2. 4S lc v bộ giao th c trong GMPLS
5.3.1 Sự phát triển ca ASON trong ITU-T
ASON đ c phát triển b i nhóm nghiên c u 15 c a ITU-T. Dự án nƠy đ c thực hi n nhằm đáp ng yêu cầu c a các thƠnh viên ITU-T t o ra một đ nh nghĩa đầy đ v ho t động c a các m ng truy n d n chuyển m ch tự động bao g m mặt phẳng số li u, đi u khiển, qu n lý. ASON không ph i lƠ một giao th c hay một t p các giao th c. Đó lƠ một cấu trúc trong đó đ nh nghĩa các thƠnh phần trong một mặt phẳng đi u khiển quang vƠ t ng tác giữa chúng. ASON còn ch ra các t ng tác nƠy t i vùng giáp danh giữa các nhƠ cung cấp khác nhau vƠ vì th các giao th c yêu cầu ph i đ c chuẩn hóa. Các vùng khác không đ c tiêu chuẩn hóa để các nhƠ cung cấp hay các nhƠ khai thác m ng tự đ a ra. Nh phần lớn các dự án ITU-T, ASON đ c phát triển theo kiểu t trên xuống, bắt đầu với một danh sách yêu cầu đầy đ vƠ rõ rƠng t cấu trúc m c cao đ n cấu trúc thƠnh phần riêng. Ch khi ki n trúc các thƠnh phần đ c đ nh nghĩa một cách chi ti t mới có thể đánh giá xem các giao th c có thích h p với cấu trúc nƠy hay không. Bất kỳ giao th c nƠo phù h p với các yêu cầu c a các cấu trúc thƠnh phần đ u có kh năng đ c xem lƠ h p chuẩn ASON.
Các tiêu chuẩn căn b n liên quan đ n ASON bao g m:
- Cấu trúc c a các m ng quang chuyển m ch tự động (Architecture for Automatically Switched Optical Networks) G.8080, tr ớc đơy lƠ G.ason.
- Đi u khiển k t nối vƠ cuộc g i phơn bố (Distributed Call and Connection Control) G.7713, tr ớc đơy lƠ G.dccm, bao g m c phần báo hi u
- Cấu trúc vƠ yêu cầu đối với đ nh tuy n trong các m ng quang chuyển m ch tự động (Architecture and Requirements for Routing in the Automatic Switched Optical Networks) G.7715, tr ớc đơy lƠ G.rtg.
- Các kỹ thu t nh n bi t tự động t ng quát (Generalized Automated Discovery Techniques) G.7714, tr ớc đơy lƠ G.disc.
Các giao th c khác nhau cũng đ c đối chi u với ki n trúc ASON để xem xét sự phù h p vƠ bên c nh vi c tiêu chuẩn hóa ASON, ITU cũng đ nh nghĩa s l c các giao th c phù h p với ASON.
- Báo hi u trên c s PNNI (G.7713.1) - Báo hi u trên c s RSVP-TE (G.7713.2) - Báo hi u trên c s CR-LDP (G.7713.3)
- Tính năng tự phát hi n trong m ng SONET/SDH, liên quan với một số khía c nh trong giao th c LMP (G.7714.1).
5.3.2 Sự k t h p cấu trúc ASON c a ITU-T vƠ b giao th c GMPLS c a IETF
ASON ra đ i dựa trên vi c xơy dựng vƠ áp d ng bộ giao th c GMPLS cho mặt phẳng đi u khiển c a m ng quang.
Vi c phát triển ki n trúc m ng quang chuyển m ch tự động - ASON do Hi p hội vi n thông quốc t ITU-T. ITU-T đƣ đ nh nghĩa ASON bằng một t p các khuy n ngh trong đó t p trung vào các yêu cầuđối với mặt phẳng đi u khiển, xây dựng ki n trúc m ng và cách th c qu n lý m ng. ITU-T lƠ một t ch c đặc bi t chuyên trách trong vi c xơy dựng vƠ phát triển các ki n trúc m ng truy n t i đa vùng, đa lớp, thi t b m ng vƠ xơy dựng các thông số kỹ thu t đối với mặt phẳng v n hƠnh vƠ chuyển ti p dựa trên yêu cầu c a các thƠnh viên trong t ch c.
