Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch quang tự động ASON và ứng dụng

Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắtTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT AGC Access Group Container Công-ten-nơ nhóm truy nhậpASON Automatically Switched Optical Network Mạng quang chuyển mạch tự đ

Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời mở đầu

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của mạng viễn thông

và yêu cầu ngày càng cao của người sử dụng, việc đáp ứng và sử dụng hiệu quả băng thông trở thành một vấn đề cần quan tâm hàng đầu của các nhà khai thác mạng Một số lý do cho việc hạn chế sử dụng băng thông trong mạng quang hiện tại là thời gian thiết lập đường dẫn lâu, tài nguyên dự phòng cho bảo vệ khá lớn và khả năng chuyển mạch không linh hoạt

Vào những năm đầu của thế kỷ 21, ITU-T đã đưa ra một khái niệm mạng truyền tải mới, mạng quang chuyển mạch tự động ASON ASON đã được phát triển nhằm tự động hóa mạng truyền dẫn, tăng tỉ trọng hoạt động của thiết bị và giảm tỉ trọng tác động của con người Kết quả là làm tăng khả năng quản lý mạng và giảm chi phí về nhân lực ASON có thể áp dụng cho nhiều mạng truyền dẫn hiện tại như SDH, WDM

Dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của cô Phạm Thị Hồng Nhung và thầy Thái Minh Quân Em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình với đề tài:

“Nghiên cứu công nghệ chuyển mạch quang tự động ASON và ứng dụng” Đồ

án gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về mạng quang chuyển mạch tự động ASON.Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong mạng quang chuyển mạch tự động ASON

Chương 3: Ứng dụng công nghệ ASON

Nội dung các chương như sau:

Chương 1: Tập trung tìm hiểu về những vấn đề cơ bản của ASON như các kiến trúc logic và kiến trúc chức năng; các giao thức thường được sử dụng, cũng như các chức năng mạng được hỗ trợ bởi ASON Báo hiệu và định tuyến là những vấn đề trọng tâm của mạng quang chuyển mạch tự động

Chương 2: Tập trung xem xét các yêu cầu đối với báo hiệu và định tuyến của mạng ASON được nêu ra trong 2 khuyến nghị mở của ITU-T Đó là khuyến nghị G.7713/Y.1704 Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán; khuyến nghị G.7715/Y.1706 Kiến trúc và yêu cầu định tuyến

Chương 3: Nghiên cứu về thiết bị OptiX OSN3500 và các ứng dụng của công nghệ ASON trên mạng viễn thông cũng như chiến lược xây dựng ASON.Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới cô Phạm Thị Hồng Nhung và thầy Thái Minh Quân đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án này Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo đã tận tình dạy

dỗ em trong suốt 9 kỳ học vừa qua

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục

MỤC LỤC

Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục hình vẽ

DANH MỤC HÌNH VẼ

Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng

DANH MỤC BẢNG

Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

AGC Access Group Container Công-ten-nơ nhóm truy nhậpASON Automatically Switched Optical Network Mạng quang chuyển mạch tự độngCAC Call Admission Control Điều khiển nhận biết cuộc gọiCallC Call Controller Bộ điều khiển cuộc gọi

CC Connection Controller Bộ điều khiển kết nối

CCC Calling/Called Party Call Controller Bộ điều khiển cuộc gọi phía gọi/nhậnCCI Connection Control Interface Giao diện điều khiển kết nối

DCM Distributed Call and connection Management Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán

DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing Công nghệ ghép kênh theo bước sóng mật độ cao

E-NNI External-Network Network Interface Giao diện mạng mạng ngoàiFIU Fiber Interface Unit Khối giao diện sợi

GE GigabitEthernet Dịch vụ Gigabit Ethernet

I-NNI Internal Network Network Interface Giao diện mạng mạng trong

IP Internet Protocol Giao thức liên mạng

LC Link Connection Kết nối liên kết

LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý liên kết

LRM Link Resource Management Quản lý tài nguyên liên kết

LSP Label Switching Path Tuyến chuyển mạch nhãn

MPLS Multi-protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thứcMSP Multiplexing Section Protection Bảo vệ đoạn ghép

NMI Network Management Interface Giao diện quản lý mạng

NMS Network Management System Hệ thống quản lý mạng

OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến OSPF

OTU Optical Transponder Unit Khối truyền tải quang

PC Protocol Controller Bộ điều khiển giao thức

PDH Plesiocronous Digital Hierachy Hệ thống phân cấp số cận đồng bộ

PI Physical Interface Giao diện vật lý

Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt

RAdj Routing Adjacency Liền kề định tuyến

RC Routing Controller Điều khiển định tuyến

RCD Routing Control Domain Miền điều khiển định tuyến

RDB Routing Information DataBase Cơ sở dữ liệu thông tin định

tuyến

RP Routing Performer Hệ thực hiện định tuyến

RCVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trước tài

nguyên

SC Switched Connection Kết nối chuyển mạch

SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộSLA Service Level Agreement Thỏa thận mức dịch vụ

SNC SubNetwork Connection Kết nối mạng con

SNP SubNetwork Point Điểm mạng con

SNPP SubNetwork Point Pool Bộ điểm mạng con

SPC Soft Permanent Connection Kết nối cố định mềm

TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng

TMN Telecommunication Management Network Mạng quản lý viễn thông

TSC Transit Signalling Controller Bộ điều khiển báo hiệu chuyển tiếpUNI User Network Interface Giao diện mạng người sử dụngWDM Wavelenght Division Multiplexing Ghép kênh phân chia bước sóng

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG CHUYỂN MẠCH

TỰ ĐỘNG ASON.

Trong giai đoạn hiện nay, nhu cầu rất lớn về thông tin, truyền thông của

xã hội đã dẫn đến rất nhiều loại hình dịch vụ viễn thông mới ra đời đặc biệt là các dịch vụ băng thông rộng Việc sử dụng mạng truyền tải quang đặc biệt là mạng truyền tải quang WDM đã phần nào đáp ứng được nhu cầu đó Nhưng với sự phát triển bùng nổ trong tương lai thì đó lại là một thách thức lớn đối với một mạng truyền dẫn quang WDM truyền thống Mạng truyền dẫn WDM truyền thống còn tồn tại một số vấn đề:

• Cấu hình dịch vụ phức tạp, việc mở rộng dung lượng và cung cấp dịch vụ mất rất nhiều thời gian

• Hiệu quả sử dụng băng thông thấp Trong mạng ring một nửa băng thông dùng để dự phòng

• Chỉ có một số kiểu bảo vệ và hiệu năng thực hiện bảo vệ kém

• Mạng WDM truyền thống là mạng tuyến tính và ring Các đường và khe thời gian của dịch vụ phải khai báo trên từng ring và từng điểm, tốn rất nhiều thời gian và công sức Khi mạng lưới phát triển mở rộng và phức tạp, rất khó để cấu hình dịch vụ nhanh chóng

• Mạng truyền dẫn quang WDM truyền thống cần nhiều tài nguyên dự phòng và thiếu các kiểu bảo vệ dịch vụ tiên tiến với chức năng khôi phục và định tuyến

Để khắc phục các nhược điểm trên và phù hợp với cấu hình mắt lưới

mà các mạng truyền tải quang sẽ được áp dụng rộng rãi trong tương lai, một mạng truyền tải quang thế hệ mới ra đời đó là mạng quang chuyển mạch tự động ASON (Automatically Switched Optical Network) ASON là mạng quang chuyển mạch tự động dựa trên mặt bằng điều khiển chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS)

Các nhà điều hành mạng trông đợi các đặc trưng ưu việt từ ASON như

dự phòng nhanh, điều hành mạng dễ dàng hơn, độ tin cậy mạng cao hơn, khả năng mở rộng, dễ dàng thiết kế và lập kế hoạch hơn Dự phòng các kênh quang trong thời gian phút thậm chí là giây sẽ mở ra một cơ hội mới để tận dụng tài nguyên tốt hơn, tạo ra nhiều dịch vụ mới, ví dụ như một số cơ chế phân bố lưu lượng Các tài nguyên của mạng quang có thể được kết nối tự động tới các mô hình lưu lượng dữ liệu trong các mạng khách hàng Tạo một mặt phẳng điều khiển tách biệt sẽ tác động đáng kể tới việc quản lý và điều hành mạng Các cơ chế bảo vệ và phục hồi cho các mạng truyền tải quang kiểu lưới sẽ cải thiện độ tin cậy yêu cầu từ khách hàng Mặt phẳng điều khiển chuẩn sẽ cho phép tái sử dụng các giao thức hiện tại và giảm sự cần thiết của các hệ thống hỗ trợ điều hành mở rộng để quản lý cấu hình ASON thực hiện

