Ebook mạng thông tin quang thế hệ sau phần 1 TS hoàng văn võ

TS HO ÀNG VÀN v õ N Ạ II6 T H Ô m f IN U A N hệ sau t NHÀ XUẤT BẢN THỎMG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Chương TỔNG QUAN VÊ KIÍN TRÚC MẠNG TRUYẾN TẢl 1.1 G IẢ I P H Á P T ỏ C H Ứ C C Á C M Ạ N G VIỀN T H Ô N G [lị Tr on g n hữ n g n ă m cuối kỳ XX đầu ihế kỷ X!, công nghệ truyền thông, tin học có n h ữ n g bước phát triển m n h mẽ, có ảnh hưởng sâu sắc đến đời sốn g kinh tế xã hội S ự ph át triển nà y làm thay đồi hẳn cách sống, cách làm việc ne ườ i đư a loài người sang m ộ t kỷ n gu yê n - kỷ nguyên cùa kinh tế tri thức Đ ể đáp ứ ng đ ợc vai trò động lực thức đẩy phát triền cùa kỳ n g u y ê n t h ô n g tin, thời gian q u a cô ng ngh ệ điện từ - viễn thông - tin học phát triển n h vũ bão tạo nên nhiều thay đồi kinh tế nói chung bàn thân ngành Viễn th ôn g nói riêng Có thể nhận thấy m ộ t đặc điể m bật phát triền công nghệ Viễn th ôn g thời gian qua, n h thời gian tới, công nghệ thay đồi nhan h, sán p h ẩ m đ ợc tạo thay đồi th n g xuyên, nă ng lực tích hợp nhiều; công nghệ IP tốc độ ngày càn g cao, ngày càn g đáp ứ ng đ ợc tất loại hình dịch vụ băng rộng chất lượng cao; tốc độ truyền cùa đư ờn g cáp q u an g tăng theo hàm số mũ với đời công n gh ệ D W D M M ộ t số công nghệ m a n g tính cách mạng, ví dụ 1P/DWDM, , xuất làm thay đổi loàn bộ mặ t ng àn h cô n g ng hi ệp Đ ồn g thời, c h ún g ta nhận thay so xu hướng phát triển c ô n g nghệ viền thôn g tất hã ng cu n g cấ p thiét bị vicn thông Irên thé giới: Xu hư n g tích hợp giừa viền thô ng tin học ngày c n g phát triển mạnh mẽ trở thành động lực ch ủ yếu phát triển sản phầ m viễn thông Phát triền công nghệ tích hợp cao linh kiện hệ th ố ng thiết bị Xu h n g tăng tỳ trọ n g phần m ề m cứng hóa phần mềm nhằm tăng độ linh hoạt, tăng hiệu sử d ụ n g thiết bị viễn thông Xu h ớng phát tricn cô ng nghệ sàn pham viễn thông - tin học đ ã ảnh h ờn g lớn đến giải pháp c ô n g nghệ phát triền mạng viễn thông Dưới đ ây ta xe m xét giái pháp cô n g nghệ phát triển mạng viễn thông thời gian q ua h n g phát triển tương lai Khi công nghệ viễn thông tin học phát triển đcn trình dộ cao, ch ú n g luôn tác đ ộ n g hỗ trợ ch o c ù n g phát triẻn Quá trinh dẫn đcn hội tụ củ a cô ng nghệ viễn t h ôn g tin học, tạo nên m ộ t mạn g truyền thông thống đáp ứng nhu cầu dịch vụ đa dạng, phong phú xã hội Mcm^ íhỏn^ ÚỊÌ quanị^ ỉhế hệ s a u M ạn g N G N inà giai đoạii cùa mạn g BCN, xu hirớnu hội tụ tất vếu cùa dịch vụ thoại, dừ liệu, truycn truycn hình, hội tụ mạrm thoại d ữ liệu, giừa cố định di động, uiừa truyền tài tính loán, dược íríén khai trôn nhiều nước giới Đó íaiài pháp tổ chức mạng tích hợp mạng viễn ihỏng Giải p h p m n g tích họp mạng viễn thông (gọi tắt giải pháp tích Kợp) giài pháp lô chức m n g viễn thông cung cap dịch vụ khác nhau, nhir thoại, dừ liệu, truyền truyên hình, m n g cố định di độnii, mạng truyền tái tính toán, thành mạng thống nhâl du y Đ â y la xu hướng quan trọrm để phát triẻn mạng viễn thòng (xu lurớng tổ ch ứ c m n g tích hợp) Mặt khác, cônG nahệ iruvền dẫn quang ghép kênh phân chia theo bước sóng - W D M ( W av e le ng th Division Mulíiplexing), mà giai đoạn tiép theo cùa ghép kênh phân chia ihco bước sóim mật độ cao - D\VDM (Dense Wavelengíh Division iMultiplexing), đời với nh n g iru đ ic m \'ượl trội chất lượrm truyền dẫn cao đặc biệt băntí íhông rộng/tốc độ lớn (tới hàng ngàn l'e r a b it ) mạng không chi cỏnu imliệ truyền dẵn mà c g i i p h p p h t t r i ề n m n u Vicn th ò im Vói đời cònn imhệ truyền dẫn quang ghép kônh theo bưóc sóng làm cho tò chức m n g trờ nên dcm giản, tính hiệu kinh íe cao mà chất lượn^ dịch vụ cao hon nhiều so với giải pháp tích hợp dịch vụ nh mạng vicn thông cách triiycn dẫn độc lập dịch vụ irên bước sóng khác nhau, ví dụ itioại, dừ liệu, truyền llianh truycn hinh, giìra truycn lảị tính toán, , chí giừa mạng, thé hệ mạn g bước són g khác nhaiL PDH, SDIỈ, PS'!'N, NGN, mạng Iruvền số ỉiệu, mạn g truyền thanh, truyền hình, Giái p h áp tỏ chức mạn g vặy gọi “Giài pháp lổ chức mạng phân tán” , gọi lầt ‘‘Giái pháp m n g pliân i n '\ Bán chấl “Giai pháp mạng phản tán" tỏ chức mạiìg cun g cấp dịcli vụ khác loại mạng the hệ mạnu khác Irên hiiớc sóng c sợi quang ^!'uv n h i c n , xéí vc mủt sọi quang vật Iv thỉ vẫỉi tích hợp dịch vụ cùnií n h loại mạim thc hệ mạng Xu lìướna phát tricn mạng vicn ihònn, dựa trôn giái pháp mạng lích hợp dược gợi xu hirớng tồ ch ứ c m n g tícii h.ọp M ặ t k h ác, dc báo dani lính kc thừa tínỉi hiệu qiKỉ díUi lir trin h phát ín è n cac m n g v ic n ih ỏ n u tỉic o MI liiróng hội tụ mạne vicíi llìõ n u \ u liướnu phân lán m ng viễn ihỏnu 'ỉ’rong dó phủn tán lìạ tang hội tụ giủi pháp Do ''(ÌKÌi pháp lìỗìi hợ p" phái íriê n cáe m ạng vicn thông Do dỏ, dố lô c h ứ c m i m vicn thônii tư ng lai la cỏ giai pháp: ' ( ỉ i a i pháp n iạ nu líciì họp - (ỉiai pháp m n g phân lán - (iiài pháp m n u hỗn hợp ( 'hưong ỉ : Tỏnịỉ^ cỊuan kiến í n k ’ ỉìỉcỉní^ ỉruyẻn íai rên c a sở cùa giải pháp tò chức mạng, phát triền mạn q vicii thôníí írong tương lai giới diễn theo xu hướng: Hội tụ, phán tán hồn hợp giừa hội tụ phản tán mạn u viễn thÔ!i£> l u G iái p h áp tích họp ph triển mạng viễn thông N h đă trình bày, giái pháp mạng tích hợp mạng viền thônu tất m n g victi thòng cu n g cấp dịch vụ khác nhau, thoại, d ữ liệu, truyền truyền hihh, m ng cỏ dịnh di động, mạn g truyền tải tính toán, tích họp thành m ộ i m n g thống nhat Hiện giới đã, tồn sể phát triển Ihe hệ m n g đ ề cu n g cấ p dịch vại viễn thông, tin học íhoạỉ, liệu, íruyen Iruyền hình, co định di động, truyẽn tai tính toá n, Đó mạng điện ihoại chuyền mạch công cộnu P STN ( m n g tại), m n g hệ sau ( N G N ) mạng hội tụ báng rộng (BCN) Mặt khác, tô chức phát triển mạna trinh Do đó, q uá trình tồ chức phát tricn mạ ng viễn thông đc hội lụ inạnu cung cấp dịch vụ khác nhau, m n g cố dịnh di động, mạn g truyền tài lính íoán, tạo íhànlì mộl mạn u thố ng d u y nhai cần phải cỏ tính kế thừa phát triẻn, Tính kẻ thừa the chỗ, m n g phải kết nối đưcrc với m n