Công vi c phát triển bộ giao th c chuyển m ch nhƣn đa giao th c t ng quát GMPLS do nhóm đặc trách kỹ thu t Internet IETF ph c trách. IETF đ a ra các giao th c đáp ng các yêu cầu chuẩn vi n thông. IETF đặc bi t chuyên trách trong các m ng gói, phát triển giao th c Internet. IETF cộng tác với ITU-T để đ a ra mặt phẳng đi u khiển ASON/GMPLS, công vi c chính đó lƠ xác đ nh các giao th c báo hi u vƠ đ nh tuy n vƠ qu n lý liên k t cho m ng đi u khiển ASON. Vì th , ASON/GMPLS lƠ hai phần b sung nhau trong một h thống.
5.3.3 Cấu trúc v t lý h thống ASON.
M ng ASON đ c đ nh nghĩa lƠ một t p tuỳ ý các node m ng vƠ/hoặc các m ng con (subnetwork). Nh v y, có 3 đ n v thƠnh phần c b n trong m ng ASON đó lƠ Nút m ng (node), Liên k t (link), M ng con (subnetwork). Hình 5.4 [7, tr333] ch ra cách th c m ng ASON đ c xơy dựng t các Node, Link và Subnetwork.
Một subnetwork lớn có thể xem các subnetwork con trong nó nh một nút o. Do đ c xơy dựng t các tôpô truy n d n truy n thống (nh các vòng ring SDH) nên khái ni m subnetwork trong ki n trúc ASON rất hữu ích. Trong hình d ới, bằng vi c thay th một subnetwork bằng một nút tr u t ng, thì mặt phẳng đi u khiển trong subnetwork B không cần lo lắng v vi c subnetwork A s lƠm nh th nƠo để truy n t i dữ li u d ch v mƠ subnetwork B muốn truy n t ngu n 1 đ n đích 1. Đi u nƠy thuộc v trách nhi m c a nút đầu vƠo subnetwork A ( đơy lƠ nút U).
Hình 5.4: Subnetwork đ c xem nh một nút o với các liên k t ngoƠi
5.3.4 Các điểm tham chi u giao di n m ng ASON.
Khái ni m n n t ng trong ki n trúc ASON lƠ các điểm tham chi u (reference point). Một điểm tham chi u lƠ một giao di n ch c năng tr u t ng, rất hữu ích khi phơn chia các thƠnh phần m ng vƠ xác đ nh thông tin trao đ i giữa các thƠnh phần m ng nƠy.
Hình 5.5: Các điểm tham chi u ASON
Giao di n ng i dùng ậđ n ậ m ng UNI (User-to-Network Interface) t n t i t i biên m ng vƠ đ c dùng để yêu cầu d ch v end-to-end do m ng cung cấp. Giao di n M ng-đ n-M ng bên ngoƠi E-NNI (External Network-to-Network Interface) đặt giữa các subnetwork hoặc các vùng m ng (network domain) vƠ dùng để mang các yêu cầu d ch v giữa các vùng m ng khác nhau v kỹ thu t hoặc quy n qu n tr . Giao di n M ng-đ n-M ng nội bộ I-NNI (Internal Network-to-Network Interface) t n t i giữa các thƠnh phần m ng bên trong một subnetwork vƠ ph trách vi c triển khai d ch v ngang qua subnetwork. Cơu h i lƠ li u GMPLS có đáp ng đ c các yêu cầu c a ASON UNI và E-NNI mƠ không cần thay đ i gì hoặc ch thay đ i chút ít hay không. I-NNI có điểm rất gần giống với các giao th c GMPLS đó lƠ: Ch quan tơm đ n thông tin đ nh tuy n vƠ báo hi u t i I-NNI khi d ch v đ c cung cấp bên trong subnetwork. Hình 5.5 [7, tr 335] mô t v trí c a các điểm tham chi u ASON. K t nối end-to-end c a m ng khách hƠng (client network) đ c cung cấp b i m ng ch (server network) g m 2 domain. Client node trực ti p k t nối với server network đ c g i lƠ UNI-C (UNI Client) vƠ đóng vai trò ng i dùng d ch v . UNI-C yêu cầu d ch v k t nối đ n UNI-C đầu xa ngang qua m ng server network bằng cách báo hi u cho UNI-N (UNI Network Node) qua giao di n UNI.
Vi c báo hi u ngang qua một domain hay subnetwork s d ng I-NNI cũng giống nh trong GMPLS. Tuy nhiên t i biên domain thì yêu cầu d ch v s ph i đi qua giao di n E-NNI để vƠo domain k ti p. Cần có sự phơn chia giữa các điểm
tham chi u nƠy lƠ b i vì nó s giúp các subnetwork/domain ch cần s d ng các giao th c báo hi u chuẩn t i E-NNI để yêu cầu subnetwork/domain k ti p thi t l p d ch v mƠ không cần bi t v cách th c các subnetwork/domain nƠy s thực hi n để ph c v d ch v .
