ng-sdh

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

Chƣơng 1. Xu hƣớng phát triển công nghệ truyền tải quang

Sinh Viên thực hiện : Nguyễn Bá Linh – Đ07VT1 2

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.



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.



IP

ATM

SONET/SDH

Quang/DWDM

IP

ATM

Quang/DWDM

IP

SONET/SDH

Quang/DWDM

IP/NG-SDH

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.



T

IP

PoP

Bộ định

tuyến (P)

nhà cung

cấp IP

Đến đƣờng

trục WDM

IP

LAN

T

WDM

OADM

RING

Metro core

WDM

OADM

RING

Metro core

Bộ định

tuyến CE

SDHBộ định

tuyến PP

IP PoP

ATM

SDH

OXCBộ định tuyến

biên IP phía

nhà cung cấp

Bộ định tuyến

biên IP phía

khách hàng

Phía khách

hàng

IP PoP

Bộ định

tuyến PE

IP PoP

Truy nhập

Metro

: 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.



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.



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



(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



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



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



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



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



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

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



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.

a

Sợi quang

Kết nối logic

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



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.

LAPS

VC bậc thấp

TCP/UDP

G.707/Y.1322

IP

VC bậc cao

Đoạn ghép kênh

Đoạn lặp

Đoạn điện quangG.703/G.957

Giao thức internet

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.



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/HDLC

SONET/SDH

Cờ

01111110

Địa chỉ

11111111

Điều khiển

00000011

Thông tin

Thay đổi

Nhồi

Thay đổi

FCS

2 hoặc 4 byte

Cờ

01111110

ID giao thức

1 hoặc 2 byte

PPP

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



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.



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.



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.

Vòng Ring WDM

với bảo vệ Och

1+1

OADM

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.



Những thảo luận về LAPS là hoàn toàn tương tự như POS. Điểm khác biệt nằm

ở chỗ POS có khả năng kết chuỗi tải của SONET/SDH để tạo nên tuyến có dung

lượng thích ứng với dung lượng giữa hai bộ định tuyến, trong khi đó LAPS chỉ thuần

tuý cung cấp tải SONET/SDH cố định như thiết lập cấu hình ban đầu.

c) MAPOS

Trong mạng MAPOS, các gói IP được bao trong những khung MAPOS. Khung

MAPOS là một khung HDLC được thay đổi một chút bằng cách thêm địa chỉ MAPOS

trước HDLC. Mạng này thực hiện chuyển mạch gói tới tốc độ 10 Gbps. Mạng

MAPOS dựa trên truyền dẫn SDH sử dụng thủ tục POS PPP/HDLC, mạng này được

hỗ trợ bởi mạng lõi quang (WDM).


MAPOS phiên bản 1 (V1) có địa chỉ 8 bit và MAPOS phiên bản 2 có địa chỉ

16 bit được thiết kế tương thích với định dạng PPP/HDLC trên khung POS SDH.

MAPOS phiên bản 3 hội tụ nhiều chức năng mới rất hữu ích như QoS, MPLS và tối

ưu việc phát chuyển quảng bá (broadcast và multicast).

VPN được cung cấp trực tiếp bởi năng lực của MAPOS để lõi nhãn MPLS.

* Bảo vệ và khôi phục

Không có chức năng bảo vệ và khôi phục giống như trong giao thức MPOA.

Chỉ một số chức năng chuẩn đoán hạn chế được xây dựng trong thực thi hiện thời, đó

là:

+ Trạng thái giao diện (= tăng/giảm/diag)

+ Trạng thái đường truyền (=sóng mang/không sóng mang)

+ Trạng thái cổng

+ Cảnh bảo thay đổi (chủ yếu cho nhà khai thác)

Do đó, MAPOS chỉ có thể khởi tạo cảnh báo khi có chức năng hoạt

động sai và thông tin trạng thái từ các lớp giao thức khác cho mục đích bảo vệ

và khôi phục mạng.

d) GFP/SDH trên WDM

Một cơ chế bao gói IP trong khung SONET/SDH (DoS) hoặc khung G.709

(Digital Wrapper) được ưa chuộng đó là Giao thức lập khung tổng quát (GFP). Giao

thức này giải phóng dòng lưu lượng khỏi yêu cầu bắt buộc của tốc độ số liệu đồng bộ

cố định và sự lãng phí băng tần quang khi lưu lượng số liệu bùng nổ không lấp đầy

phần dung lượng lõi cố định được cấp cho nó.



GFP có thể phục vụ bất cứ kiểu lưu lượng client nào như khung Ethernet và các

gói IP có độ dài biến thiên, và bao chúng trong khung để lõi qua mạng. Nó đặc biệt

phù hợp với kiểu lưu lượng IP không thể dự báo trước (không theo quy luật nào). GFP

cũng cho phép thực hiện ghép kênh nhiều dòng số liệu để truyền dẫn qua một tuyến và

có thể sử dụng để mở rộng mạng LAN hướng đến mạng WAN hoàn toàn trong suốt.

Trong hình 2.5, bộ định tuyến gói tập hợp lưu lượng và định tuyến nó tới phần

sắp xếp SONET/SDH có kích thước phù hợp. Phần sắp xếp SONET/SDH bao gói

trong khung GFP sử dụng giao thức PPP [RFC 1548] (PPP trên GFP và sắp xếp các

khung GFP trong tải SONET/SDH). Quá trình sắp xếp bao gồm biến đổi 8B/10B giữa

8 bit ký hiệu sử dụng trong Ethernet và 10 bit ký hiệu sử dụng trong SONET/SDH, và

cũng nhân thể làm mất thông tin điều khiển được truyền như ký hiệu trong kênh.

Các khung SONET/SDH (mà trong đó có gắn các khung GFP) được gửi qua

mạng quang tới bộ định tuyến kế tiếp. Do đó mạng quang đóng vai trò như nơi cung

cấp tuyến kết nối dạng ống giữa các bộ định tuyến gói IP tốc độ cao.

Mạng quang

cung cấp các

ống dung lƣợng cao

Bộ phận xếp

GFP SDH

(STM-16 đênd

STM-64)

Bộ phận xếp

GFP SDH

(STM-16 đênd

STM-64)

Tập hợp lưu

lượng gói

Tập hợp lưu

lượng gói

Tiêu đề lõi Tiêu đề tải Tải gói PPP FCS

Hình 2.5. Giao thức lập khung tổng quát và quá trình bao gói IP trong khung

SONET/SDH


Với một cấu trúc khung đơn giản dựa trên việc cân chỉnh byte, giảm thiểu byte

tiêu đề nên GFP không có chức năng hỗ trợ cho VPN cũng như QoS. GFP kết hợp với

VCAT không thay làm đổi bản chất điểm-điểm của SONET/SDH truyền thống. Đối

với kết nối mesh của tín hiệu client yêu cầu SONET/SDH phải cung cấp kênh

SONET/SDH dạng mesh kể cả với kết chuỗi ảo. Hiện việc cung cấp kênh

SONET/SDH dạng mesh vẫn là thách thức đối với nhà khai thác vì sẽ tạo nên chi phí

cung cấp dịch vụ quá lớn (do chi phí khai thác cho mạng này rất lớn).

Cơ chế thích ứng động kích cỡ của kênh SONET/SDH của LCAS là một giao

thức đảm bảo đồng bộ giữa phía phát và thu khi tăng/giảm kích thước các kênh kết



chuỗi ảo theo cách không can thiệp vào tín hiệu số liệu. Do đó nó không thể thích ứng

linh hoạt kênh SONET/SDH theo tính sử dụng bùng nổ tức thời của người sử dụng.

Hơn nữa, nó thiếu một giao thức để xác định độ khả dụng của các Container vừa giải

phóng và không thể phân bổ các kênh cung cấp cho các nút trung gian. Vì vậy khả

năng hỗ trợ CoS là tương đối hạn chế.

* Bảo vệ và khôi phục

Mạng hoạt động trên GFP kết hợp với các công nghệ VCAT và LCAS được lõi

bởi các khung SONET/SDH. Do đó nó không có chức năng bảo vệ và khôi phục; chức

năng này được tận dụng từ giao thức ASP sẵn có trong SONET/SDH.

Tính đa dạng trong định tuyến của LCAS cho phép bảo vệ một nhóm kết chuỗi

ảo với băng tần tối thiểu trước một sự kiện sai hỏng mạng. Theo nguyên lý, nhóm kết

chuỗi này có thể được thực hiện bằng cơ chế bảo vệ SONET/SDH tuy nhiên đặc tính

động của định tuyến trong LCAS dường như làm cho cơ chế bảo vệ này mất hiệu lực.

e) Cấu trúc điển hình của một hệ thống NG-SDH

GFP

VCAT

LCAS

SDH

GFP

VCAT

LCAS

SDHSDH SDH

Sắp xếp trong khung

Truyền contener ảo

Quản lý băng thông

Đƣờng dẫn Đƣờng dẫn

SDH sẵn có NG-SDHNG-SDHKhách hàng Khách hàng

NG-SDH

PDH

Ethernet

VPN

DVN

SAN

PDH

Ethernet

VPN

DVN

SAN

Hình 2.6. Mô hình cấu trúc của NG-SDH

Công nghệ NG-SDH cho phép các nhà khai thác có khả năng cung cấp nhiều

hơn nữa các dịch vụ lõi và đồng thời tăng hiệu suất của hạ tầng mạng SDH đã có

bằng cách thêm vào các nút MSSP (Multiservice Provisioning Platforms). Điều này có

nghĩa rằng không cần thiết phải lắp đặt một mạng truyền dẫn mới hay thay đổi tất cả

các thiết bị nút mạng hay các tuyến cáp quang, nhờ vậy sẽ giảm được chi phí và thu

hút được các khách hàng mới trong khi vẫn duy trì được các dịch vụ đã có.

Hình 2.6 mô tả cấu trúc công nghệ NG-SDH. Chúng ta có thể thấy rằng NG-

SDH tạo ra phương thức lõi các dịch vụ khách hàng có tốc độ cố định (như PDH) và

các dịch vụ có tốc độ biến đổi như Ethernet, VPN, DVB, SAN... qua các thiết bị và



mạng SDH hiện có. Để đạt được điều đó, chỉ cần bổ xung một số thiết bị phần cứng

và các thủ tục cũng như giao thức mới. Các thủ tục và giao thức này được phân thành

các lớp là: GFP, VCAT, LCAS...

2.1.4. Khả năng cung cấp dịch vụ

Khả năng cung cấp dịch vụ của mạng SDH-NG về thực chất là cung cấp các

tuyến kết nối truyền dẫn quang giữa các nút mạng (sử dụng các giao diện quang hoặc

giao diện điện). Việc các thiết bị nút mạng sử dụng giao thức lõi nào để lõi thông tin

là phụ thuôc vào công nghệ áp dụng phía trên lớp mạng SDH như đã mô tả ở trên. Do

đó các loại hình dịch vụ triển khai tới khách hàng sẽ quyết định bởi công nghệ đó. Tuy

nhiên mạng triển khai trên cơ sở công nghệ SDH-NG có những khả năng cung cấp

những dịch vụ có tính chất đặc thù.

Mạng lõi dựa trên công nghệ SDH-NG có thể cung cấp các loại hình dịch vụ

như đối với mạng SDH truyền thống, ngoài ra mạng tại các ADM của thiết bị SDH-

NG có thế cho phép cung cấp các nhiều loại hình giao diện với tốc độ khác nhau để

kết nối với các thiết bị mạng NGN, chẳng hạn như: 622 Mbit/s (STM-4), 2,5 Gbit/s

(STM-16), 10 Gbit/s (STM-64), 40 Gbit/s (STM-128)...

Mô hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai trên cơ sở công nghệ SDH-NG được

mô tả ở hình 2.7.



Mạng WDM

Mạng NG-SDH

Dịch vụ mạng:

- Dịch vụ Internet tốc độ cao

- Các dịch vụ thuê kênh viễn thông

- Dịch vụ truyền hình TV: CATV, SDTV, HDTV- Dịch vụ điện thoại truyền hình, hội nghj truyền hình- VPN

- Các dịch vụ truyền dữ liệu (có hoặc không liên kết)

Dịch vụ mạng:

- Dịch vụ Internet tốc độ cao

- Dịch vụ điện thoại truyền hình- Dịch vụ truyền hình TV: CATV, SDTV, HDTV

IP Router

IP Router

OXC

- Các dịch vụ khác như mua hàng tại nhà, dạy

học tại nhà, các dịch vụ thông tin quảng cáo...

ADM

ADM

ADM

Hình 2.7. Mô hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai trên cơ sở công nghệ SDH-

NG

2.2. Thủ tục lập khung tổng quát (GFP)

Thủ tục lập khung tổng quát (GFP) được ANSI thảo luận đầu tiên trong

T1X1.5 và hiện nay đã được ITU-T chuẩn hóa trong khuyến nghị G.704.1. GFP là

một thủ tục lập khung tạo nên tải có độ dài thay đổi theo byte từ các tín hiệu khách

hàng mức cao hơn cho việc sắp xếp tín hiệu trong luồng đồng bộ. Mối quan hệ GFP

với tín hiệu khách hang và luồng lõi được chỉ ra ở hình 2.8.

GFP là một thuật ngữ chung cho hai hướng xếp chồng: ở lớp phíadưới liên

quan đến dịch vụ lõi sử dụng GFP; ở lớp phía trên liên quan đến sắp xếp các dịch vụ

cung cấp bởi GFP. Đối với lớp phía dưới GFP cho phép sử dụng bất cứ kiểu công

nghệ lõi nào, mặc dù hiện chỉ chuẩn hóa cho SONET/SDH và OTN. Tại lớp phía

trên, GFP hỗ trợ nhiều kiểu gói khác nhau như IP, khung Ethernet và khung HDLC

như PPP.



GFP có hai phương pháp sắp xếp để thích ứng các tín hiệu khách hàng vào

trong tải SONET/SDH: GFP sắp xếp theo khung (GFP-F) và GFP trong suốt (GFP-T)

- GFP-F: GFP-F sử dụng cơ chế tìm hiệu chỉnh lỗi tiêu đề để phân tách khung

GFP nối tiếp (Giống như cơ chế sử dụng trong ATM) trong dòng tín hiệu ghép kênh

cho truyền dẫn. Do độ dài tải GFP thay đổi nên cơ chế này đòi hỏi khung tín hiệu

khách hàng được đệm toàn bộ lại để xác định độ dài trước khi sắp xếp vào khung

GFP.

- GFP-T: một số lượng đặc tính tín hiệu khách hàng cố định được sắp xếp trực

tiếp vào khung GFP có độ dài xác định trước (sắp xếp theo mã khối cho lõi trong

khung GFP, hiện thời chỉ mới định nghĩa cho mã 8B/10B trong chuẩn G.704.1 ITU-

T).

Ethernet IP/PPP Các dạng tín hiệu khác

GFP - Kiểu lớp client xác định (Tải phụ thuộc)

GFP - Kiểu chung (Tải độc lập)

Luồng SDH VC-n Luồng đồng bộ byte khác Luồng ODUk OTN

Hình 2.8. Mối quan hệ GFP với tín hiệu khách hàng và luồng lõi

2.2.1. Các vấn đề về GFP

2.2.1.1. Cấu trúc khung GFP

Cấu trúc khung GFP gồm những thành phần cơ bản: tiêu đề lõi, phần tải tin và

chuỗi kiểm tra khung (FSC).

a) Tiêu đề lõi của GFP

Định dạng tiêu đề lõi của GFP như minh hoạ trong hình 2.9, bốn octet của Tiêu

đề lõi GFP bao gồm một trường chỉ thị độ dài tải tin 16-bit và một trường kiểm tra lỗi

tiêu đề lõi (cHEC) 16-bit. Tiêu đề này cho phép mô tả khung GFP độc lập về nội dung

cho các PDU lớp cao hơn.



PLI (15:08)

PLI (7:00)

cHEC (15:08)

cHEC (7:00)

1

2

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 Thứ tự truyền bit

Hình 2.9. Định dạng tiêu đề lõi của GFP

* Trường chỉ thị độ dài tải tin (PLI)

Hai octet của trường PLI bao gồm một số nhị phân biểu thị số lượng octet trong

Phần tải tin GFP. Giá trị nhỏ nhất tuyệt đối của trường PLI trong một khung khách

hàng GFP là 4 octet. Các giá trị PLI từ 0-3 dành riêng cho khung điều khiển GFP.

* Trường Kiểm tra lỗi tiêu đề lõi (cHEC)

Hai octet trong trường Kiểm tra lỗi tiêu đề lõi là một mã sửa lỗi CRC-16 để bảo

đảm tính toàn vẹn nội dung của tiêu đề lõi bằng cách thực hiện cả việc sửa lỗi đơn bit

và phát hiện lỗi đa bit. Chuỗi cHEC được tính toán trên các octet của tiêu đề lõi.

Thực hiện Kiểm tra lỗi tiêu đề (HEC): Đa thức thức sinh của HEC là G(x)=x16

+ x12

+ x5 + 1, với giá trị ban đầu là 0, trong đó x

16 tương ứng với Bit có ý nghĩa nhất

(MSB) và x0 tương ứng với Bit ít ý nghĩa nhất (LSB).

Cách sửa lỗi này được thực hiện trên tiêu đề lõi. Bộ xử lý sắp xếp tại phía thu

GFP sẽ từ chối bất kỳ khung GFP có nhiều bit lỗi. Bộ xử lý sắp xếp tại nguồn phát

cũng cập nhật mọi bản tin hệ thống thích hợp cho mục đích định dạng chính.

* Trộn tiêu đề lõi

Tiêu đề lõi được trộn cho cân bằng DC bằng cách thực hiện OR-duy nhất (cộng

modun 2) với B6AB31E0 trong hệ 16. Số này là chuỗi có độ dài 32-bit giống như

chuỗi Barker, có sidelobe cực tiểu, trạng thái chuyển dịch cực đại. Sự trộn tiêu đề lõi

GFP nhằm mục đích cải thiện đáng kể phương thức mô tả khung GFP và tạo ra một số

có đủ các chuyển dịch 0-1 và 1-0 trong các khoảng truyền dẫn rỗi.

b) Phần tải tin GFP

Phần tải tin GFP, bao gồm tất cả các octet trong khung GFP theo sau tiêu đề lõi

GFP, dùng để chuyển thông tin của giao thức đặc trưng lớp cao hơn. Vùng có độ dài

thay đổi này có thể gồm từ 4 đến 65535 octet. Phần tải tin GFP bao gồm hai thành



phần thông thường: một tiêu đề tải tin và một trường thông tin tải tin. Ngoài ra có thể

thêm một trường FCS tải tin tuỳ ý (pFCS).

Các kích thước thực tế của đơn vị truyền dẫn cực đại (MTU) trong GFP cho phần

tải tin GFP là tuỳ thuộc ứng dụng. Khi ứng dụng phải hỗ trợ truyền dẫn và nhận của

các khung GFP cho vùng tải tin GFP ít nhất là 1600 octet. Tuy nhiên, GFP có thể sử

dụng các giá trị MTU khác nhưng theo thứ tự ưu tiên. Các thực hiện hỗ trợ kênh

quang sắp xếp theo khung phải cung cấp phần tải tin GFP ít nhất 2156 octet.

Tiêu đề tải tin

Trƣờng tải tin

FSC tải tin (tuỳ chọn)


5

6

7

8

9

.

.

.

.

