NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG ASON VÀ THỰC TẾ ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY VTN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG ASON VÀ THỰC TẾ ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY VTN Chương 1: Trình bày những khái niệm chung về ASON, các bộ phận cấu thành nên một mạng ASON. Chương 2: Trình bày về một số giao thức chính sử dụng trong mạng ASON, bao gồm: thức quản lý kết nối (LMP), giao thức lựa chọn đường đi ngắn nhất đầu tiên cho lưu lượng (OSPFTE) để định tuyến, giao thức giành trước tài nguyên cho lưu lượng (RSVPTE) làm giao thức báo hiệu. Chương 3: Đánh giá những tồn tại trong mạng truyền dẫn hiện tại của VTN1 và từ đó đưa ra lý do tại sao cần ứng dụng ASON trong mạng truyền dẫn của VTN1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Nguyễn Cao Cường NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG ASON VÀ THỰC TẾ ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY VTN Chuyên ngành: Kỹ Thuật Viễn Thông Mã số: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 Luận văn được hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: …………………………………………………………… Phản biện 1: …………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………………… Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Vào lúc: giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông i LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, công nghệ truyền dẫn quang đã trở nên rất phổ biến và được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Công nghệ truyền dẫn quang có ưu điểm nổi bật so với truyền dẫn trên kim loại, viba như: suy hao nhỏ, băng thông lớn, nhiễu thấp… Với việc sử dụng rộng rãi hệ thống truyền dẫn quang WDM trên toàn thế giới, mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) đã ra đời và được nhiều hãng ứng dụng vào thiết bị của hãng. Ở Việt Nam, sự phát triển nhanh của các loại hình dịch vụ viễn thông, nhất là các dịch vụ băng rộng và internet đã và đang đặt ra yêu cầu phải cấu trúc mạng chuyển mạch đủ khả năng đáp ứng nhu cầu truyền tải hiện tại và tương lai, trong đó chuyển mạch quang trong mạng WDM đang được chú trọng. Một trong các chủ đề đang được quan tâm để hướng tới phát triển là kỹ thuật chuyển mạch quang tự động (ASON). Kỹ thuật chuyển mạch quang tự động ASON áp dụng trong mạng truyền tải quang WDM đang là hướng phát triển có nhiều ưu điểm, nó cho phép giảm thời gian gián đoạn liên lạc, do đó bảo đảm việc truyền tải lưu lượng tin cậy. Tuy nhiên, khi áp dụng ASON vào mạng WDM có nhiều vấn đề cần giải quyết liên quan đến giao thức trong mạng ASON, vấn đề quản lý kết nối mạng, vv… Hiện nay, mạng viễn thông liên tỉnh đang nỗ lực phát triển ứng dụng ASON cho mạng WDM, do đặc điểm mạng WDM sẵn có, với băng thông rộng, chất lượng truyền tải đòi hỏi cao, nên cần phải nghiên cứu có giả pháp ứng dụng phù hợp tại mạng, nhất là với mạng VTN1. Do đó đề tài ”Nghiên cứu một số giao thức trong ASON và thực tế ứng dụng tại công ty VTN” được trình bày trong luận văn này là rất cần thiết nhằm đánh giá mạng truyền dẫn quang WDM hiện tại của VTN1, trong đó tập trung vào phân tích các giao thức ASON, từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật khả thi để vận dụng vào mạng lưới. Toàn bộ nội dung của luận văn được tổ chức thành 3 chương như sau: ii Chương 1: Trình bày những khái niệm chung về ASON, các bộ phận cấu thành nên một mạng ASON. Chương 2: Trình bày về một số giao thức chính sử dụng trong mạng ASON, bao gồm: thức quản lý kết nối (LMP), giao thức lựa chọn đường đi ngắn nhất đầu tiên cho lưu lượng (OSPF-TE) để định tuyến, giao thức giành trước tài nguyên cho lưu lượng (RSVP-TE) làm giao thức báo hiệu. Chương 3: Đánh giá những tồn tại trong mạng truyền dẫn hiện tại của VTN1 và từ đó đưa ra lý do tại sao cần ứng dụng ASON trong mạng truyền dẫn của VTN1, đồng thời nêu ra các kết quả mà một số giao thức thực hiện trong ASON của VTN1. Trên cơ sở đó có những nhận xét về lợi ích, những tồn tại, đề ra hướng giải quyết để cho ASON trở nên hiệu quả hơn, trở thành mạng tiên tiến trong thời gian tới của VTN1. Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2013 Học viên thực hiện Nguyễn Cao Cường 1 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG CHUYỂN MẠCH TỰ ĐỘNG 1.1. Giới thiệu về chuyển mạch quang tự động Trong những năm gần đây, hệ thống thông tin quang phân cấp số đồng bộ (SDH) đã có những ứng dụng rộng rãi trong các mạng viễn thông. Nó được sử dụng trong các lớp mạng như: lớp backbone, lớp mạng đô thị, lớp mạng truy nhập. Với khả năng bảo vệ nhanh và quản lý hoạt động hoàn hảo, nó trở thành phương tiện truyền dẫn chính trong viễn thông. Chuyển mạch quang tự động được đề xuất để giải quyết các vấn đề trên. Công nghệ này mô tả việc chuyển mạch tín hiệu và một mặt phẳng điều khiển để tăng cường quản lý kết nối mạng và khả năng hồi phục. ASON hỗ trợ cấu hình dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối và đáp ứng đa dạng các loại dịch vụ. Cấu hình dịch vụ ASON giải quyết cấu hình từ đầu cuối tới đầu cuối. Để cấu hình một dịch vụ chỉ cần chọn nút nguồn, nút đích, yêu cầu băng thông và kiểu bảo vệ, mạng sẽ tự động thực hiện phần việc còn lại. Hiệu quả sự dụng băng thông. Với khả năng định tuyến ASON có thể cung cấp bảo vệ với ít hơn tài nguyên dự phòng và tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng. Cơ chế bảo vệ và hồi phục dịch vụ linh hoạt. Trong ASON, mạng lưới (mesh) là mô hình mạng chính. Bên cạnh các cơ chế bảo vệ đoạn ghép và bảo vệ kết nối mạng con, chức năng hồi phục linh hoạt được sử dụng để hồi phục các dịch vụ. Hơn nữa, khi xảy ra nhiều sự cố trong một mạng, các dịch vụ được hồi phục tối đa. Tùy theo sự khác nhau trong thời gian hồi phục dịch vụ, nhiều loại dịch vụ được xây dựng trong các mạng ASON để phù hợp với các yêu cầu khác nhau của khách hàng. 1.2. Các khái niệm cơ bản của ASON ASON là một mạng quang thế hệ mới có các đặc điểm sau: 2  Đáp ứng nhu cầu dịch vụ của khách hàng linh hoạt.  Các tuyến được lựa chọn tự động.  Báo hiệu điều khiển việc tạo và xóa kết nối.  Các kết nối được tạo hoàn toàn tự động và linh hoạt.  