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

cần xác định node nguồn và node đích của nó và kiểu bảo vệ; mạng tự động thực hiện các hoạt động được yêu cầu Trong ASON, chức năng khôi phục động được sử dụng để phục hồi động các dịch vụ

Trong chương này sẽ tìm hiểu những vấn đề cơ bản của ASON

1.1 Kiến trúc ASON

ITU-T định nghĩa khái niệm mạng quang chuyển mạch tự động ASON là một mạng truyền tải quang có khả năng kết nối động Khả năng này được thực hiện bởi một mặt phẳng điều khiển thực hiện các chức năng điều khiển kết nối và cuộc gọi

Kiến trúc của ASON chia làm 3 mặt phẳng chính là mặt phẳng truyền tải, mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng quản lý như được chỉ ra trong hình 1-1

Hình 1-1: Ba mặt phẳng

ASON.

Mặt phẳng truyền tải, còn được gọi là mặt phẳng dữ liệu, thể hiện các tài nguyên chức năng của mạng truyền thông tin giữa các địa điểm Nó truyền các tín hiệu quang, cấu hình kết nối - chéo và chuyển mạch bảo vệ cho các tín hiệu quang, và đảm bảo độ tin cậy của tất cả các tín hiệu quang

Mặt phẳng điều khiển thực hiện các chức năng điều khiển cuộc gọi và kết nối Các chức năng của mặt phẳng điều khiển của ASON là tự động, cơ bản trên sự thông minh của mạng, bao gồm: tự động phát hiện, định tuyến và báo hiệu

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

Mặt phẳng quản lý thực hiện các chức năng quản lý cho mặt phẳng truyền tải, mặt phẳng điều khiển và tất cả các thành phần khác như một hệ thống trọn vẹn, cũng như phối hợp hoạt động cho các mặt phẳng Các chức năng quản lý này liên quan tới các thành phần mạng, các mạng và dịch vụ, và thông thường ít tự động hơn so với mặt phẳng điều khiển

Mỗi thành phần mặt phẳng điều khiển có một tập hợp các giao diện được sử dụng để giám sát cũng như các chính sách thiết lập và ảnh hưởng đến cách xử lý bên trong Các giao diện này được sử dụng bởi một hệ thống quản lý Cần lưu ý rằng mặt phẳng quản lý không truy cập tài nguyên thông qua các thành phần mặt phẳng điều khiển mà chỉ quản lý các thành phần này Mặt phẳng quản lý tương tác với các thành phần mặt phẳng điều khiển bởi hoạt động trên một mô hình thông tin phù hợp

1.1.1 Kiến trúc logic

Hình 1-2 dưới đây chỉ ra các giao diện (điểm tham chiếu) trong kiến trúc logic mạng ASON UNI là một giao diện báo hiệu giữa các thực thể mặt phẳng điều khiển yêu cầu dịch vụ (cuộc gọi) và cung cấp dịch vụ Giao diện trong mạng - mạng (I-NNI) là một giao diện báo hiệu giữa các thực thể mặt phẳng điều khiển thuộc về một hay nhiều hơn các miền có mối quan hệ với nhau và giao diện ngoài mạng - mạng (E-NNI) là một giao diện báo hiệu giữa các thực thể mặt phẳng điều khiển thuộc về các vùng quản lý khác nhau Các giao diện khác bao gồm: giao diện vật lý (PI) trong mặt phẳng truyền tải, giao diện điều khiển kết nối (CCI) giữa các thành phần của mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng truyền tải, và 2 loại giao diện quản lý mạng (NMI) giữa mặt phẳng quản

lý và 2 mặt phẳng còn lại CCI cho biết các thành phần mạng, ví dụ, một kết nối chéo quang, để thiết lập các kết nối giữa các cổng được chọn Các giao diện quản lý mạng được sử dụng giữa các hệ thống quản lý mạng (ví dụ, mạng quản lý viễn thông cơ sở (TMN)) và các mặt phẳng điều khiển (NMI-A)

và truyền tải (NMI-T)

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

Hình 1-2: Cái nhìn logic về kiến

trúc ASON.

CC: Bộ điều khiển kết nối

CCI: Giao diện điều khiển kết nối

E-NNI: Giao diện ngoài mạng – mạng

I-NNI: Giao diện trong mạng – mạng

NE: Thành phần mạng

NMI-A: Giao diện quản lý mạng – mặt phẳng điều khiển ASON

NMI-T: Giao diện quản lý mạng – mặt phẳng truyền tải

NMS: Hệ thống quản lý mạng

PI: Giao diện vật lý

UNI: Giao diện người sử dụng – mạng

X: Giao diện giữa các hệ thống quản lý

1.1.2 Kiến trúc chức năng

Về mặt kiến trúc chức năng, một mạng ASON bao gồm các thành phần mạng ASON (ASON NE), các TE link, các vùng và các kết nối cố định mềm SPC (soft permanent connection)

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

Hình 1-3: Kiến trúc chức năng ASON.

Hình 1-4 chỉ ra mối quan hệ giữa ASON NE và NE truyền thống

Hình 1-4: Cấu trúc node mạng ASON.

Node ID là nhận dạng duy nhất của ASON NE trong mặt phẳng điều khiển Dạng của Node ID giống như địa chỉ IP

Node ID, NE ID, và địa chỉ IP của NE độc lập với nhau

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

TE link là một liên kết kỹ thuật lưu lượng ASON NE gửi thông tin băng thông của nó tới các NE khác thông qua TE link để cung cấp dữ liệu cho việc tính toán tuyến Một sợi liên trạm giữa 2 bảng mạch FIU được cấu hình với 1

TE link

Một miền ASON là một tập con của một mạng, được phân chia bởi chức năng cho mục tiêu lựa chọn tuyến và quản lý Một miền ASON bao gồm nhiều ASON NE và TE link Một ASON NE chỉ thuộc 1 miền ASON

Trong trường hợp của kết nối cố định mềm soft permanent connection (SPC), kết nối giữa người sử dụng và mạng truyền dẫn được cấu hình trực tiếp bởi NM Còn kết nối bên trong mạng, được yêu cầu bởi NM và sau đó được tạo bởi mặt phẳng điều khiển của NE qua báo hiệu Khi dịch vụ ASON được đề cập đến, nó thường được coi là SPC

Kết nối cố định permanent connection (PC) là một kết nối dịch vụ được tính toán trước và sau đó được tạo ra qua NM bằng cách phát một yêu cầu tới NE

Kết nối chuyển mạch switched connection (SC) là một kết nối dịch vụ được yêu cầu bởi một điểm kết cuối (ví dụ, một router) và sau đó được tạo ra trong mặt phẳng điều khiển ASON thông qua báo hiệu

1.1.3 Bảo vệ và khôi phục mạng

Khi phát triển mạng truyền dẫn, khả năng duy trì hoạt động của mạng trở thành yếu tố then chốt trong thiết kế, điều hành và bảo dưỡng mạng Một mạng ASON phải có các cơ chế bảo vệ và khôi phục mềm dẻo và hiệu quả

Thông thường, bảo vệ liên quan đến dung lượng phân bổ trước giữa các NE Bảo vệ chỉ liên quan tới các NE mà không liên quan tới hệ thống quản

lý Thời gian chuyển mạch bảo vệ ngắn, thông thường không lớn hơn 50ms Tuy nhiên, các tài nguyên dự phòng không được chia sẻ trong mạng

Khôi phục liên quan tới việc sử dụng bất kỳ dung lượng khả dụng nào giữa các NE Thậm chí dung lượng lớn ưu tiên thấp cũng có thể được sử dụng cho khôi phục Khi một tuyến dịch vụ bị lỗi, mạng tự động tìm kiếm một tuyến mới và chuyển mạch các dịch vụ từ tuyến lỗi sang Thuật toán khôi phục giống thuật toán lựa chọn tuyến Khôi phục yêu cầu các tài nguyên dự trữ trong mạng cho tái định tuyến dịch vụ bao gồm việc tính toán các tuyến Khôi phục dịch vụ mất một thời gian khá dài, luôn luôn phải mất vài giây

