Công nghệ TM được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong các mạng IP xương sống do tốc độ cao, chất lượng dịch vụ QoS, điều khiển luồng và các đặc tính khác của nó mà các dạng định tuyến t
TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN TẢI
GIẢI PHÁP TỔ CHỨC CÁC MẠNG VIỄN THÔNG
Giải pháp mạng tích hợp các mạng viễn thông nhằm cung cấp một hệ thống thống nhất, gồm các dịch vụ đa dạng như thoại, dữ liệu, truyền thanh và truyền hình, mạng cố định và di động, cùng với mạng truyền tải và tính toán Mục tiêu của giải pháp này là tích hợp tất cả các mạng viễn thông thành một hệ thống duy nhất, giúp tối ưu hoá hoạt động, giảm chi phí vận hành và nâng cao trải nghiệm người dùng Việc tích hợp mạng viễn thông không chỉ đảm bảo tính liên kết liền mạch giữa các dịch vụ mà còn tạo ra nền tảng vững chắc để phát triển các công nghệ mới, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
Hiện nay, trên thế giới đã phát triển và tồn tại ba thế hệ mạng chính để cung cấp dịch vụ viễn thông và công nghệ thông tin, bao gồm dữ liệu, truyền thanh, truyền hình, mạng cố định và di động, cùng các mạng truyền tải và tính toán Các hệ thống mạng này gồm mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN), mạng thế hệ mới (NGN), và mạng hội tụ băng rộng (BCN), đóng vai trò chủ đạo trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ và mở rộng khả năng kết nối toàn cầu.
Giải pháp tích hợp mạng cần được triển khai trên cả ba thế hệ mạng để đảm bảo tính bền vững và linh hoạt Khi xây dựng mạng NGN, cần xem xét khả năng phát triển của mạng BCN trong tương lai để dễ dàng mở rộng và nâng cấp Đồng thời, việc quan tâm đến khấu hao và quá trình chuyển đổi từ mạng PSTN sang mạng NGN giúp tối ưu hóa chi phí và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống mạng.
Hình 1.1 Sơ đồ thực hiện giải pháp tích hợp mạng
Giải pháp tích hợp mạng có lợi thế về giao diện người dùng thân thiện và quản lý dễ dàng, đang trở thành xu hướng phát triển trong các mạng viễn thông hiện nay và được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới Tuy nhiên, giải pháp này cũng đối mặt với nhiều hạn chế như tổ chức mạng phức tạp, độ tin cậy thấp, chất lượng truyền dẫn không ổn định, tính liên tục của mạng kém và hiệu quả kinh tế chưa cao.
Giải pháp phân tán là phương pháp tổ chức các mạng cung cấp dịch vụ đa dạng, giúp tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống mạng Nó cũng cho phép tích hợp các mạng khác nhau như mạng PSTN và các hệ thống mạng hiện đại, từ đó nâng cao tính linh hoạt và khả năng đáp ứng nhu cầu khách hàng Đây là giải pháp hiệu quả để đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định của các hệ thống mạng phức tạp ngày nay.
Phát triển mạng tích hợp
Phát triển mạng PSTNPhát triển mạng NGN Phát triển mạng BCN
NGN (Mạng Ngưỡng Nhiều Dịch Vụ) là mạng hội tụ băng thông rộng BCN hoạt động trên các kênh quang khác nhau, sử dụng một sợi quang hoặc mạng quang riêng biệt Mạng NGN có khả năng tổ chức kết hợp các mạng cung cấp dịch vụ đa dạng, phù hợp với các thế hệ công nghệ khác nhau Đây là giải pháp tối ưu nhằm cung cấp dịch vụ băng thông rộng tốc độ cao, đa dạng và linh hoạt cho người dùng trên các nền tảng quang khác nhau.
Hình 1.2 Sơ đồ giải pháp mạng phân tán
Giải pháp phân tán trong phát triển mạng viễn thông mang lại nhiều ưu điểm như tổ chức mạng đơn giản, độ tin cậy cao và chất lượng truyền dẫn vượt trội, đồng thời đảm bảo tính trong suốt của mạng và hiệu quả kinh tế lớn Tuy nhiên, phương án này cũng gặp phải những hạn chế đáng kể như giao diện người dùng và quản lý phức tạp hơn, đòi hỏi các giải pháp tối ưu để nâng cao trải nghiệm người dùng và quản trị mạng.
GIAO THỨC THỐNG NHẤT CỦA MẠNG TRUYỀN TẢI
Sự bùng nổ của lưu lượng Internet và công nghệ truyền dẫn IP băng rộng tốc độ cao đã mở ra khả năng truyền tải mọi dịch vụ viễn thông và dữ liệu một cách hiệu quả Truyền tải IP ngày càng khẳng định vị trí là phương thức chính trong cơ sở hạ tầng truyền thông hiện nay và trong tương lai Nhờ đó, các dịch vụ viễn thông và dữ liệu có thể được truyền tải nhanh chóng, ổn định và linh hoạt hơn bao giờ hết.
Công nghệ truyền dẫn quang ngày càng phát triển mạnh mẽ nhờ sự tiến bộ của công nghệ thông tin quang Công nghệ WDM (ghép kênh theo bước sóng) mở ra kỷ nguyên mới trong truyền dẫn quang, và giai đoạn tiếp theo là DWDM giúp nâng cao băng thông, tốc độ truyền dữ liệu và chất lượng truyền dẫn vượt trội Sự ra đời của công nghệ DWDM đã tạo nên bước đột phá trong lĩnh vực truyền dẫn quang, đáp ứng nhu cầu truyền tải dữ liệu với khả năng mở rộng tối đa.
Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ IP và công nghệ thông tin quang đã creates một cuộc cách mạng trong truyền tải mạng viễn thông Truyền tải IP trên mạng quang đóng vai trò then chốt trong xây dựng mạng truyền tải NGN, giúp nâng cao hiệu suất và độ ổn định của hệ thống Phương thức truyền tải IP qua mạng quang là yếu tố quan trọng quyết định việc lựa chọn giao thức IP làm giao thức thống nhất cho mạng truyền tải, đảm bảo khả năng mở rộng và tích hợp linh hoạt.
Giải pháp phân tán phát triển các mạng viễn thông
Theo các thế hệ mạng Theo các mạng cung cấp dịch vụ
Hỗn hợp các thế hệ mạng và dịch vụ
Cho đến nay đã có hai phiên bản của giao thức IP đó là IPv4 và IPv6, tuy vậy chúng vẫn thực hiện chức năng chính sau:
+ IP định nghĩa đơn vị số liệu mà có thể gửi qua Internet
+ Phần mềm IP thực hiện chức năng định tuyến dựa trên địa chỉ IP
IP là một hệ thống nguyên tắc quản lý xử lý các đơn vị dữ liệu tại các bộ định tuyến và host, quy định rõ khi nào bản tin lỗi được tạo ra và khi nào dữ liệu cần hủy bỏ để đảm bảo hoạt động mạng hiệu quả.
IPv4 tổ chức thiết bị và người sử dụng dựa trên kiến trúc địa chỉ gồm hai lớp đơn giản: địa chỉ mạng và địa chỉ host (ID) Độ dài địa chỉ IPv4 là 32 bit, được chia thành các lớp A, B và C nhằm phục vụ các ứng dụng quảng bá với quy mô mạng lớn, trung bình và nhỏ Nhờ sự tiến bộ trong công nghệ, công suất và dung lượng bộ nhớ của các máy tính đã tăng lên đáng kể, đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của mạng lưới hiện đại.
IPv6 không tương thích trực tiếp với IPv4, do đó cần các cơ chế chuyển đổi phù hợp Cơ chế địa chỉ của IPv6 hoàn toàn mới, dựa trên việc sử dụng địa chỉ của các mạng tiên tiến đang triển khai công nghệ này Với không gian địa chỉ rộng lớn hơn, IPv6 có độ dài 128 bit, cho phép tạo ra một số lượng lớn địa chỉ IP phục vụ các thiết bị kết nối ngày càng tăng Tính năng bảo mật của IPv6 hỗ trợ tính hợp pháp và bảo vệ quyền riêng tư của người dùng trong môi trường mạng Ngoài ra, IPv6 còn đảm bảo các chức năng cơ bản để quản lý cước dịch vụ và lưu lượng mạng trong tương lai dựa trên các mô hình cước phí tiên tiến.
1.2.2.3 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ trong IP
Trước đây, Internet chỉ hỗ trợ dịch vụ với nỗ lực tối đa như bản chất thuật ngữ
Trong mạng máy tính, "best effort" đề cập đến việc tất cả các gói dữ liệu có cùng khả năng truy cập tài nguyên mạng mà không đảm bảo chất lượng dịch vụ cụ thể Lớp mạng chịu trách nhiệm truyền tải các gói từ nguồn đến đích bằng cách sử dụng địa chỉ đích trong tiêu đề gói dựa vào bảng định tuyến để xác định đường đi phù hợp Việc phân tách quá trình định tuyến—bao gồm tạo, duy trì và cập nhật bảng định tuyến—là một yếu tố thiết kế quan trọng của Internet, giúp cải thiện hiệu quả truyền dữ liệu Trong số các giải pháp QoS, Intserv/RSVP và DiffServ cùng các agent QoS được xem là những phương pháp có tiềm năng hứa hẹn nhất nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ mạng.
MẠNG TRUYỀN TẢI TRUYỀN THỐNG
1.3.1 Kiến trúc mạng truyền thống
Các nhà cung cấp dịch vụ thường sử dụng sự pha trộn nhiều công nghệ mạng khác nhau để xây dựng các mạng dịch vụ cấp quốc gia hoặc quốc tế, cần đối mặt với nhiều thử thách và áp lực Mỗi công nghệ mạng do nhà cung cấp đề xuất đều đã được thử thách qua nhiều mạng và có khả năng xử lý các vấn đề phát sinh, giúp đảm bảo hiệu suất và độ ổn định của hệ thống mạng toàn cầu.
Kiến trúc mạng của các nhà cung cấp dịch vụ và truyền thông xây dựng nhiều lớp nhằm tối ưu hóa hiệu suất truyền dẫn Lớp tín hiệu quang / Ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) tạo ra môi trường truyền dẫn vật lý với toàn bộ băng tần truyền phát, nhưng trong quá khứ lớp này không có khả năng định tuyến thông minh Để phân phối băng tần hợp lý, người ta sử dụng lớp mạng quang phân cấp như SONET/SDH và WDM, giúp quản lý và tối ưu hóa băng tần hiệu quả hơn Ngoài ra, công nghệ ATM cũng được định nghĩa nhằm thực hiện cơ chế định tuyến tối ưu lưu lượng truyền qua mạng, phù hợp với các dịch vụ ATM đa dạng.
Trong bối cảnh bùng nổ thông tin và sự phát triển nhanh của mạng Internet, cần thiết có một giao thức mới đảm bảo chất lượng dịch vụ theo yêu cầu, đồng thời đơn giản và xử lý tốc độ cao Các nhà cung cấp đã đề xuất nhiều giải pháp công nghệ để xây dựng mạng IP như IPoA (IP qua ATM), IPoS (IP qua SONET/SDH), và IP qua WDM, mỗi công nghệ đều có ưu nhược điểm riêng Công nghệ truyền thông (TM) được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong các mạng IP backbone nhờ tốc độ cao, chất lượng dịch vụ QoS, kiểm soát luồng và các đặc tính vượt trội không có trong các dạng định tuyến truyền thống Nó cũng được phát triển để hỗ trợ cho IP, đặc biệt trong các trường hợp yêu cầu thời gian thực cao, IPoA là lựa chọn hàng đầu.
Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch nhãn là sử dụng thiết bị tương tự bộ định tuyến để kiểm soát thiết bị chuyển mạch bộ định tuyến phần cứng ATM, đồng thời hỗ trợ nhiều chức năng định tuyến mới Công nghệ MPLS kết hợp ưu điểm của các tổng đài chuyển mạch và bộ định tuyến, mang lại nhiều lợi ích cho nhà cung cấp dịch vụ IP như tối ưu hóa mạng, nâng cao hiệu suất và tăng khả năng mở rộng mạng lưới.
Chuyển phát hiệu quả được nâng cao nhờ vào việc sử dụng nhãn, giúp các bộ định tuyến lõi/I.SR không cần tìm kiếm tuyến trong các bảng định tuyến lớn mà chỉ thực hiện trong LIB nhỏ, tối ưu hóa quá trình định tuyến và giảm thiểu độ trễ mạng.
Dịch vụ phân biệt là việc các tuyến hoặc FEC có thể được gán cho các mã CoS khác nhau, giúp phân loại và quản lý lưu lượng mạng hiệu quả Việc sử dụng nhãn kết hợp với các tham số CoS giúp dễ dàng nhận diện và phân biệt các dòng lưu lượng khác nhau, nâng cao hiệu quả vận hành và tối ưu hóa chất lượng dịch vụ.
Mạng riêng ảo (VPN) là một công cụ dễ dàng thiết lập để bảo vệ dữ liệu và quyền riêng tư trực tuyến VPN sử dụng các nhãn lưu lượng riêng biệt để tách dữ liệu khỏi mạng công cộng, giúp người dùng duy trì an toàn khi truy cập Internet Việc thiết lập VPN đơn giản và mang lại lợi ích lớn trong việc bảo vệ thông tin cá nhân, cũng như truy cập nội dung mà không lo ngại về an ninh mạng.
- Thiết kế lưu lượng: bởi vì các tuyến MPLS dựa trên topo và sử dụng nhãn để nhận diện nên dễ dàng định tuyến lại
1.3.2 Các công nghệ sử dụng trong mạng truyền thống
Mạng truyền tải truyền thống chủ yếu sử dụng các hệ thống thông tin trên cáp sợi quang, kết hợp phương thức truyền dẫn đồng bộ hoặc không đồng bộ Các hệ thống này nổi bật nhờ vào ưu điểm kỹ thuật của công nghệ quang, như khả năng truyền dẫn xa, công suất lớn và chất lượng truyền dẫn cao Do đó, cáp quang được xác định là phương tiện truyền dẫn chủ đạo của mạng truyền tải truyền thống.
1.3.2.1 Kỹ thuật thông tin quang
Hệ thống thông tin quang bao gồm các thành phần chính như bộ phát quang, cáp sợi quang và bộ thu quang Bộ phát quang gồm nguồn phát tín hiệu quang và các mạch điện điều khiển liên kết chặt chẽ với nhau để truyền dữ liệu hiệu quả Cáp sợi quang được cấu tạo bởi các sợi quang và lớp vỏ bảo vệ xung quanh nhằm ngăn chặn tác động có hại từ môi trường bên ngoài Bộ thu quang gồm bộ tách sóng và các mạch khuếch đại, tái tạo tín hiệu, đảm bảo truyền dữ liệu chính xác và ổn định Ngoài ra, hệ thống còn có các thành phần phụ trợ như bộ ghép nối quang, mối hàn, bộ chia quang và trạm lặp, tất cả hợp thành một hệ thống thông tin quang hoàn chỉnh, đáp ứng các yêu cầu về truyền dẫn dữ liệu ngày càng cao.
Suy hao sợi quang theo bước sóng là tham số quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất truyền dẫn của hệ thống quang Đặc tuyến suy hao của sợi quang gồm ba vùng có mức suy hao thấp nhất tại các bước sóng 850 nm, 1300 nm và 1550 nm, giúp tối ưu hóa khả năng truyền tải dữ liệu Sợi quang có độ suy hao thấp nhất thường được chế tạo từ thủy tinh fluoride chứa hàm lượng kim loại nặng, trong đó ZrF4 là thành phần chủ yếu Nhờ đó, giá trị suy hao tối thiểu của sợi có thể đạt tới 0.01 đến 0.001 dB/km, đảm bảo khả năng truyền tín hiệu với cường độ ổn định và độ trễ thấp.
Nguồn phát quang trong các thiết bị truyền thông quang có thể là đi-ốt phát quang hoặc laser bán dẫn, cả hai đều phù hợp cho các hệ thống truyền dẫn quang Chúng hoạt động bằng cách biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang, trong đó công suất quang đầu ra phụ thuộc vào cường độ dòng điều biến Sử dụng nguồn phát phù hợp giúp đảm bảo hiệu suất và chất lượng truyền âm trong các hệ thống thông tin quang hiện đại.
Tín hiệu ánh sáng được điều chế tại nguồn phát quang sẽ truyền dọc theo sợi quang đến bộ thu quang, nhưng thường bị suy hao và méo do các yếu tố như hấp thụ, tán xạ và tán sắc Bộ tách sóng ở phần thu đóng vai trò tiếp nhận và tách tín hiệu ánh sáng từ hướng phát, sau đó biến đổi trực tiếp thành tín hiệu điện Yếu tố quan trọng nhất phản ánh hiệu suất của thiết bị thu quang là độ nhạy thu quang, mô tả công suất quang nhỏ nhất có thể nhận biết được ở tốc độ truyền dẫn nhất định, phù hợp với tỷ lệ lỗi bit của hệ thống.
Khi khoảng cách truyền dẫn dài và tín hiệu quang trong sợi quang bị suy hao đáng kể, cần sử dụng trạm lặp quang trên tuyến truyền Cấu trúc của trạm lặp quang gồm thiết bị phát và thiết bị thu ghép điện-quang, giúp phục hồi tín hiệu Thiết bị thu tại trạm lặp sẽ nhận tín hiệu quang yếu, biến đổi thành tín hiệu điện, khuếch đại, sửa dạng rồi gửi vào thiết bị phát quang để tiếp tục truyền đi Quá trình này đảm bảo tín hiệu truyền xa mà vẫn giữ được chất lượng tốt.
1.3.2.2 Kỹ thuật truyền dẫn đồng bộ (SDH)
Truyền dẫn đông bộ SDH (Synchronous Digital Hierarchy) thực hiện mục tiêu ghép các tín hiệu có tốc độ thấp thành một tín hiệu có tốc độ cao hơn nhằm mục đích truyền dẫn hiệu quả Công nghệ này cho phép tích hợp nhiều loại dữ liệu khác nhau trên cùng một hệ thống truyền dẫn, đảm bảo sự đồng bộ và ổn định Nhờ vào cơ chế ghép tín hiệu này, SDH giúp tối ưu hóa băng thông và nâng cao khả năng mở rộng của mạng lưới truyền dẫn viễn thông.
Đến năm 1990, ITU-T chính thức ban hành tiêu chuẩn của SDH, đánh dấu bước chuyển mình quan trọng trong công nghệ truyền dẫn So với PDH, SDH có nhiều ưu điểm vượt trội như khả năng truyền tải dữ liệu tốc độ cao hơn và khả năng đồng bộ hóa linh hoạt hơn Ngoài ra, SDH còn giúp nâng cao hiệu quả trong việc quản lý, giám sát mạng lưới truyền dẫn và dễ dàng mở rộng hệ thống trong tương lai Các ưu điểm này đã giúp SDH trở thành tiêu chuẩn chủ đạo trong lĩnh vực truyền dẫn dữ liệu toàn cầu.
- Giao diện đồng bộ, thống nhất nhờ vậy mà trên mạng SDH có thể sử dụng các chủng loại thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau
- Nhờ việc sử dụng các con trỏ mà việc tách/ghép các luồng nhánh từ/thành tín hiệu STM-N đơn giản và dễ dàng
MẠNG TRUYỀN TẢI THẾ HỆ SAU
Mạng truyền tải thế hệ sau là một thành phần quan trọng của mạng NGN, phản ánh sự chuyển đổi và nâng cấp từ mạng PSTN/ISDN cũ sang công nghệ mới dựa trên nền tảng gói Mạng NGN tách biệt rõ ràng giữa truyền tải và dịch vụ, cho phép đa truy nhập băng rộng mọi lúc, mọi nơi Hệ thống này đảm bảo chất lượng dịch vụ cao và mang lại quyền tự do lựa chọn nhà cung cấp dịch vụ cho người dùng.
Mạng NGN (Mạng lưới dịch vụ cộng nghiệp) là xu hướng tất yếu trong sự hội tụ các dịch vụ thoại, dữ liệu, truyền hình và truyền thanh, nhằm tích hợp các mạng cố định và di động để nâng cao khả năng truyền tải và tính toán Việc triển khai mạng NGN đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu, giúp tối ưu hóa hạ tầng mạng và mang lại trải nghiệm dịch vụ đa dạng, chất lượng cao cho người dùng.
1.4.1.1 Cấu trúc cơ bản của mạng NGN
Chuyển đổi từ mạng PSTN sang mạng NGN là bước phát triển thiết yếu trong ngành viễn thông của các quốc gia Quá trình này diễn ra qua nhiều giai đoạn khác nhau với phạm vi quy mô đa dạng Trong giai đoạn đầu, các nhà nghiên cứu và nhà sản xuất đề xuất cấu trúc mạng NGN gồm 5 lớp chính: lớp dịch vụ và ứng dụng, lớp điều khiển, lớp truyền tải, lớp mạng truy cập và lớp quản lý, đảm bảo sự linh hoạt và tối ưu trong vận hành mạng viễn thông hiện đại.
Hiện nay, công nghệ mạng NGN đang hướng đến sự chuyển đổi toàn IP để tối ưu hóa hiệu quả và khả năng mở rộng của hệ thống truyền thông Các tổ chức viễn thông trên toàn thế giới và khu vực đang tích cực tham gia xây dựng tiêu chuẩn và đề xuất các giải pháp khoa học và công nghệ nhằm triển khai mạng NGN phù hợp với nhiều quy mô khác nhau Sự hợp tác này giúp đảm bảo quá trình chuyển đổi sang hệ thống mạng hiện đại, linh hoạt và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.
Hiện nay, các tổ chức viễn thông quốc tế đã đưa ra cấu trúc mạng NGN sẽ còn 2 lớp chính: Lớp dịch vụ và Lớp truyền tải.
Hình 1.3 Mô hình cấu trúc mạng NGN toàn IP
Lớp dịch vụ cung cấp các dịch vụ có phiên, không phiên và toàn bộ dịch vụ PSTN/ISDN hiện thời, đảm bảo đáp ứng nhu cầu liên lạc linh hoạt và tin cậy Các chức năng chính bao gồm hỗ trợ các cuộc gọi có phiên và không phiên, cùng khả năng tích hợp các dịch vụ mạng PSTN/ISDN để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng Việc cung cấp đa dạng dịch vụ trong lớp này giúp nâng cao hiệu quả liên lạc, phục vụ tốt hơn các yêu cầu truyền thông của khách hàng.
LỚP ĐIỀU KHIỂNLỚP DỊCH VỤ
Chức năng điều khiển dịch vụ (Service and Control Function) bao gồm các nhiệm vụ quản lý phiên, đăng ký, xác thực và cấp phép tại cấp dịch vụ để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả Ngoài ra, nó còn tích hợp các chức năng điều khiển tài nguyên phương tiện nhằm tối ưu hóa việc truy cập và sử dụng tài nguyên mạng Các chức năng này giúp duy trì bảo mật, nâng cao trải nghiệm người dùng và đảm bảo dịch vụ vận hành ổn định trong hệ thống.
Chức năng quản lý hồ sơ người dùng dịch vụ (Service User Profile Function) đảm nhận nhiệm vụ xử lý thông tin và các hoạt động của người sử dụng liên quan đến tầng dịch vụ, qua đó lưu trữ trong hồ sơ người dùng để đảm bảo quản lý dữ liệu toàn diện và hiệu quả.
NGN cung cấp chức năng ứng dụng bằng cách hỗ trợ các giao diện API mở, giúp các nhà cung cấp dịch vụ thứ ba tận dụng khả năng của mạng NGN để sáng tạo và mở rộng các dịch vụ mới cho người dùng.
Lớp truyền tải đảm nhận vai trò kết nối các thành phần trong mạng, bao gồm các thiết bị mạng như máy chủ và thiết bị của người dùng Chức năng chính của lớp này là đảm bảo liên thông hiệu quả giữa các thành phần, đồng thời cung cấp chất lượng dịch vụ toàn diện (QoS) để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng Việc duy trì QoS toàn trình trong lớp truyền tải là yếu tố quan trọng giúp mạng hoạt động ổn định, tin cậy và đáp ứng được các yêu cầu của người dùng.
1.4.1.2 Các đặc trưng cơ bản của mạng NGN
Mạng NGN là một mạng có các đặc trưng cơ bản sau:
- Sự truyền dẫn trên cơ sở công nghệ gói
- Hội tụ các dịch vụ và tạo ra dịch vụ hợp nhất
- Hội tụ giữa cố định và di động
- Tách phần cung cấp dịch vụ ứng dụng ra khỏi mạng, cung cấp các giao diện mở API (Giao diện lập trình ứng dụng – Application Program Interface)
- Người sử dụng không bị hạn chế truy cập tới nhà cung cấp dịch vụ khác nhau
- Tính độc lập dịch vụ trên cơ sở chức năng nhìn từ phía công nghệ mạng truyền tải
Chúng tôi cung cấp đa dạng dịch vụ, ứng dụng và cơ chế dựa trên kiến trúc khối tạo dịch vụ để đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau Các dịch vụ của chúng tôi bao gồm dịch vụ thời gian thực, luồng, phi thời gian thực và dịch vụ đa phương tiện, mang lại giải pháp linh hoạt và tối ưu cho khách hàng.
- Các tính năng băng rộng với chất lượng dịch vụ được coi như trong suốt từ đầu cuối-tới-đầu cuối
- Khả năng tương tác với các mạng truyền thống thông qua các giao diện mở
- Các yêu cầu điều chỉnh dễ dàng, ví dụ các vấn đề liên quan tới việc thông tin khẩn cấp, chế độ riêng tư, bảo mật,…
1.4.2.1 Các chức năng lớp truyền tải
Tầng truyền tải đóng vai trò kết nối các thành phần trong mạng, định hình nền tảng cho quá trình truyền dữ liệu hiệu quả Tầng này được phân thành mạng lõi và mạng truy nhập, giúp tối ưu hóa hoạt động truyền tải và phân phối dữ liệu trong hệ thống mạng Các chức năng chính của tầng truyền tải bao gồm đảm bảo khả năng truyền dữ liệu ổn định, kiểm soát lưu lượng và sửa lỗi, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của mạng.
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Chức năng biên (EF – Edge Functions): khối chức năng này xử lý lưu lượng khi lưu lượng từ phần truy nhập được nhập vào mạng lõi
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
CÁC CÔNG NGHỆ CƠ BẢN CỦA MẠNG THÔNG TIN QUANG THẾ HỆ SAU
Xu hướng phát triển của dịch vụ viễn thông
Trong hiện tại và tương lai, nhu cầu sử dụng các dịch vụ Internet ngày càng tăng cao, với số lượng trang web ngày càng nhiều và phổ biến đến người dùng Người dùng hiện nay được cung cấp đa dạng các dịch vụ truyền thông đa phương tiện như giáo dục từ xa, hội nghị truyền hình, dịch vụ chăm sóc sức khỏe, thương mại điện tử, dịch vụ tài chính và bảo hiểm Ngoài ra, nhu cầu giải trí trực tuyến và trò chơi trực tuyến cũng phát triển mạnh mẽ, góp phần làm thay đổi căn bản về bản chất lưu lượng thông tin trên Internet.
Khả năng di động và chuyển vùng
Xu hướng nổi bật hiện nay là tính di động của khách hàng khi sử dụng dịch vụ Các dịch vụ truyền thống bị giới hạn trong phạm vi di chuyển hẹp sẽ dần được thay thế bằng các nền tảng cung cấp kết nối mạng mọi lúc, mọi nơi Khách hàng ngày càng mong muốn có thể kết nối liên tục ngay cả khi di chuyển với tốc độ cao, đáp ứng tiêu chuẩn của cuộc sống số tiện lợi và linh hoạt.
Yêu cầu QoS theo nhiều mức độ khác nhau
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, khách hàng có các ưu tiên về QoS khác nhau, do đó cần chi trả cước phí phù hợp nhằm đáp ứng các yêu cầu cụ thể Các dịch vụ ứng dụng được phân chia thành 4 loại khác nhau dựa trên mức độ QoS, từ đó cung cấp các giải pháp tối ưu phù hợp với từng nhu cầu Điều này đảm bảo người dùng nhận được dịch vụ với chất lượng phù hợp, hỗ trợ hiệu quả các hoạt động cần độ trễ thấp, băng thông cao hoặc độ tin cậy cao Việc điều chỉnh cước phí phù hợp với tiêu chuẩn QoS giúp tối ưu hoá chi phí và nâng cao trải nghiệm người dùng.
• Nhạy cảm với trễ và tổn thất (video tương tác, trò chơi…)
• Nhạy cảm với trễ nhưng tổn thất vừa phải (thoại)
• Nhạy cảm về tổn thất nhưng yêu cầu trễ vừa phải
• Yêu cầu đối với trễ và tổn hao đề không cao (truyền tệp) Độ an toàn cao
Thương mại điện tử và giao dịch trực tuyến trên mạng Internet công cộng tiềm ẩn nguy cơ xâm phạm quyền lợi cá nhân và tổ chức Để đảm bảo an toàn thông tin, cần áp dụng các biện pháp bảo vệ như tường lửa dựa trên router và proxy-server để tạo hàng rào bảo vệ giữa mạng công cộng và mạng riêng tư.
Tính linh hoạt tiện dụng
Khách hàng thường mong muốn truy cập dịch vụ một cách dễ dàng mà không cần quan tâm đến sự phức tạp của mạng Tính linh hoạt của mạng thể hiện khả năng phân phối các dịch vụ một cách liên tục, trong khi vẫn ẩn đi những chi tiết kỹ thuật về mạng đối với người dùng Để đạt được điều này, cần định nghĩa các giao diện truy nhập cấp cao, giúp ẩn đi các tham số điều chỉnh và vận hành mạng nhiều nhất có thể, nâng cao trải nghiệm người dùng.
Các yếu tố quan trọng của nhà cung cấp dịch vụ, như điều kiện chính trị, kinh tế và xã hội, ảnh hưởng đáng kể đến định hướng và quá trình phát triển của mạng viễn thông, đặc biệt là mạng NGN Các yếu tố này không chỉ tác động đến chiến lược phát triển mà còn ảnh hưởng đến khả năng thích nghi và mở rộng của hệ thống Do đó, nhà cung cấp dịch vụ cần chú trọng phân tích và linh hoạt điều chỉnh nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và thị trường ngày càng đa dạng và cạnh tranh khốc liệt.
• Giá cả thương mại: Các nhà cung cấp dịch vụ cần tạo ra lợi nhuận, do đó giá thành sử dung mạng sẽ xác định điểm cân bằng
• Khả năng mở rộng: Khả năng mở rộng các dịch vụ được cung cấp tới khách hàng
• Độ tin cậy và độ khả dụng: Các dịch vụ cung cấp đến khách hàng phải khả dụng tại mọi thời điểm
Hạ tầng hiện tại đóng vai trò quan trọng trong hoạt động và đầu tư của nhà cung cấp dịch vụ; khi cơ sở hạ tầng mạng còn nghèo nàn, các nhà cung cấp gặp khó khăn trong việc phát triển và cung cấp các dịch vụ mới, ảnh hưởng đến khả năng nâng cao chất lượng dịch vụ và mở rộng quy mô kinh doanh.
• Topo mạng: Có thể ảnh hưởng đến phương thức cung cấp dịch vụ cho khách hàng
Các mạng đa truy nhập và thiết bị liên quan cần tương thích với nhau để đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ ổn định và chất lượng tới người dùng cuối Điều này chỉ khả thi khi tất cả các sản phẩm và thiết bị tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật đã đề ra, từ đó đảm bảo sự hợp nhất và liên kết trong hệ thống mạng Việc tuân thủ tiêu chuẩn giúp nâng cao hiệu quả vận hành, giảm thiểu sự cố và tối ưu hóa trải nghiệm người dùng cuối.
• Vấn đề pháp lý: Môi trường pháp lý sẽ giữ vai trò chính trong sự phát triển của dịch vụ
Xu hướng phát triển dịch vụ viễn thông hiện đại thúc đẩy sự tiến bộ của các mạng viễn thông với công nghệ tiên tiến, dung lượng lớn, chất lượng cao và khả năng khai thác đơn giản, thuận tiện Những cải tiến này giúp nâng cao hiệu quả kinh tế, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng và thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành viễn thông.
Xu hướng phát triển của công nghệ truyền tải quang
2.1.2.1 Sự phát triển của cấu trúc mạng
Trong bối cảnh công nghệ, tính đa dạng ngày càng trở thành yếu tố quan trọng được quan tâm, đặc biệt trong việc phát triển các mạng truy cập và mạng lõi Các công nghệ mạng đang dần chuyển đổi giữa phần truy cập và phần lõi, tạo ra sự linh hoạt và đa dạng trong thiết kế hệ thống mạng Ví dụ tiêu biểu là mạng chuyển mạch đa giao thức MPLS, được sử dụng để hỗ trợ lưu lượng và chất lượng dịch vụ (QoS) cho mạng lõi, đồng thời ngày càng xuất hiện nhiều trong các mô hình mạng truy cập tương lai do các chuyên gia đề xuất.
Một ví dụ tiêu biểu là công nghệ sợi quang và ghép bước sóng quang (WDM), ban đầu được phát triển để tăng dung lượng cho mạng lõi Tuy nhiên, hiện nay, công nghệ này ngày càng tiến gần hơn tới khách hàng, giúp cải thiện chất lượng dịch vụ và trải nghiệm người dùng cuối.
Sợi quang đang ngày càng thâm nhập vào mạng truy nhập, mang lại khả năng truyền tải dữ liệu tốc độ cao và ổn định Việc kết hợp các công nghệ truy nhập khác nhau giúp xây dựng hệ thống mạng linh hoạt, tiết kiệm chi phí và dễ dàng mở rộng Điều này thúc đẩy hiệu quả vận hành và nâng cao chất lượng dịch vụ mạng cho người dùng.
2.1.2.2 Xu hướng phát triển công nghệ truyền tải quang
Xu hướng phát triển của mạng NGN (Next Generation Network) là dần thay thế hoặc chuyển lưu lượng mạng sử dụng công nghệ TDM (Time Division Multiplexing) sang mạng dựa trên công nghệ chuyển mạch gói Mạng NGN giúp nâng cao hiệu suất, linh hoạt và khả năng mở rộng của mạng lưới viễn thông, phù hợp với xu hướng số hóa và dịch vụ đa dạng ngày càng tăng Việc chuyển đổi này góp phần tối ưu hóa hạ tầng mạng, giảm chi phí vận hành và nâng cao trải nghiệm người dùng.
Các xu hướng công nghệ được lựa chọn để xây dựng mạng truyền tải quang thế hệ mới chủ yếu tập trung vào các công nghệ chính như công nghệ truyền dẫn tốc độ cao, mạng cáp quang có khả năng mở rộng lớn, công nghệ multiplexing hiện đại giúp tăng dung lượng truyền tải, cùng với các giải pháp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu độ trễ trong truyền dữ liệu.
• Chuyển mạch kết nối và điều khiển MPLS/GMPLS,…
These technologies complement each other and collectively support digital services such as GbE (Gigabit Ethernet), FC (Fibre Channel), FICON (Fiber Connection), ESCON (Enterprise System Connection), IP (Internet Protocol), and PPP (Point-to-Point Protocol) They offer reduced complexity and lower operational costs compared to traditional transmission methods like SONET/SDH when delivering these services.
Các công nghệ được xây dựng khác nhau về phạm vi và phương thức sử dụng, phù hợp với từng mục đích cụ thể Trong một số trường hợp, nhà cung cấp cơ sở hạ tầng triển khai cùng một công nghệ cho nhiều ứng dụng khác nhau, như GE có thể sử dụng để cung cấp năng lực truyền tải cơ sở hoặc dịch vụ gói Ethernet trực tiếp đến khách hàng.
Các nhà khai thác mạng đang tích hợp nhiều loại công nghệ trên cùng một mạng nhằm nâng cao hiệu suất và khả năng mở rộng Việc kết hợp các công nghệ này giúp đạt được các mục tiêu chung như tối ưu hóa băng thông, cải thiện độ tin cậy và nâng cao trải nghiệm người dùng Sự phối hợp giữa các công nghệ sẽ thúc đẩy sự đổi mới trong hạ tầng mạng và đảm bảo đáp ứng tốt hơn nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.
• 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 tang lưu lượng dạng gói
• Tăng lợi nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới
• Nâng cao hiệu suất khai thác mạng
NG-SONET/SDH là công nghệ phát triển dựa trên nền tảng của SONET/SDH truyền thống, giúp nâng cao hiệu quả truyền tải dữ liệu Công nghệ này giữ lại những đặc tính ưu việt của SONET/SDH, đồng thời loại bỏ những yếu tố không cần thiết để tối ưu hóa hệ thống Mục tiêu chính của NG-SONET/SDH là cải tiến công nghệ hiện có nhằm duy trì các dịch vụ TDM như SONET/SDH truyền thống, đồng thời nâng cao khả năng xử lý truyền tải dữ liệu trên cùng một hệ thống Đây là giải pháp lý tưởng để đáp ứng nhu cầu truyền dữ liệu đa dạng và hiệu quả trong mạng lưới hiện đại.
NG-SONET/SDH cung cấp các năng lực chính như chuyển mạch bảo vệ, mạng vòng ring phục hồi, quản lý luồng, giám sát chất lượng, bảo dưỡng từ xa và các chức năng giám sát khác Ngoài ra, chức năng quản lý gói của hệ thống cũng đã được cải thiện đáng kể, với độ mịn cao hơn nhiều so với SONET truyền thống, giúp nâng cao hiệu quả và độ ổn định của mạng.
NG-SONET/SDH sử dụng các cơ chế ghép kênh mới để tích hợp nhiều dịch vụ khách hàng đa giao thức thành các con-te-nơ SONET/SDH ảo hoặc tiêu chuẩn Công nghệ này cho phép thiết lập các MSPP TSM/gói lai hoặc cung cấp định khung luồng bit cho mạng gói, nâng cao khả năng mở rộng và linh hoạt của hệ thống mạng Điểm nổi bật của NG-SONET/SDH là dựa trên công nghệ đã có sẵn, tận dụng những ưu điểm vượt trội của SONET/SDH để tối ưu hóa hiệu quả truyền dẫn và quản lý mạng.
Ethernet là công nghệ phổ biến với mạng LAN (Local Area Network), đã tồn tại hơn hai thập kỷ Tất cả các vấn đề kỹ thuật và xây dựng mạng Ethernet đã được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn IEEE 802 của Viện.
Kỹ thuật Điện và Điện tử Hoa Kỳ (IEEE) đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực công nghệ mạng hiện nay Trong các công nghệ được sử dụng trong mạng MAN, Ethernet nổi bật với những lợi thế như đơn giản về chức năng và chi phí xây dựng thấp, giúp tối ưu hóa hiệu quả mạng lưới Việc sử dụng Ethernet còn mở rộng cơ hội phát triển các dịch vụ đa phương tiện, tạo ra các luồng lợi nhuận mới cho các nhà khai thác mạng.
Công nghệ Ethernet được ứng dụng xây dựng mạng với 2 mục đích:
Chúng tôi cung cấp các giao diện phù hợp cho nhiều loại hình dịch vụ phổ thông, bao gồm các khả năng cung cấp dịch vụ thoại và dữ liệu đa dạng như kết nối Ethernet riêng, Ethernet riêng ảo, kết nối truy cập Ethernet, Frame Relay, và các dịch vụ “đường hầm” qua hạ tầng mạng truyền tải khác như ATM và IP.
