Như đã trình bày ở trên, mô hình lai là mô hình có ưu điểm hơn nhất. Song để đánh giá khác quan cho 3 mô hình trên, cần phải căn cứ vào một số chức năng định tuyến, báo hiệu, chuyển mạch, cung cấp chất lượng dịch vụ, độ rộng băng tần linh hoạt theo yêu cầu, bảo vệ mạng và khả năng tái phục hồi. Sau đây sẽ trình bày việc so sánh này : Stt Chỉ tiêu so sánh Mạng ngang hàng Mạng chồng lấn Mạng lai 1 Độ phức tạp Thấp Cao Trung bình 2 Thay đổi cấu hình nhanh Không Có Có
3 Hỗ trợ định tuyến Có Có Có
4 Hỗ trợ báo hiệu Có Có Có
5 Hỗ trợ chuyển mạch Có Có Có
6 Hỗ trợ bảo vệ - tái phục hồi Có Có Có 7 Khả năng thay đổi băng thông Có Có Có 8 Điều khiển và quản lý mào đầu Thấp Cao Trung bình
2.4.3 Các phƣơng pháp định tuyến trong mạng IP/WDM
Định tuyến là một kỹ thuật thuộc về lĩnh vực lưu lượng, kết đấu trong mạng, để có thể đưa thông tin từ nguồn tới đích nhận được nhanh nhất. Chức năng định tuyến đã đề cập ở trên, nếu IP là giao thức được sử dụng để hợp nhất mặt điều khiểm và mặt dữ liệu. Trong phần này sẽ đưa ra một số phương thức kết hợp giữa mô hình và các giao thức định tuyến, cũng như cách thức hoạt động. Hiện có 2 phương pháp định tuyến :
- Phương pháp định tuyến tích hợp. - Phương pháp định tuyến chồng lấn. - Phương pháp định tuyến địa chỉ vùng.
2.4.3.1 Phƣơng pháp định tuyến tích hợp
Phương pháp định tuyến tích sử dụng cho mô hình ngang cấp. Giả sử IP và mạng WDM sử dụng các giao thức định tuyến tìm đường quang ngắn nhất (OSPF) hay giao thức hệ thống trung gian - hệ thống trung gian (IS-IS) phù hợp với việc mở rộng mạng quang. Việc mở rộng mạng quang này đòi hỏi những tham số liên kết quang và những điều kiện ràng buộc đặc biệt đối với mạng quang. Các bộ định tuyến được lập trình để đáp ứng truyền thông tin xuyên qua mạng quang.
R2 O2 O1 WDM R5 Router IP Sợi quang đa bước sóng R3 OXC OXC OXC R4 R1 O3
Hình 2.18 : Sơ đồ định tuyến tích hợp trong mạng IP/WDM.
Trong hình trên, bộ định tuyến R1 có thể tính toán ra một đường chuyển gói qua mạng R1-R2-R3-O2-O1-R4-R5. Trong đó R5 là bộ định tuyến nhận, O2 và O1 là
các kết nối chéo trong mạng truyền tải WDM. Đường truyền có thể được thiết kết đoạn bởi đoạn (hop by hop) từ định tuyến nguồn tới định tuyến đích sử dụng giao thức báo hiệu MPLS phù hợp ngang qua hai giao diện UNI và NNI bên trong bộ định tuyến và các mạng con. Trong đó đoạn R3-O2-O1-R4 phải được xử lý thông qua một kênh liên kết ảo.
2.4.3.2 Phƣơng pháp định tuyến địa chỉ vùng.
Phương pháp định tuyến này sử dụng chính cho mô hình lai. Bởi phương pháp này, định tuyến tách biệt trong phạm vi miền quang và vùng IP, có một giao thức định tuyến được chuẩn hoá giữa các vùng. Giao thức định tuyến liên vùng IP chính là giao thức công biên BGP, có thể thích nghi thông qua trao đổi thông tin định tuyến giữa miền quang và miền IP. Điều này cho phép các bộ định tuyến truyền phần địa chỉ IP trong phạm vi từ mạng này tới mạng quang và nhận lại phần đầu địa chỉ IP mở rộng từ mạng quang.
R2 O2 O1 WDM R5 Router IP Sợi quang đa bước sóng R3 OXC OXC OXC R4 R1 O3 x.y.c* a.b.c* x.y.a* x.y.b*
Hình 2.19 : Sơ đồ định tuyến địa chỉ vùng trong mạng IP/WDM.
