Đồ án tốt nghiệp: BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG QUANG CHUYỂN MẠCH TỰ ĐỘNG

ITUT đã đưa ra một khái niệm mạng truyền tải mới, mạng quang chuyển mạch tự động ASON. ASON ra đời với khát vọng khắc phục được những nhược điểm của công nghệ truyền tải cũ, mở rộng dung lượng, linh hoạt hơn trong điều khiển và quản lý. Có thể nói ASON không phải một công nghệ truyền tải hoàn toàn mới mà nó được xây dựng trên nền tảng của công nghệ truyền tải WDM nhưng phần quản lý và điều khiển được tách biệt với phần truyền tải. Do đó ASON ổn định và linh hoạt hơn rất nhiều trong điều khiển và quản lý mạng. Chính vì lý do đó mà em chọn đề tài “Báo hiệu và điều khiển trong mạng quang chuyển mạch tự động”Đồ án gồm 3 chương:Chương 1: Mạng quang thế hệ sauChương 2: Báo hiệu và điều khiểnChương 3: Ứng dụng trong mạng chuyển mạch quang tự động ASON Do vấn đề tìm hiểu rất rộng và trình độ chưa cho phép nên đồ án còn nhiều thiếu sót. Em mong được sự chỉ bảo và góp ý từ phía các thầy, cô giáo cùng các bạn để đồ án của hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS.Lê Thanh Thủy đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này và các thầy cô trong bộ môn Tín hiệu và Hệ thống – Khoa Viễn thông I đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian thực tập làm đồ án.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

-

ššššš -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Tên Đề Tài :BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MẠNG

QUANG CHUYỂN MẠCH TỰ ĐỘNG

HÀ NỘI 2018

MUC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH VẼ iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT v

LỜI NÓI ĐẦU viii

CHƯƠNG 1: MẠNG QUANG THẾ HỆ SAU 1

1.1 Giới thiệu chung về mạng thế hệ sau 1

1.1.1 Khái niệm NGN 1

Hình 1-1: Topo mạng thế hệ sau 2

1.1.2 Đặc điểm chính của NGN 2

1.1.3 Sự ra đời của ASON 3

1.2 Kiến trúc ASON 4

1.2.1 Kiến trúc logic 5

1.2.2 Kiến trúc chức năng 7

1.2.3 Bảo vệ và khôi phục mạng 9

1.3 Giao thức ASON 10

1.3.1 LMP 10

1.3.2 OSPF-TE 11

1.3.3 RSVP-TE 12

1.4 Kết luận chương 13

CHƯƠNG 2:BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN 14

2.1 Các liên kết ASON 14

2.1.1 Các kênh điều khiển 14

2.2.2 Các liên kết điều khiển 14

2.2 Khả năng tự động phát hiện của các cấu hình mạng 15

2.2.1 Khả năng tự động phát hiện của các liên kết điều khiển 15

2.2.2 Khả năng tự động phát hiện của các TE link 15

2.3 Mặt phẳng điều khiển ASON 16

2.3.1 Cấu trúc hệ thống trong tương lai 16

2.3.2 Mô hình mặt phẳng điều khiển 19

2.3.3 Đặc trưng của mặt phẳng điều khiển 20

2.4 Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán (DCM) 24

2.4.1 Các yêu cầu của DCM 24

2.4.2 Các bộ bản tin DCM 36

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG MẠNG CHUYỂN MẠCH QUANG TỰ ĐỘNG ASON .43

3.1 Giới thiệu mạng viễn thông EVN Telecom 43

3.1.1 Cơ sở hạ tầng: 43

3.1.2 Cung Cấp Các Dịch Vụ 45

3.2 Ứng dụng triển khai ASON trên mạng EVN Telecom 46

3.3 Các ứng dụng dịch vụ ASON trên mạng EVN Telecom 48

3.3.1 Tạo và xóa một tuyến ASON 48

3.3.2 Chức năng mạng 51

3.3.3 Tự động phát hiện đồ hình mạng 53

3.3.4 Cấu hình đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end) 54

3.3.5 Bảo vệ trong mạng hình lưới 54

3.3.6 Các mức dịch vụ cam kết 54

3.3.7 Các dịch vụ kết hợp 58

3.3.8 Dịch vụ đường ngầm 59

3.3.9 Tối ưu dịch vụ 59

3.3.10 Trạng thái cân bằng của lưu lượng mạng 60

3.3.11 Nhóm liên kết cùng rủi ro 60

3.4 Kết luận chương 3 60

KẾT LUẬN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 : Topo mạng thế hệ sau 2

Hình 1.2: Ba mặt phẳng ASON 5

Hình 1.3: Cái nhìn logic về kiến trúc ASON 6

Hình 1.4: Kiến trúc chức năng ASON 7

Hình 1 5: Thành phần mạng ASON 8

Hình 1.6: Tạo các kênh điều khiển 10

Hình 1.7: Kiểm tra các TE link 11

Hình 2 1: Tự động phát hiện các TE link 16

Hình 2 2: Mô hình các bộ điều khiển 18

Hình 2 3: Các kết nối và phân đoạn cuộc gọi 24

Hình 2 4: Thiết lập LC và SNC cho yêu cầu cuộc gọi 26

Hình 2 5: Thiết lập kết nối liên kết bằng cách phân bổ các SNPs 26

Hình 2 6: Tạo ra mạng con sau khi thiết lập kết nối liên kết 27

Hình 2 7: Xử lý yêu cầu thiết lập cuộc gọi 28

Hình 2 8: Xử lý yêu cầu giải phóng cuộc gọi 29

Hình 2 9: Thiết lập LC và tạo SNC cho một yêu cầu kết nối 30

Hình 2 10: Hard rerouting – Đơn miền 34

Hình 2 11: Hard rerouting – Multiple E-NNIs 35

Hình 2 12: Hard rerouting – Đa miền 35

Hình 3 1: Mô hình kết nối quang của EVN Telecom 47

Hình 3 2: Tạo LSP 49

Hình 3 3: Xóa một LSP 50

Hình 3 4: Cấu hình dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối 52

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1: Bản tin yêu cầu giải phóng kết nối liên kết UNI 36

Bảng 2 2: Bản tin dấu hiệu giải phóng cuộc gọi 36

Bảng 2 3: Bản tin yêu cầu thiết lập kết nối I-NNI 37

Bảng 2 4: Bản tin dấu hiệu thiết lập kết nối I-NNI 38

Bảng 2 5: Bản tin xác nhận thiết lập kết nối I-NNI 38

Bảng 2 6: Bản tin yêu cầu giải phogs kết nối I-NNI 38

Bảng 2 7: Dấu hiệu giải phóng kết nối 39

Bảng 2 8: Bản tin yêu cầu thiết lập kết nối E-NNI 40

Bảng 2 9: Bản tin dấu hiệu thiết lập kết nối 40

Bảng 2 10: Bản tin xác nhận thiết lập kết nối 41

Bảng 2 11: Bản tin yêu cầu giải phóng kết nối E-NNI 41

Bảng 2 12: Bản tin dấu hi u giải phóng kết nối ệu giải phóng kết nối 42

Bảng 3 1: Mức dịch vụ của ASON 53

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

AD Administration Domain Miền quản lý

AGC Access Group Container Công-ten-nơ nhóm truy nhập

ALC Automatic Level Control Điều khiển mức tự động

APE Automatic Power Equilibrium Cân bằng công suất tự động

ASON Automatically Switched Optical

ASTN Automatically Switched Transport

Network

Mạng truyền tải chuyển mạch tựđộng

CAC Call Admission Control Điều khiển nhận biết cuộc gọi

CC Connection Controller Bộ điều khiển kết nối

CCC Calling/Called Party Call Controller Bộ điều khiển cuộc gọi phía gọi/bị

gọiCCI Connection Control Interface Giao diện điều khiển kết nối

DCE Data Circuit Equipment Thiết bị mạch dữ liệu

DCM Distributed Call and connection

Management Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tánDTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối dữ liệu

