1.1. Một số khỏi niệm cơ bản
ASON là một mạng quang bao gồm cỏc ASON NE (Network Element). ASON thực hiện truyền bỏo hiệu và chuyển mạch. Cỏc ASON NE lưu thụng tin về đồ hỡnh và tuyến của toàn mạng, tựđộng tạo và xúa bỏ dịch vụ thụng qua bỏo hiệu.
Như chỉ ra trờn hỡnh 3.1, ASON cú ba mặt phẳng: mặt phẳng điều khiển, mặt phẳng truyền dẫn và mặt phẳng quản lý.
GMPLS Generalized Multi-Protocol Label Switching
CSPF Constrained Shortest Path First
OSPF Open Shortest Path First
NMI Network Management Interface - Giao diện quản lý mạng
OCC Optical Connection Control – Điều khiển kết nối quang
CCI: Connection Control Interface - Giao diện điều khiển kết nối Hỡnh 3.1: Ba mặt phẳng điều khiển của ASON
1. Mặt phẳng điều khiển
Mặt phẳng điều khiển bao gồm một nhúm cỏc thành phần truyền thụng. Mặt phẳng này đảm nhận điều khiển phiờn làm việc và điều khiển kết nối, bao gồm thiết lập, giải phúng, giỏm sỏt và duy trỡ cỏc kết nối. Mặt phẳng điều khiển tựđộng khụi phục cỏc kết nối bị lỗi qua trao đổi bỏo hiệu.
Mạng SDH nằm trờn mặt phẳng truyền dẫn. Mặt phẳng này phỏt và ghộp kờnh tớn hiệu quang, thiết lập cấu hỡnh kết nối chộo và chuyển mạch bảo vệ cho tớn hiệu, đảm bảo độ tin cậy cho tất cả cỏc tớn hiệu quang.
3. Mặt phẳng quản lý
Mặt phẳng quản lý là một phần bổ sung cho mặt phẳng điều khiển. Mặt phẳng này duy trỡ mặt phẳng truyền dẫn, mặt phẳng điều khiển và toàn bộ hệ thống. Cỏc chức năng bao gồm quản lý khai thỏc, quản lý lỗi, quản lý cấu hỡnh và quản lý bảo mật.
4. ASON NE
Card SCC của một ASON NE được nạp phần mềm NE bao gồm cả phần mềm ASON và phần mềm ASON được khởi động. Nếu phần mềm ASON khụng được khởi động NE khụng phải là một ASON NE.
5. PC
Kết nối cố định - Permanent connection (PC) là một kết nối dịch vụ được tớnh trước và được tạo ra qua hệ thống quản lý mạng (NM) bằng việc phỏt cỏc lệnh đến NE. Dịch vụ tĩnh SDH truyền thống là một PC.
5. SC
Kết nối chuyển mạch - Switched connection (SC) là một kết nối dịch vụđược yờu cầu bởi người dựng đầu cuối (vớ dụ như router) và được tạo ra trờn mặt phẳng điều khiển ASON qua bỏo hiệu.
5. SPC
Với với kết nối cố định mềm - Soft permanent connection (SPC), kết nối giữa người dựng và mạng truyền dẫn được cấu hỡnh trực tiếp bằng NM. Tuy nhiờn, kết nối bờn trong mạng truyền dẫn được yờu cầu bởi NM và được tạo ra bằng mặt phẳng điều khiển của NE thống qua bỏo hiệu. Dịch vụ ASON được đề cập thường được coi là SPC. Nếu một ASON NE được cấu hỡnh với một dịch vụ tĩnh, hệ thống sẽđỏnh nhón lờn khe thời gian tương ứng. Trước khi dịch vụ tĩnh này được xúa, khe thời gian này sẽ khụng được sử dụng để tạo một dịch vụ ASON.