Theo hình vẽ, các mạng được phân bố theo không gian địa chỉ IP theo cách đánh tiếp đầu mạng qua các kỹ tự x,y, a*, b* và c*. Việc cấp phát của phần đầu địa chỉ từ R4 đến R3 thông quang mạng như trên hình. Giao thức cổng biên mở rộng EBGP giả thiết được sử dụng giữa các bộ Router và OXC quang giao diện UNI và các OXC cạnh nhau thông qua NNI.Trong phạm vi mạng WDM, giả thiết rằng giao
thức nội cổng biên IBGP được sử dụng giữa các bộ OXC được hoạt động như các mạng con. Phần đầu địa chỉ IP trong phạm vi mạng con không được quảng bá đến bộ định tuyến sử dụng BGP. OXC biên nhận phần đầu IP mở rộng từ bộ định tuyến bao gồm địa chỉ IP và cổng đặt chỗ trước khi truyền các tiêu đề này đến các OXC biên khác hay các Router biên. Router biên nhận các thông tin mà không cần quảng bá đặc trưng địa chỉ lối ra. Khi địa chỉ IP mở rộng chỉ định được tìm thấy, thì Router biên lối ra có thể quyết định kênh quang sẵn sàng được thiết lập với OXC lỗi ra hoặc thiết lập một đường liên kết mới.
2.4.3.3 Phƣơng pháp định tuyến chồng lấn
Phương pháp định tuyến này sử dụng cho mô hình giải pháp mạng IP/WDM chồng lấn. Theo phương thức định tuyến chồng lấn, cơ chế chồng lấn cho phép bộ định tuyến biên đăng ký và thực hiện truy vấn phần địa chỉ mở rộng. Việc này tương tự cơ chế giải quyết địa chỉ OP qua lớp ATM. Như vậy, mạng quang có thể thực hiện việc đăng ký hoặc cho phép bộ định tuyến biên đăng ký địa chỉ IP và gắn với một mạng riêng ảo VPN. Bộ định tuyến biên có thể cho phép truy vấn địa chỉ mở rộng thuộc về VPN. Một truy vấn thành công sẽ trả về một địa chỉ của cổng của cổng quang ra. Do khả năng giao tiếp kết nối IP là có giới hạn, nên việc tính toán bao nhiêu kênh quang có thể thiết lập tuỳ thuộc vào kỹ thuật lưu lượng cho phép. Với phương thức này, bộ định tuyến biên trước tiên quyết định bộ định tuyến biên biên nào là thích hợp thông qua truy vấn đăng ký. Sau khi nhận được địa chỉ phù hợp, cấu hình kênh quang chồng lấn có thể đựơc định dạng. Các tuyến liền kề có thể được thiết lập sau khi các kênh quang đi qua và thông tin định tuyến trong thời gian kế tiếp có thể được thay đổi để thiết lập định tuyến diện rộng của VPN
2.4.4 Các mô hình dịch vụ trong mạng IP/WDM
Trong mạng IP/WDM có thể hỗ trợ hai mô hình dịch vụ : dịch vụ miền và dịch vụ hợp nhất. Sau đây sẽ lần lượt trình bày hai mô hình này.
2.4.4.1 Mô hình dịch vụ miền
Trong mô hình dịch vụ miền, mạng WDM có dạng một miền quang, mà hình dạng theo kiểu tôpô và thông tin trạng thái là trong suốt từ các mạng IP bên ngoài.
Miền quang có mối quan hệ giữa client – server với mạng truy nhập IP, trong đó mạng quang cung cấp các dịch vụ truyền tải cho các mạng khách IP. Do đó, các mạng IP và miền quang là hoạt động độc lập với nhau và chúng không cần bất kỳ thông tin định tuyến nào. Từ mạng IP, các đường quang có thể chuyển mạch quang đa đường như thường thấy trong cấu trúc tuyến điểm - điểm. Với các client TDM, tuyến quang này có giải pháp lớn, luồn có dải thông cố định. Đồng thời, trong mô hình dịch vụ này các miền quang được thiết lập động băng thông, theo yêu cầu của miền.
Hình 2.20 : Mô hình dịch vụ miền của IP/WDM
2.4.4.2 Mô hình dịch vụ hợp nhất
Mô hình dịch vụ hợp nhất có một mặt phẳng điều khiển đơn thông qua mạng khách và mạng quang. Từ bộ định tuyến và các điểm báo hiệu, không có sự phân biệt giữa các giao diện UNI, NNI và bất cứ giao diện giữa các bộ định tuyến với nhau. Trong mô hình này, các dịch vụ không được xác định rõ ràng tại giao diện IP – quang, nhưng được xếp vào các dịch vụ MPLS đầu cuối - đầu cuối. Ví dụ tại mức chuyển mạch biên có thể tạo, xoá hay sửa đổi thông số của các tuyến quang.
