CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM chương 4_2 pdf

GMPLS và mạng chuyển mạch quang tự động ASON – Hai mô hình cho mảng điều khiển quang tích hợp với công nghệ IP Do sự phát triển nhanh của công nghệ quang, đặc biệt là việc hình thành mạn

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN THÔNG TIN QUANG

ĐỀ TÀI:

CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG VÀ ỨNG DỤNG TRONG NGN CỦA TỔNG CÔNG TY BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT

CHƯƠNG 4 CÁC PHƯƠNG THỨC TÍCH HỢP IP TRÊN QUANG

Xây dựng mặt điều khiển dưới dạng modul sẽ tăng cường hiệu quả của mạng Mặt điều khiển MPLS sẽ chạy bằng cách sử dụng các modul để thực hiện các hoạt động trên Trong thực tế, nó có thể là mặt điều khiển tích hợp Các thành phần như: OXC, LSR

sẽ có một mặt điều khiển thống nhất Mặt điều khiển MPLS TE phải đặc biệt phù hợp với các OXC OXC sử dụng mặt điều khiển này sẽ là một thiết bị có địa chỉ IP Vì thế, kiến trúc mới cho mặt điều khiển MPLS đã ra đời

4.7 GMPLS và mạng chuyển mạch quang tự động (ASON) – Hai mô hình cho mảng điều khiển quang tích hợp với công nghệ IP

Do sự phát triển nhanh của công nghệ quang, đặc biệt là việc hình thành mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) dựa trên khả năng định tuyến bước sóng (hiện tại)

và chuyển mạch chùm quang và gói quang (tương lai) của những phần tử mạng quang như OADM và OXC nên việc khai thác hiệu quả băng tần mạng trở thành vấn đề cấp thiết Dựa trên ý tưởng của công nghệ chuyển mạch nhãn (MPLS) người ta tiếp tục phát triển nó hướng tới một công nghệ hoàn thiện hơn trong tương lai, trong đó kết hợp với việc quản lý và phân bổ tài nguyên của lớp mạng quang, đó là công nghệ GMPLS Tuy nhiên khác với MPLS gồm cả mảng số liệu và điều khiển, GMPLS chỉ thuần tuý là mảng điều khiển

Phần tiếp theo trình bày sơ lược về hai khái niệm trên

4.7.1 MPLS trong mạng quang hay GMPLS (Generalized MPLS)

Do sự bùng nổ của nhu cầu lưu lượng trong những năm gần đây, nhiều người cho rằng mạng quang là giải pháp hữu hiệu để đối phó với sự gia tăng tiềm ẩn trên Do đó nó trở thành mối quan tâm chính trong sự tìm kiếm công nghệ mạng tương lai Ngoài ra, các

hệ thống SDH, WDM và các thiết bị đấu nối chéo OXC cũng đang được triển khai rầm rộ nhằm tăng dung lượng cũng như phạm vi mạng trước đòi hỏi phát triển Mảng điều khiển quang được thiết kế nhằm làm đơn giản hoá, tăng tính đáp ứng và mềm dẻo trong việc cung cấp các phương tiện trong mạng quang Mô hình MPLS đã trở thành mô hình định tuyến thế hệ mới cho mạng IP và nó cũng rất hứa hẹn khi phát triển thành mảng điều khiển trong mạng quang GMPLS chính là sự mở rộng của giao thức MPLS mà nhằm hướng tới mảng điều khiển quang cho mạng quang

1 Sự khác nhau giữa MPLS và GMPLS

Như chúng ta đã thấy ở trên, MPLS và GMPLS có mối quan hệ rất mật thiết Tuy nhiên, nếu xét một cách tổng thể, mảng điều khiển MPLS và GMPLS vẫn có sự khác biệt Mặc dù GMPLS là sự mở rộng của MPLS nhưng cách sử dụng của chúng lại khác; GMPLS ứng dụng trong mảng điều khiển còn MPLS hoạt động trong mảng số liệu