EAPE Enhanced Automatic Power

Pre-Equilibrium

Tiền cân bằng công suất tự độngnâng cao

E-NNI External- Network Network Interface Giao diện mạng mạng ngoài

EPL Ethernet Private Line Đường riêng Ethernet

EPLAN Ethernet Private Local Area Network Mạng nội hạt riêng Ethernet

EVPL Ethernet Virtual Private Line Đường riêng Ethernet ảo

EVPLAN Ethernet Virtual Private Local Area

FIU Fiber Interface Unit Khối giao diện sợi

Multiplexing Ghép kênh xen/rẽ quang cố định

GMPLS Generalized Multi-Protocol Label Chuyển mạch nhãn đa giao thức

Switching tổng quát

I-NNI Internal Network Network Interface Giao diện mạng mạng trong

IPA Intelligent Power Adjustment Điều chỉnh công suất thông minh

LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kết

LRM Link Resource Management Quản lý tài nguyên liên kết

LSP Label Switching Path Tuyến chuyển mạch nhãn

MPLS Multi-protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức

NMI Network Management Interface Giao diện quản lý mạng

NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng

OLP Optical Line Protection Bảo vệ đường quang

OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến OSPF

OUT Optical Transponder Unit Khối truyền tải quang

PC Protocol Controller Bộ điều khiển giao thức

RCD Routing Control Domain Miền điều khiển định tuyến

RDB Routing Information DataBase Cơ sở dữ liệu thông tin định tuyếnROADM Reconfigurable Optical Add/Drop

Multiplexing Ghép xen/rẽ quang có thể cấu hình

RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên

SC Switched Connection Kết nối chuyển mạch

SLA Service Level Agreement Thỏa thận mức dịch vụ

SNC SubNetwork Connection Kết nối mạng con

SNPP SubNetwork Point Pool Bộ điểm mạng con

SPC Soft Permanent Connection Kết nối cố định mềm

TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng

TMN Telecommunication Management

TSC Transit Signalling Controller Bộ điều khiển báo hiệu chuyển tiếpUNI User Network Interface Giao diện mạng người sử dụngVLAN Virtual Local Area Network Mạng nội hạt ảo

VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

WDM Wavelenght Division Multiplexing Ghép kênh phân chia bước sóng

LỜI NÓI ĐẦU

Sự bùng nổ mạnh mẽ lưu lượng truyền tải trên hạ tầng của mạng viễn thông.Các công nghệ truyền tải không ngừng được cải tiến cũng như thay mới nhằm đáp ứngnhững nhu cầu của người sử dụng Thời kỳ đầu của truyền tải quang với công nghệtruyền dẫn PDH giản đơn và thiếu đồng bộ được thay thế bằng công nghệ truyền dẫnđồng bộ SDH và hoàn thiện hơn nữa là công nghệ WDM Thế nhưng WDM vẫn chưaphải một giải pháp công nghệ tối ưu cho nhu cầu bất tận về băng thông của người sửdụng Với dự tính trong tương lai rõ ràng WDM bộc lộ rất nhiều hạn chế và cần phảiđược thay thế bằng một công nghệ mới hoàn thiện hơn

ITU-T đã đưa ra một khái niệm mạng truyền tải mới, mạng quang chuyển mạch

tự động ASON ASON ra đời với khát vọng khắc phục được những nhược điểm củacông nghệ truyền tải cũ, mở rộng dung lượng, linh hoạt hơn trong điều khiển và quản

lý Có thể nói ASON không phải một công nghệ truyền tải hoàn toàn mới mà nó đượcxây dựng trên nền tảng của công nghệ truyền tải WDM nhưng phần quản lý và điềukhiển được tách biệt với phần truyền tải Do đó ASON ổn định và linh hoạt hơn rất

nhiều trong điều khiển và quản lý mạng Chính vì lý do đó mà em chọn đề tài “Báo

hiệu và điều khiển trong mạng quang chuyển mạch tự động”

Đồ án gồm 3 chương:

Chương 1: Mạng quang thế hệ sau

Chương 2: Báo hiệu và điều khiển

Chương 3: Ứng dụng trong mạng chuyển mạch quang tự động ASON

Do vấn đề tìm hiểu rất rộng và trình độ chưa cho phép nên đồ án còn nhiềuthiếu sót Em mong được sự chỉ bảo và góp ý từ phía các thầy, cô giáo cùng các bạn đểđồ án của hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS.Lê Thanh Thủy đã tận tình giúp đỡ emhoàn thành đồ án này và các thầy cô trong bộ môn Tín hiệu và Hệ thống – Khoa Viễnthông I đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian thực tập làm đồ án

CHƯƠNG 1: MẠNG QUANG THẾ HỆ SAU

1.1 Giới thiệu chung về mạng thế hệ sau

1.1.1 Khái niệm NGN

Cụm từ “mạng thế hệ tiếp theo” ( Next Generation Network – NGN) bắt đầu đượcnhắc tới từ năm 1998 NGN là xu hướng phát triển tất yếu của lĩnh vực truyền thông thếgiới trong hiện tại và tương lai Nó tích hợp cả 3 mạng lưới: mạng PSTN, mạng khôngdây, và mạng số liệu (Internet)vào một kết cấu thống nhất để hình thành một mạngchung, thông minh, hiệu quả cho phép sáp nhập thoại, dữ liệu, video dựa trên nền tảng IP

Mạng thế hệ mới có nhiều tên gọi khác nhau như:

- Mạng đa dịch vụ (cung cấp nhiều loại dịch vụ khác nhau)

- Mạng hội tụ (hỗ trợ cả lưu lượng thoại và dữ liệu, cấu trúc mạng hội tụ)

- Mạng phân phối (phân phối tính thông minh cho mọi phần tử trong mạng)

- Mạng nhiều lớp (mạng được phân phối ra nhiều lớp mạng có chức năng độc lậpnhưng hỗ trợ nhau thay vì một khối thống nhất như mạng TDM)

Cho tới hiện nay, mặc dù các tổ chức viễn thông quốc tế cùng với các nhà cungcấp thiết bị viễn thông trên thế giới đều rất quan tâm và nghiên cứu về chiến lược pháttriển NGN nhưng vẫn chưa có một định nghĩa cụ thể và chính xác nào cho mạng NGN

Do đó các tên gọi như trên không thể bao hàm hết mọi chi tiết về mạng thế hệ mới nhưng

nó cũng tương đối chính xác, có thể coi đó là những khái niệm chung nhất khi đề cập đếnNGN Bắt nguồn từ sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ chuyển mạch gói vàcông nghệ truyền dẫn băng rộng, mạng thông tin thế hệ mới (NGN) ra đời là mạng có cơ

sở hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ chuyển mạch gói, triển khai các dịch vụmột cách đa dạng và nhanh chóng, đáp ứng sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định

và di động Như vậy, có thể xem mạng thông minh thế hệ mới là sự tích hợp mạng thoạiPSTN, chủ yếu dựa trên kỹ thuật TDM, với mạng chuyển mạch gói, dựa trên kỹ thuật IP/ATM Nó có thể truyền tải tất cả các dịch vụ vốn có của PSTN đồng thời cũng có thểnhập một lượng dữ liệu rất lớn vào mạng IP, nhờ đó có thể giảm nhẹ gánh nặng của mạngPSTN

Tuy nhiên, NGN không chỉ đơn thuần là sự hội tụ giữa thoại và dữ liệu mà còn là

sự hội tụ giữa truyền dẫn quang và công nghệ gói, giữa mạng cố định và di động Vấn đềchủ đạo ở đây là làm sao có thể tận dụng hết lợi thế đem đến từ quá trình hội tụ này Một

vấn đề quan trọng khác là sự bùng nổ nhu cầu của người sử dụng cho một số lượng lớndịch vụ và ứng dụng phức tạp bao gồm cả đa phương tiện.