2.4.5 Kỹ thuật lƣu lƣợng trong mạng IP/WDM (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kỹ thuật điều khiển lưu lượng trong mạng IP/WDM nhằm mục đích hữu hiệu nguồn tài nguyên mạng IP/WDM (bộ định tuyến IP, bộ đệm, bộ chuyển mạch WDM, sợi quang va bước sóng quang). Kỹ thuật lưu lượng khảo sát trong mạng này bao gồm kỹ thuật lưu lượng IP/MPLS và kỹ thuật lưu lượng WDM, như được chỉ ra trong hình sau :
Hình 2.22 : Kỹ thuật lưu lượng trong mạng IP/WDM
Trên cơ sở hai giải pháp mạng IP/WDM : theo cơ chế xếp chồng và cơ chế ngang hàng, tương ứng sẽ xây dựng hai mô hình kỹ thuật lưu lượng, đó là mô hình lưu lượng xếp chồng và mô hình lưu lượng tích hợp.
2.4.5.1 Mô hình kỹ thuật lƣu lƣợng xếp chồng.
Nguyên tắc của kỹ thuật lưu lượng xếp chồng là việc tối ưu hoá mạng vẫn được duy trì cho từng lớp tại cùng một thời điểm. Điều này có nghĩa rằng một giải pháp tối ưu trong không đa chiều đã được tìm kiếm lần lượt từng chiều khác nhau. Hầu hết, các giải pháp tối ưu được nghiên cứu độc lập và không mang tính tối ưu toàn bộ. Một cải tiến trong kỹ thuật lưu lượng xếp chồng là cơ chế có thể được gắn đuôi để đáp ứng tốt nhất các điều cần thiết của một lớp cụ thể (lớp IP hay lớp WDM) cho việc chọn các đối tượng.
Kỹ thuật lưu lượng xếp chồng được xây dựng bởi các bộ định tuyến IP xếp chồng trên các bộ OXC của mạng WDM thông qua bộ OADM. Mạng IP/WDM
được cấu trúc theo cách này là nhiều lớp nên rất thuận tiện cho lớp mạng vật lý bao gồm các thiết bị mạng và sợi quang. Mỗi sợi quang truyền tải nhiều bước sóng, mà các bước sóng này được định tuyến rất linh hoạt khi cấu hình lại mạng.
Hình 2.23 : Kỹ thuật lưu lượng xếp chồng trong IP/WDM
Trong đó, các giao diện của các bộ định tuyến IP kết nối tới bộ OADM là các giao diện có thể tái cấu hình lại được. Trong mạng IP/WDM, công việc điều khiển chống lại sự nghẽn có thể được nhận thấy không chỉ tại các mức luồng sử dụng cùng một dạng kết nối mà còn có thể thấy tại mức dạng kết nối sử dụng khả năng tái cấu hình các đường tia sáng. Chính vì thế, việc điều chỉnh lưu lượng của dòng không chỉ của các gói tin trước khi gửi chúng tới mạng, mà mạng có thể còn thích ứng với chính lưu lượng trong thời gian hoạt động của mạng.
2.4.5.2 Mô hình kỹ thuật lƣu lƣợng tích hợp.
Nguyên tắc của kỹ thuật lưu lượng tích hợp cũng vẫn duy trì tính tối ưu đồng thời tại cả hai mạng IP và WDM. Điều này có nghĩa là giải pháp tối ưu hoá toàn cục được nghiên cứu trong một không gian đa chiều. Kỹ thuật lưu lượng tích hợp có thể được ứng dụng cho các mạng mà trong đó chức năng của cả hai IP và WDM đều được tích hợp trong từng thiết bị mạng. Khi hai chức năng này được tích hợp vào nhau, một mặt phẳng điều khiển tích hợp cho cả hai mạng sẽ khả thi. Việc quản lý lưu lượng IP và quản lý - điều khiển nguồn WDM sẽ được đề cập cùng nhau.
Tóm lại, để truyền tải IP trên mạng quang cần phải thực hiện các chức năng mỗi lớp ứng theo mô hình OSI 7 lớp. Các gói IP (Lớp 3) sẽ được bao trong các khung Lớp 2, các khung Lớp 2 sau đó sẽ được truyền dẫn không lỗi qua các tuyến truyền dẫn quang Lớp 1. Mặc dù có rất nhiều giải pháp để thực hiện việc truyền gói IP trên mạng quang nhưng hầu như đều xoay quanh việc thích ứng những công nghệ đã được làm chủ như ATM, SDH, MPLS và Ethernet đảm nhiệm chức năng Lớp 2 và 1.
MPLS là một trong những công nghệ được chú ý nhiều nhất hiện nay. Bản thân MPLS không phải là giao thức tạo khung Lớp 2, nó hỗ trợ năng lực định tuyến cho các bộ định tuyến IP thông qua việc gán nhãn. Nhờ đó công nghệ này đem lại khả năng thiết kế lưu lượng mềm dẻo và hỗ trợ QoS/CoS cho lưu lượng IP. Hỗ trợ MPLS được xem như một trong những tiêu chí để đánh giá giải pháp mạng truyền tải IP hiện nay.
