2.3.3.1 Khỏi niệm
ASON được Study Group 15 của ITU-T, ban tiờu chuẩn về viễn thụng của ITU-T phỏt triển.
ASON là một kiến trỳc xỏc định cỏc thành phần trong mặt điều khiển quang và cỏc tương tỏc giữa cỏc thành phần này. Nú cũng xỏc định những tương tỏc sẽ xuất hiện giữa cỏc thiết bị của cỏc nhà sản xuất khỏc nhau, từ đú yờu cầu cỏc giao thức chuẩn.
Cũng như hầu hết cỏc dự ỏn khỏc của ITU, ASON được phỏt triển theo kiểu từ trờn xuống dưới top-down, bắt đầu bằng danh sỏch cỏc yờu cầu, tiếp đến là kiến trỳc lớp cao rồi đến kiến trỳc cỏc thành phần đơn.
ASON được đề xuất như một bước tiến của quỏ trỡnh quản lý kết nối mạng quang. Nú cú thể cung cấp:
• Mở rộng dịch vụ mới một cỏch nhanh chúng.
• Khả năng hỗ trợ SLA lớn hơn
• Đỏp ứng một cỏch nhanh chúng đối với lưu lượng và cỏc sự cố mạng động.
• Hỗ trợ cỏc kiến trỳc mạng bất kỳ
• Cho phộp điều khiển băng thụng bởi người sử dụng hoặc bởi lớp trờn (chẳng hạn lớp IP).
• Cú thể được sử dụng cựng với kết nối ảo, động trong SDH.
2.3.3.2 Mụ hỡnh ASON
ASON là mụ hỡnh tham chiếu nờn khụng thể được thực hiện một cỏch trực tiếp. Kiến trỳc ASON được trỡnh bày như hỡnh 26.
ASON gồm 3 mặt tỏch biệt trong mạng:
• Mặt truyền tải quang: Cung cấp cỏc chức năng cần thiết cho việc truyền tải
cỏc tớn hiệu lớp khỏch, tạo ra khả năng kết nối chộo cỏc thụng tin đặc thự của cỏc kờnh quang.
• Mặt điều khiển ASON: Cung cấp cỏc chức năng cần thiết cho việc thiết lập cỏc kết nối end - to- end cho cỏc tớn hiệu lớp khỏch với cỏc đặc tớnh do khỏch hàng yờu cầu trong giai đoạn thiết lập.
• Mặt quản lý mạng: Thực hiện chức năng quản lý liờn quan đến mặt truyền
tải và mặt điều khiển.
• Bờn cạnh đú, ASON cũng bao gồm cỏc giao diện sau:
• Giao diện người sử dụng-mạng UNI: ASON UNI hoạt động giữa lớp client quang và mạng, mang bỏo hiệu giữa user và mạng bỏo hiệu ASON. ASON UNI cho phộp client ASON thực hiện một số chức năng:
Khởi tạo kết nối Xoỏ kết nối
Thay đổi (sửa kết nối) Thẩm vấn trạng thỏi
• Một số chức năng cú thể được cấu hỡnh tự động hoặc bằng tay tại giao diện này như: đăng ký client, phõn giải địa chỉ, khỏm phỏ dịch vụ và nỳt lõn cận.
• Giao diện trong nỳt tới nỳt (I-NNI): I-NNI định nghĩa giao diện giữa cỏc phần tử mạng bỏo hiệu như OCC trong mạng quang, mang cỏc bản tin bỏo hiệu giữa cỏc bộ điều khiển kết nối quang ASON và giới hạn việc sử dụng trong một miền đơn (nhà khai thỏc hoặc mạng con). Hai nhiệm vụ của I- NNI là định tuyến và bỏo hiệu.
• Giao diện ngoài nỳt tới nỳt E-NNI: E-NNI định nghĩa giao tiếp giữa cỏc mảng điều khiển ASON trong cỏc vựng quản lý khỏc nhau, mang thụng tin bỏo hiệu giữa cỏc vựng ASON tỏch biệt.
• So với I-NNI, E-NNI cú một số khỏc biệt như:
• Khụng chứa cỏc thụng tin về topo mạng
• Khụng bao gồm việc điều khiển tài nguyờn ở đõy.