Hình 1.1 : Topo mạng thế hệ sau

1.1.2 Đặc điểm chính của NGN

NGN có bốn đặc điểm chính

- Nền tảng là hệ thống mở;

- Dịch vụ thực hiện độc lập với mạng lưới;

- NGN là mạng dựa trên nền chuyển mạch gói, sử dụng các giao thức thống nhất;

- Là mạng có dung lượng ngày càng tăng, có tính thích ứng cao, có đủ dung lượng

để đáp ứng nhu cầu Trước hết, do áp dụng cơ cấu mở mà:

Các khối chức năng của tổng đài truyền thống chia thành các phần tử mạng độclập, các phần tử được phân theo chức năng tương ứng và phát triển một cách độc lập.Giao diện và giao thức giữa các bộ phận phải dựa trên các tiêu chuẩn tương ứng

Việc phân tách chức năng làm cho mạng viễn thông truyền thống dần dần đi theohướng mới, nhà kinh doanh có thể căn cứ vào nhu cầu dịch vụ để tự tổ hợp các phần tửkhi tổ chức mạng lưới Việc tiêu chuẩn hóa giao thức giữa các phần tử có thể thực hiệnliên kết giữa các mạng có cấu hình khác nhau

Tiếp đến, việc tách dịch vụ độc lập với mạng nhằm thực hiện một cách linh hoạt

và có hiệu quả việc cung cấp dịch vụ Thuê bao có thể tự bố trí và xác định đặc trưngdịch vụ của mình, không quan tâm đến mạng truyền tải dịch vụ và loại hình đầu cuối.Điều đó làm cho việc cung cấp dịch vụ và ứng dụng có tính linh hoạt cao hơn

Thứ ba, NGN dựa trên cơ sở mạng chuyển mạch gói và các giao thức thống nhất.Mạng thông tin hiện nay, dù là mạng viễn thông, mạng máy tính hay mạng truyền hìnhcáp, đều không thể lấy một trong các mạng đó làm nền tảng để xây dựng cơ sở hạ tầngthông tin Nhưng mấy năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ IP, người tamới nhận thấy rõ ràng là mạng viễn thông, mạng máy tính và mạng truyền hình cáp cuốicùng rồi cũng tích hợp trong một mạng IP thống nhất, đó là xu thế lớn mà người tathường gọi là “dung hợp ba mạng” Giao thức IP làm cho các dịch vụ lấy IP làm cơ sởđều có thể thực hiện liên kết các mạng khác nhau; con người lần đầu tiên có được giaothức thống nhất mà ba mạng lớn đều có thể chấp nhận được; đặt cơ sở vững chắc về mặt

kỹ thuật cho hạ tầng cơ sở thông tin quốc gia Giao thức IP thực tế đã trở thành giao thứcứng dụng vạn năng và bắt đầu được sử dụng làm cơ sở cho các mạng đa dịch vụ, mặc dùhiện tại vẫn còn nhiều khuyết điểm về khả năng hỗ trợ lưu lượng thoại và cung cấp chấtlượng dịch vụ đảm bảo cho số liệu Tuy nhiên, chính tốc độ đổi mới nhanh chóng trongthế giới Internet, mà nó được tạo điều kiện bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn mở sẽsớm khắc phục những thiếu sót này

1.1.3 Sự ra đời của ASON

Hiện nay, nhu cầu rất lớn về thông tin, truyền thông của xã hội đã dẫn đến rất nhiềuloại hình dịch vụ viễn thông mới ra đời đặc biệt là các dịch vụ băng thông rộng Việc sửdụng mạng truyển tải quang đặc biệt là mạng truyền tải quang WDM đã phần nào đápứng được nhu cầu đó Nhưng với sự phát triển bùng nổ trong tương lai thì đó lại là mộtthách thức lớn đối với một mạng truyền dẫn quang WDM truyền thống

Mạng truyền dẫn WDM truyền thống còn tồn tại một số vấn đề:

 Cấu hình dịch vụ phức tạp, việc mở rộng dung lượng và cung cấp dịch vụ mất rấtnhiều thời gian

 Hiệu quả sử dụng băng thông thấp Trong mạng Ring một nửa băng thông dùng

để dự phòng

 Chỉ có một số kiểu bảo vệ và hiệu năng thực hiện bảo vệ kém

 Mạng WDM truyền thống là mạng tuyến tính và Ring Các đường và khe thờigian của dịch vụ phải khai báo trên từng ring và từng điểm, tốn rất nhiều thờigian và công sức Khi mạng lưới phát triển mở rộng và phức tạp, rất khó để cấuhình dịch vụ nhanh chóng.

 Mạng truyền dẫn quang WDM truyền thống cần nhiều tài nguyên dự phòng vàthiếu các kiểu bảo vệ dịch vụ tiên tiến với chức năng khôi phục và định tuyến

Để khắc phục các nhược điểm trên và phù hợp với cấu hình mắt lưới mà các mạngtruyền tải quang sẽ được áp dụng rộng rãi trong tương lai, một mạng truyền tải quang thế

hệ mới ra đời đó là mạng quang chuyển mạch tự động ASON (Automatically SwitchedOptical Network) ASON là mạng quang chuyển mạch tự động dựa trên mặt bằng điềukhiển chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS)

Các nhà điều hành mạng trông đợi các đặc trưng ưu việt từ ASON như dự phòngnhanh, điều hành mạng dễ dàng hơn, độ tin cậy mạng cao hơn, khả năng mở rộng, dễdàng thiết kế và lập kế hoạch hơn Dự phòng các kênh quang trong thời gian phút thậmchí là giây sẽ mở ra một cơ hội mới để tận dụng tài nguyên tốt hơn, tạo ra nhiều dịch vụmới, ví dụ như một số cơ chế phân bố lưu lượng Các tài nguyên của mạng quang có thểđược kết nối tự động tới các mô hình lưu lượng dữ liệu trong các mạng khách hàng Tạomột mặt phẳng điều khiển tách biệt sẽ tác động đáng kể tới việc quản lý và điều hànhmạng Các cơ chế bảo vệ và phục hồi cho các mạng truyền tải quang kiểu mesh sẽ cảithiện độ tin cậy yêu cầu từ khách hàng Mặt phẳng điều khiển chuẩn sẽ cho phép tái sửdụng các giao thức hiện tại và giảm sự cần thiết của các hệ thống hỗ trợ điều hành mởrộng để quản lý cấu hình ASON thực hiện cấu hình dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối Đểcấu hình một dịch vụ, bạn chỉ cần xác định node nguồn và node đích của nó và kiểu bảovệ; mạng tự động thực hiện các hoạt động được yêu cầu Trong ASON, chức năng khôiphục động được sử dụng để phục hồi động các dịch vụ

Từ đặc điểm đó ITU-T đưa ra khái niệm về mạng chuyển mạch quang tự độngASON là một mạng truyền tải quang có khả năng kết nối động Khả năng này được thựchiện bởi một mặt phẳng điều khiển thực hiện các chức năng điều khiển kết nối và cuộcgọi

1.2 Kiến trúc ASON

Kiến trúc của ASON chia làm 3 mặt phẳng chính là mặt phẳng truyền tải, mặt phẳngđiều khiển và mặt phẳng quản lý như được chỉ ra trong hình 1-1

Mặt phẳng quản lý

Mặt phẳng

điều khiển

Mặt phẳng

truyền tải

Hình 1.2: Ba mặt phẳng ASON

Mặt phẳng truyền tải, còn được gọi là mặt phẳng dữ liệu, thể hiện các tài nguyênchức năng của mạng truyền thông tin giữa các địa điểm Nó truyền các tín hiệu quang,cấu hình kết nối - chéo và chuyển mạch bảo vệ cho các tín hiệu quang, và đảm bảo độ tincậy của tất cả các tín hiệu quang

Mặt phẳng điều khiển thực hiện các chức năng điều khiển cuộc gọi và kết nối Cácchức năng của mặt phẳng điều khiển của ASON là tự động, cơ bản trên sự thông minhcủa mạng, bao gồm, tự động phát hiện, định tuyến và báo hiệu

Mặt phẳng quản lý thực hiện các chức năng quản lý cho mặt phẳng truyền tải, mặtphẳng điều khiển và tất cả các thành phần khác như một hệ thống trọn vẹn, cũng như phốihợp hoạt động cho các mặt phẳng Các chức năng quản lý này liên quan tới các thànhphần mạng, các mạng và dịch vụ, và thông thường ít tự động hơn so với mặt phẳng điềukhiển

1.2.1 Kiến trúc logic

Hình 1-3 dưới đây chỉ ra các giao diện (điểm tham chiếu) trong kiến trúc logic mạngASON UNI là một giao diện báo hiệu giữa các thực thể mặt phẳng điều khiển yêu cầudịch vụ (cuộc gọi) và cung cấp dịch vụ Giao diện trong mạng - mạng (IN-NI) là một giaodiện báo hiệu giữa các thực thể mặt phẳng điều khiển thuộc về một hay nhiều hơn cácmiền có mối quan hệ với nhau và giao diện ngoài mạng - mạng (EN-NI) là một giao diệnbáo hiệu giữa các thực thể mặt phẳng điều khiển thuộc về các vùng quản lý khác nhau.Các giao diện khác bao gồm: giao diện vật lý (PI) trong mặt phẳng truyền tải, giao diệnđiều khiển kết nối (CCI) giữa các thành phần của mặt phẳng điều khiển và mặt phẳngtruyền tải, và 2 loại giao diện quản lý mạng (NMI) giữa mặt phẳng quản lý và hai mặtphẳng còn lại CCI cho biết các thành phần mạng, ví dụ, một kết nối chéo quang, để thiếtlập các kết nối giữa các cổng được chọn Các giao diện quản lý mạng được sử dụng giữacác hệ thống quản lý mạng (ví dụ, mạng quản lý viễn thông cơ sở (TMN)) và các mặtphẳng điều khiển (NMI-A) và truyền tải (NMI-T)