.

n

Thứ tự truyền octet

X = 4 đến 64

0 đến 65535 - x

4

Hình 2.10. Định dạng phần tải tin GFP

* Tiêu đề tải tin

Tiêu đề tải tin là một vùng có độ dài thay đổi từ 4 đến 64 octet, mục đích để hỗ

trợ các phương thức quản lý tuyến dữ liệu đặc trưng cho tín hiệu khách hàng lớp cao

hơn. Cấu trúc của tiêu đề tải tin GFP được mô tả trong hình 2.11. Vùng này gồm 2

trường bắt buộc, trường Kiểu loại (Type) và trường Kiểm tra lỗi tiêu đề kiểu loại

(tHEC), và một số các trường khác thêm vào tiêu đề tải tin. Nhóm các trường tiêu đề

tải tin thêm vào này gọi là tiêu đề mở rộng. Sự có mặt của tiêu đề mở rộng, định dạng

của nó, và sự có mặt của FCS tải tin tuỳ chọn được chỉ thị trong trường Kiểu loại.

Trường tHEC đảm bảo tính toàn vẹn của trường Kiểu loại.

Thực hiện phải hỗ trợ việc nhận một khung GFP với một tiêu đề tải tin có độ dài

bất kỳ trong khoảng từ 4 đến 64 octet.



Kiểu loại

tHEC

Trƣờng tiêu đề mở rộng

eHEC


5

6

7

8

9

.

.

.

.

.

n


0 đến 60

2

2

2

Hình 2.11. Định dạng tiêu đề tải tin GFP

* Trường kiểu loại GFP

Trường kiểu loại GFP là một trường hai-octet bắt buộc của Tiêu đề tải tin để

chỉ ra nội dung và định dạng trường Thông tin tải tin GFP. Trường Kiểu loại phân biệt

dạng khung GFP này với dạng khung GFP khác và phân biệt giữa các dịch vụ khác

nhau trong môi trường đa dịch vụ. Như minh hoạ trên hình 2.12, trường Kiểu loại gồm

một trường Nhận dạng kiểu loại tải tin (PTI), một trường Chỉ thị FCS tải tin (PFI),

một trường Nhận dạng tiêu đề mở rộng (EXI) và một trường Nhận dạng tải tin đối

tượng sử dụng (UPI).


15 14 13 12 11 10 9 8

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8

PTI EXI

UPI

PFI

7 6 5 4 3 2 1 0

Thứ tự truyền bit

Số bit

Số bit

Hình 2.12. Định dạng trường Kiểu loại GFP

- Trường nhận dạng kiểu loại tải tin (PTI)

Một trường con 3-bit trong trường Kiểu loại dùng để xác định kiểu loại của

khung khách hàng GFP. Hiện nay có hai loại khung khách hàng đã được xác định là:



khung Dữ liệu đối tượng sử dụng (PTI = 000) và khung Quản lý khách hàng

(PTI=100). Các loại khác dùng để dự phòng.

- Trường chỉ thị FCS tải tin (PFI)

Một trường con 1-bit trong trường Kiểu loại dùng để chỉ ra sự có mặt (PFI=1)

hoặc không có (PFI=0) của trường FCS tải tin.

- Trường xác định tiêu đề mở rộng (EXI)

Một trường con 4-bit trong trường Kiểu loại dùng để xác định kiểu loại tiêu đề

mở rộng của GFP. Ba dạng của tiêu đề mở rộng đã được xác định, tiêu để mở rộng

không, tiêu đề mở rộng tuyến tính và tiêu đề mở rộng vòng.

- Trường xác định tải tin đối tượng sử dụng (UPI)

Một trường 8-bit dùng để xác định loại tải tin chuyển đi trong trường Thông tin

tải tin GFP. Trường UPI có quan hệ với kiểu loại khung khách hàng GFP như đã xác

định bởi trường con PTI.

* Trường Kiểm tra lỗi tiêu đề kiểu loại (tHEC)

Trường Kiểm tra lỗi tiêu đề kiểu loại 2-octet gồm một mã điều khiển lỗi CRC-

16 nhằm bảo đảm tính toàn vẹn nội dung cho trường Kiểu loại bằng cách thực hiện

sửa lỗi đơn bit và phát hiện lỗi đa bit. Tiêu đề kiểu loại gồm trường Kiểu loại và

tHEC.

Bộ xử lý sắp xếp tại phía thu GFP sẽ thực hiện sửa lỗi đơn bit trong trường

Kiểu loại mà trường này được bảo vệ bằng trường tHEC. Bộ xử lý sắp xếp tại phía thu

GFP sẽ loại bỏ mọi khung GFP này khi có phát hiện lỗi đa bit. Quá trình xử lý tại

điểm đích cũng cập nhật mọi thông tin hệ thống liên quan phục vụ cho mục đích giám

sát chất lượng.

* Các tiêu đề mở rộng của GFP

Tiêu đề mở rộng tải tin là một trường mở rộng từ 0 đến 60 octet (chứa cả

eHEC), mà hỗ trợ các tiêu đề tuyến dữ liệu đặc trưng cho công nghệ như là: các xác

định tuyến ảo, các địa chỉ nguồn/đích, số cổng, lớp dịch vụ, điều khiển lỗi tiêu đề mở

rộng v.v… Kiểu của tiêu đề mở rộng được chỉ ra bởi nội dung của các bit EXI của

trường Kiểu loại trong tiêu đề tải tin.

Ba biến của Tiêu đề mở rộng được xác định hiện tại để hỗ trợ cho dữ liệu đặc

trưng khách hàng truyền qua trên một cấu hình vòng logic vòng hoặc điểm-điểm logic

(tuyến tính).

Các trường khác nhau trong Tiêu đề mở rộng sẽ được mô tả dưới đây. Giá trị

mặc định cho mọi trường không xác định là 0 trừ khi có chỉ định khác.



- Tiêu đề mở rộng không

Tiêu đề tải tin cho một khung với một tiêu đề mở rộng không được minh hoạ

như hình 2.15. Tiêu đề mở rộng này áp dụng cho cấu hình điểm-điểm logic. Mục đích

dùng cho các trường hợp ở đó luồng chuyển tải dành riêng cho một tín hiệu khách

hàng.

Kiểu loại (15:08)


tHEC

tHEC

5

6

7

8



Hình 2.13. Tiêu đề tải tin của một khung GFP có tiêu đề mở rộng không

- Tiêu đề mở rộng cho một khung tuyến tính

Tiêu đề tải tin cho khung tuyến tính (điểm-điểm) với một Tiêu đề mở rộng

được minh hoạ như hình 2.14, nhằm mục đích dùng cho các trường hợp ở đó có một

vài tuyến độc lập yêu cầu tích hợp thành một đường chuyển tải đơn.

Trong đó, trường Nhận dạng kênh (CID): CID là một số nhị phân 8 bit dùng để

chỉ thị một trong 256 kênh thông tin tại điểm đầu cuối GFP; trường Dự phòng 8 bit

dùng cho sử dụng sau này; trường HEC mở rộng eHEC.





tHEC (15:08)

tHEC (7:00)

5

6

7

8

9

10

11

12



CID (7:00)

Dự phòng (7:00)

eHEC (15:08)

eHEC (7:00)

Hình 2.14. Tiêu đề tải tin cho một khung tuyến tính (điểm-điểm) gồm cả tiêu

đề mở rộng

* Trường HEC mở rộng (eHEC)

Trường Kiểm tra lỗi tiêu đề mở rộng 2-octet gồm một mã sửa lỗi CRC-16

nhằm bảo vệ tính toàn vẹn nội dung cho tiêu đề mở rộng bằng cách thực hiện sửa lỗi

đơn bit và phát hiện lỗi đa bit.

Bộ xử lý sắp xếp tại phía thu GFP sẽ thực hiện sửa lỗi đơn bit trong trường

Kiểu loại mà trường này được bảo vệ bằng trường tHEC. Sửa lỗi đơn là chức năng tuỳ

chọn của Tiêu đề mở rộng. Bộ xử lý sắp xếp tại phía thu GFP sẽ loại bỏ mọi khung

GFP này khi có phát hiện lỗi đa bit hoặc ở đó có lỗi xảy ra ở một trường tiêu đề làm

mất sử dụng chức năng sửa lỗi đơn. Bộ xử lý sắp xếp tại phía thu cũng cập nhật mọi

thông tin hệ thống liên quan phục vụ cho mục đích giám sát chất lượng.

* Trường thông tin tải tin

Trường thông tin tải tin chứa PDU định dạng khung đối với GFP sắp xếp

khung hoặc trong trường hợp GFP-T là một nhóm các đặc tính tín hiệu khách hàng.

Trường có độ dài thay đổi này có thể gồm từ 0 đến 65535-X octet, trong đó X là kích

thước tiêu đề tải tin. Trường này cũng gồm một trường FCS tải tin tuỳ ý. PDU/tín hiệu

khách hàng luôn được truyền trong trường thông tin tải tin GFP như một luồng gói

octe-liên kết.

* Trường Chuỗi kiểm tra khung tải tin (pFCS)

FCS tải tin GFP, như minh hoạ trong hình 2.15, là một chuỗi kiểm tra khung,

dài 4-octet, tuỳ chọn. Nó gồm một chuỗi CRC-32 nhằm bảo đảm tính toàn vẹn cho



trường Thông tin tải tin GFP. Giá trị 1 của bit PFI trong trường Kiểu loại xác định sự

có mặt của trường FCS tải tin.

pFCS (31:24)

pFCS (23:16)

pFCS (15:08)

pFCS (7:00)

1 2 3 4 5 6 7 8


Thứ tự truyền bit

Hình 2.15. Định dạng chuỗi kiểm tra khung tải tin GFP

- Tạo FCS tải tin

FCS tải tin được tạo ra sử dụng đa thức sinh CRC-32, G(x)=x32

+ x26

+ x23

+ x22

+

x16

+ x12

+ x11

+ x10

+ x8+ x

7+ x

5+ x

4+ x

2+ x

1+1 với x

32 tương ứng với MSB và x

0 tương

ứng với LSB.

- Trộn vùng tải tin

Việc trộn của Vùng tải tin GFP được yêu cầu để đảm bảo sự an toàn thông tin

chống lặp lại từ trộn (hoặc nghịch đảo của nó) từ một nguồn trộn đồng bộ khung như

thường dùng trong lớp SDH RS hoặc trong kênh OTN OPUk.

Tất cả các octet trong Vùng tải tin GFP được trộn sử dụng một nguồn trộn tự

đồng bộ 1+x43

. Việc trộn được thực hiện theo thứ tự bit trên mạng.

Tại đầu vào, việc trộn được thực hiện bắt đầu từ octet truyền dẫn đầu tiên ngay

sau trường cHEC và kết thúc tại octet cuối cùng trong khung GFP. Khi nguồn trộn

hoặc giải trộn không thực hiện, trạng thái của nó được nhớ lại. Vì vậy, trạng thái của

nguồn trộn hay giải trộn khi bắt đầu Vùng tải tin khung GFP sẽ là 43 bit cuối của vùng

tải tin của khung GFP truyền đi trong kênh đó ngay trước khi đến khung GFP hiện tại.

Hoạt động của bộ giải trộn xử lý sắp xếp tại phía thu cũng phụ thuộc vào trạng thái

hiện tại của thuật toán kiểm tra cHEC:

+ Trong trạng thái HUNT và PRESYNC, bộ giải trộn không hoạt động.



+ Trong trạng thái SYNC, bộ giải trộn hoạt động chỉ đối với các octet nằm

giữa trường cHEC và điểm cuối của khung GFP.

c) Các khung khách hàng GFP

Hai dạng khung khách hàng GFP được xác định hiện nay là: Dữ liệu khách

hàng và Quản lý khách hàng. Các khung dữ liệu khách hàng GFP thường dùng để

chuyển tải dữ liệu cho tín hiệu khách hàng. Các khung quản lý khách hàng GFP

thường dùng để chuyển tải thông tin kết hợp với quản lý của tín hiệu khách hàng hoặc

kết nối GFP.

* Các khung dữ liệu khách hàng

Dữ liệu khách hàng được chuyển tải trên GFP sử dụng các khung dữ liệu khách

hàng. Các khung dữ liệu khách hàng là khung khách hàng GFP gồm một Tiêu đề

chính và một Vùng tải tin. Trường Kiểu loại của các khung dữ liệu khách hàng dung

cho các giá trị trường con Kiểu loại sau:

- PTI = 000

- PFI = đặc trưng tải tin

- EXI = đặc trưng tải tin

- UPI = đặc trưng tải tin

Mã chỉ thị FSC tải tin (PFI) phải được thiết lập như yêu cầu phụ thuộc vào FSC

có hoạt động hay không. Mã nhận dạng tiêu đề mở rộng (EXI) phải được thiết lập phù

hợp với các yêu cầu hình học và ghép khung cho kết nối GFP. Mã xác định tải tin đối

tượng sử dụng phải được thiết lập tuỳ theo dạng tín hiệu khách hàng được lõi .

* Các khung quản lý khách hàng

Các khung quản lý khách hàng tạo ra một cơ chế chung cho bộ xử lý sắp xếp

tại nguồn phát riêng của khách hàng GFP để gửi đi tuỳ ý các khung Quản lý khách

hàng tới bộ xử lý sắp xếp tại phía thu riêng của khách hàng GFP. Các khung Quản lý

khách hàng là các khung khách hàng GFP gồm một Tiêu đề tải tin và một Vùng tải

tin. Trường Kiểu loại của các khung dữ liệu khách hàng sử dụng các giá trị trường con

của kiểu loại dưới đây:

- PTI = 100

- PFI = đặc trưng tải tin

- EXI = đặc trưng tải tin

- UPI = đặc trưng tải tin



Để sử dụng một khung quản lý khách hàng GFP, mã xác định FCS tải tin (PFI)

phải được thiết lập như yêu cầu phụ thuộc vào chức năng FCS có hoạt động hay

không. (Chú ý rằng, sử dụng FSC trong khung quản lý khách hàng GFP làm giảm

tổng số băng thông “dự phòng”). Mã xác định tiêu đề mở rộng (EXI) phải được thiết

lập như yêu cầu phụ thuộc vào tiêu đề mở rộng có được thực hiện hay không. (Chú ý

rằng, sử dụng Tiêu đề mở rộng trong khung quản lý khách hàng GFP làm giảm đáng

kể tổng số băng thông “dự phòng” ). UPI xác định việc sử dụng tải tin khung quản lý

khách hàng GFP. Trong cách này khung quản lý khách hàng GFP có thể sử dụng cho

nhiều mục đích.

2.2.1.2. Các khung điều khiển GFP

Các khung điều khiển GFP được sử dụng trong việc quản lý kết nối GFP.

Các khung GFP rỗi: Khung GFP rỗi là một khung điều khiển GFP gồm 4 octet

chỉ chứa phần tiêu đề lõi GFP với các trường PLI và cHEC được đặt là 0, và không có

phần tải. Khung rỗi được dành sử dụng như một khung chèn dành cho quá trình thích

ứng nguồn GFP nhằm thực hiện thích ứng luồng octet GFP với bất kỳ một môi trường

lõi nào mà trên đó kênh môi trường lõi có dung lượng cao hơn so với dung lượng

được yêu cầu bởi tín hiệu khách hàng.

Các khung điều khiển khác: Các khung điều khiển với PLI = 1, 2 và 3 hiện

đang được nghiên cứu.

2.2.1.3. Các chức năng mức khung GFP

a) Thuật toán mô tả khung GFP

GFP sử dụng một phiên bản của thuật toán kiểm tra HEC để mô tả khung

GFP.Mô tả khung GFP được thực hiện dựa trên mối tương quan giữa hai octet đầu

tiên của khung GFP và trường cHEC gồm hai octet.Trên hình 2.17 là sơ đồ trạng thái

của phương pháp mô tả khung GFP.

Sơ đồ trạng thái làm việc như sau:

- Trong trạng thái HUNT, thủ tục GFP thực hiện mô tả khung bằng cách tìm

kiếm phần tiêu đề lõi đã được định dạng chính xác theo từng octet của dãy nhận được

cuối cùng gồm 4 octet.

- Trong trạng thái PRESYNC, thủ tục GFP sẽ thực hiện mô tả khung bằng cách

kiểm tra theo từng khung trường cHEC trong phần tiêu đề lõi đoán trước của khung

GFP tiếp theo. Trường PLI trong phần tiêu đề lõi của khung GFP trước được sử dung

để tìm vị trí đầu tiên của khung GFP tiếp theo. Trong trạng thái này tiêu đề lõi không

có khả năng sửa lỗi đơn. Thủ tục trên sẽ được lặp lại đến có DELTA các cHEC đúng

liên tiếp được xác nhận, khi đó thủ tục sẽ chuyển đến trạng thái SYNC. Nếu phát hiện



một cHEC không đúng thì thủ tục sẽ quay trở về trạng thái HUNT. Tổng số các cHEC

chính xác liên tiếp được yêu cầu để chuyển từ trạng thái HUNT sang trạng thái SYNT

là (DELTA + 1).

- Trong trạng thái SYNC, thủ tục GFP thực hiện mô tả khung bằng cách kiểm

tra một cHEC đúng trên khung GFP tiếp theo. Trường PLI trong phần tiêu đề lõi của

khung GFP trước đó được sử dụng để tìm vị trí bắt đầu của khung GFP tiếp theo.

Trong trạng thái này, phần tiêu đề lõi có khả năng sửa lỗi. Mô tả khung sẽ bị mất khi

cHEC phát hiện ra các lỗi bit đa trong phần tiêu đề lõi. Trong có một sự kiện mất mô

tả khung GFP được thông báo thì thủ tục định khung sẽ quay trở lại trạng thái HUNT,

và một sự cố tín hiệu server (SSF) sẽ được chỉ thị đến thủ tục thích ứng khách hàng.

- Các khung GFP rỗi tham gia vào quá trình mô tả và sau đó sẽ bị loại bỏ.

b) Ghép khung

Các khung GFP từ các cổng và các loại tín hiệu khách hàng khác nhau sẽ được

ghép lại theo từng khung.

Khi không còn khung GFP nào để truyền thì các khung GFP rỗi sẽ được chèn

vào và do đó đảm bảo có được một chuỗi các khung liên tục để sắp xếp vào một lớp

vật lý liên kết theo octet.

PRESYNC

(cHECMD)

PRESYNC

(cHECMI)

PRESYNC

(cHECID)

PRESYNC

(cHECII)

HUNT SYNC

Các khung ảo

( M khung)

cHEC bị lỗi

Sửa cHEC Sửa cHEC

HEC bị lỗi

(lỗi đa bit)Từng bit (sửa lỗi

không có hiệu chỉnh)

Theo tổng khung (sửa lỗi

không có hiệu chỉnh)

cHEC sửa

DELTA liên tiếp

Theo tổng khung

(sửa lỗi không hiệu lực)



Hình 2.16. Sơ đồ trạng thái mô tả khung GFP

c) Chỉ thị sự cố tín hiệu khách hàng

GFP cung cấp một cơ chế chung để truyền chỉ thị sự cố tín hiệu khách hàng

(CSF) khi phát hiện ra sự cố ở tín hiệu khách hàng lối vào.

Khi phát hiện ra sự cố thì một thủ tục thích ứng nguồn GFP sẽ phát một khung

quản lý khách hàng (PTI=100). Trường PFI được đặt là 0 và trường EXI được đặt theo

loại tiêu đề mở rộng thích hợp. Cả hai loại CSF đều sử dụng các giá trị trường UPI

sau:

- Mất tín hiệu khách hàng (UPI=0000 0001)

- Mất đồng bộ đặc tính khách hàng (UPI=0000 0010)

Khi phát hiện ra điều kiện CSF thì cứ 100msT1000ms, thủ tục thích ứng

nguồn GFP sẽ gửi các chỉ thị CSF đến thủ tục thích ứng đích GFP một lần, bắt đầu tại

khung GFP tiếp theo. Các khung tạm thời sẽ là các khung GFP rỗi.

Khi nhận được chỉ thị CSF, thủ tục thích ứng đích GFP sẽ thông báo là có một

sự cố tín hiệu khách hàng đích. Quá trình xử lý sự cố sẽ được đề cập ở phần sau.

