định tuyến có giao diện SDH tốc độ bit cao hơn 155 Mbps, các container ảo thường được kết chuỗi và truyền qua mạng SDH truyền Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 17
  18. Chƣơng 2.Giải pháp công nghệ NG-SDH thống sẽ không thực hiện được vì chúng không hỗ trợ kết chuỗi container ảo đó. Do đó cần phải thiết lập tuyến nối trực tiếp giữa các bộ định tuyến. Kết nối trực tiếp giữa hai bộ định tuyến cần tuyến cần sử dụng tuyến SDH và đây cũng chính là giới hạn vì phải cần đến số lượng lớn giao diện trên các bộ định tuyến và tuyến kết nối. * Hỗ trợ VPN và QoS Hỗ trợ VPN và QoS chỉ được cung cấp bởi năng lực POS lõi nhãn MPLS. Lý do đó là vì POS chỉ cung cấp tải kết chuỗi (ví dụ VC-4c) giống như kết nối điểm-điểm giữa các bộ định tuyến IP. VPN đòi hỏi cung cấp phần nhỏ tải kết chuỗi.MPLS là cơ chế để cung cấp kết nối ảo qua giao diện POS (VPN). MPLS cũng có thể thêm khả năng hỗ trợ còn thiếu đối với QoS cho POS . Bằng cách thêm các thuộc tính trung kế MPLS đề xuất [RFC 2702] cho giao diện POS thì bộ định tuyến IP có thể coi thông tin này giống như những bộ định tuyến đã được thiết lập. * Bảo vệ và Khôi phục Khôi phục có thể thực hiện tại các lớp IP, SDH hoặc là quang. Trong lớp IP, khôi phục được thực hiện bằng cách cập nhật bảng định tuyến qua giao thức định tuyến. Tại Lớp 2, khôi phục được thực hiện bằng cách chuyển mạch tới đường MPLS dự phòng (tương đối nhanh) hoặc nhờ đến giao thức LDP định nghĩa đường mới (tương đối chậm). Trong mạng WDM, các Khối lõi quang (OTU) được định tuyến qua mạng. Tương tự, bảo vệ có thể thực hiện trong lớp SDH hoặc lớp quang. Xu hướng dễ thấy đó là đơn giản hoá lớp SDH với chức năng khôi phục chủ yếu trong lớp IP và bảo vệ trong lớp quang. Lớp IP chỉ thực hiện chức năng định tuyến, ứng với các tiêu chuẩn POS, các gói IP được thích ứng để lõi trong lớp SDH nhờ giao thức PPP và khung tương tự như HDLC. Lớp SDH có thể phân theo tính năng thành hai lớp: Lớp luồng và Lớp đoạn (bao gồm Lớp đoạn ghép kênh và Lớp đoạn lặp). Do đó có hai lựa chọn thực thi: - Mạng SDH thực sự với sự hiện diện của cả hai tính năng Lớp đoạn và Lớp luồng - SDH xuất hiện chỉ với giao diện bộ định tuyến và do đó chỉ có tính năng Lớp đoạn được sử dụng. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 18
  19. Chƣơng 2.Giải pháp công nghệ NG-SDH Trong trường hợp đầu tiên, SDH cũng có thể thực hiện định tuyến luồng qua thiết bị ADM hoặc DXC.Trường hợp này có thể áp dụng khi mạng SDH được xem như lớp chủ cho mạng client khác và IP chỉ là một trong số chúng. Trong trường hợp thứ hai, vai trò của SDH chỉ là cung cấp truyền dẫn điểm- điểm các gói IP giữa các bộ định tuyến, do đó phải cần đến tính năng Lớp đoạn và SDH bị bó trong các giao diện bộ định tuyến, nghĩa là không có thiết bị thuần tuý SDH lắp đặt trong mạng. Trường hợp này điển hình cho mạng trục được tối ưu để lõi IP. * Các cơ chế duy trì hiện có Như đã biết, lớp WDM có thể cung cấp chức năng bảo vệ nhanh cho cả lớp OMS và OCh trong khi