g cu nh tận dụn^ dưọ’c khả nãng mạng cù dê đ ả m bào tính hiệu kinh lé dầu tư Tính phát triển thể ỏ' chồ, mạng phải đáp ứng đư ợc yêu cầu cúa nhà tlìiêt kc tô chức mạni> Do đó, giải pháp tích hợp mạng phải dược thực ba hệ m n^ Ví dụ, xây m n g N G N cho phải suy nghĩ tính toán khả cho phát triển m ng B ( ’N irong tư ơng lai; đồrm thời phái quan tảm đến khấu hao nhu cầu ch uv cn đổi cua mạn g PS'1‘N Icn mạn g NGN Bên cạnh đó, xây dựng mạng BCN cũ n g phái quan tâm dcn khấu hao iihu cầu cỉuiycn dỏi mạng NGN lên mạng BCN Và phát íriển nụum PSTN ncu có nhu cầu ihi củng phai quan lâm dcn khâu hau nhu câu ch uy cn dôi củ a lìiạng Ỉ^STN lên m n g NGN Tuy nhiên, trường cần cố gắng hạn chế tới mức tối đa Ị)o dó SO' ihực giải pháp tích hợp mạng dirợc biểu dien hình ỉ Hình ỉ ĩ: Sơ dồ thực ỵiảỉph áp tích hợp mạnỵ 10 Muỉiị^ (hòns^ im qiuỉììị^ (hẻ lê s a u 1,1.2, Giải p h áp phân tán p h triền m ạng viển thông Giái pháp lích họp phat triển mạng viền thông có ưu điềm ià giao diện nmròi sLỉdụníỉ quàn lý đơiì uián dang \ u hư ớng phát triên củ a mạng viền :hỏng đ an g triển khai nhiều nước trẻn íhế giới Tii\ nhiên có ihiều ihược điêm như: tồ chức mạ na phức lạp, độ tin cậy \'à chất lượng truyèn dần thắp, tíỉih suốt cùa m n g tính hiệu quà kinh tế thấp, Tr on g đó, giải pháp phân tán phát triển mạn g viễn thỏng có ưu điểm lồ chức mạ ng dơn giản, độ tin cậy chất lượng truyền dẫn cao, tính tronq suốt cua lìiạng tính hiệu kinh lê lớn, Chính vi vạy, đả có sô nước giới nghiên cứu dẻ pháĩ triển cúa mạn g viễn thông ininh Tuy nhiên, giải pháp cũ n g có mội số hạn chc, giao diện niíuời sử dụng c ũ ng n hư quản lý phức tạp N h trình bày mục 1.1 1, giải pháp phân tán giải pháp tổ chức mạnu cung cấp dịch vụ khác nhau, ví dụ nh thoại, dừ liệu, truvền truyền hinh, truvcn tái lính toán, nh tồ chức mạníí cho hệ mạ ng khác n hư mạng PSTN (vói công nghệ truyền dẫn chù yếu SDH PDH ), m n u ihế hệ sau NGN, mạng hội tụ bàng rộnu BCN (giai đoạn phát triển tiép theo m n g N G N ) kênh quang khác nhau, trén sọ'i q u an g hay mạn g quang, tồ chức hỗn hợp m n u cung cấp dịch vụ khác nhau, mạ ng cho thé hệ mạng khác kênh q u ang khác nhau, Irên sợi qu ang hay mạ ng quang Trên sở phân tích trên, có mô hình giải pháp phân phân íán phái tricn mạng viển Ihôiig dược mô tà hinh 1.2 H ình L2: Mô hình giãi pỊtáp m ụ n ỵ phíln Um G id i p h p p h ã n tán p h t trìén nnuiỊị viển ilỉô iĩịỊ (fĩc'o ciíc (lìế h ệ m ụ tìịị ỉíiộn nav xu h ớn g phát trìen mạng vicn thông ironu urcrng lai cỏ Ihc hộ mạng: Iiiạnu l’S'Ị'N, ỉnạng N( jN tircTiig lai B("N Ciiài pháp phan tán phái tricn mạng vicn thông theo ihc hộ mạn u có nulìTa tiìê hệ tnạng dưỢí^ lô cliirc UCII bước sóng khác nhau, ( ' ỏ ihc mồi ihc hộ mạn g dược tồ chức trôn hay số bước sónu xác dinh luỳ theo nhu cau trao dồi lưu lượnu hộ mạng Tuy nhicn, sô ưu licn phái Iriển mạng thc ( ììĩt'(r}ĩỊỊ ỉ : 1ỏ n ị Ị cỊìicnì VL^' k i ế n í r ú c mạnsỉ, ỉ r u y ề n l a i 11 hệ nnVi NCiN/BCN Đồng thời, trình phát Irién mạn g cằn quan tâm đến inạng NCÌN trinh phát tncn mạng NGN cần quan tâm dến mạn g BCN đề có kc hoạch phát trién hợp lý mạn u bào dàm lính kinh tế, tính kế thừa va tinh phát Iriền G iai ph áp ph ã n rún p h t triển mạtĩịỉ viễn thông theo dịch vụ Trong giải pháp phân tán phái Iriển mạnụ vicn thônu theo dịch vụ, mạn g dịch vụ diạrc tô chức bước só^^ khác Mỗi mạng dịch vụ tươnụ ứng có thé tồ chức hay số bước sóng xác định tuỳ theo nhu cầu trao đổi iưu lượng tlìé hệ niạim G iái ph áp ph ãn tán p h t triển m ạng viển thông theo ph n g p h p hỗn hợp Trẽn co‘ sỏ‘ xu hướng phái triển mạng viền thônií lương lai hệ lìiạng: mạ n g tai (SDH), mạn g N G N BCN với mạn g cunu cấp dịch vụ, giải p h áp phân tán phát triền mạn g viễn thông iheo phương pháp hỗn họ p sc tổ chức hệ mạniz (m ạn g PSTN mạn g N G N mạng BCN) n h mạn g dịch vụ bư óc sóim khác Có thể hệ mạníi cũim mạ ng dịch vụ tổ chức trôn niột hay số bước sóng xác định tuỳ theo nhu cầu trao đổi lưu lượng cua hệ mạng 'Ị'uy nhiên, sè ưu tiên phái triển mạng the hệ N G N hay BCN Đồ ng thời, trinh plìáí í n ê n m n g cần quan tâm đen mạng NGN trinh phát triển mạn g N( ÌN can q u an tâm đén mạng BCN đe cỏ kc hoạch phát trién hợp lý mạn g bào đám rínlì knilì tế, tính ké thừa lính phát triển 1.2 G I A O T H Ử C T H Ỏ N G N H Á T C Ủ A M Ạ N C T R U Y È N T Ả I 1.2.1 IP - G ia o th ứ c thốnị' m ạng truyền tải ( ' ù n g vái dời phát íriôn cua kiniì te tri ihức, phát Iricn bùng nố cúa lưu Inícrnct/ỉntranet cũnu còng nghẹ triivcn dẫn ỊP băng rộng/tốc dộ cao có khả liLiycii lai d u v c lắl cà dịch VỊ! viễn lliỏng hav dù liệu làĩiì cho truycỉi tài ỈP dang irờ Ihành phưcrng íhửc truyền tái (all IP) Irẻn sớ hạ tarm truyền tải thông tin tưong lai S ự tăng trưởng theo cấp số nhân luồng lưu lượng IP dược kct họp vứi lãng trường lón mạnlì liên tục cùa việc sử dụnu mạ ng intcrnel Intranet diện rộng, hội tụ nhanh chóng CIUÌ c c d ị c h v ụ Ỉ P t i ê n l i c n , k h n ă n g k c t n ố i i lơn g i ả n , d c d n g v l i n h h o t d t o m ộ t s ự dịcli cluiyôn m a n g tính dột bícỉi trinh pliál Iricn cua mạn g vìCmì llìỏng Sự dịch chuyên kiiỏng chí xáy Ircn lĩnh vực nội dung mà cách thức cúa truyên tài lưu lượng Nó dã làni tliay dối hoàn loàn quan đicm thiết kế cùa mạng viễn thỏnu Mặl kliác, côĩiiì nghẹ thông tin quanií nuày phát tricn m n h mc Dặc biệl, công nghệ iruycn d ẫn q u a n g ghép kênh phán chia Iheo bước sóng - WÍ^VÍ, ma giai doạiì licp theo cua ỈIÓ ghép kcnh phân chia theo buxVc sóng mậl dộ cao - DWI)fVl, dỏi với nhừng ưu dicm Mfựl trội vè b ă n g í l ì ô n g rộ n g/ tố c đ ộ lớn (tới hàng ngàn ' lcrabi í) c h a i l ợ n g truyền dẫn c a o cuim lạo ncn phát Irién dột biốn công nghệ truyền dẫn 12 Mạny^ íhỏnị^: c/ĩuỊníỊ (hể hệ sau Từ bùng nò ỉưu lượng IP phát triẻn mạnh mẽ cônu ỉmhẹ IP công nghệ thông tin qu ang đà tạo nên cách mạng mạn u truyềìi tái cua mạng \ iễn thông Ket hợp hai công nghệ mạim sờ hạ tầtm niạnu tạo thành giái pháp tích hợp đẻ truyén tái vân đê mang tính ihòi I'ron^ hâu hci kiến Irúc mạ ng viễn đề xuất cho tương lai thừa nhận thống