5.3.5 Phơn l p h thống m ng ASON.
ASON lƠ một m ng quang bao g m các thi t b ASON thực hi n truy n báo hi u vƠ chuyển m ch. Các node ASON l u thông tin v đ hình vƠ tuy n c a toƠn m ng, tự động t o vƠ xóa b d ch v thông qua báo hi u. Phơn lớp h thống ASON g m có ba lớp lƠ: mặt phẳng đi u khiển, mặt phẳng qu n lý vƠ mặt phẳng truy n d n. Hình 5.6 minh h a cấu trúc h thống ASON nƠy.
Mặt phẳng Quản lý Mặt phẳng điều khiển OSPF Mặt phẳng truyền dẫn CFPS NMI-A NMI-T Hình 5.6:Cấu trúc h thống ASON
M ng đi u khiển ASON có một số thƠnh phần chung nh khám phá tƠi nguyên, tách thông tin tr ng thái, thƠnh phần qu n lý lu ng vƠ lựa ch n lu ng. Các modul ch c năng baog m:
- Khám phá tài nguyên. - K t nối thông tin tr ng thái. - Lựa ch n lu ng.
- Qu n lý lu ng.
Mặt phẳng đi u khiển ASON g m một nhóm các thực thể thông tin, nó thực hi n đi u khiển thi t l p, gi i phóng, theo dõi vƠ duy trì các k t nối. Mặt phẳng đi u khiển lƠ sự khác bi t giữa SDH, OTN vƠ ASON. ASON lƠ một sự nơng cấp c a m ng truy n d n quang với vi c đ a thêm vƠo cấu trúc m ng truy n d n một mặt phẳng đi u khiển. Do đó, giúp c i thi n hi u qu vƠ năng lực truy n d n.
Mặt phẳng truy n d n trong ASON thực hi n vi c ghép, truy n các tín hi u quang, đấu chéo, chuyển m ch b ov vƠ đ m b o độ tin c y c a các lu ng tín hi u quang.
Mặt phẳng qu n lý trong ASON lƠm hoƠn thi n mặt phẳng đi u khiển, nó duy trì mặt phẳng truy n t i, mặt phẳng đi u khiển vƠ toƠn bộ h thống. Ch c năng c a mặt phẳng qu n lý bao g m qu n lý tính năng, qu n lý lỗi, cấu hình vƠ b o m t c a h thống.
Công ngh ASON đ c ng d ng theo hai mô hình, mô hình t p trung và mô hình phơn tán. Trong mô hình t p trung, phần m m ASON đ c khai báo t i h thống qu n lý m ng NMS (Network Management System), các node trên m ng không cần tích h p phần m m ASON. Mô hình nƠy có u điểm lƠ h thống d nơng cấp h n do ch cần nơng cấp t i NMS. Tuy nhiên nó có nh c điểm lƠ n u NMS lỗi thì toƠn bộ h thống ASON s ng ng ho t động.
Trong mô hình phơn tán phần m m ASON đ c tích h p mỗi thi t b trong m ng, mô hình nƠy có u điểm h n so với mô hình t p trung, th nhất, nguy c x y ra lỗi h thống ASON khi NMS lỗi s thấp h n, th hai, khi một trong các node trong m ng lỗi thì các node khác v n ho t động bình th ng.
5.3.6 Cấu trúc node ASON.
Các node ASON cũng có các ch c năng c b n nh một node m ng truy n thống. Cấu trúc node ASON nh minh h a trong Hình 5.7 g m hai phần, phần th nhất thực hi n các ch c năng chuyển m ch đơy lƠ các ch c năng c b n c a một node truy n d n quang, phần th hai m rộng để hỗ tr các giao th c GMPLS thực hi n các ch c năng đ nh tuy n, báo hi u vƠ qu n lý k t nối trong m ng. Các ch c năng nƠy do phần m m ASON đi u khiển.
Wavelength grooming WDM-side/ Client-side Interface WDM-side/ Client-side
Interface
Communication and Control
Signaling (RSVP-TE) Routing (OSPF-TE)
Link Managerment Protocol (LMP)
Tranditional NE ASON NE
Hình 5.7:Cấu trúc node ASON
Hình 5.8 minh h a cấu trúc d ng module c a phần m m đi u khiển ASON, mỗi module thực hi n một ch c năng khác nhau. Theo qui đ nh c a ITU-T, ASON có cấu t o g m ba mặt phẳng, mặt phẳng đi u khiển, mặt phẳng qu n lý vƠ mặt phẳng truy n t i. Mặt phẳng đi u khiển liên quan đ n lớp qu n lý m ng (NM), mặt phẳng truy n t i liên quan đ n các công ngh truy n d n nh SDH, hay WDM. ASON s d ng mặt phẳng đi u khiển với các giao th c LMP, OSPE-TE, RSVP-TE m rộng.