Mặt phẳng quản lý

Mặt phẳng điều khiển ASON

Mặt phẳng truyền tải ASON

PI

E-NNI I-NNI

Tới các mạng khác

NMS

CC CC

NE NE

CC Bộ điều khiển kết nối

CCI Giao diện điều khiển kết nối

E-NNI Giao diện ngoài mạng - mạng

I-NNI Giao diện trong mạng - mạng

NE Thành phần mạng

NMI-A Giao diện quản lý mạng - mặt phẳng điều khiển ASON

NMI-T Giao diện quản lý mạng - mặt phẳng truyền tải

NMS Hệ thống quản lý mạng

PI Giao diện vật lý

UNI Giao diện người sử dụng - mạng

X Giao diện giữa các hệ thống quản lý

1.2.2 Kiến trúc chức năng

Về mặt kiến trúc chức năng, một mạng ASON bao gồm các thành phần mạngASON (ASON NE), các TE link, các vùng và các kết nối cố định mềm SPC (softpermanent connection)

Miền ASON

TE link

Thiết bị người sử dụng

Hình 1.4: Kiến trúc chức năng ASON

Node ID là nhận dạng duy nhất của ASON NE trong mặt phẳng điều khiển Dạngcủa Node ID giống như địa chỉ IP.

Giao thức quản lý liên kết (LMP)

Báo hiệu RSVP-TE

Định tuyến OSPF-TE

Truyền thông và điều khiển

Giao diện

WDM/Khách hàng

Gom bước sóng

Giao diện WDM/Khách hàng

ASON NE

NE truyền thống

Hình 1 5: Thành phần mạng ASON

Node ID, NE ID, và địa chỉ IP của NE độc lập với nhau

TE link là một liên kết kỹ thuật lưu lượng ASON NE gửi thông tin băng thông của

nó tới các NE khác thông qua TE link để cung cấp dữ liệu cho việc tính toán tuyến Mộtsợi liên trạm giữa 2 bảng mạch FIU được cấu hình với 1 TE link

Một miền ASON là một tập con của một mạng, được phân chia bởi chức năng chomục tiêu lựa chọn tuyến và quản lý Một miền ASON bao gồm nhiều ASON NE và TElink Một ASON NE chỉ thuộc 1 miền ASON

Trong trường hợp của kết nối cố định mềm soft permanent connection (SPC), kếtnối giữa người sử dụng và mạng truyền dẫn được cấu hình trực tiếp bởi NM Còn kết nốibên trong mạng, được yêu cầu bởi NM và sau đó được tạo bởi mặt phẳng điều khiển của

NE qua báo hiệu Khi dịch vụ ASON được đề cập đến, nó thường được coi là SPC

Kết nối cố định permanent connection (PC) là một kết nối dịch vụ được tính toántrước và sau đó được tạo ra qua NM bằng cách phát một yêu cầu tới NE

Kết nối chuyển mạch switched connection (SC) là một kết nối dịch vụ được yêu cầubởi một điểm kết cuối (ví dụ, một router) và sau đó được tạo ra trong mặt phẳng điềukhiển ASON thông qua báo hiệu

1.2.3 Bảo vệ và khôi phục mạng

Khi phát triển mạng truyền dẫn, khả năng duy trì hoạt động của mạng trở thành yếutố then chốt trong thiết kế, điều hành và bảo dưỡng mạng Một mạng ASON phải có các

cơ chế bảo vệ và khôi phục mềm dẻo và hiệu quả

Thông thường, bảo vệ liên quan đến dung lượng phân bổ trước giữa các NE Bảo vệchỉ liên quan tới các NE mà không liên quan tới hệ thống quản lý Thời gian chuyểnmạch bảo vệ ngắn, thông thường không lớn hơn 50ms Tuy nhiên, các tài nguyên dựphòng không được chia sẻ trong mạng

Khôi phục liên quan tới việc sử dụng bất kỳ dung lượng khả dụng nào giữa các NE.Thậm chí dung lượng lớn ưu tiên thấp cũng có thể được sử dụng cho khôi phục Khi mộttuyến dịch vụ bị lỗi, mạng tự động tìm kiếm một tuyến mới và chuyển mạch các dịch vụ

từ tuyến lỗi sang Thuật toán khôi phục giống thuật toán lựa chọn tuyến Khôi phục yêucầu các tài nguyên dự trữ trong mạng cho tái định tuyến dịch vụ bao gồm việc tính toáncác tuyến Khôi phục dịch vụ mất một thời gian khá dài, luôn luôn phải mất vài giây.Các cơ chế bảo vệ truyền thống vẫn có thể được áp dụng trong một mạng ASON.Khi một lỗi xảy ra, chuyển mạch bảo vệ được thực hiện bởi mặt phẳng truyền tải màkhông liên quan tới mặt phẳng điều khiển

Trong trường hợp của một mạng ASON, cơ chế tái định tuyến được áp dụng để khôiphục các dịch vụ Khi một LSP lỗi, node nguồn tính toán tuyến tốt nhất để khôi phục dịch

vụ và sử dụng báo hiệu để tạo một LSP Sau đó, tuyến mới mang các dịch vụ Đối với cácdịch vụ không trở lại, LSP ban đầu bị xóa sau khi LSP mới được tạo, còn đối với các dịch

vụ trở lại, LSP cũ sẽ không bị xóa Các lợi ích của việc tái định tuyến là:

 Các dịch vụ có thể được khôi phục nhanh và tự động

 Yêu cầu dung lượng dự phòng ít hơn khi mạng ASON khôi phục trong thời gianthực Khả năng tận dụng băng thông tăng đáng kể

Các cơ chế khôi phục mạng có thể được chia thành cơ chế khôi phục tập trung và cơchế khôi phục phân tán dựa vào kỹ thuật điều khiển

Khôi phục tập trung yêu cầu một hệ thống điều khiển trung tâm để điều khiển toàn

bộ mạng một cách toàn diện Hệ thống điều khiển trung tâm bao gồm một cơ sở dữ liệumạng rộng lớn, lưu giữ tất cả các thông tin về tất cả các node, các liên kết và các tàinguyên dự trữ Khi một liên kết hoặc một node bị lỗi, thông tin lỗi được thông báo về hệthống điều khiển trung tâm dọc các tuyến khác Hệ thống điều khiển trung tâm sau đó

tính toán một tuyến để thay thế cho tuyến lỗi theo thông tin lưu giữ trong cơ sở dữ liệu.Sau đó hệ thống điều khiển trung tâm phát ra các mệnh lệnh điều khiển tới mỗi node tạomột tuyến mới để khôi phục dịch vụ.

Cơ chế khôi phục phân tán không yêu cầu bất kỳ hệ thống điều khiển trung tâm nào.Khi một liên kết lỗi, tất cả các node tại 2 đầu liên kết lỗi phát hiện lỗi và phát tán thôngtin này ra toàn mạng Tất cả các LSP liên quan tới liên kết lỗi hoặc node tái định tuyến vàcác LSP mới được tạo để khôi phục dịch vụ

1.3 Giao thức ASON

Hiện tại một số mạng truyền dẫn ASON đã triển khai trong thực tế thường áp dụngLMP như một giao thức quản lý liên kết, giao thức định tuyến OSPF-TE, và RSVP-TE làgiao thức báo hiệu

Hình 1.6: Tạo các kênh điều khiển

Khi 2 ASON NE liền kề bắt đầu bật, LMP sử dụng các mào đầu OTN hoặc các kênhDCC của OSC để phát các bản tin Node 1 phát bản tin yêu cầu tạo kênh điều khiển tớinode 2, node 2 thực hiện kiểm tra các bản tin đã nhận Nếu bản tin qua được kiểm tra,node 2 trả lại bản tin cho node 1 Nếu bản tin đó không qua được kiểm tra, node 2 trả lại

một bản tin khác cho node 1, chỉ thị rằng bản tin lỗi Node 2 đợi một kiểm tra khác Sau