Các cơ chế bảo vệ truyền thống vẫn có thể được áp dụng trong một mạng ASON Khi một lỗi xảy ra, chuyển mạch bảo vệ được thực hiện bởi mặt phẳng truyền tải mà không liên quan tới mặt phẳng điều khiển

Trong trường hợp của một mạng ASON, cơ chế tái định tuyến được áp dụng để khôi phục các dịch vụ Khi một LSP lỗi, node nguồn tính toán tuyến

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

tốt nhất để khôi phục dịch vụ và sử dụng báo hiệu để tạo một LSP Sau đó, tuyến mới mang các dịch vụ Đối với các dịch vụ không trở lại, LSP ban đầu bị xóa sau khi LSP mới được tạo, còn đối với các dịch vụ trở lại, LSP cũ sẽ không bị xóa Các lợi ích của việc tái định tuyến là:

• Các dịch vụ có thể được khôi phục nhanh và tự động

• Yêu cầu dung lượng dự phòng ít hơn khi mạng ASON khôi phục trong thời gian thực Khả năng tận dụng băng thông tăng đáng kể

Các cơ chế khôi phục mạng có thể được chia thành cơ chế khôi phục tập trung và cơ chế khôi phục phân tán dựa vào kỹ thuật điều khiển

Khôi phục tập trung yêu cầu một hệ thống điều khiển trung tâm để điều khiển toàn bộ mạng một cách toàn diện Hệ thống điều khiển trung tâm bao gồm một cơ sở dữ liệu mạng rộng lớn, lưu giữ tất cả các thông tin về tất cả các node, các liên kết và các tài nguyên dự trữ Khi một liên kết hoặc một node bị lỗi, thông tin lỗi được thông báo về hệ thống điều khiển trung tâm dọc các tuyến khác Hệ thống điều khiển trung tâm sau đó tính toán một tuyến để thay thế cho tuyến lỗi theo thông tin lưu giữ trong cơ sở dữ liệu Sau đó hệ thống điều khiển trung tâm phát ra các mệnh lệnh điều khiển tới mỗi node tạo một tuyến mới để khôi phục dịch vụ

Cơ chế khôi phục phân tán không yêu cầu bất kỳ hệ thống điều khiển trung tâm nào Khi một liên kết lỗi, tất cả các node tại 2 đầu liên kết lỗi phát hiện lỗi và phát tán thông tin này ra toàn mạng Tất cả các LSP liên quan tới liên kết lỗi hoặc node tái định tuyến và các LSP mới được tạo để khôi phục dịch vụ

1.2 Giao thức ASON

Hiện tại một số mạng truyền dẫn ASON đã triển khai trong thực tế thường áp dụng LMP như một giao thức quản lý liên kết, giao thức định tuyến OSPF-TE, và RSVP-TE là giao thức báo hiệu

1.2.1 LMP

LMP thực hiện chức năng tạo và duy trì các kênh điều khiển giữa các node liền kề trong một mạng ASON Thủ tục tạo các kênh điều khiển như sau:

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

Hình 1-5: Tạo các kênh điều khiển.

Khi 2 ASON NE liền kề bắt đầu bật, LMP sử dụng các mào đầu OTN hoặc các kênh DCC của OSC để phát các bản tin Node 1 phát bản tin yêu cầu tạo kênh điều khiển tới node 2, node 2 thực hiện kiểm tra các bản tin đã nhận Nếu bản tin qua được kiểm tra, node 2 trả lại bản tin cho node 1 Nếu bản tin đó không qua được kiểm tra, node 2 trả lại một bản tin khác cho node

1, chỉ thị rằng bản tin lỗi Node 2 đợi một kiểm tra khác Sau đó, một kênh điều khiển giữa 2 node được tạo

Sau khi kênh điều khiển được tạo, 2 node lưu giữ thông tin về kênh điều khiển và nhận dạng kênh điều khiển theo ID

Sau khi các kênh điều khiển được cấu hình, và kiểm tra thuộc tính nhất quán được thực hiện tới các TE link để xem nếu thông tin nhận dạng tại cả 2 đầu của các link TE được cấu hình thủ công hoặc được phát hiện động hay không Nếu kiểm tra thành công, giao thức OSPF được sử dụng để chuyển thông tin của các TE link tới toàn mạng

Như được chỉ ra trong hình 1-6, node 1 phát bản tin và nội dung đã được kiểm tra tới node 2, node 2 kiểm tra xem nó có cùng thông tin không và gửi kết quả kiểm tra trở lại cho node 1

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

Hình 1-6: Kiểm tra các TE link.

1.2.2 OSPF-TE

Mặt phẳng điều khiển thường sử dụng OSPF-TE, là một giao thức mở rộng của OSPF, và thực hiện các chức năng sau:

• Tạo các mối quan hệ liền kề

• Tạo và duy trì các liên kết điều khiển

• Phát tán và thu thập thông tin về các liên kết điều khiển trên mặt phẳng điều khiển Theo thông tin đó, giao thức sau đó tạo ra thông tin về các tuyến được yêu cầu cho việc chuyển tiếp bản tin trong mặt phẳng điều khiển

• Phát tán và thu thập thông tin về các TE link trên mặt phẳng điều khiển Giao thức sau đó tạo ra thông tin về các cấu hình dịch vụ mạng cho việc tính toán tuyến dịch vụ

1.2.3 RSVP-TE

RSVP-TE là một giao thức dành trước tài nguyên, là một kiểu báo hiệu Trong kỹ thuật lưu lượng, RSVP được mở rộng thành RSVP-TE RSVP-TE chủ yếu hỗ trợ các chức năng sau:

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

mạng, ASON cung cấp các chức năng để bảo mật các giao thức Trong một miền ASON, các giao thức RSVP và OSPF-TE được bảo mật nhận thực

Nhận thực RSVP được cấu hình cho các node và nhận thực OSPF-TE cho các giao diện liên kết (các khe và các giao diện quang) Có thể là không nhận thực, nhận thực văn bản rõ ràng hoặc nhận thực MD5

• Không nhận thực: Không yêu cầu nhận thực trong chế độ này

• Nhận thực văn bản rõ ràng: Để kiểm tra khóa đặt trước Mã nhận thực phải là một chuỗi ký tự với không nhiều hơn 8 ký tự

• Nhận thực MD5: Để kiểm tra thông tin đã được bảo mật bởi thuật toán MD5

Mã nhận thực phải là một chuỗi ký tự với không nhiều hơn 64 ký tự

Kiểm tra chỉ thành công khi các chế độ nhận thực và khóa của các node liền kề là giống nhau

1.3 Các liên kết ASON

Liên kết ASON bao gồm các kênh điều khiển, các liên kết điều khiển và các TE link

1.3.1 Các kênh điều khiển

LMP tạo và duy trì các kênh điều khiển giữa các NE Kênh điều khiển cung cấp một kênh vật lý cho các gói LMP Các kênh điều khiển được chia làm các kênh điều khiển trong sợi và ngoài sợi Các kênh điều khiển trong sợi tự động tìm và sử dụng mào đầu OTN hoặc các byte D4-D12 của DCC Kênh điều khiển ngoài sợi sử dụng các kết nối Ethernet, nên được cấu hình nhân công

1.3.2 Các liên kết điều khiển

Các liên kết điều khiển là các liên kết truyền thông được tạo ra để truyền thông giữa các thực thể giao thức của các NE

Liên kết điều khiển OSPF được tạo và duy trì bởi giao thức OSPF giữa

2 node Thông tin của các liên kết điều khiển OSPF được phát tán tới thực thể mạng Trong cách này, mỗi NE có thể nhận được thông tin và sau đó thiết lập cấu hình điều khiển Giao thức OSPF của mỗi NE tính toán tuyến điều khiển ngắn nhất cho mỗi NE theo cấu hình điều khiển Các tuyến sau đó được lưu trong bảng chuyển tiếp Báo hiệu RSVP sau đó sử dụng các tuyến này để phát các gói bản tin