Thủ tục thích ứng đích GFP sẽ xoá điều kiện lỗi khi:

- Sau khi không nhận được các chỉ thị CSF trong Nx1000ms (3 là giá trị đề

nghị đối với N)

- Khi nhận được một khung dữ liệu khách hàng hợp lệ.

d) Xử lý sự cố trong GFP

Hình 2.17 mô tả mối quan hệ nhân quả giữa các sự cố khác nhau được phát

hiện hoặc được chỉ thị bởi thủ tục GFP. Các sự kiện TSF là các sự kiện sự cố được

phát hiện trong mạng lõi SDH hoặc OTN như được định nghĩa trong G.783 và G.798.

Các sự kiện sự cố tín hiệu server (SSF) GFP là các sự kiện mất mô tả khung GFP hoặc

là sự lan truyền của các sự kiện TSF đến các tín hiệu khách hàng GFP. Các sự kiện

CSF là các sự kiện sự cố được phát hiện trong tín hiệu khách hàng trên lối vào (thông

tin với đầu xa nhờ khung quản lý khách hàng CSF) hoặc lối ra (các sự cố sắp xếp tín

hiệu như lỗi ở tải tin).



Thủ tục khách hàng đi vào

Thủ tục thích ứng nguồn xác

định khách hàng khung GFP

Thủ tục GFP chung

(Thích ứng nguồn khách hàng)

Mạng truyền tải

Thủ tục khách hàng đi ra

Thủ tục thích ứng nguồn xác

định khách hàng khung GFP

Thủ tục GFP chung

(Thích ứng nguồn khách hàng)

Mạng truyền tải

CFS

SSF

TSF

Hình 2.17. Sự lan truyền tín hiệu lỗi trong GFP

Khi phát hiện ra một sự kiện TSF hoặc một sự kiện mất mô tả khung GFP, thủ

tục thích ứng đích GFP sẽ phát một chỉ thị SSF đến các thủ tục thích ứng đích.Các sự

kiện sự cố này sẽ bị loại bỏ ngay khi thủ tục GFP khôi phục được đồng bộ tuyến.

Khi phát hiện ra các sự kiện CSF thì thủ tục thích ứng đích của GFP sẽ thực

hiện giải quyết các sự cố này.

2.3. Ghép chuỗi ảo (VCAT)

Ghép chuỗi là quá trình gom băng tần của X tải (C-i) thành một tải có băng tần

lớn hơn. Quá trình này cho băng tần lớn gấp X lần C-i.

Có 2 phương pháp ghép chuỗi:

- Ghép chuỗi liên tục: là quá trình tạo các tải lớn hơn, các tải này không bị phân

chia thành các phần tải nhỏ hơn trong quá trình truyền dẫn. Do đó, mỗi NE đều phải

có chức năng ghép chuỗi.

- Ghép chuỗi ảo: là quá trình truyền tải các VC riêng lẻ và nhóm chúng lại tại

điểm cuối của luồng truyền dẫn. Do đó, chức năng ghép chuỗi chỉ cần có tại thiết bị

đầu cuối luồng.

Tuy nhiên, phương pháp ghép chuỗi liên tục hiện chỉ có ý nghĩa về lý thuyết

hơn là thực tế do không hiệu quả về mặt băng tần.

Phương pháp ghép chuỗi liên tục và ghép chuỗi ảo được mô tả ở hình 2.18.



Ghép chuỗi liên tục

(1 tải tin được ghép chuỗi)

VC4-4c

STS-12c SPE

622 Mbps SDH

3x

155 Mbps

Yêu cầu băng tần

(1)

(3)

(2)

(4)

1 đường

Chuyển giao băng tần

(430 Mbps)

(II)

(III)

(IV)

3 VC

VC4-3v hoặc STS-9v

1 VCG

Vài đường

(3 trong SDH

hoặc 9 trong

SONET)

Ghép chuỗi ảo

3 tải tin được ghép chuỗi)

Hình 2.18. Ghép chuỗi liên tục và Ghép chuỗi ảo

Ghép chuỗi ảo là một cơ chế cung cấp khả năng khai thác tải SONET/SDH

hiệu quả và mềm dẻo. Cơ chế này phá vỡ giới hạn do sự phân cấp tín hiệu truyền dẫn

đồng bộ SONET/SDH được thiết kế cho tải PDH (tốc độ kênh được phân thành từng

cấp thô STM-1, STM-4…). Từ ảo ngụ ý nối xâu chuỗi các tải trong SONET/SDH để

cung cấp băng tần mềm dẻo phù hợp với kích thước số liệu.

Các tải ghép chuỗi trong mạng được xử lý như những tải riêng biệt và độc lập.

Do đó nhà khai thác mạng lõi có thể tự do thực hiện chức năng ghép chuỗi mà không

sợ ảnh hưởng đến hệ thống đang sử dụng hiện tại. Hơn nữa, hệ thống quản lý phần tử

mạng (EMS)/hệ thống quản lý mạng (NMS) ngày nay có thể dễ dàng cung cấp chức

năng này.

Phương pháp ghép chuỗi liên tục không đem lại độ mịn băng tần phù hợp cho

các công nghệ phi kết nối và hướng gói như IP hoặc Ethernet. Ví dụ, để lõi 1 Gbps thì

cần một tải VC4-16c có dung lượng là 2,4Gbps, tức là gấp hơn 2 lần lượng băng tần

cần thiết.

Ghép chuỗi ảo VCAT là một giải pháp cho phép gia tăng độ mịn băng tần trên

từng khối VC-n. Tại node nguồn MSSP, VCAT tạo một tải liên tục bằng X lần VC-n.

Tập gồm X tải được gọi là một nhóm tải ảo (VCG) và mỗi VC riêng lẻ là một thành

viên của VCG. Tất cả các VC thành viên đều được gửi đến node nguồn MSSP một

cách độc lập, trên bất kỳ luồng rỗi nào nếu cần thiết. Tại đích, tất cả các VC-n được



nhóm lại, theo các chỉ thị cung cấp bởi byte H4 hoặc K4, và cuối cùng được phân phát

đến địa chỉ (hình 2.19).

5 5

A B

E F

5

333

VC4-7v

(1,05 Gbps)VC4-7v

(1,05 Gbps)VC4-7v

(1,05 Gbps)

554

4

VC4-7v

(1,05 Gbps)

VC4-7v

(1,05 Gbps)

VC4-7v

(1,05 Gbps)

554

4

G

5

5

Các VCG thành viên

Các VCG thành viên

Mạng SONET/SDHNút nguồn MSSP Nút đích MSSP

Truyền dẫn

25%

40%

Tải liên tục

Tải liên tục

Nhóm VC

Nhóm VC

Phân đoạn, ánh xạ Kết hợp, nén trễ

MSPP MSPP

35%

MFI=I

SQ=0...6

MFI=k

SQ=0...6

MFI=k

MFI=k+1

MFI=k+2

MFI=i-2

MFI=i-1

MFI=i

t0 + 125

t0 + 125

t0 t1

t1 - 125

t1 - 125

Hình 2.19. Quá trình ghép chuỗi ảo VCAT hỗ trợ cả ghép tải bậc cao

và ghép tải bậc thấp

Do các VC thành viên được phát đi một cách độc lập và có thể trên các luồng

khác nhau với độ ì khác nhau nên sẽ tồn tại trễ khác nhau giữa các VC. Do vậy, MSSP

đích phải bù trễ chênh lệch này trước khi nhóm tải và phân phát dịch vụ.

Chức năng ghép chuỗi ảo chỉ được yêu cầu tại các node biên. Để tận dụng được

hết những lợi thế của quá trình này thì các tải riêng lẻ phải được truyền trên các tuyến

khác nhau qua mạng, do đó nếu một tuyến hoặc một node bị sự cố thì kết nối chỉ bị

ảnh hưởng từng phần. Đây chính là một cách cung cấp dịch vụ bảo vệ sử dụng VCAT

VACT hỗ trợ cả ghép tải bậc cao và ghép tải bậc thấp.

2.4. Cơ chế điều chỉnh dung lƣợng tuyến (LCAS)

Như đã trình bày ở trên, ghép chuỗi ảo được thực hiện để tạo nên những tải có

dung lượng khác nhau. Mặc dù một số lượng tải ghép chuỗi đã được xác định trước

cho phần lớn ứng dụng nhưng thực tế vẫn cần phân phát động một số tải cho một vài

ứng dụng cụ thể. LCAS, đã được chuẩn hoá trong ITU-T G.7042, được thiết kế để

thực hiện chức năng trên. LCAS có thể đưa thêm hoặc loại bỏ một số tải thành viên



trong một VCG, do đó sử dụng lượng băng tần hiệu quả hơn mà không làm ảnh hưởng

đến dữ liệu được lõi .

LCAS là một giao thức báo hiệu thực hiện trao đổi bản tin giữa hai điểm kết

cuối VC để xác định số lượng tải ghép chuỗi. Với yêu cầu của người sử dung, số

lượng tải ghép chuỗi có thể tăng/giảm phù hợp với kích thước lưu lượng trao đổi. Đặc

tính này rất hữu dụng với nhà khai thác để thích ứng băng tần thay đổi theo thời gian,

theo mùa… giữa các bộ định tuyến.

Cơ cế hoạt động của LCAS dựa trên việc trao đổi gói điều khiển giữa bộ phát

(So) và bộ thu (Sk). Mỗi gói điều khiển sẽ mô tả trạng thái của tuyến trong gói điều

khiển kế tiếp. Những thay đổi này được truyền đi tới phía thu để bộ thu có thể chuyển

tới cấu hình mới ngay khi nhận được nó. Gói điều khiển gồm một loạt các trường

dành cho những chức năng định trước và chứa thông tin từ bộ phát đến bộ thu cũng

như thông tin từ bộ thu đến bộ phát.

Hướng đi:

- Trường chỉ thị đa khung (MFI)

- Trường chỉ thị dãy (SQ)

- Trường điều khiển (CTRL)

- Bit nhận dạng nhóm (GID)

Hướng về:

- Trường trạng thái thành viên (MST)

- Bit báo truyền lại dãy (RS-Ack)

Cả hai hướng:

- Trường CRC

- Các bit chưa sử dụng để dự trữ và được đặt là “0”

2.4.1. Ứng dụng của LCAS

- Phân bổ băng tần

LCAS, với mục đích bổ sung cho VCAS, cung cấp các khả năng định cỡ lại

ống

lưu lượng đang sử dụng, LCAS cung cấp một cơ chế điều khiển có thể tăng hoặc giảm

dung lượng trong một VCG nhằm đáp ứng nhu cầu băng tần tuỳ theo ứng dụng cụ thể.

LCAS còn có thể tự động loại bỏ một tải thành viên nhất định của VCG nếu tải đó bị

sự cố, do đó tránh sự cố cho toàn bộ kết nối VCAT.



- Các cấu hình không đối xứng

Cần lưu ý rằng LCAS là một giao thức đơn hướng được thực hiện một cách

độc lập tại 2 điểm đầu cuối. Đặc tính này cho phép cung cấp băng tần không đối xứng

giữa hai node MSSP nhằm cấu hình các tuyến không đối xứng phù hợp với yêu cầu

của khách hàng.

- Phục hồi mạng

LCAS được sử dụng để triển khai chiến lược phục hồi (hình 3.48). Phương

pháp này hiện còn có thể áp dụng cho SDH sử dụng VCAT. Lưu lượng được gửi trên

một số tuyến khác nhau. Trong trường hợp có sự cố bộ phận ở một tuyến thì LCAS sẽ

cấu hình lại kết nối MSSP bằng các thành viên VCG còn hoạt động để duy trì lưu

lượng.

2.4.2. Giao thức LCAS

* Các bản tin LCAS

LCAS được thực hiện giữa node nguồn và node đích nhằm giám sát trạng thái

các thành viên, chỉ thị về những thay đổi trong việc sử dụng băng tần, và thông báo về

những thay đổi này. Giao thức LCAS được chứa trong byte H4 (đối với HO-VCAT),

hoặc trong byte K4 (đối với LO-VCAT).

LCAS nằm trong các byte H4 và K4 của phần tiêu đề luồng, đó cũng là các

byte được ghép chuỗi ảo sử dụng cho các số MFI và SQ. LCAS sử dụng một số trong

số các byte chưa được dùng cho MFI và SEQ.

Giữa node nguồn và node đích LCAS thiết lập một giao thức điều khiển các

thành viên của VCG. Thông tin bao gồm trạng thái của mỗi thành viên, CRC để bảo

vệ bản tin, các thông báo từ nguồn đến đích để đưa ra những thay đổi.

Dưới đây là các tham số trong bản tin điều khiển VCAT và LCAS (theo

G.7042):

- Trường chỉ thị đa khung (MFI): là cơ chế được triển khai giữa bộ phát VCG

và bộ thu VCG nhằm xác định trễ chênh lệch và sử dụng cho việc tổ chức lại các

thành viên trong cùng một VCG. Giá trị của trường này có thể như nhau đối với tất cả

các thành viên của VCG, nằm trong khoảng 0-4095 đối với HO-VCAT và 0-31 đối

với LO-VCAT.

- Trường chỉ thị dãy (SQ): là chỉ số xác định cho các thành viên trong VCG.

Đối với HO-VCAT thì SQ nằm trong khoảng 0-255 (256 là số thành viên lớn nhất

trong một VCG), và trong khoảng 0-63 đối với LO-VCAT (64 là số thành viên lớn

nhất trong một VCG).



- Trường điều khiển (CTRL): yêu cầu điều khiển LCAS được gửi từ bộ phát

đến bộ thu:

+ Fixed: chỉ thị về khai thác băng tần cố định (non-VCAT), LCAS không

được hỗ trợ trong ống VCAT này

+ Add: yêu cầu thêm một thành phần mới vào VCG của kênh VCAT hiện

tại. Nếu kênh này không tồn tại thì kênh mới sẽ được thiết lập.

+ Norm: mode truyền dẫn bình thường, không thay đổi trạng thái ổn định.

+ EOS: Cuối của dãy, thành phần cuối cùng của một VCG có số SQ cao

nhất, quay về mode truyền dẫn bình thường.

+ Idle: đây là một tải không nằm trong kênh VCG và nó có thể bị loại bỏ

khỏi VCG.

+ DNU: Không sử dụng thành viên này của VCG. Bộ thu đã phát hiện ra

một sự cố.

- Bit nhận dạng nhóm (GID): nhận dạng nhóm đối với VCG. Tất cả các thành

viên của cùng một VCG đều có cùng một giá trị GID. GID đảm bảo rằng tất cả các tín

hiệu thành viên đều xuất phát từ cùng một bộ phát xác định.

- Trường trạng thái thành viên (MST): đây là một báo cáo trạng thái ngắn gọn

của tất cả các thành viên của một VCG (OK hoặc FAIL) gửi từ bộ thu trở lại bộ phát.

Phương thức đa khung được sử dụng để gửi toàn bộ báo cáo này của tất cả các thành

viên trong VCG.

- Trường kiểm tra (CRC): Kiểm tra CRC được thực hiện trên từng gói tin điều

khiển sau khi đã nhận được, và nội dung bị loại ra nếu kiểm tra thấy lỗi. Nếu gói tin

điều khiển qua được kiểm tra CRC, thì nội dung của nó được sử dụng ngay lập tức.

Để đơn giản hoá đa khung MFI cho phép bỏ qua kết quả kiểm tra CRC cho gói tin

điều khiển đối với phần tử MFI được kiểm tra bởi CRC sao cho xử lý đa khung có thể

sử dụng phần tử MFI tương đương với trường hợp xử lý liên kết ảo không dùng

LCAS.

2.5. Các tiêu chuẩn liên quan đến công nghệ NG-SDH của các tổ chức tiêu chuẩn

trên thế giới

Công nghệ NG-SDH đã được sự quan tâm rất lớn của các nhà khai thác, các

nhà sản xuất thiết bị và đặc biệt là các tổ chức tiêu chuẩn trên thế giới như ITU-T,

IEEE, ANSI, ETSI. Các khuyến nghị và tiêu chuẩn này chủ yếu tập trung vào các giao

thức mới là GFP, LCAS và VCAT.



Trong đó, GFP, VCAT và LCAS là bộ các tiêu chuẩn được thiết kế nhằm cải

thiện hiệu suất, độ mịn băng tần, tính linh hoạt của SONET/SDH truyền thống. Cũng

cần lưu ý rằng các giao thức này không làm thay đổi bản chất kênh, điểm-điểm của

các mạng SONET/SDH truyền thống. Các giao thức này là các giao thức lớp 1. GFP,

ở cả hai phương thức, là một giao thức sắp xếp khung lớp 1 vào SDH.

Bảng 2.2: Các tiêu chuẩn liên quan đến công nghệ NG-SDH của các tổ chức tiêu

chuẩn trên thế giới

Tổ chức tiêu chuẩn Tiêu chuẩn

ITU-T G.7041/Y.1303; G.707; G.783; G.7042/Y.1306;

G.709/G.798

IEEE IEEE 802.17

ANSI T1.105-2001; T1.105.02-2001

ETSI EN300 417-9-1

2.5.1. Các tiêu chuẩn của ITU-T

Các khuyến nghị của ITU-T liên quan đến công nghệ NG-SDH:

- G.707/Y.1322: khuyến nghị này cung cấp các yêu cầu cho các tín hiệu STM-

N tại giao diện node mạng của một mạng số đồng bộ, trong đó có đề cập đến ghép

chuỗi ảo VCAT cho các luồng bậc cao và bậc thấp, bao gồm:

+ Ghép chuỗi ảo X lần VC-3/4 (VC-3/4-X, X=1...256) để tạo thành tải có

dung lượng VC-4-Xc

+ Ghép chuỗi ảo X lần VC-2/1 để tạo thành tải có dung lượng VC-2/1-Xv

- G.709/Y.1331: Khuyến nghị này xác định các yêu cầu của module lõi quang

của các tín hiệu bậc n (OTM-n) của mạng lõi quang, trong đó có đề cập đến việc sắp

xếp các khung GFP vào đơn vị tải kênh quang (OPUk). Nội dung chính của khuyến

nghị bao gồm :

+ Kiến trúc lõi quang

+ Chức năng của tiêu đề trong việc hỗ trợ các mạng quang đa bước sóng

+ Các cấu trúc khung

+ Các tốc độ bit

+ Các dạng sắp xếp tín hiệu khách hàng

Các giao diện được xác định trong khuyến nghị này có thể được áp dụng tại các



giao diện khách hàng-mạng (UNI) và các giao diện node mạng (NNI) của mạng lõi

quang.

- G.783: Khuyến nghị này cung cấp các đặc tính của các khối chức năng thiết

bị SDH (gồm cả các yêu cầu hỗ trợ chức năng VCAT). Khuyến nghị xác định một tập

hợp các khối chức năng và một bộ các quy tắc để hợp nhất các khối chức năng này

thành một thiết bị truyền dẫn số.

Khuyến nghị cũng đưa ra các thành phần và phương pháp luận có thể được sử

dụng để mô tả quá trình xử lý SDH.

Phương pháp mô tả dựa trên việc phân tách chức năng của thiết bị thành các

chức năng nguyên tử và hữu cơ. Thiết bị sau đó sẽ được mô tả bởi Đặc tính chức năng

thiết bị (EFS) của nó, bao gồm các chức năng nguyên tử và hữu cơ, kết nối bên trong,

các chỉ tiêu đặc tính chất lượng tổng quát (ví dụ: trễ chuyển giao, độ khả dụng...)

