CÔNG NGHỆ MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG: TÌM HIỂU CHUNG VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG QUANG

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG I TIỂU LUẬN HỌC PHẦN CƠNG NGHỆ MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG TÌM HIỂU CHUNG VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG QUANG Giảng viên : Cao Hồng Hơn Nhóm 1: Bùi Tuấn Thành – B18DCVT398 Nguyễn Minh Hiếu– B18DCVT155 Trịnh Minh Đạt– B18DCVT094 HÀ NỘI-2021 Lời mở đầu Hiện nay, mạng truyền thông trở thành nhân tố quan trọng, cầu nối trao đổi thông tin cá nhân, tổ chức doanh nghiệp phạm vi tồn cầu Nó đóng vai trị quan trọng khơng thể thiếu q trình quản trị, điều hành hoạt động sản xuất kinh doanh doanh nghiệp Nhờ có mạng truyền thơng mà truy cập nhận thơng tin khắp nơi, vấn đề cách nhanh chóng chình xác Vì vậy, lượng thông tin truyền qua mạng ngày lớn, số người sử dụng mạng ngày nhiều Tuy nhiên, với tần suất truy cập cao khối thông tin truy cập lớn đường truyền hạn chế Vấn đề đặt phải cải thiện dung lượng, chất lượng đường truyền để đáp ứng khối lượng lớn yêu cầu truy cập thông tin cách nhanh chóng, xác Với đời ứng dụng công nghệ cáp quang vào mạng truyền thông giải vấn đề Và việc thiết kế mạng quang để khai thác khả dải thông cực lớn sợi quang việc tất yếu Trong nội dung tiểu luận, tìm hiểu hệ thống truyền tin bao gồm hệ thống truyền tin nguyên thủy, kênh tin, nhận tin số vấn đề hệ thống truyền tin Chúng em giới thiệu đến thầy bạn mạng thông tin quang kiến trúc thành phần mạng quang MỤC LỤC Lời mở đầu Thuật ngữ viết tắt Chương 1: Giới thiệu hệ thống truyền tin 1.1 Nguồn tin nguyên thủy 1.2 Kênh tin 1.3 Nhận tin 1.4 Những vấn đề hệ thống truyền tin Chương 2: Giới thiệu mạng truyền thông quang 2.1 Kiến trúc mạng truyền thông quang 2.2 Dịch vụ, chuyển mạch kênh chuyển mạch gói 11 2.2.1.Tổng quan thay đổi dịch vụ 14 2.3 Các mạng quang 15 2.3.1 Các kĩ thuật ghép kênh 17 2.3.2 Các mạng quang hệ 18 2.4 Lớp quang 20 Tổng kết 27 Tài liệu tham khảo 27 Thuật ngữ viết tắt DSL Digital Subcriber Line kênh thuê bao số FDM ISP LAN MAN MPLS Frequency division multiplexing Internet Service Provider Local Area Network Metropolitan Area Network MultiProtocol Label Switching PSTN Public Switched Telephone Network SDH SONET Synchronous Digital Hierarchy Synchronous optical networking OADM OLT OTDM Optical add-drop multiplexer Optical line termination Optical Time Division Multiplexing ghép kênh xen/kẽ quang Các thiết bị đầu cuối ghép kênh quang phân chia theo thời gian OXC TDM Optical cross connect Time Division Multiplexing WAN WDM Wide Area Network Wavelength Division Multiplexing kết nối chéo quang ghép kênh phân chia theo thời gian Mạng diện rộng ghép kênh phân chia theo bước sóng ghép kênh phân chia theo tần số Nhà cung cấp dịch vụ Internet mạng máy tính cục mạng đô thị Chuyển Mạch Nhãn Đa Giao Thức Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Phân cấp số đồng Mạng quang đồng Chương 1: Giới thiệu hệ thống truyền tin Những hệ thống truyền tin cụ thể mà người sử dụng khai thác có nhiều dạng phân loại chúng nhiều sở khác Một số ví dụ cách phân loại phân loại sở lượng mang tin, dựa biểu hiệu bên thông tin Truyền tin dịch chuyển thông tin từ điểm đến điểm khác môi trường xác định Hai điểm gọi điểm nguồn tin điểm nhận tin Môi trường truyền tin gọi kênh tin 1.1 Nguồn tin nguyên thủy Là tập hợp tin nguyên thủy (chưa qua phép biến đổi nào) ví dụ: tiếng nói, hình ảnh… Các tin ngun thủy phần nhiều hàm liên tục theo thời gian f(t) hàm biến đổi theo thời gian Thơng thường tin ngun thủy mang tính chất liên tục theo thời gian mức; nghĩa biểu diễn thơng tin dạng hàm s(t) tồn quãng thời gian T lấy cá giá trị phạm vi Hình 1.1 Ví dụ tín hiệu nguyên thủy Những tin nguyên thủy đưa trực tiếp vào kênh để truyền Cũng phép biến đổi nhân tạo rời rạc hóa theo thời gian theo mức đưa vào kênh truyền Lúc tin trước vào kênh thành tin rời rạc Nguồn tin lúc gọi nguồn tin rời rạc kênh tin gọi kênh tin rời rạc để phân biệt với trường hợp đưa tin liên tục vào kênh gọi nguồn tin liên tục kênh liên tục Nói chung tin rời rạc, nguyên thủy rời rạc nguyên thủy liên tục rời rạc hóa, trước đưa vào kênh thơng thường qua thiết bị mã hóa Thiết bị mã hóa biến đổi tập hợp tin nguyên thủy thành tập hợp tin thích hợp với đặc điểm kênh thơng lượng, tính chất tín hiệu tạp nhiễu Tóm lại mã hóa phép biến đổi tính thống kê tính chống nhiễu nguồn tin Để nghiên cứu định lượng nguồn tin hệ thống truyền tin, mơ hình hóa tốn học nguồn tin bốn trình sau: - - Q trình ngẫu nhiên liên tục: nguồn tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh tiểu biểu cho trình Quá trình ngẫu nhiên rời rạc: trình ngẫu nhiên liên tục sau lượng tử hóa theo mức trở thành q trình Một ngơn ngữ, tín hiệu điện tín, lệnh điều khiển nguồn rời rạc Dãy ngẫu nhiên liên tục: Đây trường hợp nguồn liên tục mã hóa theo thời gian Dãy ngẫu nhiên rời rạc: hệ thống thơng tin xung có lượng tử hóa điều biên (pha, tần) xung lượng tử hóa, điều xung