Mặc định, các liên kết điều khiển được tạo trong các sợi Các liên kết điều khiển cũng có thể được tạo bên ngoài các sợi trong môi trường mà giao thức OSPF của các cổng Ethernet cho phép

Mặc dù các liên kết điều khiển và các kênh điều khiển được tạo ra trong các mào đầu OTN hoặc các kênh DCC (D4-D12), nhưng chúng khác nhau về chức năng và độc lập với nhau Giao thức OSPF phát tán thông tin về các liên

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

kết điều khiển tới toàn mạng Mỗi ASON NE lưu thông tin về các liên kết điều khiển mạng - diện rộng Các ASON NE không phát thông tin về các kênh điều khiển tới các thực thể mạng Mỗi NE chỉ quản lý và lưu giữ thông tin về các kênh điều khiển của nó mà thôi

TE link là một liên kết kỹ thuật lưu lượng ASON NE gửi thông tin băng thông của nó tới các ASON NE khác qua TE link để cung cấp dữ liệu cho việc tính toán tuyến TE link là một khái niệm của các tài nguyên Các bảng khác nhau tạo ra các TE link khác nhau TE link có thể được chia thành các kiểu sau:

• OCh TE link

• OTU2 TE link và ODU2 TE link

• OTU1 TE link và ODU1 TE link

• OTU5G TE link và ODU 5G TE link

1.4 Khả năng tự động phát hiện của các cấu hình mạng

Khả năng phát hiện tự động của các cấu hình mạng bao gồm phát hiện

tự động các liên kết điều khiển và các TE link

1.4.1 Khả năng tự động phát hiện của các liên kết điều khiển

Mạng ASON tự động phát hiện các liên kết điều khiển thông qua giao thức OSPF-TE

Khi kết nối sợi (bao gồm sợi liên trạm tự động phát hiện và sợi trong trạm cấu hình nhân công) hoàn thành trong một mạng ASON, mỗi ASON NE

sử dụng giao thức OSPF để phát hiện các liên kết điều khiển và sau đó phát tán thông tin về các liên kết điều khiển của bản thân nó tới các thực thể mạng Kết quả là, mỗi NE thu được thông tin của các liên kết điều khiển trong toàn mạng và cũng thu được thông tin về cấu hình điều khiển mạng - diện rộng Mỗi ASON NE sau đó tính toán tuyến ngắn nhất tới bất kỳ ASON NE nào và viết chúng trong bảng chuyển tiếp định tuyến, được sử dụng cho báo hiệu RSVP để phát và nhận các gói

Khi kết nối sợi trong toàn mạng hoàn thành, các ASON NE tự động phát hiện cấu hình điều khiển mạng diện rộng và báo cáo thông tin cấu hình tới hệ thống quản lý để hiển thị thời gian thực

1.4.2 Khả năng tự động phát hiện của các TE link

Mạng ASON trải các TE link tới toàn mạng qua các giao thức OSPF-TE.Sau khi một ASON NE tạo một kênh điều khiển giữa các NE hàng xóm thông qua LMP, việc kiểm tra TE link bắt đầu Mỗi ASON NE phát tán các TE link của nó tới toàn mạng thông qua OSPF-TE Mỗi NE sau đó nhận các TE link của mạng-diện rộng, đó là cấu hình tài nguyên mạng-diện rộng

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1: Tổng quan về ASON

Phần mềm ASON phát hiện thay đổi trong cấu hình tài nguyên thời gian thực, bao gồm việc xóa và thêm các liên kết, và thay đổi các tham số của liên kết, và sau đó thông báo lại thay đổi với T2000 thực hiện cập nhật thời gian thực

Như được chỉ ra trong hình 1-7, nếu một link bị đứt, NM cập nhật cấu hình tài nguyên hiển thị trên NM trong thời gian thực

Hình 1-7: Tự động phát hiện TE link.

1.5 Kết luận chương 1

Chương 1 đã nghiên cứu những vấn đề cơ bản của mạng quang chuyển

mạch tự động ASON ASON có kiến trúc 3 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 cũng tuân theo sự phân chia này Trong phần 1.2 các giao thức thường thấy trong các mạng ASON hiện tại được tìm hiểu với 3 giao thức

cơ bản: giao thức quản lý liên kết LMP, giao thức định tuyến OSPF-TE và giao thức giành trước tài nguyên RSVP-TE Các phần sau nghiên cứu các liên kết của ASON với các kênh điều khiển, các liên kết điều khiển và các TE link; khả năng tự động phát hiện của các cấu hình mạng ASON

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

CHƯƠNG 2: BÁO HIỆU VÀ ĐỊNH TUYẾN TRONG ASON

Chương 2 nghiên cứu những vấn đề cơ bản về việc quản lý kết nối, cuộc gọi phân tán trong ASON cũng như định tuyến của nó Cơ bản dựa trên các khuyến nghị G.7713/Y.1704 Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán và G.7715/Y.1706 Kiến trúc và các yêu cầu định tuyến cho mạng quang chuyển mạch tự động ASON của ITU-T

2.1 Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán (DCM)

Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán (DCM) cũng được coi là phần báo hiệu của ASON Nó cung cấp các yêu cầu cho việc truyền thông của các khối điều khiển cuộc gọi, điều khiển kết nối và quản lý tài nguyên liên kết Chỉ rõ các hoạt động thiết lập và giải phóng cuộc gọi dựa trên các kết nối

2.1.1 Các yêu cầu của DCM

Trước khi bất kỳ cuộc gọi nào được thiết lập, các hợp đồng giữa người yêu cầu và nhà cung cấp cần phải được thiết lập Hợp đồng này chỉ rõ:

Hình 2-1: Sơ đồ điểm tham chiếu cho quản lý cuộc gọi phân tán.

Các thành phần trong mặt phẳng truyền tải trong hình 2-1 là các mạng con khác nhau và các container nhóm truy nhập (AGC): AGC-a, ASN-1, TSN-

1, ZSN-1, ASN-n, ZSN-n, AGC-z

Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán cũng được biết đến như "báo hiệu" Các thành phần chức năng liên quan tới cuộc gọi tại người sử dụng cuối được biết đến như các bộ điều khiển cuộc gọi phía gọi/bị gọi, hay CCC Một CCC ban đầu là một "CCC-a" và một CCC đích là một "CCC-z" Các bộ

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

điều khiển cuộc gọi liên quan tới một mạng con là các bộ điều khiển cuộc gọi mạng (NCC) và đối với một miền riêng n, là một "NNC-n"

Các bộ điều khiển kết nối cho người sử dụng cuối được nhận biết như CC-a và CC-z Bên trong một miền n, các bộ điều khiển kết nối A-end, chuyển tiếp, Z-end được biết đến như ACC-n, TCC-n, và ZCC-n

Một bộ điều khiển báo hiệu bao gồm các chức năng điều khiển kết nối và/hoặc điều khiển cuộc gọi Đối với người sử dụng cuối, nó được biểu thị bằng SC-a và SC-z Bên trong miền n, các bộ điều khiển báo hiện A-end, chuyển tiếp, Z-end là ASC-n, TSC-n, và ZSC-n Nhớ rằng TSC thường không

có điều khiển cuộc gọi như trong hình 2-1

2.1.1.1 Các thủ tục quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán

Các chức năng khối điều khiển cuộc gọi (CallC), điều khiển kết nối (CC)

và khối quản lý tài nguyên liên kết (LRM) quản lý tất cả các yêu cầu cuộc gọi lẫn kết nối, bao gồm các hoạt động nguyên thủy của nó như thiết lập kết nối, sửa chữa một kết nối và giải phóng kết nối Để hoàn thành một hoạt động, CallC, CC và LRM liên hành với các thành phần sau để thiết lập và giải phóng kết nối

• Khối điều khiển định tuyến (RC): Khối điều khiển định tuyến cung cấp các thông tin tuyến khi được truy vấn bởi CC

• Chức năng điều khiển nhận biết cuộc gọi (CAC)

• Khối điều khiển cuộc gọi (CallC)

• Khối điều khiển kết nối (CC)

• Khối quản lý tài nguyên liên kết (LRM)

