Tìm hiểu hệ thống mạng NG SDH

Do các tuyến kết nối giữa hai điểm kết nối được xác lập cố định, có băng tần không đổi, thậm chí khi không có lưu lượng đi qua hai điểm này thì băng thông này cũng không thể được tái sử

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ NG-SDH1.1 NHỮNG HẠN CHẾ CỦA CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN SONET/SDH TRUYỀN THỐNG

SONET/SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hóa để truyền tải các lưu lượng dịch vụ thoại Khi truyền tải các lưu lượng dựa trên dịch vụ IP, các mạng sử dụng công nghệ SONET/SDH truyền thống gặp phải một số hạn chế sau:

1.1.1 Liên kết cứng

Do các tuyến kết nối giữa hai điểm kết nối được xác lập cố định, có băng tần không đổi, thậm chí khi không có lưu lượng đi qua hai điểm này thì băng thông này cũng không thể được tái sử dụng để truyền tải lưu lượng của kết nối khác dẫn tới không sử dụng hiệu quả băng thông của mạng Trong trường hợp kết nối điểm điểm (Hình 1.1a), mỗi kết nối giữa hai điểm chỉ sử dụng 1/4 băng thông của cả vòng ring Cách xác lập kết nối cứng như vậy làm giới hạn băng thông tối đa khi truyền dữ liệu

đi qua hai điểm kết nối, đây là một hạn chế cơ bản của mạng SONET/SDH truyền thống khi truyền tải các dịch vụ IP, do các dịch vụ này có đặc điểm thường có sự bùng nổ về nhu cầu lưu lượng một cách ngẫu nhiên

1.1.2 Lãng phí băng thông khi sử dụng cấu hình mesh.

khi mạng SONET/SDH thiết lập các liên kết logic để tạo ra cấu trúc mesh như hình 1.1b, băng thông của vòng ring buộc phải chia thành 10 phần cho các liên kết logic Việc định tuyến phân chia lưu lượng như vậy không những rất phức tạp mà còn làm lãng phí rất lớn băng thông của mạng Khi nhu cầu lưu lượng truyền trong nội bộ mạng MAN tăng lên, việc thiết lập thêm các node, duy trì và nâng cấp mạng trở nên hết sức phức tạp

1.1.3 Các lưu lượng truyền dữ liệu quảng bá

Các gói tin quảng bá được sao chép lại thành nhiều bản và gửi đến từng điểm đích dẫn tới việc phải truyền nhiều lần cùng một gói tin trên vòng ring Điều này gây lãng phí lớn đối với băng thông của mạng

1.1.4 Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng

Thông thường đối với các mạng SONET/SDH 50% băng thông của mạng được dành cho việc dự phòng cho mạng Mặc dù việc dự phòng này là hết sức cần thiết nhưng các công nghệ SONET/SDH truyền thống không cung cấp khả năng cho phép nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn lượng băng thông sử dụng cho việc dự phòng các sự cố

Bảng 1.1: Hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng

a Điểm nối điểm b.Cấu hình mesh

Hình 1.1: Kết nối trong mạng SONET/SDH

Ngoài ra, khi sử dụng mạng SONET/SDH truyền thống để truyền các lưu lượng Ethernet, ngoài các hạn chế trên thì còn có một yếu tố nữa là tốc độ của Ethenet không tương đương với SONET/SDH Điều này dẫn đến phải thiết lập các tuyến kết nối của mạng SONET/SDH có tốc độ cao hơn so với của dịch vụ Ethenet,

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ NG-SDH.

Cùng với nhu cầu sử dụng và sự phát triển công nghệ như vũ bão của ngành công nghiệp viễn thông buộc các nhà sản xuất, các nhà vận hành, các nhà khai thác

và các tổ chức chuẩn hóa hướng đến một mạng mới cắt giảm chi phí trong khi vẫn

mở rộng được dịch vụ

Công nghệ SDH được thiết kế tối ưu cho mục đích truyền tải các tín hiệu ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) Với khuynh hướng truyền tải dữ liệu ngày càng tăng, hệ thống SDH truyền thống không thể đáp ứng được nhu cầu gia tăng của các dịch vụ số liệu nữa Xu hướng phát triển của dịch vụ viễn thông là:

•Sự bùng nổ của các dịch vụ trên Internet

•Sự tích hợp dịch vụ

•Khả năng di động và chuyển vùng

•Yêu cầu QoS theo nhiều mức độ khác nhau Có thể phân chia thành bốn loại dịch vụ ứng dụng với các mức QoS khác nhau:

- Nhạy cảm với trễ và tổn thất (video tương tác, game…)

- Nhạy cảm với trễ nhưng tổn thất vừa phải (thoại)

- Nhạy cảm về tổn thất nhưng yêu cầu trễ vừa phải (dữ liệu tương tác)

- Yêu cầu đối với trễ và tổn hao đều không cao (truyền tệp)

•Độ an toàn cao

•Tính linh hoạt, tiện dụng

•Giá thành mang tính cạnh tranh cao

Từ sự dẫn nhập ở trên có thể thấy xu hướng sử dụng dịch vụ theo hướng tăng tính giải trí, tăng tính di động, tăng khả năng thích nghi giữa các mạng, tăng tính bảo mật, tăng tính tương tác nhóm, giảm chi phí…

Chính xu hướng phát triển dịch vụ đó đã thúc đẩy sự phát triển các mạng viễn thông theo hướng: công nghệ hiện đại, dung lượng lớn, chất lượng cao, khai thác đơn giản, thuận tiện và mang lại hiệu quả kinh tế cao SDH thế hệ sau (NG-SDH) được phát triển dựa trên nền mạng SDH hiện tại, là một cơ chế truyền tải cho phép truyền dữ liệu ở tốc độ cao, băng thông rộng và tồn tại đồng thời các dịch vụ truyền thống và các dịch vụ mới trên cùng một mạng mà không làm ảnh hưởng lẫn nhau Điều quan trọng nhất là NG-SDH có thể thực hiện việc phân bố băng thông mà không làm ảnh hưởng tới lưu lượng hiện tại Ngoài ra, NG-SDH còn có khả năng cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) thích hợp cho các dịch vụ mới và khả năng truyền tải đồng thời nhiều loại dịch vụ khác nhau trong cùng một môi trường

Hình 1.2: Mô hình giao thức trong NG-SDH.

Mô hình giao thức trong NG-SDH cho phép các nhà khai thác cung cấp nhiều dịch vụ chuyển tải dữ liệu để tăng hiệu quả của các trạm SDH đã lắp đặt bằng cách thêm vào các nút biên MSSP Nghĩa là không cần lắp đặt một mạng chồng lấp hoặc thay đổi tất cả các nút hay sợi quang Cắt giảm được chi phí trên 1 bit lưu chuyển, thu hút nhiều khách hàng mới và giữ được những dịch vụ kế thừa

Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sẵn sàng chuyển các dịch vụ Ethernet/IP

tăng lợi thế truyền tải đường dài của SDH bao gồm sự mềm dẻo, tin cậy, khả năng chuyển đổi, bảo vệ tích hợp, quản lý và định tuyến lại NG-SDH cho nhiều hơn thế Các node mới của nó được gọi là "Nền tảng cung cấp đa dịch vụ” MSSP cho phép kết hợp các giao tiếp dữ liệu như Ethernet, 8B/10B, MPLS hoặc RPR mà không cần

bỏ các giao tiếp SDH/PDH

Ngoài ra, để dữ liệu chuyển tải hiệu quả hơn, SDH đã chấp nhận một tập các giao thức mới đã được cài đặt trong các nút MSSP Các nút này được kết nối với các thiết bị cũ đang chạy trên mạng

Hình 1.3: Khả năng linh hoạt, mềm dẻo và hiệu quả của SDH thế hệ sau.