• Giao diện điều khiển kết nối ASON CCI: CCI định nghĩa giao diện giữa cỏc phần tử bỏo hiệu ASON (OCC) và phần tử mạng truyền tải.
• Giao diện quản lý mạng ASON: NNI-A/T: Giao diện quản lý mạng giữa TMN và mặt điều khiển hoặc mặt truyền tải.
Cỏc yờu cầu chung của ASON
Trong bất cứ trường hợp nào thỡ mảng điều khiển cũng phải được thiết kế cú độ tin cậy cao, cú khả năng mở rộng và hiệu quả. Hơn thế nữa, nú phải cho phộp nhà cung cấp điều khiển tốt hơn để thiết lập kờnh một cỏch nhanh chúng và chớnh xỏc. Về cơ bản mảng điều khiển này cần thực hiện:
• Phục vụ cho nhiều cụng nghệ mạng truyền tải (như SDH, OTN, PXC)
• Đủ linh hoạt để thớch ứng nhiều kịch bản mạng khỏc nhau.
• Mảng điều khiển ASON cú một số thành phần chung như khỏm phỏ tài nguyờn, tỏch thụng tin trạng thỏi, thành phần quản lý luồng và lựa chọn luồng. Cỏc modul chức năng bao gồm:
Khỏm phỏ tài nguyờn Kết thụng tin trạng thỏi Lựa chọn luồng
Quản lý luồng.
2.3.3.3 Cỏc chức năng của ASON
ASON được xõy dựng dựa trờn mụ hỡnh xếp chồng, do đú cú thể cung cấp nhiều dịch vụ Och khỏc nhau cho cỏc lớp dịch vụ khỏch như dịch vụ Och cố định, dịch vụ Och chuyển mạch tự động,...
2.3.3.3.1 Chức năng mạng lừi ASON
Chức năng mạng lừi ASON chủ yếu liờn quan đến chuyển mạch cỏc kờnh quang (chứa cỏc bước súng) trong mạng.
Cỏc chức năng này chủ yếu được hỗ trợ bởi quỏ trỡnh bỏo hiệu giữa cỏc nỳt mạng qua giao diện NNI. Cỏc chức năng này bao gồm:
• Khỏm phỏ topo mạng (hoặc khỏm phỏ tài nguyờn): Nhờ cú chức năng này
mà cỏc giao thức định tuyến cú đủ thụng tin về cấu hỡnh mạng (và tài nguyờn mạng) cho việc tớnh toỏn tuyến. Cụ thể bao gồm việc nhận biết cỏc yếu tố mạng được kết nối với nhau về mặt vật lý như thế nào. Thụng tin này được trao đổi qua NNI và được lưu trong cơ sở dữ liệu của mỗi phần tử mạng.
• Định tuyến quang: Cho phộp tỡm một đường quang từ nỳt nguồn tới nỳt
đớch với một số ràng buộc cụ thể. Do vậy phải cú cỏc thụng tin về cấu hỡnh mạng và cỏc ràng buộc yờu cầu.
• Bỏo hiệu: gồm tập cỏc chức năng liờn quan đến mạng bỏo hiệu (hoặc cỏc
kờnh điều khiển) cho phộp trao đổi cỏc bản tin bỏo hiệu và quản lý qua cỏc giao diện giữa cỏc NE, giữa NMS và NE hoặc giữa ASON và lớp khỏch.
• Bảo vệ/khụi phục end-to-end: nhằm khụi phục kết nối quang end-to-end do
sự cố gõy ra, gồm tỏch lỗi, huỷ bỏ đường, định tuyến quang, chức năng thiết lập đường sử dụng để thực hiện việc bảo vệ và khụi phục end-to-end một cỏch tự động.
• Cấp phỏt tự động cỏc kờnh quang (Och): Chức năng này cho phộp cung
cấp cỏc kờnh Och end-to-end một cỏch tự động, gồm: Kờnh do NMS hoặc client yờu cầu qua UNI Tớnh toỏn tuyến
Thiết lập kờnh quang: giành trước tài nguyờn, cấu hỡnh cỏc đấu nối chộo.