Khối điều khiển cuộc gọi phía gọi liên hành với một khối điều khiển cuộc gọi phía bị gọi bởi một hoặc nhiều hơn các khối điều khiển cuộc gọi mạng NCC Chức năng NCC được cung cấp tại biên mạng (nghĩa là điểm tham chiếu UNI) và cũng có thể được cung cấp tại các cổng nối giữa các vùng (nghĩa là các điểm tham chiếu E-NNI) Một cuộc gọi từ đầu cuối tới đầu cuối được xem như bao gồm nhiều phân đoạn cuộc gọi khi cuộc gọi đi qua nhiều miền Mỗi phân đoạn cuộc gọi có thể gồm một hoặc nhiều kết nối (LC hoặc SNC) liên kết với nó Điều này cho phép tính mềm dẻo trong các lựa chọn của các kiểu báo hiệu, bảo vệ và khôi phục trong các miền khác nhau

Số lượng các kết nối kết hợp với các phân đoạn cuộc gọi có thể không giống nhau mặc dù trong cùng một cuộc gọi từ đầu cuối tới đầu cuối Trong hình 2-2, phân đoạn cuộc gọi UNI có một LC kết hợp với nó, phân đoạn cuộc gọi mạng con cho miền 1 có 2 SNC kết hợp Điều này cho phép mạng có các chính sách khác nhau trong miền của nó Tất cả các tài nguyên truyền tải trong hình 2-2 là trong miền tổng bao gồm các miền từ 1 đến n Định tuyến

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

trong miền tổng này cung cấp hiểu biết rằng các miền 1 và n cần được đi qua

để hỗ trợ một cuộc gọi giữa 2 người dùng trong hình

Cả cuộc gọi và kết nối có thể được đi qua các điểm tham chiếu E-NNI intra-carrier Sự tách biệt giữa các khái niệm phân đoạn cuộc gọi và cuộc gọi/kết nối cho phép trong các ứng dụng sau:

• Bảo vệ trên cơ sở miền Số SNC có thể khác nhau giữa các miền

• Khôi phục trên cơ sở miền SNC lỗi là nguyên nhân của một LC bị rơi,

và một thủ tục tái định tuyến có thể được cung cấp bởi mạng để khôi phục SNC bị lỗi

Hình 2-2: Các kết nối và các phân đoạn cuộc gọi.

NCC tại các đường bao miền cũng sẽ cho phép mỗi miền có các chức năng độc lập, ví dụ, một miền có thể có khả năng bảo vệ 1+1 trong khi các miền khác thì không

NCC và CC tại biên mạng và các đường bao thực hiện các chức năng khác nhau

a) Tạo LC và SNC

Việc thiết lập từ đầu cuối tới đầu cuối một cuộc gọi bao gồm việc yêu cầu cuộc gọi, yêu cầu các kết nối, và thiết lập các tài nguyên khác nhau để tạo một kết nối Hình 2-3 minh họa kết nối được lập để hỗ trợ một cuộc gọi

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASONHình 2-3: Thiết lập LC và SNC cho một yêu cầu cuộc gọi.

Các tài nguyên sau được sử dụng để thiết lập cuộc gọi:

Hình 2-4: Thiết lập kết nối liên kết bằng cách chỉ định các SNP.

Thiết lập một LC có thể được thay thế Ví dụ, đối với báo hiệu người sử dụng-mạng, người sử dụng cũng có thể xác định LC để sử dụng (nghĩa là người sử dụng xác định SNP); tuy nhiên, mạng có thể chọn LC thay thế để sử dụng, nghĩa là xác định một SNP khác

Để tạo một SNC, các SNP phải tồn tại và được xác nhận bởi LRM để ràng buộc các SNP này nhằm tạo một SNC Điều này bao gồm việc dàn xếp với LRM hướng lên cho một SNP (mà có thể đại diện cho một LC) và dàn xếp với LRM hướng xuống cho một SNP (mà có thể đại diện cho một LC) Các LC đến và đi này (và các SNP lối vào/ra có liên quan của chúng) nhận dạng các SNP được sử dụng để tạo SNC

Việc chọn lựa các tài nguyên cho một hoạt động kết nối không dẫn tới

sự phân bổ các tài nguyên này Sự phân bổ tài nguyên có thể xảy ra tại bất kỳ pha nào của báo hiệu, ví dụ phân bổ có thể xảy ra trong suốt yêu cầu đầu tiên hoặc trong đáp ứng yêu cầu đó Thêm nữa, các tài nguyên này đầu tiên có thể được dự trữ trước khi phân bổ Dự trữ trong trường hợp của thiết lập cuộc gọi biểu thị sự nhận dạng các tài nguyên sẵn có để sử dụng, nhưng không tác

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

động tới các tài nguyên này cho tới khi pha phân bổ xảy ra Việc sử dụng dự trữ này ngăn yêu cầu khác từ việc nhận dạng cùng tài nguyên để sử dụng, và

nó tránh các tài nguyên từ trạng thái đang diễn ra thay đổi nếu cuộc gọi bị từ chối Tất cả có thể được điều khiển như một phần của việc lập trạng thái các SNP và liên hành với các thành phần LRM

Lập một SNC là một quá trình xuất hiện ngoài một mạng con và được điều khiển bởi CC Một SNC được tạo sau khi xác định các SNP cho cả điểm kết nối đầu vào và đầu ra Các SNP đầu vào và đầu ra được nhận dạng như một phần của việc thiết lập các LC (thông qua LRM) Hình 2-5 mô tả một SNC được lập cùng với bộ điều khiển kết nối liên quan và đôi SNP liên quan tới việc lập một SNC

Hình 2-5: Tạo một kết nối mạng con SNC sau khi thiết lập các kết nối

liên kết LC.

b) Quá trình yêu cầu cuộc gọi

Để hỗ trợ dịch vụ kết nối chuyển mạch SC, một yêu cầu cuộc gọi được bắt đầu bởi người dùng yêu cầu của người sử dụng A-end (CCC-a) qua một bản tin yêu cầu thiết lập cuộc gọi gửi bởi CCC-a tới bộ điều khiển cuộc gọi phía gọi Yêu cầu cuộc gọi này xác định thông tin liên quan tới cuộc gọi mà người sử dụng yêu cầu Thông tin có thể bao gồm thông tin liên quan tới dịch

vụ và thông tin liên quan tới chính sách Thông tin này được nhận bởi CallC nằm bên trong ASC Tiếp theo CallC xử lý yêu cầu cuộc gọi là liên hành với các thành phần khác trong ASC để hỗ trợ yêu cầu cuộc gọi

Để hỗ trợ dịch vụ kết nối cố định mềm SPC, bộ điều khiển cuộc gọi khách hàng được điều khiển bởi mặt phẳng quản lý với việc yêu cầu quản lý NCC để thiết lập cuộc gọi Vị trí trên mặt phẳng truyền tải của điểm cuối cuộc gọi này là một điểm kết cuối SPC, và một bộ nhận dạng tài nguyên truyền tải

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

không yêu cầu một bộ nhận dạng tài nguyên truyền tải UNI cho điểm cuối SPC

Để cung cấp điều khiển lỗi và tránh các chuyển đổi trạng thái không định trước, một cơ chế thời gian chờ được yêu cầu Cơ chế thời gian chờ được khởi đầu bởi người sử dụng yêu cầu cuộc gọi (cho cả yêu cầu thiết lập

và giải phóng cuộc gọi)

• Thiết lập một cuộc gọi

Hình 2-6 mô tả việc thiết lập một cuộc gọi, và các luồng tín hiệu giữa các thành phần liên quan

Hình 2-6: Quá trình yêu cầu thiết lập cuộc gọi.