Phần lớn các nhà vận hành, khai thác đã sử dụng SDH trong vài thập niên trở lại đây, chủ yếu để chuyển tải thoại và các giao thức dữ liệu định hướng kết nối Do

đó, truyền tải dữ liệu không hướng kết nối là một thách thức Mặc dù nhiều kiến

Hướng đến sự phát triển của SDH thế hệ sau, trước hết là mong muốn tìm ra một phương thức đơn giản có khả năng thích ứng với bất kỳ giao thức dữ liệu gói nào và thứ hai là cách sử dụng băng thông hiệu quả Nghĩa là cần một lớp giao thức thích ứng và một cơ chế sắp xếp mới để điều khiển việc sử dụng băng thông Cơ chế phải thực hiện được tất cả nhưng điều này và giữ được việc truyền tải SDH tin cậy và sự quản lý tập trung

Các hệ thống truyền dẫn đang ngắm vào SDH trong việc định tuyến các khối lưu lượng SDH tốc độ cao cho mục đích truyền tải đường dài Để làm được việc này, SDH cần một số giao thức sau:

1.2.1 Giao thức đóng khung chung (GFP).

Được định nghĩa trong khuyến nghị G.7041 ITU-T Đây là một giao thức ghép bất kỳ dịch vụ liên kết dữ liệu nào gồm Ethernet, quảng bá video số (DVB) và các mạng vùng lưu trữ (SAN) GFP được so sánh với các thủ tục đóng khung khác như gói qua SDH hay X.86 có mào đầu nhỏ đáp ứng yêu cầu phân tích, xử lý ít hơn

1.2.2 Ghép chuỗi ảo (VCAT).

Được định nghĩa trong khuyến nghị G.707 ITU-T, tạo ra các ống lưu lượng có kích thước biết trước, đáp ứng sự linh hoạt và khả năng lớn với sự kế thừa các công nghệ trong SDH

1.2.3 Cơ chế điều chỉnh dung lượng tuyến (LCAS)

Được định nghĩa trong khuyến nghị G.7042 ITU-T, phân phối hoặc tập hợp các đơn vị băng thông phù hợp các yêu cầu truyền tải dữ liệu hoặc để bổ sung sự co giãn giữa hai điểm truyền tải

Những chức năng này được thực hiện trên các nút MSSP mới được đặt ở các biên của mạng Chúng trao đổi các gói dữ liệu khách hàng được tổng hợp qua nền SDH mà tiếp tục không được thay đổi Nghĩa là các nút MSSP đại diện cho NG-SDH và được hiểu là sự kế thừa mạng SDH

1.3 NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA NG-SONET/SDH.

Nhu cầu truyền tải các loại dịch vụ như IP, Ethernet, Fiber Channel, ESCON/FICON… qua mạng SONET/SDH đã xuất hiện từ rất lâu Tuy nhiên chỉ đến khi lưu lượng số liệu bùng nổ trong những năm đầu thập kỷ 90 người ta mới thực hiện nghiên cứu các giao thức nhằm sắp xếp lưu lượng số liệu vào trong tải đồng bộ SONET/SDH Từ đó cho đến nay đã có nhiều giao thức thực thi được công

bố và chuẩn hóa trong các tổ chức tiêu chuẩn như ANSI, ETSI, ITU-T và tổ chức công nghiệp như EITF, IOF,

1.3.1 POS ( Packet Over SONET/SDH).

Mạng truyền tải gói IP được đóng trong khung SONET/SDH được biểu diễn trong hình 1.4

Hình 1.4: Mô hình mạng truyền dữ liệu IP trên SONET/SDH.

Có hai kiểu giao diện IP/SDH:

•VC4 hoặc “ống” kết chuỗi VC4 cung cấp băng tần tổng hợp, không có bất cứ sự phân chia nào giữa các dịch vụ IP hiện diện trong luồng sợi

•Giao diện kênh hóa, ở đây đầu ra quang STM-16 có thể chứa 16 VC4 riêng rẽ với dịch vụ phân biệt cho từng VC4 VC4 khác nhau cũng có thể được định tuyến qua mạng SDH tới các bộ định tuyến đích khác nhau

Bảng 1.2: Các giao thức sử dụng cho IP/SDH.

IP Gói số liệu có độ dài cực đại 65535 byte

PPP

Đóng khung gói theo PPP (RFC 1661) Thêm “trường giao thức” 1 hoặc 2 byte và thực hiện nhồi theo tuỳ lựa PPP cũng cung cấp giao thức thiết lập tuyến nhưng không phải là quyết định trong IP/SDH

HDLC

Tạo khung (RFC 1662) Thêm 1 byte cờ để chỉ thị điểm bắt đầu của khung, hơn 2 byte cho mào đầu và 2 byte kiểm tra khung (FCS) tạo ra khung có độ dài tới 1500 byte Cùng với PPP, HDLC tạo thành 7 hoặc 8 byte mào đầu thêm vào gói IP

SDH

Đặt các khung HDLC trong tải VC4 hoặc VC4 kết chuỗi (RFC 1619) Thêm mào đầu đoạn SDH (81 byte gồm cả con trỏ AU) và 9 VC4 byte Mào đầu luồng vào 2340 byte tải VC4 SDH Đối với VC4 kết chuỗi, tải V4-Xc có độ dài X*2340 Các khung được phép vắt ngang qua ranh giới của các VC4 Giống như ATM, đa thức 1+x43 được sử dụng cho trộn tín hiệu để giảm thiểu rủi ro người sử dụng truy nhập với mục đích xấu mà có thể gây mất đồng bộ mạng

Phiên bản IP/SDH được xem xét ở đây sử dụng giao thức PPP và khung HDLC Phiên bản này cũng được biết đến với tên gọi khác là POS PPP là một phương pháp chuẩn để đóng gói các gói IP và các kiểu gói khác cho truyền dẫn qua nhiều môi trường từ đường điện thoại tương tự tới SDH, và cũng bao gồm chức năng thiết lập và giải phóng các tuyến (LCP) HDLC là phiên bản chuẩn hóa của SDLC theo ISO, giao thức này được IBM phát triển trong những năm 1970 Khung HDLC chứa dãy cờ phân định ranh giới ở điểm đầu và điểm cuối của khung cùng một trường kiểm tra CRC để kiểm soát lỗi

1.3.2 MAPOS (Giao thức đa truy nhập qua SONET/SDH).

Giao thức MAPOS là giao thức lớp tuyến số liệu hỗ trợ IP trên SDH Giao thức MAPOS cũng được gọi dưới một tên khác là POL Đây là một giao thức chuyển mạch gói phi kết nối dựa trên việc mở rộng khung POS (PPP-HDLC) được NTT phát triển (xem bảng 1.3) Trước đây MAPOS được phát triển với mục đích

•Dãy cờ, sử dụng cho đồng bộ khung.