đó, một kênh điều khiển giữa 2 node được tạo

Sau khi kênh điều khiển được tạo, 2 node lưu giữ thông tin về kênh điều khiển vànhận dạng kênh điều khiển theo ID

Sau khi các kênh điều khiển được cấu hình, và kiểm tra thuộc tính nhất quán đượcthực hiện tới các TE link để xem nếu thông tin nhận dạng tại cả 2 đầu của các link TEđược cấu hình thủ công hoặc được phát hiện động hay không Nếu kiểm tra thành công,giao thức OSPF được sử dụng để chuyển thông tin của các TE link tới toàn mạng

Như được chỉ ra trong hình 1-6, node 1 phát bản tin và nội dung đã được kiểm tratới node 2, node 2 kiểm tra xem nó có cùng thông tin không và gửi kết quả kiểm tra trởlại cho node 1

 Tạo các mối quan hệ liền kề

 Tạo và duy trì các liên kết điều khiển

 Phát tán và thu thập thông tin về các liên kết điều khiển trên mặt phẳng điềukhiển Theo thông tin đó, giao thức sau đó tạo ra thông tin về các tuyến được yêucầu cho việc chuyển tiếp bản tin trong mặt phẳng điều khiển

 Phát tán và thu thập thông tin về các TE link trên mặt phẳng điều khiển Giaothức sau đó tạo ra thông tin về các cấu hình dịch vụ mạng cho việc tính toántuyến dịch vụ.

1.3.3 RSVP-TE

RSVP-TE là một giao thức dành trước tài nguyên, là một kiểu báo hiệu Trong kỹthuật lưu lượng, RSVP được mở rộng thành RSVP-TE RSVP-TE chủ yếu hỗ trợ cácchức năng sau:

 Tạo LSP

 Xóa LSP

 Thay đổi thuộc tính LSP

 Tái định tuyến LSP

 Tối ưu hóa tuyến LSP

 Bảo mật giao thức

Một thực thể bên ngoài có thể thay đổi các gói giao thức OSPF-TE của mạng, giảmạo một node trong mạng và phát các gói, hoặc nhận các gói được phát bởi các nodetrong mạng và tấn công liên tục Để đảm bảo an toàn mạng, ASON cung cấp các chứcnăng để bảo mật các giao thức Trong một miền ASON, các giao thức RSVP và OSPF-

TE được bảo mật nhận thực

Nhận thực RSVP được cấu hình cho các node và nhận thực OSPF-TE cho các giaodiện liên kết (các khe và các giao diện quang).Có thể là không nhận thực, nhận thực vănbản rõ ràng hoặc nhận thực MD5

 Không nhận thực: Không yêu cầu nhận thực trong chế độ này

 Nhận thực văn bản rõ ràng: Để kiểm tra khóa đặt trước Mã nhận thực phải làmột chuỗi ký tự với không nhiều hơn 8 ký tự

 Nhận thực MD5: Để kiểm tra thông tin đã được bảo mật bởi thuật toán MD5 Mãnhận thực phải là một chuỗi ký tự với không nhiều hơn 64 ký tự

Kiểm tra chỉ thành công khi các các chế độ nhận thực và khóa của các node liền kề

là giống nhau

1.4 Kết luận chương

Chương 1 đã đưa ra những vấn đề cơ bản của mạng quang chuyển mạch tự độngASON ASON có kiến trúc 3 mặt phẳng: mặt phẳng truyền tải, mặt phẳng điều khiển vàmặt phẳng quản lý Kiến trúc logic và kiến trúc chức năng của ASON cũng tuân theo sựphân chia này Các giao thức thường thấy trong các mạng ASON hiện tại được tìm hiểuvới 3 giao thức cơ bản: giao thức quản lý liên kết LMP, giao thức định tuyến OSPF-TE

và giao thức giành trước tài nguyên RSVP-TE Các phần sau nghiên cứu các liên kết củaASON với các kênh điều khiển, các liên kết điều khiển và các TE link

CHƯƠNG 2:BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN

2.1 Các liên kết ASON

2.1.1 Các kênh điều khiển.

LMP tạo và duy trì các kênh điều khiển giữa các NE Kênh điều khiển cung cấp mộtkênh vật lý cho các gói LMP Các kênh điều khiển được chia làm các kênh điều khiểntrong sợi và ngoài sợi Các kênh điều khiển trong sợi tự động tìm và sử dụng mào đầuOTN hoặc các byte D4-D12 của DCC Kênh điều khiển ngoài sợi sử dụng các kết nốiEthernet, nên được cấu hình nhân công

2.2.2 Các liên kết điều khiển.

Các liên kết điều khiển là các liên kết truyền thông được tạo ra để truyền thông giữacác thực thể giao thức của các NE

Liên kết điều khiển OSPF được tạo và duy trì bởi giao thức OSPF giữa 2 node.Thông tin của các liên kết điều khiển OSPF được phát tán tới thực thể mạng Trong cáchnày, mỗi NE có thể nhận được thông tin và sau đó thiết lập cấu hình điều khiển Giaothức OSPF của mỗi NE tính toán tuyến điều khiển ngắn nhất cho mỗi NE theo cấu hìnhđiều khiển Các tuyến sau đó được lưu trong bảng chuyển tiếp Báo hiệu RSVP sau đó sửdụng các tuyến này để phát các gói bản tin

Mặc định, các liên kết điều khiển được tạo trong các sợi Các liên kết điều khiểncũng có thể được tạo bên ngoài các sợi trong môi trường mà giao thức OSPF của cáccổng Ethernet cho phép

Mặc dù các liên kết điều khiển và các kênh điều khiển được tạo ra trong các màođầu OTN hoặc các kênh DCC (D4-D12), nhưng chúng khác nhau về chức năng và độclập với nhau Giao thức OSPF phát tán thông tin về các liên kết điều khiển tới toàn mạng.Mỗi ASON NE lưu thông tin về các liên kết điều khiển mạng - diện rộng Các ASON NEkhông phát thông tin về các kênh điều khiển tới các thực thể mạng Mỗi NE chỉ quản lý

và lưu giữ thông tin về các kênh điều khiển của nó mà thôi

TE link là một liên kết kỹ thuật lưu lượng ASON NE gửi thông tin băng thông của

nó tới các ASON NE khác qua TE link để cung cấp dữ liệu cho việc tính toán tuyến TElink là một khái niệm của các tài nguyên Các bảng khác nhau tạo ra các TE link khácnhau TE link có thể được chia thành các kiểu sau:

 OCh TE link

 OTU2 TE link (truyền dẫn một OC192, STM-64 hoặc WAN PHY đối vớiEthernet 10 Gigabit) và ODU2 TE link (truyền dẫn lên tới 8 tín hiệu ODU0 hoặc

4 tín hiệu ODU1 hoặc 1 tín hiệu STS-192/STM-64 )

 OTU1 TE link (truyền dẫn tín hiệu STM-16) và ODU1 TE link (truyền dẫn 2ODU0 hoặc một tín hiệu STS-48/STM-16)

 OTU5G TE link và ODU 5G TE link

2.2 Khả năng tự động phát hiện của các cấu hình mạng.

2.2.1 Khả năng tự động phát hiện của các liên kết điều khiển.

Mạng ASON tự động phát hiện các liên kết điều khiển thông qua giao thức TE

OSPF-Khi kết nối sợi (bao gồm sợi liên trạm tự động phát hiện và sợi trong trạm cấu hìnhnhân công) hoàn thành trong một mạng ASON, mỗi ASON NE sử dụng giao thức OSPF

để phát hiện các liên kết điều khiển và sau đó phát tán thông tin về các liên kết điều khiểncủa bản thân nó tới các thực thể mạng Kết quả là, mỗi NE thu được thông tin của cácliên kết điều khiển trong toàn mạng và cũng thu được thông tin về cấu hình điều khiểnmạng - diện rộng Mỗi ASON NE sau đó tính toán tuyến ngắn nhất tới bất kỳ ASON NEnào và viết chúng trong bảng chuyển tiếp định tuyến, được sử dụng cho báo hiệu RSVP

để phát và nhận các gói

Khi kết nối sợi trong toàn mạng hoàn thành, các ASON NE tự động phát hiện cấuhình điều khiển mạng diện rộng và báo cáo thông tin cấu hình tới hệ thống quản lý đểhiển thị thời gian thực

2.2.2 Khả năng tự động phát hiện của các TE link

Mạng ASON trải các TE link tới toàn mạng qua các giao thức OSPF-TE

Sau khi một ASON NE tạo một kênh điều khiển giữa các NE hàng xóm thông quaLMP, việc kiểm tra TE link bắt đầu Mỗi ASON NE phát tán các TE link của nó tới toànmạng thông qua OSPF-TE Mỗi NE sau đó nhận các TE link của mạng-diện rộng, đó là,cấu hình tài nguyên mạng-diện rộng

Phần mềm ASON phát hiện thay đổi trong cấu hình tài nguyên thời gian thực, baogồm việc xóa và thêm các liên kết, và thay đổi các tham số của liên kết, và sau đó thôngbáo lại thay đổi với T2000 thực hiện cập nhật thời gian thực.

Nếu một link bị đứt, NM cập nhật cấu hình tài nguyên hiển thị trên NM trong thờigian thực

Hình 2 1: Tự động phát hiện các TE link

2.3 Mặt phẳng điều khiển ASON

Mặt phẳng điều khiển là một tập hợp các đơn vị giao tiếp thực hiện thiết lập các kếtnối end-to-end, giải phóng kết nối và duy trì kết nối Những chức năng này được hỗ trợbởi báo hiệu

2.3.1 Cấu trúc hệ thống trong tương lai

Mặt phẳng điều khiển ASON thực hiện điều khiển kết nối và điều khiển cuộc gọi.Một cuộc gọi là tập của thiết bị đầu cuối có hỗ trợ dịch vụ Trong khi một kết nối là mộtthực thể đơn vị truyền dẫn thông tin giữa các đầu vào và các đầu ra Một tính năng quan

trọng của ASON là tách biệt tính năng điều khiển gọi và tính năng điều khiển kết nối.Điều khiển cuộc gọi là thực hiện đàm phán phiên end-to-end, điều khiển tiếp nhận cuộcgọi và duy trì trạng thái cuộc gọi Điều khiển kết nối là thực hiện thiết lập và giải phóngkết nối cũng như duy trì trạng thái Một cuộc gọi có thể được hỗ trợ bởi 0, 1 hoặc nhiềuchính sách kết nối Các kết nối có thể được giải phóng và tái thiết lập trong phiên Việctách điều khiển cuộc gọi và điều khiển kết nối cho phép giảm thông tin điều khiển cuộcgọi tại các node điều khiển kết nối trung gian Điều khiển cuộc gọi chỉ được cung cấp bởiUNI, E-NNI và không có ở I-NNI.

Các chức năng chính của mặt phẳng điều khiển để hỗ trợ điều khiển cuộc gọi vàđiều khiển kết nối như sau:

 Phát hiện lên cận, nguồn và dịch vụ mạng tự động

 Gán và giải phóng địa chỉ

 Báo hiệu

 Định tuyến

Các yêu cầu mặt phẳng điều khiển:

 Thiết lập cuộc gọi nhanh chóng và tin cậy

 Khả năng tiếp nhận điều khiển cuộc gọi và kết nối

 Độ tin cậy, khả năng mở rộng và hiệu năng của mặt phẳng điều khiển

 Hỗ trợ duy trì mạng truyền dẫn

 Hỗ trợ các công nghệ mạng truyền dẫn khác nhau

 Hỗ trợ các dịch vụ bổ sung

 Khả năng ứng dụng không phục thuộc vào việc lựa chọn các giao thức điều khiển

 Khả năng ứng dụng không phục thuộc vào sự phân bố của các chức năng điềukhiển kết nối

 Hỗ trợ gửi nhiều

 Hỗ trợ các kết nối đa dạng

 Khả năng phân chia các vùng miền và vùng định tuyến

Chức năng nhận cuộc gọi tại node nguồn thực hiện xác thực người dùng và kiểm tracác tham số dịch vụ yêu cầu đối với một thông số kỹ thuật mức độ dịch vụ Các thông sốnày có thể được thay đổi khi cần thiết Tại node kết thúc, kiểm tra chức năng tiếp nhậncuộc gọi nếu người gọi chấp nhận Kiểm tra điều khiển tiếp nhận kết nối nếu có đủ nguồn

để chấp nhận kết nối Trong trường hợp các mạng chuyển mạch, độ hữu dụng của cácnguồn vật lý (chiều dài bước sóng, các kênh TDM…) được kiểm tra Đối với các mạng

gói, tính năng tiếp nhận kết nối phải đảm bảo rằng tiếp nhận một chuỗi gói mới sẽ khônggây ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ các kết nối hiện tại.

Hình 2 2: Mô hình các bộ điều khiển

Mặt phẳng điều khiển là tin cậy, có khả năng mở rộng và hiệu quả Độ tin cậy nghĩa

là ngay cả trong trường hợp có lỗi trong mặt phẳng điều khiển, việc truyền dẫn vẫn đượcduy trì Việc tách riêng điều khiển cuộc gọi và điều khiển kết nối hỗ trợ tốt cho duy trìmạng truyền dẫn Ảnh hưởng của lỗi tới các kết nối trong truyền dẫn có thể tối thiểu hóabởi cách sử dụng các cơ chế bảo vệ và khôi phục thích hợp trong khi duy trì các cuộc gọi

Cùng với các dịch vụ “mang” (bearer) như SONET/SDH, OTN, Ethernet…, mặtphẳng điều khiển phải hỗ trợ các dịch vụ bổ sung độc lập ASON xác định chức năng củamặt phẳng điều khiển độc lập với việc lựa chọn các giao thức điều khiển

Mặt phẳng điều khiển có thể được chia thành các miền phù hợp với các miền quảntrị trong mạng Các miền này có thể được chia ra nhỏ hơn nữa, để có tham số địa lý, cácyêu cầu nhà cung cấp, ràng buộc định tuyến,…

2.3.2 Mô hình mặt phẳng điều khiển

Kiến trúc của mặt phẳng điều khiển được mô hình hóa bằng cách xác định các phầntử chức năng chính của nó cũng như các phần tử tương tác với nó Các phần tử đơn giảnđược sử dụng và để xây dựng hướng dẫn sử dụng cho kiến trúc này Các phần tử của mặtphẳng điều khiển theo hình 2.2 Mỗi phần tử là 1 tập các giao diện giám sát hoạt động,thiết lập chính sách và trạng thái tác động Cùng với các phần tử trên hình, một số phầntử khác được xác định Như các giao thức điều khiển và các cổng điều khiển Các giaothức điều khiển là sự tương ứng giữa các tham số của các giao diện phần tử điều khiển rútgọn với tin nhắn được mang bởi một giao thức Các cổng điều khiển được sử dụng đểthực hiện chính sách, xác định như một tập hợp các quy tắc ứng dụng cho các giao diệncủa phía biên ngoài hệ thống Cũng như các thành phần giám sát và cấu hình hệ thống.Điều khiển nhận cuộc gọi hoặc chính sách lưu lượng là những ví dụ về các chức năngchính sách được thực hiện bởi các cổng điều khiển Các thành phần điều khiển cuộc gọi(CAC) và chính sách lưu lượng (TP) là các lớp con của cổng chính sách Bộ điều khiểntrong các khu vực khác nhau có sự tương tác với nhau Hai phương thức hợp tác đượcxác định trong ITU-T G.8080 cho các mô hình liên kết và mô hình tương tác Trong môhình liên kết, bộ điều khiển mức cao nhất hoạt động như một điều phối viên bằng cáchphân chia quyền hạn giữa các bộ điều khiển theo mức kế tiếp Trong đó, mỗi điều phốiviên chịu trách nhiệm một phần kết nối Mô hình tương tác không liên quan tới bất kỳ sựtương tác mức cao hơn Trong các mạng lớn, thường sử dụng kết hợp cả hai mô hình này

2.3.3 Đặc trưng của mặt phẳng điều khiển

2.3.3.1 Phát hiện (Tìm kiếm)

Phát hiện tự động giúp loại bỏ việc quảng bá rộng rãi cấu hình hoạt động Ba chứcnăng phát hiện:

 Phát hiện lân cận

 Phát hiện nguồn (tài nguyên)

là bước kiểm tra lớp lân cận, lớp này xác định quan hệ giữa các điểm kết thúc liên kếtlogic ở một lớp xác định Điều khiển lân cận liên quan tới hai phần tử điều khiển và cácphần tử mạng mặt phẳng chuyển giao lân cận Phát hiện lớp lân cận được sử dụng để xâydựng lớp topo mạng để hỗ trợ định tuyến, tạo ra kế cận logic giữa các phần tử điều khiển

và xác định kết nối liên kết các điểm kết thức cần thiết cho quản lý

Trong kiến nghị G.7714 có trình bày về hai phương thức phát hiện:

 Phương thức nhận dạng theo dõi

 Phương thức tín hiệu thử nghiệm

Trong phương thức nhận dạng theo dõi, tập các điểm kết thúc tuyến được phát hiệnđầu tiên và sau đó rút ra các kết nối liên kết Phương thức này đặc biệt hữu ích trongtrường hợp lớp máy chủ topo mạng là ít hơn so với lớp khách hàng Nó cũng không yêucầu bất kỳ máy phát và thu các tín hiệu thử nghiệm Trong phương thức tín hiệu thửnghiệm, các tín hiệu thử nghiệm được sử dụng để tìm kiếm trực tiếp tập hợp giữa cácđiểm kết thúc mạng con mà không phát hiện ra bất kỳ lớp máy chủ Hai phương phápphát hiện được trình bày trong G.7714, phát hiện trong dịch vụ và phát hiện ngoài dịch

vụ Trong xử lý phương thức phát hiện trong dịch vụ các điểm cuối kết nối được pháthiện bằng cách sử dụng lớp trên máy chủ Trong khi xử lý phát hiện ngoài dịch vụ sử

dụng các tín hiệu thử nghiệm Sau đó, quá trình xử lý chỉ có thể được sử dụng nếu kết nốiliên kết là không mang bất kỳ lưu lượng khách hàng nào.

Phát hiện nguồn có phạm vi rộng hơn so với phát hiện lân cận Nó cho phép tất cảcác node phát hiện topo mạng và các nguồn Một số chi tiết về topo hoàn chỉnh có thểkhông hiển thị đối với các node kế cận trong mạng khu vực khác Phương thức này dùng

để xác định phát hiện những nguồn sẵn có, dung lượng của các phần tử mạng khác,nguồn được bảo vệ Phát hiện nguồn có thể đạt được thông qua các biện phát thủ cônghay tự động

Phát hiện dịch vụ xác định và chuyển đổi dung lượng dịch vụ của mạng Ví dụ, cácdịch vụ hỗ trợ qua một liên kết Dung lượng như vậy có thể bao gồm các cấp dịch vụ(CoS), loại hình dịch vụ (GoS) được hỗ trợ bởi các khu vực khác nhau, khả năng thíchứng hỗ trợ linh hoạt ở cả hai đầu kết nối, và khả năng hỗ trợ định tuyến đa dạng Việcthay đổi dung lượng dịch vụ làm giảm một phần các khả năng của băng tần được yêu cầu

để thực hiện chức năng phát hiện Phát hiện các tuyến của một lớp máy chủ cho phép tựđộng nhận dạng các kết nối liên kết được hỗ trợ bằng các tuyến này Các giao thức pháthiện tự động trong SDH và các mạng OTN được quy định trong Khuyến nghị ITU-TG.7714.1/Y.1705.1

2.3.3.2 Định tuyến

Định tuyến là chọn các đường đi cho thiết lập kết nối trong mạng Dù có một sốcác giao thức được biết tới được phát triển cho các mạng IP có thể được thông qua,nhưng lưu ý rằng công nghệ quan về cơ bản ứng dụng trong tương tự chứ chưa phải số và

do đó, tích lũy suy hao trong quá trình truyền dẫn phải được tính đến khi tính toán tuyến.Một hạn chế của cơ chế định tuyến trong ASON là trong thực tế, các sóng mang khôngcho phép các sóng mang khác hoặc các khu vực tư nhân nhận dạng các topo mạng

Kiến trúc và các yêu cầu định tuyến trong ASON được mô tả trong khuyến nghịITU-T G.7715/Y.1706 Khuyến nghị này bao gồm: kiến trúc định tuyến ASON, cácthành phần chức năng của việc lựa chọn tuyến, các thuộc tính định tuyến, bảng trạng thái

và bản tin tóm tắt

ASON hỗ trợ phân cấp, dựa trên nguồn và định tuyến theo từng cấp dẫn tới sựphân bố khác nhau của các phần tử giữa các node và node liên quan Trong trường hợpđầu tiên, các bộ điều khiển kết nối được kết nối tới một bộ điều khiển khác trong phươngpháp phân cấp Mỗi mạng con chỉ biết topo của mình và không có kiến thức về topo của

các mạng con khác tại bất kỳ mức phân cấp nào Lựa chọn tuyến bắt đầu tại phía trên của

hệ thống phân cấp và xác định chuỗi của các mạng con trong một mức thấp hơn thôngqua một tuyến có thể tìm ra giữa nguồn cung cấp và node đích Quá trình này tiếp tụctheo cùng một cách ở tất cả các mức Định tuyến nguồn dựa trên sự kết nối của bộ điềukhiển kết nối phân tán và bộ điều khiển định tuyến Tuyến được chọn bởi bộ điều khiểnkết nối đầu tiên trong khu vực định tuyến Thành phần này được hỗ trợ bởi một bộ điềukhiển định tuyến, cung cấp tuyến trong khu vực của mình Định tuyến từng bước yêu cầu

ít thông tin định tuyến trong các node hơn so với các phương pháp trước

2.3.3.3 Báo hiệu

Báo hiệu bao gồm bản tin điều khiển truyền dẫn giữa tất cả các thực thể truyềnthông qua một mặng phẳng điều khiển mạng Các giao thức báo hiệu được sử dụng đểthiết lập, duy trì, khôi phục và giải phóng các kết nối Các giao thức như vậy cần thiết đểcho phép kích hoạt nhanh hoặc khôi phục nhanh chóng sau khi xảy ra lỗi Theo G.807,mạng báo hiệu trong ASTN cần phải dựa trên báo hiệu kênh chung, tách rời với mạngbáo hiệu trong mạng truyền dẫn Đây là giải pháp hỗ trợ khả năng mở rộng, khả năngthích ứng mức cao, hiệu quả trong sử dụng các liên kết báo hiệu, cũng như linh hoạt trong

mở rộng tập hợp bản tin Các giao thức báo hiệu khác có thể kết nối hoạt động trong mộtmạng đa miền và các giao thức báo hiệu kết nối miền sẽ là vô nghĩa đối với các đối tácnội miền

Phát hiện tự động và định tuyến tự động được hỗ trợ bởi các cơ chế báo hiệu Đôikhi được gọi là tự quản lý vì chúng góp phần làm giảm việc quản lý hệ thống từ cácnhiệm vụ tốn nhiều thời gian hơn với việc cập nhật thủ công topo và lựa chọn tuyến

2.3.3.4 Điều khiển kết nối và gọi

Điều khiển kết nối và cuộc gọi được tách ra trong kiến trúc ASON Một cuộc gọi

là tập hợp giữa các thiết bị đầu cuối hỗ trợ bởi một thực thể dịch vụ Trong khi một kếtnối là một phần của kết nối liên kết và các kết nối mạng con cho phép truyền dẫn thôngtin người sử dụng Một cuộc gọi có thể gồm một số lượng bất kỳ các kết nối cơ sở, có thể

là không có kết nối Lợi ích của việc tách biệt này là để hỗ trợ các dịch vụ quang nhưbăng thông dự kiến, cung cấp nhiều loại mạch hoặc đi kèm với kết nối Ví dụ như trongtrường hợp cuộc gọi đa phương tiện (thoại, hình ảnh và dữ liệu) Tách biệt điều khiển kếtnối và cuộc gọi cũng có ý nghĩa trong việc khôi phục sau khi xảy ra lỗi Cuộc gọi sẽ đượcduy trì trong khi xử lý khôi phục

Điều khiển cuộc gọi phải phối hợp hỗ trợ các kết nối trong một cuộc gọi đa kết nối

và kết hợp hỗ trợ của các bên trong cuộc gọi nhiều bên Nó thực hiện đàm phán trong cácphiên end-to-end, điều khiển cuộc gọi nhận và duy trì trạng thái cuộc gọi Điều khiển kếtnối thực hiện điều khiển chung cho các kết nối cá nhân, như thủ tục thiết lập, giải phónghay duy trì trạng thái các kết nối