mã (PCM) 1.2 Kênh tin Kênh tin hiểu mơi trường để hình thành tín hiệu mang tin lan truyền tín hiệu mang tin Trong kênh diễn truyền lan tín hiệu mang tin chịu tác động tạp nhiễu Để mô tả kênh cần dựa vào đặc điểm tín hiệu kênh tạp nhiễu tiêu biểu cho môi trường truyền lan kênh Các mơi trường truyền lan tín hiệu khác Vấn đề đặt từ dạng khác tìm điểm chung để tổng quát hóa kênh Ta biết tín hiệu truyền lan nhiều mơi trường khác Khi tín hiệu qua mơi trường ngồi biến đổi lượng, dạng tín hiệu bị thay đổi tác động tạp nhiễu tồn mơi trường vật lý phương thức truyền lan, biến đổi thông số vật lý mơi trường gây điều chế tín hiệu không cần thiết Rõ ràng tác động nhiễu lên tín hiệu tiêu biểu cho mơi trường truyền lan tín hiệu Vậy lấy tạp nhiễu làm đặc tính chung mơi trường truyền lan lấy phân tích, phân loại tạp nhiễu để phân tích phân loại môi trường Tuy thực tế môi trường truyền lan khác nhau, quy nạp dạng sau: - Mơi trường nhiễu cộng chủ yếu Mơi trường nhiễu nhân chủ yếu Mơi trường gồm nhiễu cộng nhiễu nhân Ngoài trường hợp truyền tin xảy hai vật di động so với nhau, tín hiệu bị điều tần phụ hiệu ứng Doppler gây nên, xếp riêng loại gọi kênh hiệu ứng doppler Tóm lại để mơ tả kênh chúng dùng mạng hai cửa quan hệ tín hiệu đầu với tín hiệu đầu vào hình Hình 1.2 Mơ hình kênh với tín hiệu vào Với giả thiết mạng hai cửa có hàm truyền đơn vị (bằng 1) tần số tồn miền thời gian, có: 𝑆𝑟 (𝑡) = 𝑁𝑛 (𝑡)𝑆𝑣 (𝑡) + 𝑁𝑐 (𝑡) 𝑁𝑛 (𝑡) ký hiệu cho nhiễu nhân 𝑁𝑐 (𝑡) ký hiệu cho nhiễu cộng Nhiễu cộng sinh tín hiệu ngẫu nhiên không mong muốn tác động cộng thêm vào tín hiệu đầu Nhiễu cộng nguồn nhiễu công nghiệp vũ trụ tạo ra, luôn tồn môi trường truyền lan tín hiệu Dải phổ nhiễu cộng rộng, với tín hiệu có phổ đoạn tần số nào, chúng tạo thành trùm lên tín hiệu Nhiễu nhân, tác động nhân vào tín hiệu, gây phương thức truyền lan tín hiệu thay đổi thông số vật lý phận mơi trường truyền lan tín hiệu qua Trong trường hợp đầu nhiễu tác động nhanh lên tín hiệu tác động chậm trường hợp thứ hai biến động mơi trường thường xảy với chu kỳ vài phút đến vài Hiện tượng thường gặp thu tín hiệu vơ tuyến dải sóng ngắn nhiều đường truyền lan khác tùy theo sai trình đường thay đổi làm cho tổng cường độ điện trường đầu thu biến đổi, gây biên độ tín hiệu thu lớn bé hẳn, gọi tượng fading Các kênh tin thực tế khơng đảm bảo đặc tính xung đặc tính tần số đơn vị nên cơng thức tính tín hiệu là: 𝑆𝑣 (𝑡) = 𝑎 (𝑡) cos[𝑤(𝑡) − 𝛩 (𝑡)] Các thông số biên độ a(t), tần số w(t) hay góc pha 𝛩(𝑡) biến đổi theo quy luật thông tin để mang tin nhiều tác động làm thay đổi thông số làm sai lạc thông tin 1.3 Nhận tin Nhận tin đầu cuối hệ thống truyền tin Nhận tin thường gồm có nhận biết thơng tin phát xử lý thông tin Bộ xử lý thông tin người, thiết bị Nếu phận xử lý thông tin thiết bị tự động có hệ thống truyền tin tự động Vì tín hiệu nhận đầu kênh hỗn hợp tín hiệu tạp nhiễu xảy kênh, nên nói chung tín hiệu khơng giống với tín hiệu đưa vào kênh Nhiệm vụ cần thực nhận tin từ tín hiệu nhận y(t) phải xác định x(t) đưa vào đầu vào kênh Bài tốn gọi phục hổi tín hiệu điểm thu 1.4 Những vấn đề hệ thống truyền tin Các vấn đề hệ thống truyền tin gồm có: - Hiệu suất truyền tin hay tốc độ truyền tin hệ thống Đó lượng thông tin hệ thống cho phép truyền đơn vị thời gian Độ xác truyền tin (hay khả chống nhiễu hệ thống) Yêu cầu tối đa với hệ thống truyền tin thực truyền tin nhanh chóng xác Những sở lý thuyết nói phần sau giải đáp vấn đề Những khái niệm lý thuyết thông tin cho biết giới hạn tốc độ truyền tin kênh tin, nghĩa khối lượng thông tin lớn mà kênh cho truyền qua với độ sai nhỏ tùy ý Khi truyền tin tiến hành cự ly lớn, người ta thường dùng lượng mang tin sóng điện từ Trong trường hợp cơng suất máy phát bị hạn chế, lượng tín hiệu tạp nhiễu đầu thu xấp xỉ nhau, vấn đề lý thuyết đặt xác định cấu trúc thiết bị thu tín hiệu lý tưởng, nghĩa phát tách tín hiệu tạp âm lớn Trong nhiều trường hợp nguồn tin nguyên thủy liên tục dùng kênh rời rạc để truyền tin Vậy nguồn liên tục trước mã hóa phải rời rạc hóa Để xác minh phép biến đổi nguồn liên tục thành nguồn rời rạc phép biến đổi tương đương 1-1 mặt thông tin, trước tiên khảo sát sở lý thuyết phép rời rạc hóa gồm định lý lấy mẫu quy luật lượng tử hóa Sự xác minh tính đắn phương diện lý thuyết phép rời rạc hóa phép biến đổi tương đương khơng có ý nghĩa to lớn thực nghiệm mà mặt lý thuyết có ý nghĩa rõ rệt Nhờ mà điều khảo sát kết luận hệ thống rời rạc mở rộng hệ thống liên tục mà khảo sát trực tiếp làm nảy sinh nhiều vấn đề khó khăn phương pháp Chương 2: Giới thiệu mạng truyền thông quang Bắt đầu thiên niên kỷ mới, thấy thay đổi đáng kể ngành viễn thơng có ý nghĩa sâu rộng đời sống người Có nhiều lý giải cho thay đổi Đầu tiên quan trọng nhu cầu có thêm dung lượng mạng liên tục không ngừng Sự phát triển vượt bậc Internet World Wide Web, số lượng người dùng thời gian sử dụng Và băng thơng sử dụng người dùng yếu tố quan tâm hàng đầu Lượng người truy cập Internet tăng nhanh liên tục nhiều năm Các ước tính tăng trưởng thay đổi đáng