•Địa chỉ, chứa địa chỉ đích HDLC (8 bit trong phiên bản 1 và 16 bit trong phiên bản 2)

•Điều khiển, là trường điều khiển có giá trị 0x03, thuật ngữ chuyên môn trong HDLC nghĩa là khung thông tin không đánh số với bit Poll/Final được thiết lập bằng 0

•Giao thức, xác định giao thức cho việc bao gói số liệu trong trường thông tin của nó

•Thông tin, chứa gói số liệu tối đa 64Kbyte

•Dãy kiểm tra khung, được tính trên khắp các bit mào đầu, giao thức và trường tin

Bảng 1.3: Khung MAPOS phiên bản 1 và phiên bản 2.

Cờ Địa chỉ đích Điều khiển Giao thức Trường thông tin FCS

0x7E 8 bit 0x03 (16bit) (0-65280 bytes) (16/32 bit)

Cờ Địa chỉ đích Giao thức Trường thông tin FCS

0x7E 16 bit (16bit) (0-65280 bytes) (16/32 bit)Việc thực hiện giao thức MAPOS trong bộ định tuyến IP chuẩn với các giao diện POS đã được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn chỉ có hai chức năng mới (Giao thức chuyển mạch nút-NSP và giao thức phân chia địa chỉ-ARP) được thêm vào giao thức MAPOS

Giao thức truy nhập tuyến SDH (LAPS) là một giao thức tuyến số liệu được thiết kế cho mục đích IP/SDH và Ethernet/SDH được ITU-T chuẩn hóa lần lượt trong khuyến nghị X.85 và X.86 LAPS hoạt động như khung HDLC bao gồm dịch

vụ liên kết số liệu và chỉ tiêu giao thức để thực hiện việc sắp xếp gói IP vào tải SDH

Hình 1.5: Ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n sử dụng LAPS X.85

(Ngăn TCP/UDP/IP được thay bằng Ethernet đối với X.86).

IP/SDH sử dụng LAPS như một sự kết hợp kiến trúc thông tin số liệu giao thức IP (hoặc các giao thức khác) với mạng SDH Lớp vật lý, lớp tuyến số liệu và lớp mạng hoặc các giao thức khác được hiện diện tuần tự gồm SDH, LAPS, và IP hoặc PPP Mối liên hệ này được biểu diễn như ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n Hình 1.5 mô tả IP/SDH như ngăn giao thức/lớp

Định dạng khung của LAPS bao gồm (Bảng 1.4):

•Trường cờ: chỉ điểm bắt đầu và kết thúc khung (từ mã cố định 01111110)

•Trường địa chỉ: liền ngay sau trường cờ được gán giá trị cố định để biểu thị trường cờ

•Trường điều khiển và SAPI: Trường điều khiển có giá trị hexa 0x03 và lệnh thông tin không đánh số với giá trị Poll/Final là 0 SAPI chỉ ra điểm đó dịch vụ

TCP/UDPIP

Giao thức Internet

LAPS

Đoạn điện/quang

VC bậc caoĐoạn ghép kênhĐoạn lặp

VC bậc thấp

G.707/Y.1322

G.703/Y.957

•Trường thông tin: chứa thông tin số liệu có độ dài tối đa 1600 byte

•Dãy kiểm tra khung (FCS-32): đảm bảo tính nguyên dạng của thông tin truyền tải

Bảng 1.4: Định dạng khung LAPS theo X.85.

Cờ Địa chỉ Điều

0x7e 0x04 0x03 SAPI Thông tin LAPS, gói IP 32bit 0x7e

1.4 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA NG-SDH.

1.4.1 Gói trên SONET/SDH (POS).

Gói trên SONET/SDH (POS) sử dụng sắp xếp IP trong SDH hoặc SONET chuẩn hoá nhờ giao thức điểm-điểm (PPP) hoặc điều khiển tuyến số liệu tốc độ cao (HDLC) như định nghĩa trong IETF [RFC1619] Gói trên SONET/SDH hoặc IP trên SONET/SDH nhất thiết liên quan đến việc thêm các giao diện SONET/SDH cho bộ định tuyến mà kết cuối PPP PPP cung cấp bao gói đa giao thức, kiểm soát lỗi và các đặc tính điều khiển khởi tạo tuyến Các gói số liệu IP tạo bởi PPP được lập thành khung nhờ giao thức HDLC [RFC 1662] và sắp xếp trong tải SDH (SPE) Chức năng chính của HDLC là chỉ ra các gói số liệu IP được bao bởi PPP qua tuyến truyền dẫn đồng bộ FCS (Dãy kiểm tra khung) khung HDLC tính toán để xác định lỗi và gói tạo ra là các byte nhồi Sau đó khung HDLC được trộn để đảm bảo có số lượng chuyển tiếp thích hợp trước khi tạo thành khung SDH cuối cùng Khung SDH thêm 36 byte mào đầu ngoài tổng kích thước 810 byte Ngoài ra, giao thức PPP dùng nhồi byte làm tăng đáng kể kích thước tải tin Điều này có thể gây nguy hại đến việc phân bổ băng tần kết nối với sự quản lý QoS

Hình 1.6: Ngăn giao thức và khung POS.

POS không sử dụng chức năng ghép kênh của SDH Kết nối nhiều container với nhau tạo ra một container đơn và tốc độ giao diện cao Sự sắp xếp này cũng được biết dưới một tên gọi khác, đó là “ghép chuỗi” tải SDH

1.4.2 LAPS.

LAPS là một phiên bản PPP đã được thay đổi một chút Về cơ bản, LAPS vẫn giữ những đặc tính sau của PPP:

•Sử dụng khung như HDLC

•Sử dụng nhồi byte/cơ chế phân định khung bằng mẫu cờ

•Chỉ hỗ trợ topo Lớp 2 điểm - điểm (nghĩa là không sử dụng trường nhãn/địa chỉ)

• Điểm khác biệt:

•Sử dụng phiên bản giao thức tuyến số liệu rất đơn giản (không có trường giao thức, cho nên không có khung LCP

•Sử dụng trường địa chỉ để nhận dạng IPv4 và IPv6

Giao thức này hiện vẫn được sử dụng để truy nhập vào tài nguyên mạng truyền tải vốn không được thiết kế tối ưu cho việc mang lưu lượng số liệu Các hệ thống thiết bị SONET/SDH thế hệ cũ thường vẫn sử dụng giao thức này

Những thảo luận về LAPS là hoàn toàn tương tự như POS Điểm khác biệt nằm ở chỗ POS có khả năng kết chuỗi tải của SONET/SDH để tạo nên tuyến có dung lượng thích ứng với dung lượng giữa hai bộ định tuyến, trong khi đó LAPS

IP

PPP/ HDLC

SONET/ SDH

Flag 01111110

Address 11111111

Control 00000011

Protocol ID

1 or 2 bytes

Information Variable

PPP

Padding Variable

FCS

2 or 4 bytes

Flag 01111110

1.4.3 MAPOS.

Trong mạng MAPOS, các gói IP được bao trong những khung MAPOS Khung MAPOS là một khung HDLC được thay đổi một chút bằng cách thêm địa chỉ MAPOS trước HDLC Mạng này thực hiện chuyển mạch gói tới tốc độ 10 Gbit/s