Chuyển mạch và truyền dẫn được tích hợp trong một hệ thống. Hình 1.1: Ba mặt phẳng của ASON Ba mặt phẳng của ASON: - Mặt phẳng điều khiển (Control Plane) - Mặt phẳng truyền dẫn (Transmission Plane - Mặt phẳng quản lý (Management Plane) Đường chuyển mạch nhãn (Label siwtching path-LSP): Đường chuyển mạch nhãn là đường truyền mà các dịch vụ ASON đi qua. Trong một ASON, để tạo các dịch vụ ASON chính là tạo các LSP. Tái định tuyến (Rerouting): Tái định tuyến là một cách hồi phục dịch vụ. Khoá tái định tuyến (Rerouting lockout) Trong một số trường hợp, tái định tuyến không được yêu cầu sau khi LSP lỗi. Trong trường hợp này chúng ta cần thiết lập khóa tái định tuyến. Độ ưu tiên tái định tuyến (Rerouting Policy) Khi nhiều LSP tái định tuyến đồng thời, LSP có độ ưu tiên cao hơn sẽ chiếm tài nguyên trước và có nhiều cơ hội định tuyến thành công hơn. 3 Dịch vụ kim cương, vàng, bạc đều hỗ trợ ba chính sách tái định tuyến. + Cơ chế chồng lấn (Overlapping): Trong quá trình tái định tuyến, tuyến với LSP mới có thể chồng lấn lên tuyến ban đầu. + Cơ chế tách rời: Trong quá trình tái định tuyến, tuyến với LSP mới có thể tách rời với tuyến ban đầu. + Cơ chế tuyến tốt nhất: Trong quá trình tái định tuyến, tuyến tốt nhất được tính toán để tạo LSP mới. 1.3. Cấu trúc chức năng của ASON 1.3.1. Phần tử mạng ASON (ASON NEs) Phần tử mạng của ASON là thành phần cấu trúc trong ASON. Hình 1.2: Cấu trúc chức năng của ASON Hình 1.3. ASON NE 1.3.1.1. Liên kết lưu lượng - TE links 4 TE link là một liên kết lưu lượng. Phần tử mạng trong ASON gửi thông tin về băng thông của nó tới các phần tử khác thông qua liên kết lưu lượng để cung cấp dữ liệu cho tính toán định tuyến. Một sợi quang có thể được cấu hình với nhiều liên kết lưu lượng và một liên kết lưu lượng có thể được phân bố vào nhiều sợi quang khác nhau. 1.3.1.2. Các vùng ASON - ASON Domains Vùng ASON là vùng của mạng, nó được phân loại bởi chức năng cho mục đích lựa chọn và quản lý định tuyến. Mỗi vùng ASON bao gồm các phần tử mạng ASON và các liên kết lưu lượng. Mỗi ASON NE phụ thuộc vào một ASON domain. 1.3.1.3. Các kết nối cố định mềm - Soft Permanent Connections SPC Kết nối trong mạng truyền dẫn được yêu cầu bởi NM và sau đó được tạo bởi mặt phẳng điều khiển thông qua báo hiệu, thông thường dịch vụ ASON đã đề cập là SPC.  PC (Permanent conection): Là một kết nối dịch vụ đã tính toán trước và sau đó được tạo thông qua NM bằng việc đưa ra một lệnh tới NE. Dịch vụ SDH tĩnh truyền thống là một PC  SC (Switched connection): là một kết nối dịch vụ được yêu cầu bởi người sử dụng và sau đó được tạo trong mặt phẳng điều khiển ASON thông qua báo hiệu. 1.3.2. Bảo vệ và hồi phục mạng - Bảo vệ trong ASON: Hình thức bảo vệ trong mạng truyền thống vẫn có thể áp dụng trong ASON. Khi có lỗi xuất hiện, chuyển mạch bảo vệ được thực thi trên mặt phẳng truyền tải. Theo cách đó, chuyển mạch bảo vệ không bao gồm mặt phẳng điều khiển. - Hồi phục trong mạng ASON: Trong ASON, hệ thống định tuyến lại được áp dụng cho các dịch vụ hồi phục. Khi LSP có lỗi, nút đích lập tức tính toán đường đi tốt nhất cho hồi phục và 5 sử dụng báo hiệu để tạo LSP mới. Sau đó, một đường đi mới được hình thành và mang dịch vụ. Sau khi LSP được tạo, LSP cũ bị bỏ đi. 1.4. Phần mềm ASON 1.4.1. Vị trí của phần mềm ASON Hình 1.4 chỉ ra vị trí của phần mềm ASON. Phần mềm ASON và phần mềm của phần tử mạng hoạt động trên bảng mạch giao tiếp và điều khiển hệ thống (System Control & Communication-SCC board), trong khi phần mềm của bảng mạch và phần mềm quản lý mạng