kể năm qua Bất chấp thay đổi, ước tính tăng trưởng ln mức cao, với ước tính gần khoảng 50% hàng năm Trong đó, công nghệ truy cập băng thông rộng Kênh thuê bao kỹ thuật số (DSL) modem cáp triển khai rộng rãi Đồng thời, doanh nghiệp ngày dựa vào mạng tốc độ cao để điều hành công việc Các mạng sử dụng nhằm kết nối nhiều vị trí với cơng ty công ty để giao dịch doanh nghiệp Các tập đoàn lớn thuê đường truyền 155 Mb/s để kết nối mạng nội họ, ngày họ thường thuê kết nối Gb/s Tồn mối tương quan chặt chẽ gia tăng nhu cầu chi phí băng thông Các tiến công nghệ thành công việc giảm giá băng thơng Chi phí băng thơng giảm lại thúc đẩy phát triển ứng dụng sử dụng nhiều băng thơng Một ví dụ đơn giản gọi điện thoại ngày rẻ hơn, người dành nhiều thời gian điện thoại Điều thúc đẩy nhu cầu băng thơng rộng mạng Chu kỳ tích cực khơng có dấu hiệu giảm bớt tương lai gần Một yếu tố khác gây thay đổi lớn ngành việc bãi bỏ quy định ngành điện thoại Một thực tế công ty độc quyền cản trở tiến nhanh chóng Các cơng ty độc quyền thời gian để thích ứng với thay đổi khơng có động để giảm chi phí cung cấp dịch vụ Bãi bỏ quy định công ty độc quyền kích thích cạnh tranh thị trường, dẫn đến chi phí thấp cho người dùng, triển khai nhanh công nghệ dịch vụ Bãi bỏ quy định dẫn đến việc thành lập số nhà cung cấp dịch vụ công ty thành lập cung cấp thiết bị cho nhà cung cấp Trước mạng, kế thừa thiết kế để hỗ trợ hiệu giọng nói liệu Ngày nay, dịch vụ truyền tải liệu có tính phổ biến có khả cung cấp dịch vụ chất lượng để mang lại hiệu suất nhạy cho ứng dụng thoại video thời gian thực Những yếu tố thúc đẩy phát triển mạng quang dung lượng cao chuyển đổi nhanh chóng đáng kể họ từ phịng thí nghiệm nghiên cứu sang triển khai thương mại 2.1 Kiến trúc mạng truyền thông quang Các nhà cung cấp dịch vụ trước chủ yếu công ty điện thoại, ngày có nhiều nhà mạng hoạt động theo mơ hình kinh doanh khác nhau, nhiều người số họ chí khơng cung cấp dịch vụ thoại Ngoài nhà cung cấp truyền thống cung cấp thoại dịch vụ kênh thuê riêng, ngày có nhà cung cấp dịch vụ chuyên kết nối với Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP), nhà cung cấp dịch vụ cung cấp số lượng lớn băng thông cho nhà cung cấp dịch vụ khác chí có nhà cung cấp dịch vụ ảo-cung cấp dịch vụ mà không sở hữu sở hạ tầng Mạng riêng mạng tập đoàn sở hữu điều hành để sử dụng nội Nhiều tập đồn dựa vào nguồn lực lực mạng cơng cộng cung cấp để triển khai mạng riêng họ, mạng qua đất công, họ cần có giấy phép để xây dựng mạng Mạng kéo dài tòa nhà, nhiều vài km gọi mạng cục (LAN); trải dài khuôn viên trường khu đô thị, thường từ hàng chục đến vài trăm km, gọi mạng đô thị (MAN); mạng trải dài khoảng cách chí xa hơn, từ hàng trăm đến hàng nghìn km, gọi mạng diện rộng (WAN) Hình 2.1 mô tả tổng quan kiến trúc mạng quang cơng cộng điển hình Mạng rộng lớn phức tạp, phần khác mạng sở hữu vận hành nhà cung cấp dịch vụ khác Các nút mạng trung tâm điều khiển, gọi điểm diện (POPs) (Trong số trường hợp, POP dùng để nút "nhỏ" trung tâm đề cập đến nút “lớn”.) Liên kết nút bao gồm cặp sợi nhiều cặp sợi Liên kết mạng đường dài tốn để xây dựng Nên cấu trúc liên kết nhiều mạng đường dài Bắc Mỹ thưa thớt Ở Châu Âu, liên kết ngắn cấu trúc có xu hướng dày đặc Đồng thời, bắt buộc phải cung cấp đường dẫn thay trường hợp số liên kết bị lỗi Những hạn chế dẫn đến việc triển khai rộng rãi cấu trúc liên kết vòng, đặc biệt Bắc Mỹ Các vòng thưa thớt (chỉ có hai liên kết nút) cung cấp đường dẫn thay để định tuyến lại lưu lượng truy cập Trong nhiều trường hợp, mạng chia lưới thực dạng mạng vòng kết nối với Ở cấp độ cao, mạng chia thành mạng thị mạng đường dài Mạng đô thị phần mạng nằm thành phố lớn khu vực Mạng đường dài kết nối thành phố vùng khác Mạng đô thị bao gồm mạng lưới truy cập đô thị mạng liên trạm Mạng truy cập mở rộng từ văn phòng trung tâm đến doanh nghiệp nhà riêng lẻ (thông thường nhóm nhà thay nhà riêng lẻ) Phạm vi tiếp cận mạng truy cập thường vài km chủ yếu thu thập lưu lượng truy cập từ vị trí khách hàng vào mạng nhà cung cấp dịch vụ Do đó, hầu hết lưu lượng truy cập mạng truy cập tập trung văn phòng trung tâm nhà cung cấp Mạng liên trạm kết nối nhóm văn phịng trung tâm thành phố khu vực Mạng thường kéo dài vài km đến vài chục km văn phòng Mạng đường dài kết nối thành phố, khu vực khác trải dài hàng trăm đến hàng nghìn km văn phịng trung tâm Trong vài trường hợp, phần khác mạng cung cấp chuyển giao mạng đô thị mạng đường dài, đặc biệt mạng vận 10 liên kết, trang cần tải xuống sớm tốt từ mạng Do đó, luồng liên tục địi hỏi nhiều băng thơng từ mạng hoạt động băng thơng khơng hoạt động Nó thường đặc trưng băng thơng trung bình băng thơng đỉnh, tương ứng với tốc độ bùng nổ trung bình dài hạn ngắn hạn Trong mạng chuyển mạch kênh, phải dự trữ đủ băng thông để xử lý tốc độ cao băng thông thường không dùng đến Chuyển mạch gói phát minh để giải vấn đề truyền tải lưu lượng liệu nhanh cách hiệu Trong mạng chuyển mạch gói, luồng liệu chia thành gói liệu nhỏ Các gói ghép với gói từ luồng liệu khác bên