trị cùa công nghệ truycn dẫn IP Irên quang Đặc biệt, truyền tải IP mạng quang xem nhân lố then cliốt việc xây dựn g mạ nụ truyền tải NGN Ch o đến người ta đầ tạo nhiều giải pháp liên quan đến vấn đề làm truyẻn lái gói ỈP qua môi trường sợi quang Và nội du ng chúng tặp truns vào việc giảm kích thước mào đầu phải đàm bảo cung cấp dịch vụ chất lượng khác biệt (nhiều cấp dịch vụ), độ khả dụng bảo mật cao Có hai hư ớng giải quvét cho vắn đề là: giữ lại công nghệ cũ, phát triển lính phù hợp chc lớp mạng trung gian A TM SDH đề truyền tai rói IP mạn g W D M , tạo công nghệ giao thức MPLS, GM P LS Đối với kiến trúc mạng IP xây dựng theo ngăn m n g sử dụng nliững công nghệ A 'Ĩ M , SDH W D M , có nhiều lớp liên quan nên đặc trưng cùa kiến trúc dư ihừa tính chi phí cho khai thác bào dưỡng cao Hơn nừa, kiến trúc trirớc sử dụng dc cung cấp chi tiêu dảrn bảo cho dịch vụ thoại thuê kênh Bời vậy, nỏ không phù hợp cho dịch vụ chuyền mạch gói mà thiết kế lối ưu cho số liệu truycn tài liru lượng IP bùng nô Một số nhà cung cấp tồ chức tiôu chuẩn dà đề xuất nhừng giải pháp cho khai thác IP trôn kién trúc mạng đơn gián, lớp WDM nơi cung cấp băng tẩn trưyền dẫn Nh ững giái pháp cố gắng giảm mức tính dư thừa, giám mào dầu giao ihức, dưn gián hoá công việc quán lý qua dó tmyền tai IP lớp WDM (lớp mạ ng quang) hiệu tốl 'ỉ'ất cá clìúng dcu liên quan dcn viộc đơn giàn hoá ngăn giao thức, nhưnu Irong số chúng chí có mộl số kicn Irtk có nhiều dặc lính hứa hẹn ^iài pháp gói trcn S O N ll V S D H (POS), (ìigabit ỉilhemcl (GbH) Iruycn tài gói động (Dynamic Packcl 1'ransporl - DPT), ĩu y nhiẻn, giai pháp Gbỉi DP r thưànụ sừ dụng cho lớp truy nhạp Các kiến írúc khác giải pháp tích hợp truyền tai IP trỏn quang: dirợc bicLi dicn hình ỉ iP ATM IP ỈP SDH ATM SDH IP C ô ng ng hệ khác Mạng g h é p kênh b c són g q u a n g DWDM Sợt q u a n g vật lý ỉììn h ỉ 3: Nỵãn ỵỉao (hức kiều kiến (rúc IP ( 'lìiarỊì^ Ị : lô iỉg cỊuan \’c’ kỉén irùc man IPvó phần lõi mạng W D M đ e m lại hiệu quà, khà nàng m rộnụ lớn so vứi iPv4 /.2 H (rợ ch ất lum tịĩ dịch vụ iroỉtịỊ IP '1 rước dây, Inlcrncl chi hỗ trạ dịch vụ vứi nồ lực tối da ban clìầl thuật ngừ "bcst c ỉ l b r l ” (cố gang tối da), dỏ tất cà gói cỏ cung lực truy nhập tài nguyên mạng Lớp n iạ n e liên quan dc n việc tru vồn tài gói từ nguồn dcn dích cách sứ dụnu dịa đích M ạng (hỏng ỉ in quang hệ sau 310 khái niệm báo an mạng, có thề phân biệt khái niệm nhu sau (hình 3.151): - T h ứ nhất; Báo an end*to-end (đầu cuối -đế n- đầu cuối), đ â y chi m ộl c chế tồn đơn sử dụng cho kiểu kết nối đầu cuối-đến-đầu cuối - T h ứ hai; Bảo an Cascade (tầng /đo ạn/k hu vực), có đa chế bào an Một chế sử dụng sau chế khác để xử lý lỗi khu vực - T h ứ ba khái niệm chung x ế p ch ồn g khả tồn N hiều chế tồn đư ợc sừ dụng cho khu vực C chế khu vự c/đ oạ n /tầ n g hay đầu cuốiđến-đầu cuối Đ ầu c uối-đến-đầu cuối P h â n tầng x é p ch ồng Dịch vụ C c h ế b ả o an đ ơn p a C c h ế b ả o an Bảo a n khu vực C c h ế b ả o an lớp ỉỉh ĩh J : Các ch ế hảo an m ạng Nói chung, để bào đ ảm an toàn mạn g việc bảo an m n g cần đ ợc thực hiộn hai lớp, lớp báo vệ lớp phục hồi Khái niệm m ô tả hinh 3.152 P h ụ c hồi H ình ĩ 152: Bảo an m ạng s d ụ n g ch ế bảo vệ p h ụ c liồì Bảo vệ Bào vệ mạn g trước cố m ột giải p h p kỹ thuậ t đặc biệt đề phục hồi nhanh hoạt độ n g cung cấp dịch vụ cúa mạn g trình khai thác Đe thực bào vệ m n g cần cung cắp mức thấp đề đề phòng nh ững cố th n g xu yên xày ra, ví dụ n h đ ú t cáp, Bảo vệ cỏ tỉiỏ thực hiộn nhiều cấp độ khác nhau, n h bảo vộ í U Y c n , bào vệ đoạn tuyến, bảo vộ luồng, bào vệ phần tử cúa thiết bị (các phần tử quan trọng cúa ihict bị) 1'ru'ớc dây chí nhiều nước giới bảo vệ m n g chù yếu m n g vòng ring, người ta coi báo vệ dặc trưng dược sừ dụ n g n h ữ n g m n g vòng ring N h n g việc bào vẹ nút mạng chưa dược quan tâm nhiều để đề p hò ng lồi nút ỉ'uy nhiên, với nhu cầu lưu lượng trao dối tương lai người ta đă đ a n g thiết ké m n g có nhiều mặt phăng (thường liai mí)í phẳng) đỏ tăng tính p h ò n g vệ c ù a m n g viền ihôhg MỘI ph ơn g án khác dang đư ợc nhà thiết kế mạn g qu an tâm, đặ c biệt m n g quang, đ ó thict kc m n g viỗn thông k hôn g theo cấu trúc mạn g v ò n g ring m theo cấu trúc mesh đ ể tạo dược dự ph òn g cao hiệu quà sừ dụng tài ngu yên m n g lớn Chương 3: Các công nghệ bàn cùa mạng thông tin quang hệ sau 311 M ột n h ữ n g giải p h p công nghệ quan tâm để thực bảo an mạ ng chuyên mạch b ảo vệ thông minh xếp mạng c sở Đối với lỗi nội người ta thường sừ d ụ n g chu yển mạch trigger với thời gian phát lồi nhanh Phụ thuộc v việc s dụng chuvển mạch, dung lư ợng d ự p hò ng m ng tính toán thiết lập trước Đ e bảo vệ m n g trư ớc cố, cần phân biệt hai c chế bảo vệ chuyên d ụ ng/ dự ph òng (de d ic at ed protection) chia sẻ/phân tải (shared protection) Khi bảo vệ c h u y ê n d ụ n g đư ợc áp dụng tới 50% (với p h n g thức 1+ 1) dung lượng m n g đ ợc d ự trữ c h o m ụ c đích bảo vệ Hiền nhiên ià b ảo vệ đ a m ứ c bảo vệ cao hiệu khai thác k é m M ộ t ví dụ minh hoạ c h o vấn đề việc thực d ự phòng bảo vệ c h u y ể n m c h v ò n g vô hướng m n g vòng rin e m n g SO N ET /S D H Khi sử d ụ n g ch ế độ bảo vệ chia sẻ có phần du ng lư ợng cù a m n g đư ợc dành cho mục đích bảo vệ N h vậy, tài nguyên cùa mạng phải phân chia để d àn h cho bảo vệ C chế báo vệ M P L S - T E m ộ t ví dụ cho việc sử d ụ n g chế bảo vệ phân tải sừ dụng mạ ng viễn thông N h i ề u đư n g hầrn LSP sư d ụ n g tài nguy ên, đư ợ c bảo vệ mộl: đ ờng hầm LSP P h ụ c hồi Phục hồi khắ c ph ục lại cố để man g trờ trạng thái ban đầu, Phục hồi xem nh c ch ế đặc biệt cung cấp bảo vệ đề p g cố m n g tro ng m ộ t thời gian cực ngẳn (khoảng m ộ t giây), v ề đặ c trưng, phục hồi xử lý k h ô n g lồi liên kết m lỗi xảy cà cá c nút với nhiều cố Phục hồi đư ợ c đư ợc áp d ụ n g nhiều m n g với tô-pô cấu trúc d n g mesh Phục hồi đư ợc s d ụ n g trung tâm hay n h án h (ph ục hồi phân tán) Trong hai trường hợp, m ộ t m n g bị cổ cố xác định, sau truyền thông tin tới phần tử điều khiển để Ihực thủ tục pliục