• Ethernet được xem như một cơ chế truyền tải lưu lượng trên nhiều tiện ích truyền dẫn khác nhau.
Gigabit Ethernet là bước phát triển tiếp theo của công nghệ Ethernet, cung cấp tốc độ truyền tải từ 100Mbit/s đến vài chục Gbit/s, phù hợp với nhiều loại hình dịch vụ và phương thức truyền dẫn đa dạng Các giao thức Gigabit Ethernet đã được chuẩn hóa theo các tiêu chuẩn IEEE 802.3z, 802.3ae, 802.1w, đảm bảo tính tương thích và độ tin cậy cao Công nghệ này hỗ trợ nhiều phương thức truyền tải vật lý như cáp đồng, cáp quang với chế độ bán song công (half-duplex) hoặc song công (full-duplex), đáp ứng nhu cầu kết nối điểm-điểm, điểm-đa điểm và đa điểm-đa điểm Các dịch vụ mạng như Ethernet Line Service (ELS), Ethernet Relay Service (ERS), và Ethernet Multipoint Service (EMS) là các ứng dụng tiêu biểu tận dụng tính năng của Gigabit Ethernet để kết nối mạng linh hoạt và hiệu quả Đặc biệt, dịch vụ mạng LAN ảo VLAN (virtual LAN) cho phép các tổ chức, doanh nghiệp kết nối mạng từ các địa điểm khác nhau thành một mạng thống nhất, nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành mạng nội bộ.
Công nghệ Gigabit Ethernet được áp dụng hỗ trợ với lớp vật lý thuộc hai phạm vi mạng là:
Kết luận
Qua những phân tích cho thấy:
Hiện nay, xu hướng dịch vụ khách hàng hướng tới sự thân thiện với con người và khả năng chia sẻ thông tin cộng đồng mọi lúc, mọi nơi Các dịch vụ dựa trên Internet và truy cập vô tuyến ngày càng phù hợp với thói quen sinh hoạt hàng ngày của người dùng Điều này giúp nâng cao trải nghiệm khách hàng và thúc đẩy sự tiện lợi trong cuộc sống hàng ngày.
Chất lượng dịch vụ là yếu tố quan trọng hàng đầu quyết định lợi nhuận của nhà khai thác Các tiêu chuẩn về chất lượng dịch vụ cần được nâng cao để đáp ứng kỳ vọng của khách hàng Khả năng kiểm soát chất lượng dịch vụ sẽ dần được chuyển giao cho khách hàng, giúp tăng sự hài lòng và tin tưởng Việc đảm bảo chất lượng dịch vụ phù hợp không những nâng cao trải nghiệm khách hàng mà còn góp phần thúc đẩy hiệu quả kinh doanh lâu dài.
Mạng NGN là xu hướng tất yếu trong công nghệ mạng nhằm cung cấp dịch vụ theo yêu cầu của khách hàng Việc triển khai mạng NGN khả thi còn phụ thuộc vào chiến lược phát triển mạng và mô hình kinh doanh của từng nhà khai thác.
Tiềm năng phát triển của cấu trúc mạng tương lai tập trung vào việc giảm thiểu số lượng các thành phần mạng bằng cách sử dụng các bộ truyền mạch và thiết bị định tuyến hiệu quả Đặc biệt, việc xây dựng nhiều tuyến kết nối trực tiếp giúp hợp nhất các mạng con, từ đó giảm số lượng các chặng và kết nối, thúc đẩy sự mở rộng của hạ tầm quang và nâng cao hiệu quả mạng lưới.
- Tích hợp công nghệ IP và mạng thông tin quan WDM là xu hướng triển khai mạng NGN trên thế giới
Các nhà cung cấp hạ tầng mạng đang tìm kiếm các giải pháp công nghệ mới như NG-SONET/SDH, Ethernet, SDM, IP, MPLS/GMPLS để giải quyết khó khăn của mạng truyền tải dựa trên nền tảng SONET/SDH cũ Các công nghệ này có phạm vi và phương thức sử dụng khác nhau, và các nhà khai thác mạng thường kết hợp nhiều công nghệ trong một mạng để tối ưu hóa hiệu suất Việc xây dựng kiến trúc hỗn hợp trong giai đoạn chuyển đổi giúp giảm chi phí, rút ngắn thời gian cung cấp dịch vụ, ứng phó nhanh với lưu lượng gói tăng nhanh, nâng cao lợi nhuận từ các dịch vụ mới và đẩy mạnh hiệu quả khai thác mạng.
CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN QUANG
2.2.1 Công nghệ truyền dẫn NG-SONET/SDH
Sonet/SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hóa để truyền tải các lưu lượng dịch vụ thoại, đảm bảo chất lượng và độ trễ thấp Tuy nhiên, khi áp dụng để truyền các lưu lượng dựa trên dịch vụ IP, mạng sử dụng công nghệ SONET/SDH gặp phải những hạn chế như thiếu linh hoạt, khó mở rộng, và không phù hợp với các yêu cầu của dữ liệu IP hiện đại Do đó, các doanh nghiệp cần xem xét các công nghệ mới hơn để đáp ứng tốt hơn nhu cầu truyền tải dữ liệu đa dạng và khối lượng lớn.
Liên kết cứng trong mạng SONET/SDH được xác định bằng các tuyến liên kết cố định giữa hai điểm, có băng tầng không đổi và không chia sẻ lưu lượng; điều này dẫn đến hiệu quả sử dụng băng thông kém, vì băng thông dành riêng cho mỗi kết nối không thể tái sử dụng cho các mục đích khác Mỗi kết nối điểm-điểm sử dụng khoảng một phần tư băng thông của mạng vòng ring, giới hạn tối đa băng thông truyền tải Cách thiết lập liên kết cứng này gây ra hạn chế lớn về khả năng mở rộng, đặc biệt khi truyền tải các dịch vụ IP có nhu cầu lưu lượng bùng nổ và ngẫu nhiên, phản ánh một trong những điểm yếu của mạng SONET/SDH truyền thống trong việc đáp ứng các yêu cầu của dịch vụ dữ liệu hiện đại.
Lãng phí băng thông khi sử dụng cấu hình mesh trong mạng SONET/SDH là vấn đề đáng chú ý, vì khi thiết lập các liên kết logic để tạo ra cấu trúc mesh, băng thông của dạng vòng ring phải chia thành 10 phần cho các liên kết này Điều này dẫn đến hiệu suất truyền tải khó tối ưu hóa, đặc biệt khi nhu cầu lưu lượng trong mạng MAN tăng cao Việc mở rộng, duy trì và nâng cấp mạng trong mô hình này trở nên rất phức tạp, gây khó khăn trong quản lý và tối ưu tài nguyên băng thông.