mạng Các gói chuyển bên mạng dựa đích chúng Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển này, tiêu đề gói thêm vào trọng tải gói Tiêu đề mang thơng tin địa chỉ, ví dụ, địa đích địa nút đường dẫn Các nút trung gian đọc tiêu đề xác định nơi chuyển gói dựa thơng tin chứa tiêu đề Tại đích, gói thuộc luồng cụ thể nhận luồng liệu kết hợp lại với Ví dụ chủ yếu mạng chuyển mạch gói Internet, sử dụng Giao thức Internet (IP) để định tuyến gói từ nguồn đến đích chúng Chuyển mạch gói sử dụng kỹ thuật gọi ghép thống kê ghép nhiều luồng liệu nhanh với liên kết Vì luồng liệu hoạt động, nên có khả thời điểm nào, số luồng hoạt động luồng khác khơng Xác suất để tất luồng hoạt động đồng thời nhỏ Do băng thơng yêu cầu liên kết nhỏ đáng kể so với băng thông yêu cầu tất luồng hoạt động đồng thời Ghép kênh thống kê cải thiện việc sử dụng băng thông dẫn đến số ảnh hưởng lớn khác Nếu nhiều luồng hoạt động đồng thời vượt độ rộng băng tần có sẵn liên kết, số gói phải xếp hàng đợi vào đệm liên kết trở lại bình thường Do đó, độ trễ mà gói tin trải qua phụ thuộc vào có gói tin xếp hàng trước Do đó, độ trễ mà gói tin trải qua phụ thuộc vào có gói tin xếp hàng trước Điều làm cho độ trễ tham số ngẫu nhiên Đôi khi, lưu lượng truy cập cao đến mức khiến đệm tràn khiến số gói phải loại bỏ khỏi mạng Thông thường, giao thức truyền tải lớp cao hơn, chẳng hạn giao thức điều khiển truyền (TCP) Internet, phát điều đảm bảo gói truyền lại Trên hết, mạng chuyển mạch gói truyền thống chí khơng hỗ trợ khái niệm kết nối Các gói thuộc kết nối xử lý thực thể độc lập gói khác tuyến đường khác thông qua mạng Đây trường hợp mạng sử dụng IP Loại dịch vụ không kết nối gọi dịch vụ datagram Điều dẫn đến nhiều biến thể độ trễ gói khác gây buộc giao thức truyền tải lớp cao phải gửi lại gói tin đến khơng theo trình tự điểm đến chúng 13 Do đó, trước đây, mạng chuyển mạch gói cung cấp dịch vụ coi “nỗ lực tốt nhất” Mạng cố gắng để đưa liệu từ nguồn đến đích nhanh khơng có đảm bảo Đây thực vấn đề lớn Internet ngày Một ví dụ khác loại dịch vụ chuyển tiếp khung (Frame relay), dịch vụ chuyển mạch gói phổ biến cung cấp để kết nối liệu mạng công ty với Khi người dùng đăng ký dịch vụ chuyển tiếp khung, họ hứa hẹn có băng thơng trung bình định theo thời gian phép có phép có lưu lượng tức thời vượt băng Để đảm bảo mạng không bị tải, tốc độ liệu người dùng điều chỉnh đầu vào mạng để người dùng khơng vượt q băng thơng trung bình cam kết Nói cách khác, người dùng cung cấp tốc độ cam kết 64 kb/s, gửi liệu 128 kb/s 32 kb/s vào thời điểm khác, không phép vượt tốc độ trung bình 64 kb/s thời gian dài Dịch vụ “nỗ lực tốt nhất” cung cấp mạng chuyển mạch gói tốt cho số ứng dụng, chẳng hạn duyệt Web truyền tệp, ứng dụng không độ nhạy trễ cao Tuy nhiên, ứng dụng gọi thoại video thời gian thực chịu chậm trễ gói ngẫu nhiên Do đó, ngày người ta nỗ lực nhiều để thiết kế mạng chuyển mạch gói cung cấp số đảm bảo chất lượng dịch vụ Ví dụ chất lượng dịch vụ (QoS) bao gồm số cam kết độ trễ gói tin tối đa thay đổi độ trễ, đảm bảo cung cấp băng thơng trung bình tối thiểu cho kết nối Giao thức Internet cải tiến để cung cấp dịch vụ tương tự Hầu hết QoS dựa ý niệm có lớp hướng kết nối Ví dụ, mạng IP, chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) cung cấp mạch ảo để hỗ trợ luồng lưu lượng đầu cuối Một mạch ảo buộc tất gói thuộc mạch theo đường dẫn qua mạng, cho phép phân bổ tài nguyên tốt mạng để đáp ứng đảm bảo chất lượng dịch vụ định, chẳng hạn độ trễ giới hạn cho gói Khơng giống mạng chuyển mạch kênh thực, mạch ảo không cung cấp băng thông đảm bảo cố định dọc theo đường dẫn mạch thực tế ghép kênh thống kê sử dụng để ghép kênh ảo bên mạng 2.2.1.Tổng quan thay đổi dịch vụ Mơ hình dịch vụ nhà mạng sử dụng thay đổi nhanh chóng mạng lưới công nghệ phát triển cạnh tranh nhà cung cấp dịch vụ ngày gay gắt Băng thông truyền kết nối tăng lên việc cho thuê đường truyền có dung lượng từ 155 Mb/s đến 2,5 Gb/s chí 10 Gb/s trở nên phổ biến Lưu ý nhiều trường hợp, khách hàng nhà cung cấp dịch vụ nhà cung cấp khác, gọi nhà cung cấp nhà cung cấp dịch vụ- cung cấp băng thông với số lượng lớn cho nhà cung cấp dịch vụ khác Ngoài ra, cạnh tranh gia tăng nhu cầu khách hàng, nhà cung cấp dịch vụ cần có khả cung cấp kết nối nhanh chóng vài phút đến vài thay vài ngày đến vài tháng, băng 14 thơng u cầu Hơn nữa, thay đăng ký hợp đồng kéo dài từ nhiều tháng đến nhiều năm, khách hàng muốn đăng ký thời hạn ngắn nhiều Một khía cạnh khác thay đổi liên quan đến tính khả dụng mạch này, định nghĩa phần trăm thời gian mà dịch vụ có sẵn cho người dùng Thơng thường, nhà cung cấp dịch vụ cung cấp khả sẵn sàng 99,999%, tương ứng với thời gian ngừng hoạt động phút năm Điều đòi hỏi mạng phải thiết kế để phục hồi dịch vụ nhanh chóng có cố chẳng hạn đứt cáp quang, khoảng 50 mili giây Mặc dù điều tập nhỏ kết nối, kết nối mạng liệu khác chịu thời gian khôi phục cao Một số kết nối hồn tồn khơng cần khơi phục lại nhà cung cấp, người dùng cần xử lý việc định tuyến lại lưu lượng kết nối trường hợp