Mạng MAPOS dựa trên truyền dẫn SDH sử dụng thủ tục POS PPP/HDLC Mạng này được hỗ trợ bởi mạng truyền tải quang (WDM)

1.4.3.1 Hỗ trợ VPN và QoS.

MAPOS phiên bản 1 (V1) có địa chỉ 8 bit và MAPOS phiên bản 2 có địa chỉ

16 bit được thiết kế tương thích với định dạng PPP/HDLC trên khung POS SDH MAPOS phiên bản 3 hội tụ nhiều chức năng mới rất hữu ích như QoS, MPLS và tối

ưu việc phát chuyển quảng bá (broadcast và multicast)

VPN được cung cấp trực tiếp bởi năng lực của MAPOS để truyền tải nhãn MPLS

1.4.3.2 Bảo vệ và khôi phục.

Không có chức năng bảo vệ và khôi phục giống như trong giao thức MPOA Chỉ một số chức năng chuẩn đoán hạn chế được xây dựng trong thực thi hiện thời,

đó là:

•Trạng thái giao diện ( = tăng/giảm/diag)

•Trạng thái đường truyền (= sóng mang/không sóng mang)

•Trạng thái cổng

•Cảnh bảo thay đổi (chủ yếu cho nhà khai thác)

Do đó, MAPOS chỉ có thể khởi tạo cảnh báo khi có chức năng hoạt động sai

và thông tin trạng thái từ các lớp giao thức khác cho mục đích bảo vệ và khôi phục mạng

1.4.4 GFP/SDH trên WDM.

Giao thức này giải phúng dũng lưu lượng khỏi yờu cầu bắt buộc của tốc độ số liệu đồng bộ cố định và sự lóng phớ băng tần quang khi lưu lượng số liệu bựng nổ khụng lấp đầy phần dung lượng truyền tải cố định được cấp cho nú

Bộ phận sắp xếp GFP SDH (STM-16 đến STM-64)

Bộ phận sắp xếp GFP SDH (STM-16 đến STM-64)

Mạng quang

cung cấp các ống dung lượng cao

Tập hợp

lưu lượng

gói

Tập hợp lưu lượng gói

Hỡnh 1.7: Giao thức lập khung tổng quỏt và quỏ trỡnh bao gúi IP trong khung

SONET/SDH.

GFP cú thể phục vụ bất cứ kiểu lưu lượng khỏch hàng nào như khung Ethernet

và cỏc gúi IP cú độ dài biến thiờn, và bao chỳng trong khung để truyền tải qua mạng Nú đặc biệt phự hợp với kiểu lưu lượng IP khụng thể dự bỏo trước (khụng theo qui luật nào) GFP cũng cho phộp thực hiện ghộp kờnh nhiều dũng số liệu để truyền dẫn qua một tuyến và cú thể sử dụng để mở rộng mạng LAN hướng đến mạng WAN hoàn toàn trong suốt

Trong hỡnh 1.7, bộ định tuyến gúi tập hợp lưu lượng và định tuyến nú tới phần sắp xếp SONET/SDH cú kớch thước phự hợp Phần sắp xếp SONET/SDH bao gúi trong khung GFP sử dụng giao thức PPP [RFC 1548] (PPP trờn GFP và sắp xếp cỏc khung GFP trong tải SONET/SDH) Quỏ trỡnh sắp xếp bao gồm biến đổi 8B/10B giữa 8 bit ký hiệu sử dụng trong Ethernet và 10 bit ký hiệu sử dụng trong SONET/SDH, và cũng nhõn thể làm mất thụng tin điều khiển được truyền như ký hiệu trong kờnh

Cỏc khung SONET/SDH (mà trong đú cú gắn cỏc khung GFP) được gửi qua mạng quang tới bộ định tuyến kế tiếp Do đú mạng quang đúng vai trũ như nơi cung cấp tuyến kết nối dạng ống giữa cỏc bộ định tuyến gúi IP tốc độ cao

1.4.4.1 Khả năng mở rộng.

GFP là một giao thức Lớp 2 thực hiện sắp xếp tín hiệu khách hàng vào khung GFP dưới sự hỗ trợ của VCAT và LCAS trước khi đưa vào tải SPE của SONET/SDH để truyền tải qua mạng

Sử dụng mào đầu nhỏ gồm 4 byte trong đó 2 byte CRC-16 vừa đóng vai trò kiểm tra lỗi vừa phân tách khung Để đồng bộ cấu trúc khung này, phía thu tìm kiếm mẫu 32 bit được thiết lập ở giá trị 0 của CRC còn lại Chính nhờ vậy, GFP tránh được hiện tượng “bắt trước” mẫu bit đồng bộ khung như ở HDLC hay POS (một yêu cầu bắt buộc không cho phép tải bắt trước mẫu này để tránh nhầm lẫn giữa các khung) do đó tăng được băng tần hiệu dụng

GFP có khả năng xử lý tín hiệu ở cả Lớp 1 (Fiber Channel, FICON, ESCON)

ảo Hiện việc cung cấp kênh SONET/SDH dạng mesh vẫn là thách thức đối với nhà khai thác vì sẽ tạo nên chi phí cung cấp dịch vụ quá lớn (do chi phí khai thác cho mạng này rất lớn)

Hiện tại GFP chỉ được sử dụng để cung cấp đường kết nối cho lưu lượng Lớp

2 điểm-điểm Chính vì vậy chức năng VPN và QoS sẽ được hỗ trợ bởi giao thức Lớp 2 khác được sắp xếp trong khung GFP

Cơ chế thích ứng động kích cỡ của kênh SONET/SDH của LCAS là một giao thức đảm bảo đồng bộ giữa phía phát và thu khi tăng/giảm kích thước các kênh kết chuỗi ảo theo cách không can thiệp vào tín hiệu số liệu Do đó nó không thể thích ứng linh hoạt kênh SONET/SDH theo tính sử dụng bùng nổ tức thời của người sử dụng Hơn nữa, nó thiếu một giao thức để xác định độ khả dụng của các Container vừa giải phóng và không thể phân bổ các kênh cung cấp cho các nút trung gian Vì vậy khả năng hỗ trợ CoS là tương đối hạn chế

1.4.4.3 Bảo vệ và khôi phục.

Mạng hoạt động trên GFP kết hợp với các công nghệ VCAT và LCAS được truyền tải bởi các khung SONET/SDH Do đó nó không có chức năng bảo vệ và khôi phục, chức năng này được tận dụng từ giao thức ASP sẵn có trong SONET/SDH

Tính đa dạng trong định tuyến của LCAS cho phép bảo vệ một nhóm ghép chuỗi ảo với băng tần tối thiểu trước một sự kiện sai hỏng mạng Theo nguyên lý, nhóm ghép chuỗi này có thể được thực hiện bằng cơ chế bảo vệ SONET/SDH tuy nhiên đặc tính động của định tuyến trong LCAS dường như làm cho cơ chế bảo vệ này mất hiệu lực

CHƯƠNG II THỦ TỤC TẠO KHUNG TỔNG QUÁT GFP.