khôi phục chỉ được thực hiện trong lớp OCh. Năng lực duy trì của 3 lớp mạng trong kiến trúc IP/POS/WDM được tổng kết trong bảng 2.1. Bảng 2.1: Năng lực duy trì của các lớp mạng trong kiến trúc IP/POS /WDM Lớp Bảo vệ Khôi phục IP X Tuyến SDH SDH MS X WDM OCh X X WDM OMS X Các chuẩn SDH tạo nên một loạt các cơ chế bảo vệ và khôi phục, tuy nhiên chỉ có cơ chế bảo vệ mới áp dụng cho kịch bản này. Ở đây SDH được tích hợp trong giao diện của bộ định tuyến theo cấu hình MSP tuyến tính 1+1 (Bảo vệ đoạn ghép kênh). Đây là một cơ chế bảo vệ nhanh có thể bảo vệ tín hiệu STM-n với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 50 ms. Lớp IP cung cấp cơ chế khôi phục rất mạnh dựa trên chức năng tái định tuyến gói trong trường hợp sai hỏng và tích hợp với các giao thức định tuyến. * Duy trì đa lớp Theo nội dung thảo luận trên về đặc tính chính của mỗi cơ chế bảo vệ và khôi phục áp dụng trong kịch bản IP/POS /WDM thì việc kết hợp giữa bảo vệ OCh WDM với khôi phục IP là điều hoàn toàn hợp lý. Bảo vệ OCh có thể cung cấp khả năng khôi phục nhanh trong trường hợp xuất hiện lỗi đơn ở lớp mạng quang gồm cả Transponder trong khi tái định tuyến IP cho phép duy trì đối với những kiểu sai hỏng khác như sai hỏng cổng bộ định tuyến hoặc đa sai hỏng. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 19
  20. Chƣơng 2.Giải pháp công nghệ NG-SDH Sự khác biệt đáng kể về tốc độ giữa hai cơ chế duy trì này bắt buộc chúng ta phải tránh sự tương tác không mong muốn giữa chúng. Trong kịch bản này, MSP 1+1 trong lớp SDH dường như không có ứng dụng rõ ràng bởi vì hầu như nó có cùng đặc tính và chỉ tiêu như bảo vệ OCh. Tuy nhiên, thời gian phát hiện và chuyển mạch của SDH và bảo vệ quang cũng tương tự như nhau cho nên hai cơ chế chuyển mạch này sẽ cạnh tranh nhau nếu như chúng cùng phát hiện ra sai hỏng. Hình 2.4 đưa ra một ví dụ áp dụng của những khái niệm này cho mạng đơn giản. OADM Vòng Ring WDM với bảo vệ Och 1+1 Hình 2.4. Ví dụ duy trì đa lớp trong kiến trúc mạng IP/POS /WDM Trong ví dụ này, mạng chuyển mạch quang thực hiện trên mỗi ring OADM trong khi khôi phục IP bảo vệ chống lại những sai hỏng của các giao diện bộ định tuyến, sai hỏng của một trong số những tuyến nội đài (đường màu xám) hoặc nhiều sai hỏng trong mạng WDM. b) LAPS LAPS là một phiên bản PPP đã được thay đổi một chút. Về cơ bản, LAPS vẫn giữ những đặc tính sau của PPP: sử dụng khung như HDLC, sử dụng nhồi byte/cơ chế phân định khung bằng mẫu cờ, chỉ hỗ trợ topo Lớp 2 điểm-điểm (nghĩa là không sử dụng trường nhãn/địa chỉ). Điểm khác biệt: - Sử dụng phiên bản giao thức tuyến số liệu rất đơn giản (không có trường giao thức, cho nên không có khung LCP - Sử dụng trường địa chỉ để nhận dạng IPv4 và IPv6. Giao thức này hiện vẫn được sử dụng để truy nhập vào tài nguyên mạng lõi vốn không được thiết kế tối ưu cho việc mang lưu lượng số liệu. Các hệ thống thiết bị SONET/SDH thế hệ cũ thường vẫn sử dụng giao thức này. Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2