Trong mạng vòng ring SONET/SDH, truyền dữ liệu quảng bá chỉ diễn ra khi phía phát và tất cả điểm thu đã được thiết lập kết nối logic, đảm bảo quá trình truyền diễn ra liên tục và ổn định Các gói tin quảng bá thường được sao chép thành nhiều bản và gửi đến từng điểm đích, dẫn đến việc phải truyền nhiều lần cùng một gói tin trên mạng Tình trạng này gây lãng phí lớn băng thông mạng, ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của hệ thống.
- Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng: 50% băng thông của mạng dành cho việc dự phòng cho mạng
Khi sử dụng công nghệ SONET/SDH truyền thống để truyền lưu lượng Ethernet, tốc độ của Ethernet không tương đương với tốc độ của SONET/SDH Điều này yêu cầu thiết lập các tuyến kết nối trong mạng SONET/SDH với tốc độ cao hơn so với dịch vụ Ethernet, gây ra lãng phí băng thông và giảm hiệu quả sử dụng của mạng.
Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS là bước phát triển tiếp theo của công nghệ chuyển nhãn đa giao thức MPLS GMPLS mở rộng chức năng điều khiển của mạng MPLS, cho phép xây dựng mặt phẳng điều khiển thống nhất không chỉ cho các lớp mạng mà còn cho các lớp ứng dụng, truyền dẫn và lớp vật lý.
GMPLS nổi bật với khả năng tự động quản lý tài nguyên mạng và cung ứng kết nối truyền tải lưu lượng khách hàng từ đầu đến cuối Công nghệ này giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhân công, rút ngắn thời gian đáp ứng và giảm chi phí kết nối so với các phương pháp truyền thống như mạng truyền tải và mạng vòng ring SDH Nhờ vào khả năng tự động cung cấp kết nối theo yêu cầu của các nút mạng, GMPLS làm giảm đáng kể chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian triển khai dịch vụ, nâng cao hiệu quả và linh hoạt trong quản lý mạng lưới.
GMPLS nổi bật với khả năng cung cấp giao thức điều khiển thống nhất để thiết lập, duy trì và quản lý kỹ thuật lưu lượng theo đường xác định từ điểm đầu đến điểm cuối một cách hiệu quả Hệ thống này cho phép dòng lưu lượng của người dùng bắt đầu từ điểm nguồn và có thể truyền tải qua nhiều phạm vi mạng khác nhau Tính năng này đảm bảo sự linh hoạt và tối ưu trong quản lý lưu lượng mạng, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống mạng tổng thể.
Giao thức định tuyến OSPF-TE và IS-IS-TE là các giao thức tự động xác định cấu hình topo mạng và thông báo về tài nguyên khả dụng như băng thông, loại hình bảo vệ Các điểm nổi bật của chúng bao gồm việc đề cập đến loại hình bảo vệ đường và thực hiện tìm đường tối ưu nhằm nâng cao khả năng định tuyến mà không cần dựa vào các giao thức định tuyến dựa trên địa chỉ IP.
Giao thức báo hiệu RSVP-TE và CR-LDP là các giao thức quan trọng để thực hiện kỹ thuật lưu lượng giữa các LSP, trong đó nổi bật với chức năng chuyển giao lưu lượng bao gồm cả dạng không phải ở dạng gói và báo hiệu hai chiều để xác định tuyến dự phòng cho các tình huống bảo vệ Các giao thức này cũng thực hiện gán nhãn cho phương thức chuyển mạch nhãn bước sóng, cho phép các bước sóng gần kề được chuyển mạch cùng hướng nhằm tối ưu hóa hiệu suất mạng Giao thức quản lý đường LMP đảm bảo quản lý kênh điều khiển qua cơ chế đàm phán, theo dõi tình trạng của đường thông thông qua các tham số Ngoài ra, LMP còn có nhiệm vụ kiểm tra các kết nối mạng, duy trì hoạt động của các kết nối giữa các nút mạng cận kề bằng các gói kiểm tra định kỳ để đảm bảo mạng luôn hoạt động liên tục và ổn định.
2.2.3 Công nghệ ghép kênh theo bước sóng
Hệ thống truyền dẫn thông tin quang nổi bật với các ưu điểm vượt trội như băng thông rộng, tốc độ cao, không bị ảnh hưởng bởi sóng điện từ, giúp đảm bảo truyền tải dữ liệu hiệu quả Chính vì vậy, thông tin quang đóng vai trò chính trong việc truyền tín hiệu trên các tuyến trục chính, tuyến xuyên lục địa và đại dương Công nghệ hiện đại đã thúc đẩy sự phát triển của truyền thông quang theo xu hướng tiên tiến và tiết kiệm, trở thành lựa chọn kinh tế nhất cho mạng viễn thông Do đó, hệ thống truyền dẫn thông tin quang ngày càng thay thế các phương pháp truyền thống, nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống truyền tải dữ liệu.
Ngày nay, công nghệ ghép kênh quang theo bước sóng (WDM) đã thúc đẩy sự phát triển vượt bậc về dung lượng, tốc độ và băng thông của hệ thống thông tin quang Tích hợp công nghệ này giúp nâng cao hiệu suất truyền tải dữ liệu, đáp ứng tốt hơn yêu cầu ngày càng cao của các ứng dụng viễn thông và mạng lưới truyền dẫn hiện đại.
Công nghệ WDM tận dụng tối đa băng tần của sợi quang bằng cách truyền nhiều kênh bước sóng quang độc lập trên cùng một sợi Mỗi bước sóng đại diện cho một kênh quang riêng biệt, giúp tăng dung lượng truyền dữ liệu hiệu quả và tiết kiệm hạ tầng mạng Đây là công nghệ then chốt trong việc mở rộng băng thông cho các mạng truyền thông hiện đại.
DWDM (ghép kênh theo bước sóng mật độ cao) là bước phát triển tiếp theo của
WDM hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như WDM, nhưng khác ở chỗ khoảng cách giữa các kênh bước sóng nhỏ hơn, giúp tăng số lượng kênh có thể ghép lại Thường thì khoảng cách giữa các kênh WDM là 0,4 nm (50 GHz), điều này giúp tối ưu hóa khả năng truyền tải dữ liệu trên cùng một nền tảng quang học.
2.2.3.1 Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật WDM
Kỹ thuật WDM hoạt động dựa trên nguyên tắc các tín hiệu quang với các bước sóng khác nhau tại đầu phát được ghép kênh và truyền qua cùng một sợi quang Tại đầu thu, các tín hiệu gồm nhiều bước sóng từ sợi quang được tách kênh riêng biệt để xử lý theo yêu cầu của từng bước sóng, giúp nâng cao hiệu suất truyền tải dữ liệu và tối ưu hóa băng thông.