MPLS được thiết kế chỉ cho mạng chuyển mạch gói Ưu điển vượt trội so với định tuyến truyền thống của MPLS đó là nó có thể cung cấp chức năng thiết kế lưu lượng, điều này không thể thực hiện đối với hệ thống định tuyến thông thường Bên cạnh đó, chỉ tiêu phát chuyển của MPLS tốt hơn rất nhiều so với các hệ thống định tuyến truyền thống

Một trong các điểm khác biệt chính giữa MPLS và GMPLS là ở mục đích thiết kế MPLS chủ yếu dành cho mảng số liệu (lưu lượng số liệu thực) trong khi đó GMPLS lại tập trung vào mảng điều khiển, thực hiện quản lý kết nối cho mảng số liệu gồm cả chuyển mạch gói (Giao diện chuyển mạch gói- PSC) và chuyển mạch kênh (như TDM, Chuyển mạch bước sóng LSC, Chuyển mạch sợi- FSC)

Một điểm khác nữa giữa MPLS và GMPLS đó là MPLS yêu cầu luồng chuyển mạch nhãn (LSP) thiết lập giữa các bộ định tuyến biên, trong khi đó GMPLS mở rộng khái niệm LSP ngoài các bộ định tuyến đó LSP trong GMPLS có thể thiết lập giữa bất

kỳ kiểu bộ định tuyến chuyển mạch nhãn như nhau nào ở biên của mạng Ví dụ, nó có thể

thiết lập LSP giữa các bộ ghép kênh ADM SDH tạo nên TDM LSP; hoặc có thể thiết lập giữa hai hệ thống chuyển mạch để tạo nên LSC LSP hoặc giữa các hệ thống nối chéo chuyển mạch sợi để tạo nên FSC LSP

Hình 4.18: Phân cấp phát chuyển của GMPLS

GMPLS cho phép phối hợp hoạt động nhiều kiểu giao diện khác nhau bằng cách lắp chúng trong những thiết bị khác nhau Điều này mang lại khả năng mở rộng tốt hơn bằng cách tạo nên sự phân cấp phát chuyển

2 Các chức năng mảng điều khiển

Một trong những ứng dụng của GMPLS là thực hiện điều khiển cho mạng quang Một mảng điều khiển bao gồm những chức năng cơ bản sau đây: khám phá tài nguyên, điều khiển định tuyến và quản lý kết nối

- Khám phá tài nguyên: cung cấp các cơ chế để lưu dấu vết tài nguyên hệ thống sẵn

có như cổng lưu lượng, băng tần và năng lực ghép kênh

- Điều khiển định tuyến: cung cấp chức năng định tuyến, khám phá topo và thiết kế lưu lượng

- Quản lý kết nối: tận dụng các chức năng trên để cung cấp các dịch vụ đầu cuối đến đầu cuối cho những dịch vụ khác nhau

Packet/Cell

Packet/Cell

Mảng điều khiển có thể cung cấp nhiều dịch vụ mà hệ thống quản lý truyền thống khó có thể thực hiện được trong môi trường đa nhà cung cấp thiết bị Nhưng dịch vụ này bao gồm cung cấp các kết nối từ đầu đến cuối, băng tần theo yêu cầu, thiết kế lưu lượng

tự động, bảo vệ và khôi phục và tạo mạng riêng ảo quang

4 Các giao thức mảng điều khiển

Để thực hiện những chức năng và dịch vụ trên của mảng điều khiển, một tập hợp các giao thức chung phải được định nghĩa nhằm phối hợp hoạt động của các thiết bị từ những nhà cung cấp khác nhau GMPLS là một trong những giao thức thiết yếu sử dụng trong tập hợp giao thức mảng điều khiển GMPLS định nghĩa công cụ mô tả làm thế nào