hồi Nói chung, ph ụ c hồi ph ân tán có thề phụt: hồi dịch vụ bị lỗi nhanh phục hồi tập trung C ùn g với việc tính toán sử dụng đường dự phong, thời gian p hụ c hồi đạt được, nh ững kỹ thuật c đ ể xây dựn g phương án phục hồi Nhìn chun g, phụ c hồi phân tán ph ươ ng án phục hồi thích h ợp với mạng quang, 3.5.2 C ác kỹ th u ậ t b ảo v ệ m n g 3.5.2 ì Các lo i bảo vệ 3.5.2 ỉ ỉ Bào vệ ỉ + ỉ Khi dù ng p h n g p h p bảo vệ 1+ 1, lưu lượng truyền d ẫn đ ợc bả o vệ m ô phòng qua hai đ n g dẫn s o n g song Khi hoạt động binh thường, phía đích nhận hai chuỗi lưu lượng cân lựa c h ọ n m ộ t tro ng nhưn g chuồi T ron g trường hợp lưu lượng lựa chọn bị lỗi, phía đích c h u y ề n san g đ n g dẫn khác iại K hôn g cần đòi hỏi m ộ t tín hiệu điều khiền dự phòng phía đích tự thực điể m nút n gu ồn k h ô ng phải làm điều gì, n h n g t h n g xuyên lại vào M ạng thông tin quang hệ sau 312 đư ờng dẫn thay trước Phư ơng pháp d ự p h ò n g 1+ nà y thực đơn giản thời gian lu\i trữ ngắn Bất tiện cù a phư ơng thức d ự ph òn g 1+ lãng phí băng thông 3.5.2.1.2 Bảo vệ 1:1 Khi d ù n g p h n g thức bào vệ 1:1, hai đ n g dẫn son g s o n g c ũ n g đ ợ c sử dụng Tuy nhiên, khỉ hoạt động bình thường lưu lượng nà o đ ợ c gửi qu a đ u n g dẫn thay Chỉ trường hợp bị lỗi, đư ờng dẫn chuyển nguồn đích vào đư ờn g dẫn d ự phòng Trong hệ thống truyền dẫn hướng, lưu lượng đ ợ c gừi the o h n g sợi quang Kết q u ả phía n guồ n không nhận sợi q u a n g c h í n h bị đứt, phía đích phải xác định ng uồn m lỗi xảy điều khiển c h uy ển m c h bảo vệ T r o n g mạn g S O N E T /S D H , tín hiệu đư ợc gọi ch uy ển m c h bảo vệ tự đ ộ n g (APS) Khi hệ thống truyền dẫn hai h ớng (khi m lưu lưọng đ ợc truyền vào c ả hai h n g sợi quang), hai thiết bị đầu cuối phát lỗi Khi đó, trạng thái k h ôn g tín hiệu (no signalling) đ ợ c quy định Hạn chế cù a d ự p g : đòi hỏi tín hiệu báo hiệu điề u ển phải đ ợ c kích lên, -à nguyên nhân phục hồi mạn g lâu p h n g thức d ự p h ò n g 1+ T h uậ n tiện khỉ hoạt động bình thường, đ ờng truyền dẫ n k hôn g s d ụ n g d ù n g để truyền lưu lượng ưu tiên thấp tận dụng m n g hiệu q u ả T r o n g trường hợ p có lỗi xảy đư ờng dẫn chính, lưu lượng ưu tiên cao đượ c ch uyể n tới đưcmg dẫn d ự phòng, lưu lượng UXI tiên thấ p bị rớt (drop) 3.5.2.1.2 Bảo vệ 1:N Bảo vệ ;N trường hợp đặc biệt bảo vệ 1:1 n h ữ n g đ n g truyền d ẫn m ng chia sẻ đ n g truyền dẫn d ự phòng Điều quan trọng kỹ th u ậ t phục hồi lưu lỗi riêng lè T ro ng trường hợp nhiều lỗi, thù tục báo hiệu phải khẳng định chắn đư ờng dẫn mạ ng đư ợc bảo vệ m ộ t thời điểm 3.5.2.1.4 Các đặc tính cùa chuyển m ạch bảo vệ Mỗi ph n g thức bảo vệ đư ợc phân biệt đặ c tính sau đây: Thứ nhất, có hai đ n g dẫn lưu lượng m ộ t đ n g d ẫ n đ a n g làm việc bị lỗi quay trở Việc trờ cần phân biệt bảo vệ thuộc loại hai loại sau: - Bảo vệ k hô ng trở đư ờng dẫn ban đầu {N onreverting p ro tectio n ) kh ông chuyển đ ờng dẫn làm việc sừ dụng đ ờn g dẫn phục hồi n h m ộ t đ n g dẫn bảo vệ - Bảo vệ trở đ n g dẫn ban đầu {R everting Proteclion), nói ch u n g sừ dụ ng dự phòng I :N, chuyển m c h trờ đ ờn g dẫn làm việc Thứ hai, cần phân biệt điều khiển trình ph òn g vệ việc tuyến p h ò n g vệ đư ợc định tuyến qu a m n g nh Chuyển m ch p g vệ tuyến {Path Sw itching), cũ n g đ ợc gọi ph òn g vệ tuyến {Path Protection), việc phụ c hồi lượng đ ợc thực n guồ n đích tro ng tr ườ ng hợp có lỗi nơi đ ó tuyến giừa nút M ộ t tuyến truyền dẫn p h ụ c hồi đ ầu cuối-đến-đầu cuối sừ dụng, dư ợc tách rời hoàn toàn với tuyến truyền d ẫ n Chương 3: Các công nghệ bàn mạng thông tin quang hệ sau 313 Tr on g c h uy ển m c h đ n g d â y {Line Switching), phục hồi lưu lượng đư ợc thực nút liền kề C h u y ể n m c h đưỏrng dây có thề yếu tố n h bảo vệ cầu nối bảo vệ đ ờn g dây Một sợi cá p bị đ ú t nút phục hồi s dụ ng bảo vệ đoạn tuyển (Span protection) Bởi làm điều này, lưu lượng đư ợc ch uyể n m c h vào sợi cáp khác nút cù n g loại N ế u điều (bởi vi điều kiện k hôn g có cáp), bảo vệ tuyến phải s d ụn g, nơi m hai nút kết nối với cáp lỗi tìm kiếm m ộ t đ n g dẫn để tìm cáp lỗi Các bảo vệ n ày đ ợ c m ô tả hình 3.! 53 H o t đ ộ n g bình t h n g B o vệ tu yến ir tn h 3.153: Các trường hợp hào vệ kh i sợi quang bị đứ t 3.5.2.2 B ả o vệ m n g vòng ring M ạn g vòng ring đ ợ c d ù n g phổ biến vi cách kết nối đơn giàn nút m n g với hai nút khác M ộ t vài thiết bị chuyển m ch d ự p h ò n g đư ợc phát triển cho S O N E T /S D H Các thiết bị có khả cao để phái triển m n g vòng ring ghép kênh phân chia thời gian ( T D M ) với thời gian phục hồi 50 ms Các hình vẽ sau cung cấp tổng quan ch ung nh ất kỹ thuật mạng vòng ring b vệ S O N E T / S D H T uy nhiên, cá c kỹ thuật k hôn g cho S O N E T /S D H C h ú n g cũ n g đư ợc sử dụng cho mạng vòng ring D W D M 3.5.2.2.1 Các vòng ring chuyển m ạch m ột hitớrìg sợi quang N h đưa hinh 3.154, mạng vòng ring ch uy ển mạ ch hướng (U PS R Undirectional Path Svvitched Ring) sợi quang m n g vòng ring kép M ộ t dù ng cho vòng hoạt động , vò ng cò n lại m ục đích sử dụng d ự phòng Lưu lượng g iữ a hai nút đ ợ c thay đổi m ộ t kiểu vô hướng T r o n g hình 3.154, lưu lượng từ nút D tới n ú t A đ ợ c gửi lên phần bên trái cùa m n g vò n g ring hoạt động, lưu lượng đa ng q u a y trở lại từ nút A tới nút D gửi trờ phần khác cùa n n g m n g vòng ring C ác U P S R tạo nên dự phòng đ n g dẫn 1+ T h e o lưu lượng lư ợ c gửi m ô p h ỏn g q u a m n g vò ng ring dự phòng m ộ t h n g khác Các so sánh nút mạ ng 1'òng ring đa n g nhận bao gồm tín hiệu đưa m ộ t điều tốt M ạng thông tin quang hệ sau 314 B H ình 3.154: UPSR s dụng bảo vệ íuyển / + Thời gian phục hồi ngắn thấp 50 ms nh ữ n g thu ận lợi c ủ a kỳ thuật UPSR Một bấí tiện quan trọng cấu trúc Ư P S R !à k h ôn g giữ đ ợ c lỗi nút lồi hai ring công tác ring bào vệ đoạn tuyến Một bất tiện ìớn khác íà hạn chế băng thông T n g d u n g ỉượrig m n g vò n g ring bị giới hạn cùa tốc đ ộ mạ n g vòng ring Có nghĩa tổng íất lưu lượng vào m n g v ò n g ring phải thấp cân tốc độ mạn g vòng ring Ví dụ, m ộ t m n g v ò n g ring tốc độ !