Đối với một yêu cầu thiết lập cuộc gọi bao gồm các bước sau:

- CCC-a yêu cầu thiết lập cuộc gọi Tại đầu vào NCC-1, các quá trình được bắt đầu kiểm tra yêu cầu cuộc gọi (điều này có thể bao gồm kiểm tra nhận thực là toàn vẹn của yêu cầu cũng như các ràng buộc đặt ra bởi các quyết định chính sách) Yêu cầu cũng được gửi tới các bộ điều khiển cuộc gọi mạng trung gian Các quá trình trong NCC đầu ra (NCC-n kết hợp với ZCC-n trong hình 2-6) có thể bao gồm cả việc xác minh xem yêu cầu cuộc gọi có được chấp nhận từ đầu cuối tới đầu cuối không (ví dụ, yêu cầu xác minh cuộc gọi CCC-z)

- Sau khi kiểm tra thành công, CCC-a tiếp tục yêu cầu thiết lập cuộc gọi bằng cách bắt đầu một yêu cầu tạo kết nối tới CC Quá trình yêu cầu tạo kết nối được mô tả trong phần sau Dựa trên các quyết định thiết kế giao thức khác nhau, sự bắt đầu yêu cầu tạo kết nối có thể xuất hiện trong một trình tự khác như được chỉ ra trong hình 2-6 Yêu cầu đó là của một mạng được tạo trước khi cuộc gọi hoàn thành

- Sau khi xác nhận thành công quá trình yêu cầu tạo kết nối (qua tất cả các phân đoạn cuộc gọi) yêu cầu thiết lập cuộc gọi hoàn thành thành công, và việc chuyển thông tin đặc trưng của người sử dụng có thể bắt đầu

Nếu quá trình yêu cầu thiết lập cuộc gọi không thành công, một thông báo từ chối cuộc gọi được gửi tới người sử dụng

• Giải phóng cuộc gọi

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

Hình 2-7 minh họa sự giải phóng cuộc gọi, và các luồng tín hiệu giữa các thành phần liên quan

Hình 2-7: Quá trình yêu cầu giải phóng cuộc gọi.

Bất kỳ bộ điều khiển cuộc gọi nào cũng có thể bắt đầu một yêu cầu giải phóng cuộc gọi Một yêu cầu giải phóng cuộc gọi (nhờ kiểm tra) phải luôn có kết quả là giải phóng cuộc gọi thành công Tuy nhiên, bất kỳ khuyết điểm nào liên quan tới yêu cầu giải phóng cuộc gọi cũng có thể được thông báo tới một

hệ thống quản lý ngay sau đó (bao gồm thông tin cụ thể về sự suy giảm bất kỳ kết nối thành phần nào không được giải phóng), và các thủ tục có thể được đặt trong vị trí để tránh sự truy nhập hay sử dụng kết nối giải phóng không thành công Một yêu cầu giải phóng cuộc gọi bắt đầu từ bộ điều khiển cuộc gọi phía gọi như trong hình 2-7

- Kiểm tra yêu cầu giải phóng cuộc gọi tại bộ điều khiển cuộc gọi mạng đầu vào (NCC-1 đầu vào) Điều này có thể bao gồm kiểm tra nhận thực và toàn vẹn của yêu cầu, cùng với các ràng buộc được đặt bởi các quyết định chính sách

- Sau khi kiểm tra thành công, yêu cầu giải phóng cuộc gọi tiếp tục bằng việc khởi đầu một yêu cầu giải phóng kết nối Quá trình yêu cầu giải phóng kết nối được mô tả trong phần c) Dựa trên các quyết định thiết kế giao thức khác nhau, mà việc khởi đầu yêu cầu giải phóng kết nối có thể xuất hiện trong một trình tự khác như được chỉ ra trong hình 2-7 Yêu cầu này là một kết nối được giải phóng trước khi cuộc gọi được giải phóng Nếu có đa kết nối liên quan tới một phân đoạn cuộc gọi, tất cả chúng sẽ được giải phóng

- Nhờ dấu hiệu chỉ ra bởi quá trình yêu cầu giải phóng kết nối, yêu cầu giải phóng cuộc gọi thành công

Nếu thiết lập kết nối bị từ chối và theo đó từ chối một cuộc gọi (ví dụ, do không có khả năng để giải phân bổ tài nguyên, giải phóng một SNC hoặc một LC) một thông báo được gửi tới MP

Phụ thuộc vào các "đặc trưng" của mạng truyền tải (ví dụ, giám sát có được kích hoạt hay không), các điều kiện kéo theo có thể xuất hiện giữa bản tin yêu cầu giải phóng cuộc gọi và yêu cầu giải phóng kết nối Dựa trên điều kiện kéo theo này giữa chuỗi báo hiệu từ CCC-a tới CCC-z, và chuỗi tín hiệu

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

cảnh báo nào đó có thể được gia tăng tại các mạng con hướng xuống Để hỗ trợ một môi trường như thế, cần có một cơ chế để cho phép kích hoạt hay không kích hoạt các khả năng giám sát liên quan tới cuộc gọi trước khi giải phân bổ các kết nối Ví dụ, khởi động quá trình ARC hay TPmode/PortMode trước khi bắt đầu bất kỳ yêu cầu giải phóng kết nối nào Việc chặn thông báo lỗi có thể là cần thiết để tránh khơi mào quá trình bảo vệ/khôi phục

c) Quá trình yêu cầu kết nối

Một yêu cầu kết nối được khởi đầu như một kết quả của quá trình yêu cầu cuộc gọi Yêu cầu kết nối thực hiện sắp xếp để tạo và giải phóng các kết nối và phân bổ/giải phân bổ các tài nguyên nhằm tác động tới kết nối

Hình 2-8 mô tả chuỗi báo hiệu từ đầu cuối tới đầu cuối và yêu cầu kết nối thiết lập các tài nguyên để tạo một kết nối và hoàn thành một cuộc gọi

Hình 2-8: Tạo LC và SNC cho một yêu cầu thiết lập kết nối.

Hình 2-9 minh họa chuỗi báo hiệu từ đầu cuối tới đầu cuối và yêu cầu kết nối để giải phân bổ các tài nguyên nhằm giải phóng một kết nối và giải phóng một cuộc gọi Chuỗi giải phóng kết nối, nghĩa là các quá trình để giải phân bổ các SNC và LC, có thể xuất hiện trong các trình tự khác nhau (ví dụ, giải phân bổ SNC-LC-SNC-v.v…, hoặc giải phân bổ tất cả các LC trước, sau

đó đến tất cả các SNC)

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

Hình 2-9: Giải phóng LC và SNC cho một yêu cầu giải phóng cuộc

gọi.

• Quá trình tạo kết nối

Các quá trình sau được thực hiện để tạo kết nối:

- Theo phần thiết lập cuộc gọi, một yêu cầu thiết lập cuộc gọi được xác minh và cho phép xuất phát

- Từ yêu cầu cuộc gọi, LRM của CCC-a xác định LC đã được dàn xếp thiết lập giữa AGC-a và ASN-1 Nó có thể nằm trong dạng của ID SNP đầu ra của ASN-1

- Tại CC của ASC-1, một SNP đầu vào xác định bởi ID SNP đầu vào (ID SNP đầu vào được nhận dạng bằng cách sắp xếp SNP đầu ra của AGC-a với SNP đầu vào của ASN-1) LRM ASC-1 dàn xếp với LRM TSC-1 để thiết lập một LC kết nối ASN-1 với TSN-1 (TSN-1 được xác định dựa vào thông tin tuyến như

đã được cung cấp bởi RC hoặc bởi thông tin nhận được từ một CC hướng lên) Sau khi thiết lập thành công LC này, một SNP đầu ra được nhận dạng bởi LRM Một SNC được tạo để kết nối SNP đầu vào với SNP đầu ra Trạng thái của đôi SNP được cập nhật thành PROVISIONED CC sau đó tiếp tục quá trình tạo kết nối bằng các liên lạc với CC hướng xuống

- Tại CC TSC-1, một SNP đầu vào được xác định bởi IP SNP đầu vào LRM TSC-1 dàn xếp với LRM ZSC-1 để thiết lập một LC kết nối TSN-1 tới ZSN-1 (ZSN-1 được xác định dựa vào thông tin tuyến được cung cấp bởi RC hay bởi thông tin nhận được từ CC hướng lên) Thiết lập thành công LC này, thì một SNP đầu ra được nhận dạng bởi LRM Một SNC được tạo để kết nối SNP đầu vào và SNP đầu ra Trạng thái của đôi SNP được cập nhật thành: PROVISIONED CC sau đó tiếp tục quá trình tạo kết nối bằng cách liên lạc với