để mở rộng báo hiệu MPLS hỗ trợ cho các hệ thống không hoạt động theo nguyên tắc chuyển mạch gói Nó sẽ định nghĩa một số kiểu nhãn (thường được gọi là nhãn toàn cục) chứa thông tin cho các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn không chuyển mạch gói dùng thiết lập các LSP Những thiết bị không chuyển mạch ở đây có thể hiểu là ADM SDH, DCS, hệ thống DWDM hoặc OXC Các đối tượng nhãn toàn cục bao gồm yêu cầu nhãn toàn cục, nhãn toàn cục, điều khiển nhãn và cờ bảo vệ Nhãn toàn cục có thể sử dụng để biểu thị cho khe thời gian, bước sóng, băng tần (một nhóm bước sóng) hoặc vị trí ghép kênh theo không gian

Ngoài những kiểu nhãn mới, GMPLS cũng định nghĩa một số chức năng mới để tăng cường cho năng lực thiết lập LSP hoạt động trong môi trường không phải là gói như nhãn gợi ý, tập hợp nhãn và LSP hai hướng để giảm trễ thiết lập LSP và tăng tốc độ quá trình xử lý khôi phục

5 Giao thức báo hiệu

Giao thức báo hiệu là một giao thức quan trọng khác được sử dụng trong mạng điều khiển Hiện thời chỉ có hai giao thức được sử dụng rộng rãi đó là: Giao thức phân bố nhãn định tuyến ràng buộc (CR-LDP) và Mở rộng thiết kế lưu lượng - Giao thức đặt trước tài nguyên (RSVP-TE) Bất cứ đối tượng nào được GMPLS định nghĩa cũng có thể được mang trong các bản tin báo hiệu của những giao thức này Giao thức báo hiệu có trách nhiệm đối với tất cả những hoạt động quản lý kết nối Nó dùng để thiết lập và gỡ bỏ LSP, thay đổi LSP và truy tìm thông tin LSP

6 Mở rộng định tuyến thiết kế lưu lượng

Như đã trình bày trên, các chức năng của mảng điều khiển bao gồm quản lý kết nối, chức năng định tuyến, khám phá topo, thiết kế lưu lượng và khám phá tài nguyên Các giao thức báo hiệu và GMPLS chỉ thực hiện những vấn đề liên quan đến quản lý kết nối

Do đó phải cần đến một số giao thức khác để đảm nhiệm những phần còn lại

Định tuyến thiết kế lưu lượng mở rộng giao thức định tuyến truyền thống để cung cấp toàn bộ những chức năng định tuyến sẵn có và thêm năng lực thiết kế Sự khác biệt chính giữa hai kiểu giao thức này đó là định tuyến thiết kế lưu lượng phân bố gói tuỳ lựa theo chu kỳ qua mạng; những gói này chứa thông tin khả dụng về tài nguyên và các tham

số thiết kế lưu lượng Khi các phần tử mạng nhận được những gói này thì chúng sẽ sử dụng dữ liệu trong đó để thực hiện tính toán định tuyến và quyết định luồng phát chuyển đáp ứng yêu cầu thiết kế lưu lượng của người sử dụng

Do đó giao thức mở rộng định tuyến thiết kế lưu lượng có thể hỗ trợ cho việc khám phá tài nguyên, khám phá topo và thiết kế lưu lượng Tương tự như giao thức báo hiệu, hiện nay cũng mới chỉ có hai giao thức định tuyến IS-IS và OSPF được sử dụng rộng rãi

7 Giao thức quản lý tuyến (LMP)

Nhằm đảm bảo sự thông tin nhãn GMPLS chính xác giữa các phần tử mạng (NE) cần phải xác định các cổng kết nối giữa chúng LMP hoạt động giữa các hệ thống lân cận cho việc cung cấp tuyến và cô lập lỗi LMP cũng được sử dụng cho bất cứ phần tử mạng nào, tuy nhiên nó thường được hướng vào chuyển mạch quang