lỗi Việc khôi phục nhanh thường thực cách cung cấp đầy đủ dự phịng - nửa băng thơng mạng dành cho mục đích Do đó, nhà cung cấp dịch vụ giới cần triển khai mạng cung cấp cho họ linh hoạt để cung cấp băng thông theo yêu cầu cần, cho nơi cần, với thuộc tính dịch vụ thích hợp Cần xác định rõ nơi cần nhà cung cấp dịch vụ dự đoán vị trí nhu cầu lưu lượng tương lai Do đó, họ khó lập kế hoạch xây dựng mạng tối ưu hóa xung quanh giả định cụ thể nhu cầu băng thông Đồng thời, kết hợp dịch vụ cung cấp nhà cung cấp dịch vụ ngày mở rộng Chúng ta nói dịch vụ chuyển mạch kênh chuyển mạch gói phần trước Điều khơng thường nhận ngày dịch vụ phân phối qua mạng lớp phủ riêng biệt thay mạng Do đó, nhà cung cấp dịch vụ cần vận hành trì nhiều mạng - đề xuất tốn theo thời gian Đối với hầu hết mạng, chi phí liên quan đến việc vận hành mạng theo thời gian (chẳng hạn bảo trì, cung cấp kết nối mới, nâng cấp) vượt xa chi phí ban đầu việc đưa thiết bị vào để xây dựng mạng Do đó, nhiều nhà cung cấp dịch vụ muốn chuyển sang trì cho sở hạ tầng mạng đơn cho phép họ cung cấp nhiều loại dịch vụ 2.3 Các mạng quang Mạng quang hứa hẹn giải nhiều vấn đề mà thảo luận Ngoài việc cung cấp dung lượng khổng lồ mạng, mạng quang cung cấp sở hạ tầng chung mà qua phân phối nhiều loại dịch vụ Các mạng ngày có khả cung cấp băng thông cách linh hoạt đâu Cáp quang cung cấp băng thông cao nhiều so với cáp đồng bị ảnh hưởng loại nhiễu điện từ hiệu ứng không mong muốn khác Do đó, phương tiện ưa thích để truyền liệu với tốc độ lớn vài chục 15 megabit / giây khoảng cách km Nó phương tiện phù hợp để thực kết nối khoảng cách ngắn (vài mét đến hàng trăm mét), tốc độ cao (gigabit / giây trở lên) bên hệ thống lớn Khi nói mạng quang, thực nói hai hệ xác mạng quang Trong hệ đầu tiên, quang học sử dụng để truyền tải đơn giản cung cấp dung lượng Cáp quang cung cấp tỷ lệ lỗi bit thấp dung lượng cao cáp đồng Tất chức chuyển mạch mạng thông minh khác thiết bị điện tử xử lý Ví dụ mạng quang hệ SONET (mạng quang đồng bộ) tương tự mạng SDH (hệ thống phân cấp kỹ thuật số đồng bộ) tạo thành cốt lõi sở hạ tầng viễn thông Bắc Mỹ Châu Âu Châu Á, nhiều loại mạng doanh nghiệp Kênh sợi quang (Fibre Channel) Mạng quang hệ thứ hai có định tuyến, chuyển mạch thông minh lớp quang Trước thảo luận hệ mạng này, trước tiên xem xét kỹ thuật ghép kênh cung cấp dung lượng cần thiết để thực hóa mạng Hình 2.3 Các kỹ thuật ghép kênh khác để tăng dung lượng truyền dẫn sợi quang a) Ghép kênh phân chia thời gian điện tử quang học b) Ghép kênh phân chia bước sóng 16 Cả hai kỹ thuật ghép kênh dùng N luồng liệu, luồng tốc độ B b/s,và ghép chúng thành sợi quang với tốc độ tổng hợp NB b/s 2.3.1 Các kĩ thuật ghép kênh Nhu cầu ghép kênh thúc đẩy thực tế hầu hết ứng dụng, việc truyền liệu tốc độ cao qua sợi quang tiết kiệm nhiều so với truyền tốc độ thấp qua nhiều sợi Về bản, có hai cách để tăng khả truyền dẫn sợi quang, biểu diễn hình 1.3 Đầu tiên tăng tốc độ bit Điều đòi hỏi thiết bị điện tử tốc độ cao Nhiều luồng liệu tốc độ thấp ghép thành luồng tốc độ cao phương pháp ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) Bộ ghép kênh thường xen kẽ luồng tốc độ thấp để thu luồng tốc độ cao Ví dụ: chọn byte liệu từ luồng đầu tiên, byte từ luồng thứ hai, Ví dụ, 64 luồng 155 Mb/s ghép thành luồng 10 Gb/s Ngày nay, tốc độ truyền cao hệ thống thương mại 40 Gb/s dùng công nghệ TDM Để thúc đẩy công nghệ TDM vượt qua tốc độ này, nhà nghiên cứu phát triển phương pháp để thực chức ghép kênh phân kênh mặt quang học Cách tiếp cận gọi ghép kênh quang phân chia theo thời gian (OTDM) Các thí nghiệm phịng thí nghiệm chứng minh khả ghép kênh/phân kênh số luồng 10 Gb/s vào/từ luồng 250 Gb/s, việc triển khai thương mại OTDM chưa khả thi Bản chất việc ghép kênh phân kênh luồng tốc độ cao khơng có khả thực mạng thực tế Chúng ta cần phải đối mặt với rủi ro phát sinh luồng tốc độ cao truyền qua sợi quang, tốc độ bit cao, khó khăn để xử lý khiếm khuyết Một cách khác để tăng dung lượng sử dụng kỹ thuật gọi ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM) WDM giống ghép kênh phân chia theo tần số (FDM), sử dụng hệ thống vơ tuyến kỷ Vì số lý do, thuật ngữ FDM sử dụng rộng rãi liên lạc vô tuyến, WDM sử dụng bối cảnh liên lạc quang học, có lẽ FDM nghiên cứu kỹ sư truyền thông WDM nhà vật lý Ý tưởng truyền liệu đồng thời nhiều bước sóng mang (hoặc tương đương, tần số màu sắc) qua sợi quang Các bước sóng khơng giao thoa với chúng giữ đủ xa (Có số hiệu ứng khơng mong muốn bước sóng giao thoa với nhau) Vì vậy, WDM cung cấp sợi ảo, làm cho sợi quang đơn trông giống nhiều sợi "ảo", với sợi ảo mang luồng liệu Các hệ thống WDM ngày triển khai rộng rãi mạng đường dài biển triển khai mạng lưới mạng đô thị WDM TDM cung cấp cách để tăng dung lượng truyền tải bổ sung cho Do mạng ngày sử dụng kết hợp TDM WDM Câu hỏi kết hợp TDM WDM để sử dụng hệ thống? Ví dụ: giả sử nhà cung cấp dịch vụ muốn cài đặt liên kết 160 Gb/s Vậy nên triển khai 64 kênh 17 WDM với tốc độ 2,5 Gb/s kênh hay triển khai 16 kênh WDM với tốc