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

- Quá trình này được tiếp tục cho đến khi yêu cầu kết nối tiến tới CCC-z

- Tại CC của CCC-z, một SNP đầu vào được nhận dạng khi được xác định bởi

IP SNP đầu vào Sau khi CC xử lý yêu cầu kết nối, một bản tin đáp ứng được gửi để biểu thị rằng kết nối đã được xử lý

- Một cách tùy chọn, CC của CCC-a có thể nhận biểu thị một lần, một bản tin thứ 3 được gửi từ CC tới bộ xác nhận tín hiệu của kết nối

Khi tạo một kết nối, nhiều hoạt động mức cao có thể được xác định cho mạng:

- Nếu tuyến không thể được lập, sau đó mạng con đáp ứng với một bản tin từ chối kết nối

- Đối với các kết nối song hướng, nó sẽ có khả năng để xác định các giá trị chỉ

số SNP giống nhau cho một CP xác định điều khiển song hướng Ví dụ, số khe thời gian giống nhau trong cả 2 hướng trên một cổng của một thành phần mạng truyền tải

• Quá trình giải phóng các kết nối

Giải phóng một kết nối thực hiện ngược lại quá trình thiết lập kết nối Một yêu cầu giải phóng cuộc gọi được báo hiệu và xử lý đầu tiên Các quá trình sau đó được thực hiện để giải phóng kết nối:

- Theo phần quá trình yêu cầu giải phóng cuộc gọi, một yêu cầu giải phóng cuộc gọi được xác minh và cho phép tiến tới Sau khi có dấu hiệu để tiếp tục giải phóng kết nối, quá trình được bắt đầu tại CC ASC-1

- Từ yêu cầu cuộc gọi, người dùng bắt đầu giải phóng cuộc gọi nhận dạng cuộc gọi cần được giải phóng

- Tại CC ASC-1, SNC được giải phóng Nó bao gồm việc giải phân bổ các SNP LRM ASC-1 báo hiệu cho LRM TSC-1 để giải phóng LC được sử dụng bởi TSN-1 cho cuộc gọi Trạng thái của đôi SNP được cập nhật thành: AVAILABLE CC sau đó tiếp tục quá trình giải phóng kết nối bằng việc liên lạc với CC hướng xuống

- Quá trình được tiếp tục cho tới khi yêu cầu giải phóng kết nối tới CC CCC-z

- Tại CC CCC-z, LC được sử dụng cho cuộc gọi được giải phóng Sau khi CC

xử lý yêu cầu giải phóng kết nối, một bản tin đáp ứng được gửi để biểu thị yêu cầu giải phóng kết nối đã được xử lý

2.1.1.2 Khôi phục

Khôi phục một cuộc gọi là sự thay thế một kết nối bằng việc định tuyến lại kết nối đó sử dụng khả năng dự phòng Hành động này xảy ra bên trong một miền định tuyến và được kích hoạt bằng chính sách cho mỗi cuộc gọi Hoạt động tái định tuyến bao gồm việc thiết lập một kết nối riêng biệt giữa 2

bộ điều khiển cuộc gọi của cùng một cuộc gọi Kết nối mới (đã được tái định tuyến) được sử dụng thay thế cho một kết nối hiện tại cho cùng đoạn cuộc gọi

đó Bản thân cuộc gọi được duy trì trong khi kết nối được tái định tuyến lại

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

Có 2 kiểu khôi phục, tái định tuyến mềm và tái định tuyến cứng Trong tái định tuyến mềm, kết nối bị thay thế là trong dịch vụ và kết nối được tái định tuyến là cho các mục đích quản lý Yêu cầu tái định tuyến được tạo giữa 2 bộ điều khiển cuộc gọi tại biên của một vùng tái định tuyến và kết nối mới được thiết lập nó có thể thay thế cho một kết nối hiện có trong cuộc gọi Nếu hoạt động tái định tuyến mềm là trở lại, kết nối đã được thay thế không được giải phóng Mặt khác nếu nó có thể được giải phóng và trạng thái bộ điều khiển kết nối và cuộc gọi bị xóa

Tái định tuyến cứng là một chức năng khôi phục lỗi nhằm cố gắng tạo một kết nối khác tới đích tại biên của một miền tái định tuyến Điều này được thực hiện trong đáp ứng với lỗi của một kết nối hiện tại, và kết nối đã được tái định tuyến thay thế cho kết nối bị lỗi Khi lỗi được báo hiệu tới bộ điều khiển cuộc gọi nguồn trong miền tái định tuyến, cuộc gọi không bị giải phóng nhưng thay vào đó, một kết nối tái định tuyến được yêu cầu Yêu cầu tái định tuyến được tạo giữa 2 bộ điều khiển cuộc gọi và một kết nối mới được thiết lập, nó

có thể thay thế cho kết nối bị lỗi trong cuộc gọi Nếu hoạt động tái định tuyến cứng là trở lại, các tài nguyên của kết nối bị lỗi được giám sát và khi nó được khôi phục, cuộc gọi được khôi phục trở lại kết nối ban đầu và kết nối tái định tuyến được giải phóng Nếu tái định tuyến không trở lại, kết nối bị lỗi được giải phóng là trạng thái bộ điều khiền kết nối của nó bị xóa

Cả 2 cơ chế tái định tuyến cứng và mềm đều có thể được sử dụng bởi các dịch vụ kết nối chuyển mạch và kết nối cố định mềm Chúng được áp dụng giữa các bộ điều khiển cuộc gọi mạng liên quan tới một cuộc gọi, và không được áp dụng tại các điểm tham chiếu UNI

Một hoạt động tái định tuyến có thể xuất hiện giữa 2 bộ điều khiển cuộc gọi có liên quan tới một phân đoạn cuộc gọi Nó cũng có thể xuất hiện giữa 2

bộ điều khiển cuộc gọi nằm cuối các phân đoạn cuộc gọi liên tiếp, trong trường hợp này các phân đoạn cuộc gọi có thể được thay thế như một kết quả của tuyến kết nối được tái định tuyến Trong cả 2 trường hợp, các tham số cuộc gọi gửi đi và tên cuộc gọi được duy trì giống như cuộc gọi được tái định tuyến

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

onCác bản tin truy vấn cuộc

gọi

CallQueryRequestCallQueryIndicationBản tin thông báo cuộc gọi CallNotify

Các bản tin DCM có thể được chia thành các bản tin liên quan tới các hoạt động kết nối UNI, các bản tin liên quan tới các hoạt động kết nối NNI (I-NNI và E-NNI) Bảng 2- 1, 2-2 và 2-3 tổng hợp một danh sách các bản tin được xem xét cho xử lý báo hiệu Đây là các bản tin logic được trao đổi qua các giao diện riêng để hỗ trợ CallC, CC và LRM Các quyết định thiết kế giao thức có thể tổng hợp (hoặc phân chia) một số bản tin logic này; tuy nhiên, các chứ năng hỗ trợ bởi trao đổi bản tin là không thay đổi

Bảng 2-2: Các bản tin I-NNI.

Các bản tin thiết lập kết nối

ConnectionSetupRequestConnectionSetupIndicationConnectionSetupConfirmCác bản tin giải phóng kết

nối

ConnectioneleaseRequestConnectionReleaseIndicationCác bản tin truy vấn kết nối ConnectionQueryRequest

ConnectionQueryIndicationBản tin thông báo kết nối ConnectioneleaseRequest

Bảng 2-3: Các bản tin E-NNI.