- G.7041/Y.1303: Khuyến nghị này xác định một thủ tục định khung chung

(GFP) có các tải có chiều dài thay đổi từ các tín hiệu khách hàng bậc cao cho việc sắp

xếp liên tiếp vào các luồng đồng bộ như đã định nghĩa trong ITU-T G.707/Y.1322 và

G.709/Y.1331. Nội dung của khuyến nghị gồm:

+ Các dạng khung cho các khối PDU được chuyển giao giữa các điểm đầu và

cuối GFP

+ Thủ tục sắp xếp các tín hiệu khách hàng vào GFP

- G.7042/Y.1305: Khuyến nghị này đề cập đến cơ chế điều chỉnh dung lượng

(LCAS) được sử dụng để tăng hoặc giảm dung lượng băng tần của tín hiệu VCAT trên

các mạng SDH/OTN. Hơn nữa, cơ chế này sẽ tự động giảm dung lượng của tải nếu

một thành viên bị sự cố, và tăng dung lượng tải khi sự cố mạng đã được khắc phục.

Cơ chế này được áp dụng cho mọi thành viên của nhóm ghép ảo.

Khuyến nghị này xác định các trạng thái yêu cầu tại node nguồn và node đích

của tuyến và thông tin điều khiển được trao đổi giữa nguồn và đích của tuyến nhằm

cho phép định cỡ lại một cách linh hoạt tín hiệu ghép ảo. Các trường thông tin sử

dụng để chuyển thông tin điều khiển qua mạng lõi được định nghĩa trong các khuyến

nghị liên quan là ITU-T G.707 và G.783 cho SDH và ITU-T G.709 và G.798 cho

OTN.

2.5.2. Tiêu chuẩn của IEEE

IEEE là một tổ chức gồm hơn 360.000 thành viên ở hơn 170 nước và là tổ chức

phi lợi nhuận và chuyên về vấn đề kỹ thuật. IEEE hoạt động trên nhiều lĩnh vực của

khác nhau về viễn thông và trong đó hoạt động trên 2 khía cạnh quan trọng của mạng



quang. Về sự phát triển của công nghệ Ethernet với tốc độ truyền dẫn 10Gbps đang

được nhóm làm việc 802.3 thuộc uỷ ban chuẩn hoá LAN/MAN IEEE 802 phụ trách.

Toàn bộ lưu lượng trên ring sẽ được định rõ một mức dịch vụ (CoS) và tiêu

chuẩn IEEE 802.17 đã xác định 3 mức dịch vụ. Lưu lượng mức A (mức cao) là loại

lưu lượng CIR thuần tuý và được thiết kế nhằm hỗ trợ các ứng dụng đòi hỏi mức jitter

và trễ thấp như thoại và hình ảnh. Lưu lượng mức B (mức trung bình) là loại lưu

lượng pha trộn giữa CIR và EIR. Mức C (mức thấp) là lưu lượng best effort, đây là

lưu lượng chủ yếu được sử dụng để hỗ trợ truy nhập internet.

2.5.3. Các tiêu chuẩn của ANSI

ANSI (Viện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ) là một tổ chức phi lợi nhuận có chức

năng quản lý và phối hợp việc tiêu chuẩn hoá và xây dựng hệ thống đánh giá hợp

chuẩn của Mỹ. ANSI đã đưa ra một số các tiêu chuẩn liên quan đến công nghệ NG-

SDH mà chủ yếu là đề cập đến quá trình ghép các tín hiệu vào tải SONET.

- T1.105-2001: xác định dạng và cấu trúc ghép kênh cho phân cấp đồng bộ

SONET

- T1.105a-2002: Mô tả LCAS

- T1.105.02: Mô tả quá trình sắp xếp các tín hiệu phân cấp số và không phân

cấp số vào các bao tải đồng bộ SONET.

2.5.4. Tiêu chuẩn của ETSI

ETSI là tổ chức tiêu chuẩn của châu Âu có nhiệm vụ đưa ra các tiêu chuẩn về

các công nghệ thông tin và viễn thông (ICT) ở châu Âu.

ETSI đã đưa ra tiêu chuẩn EN300 417-9-1 với nội dung:Các yêu cầu chung về

chức năng lõi của thiết bị cho các lớp luồng ghép chuỗi SDH.

2.6. Các sản phẩm NG-SDH điển hình của một sốhãng sản xuất trên thế giới

2.6.1. Các sản phẩm NG-SDH của Cisco

Cisco Systems là công ty hàng đầu về các giải pháp mạng quang. Cisco giúp

các nhà cung cấp dịch vụ triển khai các kiến trúc mạng quang có tính sẵn dùng cao, có

thể cung cấp các ứng dụng chẳng hạn như lưu trữ và các dịch vụ khác đòi hỏi băng tần

cao. Các giải pháp mạng quang của Cisco có nhiều ưu điểm, giúp khách hàng giảm

chi phí mạng và tăng hiệu quả kinh doanh. Các giải pháp hàng đầu của Cisco tạo ra

giải pháp end - to - end cho các mạng quang Metro, hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ

khác nhau chẳng hạn như thoại, video, số liệu và các dịch vụ về lưu trữ trong khi đó

khả năng nâng cấp và quản lý rất cao.

a) Dòng sản phẩm ONS 15400



Thiết bị cung cấp đa dịch vụ Cisco ONS 15454 SONET và ONS 15454 SDH

hiện đang đứng đầu thị trường với hơn 1000 khách hàng và hơn 40000 hệ thống đã

được triển khai trên toàn thế giới. Thiết bị Cisco ONS 15454 tạo ra các chức năng của

nhiều phần tử mạng SONET và SDH truyền thống ngay trong cùng một thiết bị, kết

hợp lõi SDH/SONET cải tiến qua các giao diện OC-192/STM-64, mạng quang ghép

kênh theo bước sóng tích hợp và các giao diện đa dịch vụ.

Là một phần của dòng sản phẩm về truyền dẫn và đa dịch vụ quang, ONS

15454 kết hợp khả năng của lõi quang cải tiến với tính thông minh của của IP đến

việc phân phối các dịch vụ thoại và số liệu hiệu quả về chi phí.

- Thiết bị lõi đa dịch vụ ONS 15454 (MSTP)

Thiết bị ONS 15454 MSTP cung cấp các chức năng về ghép kênh, tách xen cấu

hình lại (ROADM) và ghép kênh theo bước sóng thông minh (DWDM), đảm bảo tính

mềm dẻo và dễ dàng khi sử dụng. Giải pháp dùng thiết bị Cisco ONS 15454 MSTP

tạo ra tập giao diện dịch vụ bước sóng trong suốt, bao gồm:

+ DCN và SAN: kênh quang 1 và 2 Gbps, ESCON, FICON

+ Ethernet: Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet (LAN/WAN)

+ Quang: SONET/SDH: OC-3/STM-1 đến OC-192/STM-64

+ DWDM thông minh: D1, HDTV, và các dịch vụ số liệu dựa trên bước

sóng

Thiết bị Cisco ONS 15454 MSTP làm đơn giản hoá các hoạt động nhờ cung

cấp khả năng ROADM, cho phép hỗ trợ cho nhiều kiến trúc mạng khác nhau, các cấu

hình node, khả năng nâng cấp khi đang cung cấp dịch vụ và các khả năng bảo vệ tuỳ

chọn.

- Thiết bị cung cấp đa dịch vụ 15454 (MSPP)

Thiết bị 15454 SDH MSPP tích hợp chức năng của nhiều phần tử mạng trong

cùng một thiết bị. Thiết bị này cung cấp các giải pháp TDM với các giao diện E1, E3

và DS3, các giải pháp số liệu với Ethernet 10/100/1000 tốc độ bit lõi quang từ STM-1

đến STM-64.

Thiết bị ONS 15454 SDH hỗ trợ các dịch vụ sau:

+ Tập hợp và lõi các dịch vụ từ E1 đến STM-64

+ Chuyển mạch Ethernet 10/100/1000Mbps nhằm cải thiện việc sử dụng băng

tần.

+ Hỗ trợ cấu hình mạng linh hoạt gồm Ring, điểm - điểm, tách/xen, cấu hình

sao, và cấu hình hỗn hợp.



+ Có các cơ chế hồi phục tuỳ chọn: SNCP, 2 - sợi và 4 - sợi MSSPR, 1+1

APS...

Hầu hết các mạng Metro SDH đều dựa trên kỹ thuật TDM vốn thiết kế cho lưu

lượng thoại. Những mạng này dựa vào các thiết bị ADM truyền thống và các bộ kết

nói chéo số truyền thống (DXC) đã được thiết kế và tối ưu hoá cho thoại chuyển mạch

kênh.

Các thiết bị ADM truyền thống được tối ưu hoá chỉ để xử lý một loại tốc độ,

như STM-1, STM-4, STM-16, hoặc STM-64 - và chỉ hỗ trợ hạn chế số giao diện dịch

vụ. Mỗi tốc độ cần 1 ADM riêng và yêu cầu các DXC riêng để kết nối. Điều này tạo

ra kiến trúc mạng cồng kềnh, do đó làm cho chi phí đầu tư ban đầu cao hơn tốn nhiều

thời gian quản lý.

Thiết bị ONS 15454 MSPP nhờ tích hợp chức năng đấu nối chéo số và ghép

kênh tách/xen trong một phần tử mạng, cùng với việc hỗ trợ các giao diện đa dịch vụ

và đa tốc độ, đã làm giảm số lượng các phần tử mạng cần thiết. Điều này đã làm cải

thiện đáng kể thời gian khai thác, quản lý và dẫn đến doanh thu cao cho nhà quản trị

mạng.

b) Dòng thiết bị ONS 15300

Dòng thiết bị này là tập hợp các thiết bị truy nhập và tập hợp quang tiên tiến,

có khả năng phân phối các dịch vụ khác nhau gồm các tuỳ chọn về tải quang, các dịch

vụ Gigabit Ethernet, DS1, E1, E3 và DS3.

- Thiết bị truy nhập đa dịch vụ ONS 15302

Dòng thiết bị ONS 15302 tạo ra một giải pháp đơn giản cho việc phân phối

dịch vụ Ethernet và TDM đến thiết bị khách hàng. Cùng với các thiết bị ONS 15305

và ONS 15454 SDH, thiết bị Cisco ONS 15302 tạo ra giải pháp end-to-end cho lõi đa

dịch vụ qua mạng SDH.

Thiết bị truy nhập đa dịch vụ ONS 15302 mở rộng mạng truy nhập quang đến

gần với thiết bị khách hàng hơn. Với một đường STM-1 đến các mạng SDH quang,

ONS 15302 có thể tập hợp lưu lượng thoại và số liệu cho các dịch vụ chuyển mạch,

truy nhập Internet, và các mạng riêng. Nó có thể kết hợp lưu lượng số liệu và thoại

bằng cách truyền các kênh TDM và Ethernet bên trong một cấu trúc khung SDH

STM-1. Cơ cấu chuyển mạch lớp 2 cho phép gán 10/100BASE-T Ethernet vào các

VC-12 (2 Mbps) để truyền điểm-điểm hoặc điểm-đa điểm. Băng tần của các kênh

Ethernet có thể được cấu hình lên đến 63 VC-12 (136 Mbps).

Cisco ONS 15302 có thể cấu hình tuỳ chọn với một modul WAN để tạo thêm

độ linh hoạt dịch vụ Ethernet. Modul WAN bổ sung thêm 3 cổng cho lõi Ethernet qua



các giao diện tổng thể STM-1. Đối với mỗi cổng WAN, modul này có thể tạo 1 kênh

chứa một số có khả năng cấu hình VC-12. Lưu lượng Ethernet trên cổng WAN được

gán vào tải của các VC-12. Số VC-12 được chọn quyết định đến băng tần của kênh.

Cisco ONS 15302 cũng có thể mang lưu lượng Ethernet qua SDH mà không sử

dụng đến modul WAN. Khả năng này tạo ra một kênh gồm 50 VC-12 được chia sẽ

bởi 4 cổng LAN trong một phần tử sử dụng chuyển mạch lớp 2 Ethernet tích hợp.

ONS 15302 cũng có thể làm việc như một thiết bị lõi quang cho các mạng

riêng của các doanh nghiệp. Một thiết bị Cisco ONS 15305 được đặt tại trung tâm

hoặc tại toà nhà chính trong một trường học, công viên có thể tập trung lưu lượng

TDM và Ethernet từ các vị trí ở xa (hình 2.21) tại đây các thành phần Cisco ONS

15302 được sử dụng như các thiết bị kết cuối. Một ứng dụng tương tự được dùng

trong các toà nhà cao tầng, Ở đây Cisco ONS 15305 được dùng như các đầu cuối

15302 tại các tầng khác nhau.

Hình 2.21 mô tả cấu hình mạng cung cấp đa dịch vụ với thiết bị Cisco ONS

15302/15305.

Chi nhánh văn phòng



Trung tâm văn phòng

Chi nhánh văn phòngCisco ONS

15302

Cisco ONS

15302

Cisco ONS

15302

Cisco ONS

15302

Cisco

ONS

15305

Cisco Catalyst

6500

PBX

PBX

PBX

PBX

PBX

STM-1

STM-1

STM-1

STM-1

Ethernet

GigEGigE

nxE1

Ethernet

Ethernet

Ethernet

PIT

Hình 2.20: Cấu hình mạng cung cấp đa dịch vụ với thiết bị Cisco ONS

15302/15305



- Thiết bị cung cấp đa dịch vụ ONS 15327 SONET MSPP

Thiết bị ONS 15327 SONET MSPP là mô hình lõi quang biên Metro đầu tiên.

Thiết bị này phân phối các tính năng mạng SONET, các đa dịch vụ mới theo nhu cầu.

Được xây dựng trên công nghệ đã được dùng trong thiết bị Cisco ONS 15454, thiết bị

đang dẫn đầu thị trường lõi mạng Metro hiện nay.

Với khả năng thích ứng SONET và được thiết kế phù hợp với các nhu cầu

mạng đang thay đổi hiện nay, thiết bị Cisco ONS 15327 làm cho các mạng lõi dựa

trên kỹ thuật TDM ngày nay trở nên linh hoạt và phù hợp với lưu lượng số liệu hơn.

Thiết bị này kết hợp các giao diện SONET với các giao diện số liệu truyền thống và

thế hệ mới, tạo ra các tuỳ chọn lõi quang và băng tần lõi quang mang tính cạnh tranh

cao.

Thiết bị Cisco ONS 15327 tập hợp các dịch vụ thoại, số liệu và video để truyền

hiệu quả hơn. Thiết bị này cũng hỗ trợ cho bất cứ dịch vụ nào, bao gồm TDM,

10/100/Gigabit Ethernet, tạo ra các chức năng kết nối chéo và chuyển mạch số liệu

tích hợp. Các luống số liệu khác nhau có thể được mang riêng biệt hoặc cùng với nhau

và lõi trong chế độ băng tần gán riêng hoặc trong chế độ kết nối không giới hạn tỷ lệ

lưu lượng đóng góp của từng thành phần.

Thiết bị ONS 15327 cung cấp khả năng quản lý băng tần một cách tối ưu các

dịch vụ số liệu IP tốc độ cao, cung cấp dịch vụ nhanh chóng, và nhiều giao diện quang

khác nhau.

2.6.2. Sản phẩm NG-SDH của Siemens

Sản phẩm MSPP SURPASS hiT 70xx của Siemens tích hợp những tính ưu việt

của giải pháp truyền dẫn hiện đại. Các tính năng mới linh hoạt và gọn nhẹ của sản

phẩm này cho phép xây dựng và mở rộng mạng SDH một cách hiệu quả và kinh tế

nhất. Kết nối giữa SURPASS hiT 70xx với các thiết bị SDH truyền thống được thực

hiện thông qua các giao diện SDH chuẩn.

a) Các đặc điểm

- Dung lượng và độ linh hoạt cao hơn

Sản phẩm SURPASS hiT 70xx cung cấp nhiều chủng loại giao diện, từ các

chuẩn PDH, SDH cho tới 10Gbit/s. Ma trận chuyển mạch, bao gồm từ 1,25G VC-12

dùng cho thiết bị lớp dưới CPE cho tới 160G @ VC-4 của các thiết bị lớp trên, là

những tính năng phân cấp tốt nhất hướng tới các ứng dụng trong mạng đa dịch vụ thế

hệ mới. Ngoài ra, sản phẩm SURPASS hiT 70xx của Siemens còn cho phép bảo vệ

card và lưu lượng SDH.

- Metro DWDM



Surpass hiT 70xx cung cấp giao diện 10Gb, từ loại 4x10Gbit/s trên một sợi

quang, cho tới 32x10Gbit/s, có thể nâng dung lượng mạng cho nhà khai thác. Ngoài ra

các giao diện màu của thiết bị cho phép kết nối thẳng vào mạng đường trục DWDM

(Dense Wavelength Division Multiplexing) đường dài hoặc nội đô. Những giải pháp

này khẳng định tính hiệu quả kinh tế của sản phẩm SURPASS hiT 70xx.

- Ghép nối dung lượng ảo VCAT

Nhờ tính năng ghép nối ảo (Virtual Concatenation), thiết bị Surpass hiT 70xx

cho phép truyền đi các khung Ethernet ở các mức VC-x khác nhau như VC-12/-3/-4.

- GFP và LCAS

Các chuẩn hóa Generic Framing Procedure (GFP) và Link Capacity

Adjustment Scheme (LCAS) làm nâng cao tính năng kết nối điểm - điểm Ethernet linh

hoạt hơn rất nhiều. GFP cho phép ghép các tín hiệu Ethernet hiệu quả nhất vào các

khung VC-x của thiết bị SDH nhằm hiệu chỉnh việc sử dụng băng thông trong mạng

theo những yêu cầu dịch vụ của người tiêu dùng. LCAS cho phép truyền các tín hiệu

Ethernet có kích cỡ khách hàng yêu cầu trên băng thông.

- Ethernet Service Multiplexer

Nhờ có bộ trộn trung tâm, các kênh GFP từ phía các khách hàng có địa điểm

khác nhau được gom lại với nhau, sau đó chúng được truyền tới một bộ dẫn đường

Router (chẳng hạn BRAS, hay bộ dẫn đường truy cập). Việc gom lưu lượng Ethernet

này (dùng DSLAM (Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số) hay bộ điều

khiển trạm gốc) góp phần làm giảm số lượng các giao diện Ethernet cần thiết cho

khách hàng.

b) Chức năng gom thông tin DSLAM với loại hình đa dịch vụ

SURPASS hiT 70xx của Siemens có chức năng truyền tín hiệu Ethernet, vừa

có chức năng thay cho một bộ chuyển mạch DSLAM tối ưu nhất.

SURPASS hiT 70xx cho phép ghép nhiều giao diện DSLAM vào B-RAS hoặc

mạng lõi nhằm đem lại một hiệu quả về chi phí. Ngoài ra, dịch vụ truyền thông nhờ

được ghép vào các khung SDH an toàn nên cũng mang lại thêm lợi nhuận đối cho

dịch vụ băng thông rộng.

c) Xây dựng mạng thế hệ mới

SURPASS hiT 70xx của Siemens cho phép xây dựng mới và mở rộng các

mạng thành phố và khu vực, đồng thời cũng trang bị cho các doanh nghiệp khách

hàng có đầy đủ giao diện có chức năng dịch vụ tổng hợp, như Ethernet, SDH…



SURPASS hiT 70xx là giải pháp quan trọng trong mạng thế hệ mới cho các

nhà khai thác. Ngoài việc cho phép các nhà khai thác tiếp tục cung cấp dịch vụ cho

thuê kênh thoại, sản phẩm còn hỗ trợ gia tăng dịch vụ số liệu/Ethernet nhằm tạo ra

nhiều lợi nhuận mới.

2.7. Kết luận

Công nghệ NG-SDH được thiết kế cho cả dịch vụ TDM và dịch vụ số liệu với

sự hỗ trợ của bộ các giao thức mới là GFP, VCAT và LCAS.

Hệ thống lõi quang NG-SDH là giải pháp công nghệ phù hợp để triển khai

trong mạng NGN của VNPT-HD với các lý do sau:

- Tận dụng được cơ sở hạ tầng sẵn có được xây dựng trên nền công nghệ SDH

thế hệ cũ.