4.7.2 Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON)

Hiện tại, mạng truyền tải cung cấp các dịch vụ SDH và WDM qua các kết nối theo

sự điều khiển của các giao thức quản lý mạng Quá trình này tương đối là tĩnh (thường chỉ thay đổi theo tuần hoặc tháng) cho nên không phù hợp với những mạng đòi hỏi thay đổi thường xuyên và nhanh chóng

Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) là một mạng truyền tải quang có năng lực kết nối động Mạng này bao gồm dịch vụ SDH, bước sóng và kết nối sợi quang trong mạng hỗn hợp (có cả điện và quang) và mạng toàn quang Năng lực này được thể hiện qua các chức năng sau:

- Thiết kế lưu lượng của các kênh quang – gán băng tần theo mẫu nhu cầu thực tế

- Khôi phục và tạo topo mạng dạng mesh – thiết lập topo dạng mesh để tăng khả năng tận dụng mạng theo ma trận lưu lượng đã biết

- Quản lý sự phân bổ băng tần cho mạng IP lõi

- Giới thiệu dịch vụ quang mới - dịch vụ mới ở lớp quang có thể triển khai rất nhanh như băng tần theo yêu cầu và mạng riêng ảo quang

1 Kiến trúc ASON

Một kiến trúc của ASON được trình bày trong hình 4.19 Trong hình này biểu diễn tất cả các thành phần tạo nên ASON

Hình 4.19: ASON Kiến trúc mảng điều khiển

Mảng điều khiển bao gồm các phần tử mạng truyền tải (chuyển mạch và tuyến) tạo nên các kết nối quang Các kết nối đầu cuối đến đầu cuối được thiết lập trong mảng truyền tải theo sự điều khiển của mảng điều khiển (CP) ASON

2 Các giao diện CP ASON

ASON CP biểu diễn trong hình 4.19 định nghĩa tập hợp giao diện:

- Giao diện Người sử dụng-Mạng (UNI): UNI hoạt động giữa lớp client quang và mạng

- Giao diện trong Nút tới Nút (I-NNI): I-NNI định nghĩa giao diện giữa các phần tử mạng báo hiệu như OOC trong mạng quang chuyển mạch

Ph ần quản lý mạng

Thiết bị người

sử dụng

OOC

Chuy ển mạch quang

Chuy ển mạch quang

OOC

UNI

NNI Kiến trúc ASON

OC-N STS-N

Tính hạt băng tần

Số liệu/Truyền tải

- Giao diện ngoài Nút tới Nút (E-NNI): E-NNI định nghĩa giao tiếp giữa các mảng điều khiển ASON trong những vùng quản lý khác nhau

- Giao diện điều khiển kết nối (CCI): CCI định nghĩa giao diện giữa các phần tử báo hiệu ASON như OOC và phần tử mạng truyền tải hoặc đấu nối chéo

Kiến trúc ASON là mô hình client (khách hàng)-server (nhà cung cấp) hoặc mô

hình xếp chồng như biểu diễn trong hình 4.20 Mô hình này giả thiết có sự riêng rẽ, nghĩa

là phân biệt và độc lập quản lý, sở hữu của các dịch vụ lớp 1 và 3

Hình 4.20: Mô hình xếp chồng của mạng ASON

3 Các yêu cầu chung của ASON

Trong bất cứ trường hợp nào thì mảng điều khiển cũng phải được thiết kế đáng tin cậy, có khả năng mở rộng và hiệu quả Hơn thế nữa, nó phải đem lại cho nhà cung cấp khả năng điều khiển tốt hơn để thiết lập kênh một cách nhanh chóng và chính xác Về cơ bản mảng điều khiển này cần phải thực hiện:

- Phục vụ cho nhiều công nghệ mạng truyền tải (như SDH, OTN, PXC)