Ch c năng c a các khối:
Hình 5.8:Cấu trúc c a phần m m ASON
- Khối báo hi u dùng để t o hoặc xóa các d ch v theo yêu cầu c a ng i dùng, đ ng bộ vƠ khôi ph c các d ch v khi cần.
- Khối đ nh tuy n thực hi n các ch c năng thu th p vƠ chuyển thông tin trung k TE; thu th p vƠ chuyển thông tin trung k báo hi u; tính toán tuy n cho các d ch v .
- Khối đi u khiển chuyển m ch thực hi n các ch c năng t o hoặc xóa các k t nối chéo; thông báo tr ng thái liên k t vƠ c nh báo.
5.3.7 Các lo i k t nối vƠ liên k t trong ASON.
Trong ASON s d ng các lo i k t nối sau [3]:
- SC (Switched connection) lƠ kiểu k t nối đ c yêu cầu b i ng i s d ng đầu cuối vƠ đ c t o ra trong mặt phẳng đi u khiển c a ASON thông qua các báo hi u.
- PC (permanent connection) lƠ k t nối đ c tính toán t tr ớc vƠ đ c t o ra thông qua phần m m qu n lý m ngbằng cách s d ng các l nh đối với thi t b .
- SPC (Soft permanent connection) lƠ k t nối giữa ng i s d ng vƠ m ng truy n d n đ c cấu hình trực ti p b i phần m m qu n lý m ng. K t nối trong m ng truy n d n đ c yêu cầu b i phần m m qu n lý m ngvƠ đ c t o ra b i mặt phẳng đi u khiển thông qua báo hi u.
5.3.8 Ho t đ ng c a m ng quang v i nền điều khiển GMPLS.
Trong ASON/GMPLS, các giao th c c a GMPLS đ c s d ng trong vi c thi t l p cũng nh gi i phóng vƠ duy trì các k t nối. Khi các node đ c nối với nhau, giao th c LMP đ c s d ng để xác đ nh các node cũng nh các k t nối lơn c n. Giao th c đ nh tuy n OSPF-TE đ c s d ng để tìm đ ng đi tối u trong m ng. Cuối cùng, giao th c báo hi u RSVP-TE đ c s d ng để thi t l p vƠ duy trì các k t nối d ch v . Khi mất k t nối, giao th c LMP c a GMPLS s phát hi n c nh báo. Giao th c đ nh tuy n c a GMPLS s thực hi n đ nh tuy n l i đ ng đi. Giao th c báo hi u c a GMPLS s thực hi n t o các k t nối OXC để thi t l p LSP trong m ng. Cách th c ho t động các giao th c nƠy đ c mô t nh sau.
5.3.9 Ho t đ ng c a giao th c LMP trong ASON/GMPLS.
Giao th c LMP thực hi n hai ch c năng chính. Một lƠ, nó thực hi n vi c t o vƠ duy trì kênh qu n lý giữa các thi t b ASON lơn c n. Khi hai thi t b ASON lân
c n đ c t o ra, LMP s d ng mƠo đầu OTN hay kênh DCC để trao đ i thông tin. Thi t b th nhất s g i b n tin đ n thi t b th hai, thi t b th hai s thực hi n kiểm tra, n u kiểm tra nh n đ c b n tin s thông báo l i cho thi t b th nhất, n u kiểm tra không nh n đ c b n tin, thi t b th hai s g i thông tin l i cho thi t b th nhất rằng vi c kiểm tra không thực hi n đ c vƠ s ch kiểm tra l i. Sau khi thực hi n kiểm tra xong, kênh đi u khiển giữa hai thi t b s đ c t o ra. Sau khi kênh đi u khiển đ c t o ra, hai node s l u thông tin c a kênh nƠy vƠ xác đ nh thông qua ID. Hai là, LMP s thực hi n xác đ nh các k t nối vƠ kênh l u l ng giữa hai thi t b . Sau khi kênh đi u khiển đ c t o ra, một thuộc tính đ c thực hi n đối với các kênh l u l ng để xác đ nh có thông tin v kênh l u l ng hay không để xác đ nh