độ 10 Gb/s kênh? Câu trả lời phụ thuộc vào số yếu tố, bao gồm loại thông số sợi quang sử dụng dịch vụ mà nhà cung cấp muốn đưa vào cách sử dụng liên kết Người ta tạo hệ thống có khả truyền dẫn khoảng Tb/s qua sợi quang cách sử dụng kết hợp WDM TDM chắn hệ thống có dung lượng cao hoạt động khoảng cách xa xuất tương lai 2.3.2 Các mạng quang hệ Truyền quang phương tiện truyền dẫn ưa chuộng truyền dẫn WDM sử dụng rộng rãi mạng Mạng quang có khả cung cấp nhiều chức truyền điểm-điểm Những ưu điểm đạt cách kết hợp số chức chuyển mạch định tuyến thực thiết bị điện tử vào phần quang mạng Ví dụ, tốc độ liệu ngày cao, việc xử lý liệu thiết bị điện tử trở nên khó khăn Giả sử thiết bị điện tử phải xử lý liệu theo khối 70 byte (ví dụ: gói Ethernet nhỏ) Trong luồng liệu 100 Mb/s, có 5,6 μs để xử lý khối, tốc độ 10 Gb/s, khối tương tự phải xử lý vòng 56 ns Trong mạng hệ thứ nhất, thiết bị điện tử nút xử lý tất liệu dành cho nút mà cịn tất liệu truyền qua nút đến nút khác mạng Nếu liệu sau định tuyến miền quang, gánh nặng cho thiết bị điện tử bên nút giảm đáng kể Đây kim nam cho mạng quang hệ thứ hai Các mạng quang dựa mẫu triển khai Kiến trúc mạng thể Hình 2.4 Họ gọi mạng định tuyến theo bước sóng Mạng cung cấp đường dẫn ánh sáng cho người dùng, chẳng hạn SONET, thiết bị đầu cuối định tuyến IP đường dẫn ánh sáng kết nối quang thực từ đầu đến cuối từ nút nguồn đến nút đích bước sóng liên kết trung gian Tại nút trung gian mạng, đường dẫn ánh sáng định tuyến chuyển từ liên kết sang liên kết khác Trong số trường hợp, đường dẫn ánh sáng chuyển đổi từ bước sóng sang bước sóng khác dọc theo tuyến đường chúng Các đường dẫn ánh sáng khác mạng định tuyến theo bước sóng sử dụng bước sóng miễn chúng khơng có liên kết chung Điều cho phép sử dụng lại bước sóng phần khác mạng Ví dụ, Hình 2.4 có đường dẫn ánh sáng, đường dẫn ánh sáng B C, đường dẫn ánh sáng D E, đường dẫn ánh sáng E F không chung liên kết mạng thiết lập cách sử dụng bước sóng λ1 Đồng thời, đường dẫn ánh sáng A F có chung liên kết với đường dẫn ánh sáng B C nên phải sử dụng bước sóng khác đường dẫn ánh sáng E F phải có bước sóng khác Lưu ý đường dẫn ánh sáng sử dụng bước sóng liên 18 kết đường chúng Ta phải giải trường hợp mạng khơng có khả chuyển đổi bước sóng Giả sử có sẵn hai bước sóng mạng muốn thiết lập đường dẫn ánh sáng nút E F Nếu khơng có chuyển đổi bước sóng, khơng thể thiết lập đường dẫn ánh sáng Mặt khác, nút trung gian X thực chuyển đổi bước sóng thiết lập đường dẫn ánh sáng bước sóng λ2 liên kết EX bước sóng λ1 liên kết XF Hình 2.4 Mạng định tuyến theo bước sóng WDM, hiển thị thiết bị đầu cuối đường quang (OLTs), ghép kênh xen/kẽ quang (OADM) kết nối chéo quang (OXCs) Mạng cung cấp đường dẫn ánh sáng cho người dùng, thường định tuyến IP thiết bị đầu cuối SONET Các phần tử mạng cho phép kết nối mạng quang thiết bị đầu cuối đường quang (OLTs), ghép kênh thêm/ thả quang (OADMs) kết nối chéo quang (OXCs) Một OLT ghép nhiều bước sóng thành sợi đơn phân kênh tập bước sóng sợi đơn thành sợi riêng biệt Các OLT sử dụng cuối kết nối WDM điểm-điểm OADM thu nhận tín hiệu nhiều bước sóng giảm số bước sóng cách có chọn lọc cho bước sóng khác qua Nó bổ sung có chọn lọc bước sóng vào tín hiệu đầu Một OADM có hai cổng dịng biểu diễn tín hiệu WDM tổng hợp số cổng cục nơi bước sóng riêng lẻ bị loại bỏ thêm vào Về OXC thực chức tương tự với kích thước lớn nhiều Các OXC có số lượng cổng lớn (từ vài chục đến hàng nghìn) có khả chuyển đổi bước sóng từ cổng đầu vào sang cổng đầu vào khác Cả OADM OXC kết hợp khả chuyển đổi bước sóng 19 Các mạng quang dựa kiến trúc mô tả triển khai Các OLT sử dụng rộng rãi cho ứng dụng điểm-điểm OADM sử dụng mạng đường dài mạng đô thị Các OXC bắt đầu triển khai mạng đường dài mạng có dung lượng cao 2.4 Lớp quang Trước sâu vào chi tiết lớp quang, tìm hiểu khái niệm kiến trúc phân lớp mạng Mạng thực thể phức tạp với chức khác thực thành phần khác mạng, với thiết bị từ nhà cung cấp khác hoạt động chung với Để đơn giản hóa quan điểm mạng, ta chia chức mạng thành lớp khác nhau, hình 2.5 Loại mơ hình phân lớp tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế (ISO) đề xuất vào đầu năm 1980 Các lớp xếp chồng lên nhau, lớp thực chức định cung cấp dịch vụ định cho lớp Đổi lại, lớp mong đợi lớp bên cung cấp tập hợp dịch vụ định cho Giao diện dịch vụ hai lớp liền kề gọi điểm truy cập dịch vụ (SAP) có nhiều SAP lớp tương ứng với loại dịch vụ khác cung cấp 2.5 Hệ thống phân cấp lớp mạng hiển thị lớp phần tử mạng Trong hầu hết trường hợp, mạng cung cấp kết nối cho người dùng Một kết nối thiết lập nút nguồn nút đích Thiết lập, gỡ xuống 20 quản lý trạng thái kết nối công việc thực thể quản lý điều khiển mạng riêng biệt kiểm sốt lớp riêng lẻ mạng Ngồi cịn có ví dụ mạng cung cấp dịch vụ không kết nối cho người dùng Các dịch vụ thích hợp để truyền tin nhắn ngắn qua mạng mà khơng phải trả phí thiết lập gỡ bỏ kết nối cho mục đích Trong phần tử mạng, liệu thuộc kết nối qua lớp Mỗi lớp ghép số kết nối lớp cao bổ sung thêm mào đầu cho