à O C-48 đ-^ợc bốn kết nối O C - kết nối OC-3 đ ợ c định tuyến q ua U P S R Các U PS R đư ợc sử d ụ n g điển hình p hạ m vi khu vực tru ng tâm (m et ropolitan area) ring truy nhập tới nhữ ng địa điề m chung vào m ộ t văn p h ò n g trung tâm H ìn h 3.155: Tồng dung lượng m ạng vòng ring m ộ t ƯPSR với n ú t Hình 3.155 đưa m ộ t ví dụ m ẫ u lưu lư ợng " h ub be d" (ống dẫn), V ă n ph òng trung tâm đ ợ c thiết kế nút D Vị trí A c đượ c nối với m ộ t ố n g dẫn O C - tới điểm Chương 3: Các cóng nghệ bàn cùa mạng ihóng tin quang sau 315 tmiig tâm vị trí B đư ợc nối với ống dẫn OC-12 Không có vị trí được-thêm vào bời toàn dung lượng U P S R đă sử dụng, Bàn S D H cù a c chế S O N E T UPSR với chức giống đư ợc gọi bảo vệ kết nối mạn g (SNCP) 3.5.2.2.2 Cúc m ạng vòng ring chuyên mạch đường dảv theo hướniỊ sợi quang T hình 3.166 ta nhận thấy mạng vòng ring chuyển mạch đ n g dây theo hư ớng sợi qu ang (2-fìber B L S R ) cũ n g mạng vòng ring kép K h ô n g nh U PSR , cà hai mạ n g vòng riiig hoạt đ ộ n g n hư n hữ n g m n g vòng ring bảo vệ nh ữ n g m n g vòng ring còng tác, B ăng thông cùa mồi m n g vò n g ring được chia thành phần: phần dùng để tải lưu lượng tín hiệu truyền dẫn mạng vòng ring lại để dù n g cho lưu lượng c h ép dự phòng Lưu lượng nút với thay đổi theo kiếu hai hướng sử d ụ n g cho cà hai mạtig vòn g ring T hình 3.156 ta thấy iuii lượng từ nút D tới nút A gữi qua ring bên trong, lu'u lirợng vòng trở từ A tới D truyền qua ring bên B ả n g công tác H ình 3.156: 2-Jìber BLSR sử dụitịỉ hảo vệ đif(ynỵ dáy í: ỉ T r o n g p h n g thức 2-fiber L S R , người ta sử dụng bảo vệ đ u n g dây theo chế độ 1:1 l i o n g trường liợp bị lỗi, lưu lượng chuyền sang sợi cáp khác hư ớng dối diện, Lỗi cú thè lỗi nú l h o ặc lỗi đ ứ l mộl sợi cáp Có hai ưu điể m phương thức 2-ũher BLSR so với U PSR T h ứ nhất, trường hợp phần lưu lượng k h ớp (mesh), băng thông đư ợc sử dụng lại số doạn tuyến nên m tăng b ă n g thông tổng mạng vòng ring Vi dụ, câu trúc mạng vòng Miig O C - / S T M - với nút, đ ợ c trình bày hình 3.157, dung lượng tồng cùa 2-fiber B L S R có thổ tảng lên gấp đôi tốc độ cúa mạng vòng ring cho phân lưu lượng khớp nhau, ' ĩ r o n g trường hợp phần lưu lượng tương tự "hubbed" mà xét UPSR, dung lượng m n g vòng ring hoàn toàn giống UPSR với nút, Sự khác vài băng thông lự đo ạn A-B B-C M ạng thông í in quang hệ sau 316 Mẫu lưu lư ợ n g m e s h M ẫu lưu lư ợ n g “H u b b e d ' H ìn h J S : Tổng dung lượng m n g vòng ring m ột B L S R sợ i với n ú t u điể m thứ băng thông bảo vệ có thề d ù n g để tải lưu lư ợng ưu tiên thấp trình hoạt động bình thường, d ự p h òn g 1; thuận tiện Theo m ộ t hệ quả, BL S L sợi đư ợc sử dụng c h u n g c h o n h ữ n g m n g vò ng ring nội bộ, điển hình ỉà mạ ng vò ng ring có mẫu lưu lượng mesh Bản S DH cùa S O N E T BL SR với n h ữ n g chức n ăn g g iố n g đ ợ c gọi vòng bào vệ chia sé đoạn ghép kênh (MS-SPRing) 3.5.2.2.3 Các m ạng vòng rỉn g chuyển m ạch đ n g dây theo hai h n g sợ i quang (4 -fib e r BLSR) N h hình 3.158, cấu trúc cáp B L S R s sử d ụ n g sợi cá p đề kết vào nút mạng vò ng ring Hai m ng vòng ring đư ợc sử dụng để tải lưu lượng đ a n g hoạt động, vòng sử d ụ n g để tài lưu iượng bào vệ h ớng đối diện Bảo vệ đ o n tuyến B Đôi c ô n g tá c Đôi c ô n g tá c Hìnlt 3.158: R ing B L S R sợi s dụng bào vệ đoạn tuyến bảo vệ đư ờng dãy c 'hương 3: Các công nghệ hàn cùa m ạng thông tin quang thê hệ sau 317 C ũn g cấu trúc ring BLSR-4 sợi, luTJ lượng nút đư ợc thay đổi theo kiểu hưótig sừ dụ ng m n g vò ng ring T hinh 3-168, mạng vòng ring tạo thành cấu trúc hoạt đ ộ n g với m ộ t cặ p m n g vòng ring công tác cặp m n g vòng ring dự phòng, m ng vòng ring cù a đôi c ô n g tác sử dụng để thay đổi lưu lượníĩ nút D nút A r r o n g trường hợp xảy lồi cáp công tác, dự phòng đoạn tuyến 1:1 sử dụng Luu lượng d ợ c ch uyể n vào cáp bảo vệ đoạn tuyến cách dễ dàng Nếu cà mạn g vòng ring bả o vệ cô n g tác bị lỗi, báo vệ đ ờng dây 1:1 sử dụng Trong trưòng h ợ p lưu lượng đư ợc chuyển vào cáp bao vệ hư ng đổi diện có lỗi, vi thực cấu trúc ring BL SR - sợi, Ví dụ cấu trúc ring O C - /S T M - với nút mạng vòng ring, n h hình 3,159, tổng dung lượng m n g vòng ring B L S R - sợi tăng lên lần tốc đ ộ cúa mẫu lưu lượng mesh Trong trường h ợp m ẫ u luTi lượng "hubbed" tương tự n h U PS R xét trên, dung lượng mạn g vòng ring h oà n toàn thấp hưn bời có B L S R - sợi Tuy nhiên B l, S R -4 sọi có bă ng thông tự tất đoạn luyến Mầu lưu lư ợ n g m e s h Mẫu lưu lư ợ n g “Hubbed" ( 'ác lluiận lợi cáp Ì3LSR, thuận lợi hỗ trợ bào vệ d ò n g dần khí sử dụng cấu trúc cáp BLSR Bởi lợi ích củ a b ăn g th ôn g chức bảo vệ thêm, cấu trúc cáp BLS R thiết kể ch o ring trục chí nh đ n g dài 3.5.2.2.4 So sánh ring hão vệ í^icm khác cấu trúc báo vệ chi bàng 3.20 (số iiệu cùa báim tóm tất từ "Optical Netv orks-Apracúcal Perspective” [RAM-1]) 318 M ọng (hóng tin quang hệ sau B ả n g 3,20: S o sá n h cấu trú c bảo vệ T ham số UPSR B L S R -2 B L S R -4 Đôi sợi 1 Đối RXyTX / Nút 2 K h ỏ ng Có Có D u n g lư ợ n g d ự p h ò n g = D ung lư ợ ng h o t động = D ung lư ợ n g h o t đ ộ n g = D u n g lư ợ n g d ự phò n g Lỗi đ n g d y B ảo vệ tuyến Bảo vệ đ n g dảy Không gian đ ù n g ỉại B ả o vệ đ o n tu y ế n / đ n g d ây Lỗi Nút B ảo vệ tuyến B ảo vệ đ n g d â y B ả o v ệ đ n g dây T ố c độ phục hồi N han h Tháp Thắp Nút p h ứ c Thấp C ao Cao 3.5.3 Thiết kế bảo an mạng Khi thiêt mạn g có độ tin cậy cao, thi nhiều vấn đề phải đư ợc x em xét M ức độ an toàn ảnh hư ờng mội cách trực tiếp đến ứng dụ ng dịch vụ hoạt đ ộ n g trèn toàn mạng Một vấn đê quan ọ n g tốc độ phục hồi cùa mạng M ộ t m n g m a n g lưu lượng thoại phải khỏi phục m ột cách xác từ lồi đ ỏ m n g gây kho ảng thời gian vài miligiây (ms) Một mạ n g m a n g lưu lượng [níemet có íhề khôi phục chi giây Một điều quan trọng để việc khôi phụ c m ộ t cách nhanh ch ó n g cần phải có phần du n g lượng mạ n g dành sẵn cho mục đích bảo vệ Đe thực m ục tiêu đó, bước sóng kênh T D M sỗ d r h sằn đề đả m bào cho việc định tuvến lại lưu lượng bị