Môn học tín chỉ: Mạng thông tin quang potx

Môn học tín chỉ: MẠNG THÔNG TIN QUANG Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện - Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 20/03/2012 2 NỘI DUNG MÔN HỌC  Chương 1: Tổng quan mạng thông tin quang Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT  Chương 2: Các thành phần cơ bản của mạng thông tin quang Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT  Chương 3: Mạng thông tin quang ghép bước sóng Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT  Chương 4: Mạng định tuyến bước sóng Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT  Chương 5: Công nghệ mạng quang thế hệ sau Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT 20/03/2012 3 CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THẾ HỆ SAU 5.1. Mạng quang thế hệ mới 5.2. Các chuyển mạch quang 5.3. Mạng viễn thông thế hệ sau 5.4. Mạng truyền tải quang thế hệ sau 5.5. Thiết kế mạng quang ghép bước sóng 20/03/2012 4 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI  Mạng quang thế hệ mớilàbướcnhảyvọtcủa công nghệ viễnthôngkể cả về lượng lẫnvề chất. Vớisự ra đờicủa chuyểnmạch quang, mạng quang từ chổ chủ yếu cung cấpbăng thông đãtrở thành mộtmạng có khả năng định tuyến và chuyểnmạch tựđộng, do đónócókhả năng cung cấpdịch vụ vớibấtkỳ tốc độ nào và vớimọigiaothứcnào.Điềunàyđã cho phép tích hợpIPvà quang. Vì vậy đã cho phép triển khai các dịch vụ phong phú về mặtnội dung, hiệuquả về mặtbăng thông, tứclàhiệuquả về kinh tế cho cả ngườisử dụng lẫn nhà cung cấpdịch vụ  Mạng quang thế hệ mớicóthểđược ứng dụng trong các trường hợpsau: +Xuhướng liên kếtmạng lưutrữ với nhu cầulưulượng cựclớnchohệ thống WDM đôthị và tích hợp các mạng lưutrữ riêng biệtcổđiểnvớimạng dữ liệuIP +Mụctiêuđơngiản hoá cấutrúcmạng phứctạpgồm nhiềucơ sở hạ tầng như : IP, ATM, SONET/SDH và WDM để phân phối đadịch vụ vớichiphívậnhành mạng thấp 20/03/2012 5 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp)  Triển khai các lớp khách hàng SDH/SONET, ATM, IP trên mạng quang thế hệ mới, đãmanglạisự tiếntriểnvượtbậccủa các dịch vụ nàykhitíchhợptrên nềnmạng quang thế hệ mới. Để vậnhànhhiệuquả các dịch vụ mớicủalớp khách hàng trên mộtcơ sở hạ tầng quang cầnphảithiếtkế mạng WDM, định tuyếnbước sóng sao cho có thểđáp ứng càng nhiềuyêucầukế tnối càng tốt, đồng thời đảmbảoxácsuất nghẽnmạch là thấpnhất  Các lớp khách hàng SDH/SONET, ATM, IP trên mạng quang thế hệ mới được thựchiệnrộng rãi trong các mạng viễn thông chung cũng như riêng của các công ty. SONET/SDH cung cấpkhả năng ghép kênh phân chia theo thờigian hiệuquả cho các luồng lưulượng tốc độ thấp và cho phép các luồng này được truyềntải qua mạng theo mộtphương pháp đáng tin cậy  Giao thứclớpmạng đang chiếm ưuthế hiệnnaylàIP.Phầnlớnlưulượng dữ liệu đivàomạng là lưulượng IP, nhờ sự phát triểntốc độ củamạng Internet và Intranet, IP chủ yếu cung cấpkhả năng định tuyến gói hiệuquả từ một nút nguồn đếnmột nút đích trong mạng và là mộtgiaothức phi kếtnối 20/03/2012 6 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp)  MPLS là mộtlớpliênkếtmới, nằmbêndướilớpIP,mở rộng phạmvicủalớp IP để cho phép định tuyến gói dọc theo các đường dẫn đãxácđịnh qua mạng  ATM cũng cung cấp các chứcnăng tương tự,nhưng đảmbảomứcchấtlượng cao hơn. Các mạng lưutrữ tạo thành lớpmạng quan trọng khác trong số các mạng sử