- Đủ linh hoạt để thích ứng một loạt các kịch bản mạng khác nhau

Mảng điều khiển ASON có một số thành phần chung như khám phá tài nguyên, tách thông tin trạng thái, thành phần quản lý luồng và lựa chọn luồng Các modul chức năng bao gồm:

- Khám phá tài nguyên

- Kết thông tin trạng thái

- Lựa chọn luồng

- Quản lý luồng

4.8 Công nghệ truyền tải gói động (DPT)

Truyền tải gói động là một kỹ thuật độc quyền của CISCO được phát triển cho mục đích truyền tải tối ưu lưu lượng gói IP Công nghệ này sử dụng các bộ định tuyến IP trong cấu hình ring kép

DPT sử dụng một giao thức mới, đó là: SRP (Giao thức sử dụng lại không gian) Mục đích chính của nó là tối ưu việc sử dụng băng tần

Sử dụng lại không gian: SRP tận dụng chức năng giải phóng đích, nghĩa là nút đích lấy các gói ra khỏi ring và hoàn trả lại băng tần đầy đủ trong các phân đoạn khác của ring

để sử dụng cho các gói khác Do đó, cơ chế này làm tăng lượng tài nguyên có thể sử dụng đồng thời Nó đặc biệt đúng trong trường hợp sử dụng cho mạng nội hạt giữa các nút kế cận

Các đặc điểm của thuật toán cân bằng SRP:

- Cân bằng toàn cục: mỗi nút sẽ chia sẻ đều băng tần ring giữa các gói gửi đi và gói xuất hiện

- Tối ưu cục bộ: SRP-fa đảm bảo mỗi nút có khả năng sử dụng lại tối đa không gian

- Mở rộng: SRP-fa thực hiện điều khiển để xử lý hiệu quả ring có nhiều bộ định tuyến

Nhằm tăng độ duy trì của mạng, DPT cũng đưa ra cơ chế bảo vệ riêng được gọi là IPS Cơ chế này cung cấp những chức năng tương tự như APS/SDH và thêm một số các chức năng tối ưu hoá cho gói

4.9 Phương thức truyền tải gói đồng bộ động (DTM)

Phương thức truyền tải gói đồng bộ động (DTM) là một kỹ thuật dùng để khai thác hiệu quả dung lượng truyền dẫn, hỗ trợ lưu lượng băng rộng thời gian thực và lưu lượng multicast Nó khắc phục được các nhược điểm của chuyển mạch kênh truyền thống trong khi đó lại nổi trội ở khả năng: cung cấp băng thông linh hoạt và đáp ứng dịch vụ chất lượng phân biệt

DTM là nỗ lực kết hợp những ưu điểm của cơ chế chuyển giao số liệu đồng bộ và cận đồng bộ Về cơ bản nó hoạt động giống như cơ chế ghép kênh theo thời gian truyền thống (TDM) nghĩa là đảm bảo một lượng băng tần xác định giữa các host và phần băng tần lớn dành cho chuyển giao số liệu linh động Ngoài ra, cơ chế DTM có điểm chung như cơ chế chuyển giao không đồng bộ (như ATM) cho phép tái phân bổ băng tần giữa các host Điều này nghĩa là mạng có thể thích ứng với những thay đổi về lưu lượng và phân chia băng tần giữa các host theo nhu cầu

Các host nối vào mạng DTM thông tin với nhau qua các kênh (mạch) Một kênh DTM là một tài nguyên linh động có thể thiết lập băng tần từ 512 kbit/s cho đến băng tần cực đại Các kênh này hiện diện trên môi trường vật lý nhờ cơ chế ghép kênh theo thời gian (TDM) Tổng dung lượng được chia thành các khung 125 s và tiếp tục chia nhỏ thành khe thời gian 64 bit Nhưng cấu trúc khung này tạo cho nó khả năng tương hợp với SDH/SONET Một số kiểu dành trước khe thời gian tương ứng với QoS khác nhau theo yêu cầu của client, ví dụ như trễ không đổi, băng tần tối thiểu và nỗ lực tối đa

Để liên kết giữa các tuyến DTM khác nhau cần phải sử dụng chuyển mạch DTM Chuyển mạch trong DTM là kiểu đồng bộ, nghĩa là trễ chuyển mạch đối với mọi kênh là như nhau Các kênh DTM có bản chất quảng bá, nghĩa là bất kỳ kênh nào tại bất kỳ thời điểm nào cũng có thể dùng cho kết nối giữa một người gửi và nhiều người nhận Do đó trên mạng có thể có nhiều nhóm quảng bá đồng thời

4.9.1 Truyền tải IP qua mạng DTM

IP trên DTM (IPOD) là một kỹ thuật tận dụng triệt để hạ tầng mạng DTM cho truyền tải lưu lượng IP trên cơ sở hop-by-hop hoặc QoS

Để kết hợp các ưu điểm của dịch vụ IP với việc hỗ trợ QoS thời gian thực của DTM, IPOD hỗ trợ định tuyến hop-by-hop thông qua mạng IPOD và thiết lập các kênh

trực tiếp giữa người gửi và người nhận Điều này mang lại cho IPOD các khả năng truyền tải hiệu quả cả luồng lưu lượng thời gian thực và best effort

4.9.2 Cấu trúc định tuyến

Giải pháp IPOD tạo nên một cấu trúc định tuyến trên nền mạng TDM Cấu trúc này không nhất thiết phải phù hợp với các kết nối vật lý của mạng Cấu trúc định tuyến logic chỉ mô tả cách các gói tin được chuyển tiếp giữa hop này và hop khác trên mạng Ví dụ như kết nối TDM dạng mesh theo cấu trúc phân cấp hoặc thay đổi cấu trúc logic bằng việc thiết lập các kênh trực tiếp giữa các bộ định tuyến

Các gói tin IP được gửi giữa hai bộ định tuyến IPOD có thể chuyển tiếp giữa các hop thông qua các kênh cơ sở hoặc thông qua Shortcut đã được thiết lập (Shortcut ở đây

có thể hiểu là một kênh DTM được thiết lập trực tiếp giữa các thiết bị ở biên gửi và nhận

và do đó tất cả các bộ định tuyến trung gian thực hiện chức năng chuyển tiếp) Cơ chế phân giải địa chỉ cũng sử dụng thông tin như thủ tục định tuyến thông thường, do đó làm cho nó dễ thực thi và quản lý

Chuyển tiếp hop-by-hop là phương thức ngầm định để truyền tải gói tin thông qua mạng IPOD và nó cũng thường dùng cho các dịch vụ như truy nhập Internet theo kiểu best effort Kỹ thuật chuyển tiếp hop-by-hop yêu cầu các bộ định tuyến trong mạng IPOD kiểm tra mỗi gói tin khi đi qua nó

Thực tế, Shortcut là một kênh chuyển mạch đầu cuối đến đầu cuối qua mạng, điều

đó có nghĩa là luôn có thể kiểm soát được trễ thấp với jitter rất thấp và không có sự mất

dữ liệu Nó có thể đảm bảo chừng nào lưu lượng gửi đi nhỏ hơn hoặc bằng dung lượng

mà shortcut cung cấp Các shortcut được thiết lập khi có một ứng dụng thông báo yêu cầu QoS theo Shortcut Việc báo hiệu này có thể được thực hiện qua RSVP hay một số giao thức khác

4.9.3 Phân đoạn IPOD

Phân đoạn IPOD bao gồm một số các giao tiếp IPOD Mỗi giao tiếp IPOD nằm ở một nút vật lý xác định Đối với mỗi phân đoạn thì chỉ có một giao tiếp IPOD xác định trong nút, tuy nhiên một giao tiếp vật lý có thể có vài giao tiếp IPOD kết nối đến các phân đoạn IPOD khác nhau Phân đoạn IPOD tương ứng với miền định tuyến OSPF và được thiết lập cấu hình trong OSPF như miền điểm – đa điểm