truyền lỗi Có vài chế khôi phục bào vệ Mỗi chế cỏ ĩihũng ưu diềm nhược điếm riêng cúa Tuy nhiên, chế đư ợc sử d ụ n g phải có khả đú m ề m déo đề đáp ứng d ược yêu cầu thay đối m n g lưới ,5 ,1 , Bảo vệ m ạng Có số chế bảo vệ mạn g sử dụ ng m n g IP, S O N E T / S D l I OTN Nói chung, ch úng có thề chỉa làm loại: bào vệ chuyên dụng , bảo vệ chia sc 3.5.3 ỉ ỉ B iện pháp hảo vệ chuyên dụng 'i rong mạn g S Dl l, báo vệ đoạn ghép kônh ( M S P - Muỉtiplex Section ỉ^rotecíion) sử d ụn u vã mạng SONH Í' chuyển mạch bảo vệ tự đ ộ n g ( A S P ) dược sư d ụ n g dc cung cấp d n g dự p hò ng riẽng biệỂr Đề cung cấp dự p h ò n g d ô n g biệt m n g m n g vòng ring, bào vệ kết nối mạn g ccn ( S N G P - Subnelvvork C on nec ti on Proleclion) dư ợc sử dụng SĨ)H mạ ng vònỉ? ring chuyền mạch tuyến không trực tiếp ( U P S R - Unidirectional Path Svvilching Ring) sử dụ n g m ng SO N ET r ron g m n g hình ch òm sao, bào vệ đư ợc yêu cầ u đo ạn ghép kênh q ua ng ( O M S Oplical Mulliplex Section) đư ợc gọi bào vệ đoạn g p kẽnh q u an g ( O - M S P - Optical M ulù plc x vSection í^rotection) chuyển mạ ch bào vệ q u a n g tự đ ộ n g (O - A S P - Auto ma tic Chương 3: Các công nghệ hán mạng thông tin quang hệ sau 319 Section Protection Svvitching) Tr o n g rnạng vòng ring D W D M , h bảo vệ lớp O M S đư ợc gọi bảo vệ kết nối m n g quang ( - S N G P - Optical SubnetAvork Co nnection Protection) cá c m n g vò n g ring chuyền mạch tuyến q ua ng k hô ng trực tiếp ( - U P S R Optica! Unidirectỉonal Path Svvitching Rina) Bời O T N có 03 lớp, việc bào vệ áp dụng lóp lại lớp O M S , bảo vệ kênh q u a n g (optical channel protection) sừ dụ n g lớp kênh quang, lớp O M S , bảo vệ đ n g d â y (line protection) sừ dụng lớp đo ạn truyền dẫn quang 3.5.3.1.2 Biện p h p bào vệ chia sè Bào vệ chia sè c ũ n g có thề đ ợc áp dụng lớp Trong m n g S D H m n g vòng riníỉ bào vệ chia sè đoạn g p kênh (M S- S P Ri ngs Multiplex S ec ti on -S har ed Protection Rings) mạ n g S O N E T m n g vòng ring chuyển m ch đ n g d ây th eo hai hướng (BLSR - Bidìrectional Line Swi tch ed Ring) đư ợc sử dụng M ộ t phần cùa d u n g lư ọ ng m n g vòng (thực tế 50%), d n h sẵn cho mục đích dự phòng đ ợ c d ù n g c h u n g ch o tất cá kết nối công tác m n g ring Các chế n ày c ũ n g có thề đ ợc áp dụng cho OTN, dự ph òn g chia sẻ đư ợc cung cấ p tạị iớp O M S Kiến trúc d ự p h ò n g chia sè OTTM gọi m n g vòng ring bảo vệ chia sẻ đoạn g h ép kê nh q u a n g (OMS -SP Ring s- Optical Multiplex Section-Shared Protection Rings) m n g v ò n g ring chuyển mạch đường dây theo hai h n g qu an g ( - B L S R Optical Bidirectional Line S w i tc h e d Ring) Tr on g m n g M P L S [P m n g IP ATM bảo vệ chia sẻ đư ợc cung cấp th ô ng qua chức b ảo vệ M P L S /l i ê n kết TE/nút Một kênh dự phòng đ ợ c thiết lập xung qu anh đ n g dẫn nút q ua n trọng Các kênh công tác bảo vệ nội bàng cách chuyển rnạch ch ún g sang k ên h d ự p h ò n g trường hợp đ n g dẫn nút đ ợc bảo vệ bị lỗi 3.5.3.2 P h ụ c h i m n g Phục hồi đ u ợ c thực chủ yếu kýp lớp 3, T ro ng m n g A T M , giao thức định tuyến nội m n g - m n g đ ợc sử dụng để định tuyến lại m ch ảo bị lỗi T ro ng m n g IP, giao thức định tuyến dộng OSPF ( O pe n Shortest Path First M đư n g ngắn đầu tiên), IS-IS, RIP BG P sừ dụ ng để định tuyến lại trường hợp bị lỗi Một mạng hoạt động MP LS dễ dàng dịnh nghTa trung kế Iruyền tải lưu lượng gán tham số d ự phòng xác định kênh trung kế lưu lưọng sở Đối với dịch vụ phục hồi đầu cuối - đầu cuối, tuyến M P L S bào vệ thực định tuyến đến tuyến d ự phòng Thời gian p h ụ c hỏi Tro n g phục hồi mạ ng , thời gian phục hồi tham số quan trọng N h đề cập phần trên, tốc độ khôi p h ục vấn đề thiết kế quan trọng p há t triển tuyến d ự phòng Theo khuyển nghị củ a ITU-T M.95 “ Maintenance: ĩn te ma ti o na l Transmission S y s te m s ” [ITU-5] việc xác định thời gian phục hổi chi hình 3.160 M ạng thông Ịin cỊuan^ íhé hệ sau 320 LỖI tièm ẳn X ác n h ậ n ỉỗi tiềm ản Bắt đầu thủ tục hồi p h ụ c N hặn tín hiệu điều khiển cuối — Kết th ú c q u trinh hồi p h ụ c cuối Khôi p h ụ c truyền d ẫ n đ ầ y đủ T1 T2 T3 Tc T4 T5 Thời gian Tt Tr T1: Thời gian p h t T5: Thời gian tim lại T2; Thời gian c h Tc: Thời g ian x c n h ậ n T3; Thời gian thủ tục hồi phục Tt; Thời gian c h u y ể n TA: Thời gian ch u y ề n đổi khỏi p hụ c Tr: T h i g ia n hồi p h ụ c H ình ỉ 60: Thời gian p h ụ c ỉiồi cùa p h ầ n tử (heo kh u yến nỊ>hị IT U -T M 495 'ỈYong trường hợp lỗi, m ột thời gian cho đế n nút mạ n g tiép theo nút bị lồi phát lỗi íriggers, ví dụ, gặp kiện LO S SD 'rhời uian dược gọi thời gian phát TI (Detection Time) Tạỉ thời điếm đó, lỗi xác nhận, Ihủ tục khỏi phục khởi tạo Thời gian thời điểm thời điểm nhận !ỗi gọi thời gian c h T2 (Wai tin g 1'ime) Khoảng thời gian giũa việc iúc xảy lỗi xác nhận lỗi gọi thời gian xác nhận Tc Khoảng thời gian thực khôi phục T3, tín hiệu điều khiền d ợc phát tín hiệu thu đu'ợ'c xử lý Kh oảng thời gian yêu cầu đề xừ lý tín hiệu điều khiển thu đ ợc cuối cù ng đư ợc gọi thòi gian chuyển đổi khôi phục T4 K hoảng thời gian xác nhận lỗi thời điềm cho đển hoạt d ộ n g khôi phục cuối cù n g kct thúc dược gọi thời gian chuyển Tt '1'rong bưỏc cuối cùng, hoạt dộng chuycn bào vộ vài hoại dộ ng d n g lại cỏ ihc thực Khoảng thời gian gọi thời gian tìm lại 'l ông thời gian từ lúc xảy lỗi lúc hoàn thành toàn trinh khôi phục d ợc gọi ihời gian khôi phục Ví dụ, ihừi gian phát hiẹn lỗi S O N E IVSDH d ợc xác dịnh Irong vòng 10 ms thời gian khôi phục i r o n u vòng 60 ms T n g lự, thiết bị đư ợc sừ d ụ n g dô triền khai m n g S O N i: I7SDIỈ phải phát lỗi khoảng 10 m s khôi phục lưu lượng bị lồi khoảng 50 ms ( hinrng 3: Các công nghệ bàn cùa mạnịỊ thông (itì íỊuanị^ ỉhế hệ sau 321 3.5.3.3, S o sánh c c h ế bảo vệ Hai bảng 3.21 3.22, so sánh tiôu chuẩn thiết kế m o n g m u ốn cùa kiến trúc dự p h òn g ch un g C h ú n g ba o gồm tiẻu chuẩn như: thời gian khỏi phục, dung lượng khôi phục dành sẵn trước, phức tạp cùa mạng iưới, B ả n g 3.21: S o sá n h tiêu chuẩn thiết k ế cùa kiến trú c d