Các bản tin thiết lập kết nối

ConnectionSetupRequestConnectionSetupIndicationConnectionSetupConfirmCác bản tin giải phóng kết nối ConnectioneleaseRequest

ConnectionReleaseIndicationCác bản tin truy vấn kết nối ConnectionQueryRequest

ConnectionQueryIndicationBản tin thông báo kết nối ConnectionNotify

Với từng loại bản tin khác nhau mà các trường trong đó cũng thể hiện các thuộc tính khác nhau

2.2 Kiến trúc và các yêu cầu định tuyến

Phần này tìm hiểu về kiến trúc và các yêu cầu đối với các chức năng định tuyến được sử dụng để thiết lập các kết nối chuyển mạch (SC) và các kết nối vĩnh cửu mềm (SPC) của mạng ASON Các phần chính gồm có kiến trúc định tuyến, các thành phần chức năng bao gồm chọn đường, các thuộc tính định tuyến, các bản tin và các sơ đồ trạng thái

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

2.2.1 Kiến trúc định tuyến ASON

Kiến trúc định tuyến của ASON hỗ trợ nhiều mô hình định tuyến khác nhau ví dụ như định tuyến phân cấp, định tuyến từng bước hay định tuyến dựa trên nguồn Kiến trúc cũng rút ra những điểm khác nhau trong sự đại diện thông tin định tuyến, ví dụ như trạng thái liên kết, vector khoảng cách,… Kiến trúc định tuyến áp dụng sau khi mạng đã được chia nhỏ thành các vùng định tuyến, và các tài nguyên mạng cần thiết đã được phân bổ hợp lý

2.2.1.1 Khái niệm cơ bản

Một nhà điều hành có thể chọn chia nhỏ mạng của mình dựa trên các chính sách điều hành xác định, có thể bao gồm chuẩn như vật lý, quản lý, công nghệ,…Các phần mạng nhỏ có thể do quyết định của nhà điều hành, được xem như các vùng định tuyến đối với mục đích cung cấp một dịch vụ định tuyến Dịch vụ được cung cấp bởi một vùng định tuyến (ví dụ như lựa chọn tuyến) được cung cấp bởi một hệ thực hiện định tuyến (một tập các bộ điều khiển định tuyến), và mỗi hệ thực hiện định tuyến có thể đáp ứng cho một vùng định tuyến đơn RP hỗ trợ các chức năng tính toán tuyến phù hợp với một hoặc nhiều hơn các mô hình định tuyến cho vùng định tuyến riêng mà nó phục vụ Các chức năng tính toán tuyến có thể được hỗ trợ bởi một RP cơ bản dựa trên các kiểu thông tin khả dụng để nó chuyển tới một cơ sở dữ liệu thông tin định tuyến

Các miền định tuyến có thể bị chặn một cách phân cấp và một hệ thực hiện định tuyến riêng có liên quan tới mỗi vùng định tuyến trong hệ thống phân cấp định tuyến Điều này là có thể đối với mỗi mức của hệ thống phân cấp để giao cho các hệ thực hiện định tuyến khác nhau hỗ trợ các mô hình định tuyến khác nhau Các hệ thực hiện định tuyến được thực hiện qua các bộ điều khiển định tuyến phân tán hợp lý Bộ điều khiển định tuyến cung cấp giao diện dịch

vụ định tuyến, nghĩa là điểm truy nhập dịch vụ, như đã được định nghĩa cho

hệ thực hiện định tuyến Bộ điều khiển định tuyến cũng là đáp ứng đối với sự tổng hợp và phát tán thông tin định tuyến Các giao diện dịch vụ của bộ điều khiển định tuyến cung cấp dịch vụ định tuyến qua các điểm tham chiếu NNI tại mỗi mức phân cấp xác định Các ví dụ của bộ điều khiển định tuyến khác nhau có thể là chủ đề cho các chính sách khác nhau phụ thuộc và các tổ chức

mà chúng cung cấp dịch vụ cho Chính sách bắt buộc có thể được hỗ trợ qua nhiều cơ chế; ví dụ bằng cách sử dụng các giao thức khác nhau

Một RC có thể được thực hiện như một cụm các thực thể phân tán; một cụm đó được gọi là một miền điều khiển định tuyến (RCD) Một RCD là thực thể trừu tượng ẩn đi các chi tiết của sự phân bổ bên trong cụm, trong khi cung cấp các giao diện phân tán với các đặc trưng đồng nhất như của các giao diện

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

đạt được những ngữ nghĩa chung của thông tin định tuyến được trao đổi giữa các giao diện RC phân phối trong khi cho phép các thể hiện khác nhau bên trong mỗi cụm Mối quan hệ giữa RA, RP, RC và RCD được minh họa trong hình 2-10

Hình 2-10: Mối quan hệ giữa RA, RP, RC và RCD.

Như được minh họa ở trên, các vùng định tuyến bao gồm các vùng định tuyến định nghĩa một cách đệ quy các mức định tuyến phân cấp thành công Một RP riêng biệt có liên quan tới mỗi vùng định tuyến Theo đó, RPRA liên quan tới vùng định tuyến RA, và các hệ thực hiện định tuyến RPRA.1 và RPRA.2 lần lượt liên quan tới vùng định tuyến RA.1 và RA.2 Lần lượt, bản thân các

RP được thực hiện qua các ví dụ cụ thể của các RC phân tán là RC1 và RC2, với các RC1 được bắt nguồn từ RPRA và các RC2 bắt nguồn từ các hệ thực hiện định tuyến RPRA.1 và RPRA.2 Có thể xem như các đặc tính của các giao diện phân bổ RCD và các giao diện phân bổ RC là đồng nhất

2.2.1.2 Kiến trúc định tuyến và các thành phần chức năng.

Kiến trúc định tuyến có các thành phần độc lập giao thức (LRM, RC), và các thành phần đặc trưng giao thức (Bộ điều khiển giao thức) Bộ điều khiển giao thức điều khiển thông tin trừu tượng cần thiết cho định tuyến Bộ điều khiển giao thức điều khiển các bản tin đặc trưng giao thức theo điểm tham chiếu trên thông tin được trao đổi (ví dụ E-NNI, INNI), và thông qua ban đầu

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

tới Bộ điều khiển định tuyến Một ví dụ của các thành phần chức năng định tuyến được minh họa trong hình 2-11

Hình 2-11: Ví dụ các thành phần chức năng định tuyến.

• Bộ điều khiển định tuyến - Các chức năng RC bao gồm trao đổi thông tin định tuyến với RC ngang nhau và trả lời một truy vấn tuyến (lựa chọn tuyến) bởi hoạt động trên cơ sở dữ liệu thông tin định tuyến RDB RC độc lập giao thức

• Cơ sở thông tin định tuyến (RDB) - RDB là một kho cho cấu hình nội hạt, cấu hình mạng, và các thông tin định tuyến khác được cập nhật như một phần của thông tin định tuyến trao đổi và có thể thêm nữa bao gồm thông tin đã được cấu hình RDB có thể bao gồm thông tin định tuyến cho nhiều hơn một vùng định tuyến Bộ điều khiển định tuyến truy nhập để xem RDB Hình 2-11 minh họa điều này bằng cách chỉ ra một đường chấm chấm xung quanh RC và RDB RDB độc lập giao thức

Do RDB có thể bao gồm thông tin định tuyến thuộc nhiều vùng định tuyến (và vì thế có thể là các mạng đa lớp), các bộ điều khiển định tuyến truy nhập RDB có thể chia sẻ thông tin định tuyến Điều này minh họa trong hình 2-12 bằng việc chỉ ra sự chồng lấn giữa các đường chấm chấm

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

Hình 2-12: Mối quan hệ giữa RDB và các RC cho nhiều vùng định

tuyến.

• Bộ quản lý tài nguyên liên kết - LRM cung cấp tất cả các thông tin liên kết liên quan SNPP tới bộ điều khiển định tuyến Nó cho RC biết về bất kỳ thay đổi trạng thái nào của các tài nguyên liên kết mà nó điều khiển

• Bộ điều khiển giao thức - PC chuyển đổi ban đầu của bộ điều khiển định tuyến thành các bản tin giao thức của một giao thức định tuyến cụ thể, và nó phụ thuộc giao thức Nó cũng điều khiển luồng đặc trưng giao thức cho mục tiêu trao đổi thông tin định tuyến

2.2.1.3 Các hệ thống phân cấp định tuyến

Một ví dụ của một vùng định tuyến được minh họa trong hình 2-13 dưới đây Vùng định tuyến mức cao hơn (chủ) RA bao gồm các vùng định tuyến mức thấp hơn (tớ) RA.1, RA.2 và RA.3 RA.1 và RA.2 lần lượt bao gồm các vùng định tuyến mức thấp hơn nữa RA.1.x và RA.2.x

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong ASON

Hình 2-13: Ví dụ các hệ thống phân cấp định tuyến.

Mỗi vùng định tuyến có một RP liên quan cung cấp dịch vụ định tuyến cho vùng định tuyến đó tại mức xác định của hệ thống phân cấp Điều này được minh họa trong hình 2-14

Hình 2-14: Cấu hình nhìn từ RP liên quan tới các vùng định tuyến