8. Dành trước khe thời gian – Time slot reservation
Phần mềm NE và phần mềm ASON của ASON NE quản lý cỏc khe thời gian thuộc về từng thành phần này. Cỏc khe thời gian được tạo với dịch vụ ASON được quản lý bởi phần mềm ASON và khụng thểđược sử dụng bởi phần mềm NE để tạo ra dịch vụ tĩnh. Việc dành trước khe thời gian tức là dành một phần hay tất cả khe thời gian của một giao diện quang xỏc định để phần mềm NE tạo ra dịch vụ tĩnh. Trước
khi xúa bỏ, chỳng khụng thể được sử dụng bởi phần mềm ASON. Cỏc khe thời gian dành trước được dựng để cấu hỡnh cỏc dịch vụ tĩnh.
9. LSP
Đường dẫn chuyển mạch nhón – Label switching path (LSP) là đường mà dịch vụ ASON đi xuyờn qua. Trong một ASON, việc tạo ra cỏc dịch vụ ASON là tạo ra cỏc LSP.
10. Liờn kết điều khiển
Liờn kết điều khiển được tạo ra và duy trỡ giữa cỏc node lõn cận bởi giao thức quản lý liờn kết – Link Management Protocol (LMP). Nếu khụng cú sẵn cỏc liờn kết điều khiển, khụng thể tạo được cỏc liờn kết thành phần và cỏc liờn kết TE giữa cỏc node lõn cận. Thụng tin liờn kết điều khiển cú thể truyền trong băng (vớ dụ như qua D4-D12) hay ngoài băng (vớ dụ qua Ethernet).
Ở chế độ trong băng, cỏc liờn kết điều khiển cú thể được nhận ra một cỏch tự động. Ở chếđộ ngoài băng, cần phải thiết lập cấu hỡnh địa chỉ IP cho cỏc NE lõn cận được nối đến bằng liờn kết điều khiển.
11. Liờn kết TE
Liờn kết TE là một liờn kết điều khiển lưu lượng – Traffic engineering link. ASON NE gửi cỏc thụng tin băng thụng của nú đến cỏc ASON NE khỏc qua liờn kết TE để cung cấp số liệu cho việc tớnh toỏn tuyến. Một sợi quang cú thể cấu hỡnh với nhiều liờn kết TE và một liờn kết TE cũng cú thểđược kết hợp từ nhiều sợi quang. Nếu MSP được cấu hỡnh một phần, một giao diện quang 10G (64 VC-4) được cấu hỡnh với một MSP 2,5 G, VC-4 1-8 là liờn kết làm việc và cũng là một liờn kết TE, VC-4 33-40 là liờn kết bảo vệ và cũng là một liờn kết TE. Phần cỏc VC-4 cũn lại là cỏc liờn kết khụng được bảo vệ và cũng là một liờn kết TE. Như vậy, cú ba liờn kết TE trờn một sợi quang.
Nếu MSP được cấu hỡnh hoàn toàn trong sợi quang thỡ chỉ cú hai liờn kết TE trong sợi quang. Nếu MSP khụng được cấu hỡnh trong sợi quang thỡ chỉ cú một liờn kết TE trong sợi quang này.
12. Cỏc liờn kết đoạn ghộp kờnh
Cỏc liờn kết đoạn ghộp kờnh là cỏc liờn kết được cấu hỡnh với bảo vệđoạn ghộp kờnh. Cỏc liờn kết đoạn ghộp kờnh được chia thành cỏc liờn kết đoạn ghộp làm việc và cỏc liờn kết đoạn ghộp bảo vệ. Một liờn kết đoạn ghộp kờnh làm việc là một liờn kết TE và một liờn kết đoạn ghộp kờnh bảo vệ cũng là một liờn kết TE. Dịch vụ sắt sẽ sử dụng cỏc liờn kết đoạn ghộp bảo vệ.
Ởđõy, bảo vệđoạn ghộp cú thể là:
- Bảo vệđoạn ghộp kờnh hai sợi hai hướng - Bảo vệđoạn ghộp kờnh bốn sợi hai hướng - Bảo vệđoạn ghộp kờnh tuyến tớnh 1:1.
13. Liờn kết thành phần
Liờn kết thành phần là một đơn vị băng thụng nhỏ hơn liờn kết TE. Một liờn kết TE bao gồm chỉ một liờn kết thành phần trong phần mềm ASON thực tế.