ự p lĩò n g Phục hồi M PLS P h ụ c hồi định tuyển IP chuẩn Thời gian p h ụ c hồi 50 m s s Dung lư ợ n g phục hồi Phục hồi ATM PNNI B ảo vệ chìa sẻ SONET/SDH B ả o vệ chuyên dụng SO NET/SDH 10 s 10 s < 100 m s < 100 m s 100% -0% -0% < 100% < 100% Tô-pô Linear có có cố có có Tỏ-pô Ring có có có có cố Tô-pô M esh có có có không khỏng có Cô Tiêu chuấn hoâ i Đ a n g th ự c cỏ „ „j B ả n g 3.22: S o sá n h tiêu chuẩn ihỉết k ế kiến trú c d ự p h ò n g r Ị B ả o v ệ OCH B ảo vệ chia s è OMS < 50 m s Bảo vệ c h u y ê n d ụ n g OMS B áo vệ đ n g dây < 200 ms < 200 m s < 50 ms 100% < 100% 100% 100% Topo Linear cố có có có Tô-pô Ring có cố có N/A Tỏ-pô M esh C ó th ẻ khônq không N/A Đ a n g th ự c Đ ang thực Đang th ự c Đ an g th ự c Thời gian p h ụ c hồi D ung lư ợ n g phục hồi Tiêu c h u ẩ n h o Nói chung, tất cà kỹ thuật phục hồi sử dụng ché phân tán dế khôi phục lạị lưu lượng bị lồi íoàn mạ ng N ó trái với tất cá ché bao vệ dược đe cập, mà hoạt độ ng p hạ m vi nội mạng nhò dạng điể m-điề m mạn g ring Ket quà là, thời gian phục hồi đạt đư ợc kién trúc bảo vệ thấp han nhiều thường iiăm ckixVi iìàng trăm ms ỉ 5,3.4 D ự p h ò n g n h iề u lớp Các C(T chc bào an mạng phải xử lý hàng trãm lồi cùa liêíì két mạng, nút kènh riêng biệt D o vậy, phải chia mạng thành nhiều lớp SIÌ d ụ n g chế bảo an :ại lớp đe xlY lý loại lồi khác ỉớp khác Khi đỏ, íhict kế báo an cho m n g cần phải quan tâm tính loán bao an cho nhiều lớp ỉ harn số quan trọng nhắt tập trung vào loại lỗi ảnh hư ờng cúa lỗi đến lưu irợng lớp m ne Tại lớp, việc ngăn chặn lỗi thực giảm thiều ảnh hư ờng chi ro n g VÙI d ị c h vụ n o d ó, vi v ậ y đ i ể u k h i ể n bào an đơỉi giàn de d ng M ạnị’ ihôn g Ún quang ihé hệ sau 322 Trong tính toán thiết kế bảo an m n g cần lưu ý có lỗi phần n g buộc nút lỗi Khi đó, làm ảnh hư ờng đến tất dịch vụ tất lớp vi phải có giải pháp thực khôi phục nh anh chóng, Việc x lý chế bảo an nhiều lớp phản ứng cùa trờ thành í' ức tính toán thiết kế bào an mạng N eu thời gian phát cùa lóp tông thời gian khôi phục cùa lớp dưới, điều k hôn g có xu n g đột Tuy nhiên, hợp lớp phát lỗi m đư ợc khôi phục lại lớp dưới, vấn đề thách chậm trường tương tác việc x lý d ự p g cà hai lóp cần phải đảm bảo yêu cầu ngăn k hôn g cho mạng lưới rơi vào trạng thái không ổn định 3.5.4 Xu h ó n g thiết kế bảo an cho m n g q u an g 3.5.4.1 L o i tr S O N E T /S D H A T M Khi lưu lượng mạn g IP tăng lên, h ớng đến việc giam thiêu truyền thông tin k h ô n g cần thiết Điều đư ợc làm thông qua h loại trừ lớp trung gian A'Í’M S O N E T /S D Ỉ i , Kết m n g cáp q uang với số lượng lóp giảm xuống chi 02 lớp Ngoài việc tăng hiệu truyền dẫn, !àm giảm vấn đề xử iý nhiều chế d ự phòng ỉứp với Do đó, tăng khả khôi phục dịch vụ nh anh '1'iong đó, chức bảo an làm việc hai lớp cá p q u an g IP kh ôn g phải vấn đề lớn phức tạp vi việc khôi phục m n g cá p q u an g đủ nhanh để suốt lớp IP Thách thức kiến trúc mạn g !à c u n g cấp chức bảo an hai lớp IP lớp cáp quang Hiện nay, mạn g cáp quang c*a bước sóng sừ d ụ n g cô n g nghệ D W D M để cung cấp dung lượng lớn, nên việc bảo an cho m n g quang quan trọng Việc đút cáp qu ang xứ lý lớp cáp quang, thường sử dụng đư ờng cáp bảo vệ kliác bào vệ kênh cáp quang, Trong trường hợp cáp bị đứt, lớp IP A T M k hô ng nhận việc đứt mạ n g bời thời gian khôi phục cho hai ph ơn g án bảo vệ nhò 50 ms Ncu hộ thống sử dụ n g D W D M kh ôn g áp dụng bảo vệ cá p q u a n g mạ n g đơn gián chì sử d ụ n g kết nối dù ng cáp đơn bước sóng, lớp IP A T M phải xử lý việc đírt cáp Khi xu hướng phát triển mạn g q u an g tiến tới m n g IP quang O S P F IS-IS phài thay đồi để đáp ứng tốt trường hợp khẩn cấp B ằn g cách tạo đư n g hầm để tri inlcrvals (khoảng thời gian) ho!d-off timers (bộ dế m ch ậm lại), giao tliức dịnh luyốn 11’ có khỏi plụic tronu khoảng thừi gian nhỏ hưn I s 1'hỏng qu a việc sử dụnu càn lai MPLS- Ỉ H, hiệu quà cao dạt dưực Các m n g IP mứi tối ưu hoá công nghệ lứp n h Dl*l', áp dụng d ự p hò ng lớp C t chức IPS (Intelligent Protcction Svvitching) cùa D P I ' áp dụng chế chuyền mạch m n g vòng tương tự nh trcn S ONH T/S Di I 3.5.4.2 ThôiíỊị m in h hoá m ụnỊi lõ i cáp q u a n g t ác m n g dịnh tuvcn bước sóng đư ợc xem n h hệ thứ cùa m n g cáp quang C'ác nhà vận hành m n g đối mặ t với vấn đề k h ô n g có giải pháp cho việc truy nliập vào Chương 3: Các công nghệ bàn mạng thông tin quang hệ sau 323 T h ô n g thường, O T N gồ m mạn g với hệ thống D W D M đ iể m - đ iể m sử dụng lên tới !28 bước sóng Các kết nối điểm thường yêu cầu 3-4 đưcmg D W D M kết tất bước sóng Để bảo an c h o m n g này, chi có giải pháp sử dụng thiết bị thông minh vào chức cùa D W D M T h i ế t bị gọi định tuyến bước sóng, hoạt độ n g n h giao thức định tuyến đ ộ n g để c u n g cấp bước sóng cách tự động dễ dàng Tro ng phần sau miêu tả chi tiết yêu cầ u vấn đề thực cho O T N thực việc định tuyến sóng Việc thực định tuyến bước sóng hã ng độ c qu yền s hữu Họ sử dụng c chế khôi phụ c tă n g cường để cung cấp đư ờng dự ph òn g đ ầ u cuối-đến-đầu cuối để kết nối thiết bị m n g lớp Nó thường định tuyến IP Các chế khôi phục sử d ụ n g ch ế p h â n íán chịu trách nhiệm thiết lập đ n g són g riêng thay định tuyển lại liai lư ợ ng o khoảng thời gian nhỏ 50 ms T ro ng giai đ o n t h ứ 2, phương pháp chuẩn M PLS s d ụ n g m ộ t mô hình n gang hàng N h đ ợ c m i ê u tả trước, kiến trúc M P L S bao g m tất c khái niệm khôi phục cần thiết Các định tuyến IP hoạt động MP LS có m ặ t p h ẳn g điểu khiển chu ne với định tuyến b c són g OTỈSỈ Chúng ngang hàng từ khía cạnh định tuyến tư ơng tác trực tiếp tro ng tất trình khôi phục 3.6 KẾT LUẬN C h n g trình bày m ộ ĩ kiến thức sở công nghệ q u a n trọng m n g cáp quang Ch ú ng ta biết, thiết kế mạng OTO, phải x e m xét vấn đề truyền tín hiệu qu ang phụ thu ộc ch ù yếu vào mạng cáp quang Các nhân tố ả n h hư ởn g nh suy giảm, tán sắc m é o phi ến phải nhìn nhận cần thận, ch ún g ảnh hường khoảng cách truyền d ẫ n tối đa tốc độ bít tối đa C ô ng nghệ W D M c h o ph ép truyền dẫn nhiều tín hiệu c ù n g m ộ í