dụng sợi quang làm môi trường truyềndẫn. Chứcnăng củamạng lưu trữ là kếtnốigiữa máy tính với máy tính, giữa máy tính vớithiếtbị ngoạivi 5.1.1. Các thế hệ phát triểnmạng truyềnt ải quang WDM  Cho đếnnay,mạng truyềntải quang WDM đãtrải qua ba thế hệ phát triển (Hình 5.1) bao gồm: +Thế hệ thứ nhấtcủamạng truyềntải quang là truyềncácluồng quang tĩnh (cốđịnh) điểm-điểm +Thế hệ thứ hai là chuyểnmạch kênh quang động +Thế hệ thứ ba là chuyểnmạch gói quang 20/03/2012 7 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.1: Các thế hệ phát triển mạng truyền tải quang WDM 20/03/2012 8 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.2: Các giao thức mạng truyền tải quang WDM 20/03/2012 9 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp)  MPLS là mộtlớpliênkếtmới, nằmbêndướilớpIP,mở rộng phạmvicủalớp IP để cho phép định tuyến gói dọc theo các đường dẫn đãxácđịnh qua mạng  ATM cũng cung cấp các chứcnăng tương tự,nhưng đảmbảomứcchấtlượng cao hơn. Các mạng lưutrữ tạo thành lớpmạng quan trọng khác trong số các mạng sử dụng sợi quang làm môi trường truyềndẫn. Chứcnăng củamạng lưu trữ là kếtnốigiữa máy tính với máy tính, giữa máy tính vớithiếtbị ngoạivi 5.1.2. Kiếntrúccácthế hệ củamạng truy ềntải quang WDM  Trong mạng truyềntải quang WDM, luồng quang đượcthiếtlập“động” theo nhu cầu, kếtnốigiữamạng IP  Mạng quang sử dụng công nghệ GMPLS, cho phép cân bằng tải, giảmxác suấttắc nghẽn và khôi phụcmạng nhanh  Kiến trúc các thế hệ mạng truyềntải quang như các Hình 5.3; Hình 5.4(a, b); Hình 5.5 (a, b); Mô hình chuẩngiaothức Internet quang Hình 5.6 20/03/2012 10 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.3: Kiếntrúc mạng truyền tải quang WDM thế hệ thứ nhất (luồng quang tĩnh điểm - điểm) [...]... quang, thông tin cần truyền được cắt nhỏ thành các khối có kích thước cố định hay thay đổi và được cấu trúc thành gói tin bao gồm thông tin tải trọng (là thông tin dữ liệu người dùng cần truyền, trao đổi) và phần thông tin điều khiển mạng (thông tin điều khiển mào đầu header) để gửi qua mạng tới đích  Tại phía thu phải thực hiện phục hồi bản tin từ các gói tin thu được Trong mạng chuyển mạch gói quang. .. diện tín hiệu quang với các mạng quang, mạng chuyển mạch burst và giao diện tín hiệu điện với các mạng chuyển mạch gói điện hay các mạng truy nhập Chức năng chính của nút này là thu thập thông tin để cấu tạo các burst và phân giải các burst ra thành các dạng thông tin ban đầu (gói hay bản tin) phân bổ chúng tới các mạng truy nhập Ở mạng chuyển mạch burst quang mỗi burst chỉ có một gói mang thông tin. ..5.1 MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.4(a): Kiến trúc mạng vòng truyền tải quang WDM/DWDM thế hệ thứ hai (chuyển mạch kênh quang động) 11 20/03/2012 5.1 MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.4(b): Kiến trúc mạng lưới mạng truyền tải quang WDM/DWDM thế hệ thứ hai (chuyển mạch kênh quang động) 12 20/03/2012 5.1 MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.5(a): Kiến trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM... thứ ba (chuyển mạch gói quang) 13 20/03/2012 5.1 MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.5(b): Kiến trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM thế hệ thứ ba (chuyển mạch nhãn quang) 14 20/03/2012 5.1 MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.6: Mô hình