2.1 GIỚI THIỆU VỀ GFP.

Thủ tục tạo khung chung (GFP) được ANSI thảo luận đầu tiên trong T1X1.5

và hiện nay đã được ITU-T chuẩn hóa trong khuyến nghị G.704.1 GFP là một thủ tục lập khung tạo nên tải có độ dài thay đổi theo byte từ các tín hiệu khách hàng mức cao hơn cho việc sắp xếp tín hiệu trong luồng đồng bộ

GFP là một thuật ngữ chung cho hai hướng xếp chồng: ở lớp phía dưới liên quan đến dịch vụ truyền tải sử dụng GFP, và ở lớp phía trên liên quan đến sắp xếp các dịch vụ cung cấp bởi GFP Đối với lớp phía dưới GFP cho phép sử dụng bất cứ kiểu công nghệ truyền tải nào, mặc dù hiện chỉ chuẩn hóa cho SONET/SDH và OTN Tại lớp phía trên, GFP hỗ trợ nhiều kiểu gói khác nhau như IP, khung Ethernet và khung HDLC như PPP

Hình 2.1: Mối quan hệ GFP với tín hiệu khách hàng và luồng truyền tải.

Thủ tục tạo khung chung (GFP) là một cơ chế tạo khung các tín hiệu khách hàng và sắp xếp các tín hiệu ở dạng khung này vào trong một luồng số của mạng truyền dẫn SDH GFP là một giao thức thích ứng cung cấp một cơ chế sắp xếp các kiểu luồng bit khác nhau một cách linh hoạt vào trong kênh SDH Cơ chế thích ứng dựa trên việc tạo khung và cho phép đưa phân đoạn của kênh vật lý vào trong các khung cờ kích thước cố định hoặc thay đổi được Các tín hiệu của khách hàng

Luồng đồng bộ byte

khác

Ethernet IP/PPP Các dạng tín hiệu khácGFP-Kiểu lớp khách hàng xác định (Tải phụ thuộc)

GFP-Kiểu chung (Tải độc lập)

Kỹ thuật đóng gói như GFP phải được sử dụng để tương thích với dữ liệu không đồng bộ, thay đổi nhanh và kích thước các khung thay đổi trước khi lưu lượng dữ liệu như IP/PPP, Ethernet MAC, FC, ESCON, FICON được truyền đi qua các mạng SDH GFP làm thích ứng một luồng dữ liệu trên nền moat khung đến luồng dữ liệu định hướng byte bằng cách sắp xếp các dịch vụ khác nhau vào một khung mục đích chung sau đó khung này được sắp xếp vào trong các khung SDH đã biết Cấu trúc khung này có ưu điểm hơn ở việc phát hiện và sữa lỗi và cung cấp hiệu quả sử dụng băng thông lớn hơn so với các thủ tục đóng gói truyền thống

Hình 2.2: Sự tập hợp dữ liệu gói sử dụng GFP.

Gói ở hàng đợi chờ được sắp xếp vào kênh TDM Ở đầu kia, các gói được sắp xếp ngược trở lại hàng đợi và được phân phối đến từng port Hình 2.2 là sơ đồ đóng gói và truyền dẫn của khung GFP vào các container VC và được gắn vào khung STM

GFP có hai phương pháp sắp xếp để thích ứng các tín hiệu khách hàng vào trong tải SDH: sắp xếp theo khung (GFP-F) và GFP trong suốt (GFP-T)

2.1.1 GFP sắp xếp theo khung (GFP-F).

Trong khung GFP-F có sự đóng gói lớp 2 PDU định hướng kiểu thích ứng

Dữ liệu được đóng gói vào các khung có kích thước thay đổi Sử dụng cơ chế tìm hiệu chỉnh lỗi tiêu đề để phân tách khung GFP nối tiếp giống như cơ chế sẻ dụng

trong ATM trong dòng tín hiệu ghép kênh cho truyền dẫn Do độ dài tải GFP thay đổi nên cơ chế này đòi hỏi khung tín hiệu khách hàng được đệm toàn bộ lại để xác định độ dài trước khi sắp xếp vào khung GFP Nếu một gói khách hàng hoàn tất thì

nó được sắp xếp hoàn toàn vào khung GFP Các gói rỗi thì không được truyền, kết quả là tăng hiệu quả truyền dẫn Tuy nhiên, các kỹ thuật riêng được quy định để truyền tải từng loại giao thức

Hình 2.3: Tổng quát về quá trình sắp xếp của GFP-F.

2.1.2 GFP trong suốt (GFP-T).

GFP trong suốt (GFP-T) là một giao thức độc lập, phương thức đóng gói mà tất cả các từ mã được giải mã và sắp xếp vào các khung GFP có chiều dài cố định Các khung được truyền ngay lập tức mà không phải chờ gói dữ liệu khách hàng được nhận hoàn tất Vì vậy, nó cũng là cơ chế truyền tải lớp 1 bởi vì tất cả các ký tự khách hàng được chuyển đến đầu cuối một cách độc lập không có vấn đề gì nếu đó

là thông tin, header, điều khiển, hoặc bất kỳ loại mào đầu nào Trong GFP-T một số lượng đặc tính tín hiệu khách hàng cố định được sắp xếp trực tiếp vào khung GFP

có độ dài xác định trước Sự đóng gói lớp 1 hoặc mã khối được định hướng kiểu thích ứng Các giao thức sử dụng lớp vật lí 8B/10B (như Kênh quang, ESCON, 1000BASE-T) được đóng gói vào khung có kích thước không đổi GFP-T thì rất tốt cho các giao thức nhạy độ trễ, SAN Bởi vì, không cần xử lý khung khách hàng

Hình 2.4: Tổng quát về quá trình sắp xếp của GFP-T.

2.2 CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA GFP.

2.2.1 Cấu trúc khung GFP.

Hình 2.5: Các giao thức và định dạng khung GFP.

2.2.1.1 Mào đầu chính (Core Header).

Có chiều dài 4 byte, gồm một trường chỉ thị chiều dài PDU (PLI) và một trường kiểm tra lỗi đầu đề chính cHEC PLI chỉ thị số byte trong vùng tải trọng

PLI trong một khung khách hàng là 4, PLI có giá trị 0-3 được dành riêng cho việc

sử dụng các khung điều khiển Trường cHEC chứa CRC-16 bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của phần đầu đề chính thông qua khả năng sửa lỗi đơn bit và phát hiện lỗi

đa bit cHEC được tính toán trên 4 byte đầu đề chính

2.2.1.2 Mào đầu tải tin (Payload Header).

Là một vùng có chiều dài thay đổi từ 4 đến 64 byte, để hỗ trợ các thủ tục quản

lý liên kết dữ liệu đặc trưng cho tín hiệu khách hàng Vùng này gồm 2 trường bắt buộc là trường kiểu (Type) và trường tHEC, và một số lượng biến đổi các trường mào đầu mở rộng (Extension Header) Sự có mặt của phần mào đầu mở rộng, định dạng của nó và sự có mặt của pFCS tuỳ chọn được chỉ thị bởi trường kiểu Trường kiểu bao gồm các trường sau: PTI (3 bit) PFI(1 bit), EXI (4 bit) và UPI (1 byte) Trường tHEC bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của trường kiểu

