Tải bản đầy đủ
Cấu trúc ghép khung tổng quát

Cấu trúc ghép khung tổng quát

Tải bản đầy đủ

24

Giải đóng gói

Giải sắp xếp

Đ ó ng g ó i
S ắ p xế p

Phân

kênh

Gh é p kênh

TRUY Ề N

Hình 1.19 Quá trình ghép và chuyển tải các khung GFP vào VC container trong các khung STM

1.6.3.1.5.2 Liên kết ảo (VCAT)


Được chuẩn hóa trong ITU-T G.7042



Là giải pháp tăng hiệu suất truyền tải của băng thông có trong các cấp VC của cấu trúc ghép
SDH.



Có 2 phương pháp ghép kênh thông dụng để truyền tải các lưu lượng gói dữ liệu qua mạng
SDH: Ghép liên tục và Ghép ảo .



Ghép “liên tục” (ITU-T G.707) o Các gói tin lân cận được ghép liên tục với nhau
(Continuous concatenation), truyền qua mạng NG SDH như một container.



o

Các nút mạng tham gia vào đường truyền phải có khả năng nhận dạng và xử lý được
container ghép.

o

Truyền tải một số loại Data không hiệu quả vì thiếu các mức thay đổi băng thông.

Ghép “ảo”

(ITU-T G.707) o Ánh xạ từng gói tin vào một liên kết ghép ảo (Virtual

concatenation VCAT) gồm nhiều container cơ sở tạo thành.



o

Ghép một số lượng container bất kỳ, tạo ra nhiều mức băng thông linh động hơn so
với ghép liên tục.

o

Điều chỉnh hiệu quả hơn dung lượng truyền tải theo yêu cầu dịch vụ

Nút mạng khởi tạo và kết cuối o Nhận dạng và xử lý cấu trúc ghép ảo.
o

Các container cơ sở có thể đi theo các đường khác nhau  có sự lệch pha giữa các
container khi đi tới kết cuối  nút kết cuối phải có các bộ đệm trễ, và các cơ chế tái
tạo lại VCAT như tại điểm đầu.



Các nút trung gian xử lý các container như các container chuẩn.



Ví dụ truyền kênh dữ liệu 1Gbps o Nếu dùng ghép kênh liên tục (truyền thống): phải sử dụng
1 kênh STM-16 2.5G vơi container VC-4-16c  hiệu suất sử dụng băng thông: 42%.

25
o

Sử dụng VCAT (VCG): VC-4-7v
-

VC-4 là mức cơ bản (150Mbps).

-

Số phần tử cơ bản của nhóm là 7.

-

7 * 150M = 1050M  hiệu suất sử dụng băng thông là 95%.

1.6.3.1.5.3 Cơ chế điều chỉnh dung lượng tuyến (LCAS)


Được định nghĩa trong chuẩn G.7402.



LCAS có thể tự động điều chỉnh và xác định băng thông tương thích cho VCAT.



Hoạt động giữa 2 NE, nối giao tiếp khách hàng với mạng SDH truyền thống.



Cho phép thiết bị đầu phát thay đổi linh hoạt số container của nhóm ghép phù hợp với thay đổi
yêu cầu băng thông, theo thời gian thực.



Byte H4/K4: Truyền tải gói điều khiển, là thông tin về VC và các thông số của giao thức
LCAS (Link Capacity Adjusment Scheme).

1.6.4 Công nghệ RRR
RPR sử dụng vòng song hướng gồm hai sợi quang truyền ngược chiều nhau, cả hai vòng đồng thời
được sử dụng để truyền gói dữ liệu và điều khiển. RPR cho phép nhà cung cấp dịch vụ giảm chi phí
thiết bị phần cứng cũng như thời gian và chi phí của việc giám sát mạng. Bằng cách tính toán khả năng
mạng và dự báo yêu cầu lưu lượng, RPR ghép thống kê và phân phối công bằng băng thông (fairness)
cho các node trên vòng để tránh tắc nghẽn có thể mang lại lợi ích hơn nhiều so với vòng SDH/SONET
dựa trên ghép kênh phân chia theo thời gian.
RPR là giao thức lớp MAC vận hành ở lớp 2 của mô hình OSI, nó không nhận biết lớp 1 nên độc lập
với truyền dẫn nên có thể làm việc với WDM, SDH hay truyền dẫn dựa trên Ethernet (sử dụng GBIC Gigabit Interface Converter). Ngoài ra, RPR đi từ thiết bị đa lớp đến dịch vụ mạng thông minh lớp 3
như MPLS. MPLS kết hợp thiết bị biên mạng IP lớp 3 với thiết bị lớp 2 như ATM, Frame Relay. Sự
kết hợp độ tin cậy và khả năng phục hồi của RPR với ưu điểm quản lý lưu lượng và khả năng mở rộng
của MPLS VPN và MPLS TE được xem là giải pháp xây dựng MAN trên thế giới hiện nay.
1.6.4.1 Động lực thúc đẩy phát triển công nghệ
Khi triển khai mạng Metro với các công nghệ chủ yếu là SDH và Ethernet, tồn tại một số vấn đề


Phần lớn hệ thống cáp tại các đô thị được tổ chức theo cấu trúc tô pô ring.



Sử dụng SDH là tiện ích truyền tải lưu lượng sẽ lãng phí băng thông.



Triển khai cấu trúc HUB cho mạng Ethernet lãng phí dung lượng hệ thống.



Cơ chế hoạt động của Ethernet không có cơ chế hỗ trợ truyền tải cấu trúc ring.



Cần tìm ra giải pháp công nghệ phù hợp để giải quyết vấn đề trên.

26

Hình 1.20 Cấu trúc mạng và khả năng cung cấp dịch vụ RPR

1.6.4.2 Vòng RPR
RPR sử dụng vòng song hướng gồm 2 sợi quang truyền ngược chiều đối xứng nhau. Một vòng được
gọi là vòng ngoài (Outer ring), vòng kia được gọi là vòng trong (Inner ring) gọi chung là ringlet. Hai
ringlet có thể đồng thời sử dụng để truyền gói dữ liệu và điều khiển. Một node gửi gói dữ liệu trên
hướng downstream và gửi gói điều khiển trên hướng ngược lại upstream trên ringlet kia.

Hình 1.21 Vòng RPR

1.6.4.3 Ưu điểm của RPR


RPR tận dụng khả năng phục hồi nhanh sự cố tuyến và sự cố nút của công nghệ SDH (<50ms).



RPR tận dụng ưu điểm về giá thành của thiết bị mạng Ethernet.



Tối ưu hóa truyền lưu lượng Ethernet trên mạng ring (đảm bảo tương thích cơ chế hoạt động
của Ethernet và duy trì hiệu suất sử dung băng thông hệ thống).

27


Có khả năng hỗ trợ các mức ưu tiên truyền tải lưu lượng.



Có khả năng phân chia băng thông công bằng trong mạng.



Có khả năng tự phát hiện cấu hình (chức năng Plugin).



Tương thích hoàn toàn với các giao thức truyền tải hiện có.

1.6.4.4 Chức năng tái sử dụng băng thông (spatial reuse)


Trong trường hợp nút mạng RPR thu một khung dữ liệu, nó gỡ bỏ khung dữ liệu trên ring
xuống nút mạng thay vì copy khung dữ liệu.



Khung dữ liệu trống quay trở lại nơi gửi theo chiều vòng ring



Băng thông trống khung dữ liệu để lại cho các nút khác sử dụng

1.6.4.4 Chức năng chia sẻ băng thông công bằng


Khi xuất hiện tắc nghẽn tại nút mạng nào đó, nó sẽ truyền một cảnh báo với một giá trị băng
thông đề xuất nào đó theo hướng ring ngược lại.



Nút mạng hướng truyền lên sẽ điều chỉnh tốc độ truyền sao cho không vượt quá giá trị băng
thông đề xuất.



Các nút mạng chuyển tiếp cảnh báo tới các nút mạng kế tiếp trên hướng lên.



Nếu nút mạng nhận cảnh báo vẫn bị tắc nghẽn nó truyền dữ liệu ở mức tối thiểu và tiếp tục gửi
cảnh báo và giá trị băng thông sử dụng của nó tới các nút mạng kế tiếp.

1.6.4.5 Chức năng bảo vệ phục hồi


Wrapping: Nếu sự cố hỏng được phát hiện lưu lượng sẽ được loop vòng lại đầu ra nút mạng
gần nhất với nơi có sự cố hỏng. Theo đó lưu lượng sẽ được truyền theo chiều ngược lại của
ring.



Steering: Nếu sự cố hỏng được phát hiện, các nút mạng kế cận nơi có sự cố hỏng thực hiện
chuyển mạch chọn tín hiệu để chuyển lưu lượng sang ring dự phòng.

1.6.4.5.1 Kĩ thuật Wrapping


Một vòng RPR gồm hai vòng sợi quang truyền ngược chiều nhau. Nếu một thiết bị hay sợi
quang bị phát hiện có lỗi, lưu lượng đang đi đến và từ hướng bị lỗi sẽ bị wrap ngược về theo
hướng đối nghịch trên vòng quang kia. Wrap xảy ra trên node kế cận với lỗi, dưới sự điều
khiển của giao thức chuyển mạch bảo vệ.



Một ví dụ đường truyền dữ liệu trước khi xảy ra lỗi như hình 20. Trước khi sợi quang đứt
Node 4 gửi lưu lượng đến Node 1 qua con đường Node 46Node 56Node 66Node 1.

28

Hình 1.22 Đường đi của dữ liệu sau khi wrap



Có một lỗi đứt sợi giữa Node 5 và Node 6, Node 5 và Node 6 sẽ wrap lưu luợng vòng Inner
qua vòng Outer. Sau khi quá trình Wrap được khởi động, lưu lượng từ Node 4 đến Node 1 sẽ
khởi động đi qua con đường Node 46Node 56Node 46Node 36Node 26Node 16Node 66Node
1.

1.6.4.5.2 Kĩ thuật Steering
 Đối với bảo vệ Steer, một node sẽ không wrap đoạn bị lỗi trong khi lỗi được phát hiện. Một bản
tin yêu cầu sự bảo vệ được gửi đến mỗi node để xác định có lỗi đứt sợi giống như bảo vệ kiểu
Wrap. Khi node nhận bản tin yêu cầu xác định lỗi, topology sẽ được cập nhật tương ứng. Nó sẽ
nhận trách nhiệm của node lưu lượng nguồn để đổi hướng lưu lượng của vòng Inner hay Outer
để tránh đoạn bị lỗi.

Hình 1.23 Đường đi của dữ liệu sau khi phát hiện topology mới

29
1.7. Các phương thức truy nhập NGN
1.7.1 Xu hướng chuyển đổi của mạng truy nhập


Hợp nhất các mạng truy nhập trên một hạ tầng thống nhất o Dễ dàng triển khai các dịch vụ
truyền thống cũng như các dịch vụ mới.
o

Giảm đáng kể CAPEX và OPEX.



Các dịch vụ băng rộng (Broadband) là tương lai của mạng cố định.



Các dịch vụ truy nhập không dây băng rộng sẽ phát triển nhanh chóng.



Các dịch vụ truyền thống vẫn đem lại các nguồn doanh thu, lợi nhuận chính cho các nhà cung
cấp dịch vụ trong tương lai gần.



Các vấn đề cần quan tâm o Lựa chọn các loại công nghệ truy nhập khác nhau, các loại giao
diện khác nhau. o Chi phí đầu tư cho mạng truy nhập chiếm hơn 60% tổng chi phí xây dựng
mạng.
o

Chi phí vận hành mạng truy nhập chiếm 80% tổng chi phí vận hành.

Hình 1.24 Các phương thức truy nhập NGN

1.7.2 Phương thức truy nhập xDSL


Dịch vụ truy nhập xDSL đang chiếm lĩnh thị trường truy nhập băng rộng. Băng thông cung
cấp của dịch vụ xDSL càng cao thì cự ly càng ngắn.



Cáp quang hiện đang là một xu hướng phát triển để cung cấp các kết nối tốc độ cao, cự ly
truyền dẫn xa và độ ổn định cao tới khách hàng.



Các nhà cung cấp dịch vụ cần cân nhắc tới băng thông cung cấp, khoảng cách tới khách hàng,
và chi phí đầu tư để lựa chọn công nghệ truy nhập

30

Hình 1.25 Cấu trúc mạng truy nhập DSL dùng thiết bị Ethernet – TR-101

Hình 1.26 Truy nhập mạng broadband cố định



ADSL 2+ hoàn toàn tương thích với ADSL tuy nhiên tốc độ cao hơn, và ít tốn nguồn cung cấp
hơn (Seamless Rate Adaption - SRA) o Cung cự li: ADSL2+ tốc độ cao hơn.
o Cùng tốc độ: ADSL2+ có cự li cung cấp xa hơn



ADSL2+ hiện đã được hoàn thiện và bắt đầu được triển khai thương mại rộng rãi. Trong khi
đó, VDSL2 vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, hoàn thiện.



Đối với cự li truyền dẫn 1.2km thì tốc độ truy nhập của ADSL2+ và VDSL2 là như nhau.

31

Hình 1.27 Truy nhập xDSL

1.7.3 Phương thức truy nhập FTTx (FTTC, FTTB, FTTH)

Hình 1.28 Tuy nhập FTTx



Point-to-Point: Cung cấp các kết nối Leased-line cho các khác hàng lớn.



Passive Optical Network-PON: Công nghệ mạng quang thụ động, dải thông được chia đều cho
các thuê bao trên một sợi quang bằng thiết bị Splitter.

1.7.4 Phương thức nhập không dây WiMAX


Là công nghệ truy nhập broadband không dây hứa hẹn nhất hiện nay.



Đáp ứng đầy đủ yêu cầu cho các dịch vụ IP/NGN: Data, VoIP.



Khả năng di dộng, thu phát cự li xa, NLOS, thiết bị đầu cuối gọn nhỏ.



802.16: sử dụng cho truyền dẫn không dây cố định sử dụng dải tẩn số 10–66Ghz. LOS và chỉ
dùng cho các kết nối Point-to-Point.



802.16c: phát triển sử dụng cho hệ thống mạng MAN không dây cố định: LOS, Point-to-Point
backhaul, 10–66GHz.

32


802.16a: phát triển cho dải tần 2-11GHz, NLOS, các ứng dụng Point-to-Mutilpoint.



802.16d (802.16-2004): thay thế cho phiên bản trước (802.16a), sử dụng dải tần 2-6GHz,
NLOS, ứng dụng cho hệ thống truy nhập không dây Point-to-Multipoint cố định (Fixed &
Portable).



802.16e: sử dụng dải tần 2-6GHz, NLOS, phát triển thêm các khả năng Roaming, truy nhập
khi đang di chuyển với tốc độ cao. Ứng dụng cho các dịch vụ truy nhập không dây di động.

1.7.5 Triển khai các thiết bị IP DSLAM và MSAN cung cấp dịch vụ
1.7.5.1 Thiết bị truy nhập MSAN


Cung cấp nhiều loại phương thức truy nhập đồng thời: băng rộng và băng hẹp.



Có các kết nối TDM tới hệ thống cũ để cung cấp dịch vụ băng hẹp.



Các kết nối IP : cung cấp các dịch vụ băng rộng và kết nối tới mạng NGN.



Sẵn sàng nâng cấp lên VoIP (H.248, SIP), và các tính năng QoS, Multicast… để chuyển đổi
lên NGN.

Hình 1.29 Truy nhập qua MSAN

Cấu trúc thiết bị truy nhập MSAN


Bao gồm 2 bộ phận cơ bản: phần chuyển mạch TDM và phần chuyển mạch IP.



Kiến trúc Bus nội bộ cũng gồm 2 phần tương ứng: Bus TDM cho các dịch vụ băng hẹp
(POTS, TDM Leased-line..) và Bus IP cho các dịch vụ băng rộng (xDSL, VoIP).



Giao diện kết nối thoại POTS: V5.2 TDM.



Giao diện kết nối thoại VoIP (H.248, SIP): là các giao diện IP (FE, GE…).

Phương án sử dụng thiết bị truy nhập MSAN


MSAN phù hợp triển khai trong giai đoạn chuyển tiếp lên NGN: cơ sở hạ tầng IP chưa hoàn
thiện, từng bước triển khai Softswitch.

33


Triển khai ở nhưng nơi vẫn còn nhu cầu phát triển dịch vụ thoại POTS. Kết nối V5.2 và sử
dụng cơ sở hạ tầng có sẵn (truyền dẫn TDM và giao diện V5.2 trên tổng đài).



Kết nối tới hệ thống xDSL bằng TDM hoặc IP để cung cấp dịch vụ.



Chuyển đổi lên NGN o Vẫn dùng các thuê bao cũ để cung cấp dịch vụ voice cho khách hàng.
o

Nâng cấp card Coder VoIP và Card điều khiển báo hiệu (H.248, SIP) để làm việc với
Softswitch cung cấp dịch vụ VoIP.

o

Đấu nối phần uplink IP để cung cấp đông thời các dịch vụ BB và NB

Hình 1.30 Kết nối mạng thiết bị truy nhập MSAN

1.7.5.2 Thiết bị truy nhập IPDSLAM


Cấu trúc của IPDSLAM tương đối đơn giản: thông thường gồm 1 Layer 2 Switch được tích
hợp trong Card điều khiển làm nhiệm vụ chuyển mạch các gói tin và thực hiện các tính năng
lớp 2: STP, Multicast, Q-in-Q…



Hiện nay có một số hãng sản xuất tích hợp phần VoIP vào IPDSLAM để cung cấp dịch vụ
thoại NGN trong tương lai.

Hình 1.31 Thiết bị truy nhập IPDSLAM