chạy tách biệt trên bảng mạch và máy tính quản lý mạng để thực thi các chức năng tương ứng. Hình 1.4: Vị trí của phần mềm ASON 1.4.2. Cấu trúc phần mềm ASON Cấu trúc phần mềm ASON chia làm bố module: Module quản lý liên kết, module báo hiệu, module định tuyến và module quản lý kết nối chéo. Hình 1.5: Cấu trúc phần mềm ASON 6 - Link Management Module – Module quản lý liên kết Module này sử dụng giao thức LMP để thực hiện các chức năng:  Tạo và duy trì các kênh điều khiển  Kiểm tra các liên kết lưu lượng (TE links) - Signaling Module – Module báo hiệu Module báo hiệu sử dụng giao thức RSVP-TE để tạo và xoá các dịch vụ theo yêu cầu từ người dùng, nếu cần có thể đồng bộ hoá và hồi phục dịch vụ. - Routing Module – Module định tuyến Module định tuyến sử dụng giao thức OSPF-TE để thực hiện các chức năng sau:  Tập hợp và truyền các thông tin trung kế TE  Tập hợp và truyền các thông tin trung kế điều khiển  Tính toán định tuyến cho các dịch vụ - Cross-connection Management Module – Module quản lý kết nối chéo Tạo hay xóa các kết nối chéo, đưa ra các bản tin về trạng thái liên kết và các cảnh báo 1.5. Các liên kết trong ASON Các liên kết trong ASON bao gồm các đường hầm điều khiển (control tunnels), các liên kết điều khiển (control links), và các liên kết lưu lượng (TE links). 1.5.1. Các liên kết đường hầm -Tunnel links 1.5.2. Các liên kết điều khiển - Control links 1.5.3. Các liên kết lưu lượng - TE links 1.6. Tự động phát hiện cấu hình mạng 1.6.1. Tự động phát hiện liên kết điều khiển Hình 1.6 mô tả sau khi cáp trong mạng được kết nối, các phần tử mạng ASON phát hiện điều khiển cấu hình toàn mạng. [...]... tất cả các router và các bảng định tuyến được bắt nguồn từ đây 2.4 Kết luận chương 2 Chương II đã nghiên cứu về các giao thức sử dụng trong mạng chuyển mạch quang tự động ASON hiện được tìm hiểu dưới ba giao thức cơ bản: Giao thức về quản lý tuyến(LMP), giao thức dành trước tài nguyên(RSVP), giao thức tìm đường ngắn nhất(OSPF) - Giao thức quản lý kết nối (LMP) đưa chúng ta nghiên cứu các quá trình:... tự động ASON ASON có kiến trúc ba mặt phẳng: Mặt phẳng truyền tải, mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng quản lý Kiến trúc logic và kiến trúc chức năng của ASON cung tuân theo sự phân chia này Các phần tử sau nghiên cứu các lien kết của ASON với các kênh điều khiển, các liên kết điều khiển và các TE link 11 CHƯƠNG 2 - MỘT SỐ GIAO THỨC SỬ DỤNG TRONG ASON Mạng chuyển mạch quang tự động áp dụng giao thức quản... Chương 2 dành riêng tìm hiểu sâu về phương thức hoạt động của các giao thức LMP, OSPF-TE và RSVP-TE sử dụng trong ASON Phần còn lại của đề tài là áp dụng thực tế các yêu cầu này vào mạng lưới của VTN1 sử dụng thiết bị của hãng Huawei đã cho thấy hiệu quả hiệu quả của sử dụng ASON so với công nghệ truyền thống trước đó, bên cạnh đó là những tồn tại hạn chế và các giải pháp khắc phục ... giao thức quản lý tuyến (LMP) để quản lý kết nối; giao thức lựa chọn đường đi ngắn nhất đầu tiên cho lưu lượng (OSPF-TE) để định tuyến; và giao thức giành trước tài nguyên cho lưu lượng (RSVP-TE) làm giao thức báo hiệu Phần này sẽ nghiên cứu cụ thể và phương thức hoạt động của các giao thức 2.1 Giao thức quản lý tuyến - Link Management