SDH, 50% băng thông của mạng được dành cho việc dự phòng cho mạng. Mặc dù việc dự phòng này là hết sức cần thiết nhưng các công nghệ SDH truyền thống không cung cấp khả năng cho phép nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn băng thông sử dụng cho việc dự phòng các sự cố.
Ngoài ra, khi sử dụng mạng SDH truyền thống để truyền các lưu lượng Ethernet, ngoài các hạn chế trên thì còn một yếu tố nữa là tốc độ của Ethernet không tương đương với SDH. Điều này dẫn đến phải thiết lập các tuyến kết nối của mạng SDH có tốc độ cao hơn so với của dịch vụ Ethernet, điều này lại là nguyên nhân làm giảm hiệu quả sử dụng băng thông của mạng lưới. Bảng 2.4 mô tả hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng.
Bảng 2.4. Hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng
Ethernet SONET SDH Tốc độ truyền Hiệu suất sử dụng băng thông 10 Mbps STS-1 VC-3 48,4 Mbps 21% 100Mbps STS-3c VC-4 150 Mbps 67% 1 Gbps STS-28c VC-4 - 16C 2,4 Gbps 42% 2.4.2. SDH thế hệ mới: NG-SDH
SDH thế hệ mới là thuật ngữ mô tả tính kế thừa và phát triển dựa trên những tiêu chuẩn hình thành từ mạng SDH sẵn có, được các nhà cung cấp dịch vụ đường dài sử dụng đầu tiên như một cách để hỗ trợ các dịch vụ mới như Ethernet, Fibre Channel, ESCON và DVB (Bảng 2.5), SDH thế hệ mới cho phép truyền dữ liệu băng thông rộng với tốc độ cao hơn trong điều kiện tài chính giới hạn.
Bảng 2.5. Bảng so sánh giữa GE và FC
Gigabit Ethernet Fiber Channel
Ứng dụng Mạng số liệu SAN, Audio/Video, số liệu Tốc độ truyền 1.25Gbit/s 1.06Git/s, 2.12Gbit/s, 10Gbit/s Kích thước khung Thay đổi, 0 – 1.5kB Thay đổi, 1 – 2 kB
Các kết nối định hướng Không Có
Sự bùng nổ của Ethernet trong các mạng LAN do tính đơn giản và hiệu quả của nó. Các tốc độ truyền Ethernet chuẩn như 10/100/1000 Mbit/s và 10Gbit/s đã hiện diện trong mạng MAN. Do Ethernet hoạt động dựa trên nguyên tắc tối ưu, dễ gây ra việc truyền tải số liệu không được đảm bảo, nên đã tạo ra lo lắng rằng Ethernet không đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về chất lượng dịch vụ, tính bảo mật, tính dư thừa và khả năng khôi phục cho cả lưu lượng thoại và số liệu.
Mặc dù Ethernet Gigabit cung cấp một khung chuẩn chung từ người dùng tới đường trục, nhưng cũng cần có thêm một công nghệ thực hiện chức năng như một dịch vụ truyền dẫn để lưu trữ, truyền tải dịch vụ dữ liệu thô, âm thanh, hình ảnh độc lập về giao thức. Fiber Channel được thiết kế để loại bỏ nhiều trở ngại về hoạt động trước đây đã tồn tại trong các mạng LAN truyền thống. Các kênh đang cung cấp phù hợp với công nghệ Gigabit cho điều khiển, tự quản lý và tin cậy tại khoảng cách lên tới 10km.
Hình 2.10. Sơ đồ truyền dẫn lưu lượng Ethernet qua mạng SDH
Tuy nhiên, khi Fiber Channel rời bỏ mạng SAN và tương tác với SDH, việc mất gói và các lỗi sẽ xảy ra. Mặc dù cơ chế TCP hỗ trợ sửa các lỗi này, nhưng sự trễ và giảm băng thông lại gây ra các vấn đề về hiệu năng.