- Đáp ứng đồng thời nhu cầu cung cấp kết nối cho dịch vụ truyển tải lưu lượng

chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói với hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng cao,

phù hợp với xu hướng xây dựng mạng NGN trên cơ sở hạ tầng chuyển mạch gói, đặc

biệt phù hợp với bối cảnh lưu lượng lõi dữ liệu đang tăng rất nhanh trong hiện tại và

tương lai.

Chƣơng 3 : Giải pháp ứng dụng công nghệ NG-SDH cho mạng truyền tải của

VNPT-ND


Chƣơng 3

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG-SDH CHO MẠNG TRUYỀN

TẢI QUANG CỦA VNPT-NĐ

Để ứng dụng công nghệ NG-SDH cho mạng truyền tải của VNPT-NAM ĐINH

(VNPT-ND) trước hết ta cần tìm hiểu các giải pháp áp dụng công nghệ NG-SDH cho

mạng truyền tải.

Hiện nay, mạng lõi của VNPT-NĐ là mạng truyền tải quang sử dụng công

nghệ WDM. Do đó, chương III của đề tài đồ án tập trung nghiên cứu vào các giải

pháp công nghệ NG-SDH/WDM và so sánh ưu nhược điểm của các giải pháp ứng

dụng công nghệ NG-SDH/WDM với các công nghệ khác để làm cơ sở cho việc lựa

chọn giải pháp ứng dụng công nghệ NG-SDH/WDM trên mạng truyền tải quang của

VNPT-NĐ.

Trên cơ sở công nghệ NG-SDH đã được nghiên cứu ở chương II và kết quả so

sánh các giải pháp ứng dụng công nghệ NG-SDH/WDM, cùng với những dữ liệu về

hiện trạng mạng viễn thông của VNPT-NĐ, nội dung tiếp theo của chương III đề tài

đồ án sẽ đề xuất giải pháp ứng dụng công nghệ NG-SDH cho mạng đường truyền tải

của VNPT-NĐ

3.1. HIỆN TRẠNG MẠNG TRUYỀN DẪN QUANG CỦA VNPT-NĐ .

3.1.1 Hiện trạng mạng truyền tải của VNPT-NĐ

* Tổng quan về hiện trạng mạng viễn thông của VNPT-NĐ

Mạng viễn thông của VNPT-NĐ hiện đang trong giai đoạn chuyển đổi, hướng

tới mạng NGN. Hiện nay mạng của VNPT-NĐ vẫn chủ yếu dựa trên công nghệ TDM

và công nghệ này sẽ vẫn chiếm ưu thế trong những năm tới.

Mạng truyền dẫn của VNPT-NĐ hiện đã được quang hoá. Ngoài các tuyến cáp

quang đường trục (tuyến dọc quốc lộ 21b,tỉnh lộ 55,tỉnh lộ 10……), hầu hết các

huyện trong cả tỉnh đã triển khai các tuyến truyền dẫn bằng cáp sợi quang sử dụng

công nghệ SDH. Cấu hình triển khai chủ yếu là mạch vòng ring để khai thác khả năng

bảo vệ của công nghệ SDH.

Mạng truy nhập của VNPT-NĐ chủ yếu dựa trên mạch vòng thuê bao sử dụng

đôi cáp xoắn, cung cấp dịch vụ truy nhập tốc độ thấp. Dự án mạng truy nhập băng

rộng cũng đã được triển khai trên công nghệ ADSL trên toàn tỉnh. Khách hàng sử

dụng công nghệ truy nhập này có thể khai thác băng thông lớn từ vài trăm kbit/s đến

megabit/s (theo hợp đồng với nhà cung cấp). Các phương thức truy nhập qua môi

trường cáp sợi quang ban đầu đã được triển khai.


VNPT-ND


* Hiện trạng mạng truyền tải của VNPT-NĐ

- Cấu hình mạng truyền tải quang

Mạng truyền tải của VNPT Nam Định chủ yếu là các hệ thống cáp quang, một

phần nhỏ là các hệ thống vi ba. Trong đó, mạng truyền tải quang phần lớn là dạng

Ring SDH (4 Ring) và dung lượng của các Ring là STM-16.

Các Ring của VNPT Nam Định bao gồm:( Tài Liệu 10/2010 )

- Ring 1: Giải Phóng – Khu Tám – Hà Huy Tập – Giải Phóng

- Ring 2: Giải Phóng – Mỹ Xá – Chợ Chùa – Trực Cát – Vô Tình – Đò Quan –

Giải Phóng

- Ring 3: Khu Tám – Đặng Xá – Lâm – Gôi – Khu Tám

- Ring 4: Hà Huy Tập – Giao Lạc – Chợ Cồn – Yên Định – Ngô Đồng –Xuân

Bảng – Hà Huy Tập

Sơ đồ các Ring truyền dẫn của VNPT Nam Định được chỉ ra ở các hình dưới

đây.

Hình 3.1. Ring1 Ring lõi

Hình 3.2. Ring2-STM16 Giải Phóng – Mỹ Xá – Chợ Chùa – Trực Cát – Vô Tình – Đò

Quan – Giải Phóng


VNPT-ND


Hình 3.3. Ring3-STM16 Khu Tám – Đặng Xá – Lâm – Gôi – Khu Tám

Hình 3.4. Ring4-STM16 Hà Huy Tập – Giao Lạc – Chợ Cồn – Yên Định – Ngô Đồng

–Xuân Bảng – Hà Huy Tập

Các thiết bị truyền dẫn quang SDH (STM-16) có nguồn gốc từ một số hãng sản

xuất thiết bị lớn trên thế giới như Siemens và Fujitsu. Đặc điểm của những thiết bị này

là được chế tạo theo công nghệ cũ, thiết kế tối ưu cho lõi lưu lượng TDM. Những

thiết bị này hầu như khó có khả năng mở rộng để thích ứng cho truyền tải gói (nghĩa

là, hiện vẫn có khả năng truyền tải lưu lượng dạng gói nhưng hiệu quả không cao), do

không được trang bị những giao tiếp phù hợp để mang lưu lượng gói. Trong khi đó,

nhu cầu truyền tải dữ liệu dưới dạng gói và IP ngày một tăng nhanh.

Về dung lượng, các tuyến truyền dẫn SDH của VNPT Nam Định còn rất thấp

so với nhu cầu truyền dẫn trong tương lai.

3.2. DỰ BÁO NHU CẦU DỊCH VỤ VÀ LƢU LƢỢNG TRUYỀN TẢI TRÊN

MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT-NĐ

3.2.1. Khái quát điều kiện địa lý, kinh tế- xã hội VNPT-NĐ

Nam Định là một tỉnh lớn với hơn 2 triệu dân nằm ở phía Nam đồng bằng Bắc

Bộ . Theo quy hoạch năm 2008 thì Nam Định thuộc vùng duyên hải Bắc Bộ Điều kiện

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BB%89nh

http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%93ng_b%E1%BA%B1ng_B%E1%BA%AFc_B%E1%BB%99

http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%93ng_b%E1%BA%B1ng_B%E1%BA%AFc_B%E1%BB%99

http://vi.wikipedia.org/wiki/V%C3%B9ng_duy%C3%AAn_h%E1%BA%A3i_B%E1%BA%AFc_B%E1%BB%99


VNPT-ND


địa lý, kinh tế-xã hội của tỉnh Nam Định đã ảnh hưởng rất lớn đến nhu cầu phát triển

các dịch vụ và số thuê bao viễn thông và công nghệ thông tin của tỉnh. Đặc biệt, ngày

nay các điều kiện này ảnh hưởng rất lớn đến nhu cầu phát triển các dịch vụ và số thuê

bao băng rộng của viễn thông tỉnh. Ngược lại, phát triển viễn thông và công nghệ

thông tin sẽ là động lực phát triển kinh tế-xã hội của Tỉnh Nam Định. Chính vì vậy,

trong những năm qua Cty Điện Thoại 3 đã tập trung phát triển cơ sở hạ tầng viễn thông

cho tỉnh

Mạng viễn thông của khu vực VNPT-NĐ được xây dựng trên cơ sở phù hợp với

định hướng chiến lược của VNPT. Với chiến lược xây dựng mạng theo hướng mạng

thế hệ sau (NGN), từng bước tiến tới một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất với sự hội tụ

của các dịch vụ thoại, số liệu và băng rộng, đã cho phép xây dựng và phát triển mạng

viễn thông phù hợp với xu thế phát triển tất yếu của mạng viễn thông toàn cầu. Vì vậy

để tiếp tục thực hiện chiến lược BCVT theo định hướng của Ngành đã đề ra, việc đầu

tư tiếp tục mở rộng và nâng cấp mạng lưới viễn thông của Viễn thông Nam Định là

hoàn toàn phù hợp và rất cần thiết.

Theo xu thế phát triển của xã hội sự phát triển của xã hội nhu cầu sử mạng

băng rộng ngày càng tăng. Nắm bắt xu thế đó Tập đoàn BCVT chủ trương xây dựng

mạng MAN Ethernet. Đây là mạng băng rộng, tốc độ cao trải rộng trên tất cả các tỉnh

thành. Khi mạng hoàn thành sẽ có đường truyền quang đến tận các thuê bao băng rộng

phục vụ nhu cầu: truyền số liệu, internet, truyền hình trực tuyến....

Các nhà khai thác đang tạo ra những đám mây điện tử là nơi lưu trữ thông tin và

các dịch vụ giá trị ra tăng trong truyền hình... dẫn đến bùng nổ về lưu lượng, lượng

thuê bao kết nối tăng với khối lượng dung lượng lớn lúc này cần phải đảm bảo đường

truyền tốc độ cao.

3.2.2. Các bƣớc dự báo nhu cầu dịch vụ và số thuê bao

Dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao là một quá trình phức tạp nhưng

về cơ bản có thể được phân thành 6 bước chính (xem Hình 3.5).


VNPT-ND


Hình 3.5. Quy trình dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao

Xác định mục tiêu dự báo: Bước đầu tiên của công việc dự báo là phải xác

định rõ các mục tiêu dự báo. Các mục tiêu dự báo bao gồm nhu cầu của dân cư và nhu

cầu cho sản xuất kinh doanh. Vùng mục tiêu dự báo là toàn bộ Tỉnh hay vùng phục vụ

của trạm. Giai đọan dự báo có thể là 5 năm, 10 năm hoặc 15 năm.

Xử lý các điều kiện ban đầu: Trong qúa trình dự báo nhu cầu dịch vụ thì các

yếu tố tác động đến nhu cầu dịch vụ là rất quan trọng và cần phải được xem xét. Các

yếu tố này có thể được chia làm 2 loại: yếu tố khách quan và chủ quan.Yếu tố khách

quan gồm các yếu tố về kinh tế và các yếu tố về xã hội như. Yếu tố chủ quan gồm: giá

thiết bị, tiền thuê bao hàng tháng, chính sách phát triển khách hàng, các phụ phí khác

và các yếu tố về tiếp thị như quảng cáo, hệ thống phân phối. Dự báo nhu cầu dịch vụ

sẽ nghiên cứu và phân tích các yếu tố trên để xác định về mặt số lượng nhu cầu dịch

vụ trong tương lai.

Thu thập dữ liệu: Trong bước này phải xác định được yếu tố nào ảnh hưởng

đến các mục tiêu dự báo và những số liệu nào nên thu thập. Tiếp theo, các số liệu thu

thập được phải phân loại sao cho việc phân tích chúng được dễ dàng. Các số liệu liên

quan đến dự báo nhu cầu dịch vụ gồm: nhu cầu dịch vụ, mật độ thuê bao hiện tại, dân

số, số hộ gia đình, số các cơ quan, tốc độ tăng trưởng kinh tế, các kế hoạch phát triển

đô thị, các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ, . v.v. Các số liệu này được sắp xếp theo

thời gian, theo các nhân tố và theo vùng phục vụ.

Tiếp cận và phân tích xu hướng nhu cầu: Xu hướng nhu cầu được phân tích

theo quan điểm như sau :

Các giá trị quá khứ.

Cơ cấu thị trường dịch vụ.

Xác định mục tiêu dự báo

Xử lý các điều kiện ban đầu

Thu thập dữ liệu

Xác định các giá trị dự báo dịch vụ và phát triển thuê

bao

Phân tích xu hướng nhu cầu

Lựa chọn kỹ thuật dự báo và tính toán

Ảnh hưởng của các

dịch vụ khác và cạnh

tranh


VNPT-ND


Nguồn nhu cầu.

Mật độ thuê bao.

Các đặc điểm của vùng nghiên cứu.

So sánh với các vùng khác và các Quốc gia khác.

Lựa chọn kỹ thuật dự báo và tính toán: Hiện nay có nhiều phương pháp dự

báo khác nhau. Các phương pháp này được phân chia thành các dạng chính dựa trên

phương pháp chung: đánh giá dự báo hoặc dựa trên các số liệu thống kê. Đối với mỗi

phương pháp chung trên sẽ có nhiều phương pháp dự báo khác nhau tuỳ theo người

đánh giá, vai trò đánh giá hay số lượng các số liệu thống kê. Một phương pháp dự báo

được xác định thông qua các số liệu thu thập. Tuy nhiên để cho giá trị dự báo bảo đảm

độ chính xác cao hơn, điều quan trọng là nên chọn phương pháp khả thi nhất và chọn

các giá trị tối ưu.

Xác định các giá trị dự báo: Từ việc phân tích kết quả nhận được từ bước 2 ÷

5 và xem xét ảnh hưởng của các dịch vụ khác, yếu tố cạnh tranh của các nhà cung cấp

khác để điều chỉnh lựa chọn các giá trị tối ưu.

3.2.3. Phƣơng pháp dự báo dịch vụ và thuê bao

Theo số liêu thống kê và nhu cầu phát triển điện thoại cố định hiện nay gần như

đã bão hoà. Số lượng thuê bao gần như không thay đổi hoặc thay đổ rất ít so với năm

trước và ít bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài. Nhu cầu dịch vụ băng rộng, số thuê

bao băng rộng phát triển trong những năm gần đây phát triển rất mạnh nhưng lại

không theo một quy tắc phát triển nào và phụ thuộc nhiều vào chính sách phát triển thị

trường, giá cước, chính sách khuyến mại.

Tuy nhiên, cùng với việc phát triển thuê bao băng rộng lại có một số lượng

không nhỏ các thuê bao có nhu cầu huỷ bỏ dịch vụ. Nhu cầu này lại phụ thuộc rất

nhiều vào chất lượng dịch vụ, chính sách giá cước, chính sách khuyến mại, công nghệ

của nhà cung cấp và đặc biệt là của đối thủ cạnh tranh. Chính vì vậy để có được một

số liệu dự báo nhu cầu dịch vụ băng rộng sát với khả năng phát triển thực tế đòi hỏi

người dự báo phải nắm vững về tình hình kinh tế, dân số, chính sách phát triển kinh tế

của Nam Định… và chính sách phát triển dịch vụ của các nhà cung cấp dịch vụ trên

địa bàn.

Từ những phân tích trên em đề xuất chọn phương pháp dự báo theo ý kiến

chuyên gia để dự báo nhu cầu dịch vụ băng rộng và phát triển thuê bao của VNPT-NĐ

trên cơ sở các chuyên gia quy hoạch phát triển mạng viễn thông của VNPT-NĐ.

Phương pháp dự báo theo ý kiến chuyên gia là phương pháp dựa trên các đánh

giá của các chuyên gia trong lĩnh vực cần dự báo hoặc có liên quan. Các số liệu dự


VNPT-ND


báo của các chuyên gia đưa ra sẽ được xem xét, đánh giá và tổng hợp để đưa ra kết

quả dự báo cuối cùng.

3.2.4. Lựa chọn mô hình dự báo nhu cầu dịch vụ và và phát triển thuê bao

Trên cơ sở chọn phương pháp dự báo theo ý kiến chuyên gia, em đề xuất chọn

mô hình dự báo nhu cầu dịch vụ băng rộng và phát triển thuê bao của VNPT-NĐ

Hình 3.6. Mô hình dự báo nhu cầu dịch vụ và phát triển thuê bao

3.3 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG-SDH TRÊN

MẠNG VIỄN THÔNG CỦA VNPT-NĐ GIAI ĐOẠN 2011-2015

Căn cứ vào hiện trạng mạng viễn thông của VNPT-NĐ, ta thấy:

- Hiện tại phần lớn các thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông của VNPT-NĐ

đều sử dụng thiết bị truyền dẫn trên cơ sở công nghệ SDH với việc triển khai các vòng

ring hoặc các thiết bị kết nối điểm-điểm với dung lượng STM-16. Do đó vấn đề tận

dụng cơ sở hạ tầng truyền dẫn hiện có là một trong những yêu cầu đặt ra cho mục đích

tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng.

- Trong vòng vài năm trở lại đây VNPT-NĐ đã đầu tư rất lớn vào hạ tầng mạng

trong việc phát triển các tuyến cáp quang nội hạt. Phần lớn các tuyến cáp quang được

lắp đặt với dung lượng sợi trong cáp là 8, 16, 24 sợi, hệ số sử dụng sợi còn khá thấp.

Do vậy, tài nguyên về sợi quang trong mạng quang nội hạt của VNPT –NĐ là khá lớn.

Đây là một thuận lợi lớn khi xem xét triển khai các hệ thống truyền dẫn quang dựa

trên cơ sở kết hợp các công nghệ mới như là WDM, NG-SDH,...

Dự báo số lượng thuê bao

Mô tả thị trường và sử dụng phương

pháp chuyên gia dự báo thị phần cho

VNPT-N Đ

Dự báo nhu cầu dịch vụ

Thu thập số liệu:

- Số liệu quá khứ

- Số liệu kinh tế-xã hội

- Chính sách

- Giá cước

- Quảng cáo,...

Sử dụng phương pháp dự

báo chuyên gia

Mô tả dịch vụ dự báo

Số liệu dự báo khác


VNPT-ND


- Nhu cầu lõi lưu lượng IP trên mạng ngày càng tăng và được đánh giá là sẽ

tăng khoảng 100% - 130% mỗi năm trong khi đó lưu lượng thoại chỉ tăng khoảng

10% mỗi năm.(Khảo sát năm 2010 của VNPT-NĐ) Do vậy trong tương lai lưu lượng

IP sẽ trở nên vượt trội so với lưu lượng thoại.

Mặt khác, các sản phẩm thiết bị dựa trên công nghệ NG-SDH có nhiều ưu điểm

như:

- Đáp ứng cả nhu cầu thuê kênh dịch vụ TDM (E, E3), STM-1/4/16 và các dịch

vụ hướng số liệu: POS, FE, GE... Công nghệ thiết bị hiện đang nổi lên dưới tên

MSxP-Multi Service Provisioning/Switching/Transport Platform. MSxP được xem là

phù hợp với nhà khai thác truyền thống (như VNPT-NĐ), đáp ứng được sự đa dạng

nhu cầu dịch vụ, tận dụng được các công nghệ hiện có mà vẫn đảm bảo duy trì được

sự phát triển lên các thế hệ mạng mới.

- Cung cấp các kết nối có băng thông cố định cho khách hàng

- Độ tin cậy của kênh truyền dẫn cao, trễ truyền dẫn thông tin nhỏ.

- Các giao diện truyền dẫn đã được chuẩn hóa và tương thích với nhiều thiết bị

trên mạng.

- Quản lý dễ dàng

- Công nghệ đã được chuẩn hóa

- Thiết bị đã được triển khai rộng rãi

Đặc biệt, mạng truyền tải quang SDH-NG có thể cung cấp các loại hình dịch vụ

như đối với mạng SDH truyền thống, ngoài ra mạng tại các ADM của thiết bị SDH-

NG có thế cho phép cung cấp các nhiều loại hình giao diện với tốc độ khác nhau để

kết nối với các thiết bị mạng NGN, chẳng hạn như: 622 Mbit/s (STM-4), 2,5 Gbit/s

(STM-16), 10 Gbit/s (STM-64), 40 Gbit/s (STM-128)...