chuẩn giao thức Internet quang 15 20/03/2012 5.1 MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) 5.1.3 Các lớp khách hàng trên mạng WDM  Nhiều mạng sử dụng sợi quang như là cơ cấu truyền... thực hiện truyền thông tin dưới dạng các burst quang Đặc biệt hơn là nó không yêu cầu đệm các burst quang tại các node trung gian (thực hiện truyền dẫn qua mạng truyền tải quang một cách trong suốt)  Trong mạng chuyển mạch burst quang các thông tin cần truyền được cấu trúc vào thành các burst, bao gồm một gói điều khiển được gửi đi trước để đăng ký sử dụng tài nguyên mạng và phần thông tin tải trọng... thời gian định tuyến trở nên lớn hơn thời gian truyền thông tin rất nhiều, hay có thể xảy ra tranh chấp gây tắc nghẽn mạng do quá nhiều thông tin điều khiển phải xử lý, 29 20/03/2012 5.2 CÁC CHUYỂN MẠCH QUANG (tiếp) 5.2.3 Chuyển mạch Burst quang  Chuyển mạch burst quang ra đời là sự kết hợp các ưu điểm của cả chuyển mạch gói quang và chuyển mạch kênh quang Nó được thiết kế để cân bằng giữa các ưu và... mạch kênh quang; Hình 5.9 là mô hình thiết lập kết nối giao thức không yêu cầu bản tin xác nhận kết thúc phiên truyền tin 22 20/03/2012 5.2 CÁC CHUYỂN MẠCH QUANG (tiếp) Hình 5.8: Mô hình nút chuyển mạch kênh quang 23 20/03/2012 5.2 CÁC CHUYỂN MẠCH QUANG (tiếp) Hình 5.9: Quá trình kết nối trong chuyển mạch kênh quang 24 20/03/2012 5.2 CÁC CHUYỂN MẠCH QUANG (tiếp) 5.2.2 Chuyển mạch gói quang  Ở mạng chuyển... khi truyền gói tin, sau khi truyền xong gói tin thì kết nối đó được giải phóng và các tài nguyên mạng đã phục vụ kết nối này lại được cung cấp phục vụ cho các kết nối khác vì vậy mà kết nối chỉ được thiết lập khi thực sự có thông tin cần truyền  Đây là điểm khác biệt so với chuyển mạch kênh quang Trong mạng chuyển mạch gói quang đã khắc phục được nhược điểm của mạng chuyển mạch kênh quang đó là sử... đó, khi con đường tối ưu nhất bị lỗi thì mạng có khả năng định tuyến lại Hình 5.11 là mô hình mạng chuyển mạch gói quang 27 20/03/2012 5.2 CÁC CHUYỂN MẠCH QUANG (tiếp) Hình 5.11: Mô hình mạng chuyển mạch gói quang 28 20/03/2012 5.2 CÁC CHUYỂN MẠCH QUANG (tiếp)   Một nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch gói quang đó là "lưu đệm" và chuyển tiếp, tức là một gói tin chỉ được gửi đi khi đã thu được hoàn... dịch vụ khác nhau vào mạng như các dịch vụ thoại tốc độ thấp, dịch vụ dữ liệu, dịch vụ đường dây riêng  Tuy nhiên, mỗi mạng khách hàng đều có nhiệm vụ riêng và có thể hoạt động trên các liên kết sợi quang điểm nối điểm hoặc trên một lớp quang phức tạp hơn, sử dụng các đường được cung cấp bởi lớp quang 16 20/03/2012 5.1 MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp)  Các lớp quang chiếm ưu thế trong mạng đường trục hiện . Môn học tín chỉ: MẠNG THÔNG TIN QUANG Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện - Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông 20/03/2012 2 NỘI DUNG MÔN HỌC  Chương. 1: Tổng quan mạng thông tin quang Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT  Chương 2: Các thành phần cơ bản của mạng thông tin quang Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT . viễn thông thế hệ sau 5.4. Mạng truyền tải quang thế hệ sau 5.5. Thiết kế mạng quang ghép bước sóng 20/03/2012 4 5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI  Mạng quang thế hệ mớilàbướcnhảyvọtcủa công nghệ viễnthôngkể