liệu từ lớp cao Mỗi phần tử mạng trung gian dọc theo đường dẫn kết nối tập hợp lớp lớp thấp lớp định hệ thống phân cấp Điều quan trọng phải xác định chức lớp giao diện lớp Điều cần thiết cho phép nhà cung cấp sản xuất sản phẩm phần cứng phần mềm khác thực chức số lớp cung cấp giao diện thích hợp để giao tiếp với sản phẩm khác thực chức lớp khác Có nhiều cách triển khai khả thi tiêu chuẩn cho lớp Một lớp định hoạt động với nhiều lớp thấp cao Mỗi loại mạng quang khác tạo thành lớp Bản thân lớp chia thành nhiều lớp Khi nghiên cứu mạng này, khám phá thêm hệ thống phân cấp có thứ bậc Hình 2.6 cho thấy phân tích cổ điển lớp khác mạng ISO đề xuất Lớp thấp hệ thống phân cấp lớp vật lý, lớp cung cấp “đường ống” với lượng băng thơng định cho lớp phía Lớp vật lý cáp quang, không dây cáp đồng trục cáp xoắn đôi Lớp lớp liên kết liệu, chịu trách nhiệm đóng khung, ghép kênh phân kênh liệu gửi qua lớp vật lý Giao thức khung xác định cách liệu vận chuyển qua liên kết vật lý Thông thường, liệu chia thành khung trước truyền qua liên kết vật lý Điều cần thiết để đảm bảo cung cấp liệu đáng tin cậy qua liên kết Giao thức đóng khung cung cấp phân định rõ rang khung, cho phép đủ chuyển tiếp tín hiệu để khơi phục tín hiệu đầu thường bao gồm chi phí bổ sung cho phép phát lỗi liên kết Ví dụ giao thức liên kết liệu phù hợp để hoạt động qua liên kết điểm-điểm bao gồm Ethernet, giao thức điểm-điểm (PPP) giao thức điều khiển liên kết liệu mức cao (HDLC) Các giao thức liên kết liệu Ethernet 21 hoạt động liên kết nhiều nút chia sẻ băng thông chung liên kết Các giao thức có lớp điều khiển truy cập phương tiện (MAC), lớp điều phối việc truyền nút khác liên kết Liên kết trở thành mạng cục cho nút Hình 2.6 Hệ thống phân lớp cổ điển Phía lớp liên kết liệu lớp mạng Lớp mạng thường cung cấp mạch ảo dịch vụ datagram cho lớp cao Mạch ảo (VC) đại diện cho kết nối end-to-end với tập hợp thông số chất lượng dịch vụ định liên kết với nó, chẳng hạn băng thơng tỷ lệ lỗi Dữ liệu nguồn truyền qua VC phân phối theo trình tự đích Mặt khác, biểu đồ liệu thông điệp ngắn truyền từ đầu đến cuối, khơng có khái niệm liên quan Lớp mạng thực chức định tuyến end-to-end lấy thơng điệp nguồn gửi đến đích Lớp mạng chủ yếu ngày IP phần tử mạng mạng IP định tuyến IP IP cung cấp cách để định tuyến gói (datagram) từ đầu đến cuối mạng chuyển mạch gói cơng việc IP bao gồm ghép kênh thống kê nhiều luồng gói ngày cung cấp số chế khôi phục dịch vụ đơn giản tương đối chậm hiệu Nó cải tiến với giao thức chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) cung cấp dịch vụ VC Giao thức Internet điều chỉnh để hoạt động nhiều loại liên kết 22 liệu phương tiện vật lý, chẳng hạn Ethernet, đường dây điện thoại nối tiếp, đường cáp đồng trục đường cáp quang Lớp truyền tải nằm lớp mạng chịu trách nhiệm đảm bảo việc phân phối thông điệp truyền từ đầu đến cuối, theo trình tự khơng có lỗi Ví dụ: giao thức điều khiển truyền (TCP) sử dụng Internet thuộc lớp Bên lớp truyền tải lớp khác lớp phiên, lớp trình bày lớp ứng dụng Hình 2.7 Một IP mạng SONET (a) Mạng có chuyển mạch IP với điều hợp SONET kết nối với mạng SONET (b)Phân lớp mạng Quan điểm phân lớp cổ điển mạng cần chỉnh trang để xử lý đa dạng mạng giao thức phát triển ngày Một mơ hình phân lớp thực tế cho mạng ngày sử dụng nhiều ngăn xếp giao thức nằm chồng lên Mỗi ngăn xếp kết hợp số lớp con, cung cấp chức giống lớp vật lý, liên kết mạng truyền thống Để cung cấp Ví dụ cụ thể, xem xét IP qua mạng SONET thể Hình 1.7 Trong trường hợp này, mạng IP coi mạng SONET cung cấp cho liên kết điểmđiểm định tuyến IP Tuy nhiên, thân lớp SONET định tuyến nội chuyển đổi kết nối, theo nghĩa đó, kết hợp lớp liên kết, vật lý mạng Sự đời mạng quang hệ thứ hai bổ sung thêm lớp vào hệ thống phân cấp giao thức - gọi lớp quang Lớp quang học lớp máy chủ cung cấp dịch vụ cho lớp máy khách khác Lớp quang cung cấp đường dẫn ánh sáng đến nhiều lớp khách khác nhau, thể Hình 1.8 Ví dụ lớp máy khách nằm lớp mạng quang hệ thứ hai bao gồm IP, Ethernet 23 SONET / SDH, giao thức khả thi khác Fibre Channel (một giao thức sử dụng để kết nối máy tính với thiết bị lưu trữ máy tính khác) Khi mạng quang hệ thứ hai phát triển, chúng cung cấp dịch vụ khác ngồi đường dẫn ánh sáng, chẳng hạn dịch vụ mạch ảo chuyển mạch gói dịch vụ gói liệu Các dịch vụ giao tiếp trực tiếp với ứng dụng người dùng, Hình 1.8 Vài kết hợp lớp khác thực khơng hiển thị hình, chẳng hạn IP qua SONET qua quang học Hình 2.8 Phân lớp mạng bao gồm lớp mạng quang hệ thứ hai hỗ trợ nhiều lớp khách hàng bên Các lớp khách sử dụng đường dẫn ánh sáng cung cấp lớp quang Đối với mạng SONET, Ethernet IP hoạt động lớp quang, đường dẫn ánh sáng đơn giản thay cho kết nối cáp quang cứng thiết bị đầu cuối SONET định tuyến IP Như mơ tả trước đó, đường dẫn ánh sáng kết nối hai nút mạng thiết lập cách gán bước sóng dành riêng cho liên kết đường dẫn Lưu ý bước sóng riêng lẻ có khả mang liệu tốc độ bit cao (trong khoảng vài đến 10 Gb/s) tồn băng thơng cung cấp cho lớp cao đường dẫn ánh sáng Tùy thuộc