• Quản lý cỏc nỳt và liờn kết: Quản lý nỳt nhằm quản lý một số đặc tớnh của
nỳt như trạng thỏi cổng, khả năng chuyển mạch. Quản lý liờn kết bao gồm quản lý cỏc đặc tớnh như trạng thỏi liờn kết, khả năng liờn kết. Thụng tin cần thiết cho việc quản lý được lưu trong cơ sở thụng tin quản lý nội bộ.
• Chớnh sỏch: đõy là cỏc chức năng cho phộp quản lý dựa trờn cỏc chớnh sỏch
để triển khai trong một số lĩnh vực khỏc nhau như QoS, bảo mật, quản lý dịch vụ và sử dụng tài nguyờn mạng. Chức năng này cần cho việc xử lý và điều khiển quỏ trỡnh truyền thụng tin qua cỏc giao diện (UNI, NNI) và một số hoạt động phớa khỏch hàng.
• CAC (Connection Admission Control): CAC cú thể thực hiện tại mạng lừi.
2.3.3.3.2 Chức năng biờn của ASON
Mụ hỡnh đường biờn mạng
Cỏc nỳt ở biờn mạng khụng chỉ là điểm vào, ra của cỏc dũng lưu lượng mà cũn là điểm kết cuối của cỏc đường quang (hoặc kờnh quang). Lưu lượng lớp khỏch xuất phỏt từ cỏc thiết bị biờn như bộ định tuyến IP, chuyển mạch ATM, kết nối chộo SDH, thiết bị Frame Relay và được đưa đến nỳt biờn mạng (nỳt biờn vào).
Lưu lượng giữa cỏc nỳt lừi được mang bởi cỏc kờnh quang (hoặc cỏc đường quang nối giữa nỳt biờn vào đến nỳt ra) và kết cuối tại một nỳt biờn. Hệ thống quản lý mạng NMS đưa ra cỏch xử lý cỏc dũng lưu lượng lớp khỏch tại nỳt biờn.
Hỡnh 33. Sơ đồ đường biờn mạng
Cỏc thiết bị biờn phõn phỏt cỏc dũng lưu lượng lớp khỏch với cỏc yờu cầu về QoS khỏc nhau trong khi lừi mạng cung cấp cỏc dịch vụ đường quang. Cỏc dũng lưu lượng cú cựng cỏc đặc tớnh với một trong cỏc dịch vụ truyền tải được phỏt chuyển một cỏch trực tiếp trong khi những dũng lưu lượng khụng cú dịch vụ truyền tải tương thớch sẽ bị loại. Khi đặc tớnh lưu lượng chỉ tương thớch từng phần với dịch vụ truyền tải, chỳng được chia ra thành từng nhúm. Vấn đề cần quan tõm
IP ATM SDH FR NMS SLA EN EN EN EN Dịch vụ Och EN vào
ở đõy là làm sao để tương thớch một dũng lưu lượng lớp khỏch với một dũng dịch vụ ở lừi. Thực tế những hoạt động này cần phải tuõn thủ theo SLA.
Phạm vi xem xột tại cỏc nỳt biờn mạng cú thể gồm:
• Chức năng liờn quan đến dịch vụ khỏch: Cỏc thiết bị biờn user được nối đến cỏc nỳt biờn mạng sẽ đưa ra cỏc yờu cầu dịch vụ với cỏc mức QoS khỏc nhau. Nếu cú cỏc dịch vụ truyền tải phự hợp với yờu cầu dịch vụ lớp khỏch, yờu cầu này cần được thớch ứng với cỏc dịch vụ truyền tải sẵn cú dựa trờn SLA với mức QoS khỏc nhau.
• Chức năng liờn quan đến mạng lừi: Một số chức năng liờn quan đến cỏc đường quang end-to-end cần phải thực hiện tại cỏc nỳt biờn. Vớ dụ, nỳt biờn vào khởi tạo hầu hết cỏc chức năng cho việc thiết lập (hoặc huỷ bỏ) một đường end-to-end (hoặc Och) giữa nỳt vào và nỳt ra. Nú cũng cung cấp cho cỏc nỳt lừi cỏc thụng tin cần thiết để thiết lập (hoặc huỷ bỏ) đường.