2.2.1.3 Mào đầu mở rộng (Extension Header).

Là một trường dài từ 0 đến 60 byte (gồm eHEC) hỗ trợ các đầu đề liên kết dữ liệu đặc trưng công nghệ, ví dụ như nhận dạng liên kết ảo, các địa chỉ nguồn và đích, số port, loại dịch vụ, vv Trường kiểm tra lỗi đầu đề mở rộng (eHEC): CRC-16 bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của phần đầu đề mở rộng

2.2.1.4 Trường tải tin (Payload).

Tất cả các byte trong khung GFP sau phần đầu đề chính được xem như

là trường tải trọng GFP, được dùng để truyền thông tin giao thức đặc trưng của khách hàng Trường tải trọng GFP có chiều dài thay đổi từ 4 đến 65535 byte, gồm 2 thành phần chung: trường mào đầu tải trọng và trường thông tin tải trọng, và một trường kiểm tra tuần tự khung tải tin (pFCS) là tuỳ chọn

Mào đầu mở rộng hỗ trợ đầu đề tuyến số liệu đặc trưng cho từng công nghệ như nhận dạng tuyến ảo, địa chỉ nguồn đích, số cổng, lớp dịch vụ và kiểm tra lỗi mào đầu mở rộng

Trường tải trọng GFP chứa khung PDU, có kích thước thay đổi trong khoảng

từ 0 đến (65536-X) trong đó X là kích thước đầu đề tải trọng Khối số liệu giao thức người sử dụng/điều khiển luôn luôn được đặt vào trong trường tải trọng

2.2.1.5 Trường kiểm tra tổng hợp (Check sum).

pFCS (Payload Frame Check Sequence) có 4 byte, tuỳ chọn, chứa mã sửa lỗi CRC-32 bảo vệ nội dung của trường thông tin tải tin GFP

Hình 2.6: GFP định dạng sắp xếp các gói khách hàng.

GFP-F có thể được sử dụng cho Ethernet, PPP/IP và HDLC như là các giao thức mà tính hiệu quả và tính mềm dẻo là quan trọng Để thực thi quá trình đóng gói thì cần phải nhận hoàn tất gói khách hàng nhưng thủ tục này làm tăng độ trễ, GFP thì không thích hợp cho các giao thức nhạy thời gian

2.2.2 Các khung điều khiển GFP.

Các khung điều khiển GFP được sử dụng trong việc quản lý kết nối GFP Các giá trị từ 0 đến 3 được sử dụng trong các khung điểu khiển trong đó giá trị PLI=0

tương ứng với khung GFP rỗi Còn các giá trị khác là các khung khác

•Các khung GFP rỗi: Khung Idle GFP là một khung điều khiển GFP

gồm 4 octet chỉ chứa phần mào đầu lõi GFP với các trường PLI và cHEC được đặt

là 0, và không có phần tải Khung Idle được dành sử dụng như một khung chèn dành cho quá trình thích ứng nguồn GFP nhằm thực hiện thích ứng luồng octet GFP với bất kỳ một môi trường truyền tải nào mà trên đó kênh môi trường truyền tải có dung lượng cao hơn so với dung lượng được yêu cầu bởi tín hiệu khách hàng Dạng khung Idle GFP được mô tả trong hình 2.7

Hình 2.7: Khung GFP rỗi.

•Các khung điều khiển khác: Các khung điều khiển với PLI=1,2 và 3

hiện đang được nghiên cứu

Hình 2.8: Cấu trúc khung điều khiển.

1 2 3 4 5 6 7 8 Thứ tự truyền bit

Thứ tự truyền bit

Hình 2.8: Khung GFP rỗi

Octet bit

sự cố sắp xếp tín hiệu như lỗi ở tải tin).

Hình 2.9: Sự lan truyền tín hiệu lỗi trong GFP.

Khi phát hiện ra một sự kiện TSF hoặc một sự kiện mất mô tả khung GFP, thủ tục thích ứng đích GFP sẽ phát một chỉ thị SSF đến các thủ tục thích ứng đích Các

sự kiện sự cố này sẽ bị loại bỏ ngay khi thủ tục GFP khôi phục được đồng bộ tuyến.Khi phát hiện ra các sự kiện CSF thì thủ tục thích ứng đích của GFP sẽ thực hiện giải quyết các sự cố này

2.3 CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN GFP-F.

2.3.1 Tải trọng MAC Ethernet.

Định dạng của các khung MAC Ethernet được xác định theo IEEE 802.3 Có một sự sắp xếp một-một giữa PDU lớp cao hơn và PDU GFP Đặc biệt, ranh giới của PDU GFP được liên kết với các ranh giới của các PDU lớp cao hơn sắp xếp khung Toàn bộ các byte MAC Ethernet từ phần địa chỉ đích đến FCS được đặt vào vùng tải trọng GFP Đồng bộ byte và nhận biết các bit trong byte được duy trì Mối quan hệ giữa các khung MAC Ethernet và các khung GFP này được minh hoạ trong hình 2.10

Mạng chuyển tải

Thủ tục GFP chung (Thích ứng nguồn khách hàng)

Thủ tục thích ứng đích khách hàng đặc trưng GFPQuá trình khách hàng ra

Tất cả các byte từ khung PPP/HDLC được đặt vào trong vùng tải trọng của khung GFP Việc đồng bộ byte và nhận dạng bit trong các byte cũng được duy trì.

Hình 2.11: Mối quan hệ giữa HDLC/PPP và khung GFP.

2.3.3 Tải tin kênh quang qua FC-BBW SONET.

Định dạng của một PDU kênh quang băng rộng 2 (FC-BBW_SONET) được đưa ra trong ANSI INSITS 342-2001 (FC-BB), mục 6 Đối với các mục đích tương thích trên cơ sở GFP-F, giả thiết một sắp xếp điểm - điểm giữa các PDU kênh quang và các PDU FC-BBW_SONET (như trên chỉ tiêu kỹ thuật FC-BB), và giữa các PDU FC-BBW_SONET và PDU GFP (như trong tiêu chuẩn này) Chỉ mối quan hệ sắp xếp giữa PDU FC-BBW_SONET và PDU GFP được trình bày trong tiêu chuẩn này

• Đóng gói PDU FC-BBW_SONET:

Tất cả các octet trong PDU FC-BBW_SONET bắt đầu từ Mào đầu LLC/SNAP tới Tải tin bản tin BBW được đưa vào trong trường thông tin tải tin của khung GFP

Cả hai liên kết octet và nhận dạng bit trong các otet được duy trì trong PDU GFP Cấu trúc của Mào đầu BBW và Tải tin bản tin BBW (nếu có) cho các PDU FC-BBW_SONET được mô tả trong ANSI INSITS 342-2001 Mối quan hệ giữa các khung FC-BBW_SONET và các khung GFP được minh hoạ trong hình 2.12

2.3.5 Tải tin RPR IEEE 802.1.

Định dạng của các khung RPR được đưa ra trong IEEE 802.17, mục 8 Có một

sự sắp xếp một-một giữa một khung RPR và PDU GFP Để cho rõ ràng, mối quan

hệ giữa các khung RPR và các khung GFP được minh hoạ trong hình 2.13

• Đóng gói RPR:

Tất cả các octet của khung RPR được đưa vào trong trường Thông tin tải tin GFP Mặc định là không có mở rộng mào đầu và không sử dụng trường pFCS Liên kết-octet được duy trì và xác định bit trong các octet cung được duy trì

Hình 2.13: Mối quan hệ giữa RPR và GFP.