Các kênh shortcut được thiết lập theo yêu cầu để chuyển tiếp luồng dữ liệu IP trực tiếp từ nguồn đến đích Việc thiết lập một shortcut là quyết định nội bộ trong giao tiếp IPOD gửi và nếu giao tiếp IPOD nhận có đủ tài nguyên thì nó sẽ chấp nhận kênh này Các kênh shortcut luôn là đơn hướng, nghĩa là chúng không được thiết lập song hướng Nếu cần thiết lập thông tin hai hướng với các đảm bảo QoS hai hướng thì hai shortcut riêng rẽ sẽ được yêu cầu

Hình 4.21: Định tuyến hop-by-hop hay thiết lập shortcut

4.9.4 Tương tác với OSPF

Cấu trúc định tuyến thiết lập bởi IPOD tạo nên một bản đồ topo mạng Giao tiếp IPOD thiết lập cấu hình như trong topo OSPF điểm – đa điểm Khi một kênh cơ sở thiết lập, nó được gửi đến OSPF để thuật toán định tuyến OSPF sử dụng như một kết nối điểm

- điểm trong topo điểm – đa điểm

Giao tiếp IPOD được xem như một bộ định tuyến nhờ địa chỉ IP của nó Mỗi kênh

cơ bản từ bộ định tuyến OSPF được xác định bởi địa chỉ IP của giao tiếp IPOD

Các kênh shortcut không được OSPF sử dụng khi tính toán do các shortcut chỉ dùng

để chuyển tiếp các gói tin mà chúng nhận

4.10 Kiến trúc IP/SDL/WDM

Tuyến số liệu đơn giản (SDL) là một phương pháp lập khung được Lucent đề xuất

So với HDLC, khung SDL không có cờ phân ranh giới thay vì đó nó sử dụng trường độ dài gói tại điểm bắt đầu khung Điều này rất thuận lợi ở tốc độ bit cao khi thực hiện đồng

bộ (rất khó thực hiện đối với dãy cờ) Định dạng SDL có thể đưa vào trong tải SDH cho

truyền dẫn WDM hoặc thiết bị SDH Định dạng này cũng có thể được mã hoá trực tiếp trên các sóng mang quang: SDL định rõ tính năng tối thiểu đủ để thực hiện điều này SDL sử dụng 4 byte mào đầu gồm độ dài gói như biểu diễn trong hình 4.22 Gói có thể dài tới 65535 byte Các mã kiểm tra lỗi phụ (CRC-16 hoặc CRC-32) có thể tuỳ lựa sử dụng cho gói và nó có thể bị thay thế sau mỗi gói Tất cả các bit trừ mào đầu được trộn theo bộ trộn x48 Các bộ trộn của phần phát và thu được duy trì đồng bộ qua các gói đặc biệt truyền không thường xuyên

Packet Packet length CRC – 16 Packet

Hình 4.22: Cấu trúc mào đầu SDL

SDL không có bất kỳ byte thêm nào dành cho các giao thức chuyển mạch bảo vệ (giống như byte K1 và K2 của SDH) Sử dụng các CRC tải tuỳ lựa còn cho phép giám sát

tỷ lệ lỗi bit

4.11 Kiến trúc IP/WDM

Giai đoạn cuối cùng trong tương lai mà hệ thống truyền dẫn số liệu đang hướng tới

là khả năng truyền dẫn IP trực tiếp trên hệ thống truyền dẫn quang DWDM Trong tương lai, sự thống nhất của mạng IP và mạng quang nhờ sử dụng các bộ định tuyến IP hoạt động ở tốc độ Gbps hay Tbps phù hợp với giao diện quang tốc độ cao, cũng như các thiết

bị truyền dẫn DWDM có kích thước và cấu hình khác nhau chắc chắn sẽ tạo ra các ưu điểm nổi bật

Dựa vào khả năng định tuyến của công nghệ có thể chia giai đoạn này thành hai giai đoạn con: IP over WDM và IP over Optical

4.11.1 IP over WDM

a, Nguyên lý hệ thống

Đây là giai đoạn đầu khi đưa các IP datagram truyền trực tiếp trên hệ thống WDM Trong giai đoạn này, mỗi giao thức sẽ có một bước sóng tương ứng Việc xử lý ở đây mới dừng lại ở mức xử lý theo từng luồng quang Các bước sóng khác nhau có thể xen/rẽ

ở các node khác nhau nhờ các thiết bị định tuyến bước sóng như: kết nối chéo quang, chuyển mạch bước sóng quang, bộ định tuyến bước sóng quang, hay bộ xen/rẽ kênh quang Khi này, để thực hiện chuyển đổi các luồng tín hiệu điện (tương ứng với các giao

thức khác nhau) thành các tín hiệu quang để truyền dẫn trên hệ thống DWDM thì không

có các giao thức trung gian

Để thực hiện truyền dẫn, các IP datagram phải được tập trung lại thành một luồng trước khi biến đổi để truyền dẫn ở miền quang trên bước sóng tương ứng nó Với các thiết bị WDM ngày nay, số bước sóng có thể ghép kênh ít nên tương ứng cho mỗi giao thức có một bước sóng nhất định Các datagram có đích là các mạng nội hạt khác nhau khi truyền dẫn cùng trên một bước sóng thì tại mỗi node cần phải biến đổi về miền điện

để thực hiện định tuyến, kết cuối các datagram xuất phát từ node này đến các node khác Như vậy, truyền dẫn quang đối với các IP datagram vẫn bị hạn chế bởi “nút cổ chai” của các mạch điện tử

Hiện nay, trên thị trường đã có các thiết bị có khả năng ghép đến 200 bước sóng, và trong phòng thí nghiệm cũng nghiên cứu thiết bị cho phép ghép đến 1200 bước sóng Với

số lượng bước sóng nhiều thì mỗi giao thức có thể truyền dẫn trên nhiều bước sóng Khi

đó, với việc sử dụng phiên bản IPv6 có khả năng định tuyến ngay tại nguồn thì có thể tập trung các datagram có cùng đích đến trên một bước sóng Nhờ đó, các luồng quang tại các node trung gian không cần xử lý điện mà có thể sử dụng các OXC hoạt động dưới sự điều khiển của bước sóng điều khiển λs để thực hiện định tuyến các luồng Các miền này chỉ biến đổi về miền điện khi đến được node đích

Tại đích, các IP datagram được đưa đến các router tốc độ cao thực hiện định tuyến cho nó Khi đó, tránh được việc xử lý ở miền điện tại các node trung gian Tuy nhiên, công nghệ chưa thực sự tối ưu vì số lượng mạng đích nhiều trong khi số lượng bước sóng vẫn còn hạn chế Vì vậy, các datagram chỉ hạn chế được số lần xử lý trong miền điện tại các node trung gian chứ chưa phải là đã loại bỏ được một cách hoàn toàn

. b, Định tuyến tại tầng quang

Thiết bị được sử dụng để định tuyến tại tầng quang là các thiết bị định tuyến bước sóng, điển hình là OXC OXC cấu hình động có thể chuyển mạch trực tiếp đối với tín hiệu quang nhận được từ cổng đầu vào, xuyên qua kết cấu trường chuyển mạch đến cổng

ra tương ứng Nói một cách rõ hơn, một OXC không thể định tuyến hoặc chuyển mạch các gói, nó chỉ được sử dụng để xử lý tại tầng quang – nơi mà đơn vị truyền dẫn tính theo một sợi quang hay một tia sáng