vào khả mạng, đường dẫn ánh sáng thiết lập gỡ xuống để đáp ứng yêu cầu từ lớp cao Đây coi dịch vụ chuyển mạch kênh, tương tự dịch vụ cung cấp mạng điện thoại ngày nay: mạng thiết lập ngắt gọi theo yêu cầu từ người dùng Ngoài ra, mạng cung cấp đường dẫn ánh sáng vĩnh viễn, thiết lập thời điểm mạng triển khai Đường dẫn 24 ánh sáng sử dụng để hỗ trợ kết nối tốc độ cao cho nhiều mạng bên Mạng quang ngày cung cấp chức coi chủ yếu nằm lớp vật lý theo quan điểm người sử dụng Tuy nhiên, thân mạng quang kết hợp số lớp con, lớp tương ứng với chức lớp mạng liên kết chế độ xem phân lớp cổ điển Trước xuất lớp quang, SONET / SDH lớp truyền dẫn chủ yếu mạng viễn thông Lớp SONET cung cấp số chức Nó cung cấp end-to-end, quản lý, kết nối chuyển mạch Nó cung cấp chế hiệu để ghép kết nối tốc độ thấp thành kết nối tốc độ cao Ví dụ, kết nối thoại tốc độ thấp 64 kb/s kết nối đường truyền riêng 1,5 Mb/s ghép tồn thành tốc độ đường truyền 10 Gb/s 40 Gb/s để truyền tải qua mạng Hơn nữa, nút trung gian, SONET cung cấp cách hiệu để trích xuất luồng tốc độ thấp riêng lẻ từ luồng tốc độ cao, sử dụng chế ghép kênh dựa việc sử dụng trỏ SONET cung cấp mức độ tin cậy tính khả dụng mạng Các nhà cung cấp dịch vụ mong muốn mạng họ cung cấp 99,99% đến 99,999% khả sử dụng Những số tương ứng với thời gian ngừng hoạt động cho phép cảu mạng năm phút năm SONET đạt điều cách kết hợp chế phức tạp để khôi phục dịch vụ nhanh chóng trường hợp mạng có lỗi Các phần tử mạng SONET bao gồm thiết bị đầu cuối đường dây, ghép kênh xen/kẽ (ADM), tái tạo kết nối chéo kỹ thuật số (DCS) Các thiết bị đầu cuối đường dây luồng lưu lượng ghép kênh phân kênh ADM triển khai cấu hình mạng vịng tuyến tính, chúng cung cấp cách hiệu để giảm phần lưu lượng nút cho phép phần lưu lượng lại qua Cấu trúc liên kết vòng cho phép định tuyến lại lưu lượng truy cập xung quanh lỗi mạng Bộ tái tạo tái tạo tín hiệu SONET cần thiết Các DCS triển khai nút lớn để chuyển đổi số lượng lớn luồng lưu lượng Các chức lớp quang thực theo nhiều cách tương tự chức thực lớp SONET Lớp quang ghép nhiều đường dẫn ánh sáng thành sợi quang cho phép đường dẫn ánh sáng riêng lẻ 25 trích xuất cách hiệu từ tín hiệu ghép kênh tổng hợp nút mạng Nó kết hợp kỹ thuật phục hồi dịch vụ phức tạp kỹ thuật quản lý Hình 1.9 cho thấy hệ thống phân cấp mạng phân lớp điển hình, làm bật lớp quang Lớp quang cung cấp đường dẫn ánh sáng sử dụng SONET phần tử mạng IP Lớp SONET ghép luồng chuyển mạch tốc độ thấp thành luồng tốc độ cao hơn, sau chuyển qua đường dẫn ánh sáng Lớp IP thực ghép kênh luồng chuyển mạch gói thành luồng tốc độ cao hơn, luồng truyền đường dẫn ánh sáng Bản thân bên lớp quang hệ thống phân cấp ghép kênh Nhiều bước sóng đường dẫn ánh sáng kết hợp thành dải bước sóng Các dải kết hợp để tạo tín hiệu WDM tổng hợp sợi quang Bản thân mạng bao gồm nhiều sợi nhiều bó sợi, bó mang số sợi định Hình 2.9 Ví dụ cấu trúc phân cấp nhiều lớp ghép kênh điển hình Tại có nhiều lớp mạng thực chức giống nhau? Câu trả lời hình thức phân lớp giúp giảm đáng kể chi phí thiết bị mạng Các lớp khác hiệu việc thực chức tốc độ bit khác Ví dụ: lớp SONET chuyển đổi xử lý luồng lưu lượng lên đến 10 Gb/s cách hiệu Tuy nhiên, đắt để lớp xử lý hàng trăm luồng 10 Gb/s đến liên kết WDM Mặt khác, lớp quang đặc biệt hiệu việc xử lý lưu lượng sở bước sóng, khơng đặc biệt tốt việc xử lý luồng lưu lượng mức thấp hơn, ví dụ 155 Mb/s Do đó, việc sử dụng lớp quang để xử lý lượng lớn băng thông mức tương đối lớn lớp SONET để xử lý lượng băng thông nhỏ hợp lý 26 Một cách tiếp cận tương tự áp dụng cho chức khôi phục dịch vụ mạng Một số lỗi định xử lý tốt lớp quang số lỗi khác xử lý lớp SONET lớp IP Tổng kết Trong nội dung tiểu luận, chúng em giới thiệu khái quát hệ thống truyền tin Các vấn đề hệ thống truyền tin kênh tin, nhận tin vấn đề hiệu suất hệ thống, độ xác truyền tin Chúng em mô tả hai hệ mạng quang chương này: mạng hệ thứ mạng hệ thứ hai Các mạng hệ sử dụng cáp quang thay cho cáp đồng để có dung lượng cao Mạng hệ thứ hai cung cấp đường ánh sáng chuyển mạch kênh cách định tuyến chuyển mạch bước sóng bên mạng Các yếu tố cho phép điều thiết bị đầu cuối đường dây quang (OLT), ghép kênh thêm / giảm quang (OADM) kết nối chéo quang (OXC) Cũng mô tả phân lớp mạng quang lớp quang Tài liệu tham khảo - Cơ sở lý thuyết truyền tin – Đặng Văn Chuyết, Nguyễn Tuấn Anh - Optical network – Rajiv Ramaswami, Kumar N Sivarajan, Galen H Sasaki 27 ... dụng công nghệ cáp quang vào mạng truyền thông giải vấn đề Và việc thiết kế mạng quang để khai thác khả dải thông cực lớn sợi quang việc tất yếu Trong nội dung tiểu luận, tìm hiểu hệ thống truyền. .. xa xuất tương lai 2.3.2 Các mạng quang hệ Truyền quang phương tiện truyền dẫn ưa chuộng truyền dẫn WDM sử dụng rộng rãi mạng Mạng quang có khả cung cấp nhiều chức truyền điểm-điểm Những ưu điểm... loại bỏ khỏi mạng Thông thường, giao thức truyền tải lớp cao hơn, chẳng hạn giao thức điều khiển truyền (TCP) Internet, phát điều đảm bảo gói truyền lại Trên hết, mạng chuyển mạch gói truyền thống