14. Định tuyến lại
Định tuyến lại là một phương thức khụi phục dịch vụ. Khi một LSP bị đứt, node khởi điểm sẽ truy vấn xem liệu cú tuyến tốt nhất để khụi phục dịch vụ rồi gửi bỏo hiệu đến cỏc node phớa sau một cỏch tuần tự để yờu cầu dành tài nguyờn và tạo cỏc kết nối chộo. Node cuối sẽ phản hồi bỏo hiệu đến cỏc node phớa trước một cỏch tuần tự và cuối cựng một LSP mới được tạo ra.
15. Khúa định tuyến lại (Rerouting Lockout)
Trong một số trường hợp, định tuyến lại khụng được yờu cầu sau khi LSP bị lỗi. Trong cỏc trường hợp đú cần thiết lập “Rerouting lockout”.
16. Độưu tiờn định tuyến lại
Khi nhiều LSP định tuyến lại đồng thời, LSP cú mức ưu tiờn cao hơn sẽ chiếm tài nguyờn trước và cú khả năng định tuyến lại thành cụng nhiều hơn.
17. Hoạch định tỏch rời tuyến (Disjoint Strategy)
Disjoint Strategy cú nghĩa là loại trừ một số liờn kết hay node trong quỏ trỡnh tạo ra một LSP. Phần mềm ASON hỗ trợ hai kiểu hoạch định tỏch rời tuyến: liờn kết và node.
1.2. Cấu trỳc phần mềm ASON
1.2.1. Vị trớ phần mềm ASON
Hỡnh 3.2: Vị trớ của phần mềm ASON
Phần mềm ASON và phần mềm NE chạy trờn card SCC trong khi phần mềm bảng mạch và phần mềm quản lý mạng NM chạy trờn cỏc bảng mạch và mỏy tớnh NM để thực hiện cỏc chức năng tương ứng.
1.2.2. Cấu trỳc của phần mềm ASON
Theo khuyến nghị ITU-T, thiết bị truyền dẫn ASON cú ba mặt phẳng: một mặt phẳng điều khiển, một mặt phẳng quản lý và một mặt phẳng truyền dẫn. Mặt phẳng quản lý được coi là lớp NM và mặt phẳng truyền dẫn được coi là mạng SDH. Phần mềm ASON được sử dụng trong mặt phẳng điều khiển, bao gồm quản lý liờn kết, định tuyến OSPF, và bỏo hiệu RSVP-TE. Hỡnh 3.3 chỉ ra cấu trỳc của phần mềm ASON bao gồm một khối bỏo hiệu, một khối định tuyến và một khối điều khiển chuyển mạch (SC).
TE-MIB Traffic Engineering Management Information Base
GMPLS Generalized Multi-Protocol Label Switching
RSVP-TE Resource reservation setup protocol with traffic-engineering extensions
SC Switch Controller
CSPF Constrained Shortest Path First
OSPF Open Shortest Path First
LIM Local Interface Management
LMP Link Management Protocol
Hỡnh 3.3: Cấu trỳc của phần mềm ASON
1. Khối bỏo hiệu
Khối bỏo hiệu tạo/xúa cỏc dịch vụ theo yờu cầu của người dựng, đồng bộ và khụi phục cỏc dịch vụ khi cần.
1. Khối định tuyến
Khối định tuyến thực hiện cỏc chức năng sau: - Thu thập và chuyển thụng tin trung kế TE
- Thu thập và chuyển thụng tin trung kế bỏo hiệu - Tớnh toỏn tuyến cho cỏc dịch vụ
1. Khối điều khiển chuyển mạch
Khối điều khiển chuyển mạch thực hiện cỏc chức năng: - Tạo/xúa cỏc kết nối chộo
- Bỏo trạng thỏi liờn kết và cảnh bỏo
II. CÁC TÍNH NĂNG MẠNG ASON
2.1. Tựđộng phỏt hiện đồ hỡnh mạng
2.1.1 Tựđộng phỏt hiện sợi
Sau khi một kết nối sợi quang hoàn thành, thụng tin kết nối sợi quang, bao gồm card, giao diện quang tại mỗi đầu sợi, được ghi trong cỏc ASON NE. NMS cú thể tạo cỏc sợi đú. Khi thay đổi kết nối sợi quang, mạng co thể tự động phỏt hiện thay đổi này bằng giao thức quản lý liờn kết (LMP_Link Management Protocol). Như chỉ ra trờn hỡnh 3.4, sau khi tất cả cỏc sợi quang trong mạng được kết nối, NMS cú thể tỡm thấy và tạo cỏc kết nối quang ngay lập tức. NMS cũng cú thể phỏt hiện sự cố đứt sợi theo thời gian thực.
Hỡnh 3.4: Tựđộng phỏt hiện sợi
2. Tựđộng phỏt hiện liờn kết
Cỏc liờn kết được chia thành liờn kết điều khiển lưu lượng (TE) và liờn kết thành phần (component link). Liờn kết TE mạng thụng tin về băng thụng NE để cung cấp dữ liệu cho tớnh toỏn tuyến. Một sợi cú thể bao gồm nhiều liờn kết TE. Liờn kết component là một đơn vị băng thụng nhỏ hơn. Một liờn kết TE cú thể bao gồm nhiều liờn kết component.
Phần mềm ASON cú thể phỏt hiện bất kỳ cỏc thay đổi nào của cỏc liờn kết dịch vụ, bao gồm việc thờm liờn kết, thay đổi tham số liờn kết, xúa liờn kết và cỏc bỏo cỏo đến NMS được kiểm soỏt theo thời gian thực. Như chỉ ra trờn hỡnh 3.5, khi một liờn kết bịđứt, NMS cú thể tựđộng làm mới đồ hỡnh liờn kết.
Hỡnh 3.5: Tựđộng phỏt hiện liờn kết
2.1.2. Cấu hỡnh đầu cuối đến đầu cuối (end-to-end)
ASON hỗ trợ cả cỏc dịch vụ tĩnh SDH và cỏc dịch vụ ASON end-to-end. Để thiết lập cấu hỡnh dịch vụ ASON, khai thỏc viờn chỉ cần chỉ ra node nguồn, node đớch, yờu cầu băng thụng và mức bảo vệ. Việc định tuyến dịch vụ và kết nối chộo tại cỏc node trung gian sẽ được mạng thực hiện tự động. Khai thỏc viờn cũng cú thể thiết lập một số node hay liờn kết mà dịch vụ cần phải đi qua hay khụng được phộp đi qua để giới hạn định tuyến.
So với việc cấu hỡnh dịch vụ của mạng SDH, ASON đó tận dụng được hoàn toàn cỏc chức năng định tuyến và bỏo hiệu và vỡ thế thuận tiện trong việc thiết lập dịch vụ. Vớ dụ như việc thiết lập một dịch vụ ASON 155 Mbit/s giữa node A và node I trong hỡnh 3.6. Mạng tự động tỡm tuyến A-D-E-I và thiết lập kết nối chộo tại cỏc node A, D, E, I. Mặc dự cú nhiều tuyến từ A đến I nhưng mạng sẽ tớnh toỏn tuyến tốt nhất theo thuật toỏn được cấu hỡnh. Ở đõy, giả thiết A-D-E-I là tuyến tốt nhất.
Dịch vụđược tạo ra theo tiến trỡnh sau: - Chọn node nguồn - Chọn node đớch - Chọn băng thụng - Chọn mức bảo vệ dịch vụ - Tớnh toỏn tuyến - Tạo dịch vụ
Hỡnh 3.6: Cấu hỡnh dịch vụ end-to-end
2.2. Bảo vệ trong mạng hỡnh lưới
ASON cung cấp chế độ bảo vệ trong mạng hỡnh lưới để tăng cường khả năng duy trỡ dịch vụ và an toàn mạng. Mạng hỡnh lưới với độ mềm dẻo cao và khả năng mở rộng tốt được coi là phương thức kết nối mạng chớnh của ASON. Khỏc với cỏc phương thức kết nối mạng của SDH truyền thống, mạng hỡnh lưới khụng cần tới 50% băng thụng để dành trước cho bảo vệ nờn nú cú thể tiết kiệm tài nguyờn băng thụng và đỏp ứng sự gia tăng nhu cầu băng thụng.
Hỡnh 3.7: Mạng hỡnh lưới
Như trờn hỡnh 3.7, khi liờn kết C-G bị lỗi, mạng sẽ tớnh toỏn tuyến khỏc từ D đến H để tạo dịch vụ. Ở đõy, giả thiết tuyến mới D-E-F-H là tuyến mới.
2.3. Cỏc mức dịch vụ cam kết
ASON cú thể cung cấp cỏc dịch vụ với QoS khỏc nhau đến cỏc khỏch hàng khỏc nhau. Đú gọi là cam kết mức dịch vụ (SLA). Cú cỏc cấp dịch vụ như sau:
- Cỏc dịch vụ kim cương (diamond services): cung cấp phương thức bảo vệ tương tự như bảo vệ SNCP 1+1, với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 50 ms.
- Cỏc dịch vụ vàng (gold services): cung cấp phương thức bảo vệ tương tự như bảo vệ MSP 1:1, với thời gian chuyển mạch bảo vệ nhỏ hơn 50 ms.
- Cỏc dịch vụ bạc (silver services): cung cấp phương thức bảo vệ định tuyến lại thời gian thực với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 2 giõy.
- Cỏc dịch vụđồng (copper services): khụng bảo vệ
- Cỏc dịch vụ sắt (iron services): tận dụng lưu lượng dự phũng của MSP 1:1, khụng bảo vệ và sẽ bị giỏn đoạn trong trường hợp chuyển mạch bảo vệ MSP.
1. Cỏc dịch vụ kim cương
Dịch vụ kim cương là một dịch vụ được cung cấp với mức bảo vệ 1+1 từ node nguồn đến node đớch. Nú cũn được gọi là dịch vụ 1+1. Dịch vụ kim cương cú hai đường chuyển mạch nhón (LSP) giữa node nguồn và node đớch, hai LSP khụng thểđi qua cựng một liờn kết hay node. Một đường gọi là working LSP và đường kia gọi là protection LSP. Dịch vụ sẽđược chuyển đồng thời trờn cả working LSP và protection LSP. Nếu working LSP tốt, node đớch sẽ nhận dịch vụ từ working LSP, nếu khụng thỡ sẽ nhận từ protection LSP.
Hỡnh 3.8: Một dịch vụ kim cương
Khi tạo, tối ưu và định tuyến lại hai LPS của dịch vụ kim cương phải chọn hai tuyến tỏch rời nhau. Khai thỏc viờn cú thể thực hiện bằng cỏch tỏch rời liờn kết hoặc node hoặc bằng cỏc tuyến tỏch rời mặc định được chọn. Thiết lập này tỏc động đến tất cả cỏc dịch vụ kim cương và cỏc dịch vụ kết hợp mà node được thiết lập là node nguồn. Hỡnh 3.8 chỉ ra đồ hỡnh của một dịch vụ kim cương.
Dịch vụ kim cương cú cỏc đặc điểm sau:
- Trước khi tạo dịch vụ kim cương, hai tuyến tỏch rời phải tồn tại, nếu khụng việc tạo sẽ thất bại.
- Khi tạo dịch vụ kim cương, cỏc liờn kết đoạn ghộp (Multiplex section) sẽ khụng sử dụng được. Nếu một phần cỏc VC-4 của một sợi quang được cấp hỡnh với bảo vệ đoạn ghộp (MSP) thỡ cỏc VC-4 khỏc cú thểđược sử dụng để tạo dịch vụ kim cương. - Cú hai loại dịch vụ kim cương. Dịch vụ kim cương vĩnh cửu (permanent diamond) và dịch vụ kim cương định tuyến lại (reroute diamond). Với dịch vụ kim cương vĩnh cửu, nếu một trong hai LSP của dịch vụ kim cương bị lỗi, ASON sẽ thực hiện định tuyến lại. Nếu khụng cú tuyến nào tỏch rời với working LSP, định tuyến lại sẽ thất