2.3.3.5 Cơ chế duy trì

Độ tin cậy mạng cao hơn trong ASON đạt được bằng cách sử dụng các cơ chếduy trì khác nhau Duy trì dung lượng để mạng có thể tiếp tục hoạt động nếu có lỗi xảy

ra Duy trì có thể được hỗ trợ bởi một trong hai phương thức bảo vệ hoặc các cơ chế khôiphục Sử dụng phương thức bảo vệ là dựa trên việc thay thế nguồn lỗi bằng nguồn dựphòng trước khi truyền dẫn Trong khi các cơ chế khôi phục, việc định tuyến lại sử dụngdung lượng dự phòng Thông thường, hoạt động bảo vệ là chính xác tới 10ms trong khikhôi phục sẽ mất 100ms hoặc cũng có thể là vài giây Cả hai cơ chế này có thể hỗ trợ cholớp dịch vụ (CoS) theo yêu cầu của khách hàng Bảo vệ hoặc khôi phục có thể được ápdụng cho các lớp khác nhau, nhưng phải phối hợp tương thích

Duy trì trong ASON bao gồm 3 mặt phẳng chức năng Trong trường hợp bảo vệtruyền dẫn, cấu hình bảo vệ thực hiện quản lý Tuy nhiên, việc truyền dẫn phải thông báocho mặt phẳng điều khiển về tất cả các lỗi của các nguồn truyền dẫn cũng như việc bổsung hoặc loại bỏ chúng Mặt phẳng điều khiển có thể hỗ trợ kích hoạt khôi phục khi cơchế bảo vệ truyền dẫn không thành công Trong trường hợp bảo vệ điều khiển, mặt phẳngđiều khiển tạo cả kết nối hoạt động và kết nối bảo vệ Đối với cơ chế bảo vệ này, bộ điềukhiển kết nối nguồn và đích được bao gồm

Mặt phẳng điều khiển khôi phục dựa trên việc định tuyến lại các cuộc gọi sử dụngdung lượng dự phòng Một dịch vụ định tuyến lại như vậy thực hiện trên cơ sở thay đổimiền tái định tuyến Giả thuyết ngày không loại trừ yêu cầu một dịch vụ tái định tuyếnend-to-end Các dịch vụ tái định tuyến phần cứng và phần mềm có thể phân biệt Tái địnhtuyến phần cứng là một cơ chế khôi phục lỗi và luôn được kích hoạt bởi việc xảy ra lỗi.Tái định tuyến mềm gắn với các hoạt động như: tối ưu tuyến, bảo dưỡng mạng và thườngđược kích hoạt bởi mặt phẳng quản lý Trong tái định tuyến mềm, kết nối ban đầu bị xóasau khi kết nối tái định tuyến được tạo ra Trong khi tái định tuyến mềm, phần kết nối banđầu bị hủy bỏ trước khi phần thay thế được tạo ra

Một nguyên lý quan trọng là các kết nối hiện có trong truyền dẫn phải không bịảnh hưởng bởi lỗi trong mặt phẳng điều khiển Tuy nhiên, các yêu cầu kết nối mới có thểkhông được xử lý bởi mặt phẳng điều khiển lỗi Trong trường hợp này, mặt phẳng quản

lý có thể được sử dụng để phục vụ cho các yêu cầu kết nối mới

2.4 Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán (DCM)

2.4.1 Các yêu cầu của DCM

Trước khi bất kỳ cuộc gọi được thiết lập, hợp đồng giữa bên yêu cầu và các nhàcung cấp cần phải được thiết lập lên Hợp đồng này có thể xác định những thứ như:

 ID hợp đồng

 Thỏa thuận mức độ dịch vụ và đặc điểm kỹ thuật mức độ dịch vụ

 Thông tin cần thiết để cho phép kiểm soát chính sách của một yêu cầu Ví dụ, điềunày có thể bao gồm thông tin có thể được sử dụng để cung cấp xác thực và toànvẹn

2.4.1.1 Các thủ tục quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán

Bộ điều khiển cuộc gọi (CallC), điều khiển kết nối (CC) và quản lý tài nguyên liênkết (LRM) cung cấp chức năng giám sát và quản lý của cả hai cuộc gọi và yêu cầu kếtnối, bao gồm cả hoạt động ban đầu để thiết lập một kết nối, sửa đổi một kết nối, và pháthành một kết nối

Để hoàn thành một hoạt động, CallC, CC và LRM cần phải tương tác với các thànhphần cũng như tương tác với nhau Các CallC, CC và LRM tương tác với những thànhphần sau đây để thiết lập hoặc giải phóng một kết nối:

 Điều khiển định tuyến (RC): điều khiển định tuyến cung cấp thông tin tuyếnđường được truy vấn bởi các CC

 Chức năng điều khiển đăng nhập cuộc gọi (CAC)

 Điều khiển cuộc gọi (CallC)

 Điều khiển kết nối (CC)

 Quản lý tài nguyên liên kết (LMR)

Hình 2 3: Các kết nối và phân đoạn cuộc gọi

Như mô tả trong [ITU-T G.8080], bộ điều khiển cuộc gọi bên mời tương tác vớimột cuộc gọi bên gọi điều khiển bằng một hoặc nhiều trung gian điều khiển cuộc gọimạng (NCC).Chức năng NCC được cung cấp từ bên ngoài mạng (ví dụ, điểm tham chiếuUNI) và cũng có thể được cung cấp tại các cổng giữa các miền (ví dụ, các điểm thamchiếu E-NNI) Các chức năng được thực hiện bởi NCCS tại rìa mạng được xác định bởicác chính sách liên quan bởi các tương tác giữa người dùng và hệ thống, và chức năngđược thực hiện bởi NCCS tại ranh giới miền được xác định bởi các chính sách liên quancủa tương tác giữa các miền

Như vậy, một cuộc gọi end-to-end được coi là bao gồm nhiều đoạn gọi khi cuộcgọi đi qua nhiều miền Mỗi đoạn cuộc gọi có thể có một hoặc nhiều kết nối (LC hoặcSNC) liên kết với nó Điều này cho phép sự linh hoạt trong các lựa chọn của báo hiệu,bảo vệ và khôi phục các mẫu trong các miền khác nhau Số lượng các kết nối liên kết vớicác đoạn cuộc gọi có thể không giống nhau ngay cả trong một cuộc gọi end-to-end.Trong hình …, phân khúc gọi UNI có một LC liên kết với nó, đoạn cuộc gọi mạng concho miền 1 có hai liên kết SNCs Điều này cho phép mạng có những chính sách khácnhau trong miền của họ

Lưu ý rằng cả hai cuộc gọi và kết nối có thể được vận chuyển nội bộ qua các điểmtham chiếu E-NNI Các khái niệm về phân đoạn cuộc gọi và tách cuộc gọi / kết nối chophép các ứng dụng sau:

 Bảo vệ miền cơ sở Số lượng SNCs có thể khác nhau giữa các miền

 Khôi phục miền cơ sở: Lỗi SNC có thể gây ra 1 LC đi xuống và một quy trìnhđịnh tuyến lại có thể được cung cấp bới mạng để khôi phục lại lỗi SNC

NCC tại ranh giới miền cũng sẽ cho phép mỗi miền có chức năng độc lập, ví dụ nh ư,một miền có thể có khả năng bảo vệ 1 + 1 trong khi miền khác thì không NCC và CC ởrìa mạng và ranh giới thực hiện chức năng khác nhau.

Các bộ điều khiển cuộc gọi thực hiện như sau:

 NCC tương quan SNCs tới cuộc gọi

 NCC làm việc với các bộ điều khiển cuộc gọi các bên gọi và bị gọi tại mạng biêntương quan LC (s) tới cuộc gọi

 NCC làm việc với các NCC cùng cấp tại giới hạn miền để tương quan LC9s0 tới 1cuộc gọi

 NCC tương quan với LC và SNCs được liên kết đến cùng một cuộc gọi

 CC thiết lập các kết nối được liên kết đến mỗi đoạn cuộc gọi

Hình 2 4: Thiết lập LC và SNC cho yêu cầu cuộc gọi

Việc thiết lập 1 cuộc gọi end-to-end bao gồm yêu cầu gọi, yêu cầu kết nối, và yêucầu từ nhiều thành phần khác nhau của tài nguyên để tạo ra một kết nối

Các tài nguyên sau đây được sử dụng để thiết lập cuộc gọi:

 Điểm mạng con (Subnetwork point – SNP)

 SNP pool (SNPP)

 Link kết nối (LC)