2.3.6 Sắp xếp trực tiếp MPLS vào các khung GFP-F.

Việc sắp xếp trực tiếp MPLS vào GFP được dự định áp dụng cho chuyển tải các PDU MPLS-chèn trực tiếp qua tải SDH PDU MPLS unicast hoặc multicast chứa một hoặc nhiều lối vào kiểu ngăn xếp nhãn đặc trưng MPLS và một trường thông tin tải tin MPLS Tất cả các octet trong PDU MPLS được đưa vào trong trường thông tin tải tin của một khung GFP-F Liên kết - octet và nhận dạng bit trong octet được duy trì trong PDU GFP-F Việc sắp xếp trực tiếp MPLS vào trong GFP này được dự định là sắp xếp mặc định khi các tín hiệu khách hàng MPLS được tải trực tiếp qua mạng chuyển tải

FCS tải tin GFP được yêu cầu và tính toán và được chèn vào trong trường pFCS Trường PFI được thiết lập là 1 Mối quan hệ giữa PDU MPLS và khung GFP-F được minh hoạ trong hình 2.14

Hình 2.14: Mối quan hệ khung GFP và MPLS Unicast.

2.3.7 Sắp xếp trực tiếp các PDU IP và IS-IS vào trong các khung GFP-F.

Việc sắp xếp trực tiếp các PDU IPv4, IPv6 và các OSI vào trong GFP được dự định áp dụng để chuyển tải trực tiếp các PDU IP/OSI qua các tải SDH PDU IPv4 (IETF RFC 791/STD0005), PDU IPv6 (IETF RFC 2460) và PDU IS-IS (ISO/IEC 10589) chứa một hoặc nhiều lối vào mào đầu đặc trưng khách hàng và một trường thông tin tải tin khách hàng Tất cả các octet trong PDU khách hàng được đưa vào trong trường thông tin tải tin của một khung GFP-F Liên kết-octet và nhận dạng bit trong octet được duy trì trong PDU GFP-F

FCS tải tin GFP được yêu cầu và tính toán và được chèn vào trong trường pFCS Trường PFI được thiết lập là 1 Mối quan hệ giữa các PDU IPv4, IPv6 hoặc IS-IS và khung GFP-F được minh hoạ trong hình 2.15

Hình 2.15: Mối quan hệ giữa các PDU IPv4/ IPv6/IS-IS và khung GFP-F.

CHƯƠNG 3 GHÉP CHUỖI ẢO (VCAT).

3.1 GIỚI THIỆU VỀ GHÉP CHUỖI (Concatenation).

Ghép chuỗi là một quá trình tập hợp băng thông của X container (C-i) vào một container lớn hơn Băng thông lớn hơn nên sẽ tốt cho việc truyền các tải trọng lớn, yêu cầu một container lớn hơn VC-4, nhưng nó cũng có khả năng ghép chuỗi các container dung lượng thấp như VC-11, VC-12 hay VC-2

• Có hai phương thức ghép chuỗi:

•Ghép chuỗi liền kề (CCAT): tạo ra container lớn, không thể chia nhỏ ra trong suốt quá trình truyền Mỗi NE phải có một cotainer chức năng Phương pháp ghép chuỗi liền kề không đem lại độ mịn băng tần phù hợp cho các công nghệ phi kết nối và hướng gói như IP hoặc Ethernet.

•Ghép chuỗi ảo (VCAT): truyền các VC riêng biệt và kết hợp chúng lại ở điểm cuối đường truyền Chức năng ghép chỉ được cần đến ở cuối đường truyền.Ghép chuỗi liền kề (CCAT) đòi hỏi được cung cấp bởi tất cả các node Ghép chuỗi ảo (VCAT) phân phối băng thông hiệu quả hơn và có thể được cung cấp bởi

sự thiết lập kế thừa

Cấu trúc một VC-4-Xc (X=1, 4, 16, 64, 256), với X là mức Đơn vị tăng giảm (đồng chỉnh) là 3 X, phụ thuộc vào mức AU-4 = 3 byte, AU-4-256c = 768 byte

3.2 GHÉP CHUỖI LIỀN KỀ CỦA VC-4.

Một VC-4-Xc cung cấp một vùng tải của X cotainer loại C-4 Nó sử dụng giống HO-POH được sử dụng trong VC-4 và với chức năng nhận dạng Cấu trúc này có thể được truyền trong khung STM-n (với n=X) Tuy nhiên, các sự kết hợp khác cũng có thể thực hiện, ví dụ như: VC-4-4c có thể được truyền trong khung STM-16 và STM-64 Ghép đảm bảo tính toàn vẹn của dãy bit, bởi vì cả container được truyền như là một đơn vị xuyên qua mạng

Xc Cột thứ hai tới cột X chứa các byte chèn cố định X*260 cột còn lại là vùng tải trọng của VC-4-Xc và có kích thước bằng với C-4-Xc.

Hình 3.1: Ghép chuỗi liền kề (CCAT): các con trỏ và container.

Hình 3.2 : Ghép chuỗi liền kề VC-4-4c trong khung STM-16.

VC-4-Xc sẽ được truyền trong X AU-4 kề nhau trong tín hiệu STM-N Cột đầu tiên của VC-4-Xc sẽ luôn luôn được đặt trong AU-4 thứ nhất Con trỏ của AU-

được ghép chuỗi liền kề, nghĩa là hai byte H1 và H2 của các AU-4 này chứa giá trị

“1001xx11 11111111” Việc hiệu chỉnh con trỏ được thực hiện chung cho cả X AU-4 ghép chuỗi và khi chèn sử dụng X×3 byte

Hình 3.3: Cấu trúc khung VC-4-Xc.

Bảng 3.1: Ghép chuỗi liền kề của VC-4-Xc, với X là số VC-n.

Ghép chuỗi ảo VCAT là một giải pháp cho phép gia tăng độ mịn băng tần trên từng khối VC-n Tại node nguồn MSSP, VCAT tạo một tải liên tục bằng X lần VC-

n (xem bảng 3.2) Tập gồm X tải được gọi là một nhóm tải ảo (VCG) và mỗi VC

node nguồn MSSP một cách độc lập, trên bất kỳ luồng rỗi nào nếu cần thiết Tại đích, tất cả các VC-n được nhóm lại, theo các chỉ thị cung cấp bởi byte H4 hoặc K4,

và cuối cùng được phân phát đến địa chỉ (hình 3.4)

Do các VC thành viên được phát đi một cách độc lập và có thể trên các luồng khác nhau với độ ì khác nhau nên sẽ tồn tại trễ khác nhau giữa các VC Do vậy, MSSP đích phải bù trễ chênh lệch này trước khi nhóm tải và phân phát dịch vụ.Chức năng ghép chuỗi ảo chỉ được yêu cầu tại các nút biên Để tận dụng được hết những lợi thế của quá trình này thì các tải riêng lẻ phải được truyền trên các tuyến khác nhau qua mạng, do đó nếu một tuyến hoặc một nút mạng bị sự cố thì kết nối chỉ bị ảnh hưởng từng phần Đây chính là một cách cung cấp dịch vụ bảo vệ sử dụng VCAT và dịch vụ có khả năng phục hồi

Bảng 3.2: Dung lượng VC-n-Xv SONET hoặc STS-3Xv SPE ghép chuỗi ảo.

SDH SONET Dung lượng

riêng lẻ Số tải ghép Dung lượng ảo

VC-11 VT.15 SPE 1.600Kbps 1 đến 64 1.600 đến 102.400 KbpsVC-12 VT2 SPE 2.176Kbps 1 đến 64 2.176 đến 139.264 KbpsVC-2 VT6 SPE 6.784 Kbps 1 đến 64 6.784 đến 434.176 KbpsVC-3 STS-1 SPE 48.384 Kbps 1 đến 256 48.384 đến 12.386 KbpsVC-4 STS-3c SPE 149.760 1 đến 256 149.760 đến 38.338.560 Kbps

Hình 3.4: Quá trình ghép chuỗi ảo.

VCAT hỗ trợ cả ghép tải bậc cao và ghép tải bậc thấp

* Phân phối và phục hồi tải trọng

Việc phân phối nội dung của container tải trọng liền kề C-n-Xc, một số thứ tự duy nhất SQ (Sequence Number) được gán vào mỗi VC-n thành viên của VCG bởi NMS (Network Management System) SQ xác định thứ tự mà các byte được phân phối, Giá trị được gán cho SQ trong một VCG kích thước X sẽ từ 0 tới (X-1)

Hình 3.5: Phân phối của C-4-4c.

Mỗi VC-n trong VCG sẽ được truyền riêng biệt qua mạng, đường đi của các VC-n khác nhau dẫn đến độ trễ đường truyền khác nhau giữa các VC-n Do đó, thứ

tự của các VC-n đến sẽ thay đổi Tại trạm đích, các VC-n này phải được bù trễ trước khi khôi phục lại VC-n-Xv Để phát hiện được độ trễ, chỉ thị đa khung MFI

(Multi-Frame Indicator) được định nghĩa Tại phía phát, MFI của tất cả thành viên thuộc một VCG đều bằng nhau và tăng sau mỗi khung Tại phía thu, MFI được sử dụng để tập hợp lại tải trọng cho tất cả các thành viên trong nhóm Độ trễ có thể được xác định bằng cách so sánh các giá trị MFI tại phía thu Quá trình xử lý tại trạm đích phải bù được khoảng trễ tối thiểu 125 μs MFI được xem là một bộ đếm

và bắt đầu lại bằng “0” nếu nó bị tràn

Tại trạm đích, các VC-n phải được bù trễ, sắp xếp và tập hợp lại để khôi phục lại khối tải trọng ban đầu

Hình 3.6: Minh họa việc khôi phục lại VC-4-4v.

(a) Các thành viên của VCG khi đến phía đích có độ trễ khác nhau

(b) Các thành viên sau khi qua các bộ đệm bù trễ sử dụng thông tin MFI.(c) C-n-4c sau khi xếp thứ tự, sử dụng thông tin SQ

3.3.1 Ghép chuỗi ảo bậc cao (VCAT của VC-n).

Ghép chuỗi ảo bậc cao (HO-VCAT) ghép X lần các tải VC-3 hoặc VC-4 3/4-Xc, X=1 256) thành một tải có dung lượng gấp X lần 48384 hoặc 149760 kbit/s

(VC-Tải được sắp xếp trong X VC-3/4 độc lập để tạo nên một tải VC-3/4-Xv Mỗi VC-3/4 đều có một POH riêng Byte POH H4 được sử dụng cho chỉ thị đa khung và

Mỗi VC-3/4 của tải VC-3/4-Xv được phát độc lập qua mạng Do trễ lan truyền của các VC-3/4 khác nhau nên sẽ xảy ra trễ chênh lệch giữa các VC-3/4 riêng lẻ Trễ chênh lệch này sẽ được bù và các VC-3/4 riêng lẻ này sẽ được sắp xếp lại theo thứ tự để tạo thành một tải thống nhất Quá trình sắp xếp lại phải bù được trễ chênh lệch tối thiểu 125μs

Mỗi 3/4 có mào đầu tuyến riêng Hình 3.7 trình bày cấu trúc đa khung 3/4-Xv Byte H4 của VC-3/4 được dùng để chỉ thị thứ tự SQ và chỉ thị đa khung MFI

VC-Hình 3.7: Cấu trúc khung VC-3/4-Xv.

Bảng 3.3: Trình bày dung lượng tải trọng của các VC-3/4-Xv.

VC-n-Xv (X = 1…256) VC-n p Dung lượng tải trọng

VC-4-XvVC-3-Xv

VC-4VC-3

26084

X*149.760 Kbit/sX*48.384 Kbit/s

Để phục vụ cho việc bù trễ ở trạm đích, phía nguồn sắp xếp các VC-3/4 lại thành đa khung Một đa khung tổng VCAT tốc độ 512 ms được sử dụng để bù trễ trong khoảng từ 125 µs đến 256 ms Đa khung tổng gồm 256 đa khung và mỗi đa khung gồm 16 khung Chỉ thị đa khung gồm hai phần Phần thứ nhất sử dụng bit

125µs

125µs

125µs

[5…8] của byte H4 để chỉ thị đa khung (MFI-1) MFI-1 này tăng một đơn vị sau mỗi khung và có giá trị từ 0 tới 15 Phần thứ hai là chỉ thị đa khung 8 bit (MFI-2) sử dụng các bit [1…4] của byte H4 thuộc khung 0 (MFI-1=0) sẽ là các bit [1…4] của MFI-2 và thuộc khung 1 (MFI-1=1) sẽ là các bit [5…8] của MFI-2 MFI-2 tăng lên

1 đơn vị sau mỗi 16 khung (1 đa khung) và có giá trị từ 0 tới 255 Kết quả là đa khung tổng gồm 4096 khung và dài 512 ms (hình 3.8)

Hình 3.8: Cấu trúc đa khung tổng VC-3/4-Xv.

Chỉ thị số thứ tự SQ nhận biết thứ tự các VC-3/4 riêng lẻ của VC-3/4-Xv Mỗi VC-3/4 riêng lẻ của VC-3/4-Xv có một số thứ tự cố định duy nhất trong khoảng từ

0 tới (X-1) (hình 3.9) VC-3/4 truyền trong trong các khe thời gian 1, (X+1), (2X+1)

… của VC-3/4-Xc sẽ có số thứ tự là 0, VC-3/4 truyền trong các khe thời gian 2, (X+2), (2X+2)….của VC-3/4-Xc sẽ có số thứ tự là 1, vv… VC-3/4 truyền trong các khe thời gian X, 2X, 3X….của VC-3/4-Xc sẽ có số thứ tự là (X-1) Giá trị của

dụng các bit [1…4] của byte H4 thuộc khung 14 (MFI-1 = 14) sẽ là các bit [1…4] của SQ và thuộc khung 15 (MFI-1 = 15) sẽ là các bit [5…8] của SQ (bảng 3.4)

Hình 3.9: Đa khung 32 bit (bit thứ hai byte K4).

Bảng 3.4: Chỉ thị thứ tự và đa khung trong byte.

By

Số thứ

tự khung

Số thứ

tự đa khung

Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 8