• Chức năng liờn quan đến giao diện vật lý: Quỏ trỡnh thớch ứng cần điều khiển băng tần và cấu trỳc giữa thiết bị biờn user và nỳt biờn của ASON. Cỏc cổng vào/ra của thiết bị biờn user phải được kết nối đến cỏc cổng tỏch/xen của cỏc nỳt biờn với băng tần và cấu trỳc thớch hợp. Khi băng tần tớn hiệu lớp khỏch khụng tương thớch với băng tần của tất cả cỏc cổng, việc nhúm lưu lượng được thực hiện trừ khi băng tần tớn hiệu khỏch vượt quỏ băng tần cực đại sẵn cú tại cỏc cổng tỏch/xen.
Chức năng liờn quan đến dịch vụ lớp khỏch
Cỏc thiết bị ở biờn cú thể cung cấp nhiều kiểu lưu lượng với cỏc yờu cầu về QoS khỏc nhau, trong khi đú cỏc dịch vụ đường quang lại do lừi mạng cung cấp. Do đú vấn đề là làm sao tương thớch lưu lượng lớp khỏch với dịch vụ ở lừi mạng và tuõn theo SLA (thảo thuận mức dịch vụ).
Chức năng liờn quan đến dịch vụ lớp khỏch: Cỏc thiết bị user được nối đến cỏc nỳt biờn để phõn phối cỏc yờu cầu về dịch vụ QoS khỏc nhau. Cỏc yờu cầu này phải phự hợp với SLA và mạng lừi phải cú dịch vụ tương ứng để đỏp ứng. Việc thớch ứng này bao gồm cả về QoS/CoS và sử dụng tài nguyờn mạng.
Để kiểm tra tớnh thớch ứng về QoS/CoS cần thực hiện một số chức năng như: kiểm tra cỏc tham số QoS/CoS, phõn loại QoS/CoS, ước định QoS/CoS và xem xột sự tương thớch về QoS/CoS.
• Sử dụng tài nguyờn: Để sử dụng tài nguyờn mạng một cỏch hiệu quả, cỏc lưu lượng yờu cầu QoS như nhau phải được nhúm lại và định tuyến qua một đường chung. Mỗi lớp dũng lưu lượng cú cựng cỏc đặc tớnh được sắp xếp vào một lớp cỏc dịch vụ truyền tải.
• Chức năng nhúm dịch vụ: Một số dũng lưu lượng của cựng loại dịch vụ cú thể được truyền qua cựng một đường hoặc cựng một liờn kết (Och, giữa hai nỳt lõn cận). Những dịch vụ như vậy được nhúm tại nỳt vào của mạng.
• Chức năng nhúm CoS (và/hoặc QoS): Một số dũng lưu lượng cú cựng CoS/QoS cú thể được truyền qua cựng một liờn kết.
• Chức năng lấy thụng tin về trạng thỏi tài nguyờn mạng theo thời gian: gồm cỏc chức năng cần thiết để thu thập thụng tin về cỏc tài nguyờn khả dụng tại từng thời điểm.
• Chức năng tương thớch dịch vụ lừi: Mỗi nhúm dịch vụ hoặc nhúm CoS/QoS được kiểm tra để tỡm dịch vụ lừi phự hợp với chỳng. Điều này được thực hiện nhờ tạo ra một bảng cỏc dịch vụ và cỏc dịch vụ truyền tải thớch ứng ở lừi.
• Chức năng sắp xếp: Là cỏc chức năng cần thiết để sắp xếp cỏc dũng CoS/QoS đó được nhúm vào cỏc dịch vụ truyền tải tương ứng.
• Chức năng yờu cầu dịch vụ truyền tải: Gồm một số chức năng cho phộp user yờu cầu cỏc tài nguyờn mạng. Nội dung của yờu cầu được CAC thay đổi trước khi kớch hoạt kết nối.
Ngoài ra, cũn một số chức năng khỏc như:
• Chức năng điều khiển cụng nhận kết nối
• Chức năng ưu tiờn kết nối
• Chức năng giỏm sỏt QoS
• Chức năng thu thập cỏc thụng tin liờn quan phục vụ cho việc tớnh cước.