Đồng thời, mạng được triển khai theo công nghệ SDH-NG có khả năng tích

hợp cơ sở hạ tầng mạng SDH cũ. Điều này cho phép tận dụng cơ sở hạ tầng mạng

truyền dẫn đã có, tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng.

Với những phân tích ở trên và dựa vào thực trạng mạng của VNPT-NĐ, em thấy

rằng việc xây dựng hạ tầng truyền dẫn quang dựa trên công nghệ NG-SDH là hoàn

toàn phù hợp với bối cảnh hiện nay của mạng, vừa tận dụng được cơ sở hạ tầng sẵn

có, vừa đáp ứng được những mục tiêu phát triển mạng trong tương lai.

Tuy nhiên, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ WDM nên cơ sở hạ tầng

mạng truyền dẫn quang có thể áp dụng nhiều giải pháp công nghệ truyền dẫn quang


VNPT-ND


phù hợp chứ không nhất thiết phải lựa chọn một công nghệ duy nhất, đây cũng là xu

hướng xây dựng mạng truyền tải quang hiện tại và tương lai (đặc biệt là mạng MAN).

Do đó, việc lựa chọn công nghệ NG-SDH để phát triển mạng truyền tải quang của

VNPT-NĐ cần phải được xem xét một cách cụ thể, tùy theo các nhu cầu cụ thể hay

các điều kiện cụ thể. Ví dụ, khi xây dựng mới hay nâng cấp các tuyến truyền dẫn

quang.

Khi xây dựng mới, nên áp dụng ngay công nghệ NG-SDH để đáp ứng được nhu

cầu truyền tải các dịch vụ mới như dữ liệu gói hay internet.

Còn khi nâng cấp các tuyến SDH cũ thì có 2 khả năng:

- Tận dụng cơ sở hạ tầng mạng truyền dẫn quang SDH cũ, tích hợp hệ thống

NG-SDH mới với các hệ thống truyền dẫn SDH cũ để đáp ứng được nhu cầu truyền

tải các dịch vụ mới như dữ liệu gói hay internet. Điều này cho phép tận dụng tài

nguyên mạng đã có sẵn, tiết kiệm kinh phí đầu tư.

- Đối với bối cảnh mạng dồi dào về tài nguyên sợi thì không bắt buộc phải bỏ

hệ thống cở sở hạ tầng mạng truyền dẫn cũ, có thể sử dụng hệ thống NG-SDH trên các

sợi còn chưa sử dụng hoặc có thể sử dụng 2 hệ thống cũ và mới trên các bước sóng

khác nhau bằng cách sử dụng công nghệ WDM. Điều này vừa tận dụng cơ sở hạ tầng

truyền dẫn SDH cũ để đồng thời đáp ứng được nhu cầu cung cấp dịch vụ số liệu bên

cạnh dịch vụ TDM truyền thống.

3.4 PHƢƠNG ÁN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG-SDH CHO MẠNG TRUYỀN

TẢI QUANG CỦA VNPT-NĐ GIAI ĐOẠN 2011–2015

Hiện nay, trên thế giới có 4 giải pháp chính áp dụng công nghệ NG-SDH cho mạng

truyền tải:

- Ethernet over SONET/SDH-NG,

- RPR over SONET/SDH-NG,

- SONET/SDH-NG over WDM,

- SONET/SDH-NG trực tiếp.

Dưới đây, em xin trình bầy các giải pháp và so sánh các giải pháp công nghệ

trên mạng truyền tải quang và đề xuất của em về khả năng áp dụng công nghệ NG-

SDH cho mạng truyền tải quang của VNPT- NĐ.

3.4.1. Giải pháp Ethernet over NG-SDH (EoS)

Các nhà cung cấp dịch vụ hiện đang tìm kiếm các phương thức truyền tải số

liệu hiệu quả. Một trong những giải pháp khả thi mà các hang sản xuất thiết bị đang

tiến hành nghiên cứu là Ethernet over NG-SDH (EoS), sử dụng phương pháp truyền


VNPT-ND


tải tín hiệu Ethernet qua các mạng SONET/SDH-NG. EoS tận dụng phần chi phí đã

đầu tư vào thiết bị SONET/SDH ADM và cho phép các nhà cung cấp dịch vụ nâng

cấp mạng có sẵn để có thể cung cấp được dịch vụ Ethernet. EoS thực hiện xử lý thích

ứng các khung Ethernet vào các khung SDH. Đây chính là chức năng liên kết hoạt

động (inter-working function- IWF) của EoS. IWF có thể nằm trong: 1) thiết bị

SONET/SDH của nhà cung cấp dịch vụ; 2) trong thiết bị chuyển mạch số liệu của nhà

cung cấp dịch vụ như chuyển mạch hoặc bộ định tuyến Ethernet; hoặc 3) khách hàng

có thể tự triển khai IWF - loại khối dịch vụ kênh (CSU).

IWF thực hiện một số chức năng trên lưu lượng Ethernet, bao gồm:

- Thực hiện thích ứng khung Ethernet thành khung SONET/SDH.

- Thực hiện ghép kênh động hoặc tập hợp lưu lượng Ethernet.

- Thực hiện một số chức năng chuyển mạch Ethernet, như bắc cầu, tập hợp

tuyến và điều khiển luồng Ethernet.

Mỗi IWF EoS có thể được triển khai theo một phương thức khác nhau và có

thể thực hiện một số hoặc toàn bộ các chức năng ở trên.

Các luồng lưu lượng Ethernet đã được chuyển mạch và định dạng, sau đó được

sắp xếp vào các ống EoS động (chia sẻ hoặc dành riêng) với kích cỡ được xác định

theo các bước tăng VC-3, VC-4 hoặc STS-1. Các mức SLA, với việc đảm bảo các tốc

độ phân bổ lớn nhất và/hoặc nhỏ nhất, được hỗ trợ trên từng VLAN, trên từng cổng

hoặc trên từng khách hàng.

Sự sắp xếp lưu lượng Ethernet vào kênh SDH của thiết bị NG-SDH được chỉ ra

ở hình 3.1.

Ethenet TLS

200Mbps

Ring OC-48/12

hoặc STM-4/16

Ống EoS

Ống EoS

GE

Ethernet

Ethernet

Ethenet

IP

60Mbps

Truy nhập

Internet

400Mbps

Ống EoS có bƣớc tăng STS-

Nc hoặc VC-4-Nv

Dung lƣợng dành sẵn cho các

dịch vụ số liệu dạng bùng nổ

Băng tần nhỏ nhất với

bƣớc tăng 1 Mbps

Hình 3.7. Sắp xếp lưu lượng Ethernet vào kênh SDH của thiết bị NG-SDH


VNPT-ND


Nhìn chung, một mạng EoS cung cấp các dịch vụ Ethernet sử dụng các kết nối

LAN điểm-điểm, các dịch vụ kết nối điểm-đa điểm hoặc đa điểm-đa điểm. Hình vẽ

dưới đây sẽ minh họa về mô hình kết nối của một doanh nghiệp với một số vị trí khác

(trung tâm số liệu, chi nhánh) qua mạng EoS. Các khách hàng ISP được kết nối đến bộ

định tuyến/chuyển mạch của ISP qua mạng EoS.

Giải pháp Ethernet over SONET/SDH-NG được mô tả ở hình 3.2.

Các chức năng chính khi xử lý lưu lượng Ethernet là PHY, ma trận chuyển

mạch gói, và các chức năng thích ứng.

Mạng NG-SDH

IWF

IWF

IWF

IWF

Trung tâm

dữ liệu/ISP

Trụ sở

chính

Chi nhánh

Chi nhánh

Ethernet

1/100 Mbps

1 GE

1 GE

OC-3

IWF: Chức năng liên kết hoạt động EoS

Hình 3.8. Ethernet over NG-SDH/SONETs

* Chức năng của node EoS

Thông thường chức năng EoS sẽ được triển khai trên từng card giao diện. Các

chức năng EoS chính gồm:

- Ethernet PHY - chứa các giao diện Ethernet quang hoặc điện, như các giao

diện 10/100Mbps và 1/10GBE.

- Cơ cấu chuyển mạch gói - thông thường cơ cấu chuyển mạch gói có thể thực

hiện chức năng thêm, bớt, xếp hàng đợi theo thứ tự ưu tiên và điều khiển luồng.

- Chức năng thích ứng- chức năng thích ứng xử lý việc sắp xếp các khung

Ethernet vào SONET/SDH. Các cơ chế sắp xếp khác nhau có thể được sử dụng như

PPP, GFP, X.86.

- Chức năng ghép chuỗi ảo VCAT


VNPT-ND


- Cơ cấu ADM TDM

* Các đặc điểm của giải pháp EoS

- Khả năng phân mức: Lưu lượng Ethernet được mang một cách trong suốt qua

mạng SDH, do đó EoS có khả năng phân mức cả trên các phương diện số dịch vụ,

khoảng cách giữa các UNI và băng tần. VCAT kết hợp với LCAS đã cho phép các nhà

cung cấp dịch vụ cung cấp ảo các tốc độ với bước tăng rất nhỏ. Việc ghép ảo VCAT

lưu lượng Ethernet được chỉ ra ở hình 3.3.

Kênh ảo với bƣớc tăng 10Mbps

Kênh ảo với bƣớc tăng 1Mbps

GEFast

Ethernet

Phân cấp động

STM

-NKênh ảo với bƣớc tăng 1Mbps

VC-4/3/12

VC

AT

G

VC

-3-2

v

VC

-4-4

v

Hình 3.9. Ghép ảo VCAT lưu lượng Ethernet

- Bảo vệ: Bảo vệ là một trong các thế mạnh của SDH. Phương thức EoS có thể

đạt thời gian khôi phục dịch vụ là 50ms.

- QoS và OAM: Các đặc tính OAM của SDH thể hiện ở vả khả năng giám sát

đặc tính và phát hiện sự cố tại mọi lớp trong phân cấp SDH. Khả năng hỗ trợ các đặc

tính OAM này cho phép các nhà khai thác quản lý và điều khiển các dịch vụ theo

phương thức điểm-điểm.

3.4.2. Giải pháp RPR over NG-SDH

RPR là một giao thức mới được phát triển bởi nhóm làm việc IEEE 802.17 và

gần đây đã được chuẩn hoá. RPR được thiết kế dành cho mang lưu lượng số liệu trên

topo ring. RPR có ưu điểm cả trong việc cung cấp dịch vụ bảo vệ và sử dụng băng tần

hiệu quả trên các topo ring. RPR định nghĩa một lớp MAC mới giúp tránh được việc

phải chuyển mạch tại các lớp cao (lớp 2 và 3) và tránh xếp hàng đợi. Điều đó có nghĩa

là RPR có thể cung cấp mức jitter, trễ thấp.

* Các đặc điểm của giải pháp dựa trên RPR:


VNPT-ND


- Khả năng phân cấp: Hạn chế chính của phương thức này là RPR chỉ áp dụng

cho các topo ring. Hơn nữa, RPR được chuẩn hoá cho ring đơn, do đó khả năng phân

cấp sẽ là vấn đề nếu lưu lượng đi qua nhiều ring.

- Bảo vệ: RPR là một công nghệ hợp nhất những đặc điểm mạnh của SDH và

Ethernet. Công nghệ này cho thời gian bảo vệ thấp (sub-50ms) và đồng thời có khả

năng sử dụng tài nguyên ring hiệu quả (RPR không đòi hỏi phân bổ băng tần dành

riêng cho bảo vệ).

- QoS và OAM: RPR hỗ trợ các mức phân cấp dịch vụ nhờ triển khai cơ chế

phân lưu lượng theo cấp độ ưu tiên. Rất nhiều các phân cấp dịch vụ đã được xác định

nhằm hỗ trợ thực hiện ưu tiên và quản lý lưu lượng. RPR cũng xác định các cơ chế

OAM, như RPR OAM ping, để giúp các nhà khai thác có thể kiểm tra khả năng tiến

đến tại lớp MAC của các mạng RPR.

Tóm lại, RPR là một giải pháp tốt cho ring đơn, phù hợp với các nhà khai thác

vùng trắng chỉ cung cấp các dịch IP hoặc các ứng dụng hình ảnh. Nhưng lưu ý rằng do

RPR định nghĩa một lớp MAC độc lập về phương tiện nên nó có thể được mang qua

môi trường vật lý khác là Ethernet hoặc các mạng truyền tải SDH. Sử dụng GFP để

sắp xếp các khung RPR vào SDH trong thực tế đã là một giải pháp cho các nhà khai

thác nhằm tận dụng cơ sở hạ tầng rất lớn của họ được xây dựng trên nền SDH để cung

cấp các dịch vụ RPR.

* Triển khai RPR trên thiết bị NG-SDH:

RPR được triển khai trên các thành phần mạng quang SDH bằng cách tích hợp

các card giao diện Ethernet có hỗ trợ RPR và các khả năng chuyển mạch gói để tạo

nên một chuyển mạch lớp 2 phân tán và thông minh có khả năng sử dụng băng tần

SDH như một “backplane” ảo giữa các điểm đầu cuối. Hình 3.67 mô tả phương thức

này. Mỗi card giao diện RPR là một chuyển mạch Ethernet lớp 2 với tính thông minh

cao. Các card RPR được thương mại hoá có số cổng lớn hỗ trợ nhiều loại giao diện

khác nhau như 10/100BASE-T, 10/100BASE-FX và GbE. Chúng cung cấp các giao

thức Ethernet chuẩn như IEEE-802.1Q và IEEE 802.1p.

Các mạng SDH hỗ trợ RPR cho phép toàn bộ hoặc một phần của tổng băng tần

của ring được cung cấp như một “quỹ chung” và được phân bổ động giữa các card

giao diện RPR được triển khai qua ring. Mỗi “quỹ chung” động của băng tần sẽ được

coi như một ring RPR ảo (như hình 3.4). Một mạng có thể hỗ trợ nhiều ring ảo độc lập

khi cần thiết.


VNPT-ND


Server

Server

Server

Server

Ethernet:

- Chi phí thấp

- Đơn giản

- Phổ biến

RPR:

- Khả năng phân cấp dịch vụ

- Độ robustness

Node

quang

Node

quang

Node

quang

Node

quangSDH

+

Hình 3.10. Giải pháp triển khai RPR trên NG-SDH

Ưu điểm chính của các mạng truyền tải SDH có hỗ trợ RPR là khả năng phân

bổ băng tần động cho lưu lượng gói trong khi đó vẫn tiếp tục sử dụng phần băng tần

“non RPR” của mạng để cung cấp các dịch vụ TDM. Do đó, các dịch vụ TDM có thể

được hỗ trợ theo phương thức truyền thống mà không làm suy giảm chất lượng dịch

vụ. Vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng cơ sở hạ tầng SDH cũ của họ để

cung cấp các dịch vụ gói với các mức đảm bảo SLA trong khi đó vẫn tiếp tục khai

thác các dịch vụ TDM mà không bị suy giảm chất lượng dịch vụ. Giải pháp tích hợp

truyền tải TDM và RPR trên hạ tầng mạng NG-SDH được chỉ ra ở hình 3.5.

Ring RPR ảo

Quỹ băng tần động

dùng chung

Băng tần RPR

Băng tần TDM

NE SONET/SDH dựa trên RPR

Ring RPR ảo: quỹ băng tần động

dùng chung chia sẻ cho tất cả các

card RPR

Các card Ethernet RPR

cung cấp chức năng

chuyển mạch lớp 2 phân

tán. Băng tần truyền tải

RPR được phân bổ động

giữa tất cả các card

Ethernet RPR, cho phép

kết nôi mesh ảo

Ring TDM SDH truyền

thống: băng tần dành

riêng cho các kết nối

như DS1/DS3/OC-n

Ring vật lý 2 sợi: OC-12,

OC-48…, STM-3, STM-

16, STM-64c


VNPT-ND


Hình 3.11. Giải pháp tích hợp truyền tải TDM và RPR trên hạ tầng mạng NG-SDH

* Tích hợp RPR vào MSPP:

Có nhiều platform RPR ban đầu được thiết kế như các hệ thống RPR thuần tuý.

Phương thức này tận dụng triệt để các lợi ích của RPR khi mang các dịch vụ gói. Tuy

vậy phương thức này không phải lúc nào cũng là phương thức có lợi về chi phí nếu

dịch vụ có tỷ trọng cao trên mạng lại là TDM. Để giải quyết vấn đề này, một phương

thức lựa chọn khác là tích hợp RPR vào MSPP thông qua việc sử dụng công nghệ

RPR ảo. Trong trường hợp này, chức năng RPR được thực hiện trên MSPP chứ không

phải toàn hệ thống. Kết hợp với GFP (để ghép khung), VCAT (cho thiết lập kênh) và

LCAS (cho cung cấp và định cỡ lại các VCG), RPR được sử dụng như một phương

thức tạo “các ring RPR ảo” trong các tải SDH đi qua nhiều ring vật lý SDH.

Ưu điểm: các nhà khai thác có thể chuyển đến RPR, triển khai RPR từ một MSPP.

RPR ảo có thể được sử dụng để tạo các vùng chuyển mạch VPN phân cấp cho các

khách hàng đặc biệt qua các topo SDH. Nhà khai thác có thể triển khai các MSPP có

khả năng hỗ trợ RPR gần các vị trí khách hàng, sau đó sử dụng ghép chuỗi ảo và GFP

tạo một ring ảo (với bước tăng là VC-3) ở các vị trí mong muốn gần các trung tâm số

liệu khách hàng hoặc các trung tâm tài nguyên mạng khác. Do các node trung gian

không cần hỗ trợ khả năng VCAT nên ring RPR ảo có thể đi qua cả cơ sở hạ tầng

mạng cũ và mạng thế hệ sau. Chỉ các điểm đầu cuối mới cần hỗ trợ VCAT và RPR.

Giải pháp này cung cấp cho khách hàng đặc tính và độ duy trì cải thiện với độ ì thấp,

số hop chuyển mạch nhỏ và độ tin cậy cao do các khả năng chuyển mạch từng bộ

phận và phục hồi lựa chọn.

3.4.3. Giải pháp NG-SDH over WDM

Giao thức GFP giải phóng dòng lưu lượng khỏi yêu cầu bắt buộc của tốc độ số

liệu đồng bộ cố định và sự lãng phí tăng tần quang khi lưu lượng số liệu bùng nổ

không lấp đầy phần dung lượng lõi cố định được cấp cho nó.

GFP có thể phục vụ bất cứ kiểu lưu lượng client nào như khung Ethernet và các

gói IP có độ dài biến thiên, và bao chúng trong khung để lõi qua mạng. Nó đặc biệt

phù hợp với kiểu lưu lượng IP không thể dự báo trước (không theo quy luật nào). GFP

cũng cho phép thực hiện ghép kênh nhiều dòng số liệu để truyền dẫn qua một tuyến và

có thể sử dụng để mở rộng mạng LAN hướng đến mạng WAN hoàn toàn trong suốt.

- Khả năng mở rộng

GFP là một giao thức Lớp 2 thực hiện sắp xếp tín hiệu client vào khung GFP

dưới sự hỗ trợ của VCAT và LCAS trước khi đưa vào tải SPE của SONET/SDH để

lõi qua mạng.


VNPT-ND


Sử dụng tiêu đề nhỏ gồm 4 byte trong đó 2 byte CRC-16 vừa đóng vai trò kiểm

tra lỗi vừa phân tách khung. Để đồng bộ cấu trúc khung này, phía thu tìm kiếm mẫu

32 bit được thiết lập ở giá trị 0 của CRC còn lại. Chính nhờ vậy, GFP tránh được hiện

tượng “bắt trước” mẫu bit đồng bộ khung như ở HDLC hay POS (một yêu cầu bắt

buộc không cho phép tải bắt trước mẫu này để tránh nhầm lẫn giữa các khung) do đó

tăng được băng tần hiệu dụng.

GFP có khả năng xử lý tín hiệu ở cả Lớp 1 (Fiber Channel, FICON, ESCON)

và Lớp 2 (PPP, MPLS, MAPOS, RPR).

Tốc độ có thể mở rộng từ 1 Gbit/s cho đến 40 Gbps dựa trên giao diện của

SONET/SDH đã được chuẩn hoá.

- Hỗ trợ VPN và QoS

Với một cấu trúc khung đơn giản dựa trên việc cân chỉnh byte, giảm thiểu byte

tiêu đề nên GFP không có chức năng hỗ trợ cho VPN cũng như QoS.

GFP kết hợp với VCAT không thay làm đổi bản chất điểm-điểm của

SONET/SDH truyền thống. Đối với kết nối mesh của tín hiệu client yêu cầu

SONET/SDH phải cung cấp kênh SONET/SDH dạng mesh kể cả với kết chuỗi ảo.

Hiện việc cung cấp kênh SONET/SDH dạng mesh vẫn là thách thức đối với nhà khai

thác vì sẽ tạo nên chi phí cung cấp dịch vụ quá lớn (do chi phí khai thác cho mạng này

rất lớn).

Hiện tại GFP chỉ được sử dụng để cung cấp đường kết nối cho lưu lượng Lớp 2

điểm-điểm. Chính vì vậy chức năng VPN và QoS sẽ được hỗ trợ bởi giao thức Lớp 2

khác được sắp xếp trong khung GFP.

Cơ chế thích ứng động kích cỡ của kênh SONET/SDH của LCAS là một giao

thức đảm bảo đồng bộ giữa phía phát và thu khi tăng/giảm kích thước các kênh kết

chuỗi ảo theo cách không can thiệp vào tín hiệu số liệu. Do đó nó không thể thích ứng

linh hoạt kênh SONET/SDH theo tính sử dụng bùng nổ tức thời của người sử dụng.

Hơn nữa, nó thiếu một giao thức để xác định độ khả dụng của các Container vừa giải

phóng và không thể phân bổ các kênh cung cấp cho các nút trung gian. Vì vậy khả

năng hỗ trợ CoS là tương đối hạn chế.

- Bảo vệ và khôi phục

Mạng hoạt động trên GFP kết hợp với các công nghệ VCAT và LCAS được lõi

bởi các khung SONET/SDH. Do đó nó không có chức năng bảo vệ và khôi phục; chức

năng này được tận dụng từ giao thức ASP sẵn có trong SONET/SDH.

Tính đa dạng trong định tuyến của LCAS cho phép bảo vệ một nhóm kết chuỗi

ảo với băng tần tối thiểu trước một sự kiện sai hỏng mạng. Theo nguyên lý, nhóm kết


VNPT-ND


chuỗi này có thể được thực hiện bằng cơ chế bảo vệ SONET/SDH tuy nhiên đặc tính

động của định tuyến trong LCAS dường như làm cho cơ chế bảo vệ này mất hiệu lực.

3.4.4. So sánh các giải pháp mạng truyền tải áp dụng công nghệ NG-SDH

a. Năng lực truyền tải

Trễ truyền tải và độ khả dụng

Bảng 3.1 đưa ra các mức trễ của một số giải pháp công nghệ dựa trên NG-SDH có thể

áp dụng cho mạng truyền tải quang. EoS có thời gian trễ phục hồi ngắn nhưng trễ

truyền tải lớn. Trong khi đó công nghệ RPR cho giá trị trễ truyền tải nhỏ hơn so với

công nghệ NG-SDH do áp dụng chức năng chuyển gói (packet forwarding).

Bảng 3.1. So sánh trễ mạng giữa các giải pháp công nghệ

Giải pháp công nghệ Trễ bảo vệ phục hồi Trễ truyền tải Độ khả dụng

EoS 50 ms Lớn 99,9 - 99,999 %

RPR over NG-SDH 50 ms Nhỏ nhất 99,999 %

NG-SDH over WDM 50 ms Nhỏ 99,999 %

NG-SDH 50 ms Trung bình 99,999 %

Độ khả dụng cũng là một yếu tố cần phải đưa ra xem xét. Hầu hết các giải pháp công

nghệ đều có thể thực hiện mang nhằm đạt được độ khả dụng “năm số chín”

(99,999%), nhưng bù lại chi phí xây dựng mạng có thể tăng rất nhiều. Một vấn đề đặt

ra là có cần thiết phải thực hiện mạng với độ khả dụng cao như vậy không? Phần lớn

khách hàng thường thoả mãn với mức độ khả dụng nhỏ, đặc biệt trong trường hợp giá

của các loại hình dịch vụ giảm đi đáng kể.

Bảo vệ và phục hồi

Đối với chức năng bảo vệ và phục hồi mạng; tính hiệu quả của việc thực hiện chức

năng này ngoài việc phụ thuộc vào bản chất công nghệ nó còn phụ thuộc vào cấu trúc

tô-pô mạng được áp dụng. Công nghệ RPR và NG-SDH với cấu hìng ring cung cấp

chức năng bảo vệ mạng rất hiệu quả, nhưng không phù hợp với các cấu trúc tô pô

mạng kiểu khác. Trong khi đó mạng xây dựng trên công nghệ Ethernet lại cung cấp cơ

cấu bảo vệ rất hiệu quả với cấu hình lưới – lan hoa (Hub-and-Spoke) nhưng không

phù hợp với cấu hình ring. Bảng 3.2 đưa ra so sánh về hiệu quả bảo vệ đối với một số

giải pháp công nghệ.


VNPT-ND


Bảng 3.21. So sánh khả năng bảo vệ và chi phí cho xây dựng cơ cấu bảo vệ

Giải pháp công nghệ Khả năng bảo vệ

EoS Tốt, chi phí hơi cao

RPR over NG-SDH Tốt, chi phí hơi cao

Ng-SDH over WDM Rất tốt

NG-SDH Tốt, chi phí hơi cao

Thông lượng

Khi so sánh thông lượng giữa các công nghệ, chúng ta cần lưu ý một điều rằng: tốc độ

đường thông là khác so với tốc độ băng thông cung cấp. Ví dụ trong công nghệ

Ethernet, nếu như chúng ta có một giao diện GbE với băng thông là 1 Gigabít/s thì tốc

độ đường thông phải là 1,25 Gigabít/s. Đối với công nghệ SDH, dữ liệu của phần định

dạng khung và xáo trộn dữ liệu đã làm cho tăng 3 % lưu lượng cho phần tiêu đề.

Thông lượng sử dụng đường thông và băng thông của một số loại hình công nghệ

được thể hiện trong bảng 3.3, trong đó chỉ tính đến lưu lượng phần tiêu đề tương ứng

với các công nghệ mà chưa tính đến lưu lượng quản lý và điều khiển áp dụng cho mỗi

một công nghệ.

Bảng 3.3. So sánh thông lượng đường thông và phần tỉ lệ sử dụng băng thông ứng với

các loại hình công nghệ

Giải pháp công nghệ Thông lượng của băng

thông

Thông lượng của

đường thông

EoS 88 % 88 %

NG-SDH 89 % 89 %

NG-SDH over WDM 90% 90%

RPR over NG-SDH 87 % 87 %

b. Giá thành mạng

Giá thành thiết bị mạng


VNPT-ND


Mạng cáp quang chiếm một tỉ trọng rất lớn trong giá thành xây dựng mạng, đặc biệt là

trong các đô thị đông dân cư, những nơi chưa có tuyến cáp. trong trường hợp mạng đã

có sẵn các tuyến cáp quang và chất lượng cáp vẫn đảm bảo thì sẽ tiết kiệm được rất

nhiều chi phí đầu tư xây dựng.

Bảng 3.4 cho chúng ta một cái nhìn tổng quan nhất về sự so sánh giá cả của một số

giải pháp công nghệ điển hình có thể áp dụng cho xây dựng mạng truyền tải quang.

Tuy nhiên giá thành thực tế xây dựng mạng còn phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố

khác, nhất là các yếu tố mà chúng ta đã đề cập ở các mục trên. Do vậy giá thành thiết

bị cũng chỉ là một trong những tiêu chí chủ yếu cần phải cân nhắc khi xây dựng mạng.

Bảng 3.4. So sánh giá thành xây dựng mạng dựa trên cơ sở một số giải pháp công

nghệ

Giải pháp công nghệ Giá thành thiết bị

EoS Không đắt

RPR over NG-SDH không tích hợp SDH Rất đắt

Ng-SDH over WDM Không quá đắt

NG-SDH không tích hợp SDH Đắt

RPR over NG-SDH tích hợp SDH Không quá đắt

NG-SDH tích hợp SDH Không quá đắt

Giá thành thực hiện quản lý và điều khiển

Đối với công nghệ SDH truyền thống, chức năng quản lý giám sát và điều khiển

(OAM &P) đã được xây dựng hoàn chỉnh và đã được tiêu chuẩn hoá và đi kèm với

thiết bị, do vậy giá thành thành của các phần tử thực hiện chức năng này trong mạng

SDH là phổ biến và không quá đắt.

Đối với công nghệ Ethernet, một vấn đề đặt ra là hiện tại các hãng chưa cung cấp

những cơ cấu thực hiện chức năng quản lý và giám sát dịch vụ đi kèm với hệ thống.

Nguyên nhân là do để thực hiện chức năng này cần phải có kiến tạo phân lớp quản lý

mới (yêu cầu rất mềm dẻo và linh hoạt) để thực hiện chức năng này trong hệ thống

thiết bị. Một trong những giải pháp quản lý điều khiển có thể áp dụng được đó là áp

dụng chức năng quản lý và điều khiển mạng Ethernet được xây dựng trong công nghệ


VNPT-ND


MPLS (Ethernet over MPLS- EoMPLS), nó cho phép giám sát mạng tập trung, chỉ

định băng thông, thực hiện hồi phục đường... trong mạng Ethernet.

Một trong những ưu điểm của giải pháp công nghệ là mạng có thể cung cấp các đầy

đủ dịch vụ Ethernet trong khi vẫn bảo toàn tất cả các chức năng quản lý và điều khiển

bên trong mạng SDH, trong đó có những chức năng rất quan trọng như là bảo vệ phục

hồi, giám sát và điều khiển đường thông.

Trình độ phát triển công nghệ hiện tại cho phép thực hiện chức năng quản lý và điều

khiển tập trung đối với mạng truyền tải quang, tuy nhiên nhiều công đoạn thực hiện

vẫn chỉ có thể làm nhân công và cơ chế điều khiển còn chưa linh hoạt và mềm dẻo,

điều này sẽ làm các nhà cung cấp dịch vụ sẽ gặp rất nhiều khó khăn khi cần phải mở

rộng mạng để triển khai cung cấp các loại hình dịch vụ mới. Do vậy, hiện tại các nhà

sản xuất thiết bị công nghiệp vẫn còn đang tìm kiếm các giải pháp quản lý và điều

khiển hiệu quả nhằm giảm thiểu tính phức tạp của việc thực hiện cung cấp kênh kết

nối, dễ dàng và linh hoạt trong việc đáp ứng yêu cầu của khách hàng, giảm giá thành

xây dựng chức năng quản lý điều khiển và hướng tới việc chuẩn hoá.

c. Khả năng và chi phí nâng cấp mở rộng mạng

Bảng 3.5 cho chúng ta một cách đánh giá về khả năng nâng cấp mạng đối với một số

giải pháp công nghệ. Giải pháp công nghệ EoS có vẻ thích hợp hơn cả xét về độ phức

tạp cũng như giá thành nâng cấp vì tính phổ biến và sự chuẩn hoá sản xuất công

nghiệp của các hãng sản xuất thiết bị thuộc về công nghệ này. Các giải pháp như là

RPR over NG-SDH và NG-SDH không những khó thực hiện về mặt nâng cấp mà giá

thành thiết bị phần cứng khi nâng cấp cũng khá đắt.

Bảng 3.5. So sánh khả năng nâng cấp mạng đối với một số giải pháp công nghệ

Giải pháp công nghệ Khả năng nâng cấp và chi phí

nâng cấp mở rộng

EoS Dễ và rẻ

RPR over NG-SDH Rất khó và rất đắt

NG-SDH over WDM Dễ và không quá đắt

NG-SDH Khó và đắt

d. Vấn đề đảm bảo chất lƣợng dịch vụ


VNPT-ND


Bảng 3.6 đưa ra một số đánh giá về khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ đối với một

số giải pháp công nghệ điển hình. Có thể nói khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ đối

với cả 4 giải pháp công nghệ đều được đánh giá ở mức tốt. Giải pháp công nghệ RPR

over NG-SDH được cải thiện về chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ do đã có chức

năng đảm bảo chất lượng dịch vụ với các đường kết nối ảo tuy ở mức hơi thô (với 3

cấp độ đảm bảo chất lượng dịch vụ High, Medium và Low). Công nghệ NG-SDH cho

phép tăng cường hơn về mức độ đảm bảo chất lượng dịch vụ của các đường thông

băng các chức năng ghép kênh ảo theo chuỗi và cơ cấu điều chỉnh băng thông phù hợp

với cường độ lưu lượng trao đổi giữa các nút đầu cuối. Công nghệ SDH cho một khả

năng đảm bảo chất lượng dịch vụ ở mức cao nhất vì bản chất của công nghệ này là

ghép kênh TDM.

Bảng 3.6. So sánh khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ giữa các giải pháp công nghệ

Giải pháp công nghệ Khả năng đảm bảo chất

lượng dịch vụ

EoS Tốt

RPR over NG-SDH Tốt

NG-SDH over WDM Tốt

NG-SDH Tốt

e. Tính mềm dẻo của mạng

Bảng 3.7 cho ta một cái nhìn tổng quan về tính mềm dẻo của các giải pháp mạng. Giải

pháp công nghệ EoS cho phép thỏa mãn nhiều yếu tố về tính mềm dẻo của mạng, giải

pháp RPR over NG-SDH có một nhược điểm do sự hạn chế về khả năng triển khai với

các cấu trúc tô-pô mạng khác ngoài cấu trúc ring.

Bảng 3.7. So sánh tính năng mềm dẻo của các giải pháp công nghệ

Giải pháp công nghệ Độ mềm dẻo và linh hoạt

EoS Tốt

RPR over Ng-SDH Tốt

Ng-SDH over WDM Tốt


VNPT-ND


NG-SDH Không tốt

Trên đây là một số tiêu chí chủ yếu càn phải xem xét lựa chọn giải pháp áp dụng công

nghệ NG-SDH trong mạng viễn thông . Các giải pháp mạng cũng đã được so sánh

đánh giá dựa trên một số tiêu chí này. Tuy nhiên cũng cần thấy rằng, định lượng

những tham số trên là việc rất khó. Bởi vì một số tiêu chí có thể áp dụng hoàn toàn

phù hợp cho giải pháp này nhưng lại không phù hợp hoặc không thể sử dụng cho giải

pháp khác mặc dù cả hai giải pháp cùng được áp dụng cho một mục tiêu xây dựng

mạng cụ thể nào đó. Trong đó các giải pháp công nghệ đã được xem xét và so sánh

theo những tiêu chí chủ yếu của việc xây dựng mạng như là năng lực truyền tải của

mạng, giá thành của mạng, khả năng nâng cấp và mở rộng mạng.

Xét về tính hiệu quả, các giải pháp dựa trên công nghệ NG-SDH đều có ưu điểm là có

thể tận dụng được cơ sở hạ tầng mạng SDH truyền thống đã có trong khi vẫn có thể

triển khai những loại hình dịch vụ mới mà không ảnh hưởng tới những loại hình dịch

vụ đã được triển khai trên mạng SDH cũ. Hơn nữa, các giải pháp này đều đảm bảo

được đặc tính truyền tải dữ liệu tin cậy với độ ì (latency) thấp của công nghệ SDH

truyền thống.

Tuy vậy tính mềm dẻo, khả năng nâng cấp của mạng sẽ là một vấn đề cần cân nhắc

khi lựa chọn giải pháp NG-SDH. Giải pháp NG-SDH chỉ phù hợp cho những trường

hợp xây dựng mạng khi lưu lượng truyền tải chủ yếu là TDM và trong tương lai

không có sự bùng nổ các dịch vụ số liệu vì bản thân công nghệ NG-SDH không thực

sự hiệu quả khi được sử dụng để truyền tải lưu lượng gói.

Giải pháp RPR over NG-SDH cho phép tăng hiệu quả sử dụng băng thông trong vòng

ring, đảm bảo chất lượng dịch vụ ở những cấp độ nhất định. Tuy nhiên, mạng áp dụng

công nghệ này đòi hỏi phải đầu tư các thiết bị mới cho các nút mạng. Do đó giải pháp

công nghệ này có vẻ thích hợp với việc xây dựng mạng mới hoàn toàn cả về cơ sở hạ

tầng và cung cấp dịch vụ.

Giải pháp EoS cũng có nhiều ưu điểm, trong đó nổi bật là ưu điểm về chi phí, khả

năng nâng cấp và mở rộng mạng. Tuy nhiên, đây là giải pháp có trễ truyền tải lớn nhất

trong các giải pháp kể trên. EoS phù hợp áp dụng cho bối cảnh xây dựng mạng cần tận

dụng cơ sở hạ tầng có sẵn nhằm tiết kiệm chi phí.

NG-SDH over WDM được đánh giá là giải pháp có khá nhiều ưu điểm so với ba giải

pháp ở trên. NG-SDH over WDM vừa tận dụng được cơ sở hạ tầng cũ, tức là đáp ứng

được yêu cầu về chi phí (giá thành xây dựng mạng không quá đắt), vừa đáp ứng được

các yêu cầu về kỹ thuật.


VNPT-ND


.

Một số đánh giá

Trên cơ sở phân tích đánh giá về các giải pháp công nghệ áp dụng NG-

SDH ở trên ta có thể rút ra một số nhận xét cho mỗi giải pháp như sau:

* Đối với giải pháp EoS:

- Ưu điểm:

+ Giá thành xây dựng mạng tương đối rẻ

+ Có khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng lõi dữ liệu ở tốc độ cao và có đặc tính lưu

lượng mạng tính đột biến và tính “bùng nổ”.

+ Cho phép lõi lưu lượng với hiệu suất băng thông và thông lượng lõi lớn.

+ Hầu hết các giao thức, giao diện lõi ứng dụng trong công nghệ Ethernet đã được

chuẩn hoá (họ giao thức IEEE.802.3).

+ Thuận lợi trong việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Không đòi hỏi

khách hàng phải thay đổi công nghệ, thay đổi hoặc nâng cấp mạng nội bộ, giao

diện kết nối.

- Nhược điểm:

+ Kh«ng phï hîp cho viÖc truyÒn t¶i lo¹i h×nh øng

dông cã ®Æc tÝnh lu lîng nh¹y c¶m víi sù thay

®æi vÒ trÔ truyÒn t¶i (jitter) vµ cã ®é ×

(latency) lín.

- Khả năng ứng dụng:

+ Phù hợp áp dụng cho bối cảnh xây dựng mạng cần tận dụng cơ sở hạ tầng

có sẵn nhằm tiết kiệm chi phí.

+ Phù hợp áp dụng cho khu vực mạng truy nhập nơi đã có cơ sở hạ tầng mạng

được xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet

* Đối với giải pháp RPR over NG-SDH:

- Ưu điểm:

+ ThÝch hîp cho viÖc truyÒn t¶i lu lîng d¹ng d÷

liÖu víi cÊu tróc ring.

+ Cho phÐp x©y dùng m¹ng ring cÊu h×nh lín (tèi ®a

cã thÓ ®Õn 200 nót m¹ng).

+ HiÖu suÊt sö dông dung lîng b¨ng th«ng lín do

thùc hiÖn nguyªn t¾c ghÐp kªnh thèng kª vµ dïng

chung b¨ng th«ng tæng.