sợi cáp có khả hỗ trợ tăng d u n g lư ợn g cá p lên tới hàng Tbit Ch ún g ta x e m xét hai loại cùa hệ thống W D M đ iể m - đ iể m hệ thống mạng vòng ring P OS D P T biểu diễ n hai công nghệ mà sừ dụ ng truyền tải [P trực tiếp c sở hạ tầ n g m n g qu an g P O S sử dụng p p p để đóng gói gói d ữ liệu IP, D PT sử dụ n g nguyên tắc c ủ a giao thức lớp MAC để đóng gói gói d ữ liệu IP Cà hai công nghệ sử d ụ n g k h un g S O N E T / S D H áp dụng giao diện vật lý S O N E T / S D H tiêu chuẩn, cho phép kết nối củ a địn h tuyến thiết bị mạn g lớp trực tiếp cáp tối hệ thống W D M Hiển nhiên rằng, k mau phục hồi cùa mạn g lưới trở thành m ộ t điểm quan trọng việc thiết kế mạng OTN hệ Với n h ữ n g hạn chế cùa mạng S O N E T / S D H lớp th ấ p nhất, tất chế chuyển m ch bả o vệ S O N E T / S D H m rộng, hồ trợ việc khôi p h ụ c trạ ng thái nhanh bị đứt cáp thiết bị lỗi, khả tồn lâu dài Vì vậy, ch ú n g ta cần thực chế bảo vệ thiết bị O A D M để hỗ trợ ch uyể n m ch bảo vệ n h an h khoảng thời gian 50 ms lớp quang Hơn nữa, M P L S - T E c chế bảo vệ trạng thái kiến trúc LSP sừ dụng để hỗ trợ khả phục hồi ca o h ơn c h o lỗi mạng xảy lớp IP Chún g ta thảo luận công nghệ mạng quang quan trọng nhất, bây g iờ tập trung vào ch ươn g tới kiến thúc mạng mặt phẳng điều khiển m ng O T N hệ [...]... trong đó ZrF4 là thành phần chu yếu, Giá trị suy hao tối thiều ở sợi đặc biệt này đạt tới 0, 01 đến 0,0 01 dB/km Tin hiệu điện vào ị i i Bộ phát quang , Bộ nối Ị quang Mạch điều khiển Mối h àn sợi Nguồn phái 1 quang 1 Bộ thu quang K huếch đại quang Hí Đầu thu quang —w p Chuyền đổi tín hiệu Tin hỉèu : điện ra -i— > K huéch đại Hình L5: Các ihành phần chính của mộỉ hệ thốnỵ tỉỉôỉíỊ' tin (ỊiHiỉĩịị Nguồn phát... lưọ’ng truyền dẫn cao c ấ u trúc các thành phần chính cúa một hệ thống truyền dẫn th ôn g tin quang được chỉ ra ở hình 1. 5 Các ihànli phần chính của một hệ thống thông tin qu an g gồm cỏ bộ phát quaim, cáp sợi qu ang và bộ thu quang Bộ phát quang được cấu tạo từ nguồn phái tín hiệu quang và các mạch diện diều khicn liên kết với nhau Cáp sợi quang gồm có các sợi quang và các lớp vở bọc xung quanh dc báo... chủ đạo của mạ ng íruycn tái truyền thống C’ác mục sau sẽ trình bày tổng quan về hệ thống thông tin qu an g với p hư ơng thức truyền dẫn d ồ n g bộ và k hô ng đ ồ n g bộ U 2 , L K ỹ th u ật thông tin (Ịuang 12 Ị N h ư trên đã trinh bày, m ục tiêu sử dụng các hệ thống thông tin quang cho mạn g Iruyền lai nhằm sứ dụ n g các ưu việt cùa kỹ íhuật thông tin q u an g như cự ly truyền dẫn xa, khả năng (ruyen... trên các phần từ chuyền mạ ch A T M nên chuyển phát gói có thể đạt đèn tốc độ đ ư ờ n g truyền 1. 3.2 C á c c ô n g n g h ệ sử d ụ n g trong m ạng truyền tải tru yền thống M ạ n g truyền tải truyền thống thường sử dụng các hệ thống thông tin trên cáp sợi quang vói p h ư ơ n g thức truyền dẫn đồng bộ hoặc không đồng bộ, bời vì các hệ thống thông tin này cỏ các ưu việl của kỹ thuật thông tin quang như... mô tà như hinh 1. 17 28 M ạng thông lin quang thế hệ sau Hoạt đ ộ n g chuyền mạch được thực hiện tại các nút kết cuối tuyến Đây là hoạt động chuyên mạch bảo vệ tuyẽn trong mạng vòng một h ư ớn g 2 sợi Trong mạnu này sử dụng một sợi quang đề truyền tín hiệu lúc binh thường, hư ớn g truyền theo chiều kim đồng hồ, Sợi thứ hai dùng cho dự phòng khi co sự cố, Giả thiết ta có tuyến thông tin từ A đến D và... ệ s a u hinh Ihành từ 4 tín hiệu STM -16 , tuy nhiên cũng có thể s ừ dụ n g hồn hợp nhiều loại tín hiệu đồng bộ mức thấp đề tạo thành tín hiệu đồng bộ mức cao hơĩì cấu trúc kliung STM -16 được m ỏ tá như hinh 1. 8 STM -1 #1 a aa a , STM -1 #2 bbbb STM -1 #3 c c c c STM -1 #4 dddd dcbadcba (a) STM -4 aaa a STM-4 #1 STM-4 #2 bbbb STM-4 #3 cccc STM-4 #4 dddd dcbadcba STM -16 (b) Hình ỉ 7: B ộ ghép các luồng số... Đặc tuyến suy hao cùa sợi quang theo bước sóng tồn tại ba vùng mà tại dó có suy hao thấp là các vùng bước sóng 850 nm, 13 00 nm và 15 50 nm Ba vùng bưóc sónu này d ư ạ c sứ dụ ng cho các hệ thống ihông tin q u ang tương ứniĩ và gọi là các vùng cưa sỏ thử nhất, ih ứ hai và thứ ba Thời kỳ đầu của kỹ thuậl thông tin quang, cửa sồ thứ nhất du ọ c sử dụng N h ư n g sau này do công nghệ chế tạo sợi phát triền... trúc bộ ghép, trình tự sắp xếp các luồng, nhánh, đă được lTU-'f ban hành Tốc dộ bit cúa SDH gôir có: STM -1 = 15 5,52 (Mbiưs) STM-4 = 622,08 (Mbiưs) S T M - 1 6 = 2488,32 (Mbit/s) STM-64 = 9953,28 (Mbit/s) Các lốc độ bit S T M - 1, STìVl-4, S'f'M -16 cùa ITU-T tmng với các tốc dộ bit STS-3, S 'TS -12 và STS-48 cúa SONET, * Hỏ gh ép fín hiệu (gh ép kênh) của SDH S i ,' ' • ‘' h d i i)ộ ỵ h c p k ê ĩt ỉi S D... khác nhau Khi cỏ sự bù ng nồ về thông tin, đà phát sinh nhu cầu và lốc độ phát triẽn rất nhanh cùa m ạ n u Internet dòi hỏi yêu cầu phải có một giao thức mới đảm bào chất lượng dịch vụ theo yêu 18 M ạ n ị’ thông tin quanír th ế hệ sau cằu dồng thời pliài đơii gián và tòc độ xừ lý phải rấl cao Khi đó, các nhà cung cấp đã đề xuất nhiều giải pháp công nghệ đề xâ> dựng mạng IP, như iPoA (IP qua A [ M)... mỏi trường bên ngoài Bộ thu quang do bộ tách sóng quang và các m ạ c h khuếch đại, tái tạo tín hiệu hợp thành Ngoài các thành phần chú vếu này, tuycn tlìỏng lin q u a n g còn có các bộ glìép nối quang (conncctor), các mối hàn, các bộ ghép nối quang, chia q u a n g và các Irạm lặp; tất cà tạo nên một hệ thống thông tin qu ang hoàn chỉnh Tham số qu an trọng nhất của cáp sợi quang tham gia quyết định độ ... nghệ truyền dẫn 12 Mạny^ íhỏnị^: c/ĩuỊníỊ (hể hệ sau Từ bùng nò ỉưu lượng IP phát triẻn mạnh mẽ cônu ỉmhẹ IP công nghệ thông tin qu ang đà tạo nên cách mạng mạn u truyềìi tái cua mạng iễn thông. .. mục sau trình bày tổng quan hệ thống thông tin qu an g với p hư ơng thức truyền dẫn d n g k hô ng đ n g U , L K ỹ th u ật thông tin (Ịuang 12 Ị N h trinh bày, m ục tiêu sử dụng hệ thống thông tin. .. thống truyền dẫn th ôn g tin quang hình 1. 5 Các ihànli phần hệ thống thông tin qu an g gồm cỏ phát quaim, cáp sợi qu ang thu quang Bộ phát quang cấu tạo từ nguồn phái tín hiệu quang mạch diện diều