Việc loại bỏ các lớp mạng trung gian trong giải pháp mạng truyền tải IP gắn liền với sự phát triển của công nghệ chuyển mạch quang. Sự mở rộng chức năng của chuyển mạch quang tới lớp cao hơn sẽ tạo ra một giải pháp mạng vô cùng đơn giản, và đó cũng là mục tiêu hướng đến trong tương lai; giải pháp mạng chỉ gồm hai lớp : IP/quang. Hiện nay các sản phẩm chuyển mạch bước sóng quang đã được thương mại hoá (OXC). Chuyển mạch chùm quang (OBS), chuyển mạch gói quang (OPS) và chuyển mạch nhãn quang (OLS) đang trong giai đoạn nghiên cứu phát triển. Vấn đề về công nghệ đang là rào cản chính trong lĩnh vực này.
CHƢƠNG 3
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IP TRÊN QUANG
VÀO MẠNG VIỄN THÔNG ĐƢỜNG TRỤC VIỆT NAM
Chương này trên cơ sở phân tích đánh giá các giải pháp ứng dụng công nghệ tích hợp IP trên quang ở chương 2, kết hợp với các số liệu thực tế về mạng đường trục, mạng Internet và nhu cầu sử dụng lưu lượng của khách hàng tại Việt Nam. Bởi vì, chính lưu lượng mạng hiện tại này và lưu lượng dự kiến cho tương lai, sẽ là một cơ sở khoa học để chọn giải pháp, định cỡ mạng phù hợp và kinh tế trong việc xây dựng mạng trục của Việt nam. Để tiến tới một xu hướng nhằm đưa ra các đề xuất lộ trình ứng dụng công nghệ hiện đại IP trên quang vào mạng viễn thông đường trục của Việt Nam. Chương 3 được coi là chương trọng tâm của luận văn.
Những nội dung được đề cập trong chương :
+ Các cơ sở cho mạng viễn thông đường trục IP/WDM của Việt Nam. - Hạ tầng mạng viễn thông đường trục hiện tại.
- Hạ tầng mạng Internet hiện tại. - Mạng cáp quang đến năm 2007.
- Các thiết bị truyền tải trong mạng IP trên quang hiện đang sử dụng. + Đề xuất triển khai công nghệ IP/WDM vào mạng viễn thông đường trục
Việt nam.
3.1 Phân tích hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam
Hiện trạng mạng viễn thông Việt Nam hiện tại sẽ là cơ sở để chọn lựa giải pháp ứng dụng công nghệ IP trên quang vào mạng đường trục đạt được mục đích, đúng theo xu thế phát triển, kết thừa được cơ sở hạ tầng mạng hiện có. Đây là bước cần thiết trước khi ứng dụng công nghệ IP trên quang vào mạng đường trục nói riêng và mạng viễn thông của VNPT nói chung.
3.1.1 Hạ tầng mạng viễn thông đƣờng trục hiện tại. [5,10,12]
Về tổng thể, mạng VTN hiện tại bao gồm 17 vòng ring OPTera Connect DX 2.5G SNCP được kết nối với nhau thông qua 5 vòng ring trục chính OPTera Long Haul 2.5G DWDM. Các điểm nút Connect DX theo kiểu dạng back-to-back giữa các vòng ring DWDM. Tại mỗi đầu cuối và mỗi nút OADM, OM4200, OM4150 và TN-4T tương ứng với một cung kết nối Connect DX. Hệ thống OPTera LH thuộc hệ nền DWDM được trang bị các bộ khuếch đại quang OPTera Long Haul 1600G. Bộ OPTera Long Haul 1600G DWDM là bộ khuếch đại hai hướng có thể khuếch đại tối đa 40 tín hiệu quang DWDM trên cùng một sợi quang. Ngoài ra trong hệ thống OPTera LH 1600G còn có rất nhiều các bộ nối ghép/tách kênh quang DWDM. Mỗi bộ OPTera Connect DX được cấu hình như là bộ đấu nối chéo (cross connect) tốc độ thấp 2.5G (LSX) và được thiết kế để truyền tải 4 tín hiệu kết nối mạng nhánh đã được bảo vệ (SNCP)tới nút lân cận (trừ vòng ring HCM - Can Tho – HCM đã có một vòng ring có SNCP). Đồng thời, còn có hai vòng ring SNCP để dự phòng cho việc mở rộng mạng trong tương lại.
Ngoài ra, còn có dự án mở rộng hệ thống mạng VTN 20G DWDM/SDH để bổ sung thêm 2 hay nhiều kênh vào trong từng vòng ring hiện có. Như vậy, cần bổ