+ Hçi trî triÓn khai c¸c dÞch vô multicast/broadcast


VNPT-ND


+ Qu¶n lý ®¬n gi¶n (m¹ng ®îc cÊu h×nh mét c¸ch tù

®éng)

+ Ph¬ng thøc cung cÊp kÕt nèi nhanh vµ ®¬n gi¶n

+ C«ng nghÖ ®· ®îc chuÈn hãa

- Nhược điểm:

+ Giá thành thiết bị đắt

+ Khả năng mở rộng, nâng cấp khó khăn

+ Hạn chế về topo

+ Công nghệ mới được chuẩn hóa do vậy khả năng kết nối tương thích kết nối

thiết bị của các hãng khác nhau là chưa cao

- Khả năng áp dụng:

+ Phù hợp với việc xây dựng mạng cung cấp kết nối với nhiều cấp độ thỏa

thuận dịch vụ kết nối khác nhau trên một giao diện duy nhất

+ Thích hợp với việc xây dựng mạng mới hoàn toàn cả về cơ sở hạ tầng và

cung cấp dịch vụ.

* Đối với giải pháp NG-SDH over WDM:

- Ưu điểm:

+ Năng lực lõi tốt.

+ Khả năng mở rộng và nâng cấp dễ dàng.

+ Cung cấp các hệ thống lõi quang có dung lượng lớn, đáp ứng được các yêu

cầu bùng nổ lưu lượng của các loại hình dịch vụ.

+ Nâng cao năng lực truyền dẫn của cáp sợi quang, tận dụng khả năng lõi của

hệ thống cáp quang đã được xây dựng.

+ Khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt.

- Nhược điểm:

+ Giá thành mạng đắt

- Khả năng ứng dụng:

+ Phù hợp cho những nơi mà mạng còn thiếu tài nguyên cáp/sợi quang, cần

phải tận dụng năng lực lõi của sợi quang

+ Nâng cấp dung lượng, thay thế hệ thống lõi quang hiện có

+ Ứng dụng cho những nơi cần dung lượng hệ thống lõi lớn như mạng lõi,

mạng đường trục

Cả 3 giải pháp đều có những điểm mạnh và điểm yếu nhất định. Tuy nhiên,

việc lựa chọn giải pháp công nghệ nào là còn phụ thuộc rất nhiều các yếu tố khác cũng

không kém phần quan trọng như là qui mô, năng lực tài chính của nhà đầu tư xây

dựng mạng. Do vậy, việc nghiên cứu xem xét áp dụng các tiêu chí để đánh giá và lựa


VNPT-ND


chọn giải pháp mạng đáp ứng được nhu cầu truyền tải thông tin không chỉ cho hiện tại

mà còn cho cả tương lai của nhân dân, của các cơ quan, xí nghiệp,

3.4.5. Giải pháp ứng dụng công nghệ NG-SDH cho mạng truyền tải của VNPT-

NĐ giai đoạn 2011-2015

Như phần trên đã trình bầy, hiện nay có 4 giải pháp chính áp dụng công nghệ NG-

SDH cho mạng truyền tải:

- Ethernet over SONET/ NG-SDH,

- RPR over SONET/ NG-SDH,

- SONET/ NG-SDH over WDM,

- SONET/ NG-SDH trực tiếp.

Trên cơ sở phân tích đánh giá về các giải pháp công nghệ áp dụng NG-

SDH ở mục 3.1.4, có thể rút ra một số nhận định như sau.

Cả 4 giải pháp đều có những điểm mạnh và điểm yếu nhất định. Tuy nhiên,

việc lựa chọn giải pháp công nghệ nào là còn phụ thuộc rất nhiều các yếu tố khác cũng

không kém phần quan trọng như là qui mô, năng lực tài chính của nhà đầu tư xây

dựng mạng. Do vậy, việc nghiên cứu xem xét áp dụng các tiêu chí để đánh giá và lựa

chọn giải pháp mạng đáp ứng được nhu cầu truyền tải thông tin không chỉ cho hiện tại

mà còn cho cả tương lai của nhân dân, của các cơ quan, xí nghiệp, doanh nghiệp tại

Nam Định, từ đó đưa ra các cấu hình phù hợp là một việc cần thiết.

Trên cơ sở mô hình tổ chức mạng truyền tải của VNPT Nam Định cũng

như trên cơ sở đáp ứng nhu cầu truyền tải thông tin hiện tại và tương lai của

Nam Định, đồng thời để đảm bảo hiệu quả đầu tư, việc lựa chon các giải pháp

áp dụng công nghệ NG-SDH để phát triển mạng truyền tải của VNPT Nam

Định cần phân 2 trường hợp:

+ Mạng lõi (mạng đường trục) của VNPT Nam Định,

+ Mạng MAN thành phố Nam Định.

Tuy nhiên, việc phân định này cũng mang tính chất tương đối và chỉ phù

hợp với giai đoạn hiện nay và một vài năm tới của VNPT Nam Định. Xu

hướng thiết kế mạng truyền tải của thế giới theo khuynh hướng từ đầu cuối đến

đầu cuối (End - to - End), tức là xóa nhòa danh giới giữa mạng lõi (mạng

đường trục) và mạng Metro.

a. Đối với mạng lõi của VNPT Nam Định


VNPT-ND


Việc lựa chọn giải pháp công nghệ truyền dẫn cho mạng lõi càn dựa vào các

tiêu chí sau:

- Giảm thiểu chi phí/bit (cost per bit)

- Khả năng mở rộng, nâng cấp mạng

- Năng lực truyền tải của mạng

Trên cơ sở so sánh bốn giải pháp ở trên và căn cứ vào những tiêu chí lựa chọn

chủ yếu có thể thấy rằng cả EoS và NG-SDH over WDM đều đáp ứng được

những yêu cầu của mạng lõi của VNPT Nam Định.

Do đó, em xin đề xuất áp dụng 2 giải pháp sử dụng công nghệ NG-SDH là

EoS và NG-SDH over WDM cho mạng lõi của VNPT Nam Định. Tùy theo

từng điều kiện cụ thể để áp dụng các giải pháp đó cho phù hợp.

* Mô hình NG-SDH over WDM cho mạng lõi của VNPT Nam Định

Hình 3.12. Mô hình mạng NG-SDH over WDMcho mạng lõi của VNPT Nam Định

* Mô hình giải pháp EoS cho mạng lõi của VNPT Nam Định


VNPT-ND


Hình 3.13. Mô hình mạng EoS cho mạng lõi của VNPT Nam Định

Tuy nhiên, mặc dù giải pháp NG-SDH over WDM có giá thành mạng cao hơn

so với EoS nhưng giải pháp này lại có những đặc điểm nổi trội hơn như:

- Giải pháp này hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu chuyển hướng đến mạng

IP/quang trong tương lai.

- Cung cấp hệ thống lõi có dung lượng lớn.

- Khả năng nâng cấp và mở rộng rất tốt khi nhu cầu lưu lượng tăng

- Hỗ trợ tốt MPLS (IP-MPLS) khi triển khai công nghệ hai công nghệ là IP và

MPLS (mô hình xếp chồng giao thức IP/MPLS) cho phân lớp định tuyến/

chuyển mạch lớp 3. Mô hình IP/MPLS/NG-SDH/WDM có khả năng cung cấp

dịch vụ theo yêu cầu QoS/CoS cho khách hàng. Nâng cao năng lực hoạt động

của mạng trục nhờ khả năng thiết kế lưu lượng và cung cấp QoS đảm bảo của

MPLS.

Do vậy, nếu phải lựa chon một trong hai giải pháp đó trong cùng một điều

kiện như nhau thì em ưu tiên lựa chọn giải pháp truyền dẫn NG-SDH over

WDM cho mạng lõi của VNPT Nam Định với mô hình giao thức là

IP/MPLS/NG-SDH/WDM.

b. Mạng MAN của VNPT Nam Định


VNPT-ND


Mạng MAN (Metropolitan Area Network) là một khái niệm tương đối mới.

Khái niệm này được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển, ít nhiều liên quan đến kết

cấu đô thị. Đối với những nước này, trong một vùng (tỉnh) sẽ gồm một thành phố lớn

và thành phố vệ tinh, các khu công nghiệp và thương mại (Metropolitan). Mạng liên

kết các khu vực như vậy sẽ có vai trò giống như mạng vùng.

Trong đề tài, khái niệm mạng MAN ở đây sẽ là mạng kết nối thành phố và các

khu công nghiệp/công nghệ và thương mại lớn bao quanh.

Xét về cấu trúc phân lớp dịch vụ, mạng MAN được chia làm 2 lớp:

- Lớp truy nhập thực hiện chức năng tích hợp các loại hình dịch vụ bao gồm cả

dịch vụ từ người sử dụng và dịch vụ mạng. Lớp mạng này thực thi kết nối cung cấp

các loại hình dịch vụ xuất phát từ mạng truy nhập ứng dụng bởi nhiều công nghệ truy

nhập khác nhau như các dịch vụ trên cơ sở công nghệ Ethernet, ATM, Frame Relay,

DSL, cáp đồng, cáp quang...và với nhiều loại giao diện khác nhau.

- Lớp mạng lõi thực hiện chức năng lõi lưu lượng tích hợp trong mạng đô thị

một cách hợp lý; lớp này thực hiện chức năng định tuyến lõi lưu lượng trong nội vùng

đô thị hoặc chuyển giao lưu lượng với mạng trục (backbone).

Theo mô hình phân lớp chức năng, mạng MAN có thể phân chia thành 2 lớp

mạng: lớp mạng biên và lớp mạng lõi. Trong mỗi lớp mạng đó có thể bố trí các thiết

bị mạng có chức năng khác nhau để thực thi các chức năng cần phải thực hiện của lớp

mạng này tùy thuộc vào mục tiêu, qui mô, kích cỡ của mạng MAN cần phải xây dựng.

Các nút mạng thực hiện chức năng đó là:

- Nút truy nhập khách hàng: là nút mạng đầu tiên phân ranh giới tiếp giáp giữa

khách hàng và nhà cung cấp dịch vụ mạng MAN và thuộc về nhà cung cấp dịch vụ.

Nút mạng này được lắp đặt tại phía khách hàng hoặc được bố trí trong phạm vi mạng

ngoại vi của nhà cung cấp dịch vụ. Khách hàng có thể kết nối với nút truy nhập khách

hàng này thông qua các thiết bị chuyển mạch (lớp 2) hoặc các thiết bị định tuyến (lớp

3). Chức năng của nút mạng này là:

+ Cung cấp các loại hình giao diện mạng và người sử dụng (UNI) phù hợp

với thiết bị kết nối của khách hàng.

+ Đảm bảo băng thông cung cấp cho khách hàng được thiết lập tương ứng

với thỏa thuận cấp độ dịch vụ (SLA), loại hình dịch vụ (CoS) hoặc các

đặc tính đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) đối với khách hàng.

- Nút tập trung: là nút trung chuyển giữa nút truy nhập khác hàng và nút kết nối

mạng lõi (POP). Nút này đóng vai trò là nút tập hợp lưu lượng từ các nút truy nhập

khách hàng để chuyển lên nút kết nối mạng lõi, dung lượng xử lý của nút này quyết


VNPT-ND


định tới số lượng nút truy nhập khác hàng có thể triển khai trong một khu vực nào đó

đặc biệt đối với khu vực có số lượng khách hàng lớn. Đối với mạng khu vực có kích

thước, dung lượng nhỏ, số lượng khách hàng ít có thể không cần có nút mạng này.

- Nút kết nối mạng lõi: Nút này có thực hiện tập hợp lưu lượng để lõi lên mạng

lõi MAN, nó thực hiện các chức năng như:

+ Đảm bảo kết nối một cách tin cậy với các phần tử mạng lõi

+ Kết nối các nút mạng lõi MAN với nhau

+ Kết nối với các phần tử mạng lõi bằng giao thức thống nhất để lõi các

loại hình dịch vụ

- Nút kết nối đường trục: nút này có thể là nút riêng biệt hoặc là nút kết nối

mạng lõi có thêm giao diện và giao thức kết nối phù hợp để kết nối với phần tử mạng

đường trục để lõi các lưu lượng của các loại hình dịch vụ liên mạng.

Các tiêu chí lựa chọn giải pháp truyền dẫn cho mạng MAN:

+ Hạ tầng hợp nhất

+ Khả năng mở rộng, nâng cấp mạng

+ Tương hợp với cơ sở hạ tầng hiện có

+ Đa dạng về dịch vụ khách hàng

+ Giá thành xây dựng mạng phù hợp

Các giải pháp công nghệ cho mạng MAN quang sẽ được lựa chọn cho từng lớp

mạng và dựa trên các bối cảnh khác nhau như xây dựng mạng mới hoặc đã có cơ sở

hạ tầng mạng và cần tận dụng cơ sở hạ tầng này.

Với phạm vi của đề tài đồ án tốt nghiệp ứng dụng công nghệ NG-SDH cho

mạng truyền tải của VNPT Nam Định, nên em tập trung vào nối dung nghiên cứu ứng

dụng công nghệ NG-SDH cho mạng lõi của mạng MAN cho VNPT Nam Định.

Đồng thời, lưu lượng thông tin truyền tải ở các khu vực của thành phố và các

khu công nghiệp/công nghệ và thương mại lớn bao quanh thường rất lớn và thường

xuyên tăng cao. Trong khi đó, công nghệ NG-SDH khó có thể đáp ứng được nhu cầu

truyền tải ở các khu vực này trong tương lai. Do đó, việc xây dựng các mạng MAN

không nên sử dụng một công nghệ NG-SDH, mà kết hợp các công nghệ như

Ethernet/WDM và IP/WDM,...

Giai đoạn 2011- 2013:


VNPT-ND


Trong giai đoạn này, lưu lượng thông tin truyền tải ở các khu vực của thành

phố và các khu công nghiệp/công nghệ và thương mại lớn bao quanh tương đối lớn.

Tuy nhiên, với cấu hình ring sẵn có có thể vẫn đáp ứng được yêu cầu truyền tải lưu

lượng trao đổi thông tin của xã hội trong giai đoạn này. Tuy nhiên, về mặt công nghệ

ngoài việc sử dụng công nghệ NG-SDH nên tận dụng các công nghệ sẵn có của công

ty mà đã được VNPT đầu tư trong giai đoạn trước như công nghệ Ethernet/WDM,...

Đồng thời, trong giai đoạn này triển khai giải pháp PoS kết nối các bộ

định tuyến IP lõi trong mạng MAN VNPT-NĐ:

- Tận dụng được hạ tầng truyền dẫn SDH đã triển khai, vì vậy giảm được chi phí đầu

tư mới (CAPEX),

- Kiến trúc mạng đơn giản do không có sự tham gia của các thiết bị mới vào mạng, dễ

vận hành khai thác và bảo dưỡng, dó đó giảm chi phí khai thác bảo dưỡng (OPEX),

- Dễ dàng triển khai mô hình quản lý/điều khiển mạng đồng cấp đã lựa chọn

IP/WDM,

- Hỗ trợ tốt MPLS để cung cấp chức năng thiết kế lưu lượng và QoS trong mạng, nên

tăng lợi nhuận nhờ khai thác hiệu quả tài nguyên mạng.

Xây dựng POP-trục Metro đa dịch vụ: Đáp ứng tốt nhu cầu mới của

khách hàng sử dụng dịch vụ cạnh tranh trên nền công nghệ gói.

Phương án cấu hình mạng MAN và kiến trúc POP Metro cho VNPT-NĐ giai đoạn

2011- 2013


VNPT-ND


Hình 3.14. Mạng MAN cho VNPT-NĐ giai đoạn 2011- 2013

Hình 3.15. Kiến trúc POP Metro giai đoạn 2011- 2013

Giai đoạn sau 2013:

Trong giai đoạn này, lưu lượng thông tin truyền tải ở các khu vực của thành

phố và các khu công nghiệp/công nghệ và thương mại lớn bao quanh là rất lớn và


VNPT-ND


thường xuyên tăng nhanh. Do đó, với cấu hình ring sẵn có khó có thể đáp ứng được

yêu cầu truyền tải lưu lượng trao đổi thông tin của xã hội trong giai đoạn này. Nên

chuyển cấu hình mạng MAN sang cấu hình mesh.

Đồng thời, bên cạnh việc tiếp tục sử dụng giải pháp công nghệ của giai

đoạn 2011-2013, trong giai đoạn sau 2013 VNPT-NĐ nên phát triển mạng

truyền tải quang theo hướng sử dụng chuyển mạch quang (mesh OXC hoặc

ring OADM) và xây dựng POP-trục Metro dựa trên ứng dụng IP. Giai đoạn này

các vấn đề về công nghệ liên quan đến IP và quang như QoS IP, định tuyến

bước sóng, chuyển mạch quang,... sẽ được giải quyết và thương mại hóa. Vì

vậy, mô hình mạng sẽ đơn giản và hiệu quả, mạng lại nhiều lợi nhuận.

Phương án cấu hình mạng MAN và kiến trúc POP Metro điển hình cho VNPT-

NĐ giai đoạn sau 2012 được chỉ ra ở các hình 3.12 và 3.13.

Hình 3.16. Mạng MAN cho VNPT-NĐ giai đoạn sau 2013


VNPT-ND


Hình 3.17 Kiến trúc POP Metro điển hình cho VNPT-NĐ giai đoạn sau 2013

3.5. KẾT LUẬN

Qua việc tìn hiểu, nghiên cứu các giải pháp công nghệ và dựa trên hiện trạng

mạng quang của VNPT-NĐ ta thấy, giải pháp công nghệ NG-SDH là lựa chọn thích

hợp để triển khai ứng dụng cho mạng truyền tải của VNPT-NĐ trong giai đoạn đầu

xây dựng mạng truyền tải IP/WDM.

Triển khai các hệ thống truyền dẫn quang NG-SDH nhằm thay thế dần các hệ

thống truyền dẫn SDH truyền thống để có được các hệ thống quang tích hợp cung cấp

kết nối đa tốc độ, đa giao diện trong mạng NGN.

Đối với mạng đường trục giai đoạn hiện tại sử dụng các thiết bị truyền dẫn

quang với các thiết bị ADM cung cấp các giao diện SDH truyền thống (các giao diện

E1, STM-n). Trong giai đoạn xây dựng các hệ thống lõi quang mới trên các tuyến cáp

quang mới nội tỉnh và nâng cấp, mở rộng các hệ thống lõi hiện có cần xây dựng các

hệ thống NG-SDH có các tính năng cung cấp đa loại hình giao diện hỗ trợ cho các

thiết bị định tuyến/chuyển mạch gói của mạng NGN.

Đối với phạm vi mạng lõi của mạng đô thị Metro nên triển khai hệ thống lõi

quang NG-SDH với mô hình triển khai hỗ trợ lõi lưu lượng Ethernet và triển khai NG-

SDH trên hệ thống WDM. Tùy thuộc vào hiện trạng cấu trúc tô-pô mạng và dung

lượng mạng theo qui hoạch cụ thể của từng vùng để triển khai các mô hình thích hợp.

Mô hình kiến trúc giao thức phù hợp sẽ là IP/MPLS/NG-SDH hoặc IP/MPLS/NG-

SDH/WDM. Các thiết bị SDH thế hệ mới có thể triển khai có thể là MSPP, MSTP

hoặc MSSP phù hợp với các yêu cầu thiết kế mạng cụ thể.


VNPT-ND


Triển khai công nghệ NG-SDH trong mạng lõi truy nhập quang nhằm đáp ứng

yêu cầu xây dựng mạng, đáp ứng nhiều mục tiêu khác nhau như là cung cấp đa dạng

dịch vụ, đa dạng giao diện, tích hợp cơ sở hạ tầng mạng lõi quang hiện có, ứng dụng

các công nghệ mạng tiên tiến, hướng tới quản lý tập trung thống nhất trong tương lai.

ng-sdh

Documents