Protocol (LMP) Giao thức quản lý kết nối bao gồm các quá trình:  Quá... lý và việc xử lý của card thiết bị Do đó yêu cầu nâng cấp phần mềm cho card hay yêu cầu server quản lý cũng nhưng các client phải đáp ứng phù hợp 3.6 Kết luận chương 3 Chương 3 đưa ra mô hình VTN1 đã triển khai và đưa vào sử dụng mạng ASON DWDM do Huawei cung cấp Chương này cũng đưa ra các hình ảnh thực tế đang khai thác trên mạng VTN1 về việc sử dụng ASON Mạng ASON thực sự mang lại hiệu quả cao trong. .. được sử dụng trong mạng như sau:  Bảo vệ đường quang: sử dụng trong phần DWDM để bảo vệ đường cổng DWDM chống lại sự cố đường truyền OLP được ứng dụng trong những trạm mà có 2 hướng cáp với nhau  Bảo vệ quang 1+1 cố định cho các bước sóng: sử dụng trong phần DWDM để bảo vệ STM-64 và 10GE chống lại sự cố đường truyền và sự cố của nút 3.4 Kết quả hoạt động của các giao thức trên giao diện quản lý ASON. .. lý ASON của VTN 3.4.1 Giao thức LMP Trong mạng ASON, LMP thực hiện các chức năng: + Tạo vào duy trì các kênh điều khiển giữa các nút liền kề nhau + Xác minh các liên kết thành phần và liên kết TE: 3.4.2 Giao thức OSPF-TE Trong mặt phẳng điều khiển của Huawei áp dụng OSPF-TE với các chức năng: + Tạo các mối liên kết với các nút liền kề + Tạo và duy trì các liên kết điều khiển + Phát tán và thu thập... các sợi đều bị đứt 1.7.8 Nhóm ASON Trail ASON hỗ trợ kết hợp của ASON và LCAS LCAS: LCAS là cơ chế điều chỉnh dung lượng liên kết (LCAS: Link Capacity Adjustment Scheme) Nhóm ASON Trail: Một nhóm ASON Trail liên kết tất cả các trail thành phần cùng dịch vụ LCAS trong cùng một nhóm LSP 1.7.9 Chuyển trả lại dịch vụ về các tuyến ban đầu Sau nhiều thay đổi trong một mạng ASON, các tuyến dịch vụ có thể... ASON, kiến trúc ASON được chia làm 3 mặt phẳng: mặt phẳng truyền tải, mặt phẳng điều khiển, và mặt phẳng quản lý ASON sử dụng tái định tuyến để khôi phục và bảo vệ dịch vụ Các mạng ASON hiện tại được triển khai thường sử dụng các giao thức LMP, OSPF-TE và RSVP-TE cho mặt phẳng điều khiển ASON cũng cung cấp rất nhiều chức năng mạng ví dụ như cấu hình dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối và mức thỏa thuận... cuối và chọn mức dịch vụ Giao thức LMP sẽ tự chọn đường đi, nhưng đồng thời cũng có thể chọn bằng nhân công theo mục đích của người sử dụng 3.5 Đánh giá hiệu quả và những tồn tại 3.5.1 Đánh giá về hiệu quả - Mạng ASON thực sự mang lại hiệu quả cao trong việc thiết lập bảo vệ cho các tuyến liên lạc với nhiều hình thức lựa chọn tùy thuộc vào mức dịch vụ Tùy theo mức dịch vụ và đáp ứng của mạng lưới của . tài Nghiên cứu một số giao thức trong ASON và thực tế ứng dụng tại công ty VTN được trình bày trong luận văn này là rất cần thiết nhằm đánh giá mạng truyền dẫn quang WDM hiện tại của VTN1 , trong đó. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Nguyễn Cao Cường NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG ASON VÀ THỰC TẾ ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY VTN Chuyên ngành: Kỹ Thuật Viễn Thông Mã số: 60.52.02.08 TÓM. khái niệm chung về ASON, các bộ phận cấu thành nên một mạng ASON. Chương 2: Trình bày về một số giao thức chính sử dụng trong mạng ASON, bao gồm: thức quản lý kết nối (LMP), giao thức lựa chọn đường