Nỳt biờn là điểm cuối của cỏc đường quang (hoặc kờnh quang) của ASON nờn cú cỏc chức năng liờn quan đến thiết lập và huỷ bỏ cỏc dịch vụ truyền tải quang do nỳt biờn khởi tạo. Chẳng hạn khi hệ thống quản lý mạng NMS (hoặc khỏch hàng thụng qua giao diện UNI) yờu cầu cung cấp một đường quang end-to- end (hoặc Och) qua mạng lừi, nỳt vào sẽ khởi tạo thủ tục này.
Chức năng thiết lập đường quang end-to-end:
• Chức năng cung cấp đường quang: là cỏc chức năng cần thiết để khởi tạo quỏ trỡnh cung cấp tự động cỏc đường quang end-to-end từ nỳt vào đến nỳt ra.
• Chức năng thiết lập đường: Chức năng này khởi tạo thủ tục thiết lập đường tại nỳt vào theo cỏc yờu cầu của NMS hoặc của client.
• Chức năng khỏm phỏ tài nguyờn
• Chức năng khỏm phỏ topo mạng.
• Chức năng tớnh toỏn đường: Chức năng này thực hiện tại nỳt vào của mạng, xỏc định đường đi tốt nhất dựa trờn thụng tin do cơ sở dữ liệu cung cấp.
Chức năng đối với cỏc đường đó thiết lập:
• Chức năng bảo vệ đường được kớch hoạt tại nỳt vào
• Chức năng hồi phục nhờ cơ chế định tuyến lại.
• Chức năng thu thập thụng tin trạng thỏi đường theo thời gian.
• Chức năng thay đổi cỏc tham số đường.
• Chức năng huỷ bỏ đường.
Cỏc chức năng xử lý lưu lượng: Chức năng tối ưu hoỏ việc sử dụng tài nguyờn
mạng: gồm tập cỏc chức năng tối ưu hoỏ việc sử dụng tài nguyờn và được khởi tạo tại nỳt vào. Một trong số chỳng là chức năng cõn bằng tải của cỏc đường end-to-end sau khi được nhúm.
Chức năng liờn quan đến giao diện vật lý:
Cỏc lớp khỏch như IP, SDH, ATM, FR cú thể sử dụng cỏc giao diện khỏc nhau để kết nối tới nỳt biờn của ASON. Băng tần và cấu trỳc của cỏc giao diện lớp khỏch này cú thể khỏc với cỏc giao diện của cỏc nỳt biờn. Do đú chức năng nhúm băng tần và thớch ứng cấu trỳc là rất cần thiết tại cỏc nỳt biờn. Điều này độc lập với việc tối ưu hoỏ quỏ trỡnh sử dụng tài nguyờn mạng.
• Băng tần điển hỡnh của Och là 2.5 Gb/s (hoặc 10 Gb/s). Một số OXC thương mại đó xõy dựng chức năng nhúm với băng tần từ 155Mbps đến 2.5 Gbps tuỳ theo cỏc card giao diện.
• Nếu lưu lượng được nhúm tại nỳt biờn, chức năng nhúm cũng được yờu cầu tai cỏc nỳt lừi (điểm-điểm).
• Chức năng phõn chia lưu lượng thành một số đường tại nỳt vào và tổng hợp tại nỳt ra.
• Chức năng ghộp/tỏch kờng SDH.
• Chức năng nhúm nhiều dũng lưu lượng của cựng một FEC.
• Khụng thực hiện nhúm đối với thiết bị cú giao diện với tốc độ như giao diện của nỳt biờn.
Chức năng thớch ứng cấu trỳc:
• Cỏc OXC hoặc OADM điển hỡnh sử dụng cỏc cổng giao diện SONET/SDH.
• Thiết bị biờn của user phải cú cỏc giao diện SONET/SDH hoặc cú cỏc bộ thớch ứng SONET/SDH.
• Hầu hết cỏc IP router, đấu nối chộo SDH, chuyển mạch ATM cũng như chuyển mạch GbE đều cú cỏc giao diện được cấu trỳc theo kiểu SONET/SDH.
• Chức năng thớch ứng cấu trỳc: Để sử dụng cho cỏc nỳt trong suốt tớn hiệu mà khụng cú thớch ứng cấu trỳc.
2.3.3.4 Cỏc mụ hỡnh dịch vụ cho kiến trỳc ASON