Mạng SDH thế hệ mới nâng cao tính hữu dụng trong mạng SDH hiện có bởi việc tận dụng cơ chế mạng lớp 1 hiện có cùng với việc bổ sung các công nghệ như: kết chuỗi ảo VC (Virtual Concatenation), thủ tục tạo khung chung GFP (Generic Framing Procedure) và sơ đồ điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme). Mô hình cấu trúc SDH thế hệ mới như mô tả trên hình 2.11.
Hình 2.11. Khái quát về mô hình cấu trúc SONET/SDH
2.4.3. Các công nghệ của mạng NG-SDH2.4.3.1. Kết chuỗi ảo VCAT 2.4.3.1. Kết chuỗi ảo VCAT
Phương pháp ghép nối truyền thống được định nghĩa trong G.707 là thuật ngữ “kề nhau” (contiguous). Nghĩa là các container kế cận được kết hợp lại và truyền qua mạng SDH như là một container tổng. Hạn chế của ghép nối kề nhau là tất cả các node mạng là thành phần của đường truyền phải có khả năng nhận ra và xử lý container
được ghép nối và thiếu tính mềm dẻo của việc sử dụng băng thông làm cho truyền dữ liệu không có hiệu quả.
VCAT sắp xếp các container độc lập vào trong một liên kết ghép nối ảo. Bất kỳ các số container có thể nhóm lại được với nhau để cung cấp độ linh hoạt của băng thông tốt hơn so với cách ghép nối truyền thống. Hơn nữa VCAT còn cho phép các nhà khai thác mạng điều chỉnh được dung lượng truyền theo dịch vụ của khách hàng yêu cầu để đạt được hiệu quả sử dụng tốt hơn. Bởi vì các node mạng trung gian xử lý mỗi container trong tuyến bằng một chuẩn - container ở dạng ghép nối, do vậy chỉ cần các thiết bị tại điểm gốc và kết cuối của đường dẫn nhận ra và xử lý các các cấu trúc tín hiệu VCAT. Điều này có nghĩa là mỗi tuyến có thể thực hiện đường dẫn riêng của nó qua mạng do đó sẽ dẫn đến sự khác nhau về pha giữa các container đến tại thiết bị kết cuối của đường dẫn nên yêu cầu thiết bị có bộ đệm cho trễ.
Ngày nay các tải trọng truyền dẫn đối với SDH là STM-0/1/4/16 và STM-64. Ví dụ dịch vụ 1 Gbit/s hiện thời được truyền dẫn qua kênh STM-16. Trong trường hợp này, hiệu quả của dung lượng đường truyền là 42%. Bảng 2.6 đưa ra so sánh hiệu quả sử dụng các dịch vụ khi có và không dùng VCAT. Nhóm VC-4-7v là một nhóm ghép nối ảo VCATG (VCAT Group), trong đó VC-4 là đã được định nghĩa trong SDH và 7v là số phần tử trong nhóm, sẽ tăng lên hiệu quả sử dụng băng thông là 85%.
Dịch vụ Hiệu quả sử dụng Hiệu quả sử dụng
Ethernet (10 Mbit) VC-3 --> 20% VC-12-5v --> 92% Fast Ethernet (100 Mbit) VC-4 --> 67% VC-12-47v --> 100% ESCON (200 MByte) VC-4-4c --> 33% VC-3-4v --> 100% Fibre Channel (1 Gbit) VC-4-16c --> 33% VC-4-6v --> 89% Gigabit Ethernet (1Gbit) VC-4-16c --> 42% VC-4-7v --> 85%
Các tham số yêu cầu đối với VCAT là bộ chỉ thị đa khung MFI (Multi-Frame Indicator) và số thứ tự SQ (Sequence Number). Bởi vì các phần tử của VCATG có thể đi qua mạng với nhiều đường dẫn khác nhau, chúng không đến cổng đích cùng một lúc nên gây ra độ trễ giữa các container. Để loại bỏ trễ khác nhau này và đảm bảo việc tích hợp các container trong nhóm, số thứ tự SQ được gán với mỗi phần tử. MFI có thể phát hiện các độ trễ khác nhau giữa các phần tử của VCATG.
Ưu điểm khi sử dụng VCAT: