1.3.3.1 Giới thiệu
MSAN ( Multi Service Accsess Network) cung cấp nhiều loại hình dịch vụ cho người sử dụng: Băng rộng và băng hẹp. Có các kết nối rất đa dạng, đồng thời: Với hệ thống TDM để cung cấp các dịch vụ băng hẹp (PSTN) và Kết nối với mạng NGN thông qua các giao diện IP để cung cấp dịch vụ băng rộng và các dịch vụ tương lai.
Hình 1.16: Cấu trúc mạng truy nhập MSAN
1.3.3.2 Cấu trúc thiết bị MSAN
Hình 1.17: Các thành phần chính của một thiết bị MSAN TDM Switch IP Switch Control TDM Bus IP Bus SDH E1 IMA E1 ATM FE/GE POT S V.24 / V.35 G.SHDS L ADSL ADSL2+ ISDN VDSL FE
Hình 1.17 cho thấy thiết bị MSAN gồm những phần chính sau: Bao gồm 2 thành phần cơ bản: chuyển mạch TDM và chuyển mạch IP; Kiến trúc Bus nội bộ cũng bao gồm 2 phần: 01 bus cho NB (Pots, Leased Line..) và 01 bus cho BB (IP bus); Giao diện kết nối thoại POTS: V5.2 TDM và Giao diện kết nối thoại VoIP (H248, SIP) là các giao diện IP: FE, GE…; Kết nối cung cấp dịch vụ xDSL và các dịch vụ BB khác có thể qua Ethenet (IP) hoặc TDM (E1, STM1…).
Kết luận chương 1
Mạng thế hệ sau NGN đang được nghiên cứu, chuẩn hoá bởi các tổ chức viễn thông lớn trên thế giới nhằm đáp ứng nhu cầu càng tăng về tính mở, sự tương thích và linh hoạt để cung cấp đa dịch vụ, đa phương tiện với các tính năng ngày càng mở rộng
Công nghệ mạng thế hệ sau là một chiến lược trong định hướng phát triển dịch vụ băng rộng đáp ứng nhu cầu sử dụng các dịch vụ băng rộng của khách hàng hiện nay. Qua phân tích cho thấy doanh thu dịch vụ PSTN ngày càng giảm mạnh và doanh thu của các nhà cung cấp dịch vụ hiện nay chủ yếu nhờ vào các dịch vụ băng rộng. Tốc độ tăng nhanh của thuê bao băng rộng sẽ dần thay thế các thuê bao PSTN và như vậy để tồn tại và cạnh tranh thì các nhà cung cấp dịch vụ phải chuyển từ cung cấp băng hẹp sang băng rộng, từ các mạng riêng lẻ cho từng dịch vụ chuyển sang một hạ tầng mạng chung để cung cấp đa dịch vụ và việc triển khai dịch vụ mới không phụ thuộc vào công nghệ mạng truyền tải, hạ tầng mạng đó chính là NGN.
Tại Việt Nam, mạng viễn thông đang ngày càng phát triển để đáp ứng các nhu cầu mới trong nền kinh tế hội nhập thế giới và việc chuyển hoàn toàn sang công nghệ mạng NGN là việc làm bức thiết nhằm đáp ứng các nhu cầu này. Quá trình xây dựng và phát triển mạng NGN phải được tiến hành từng bước, có tính đến sự tương thích và phối hợp với nền tảng mạng hiện tại. Thông qua kết trúc mạng NGN đã phân tích trên ta thấy mạng MAN-E thuộc vào lớp truyền thông. Mạng MAN-E tại các Tỉnh/thành phố có chức năng:
• Thu gom lưu lượng ở các Tỉnh/TP trước khi kế nối lên Mạng Core IP/MPLS
• Sử dụng cáp quang và các kết nối GE để tăng băng thông.
• Cung cấp kết nối băng thông lớn tới các thiết bị IPDSLAM/MSAN.
• Cung cấp kết nối GE tới các khách hàng lớn
• Hỗ trợ công nghệ mới để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ Tripleplay NGN Không ngoại lệ, VNPT đang triển khai mạng NGN cho mình và hướng đi của VNPT là đi từng bước, chuyển đổi công nghệ phải có giai đoạn quá độ đó là mạng NGN ban đầu phải hỗ trợ cho cả các dịch vụ truyền thống đã triển khai và dịch vụ băng rộng, và bước cuối cùng là chuyển tòan bộ dịch vụ dịch vụ sang một mạng mới toàn IP.
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ MẠNG MAN – E ( METRO AREA NETWORK – ETHERNET ) 2.1 Tổng quan về công nghệ mạng MAN – E
2.1.1 Tổng quan mạng quang Ethernet
Trong vài thập kỷ gần đây, Ethernet là công nghệ chủ yếu trong các mạng nội bộ LAN, là công nghệ chủ đạo trong hầu hết các văn phòng trên toàn thế giới và hiện nay đã được dùng ngay cả trong các hộ gia đình để chia sẽ các đường dây truy nhập băng rộng giữa các thiết bị với nhau. Đặc biệt tất cả các máy tính cá nhân đều được kết nối bằng Ehernet và ngày càng nhiều thiết bị truy nhập dùng đến công nghệ này.Có nhiều lý do để giải thích tại sao Ethernet đã có sự thành công như vậy trong cả các doanh nghiệp lẫn các hộ gia đình: dễ sử dụng, tốc độ cao và giá thiết bị rẻ.
Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, tốc độ Ethernet đã được cải thiện từ Mbps lên Gbps và 40Gbps. Song song với nó là sự bùng nổ của Internet yêu cầu băng thông truyền tải lưu lượng rất lớn, phương tiện truyền trong mạng Ethernet cũng chuyểndần từ cáp đồng sang cáp quang, và cấu hình cũng đã phát triển từ cấu trúc bus dùng chung lên cấu trúc mạng chuyển mạch. Đây là những nhân tố quan trọng để xây dựng các mạng có dung lượng cao, chất lượng cao, và hiệu xuất cao, đáp ứng được những đòi hỏi ngày càng khắt khe của yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS) trong môi trường mạng mạng đô thị (MAN-E) hay WAN đảm bảo kết nối với khách hàng mọi lúc, mọi nơi mọi giao diện.
Mở rộng từ mạng LAN ra mạng MAN-E tạo ra các cơ hội mới cho các nhà khai thác mạng. Khi đầu tư vào mạng MAN-E, các nhà khai thác có khả năng để cung cấp các giải pháp truy nhập tốc độ cao với chi phí tương đối thấp cho các điểm cung cấp dịch vụ POP (Points Of Presence) của họ, do đó loại bỏ được các điểm nút cổ chai tồn tại giữa các mạng LAN tại các cơ quan với mạng đường trục tốc độ cao.
Doanh thu giảm do cung cấp băng thông với giá thấp hơn cho khách hàng có thể bù lại bằng cách cung cấp thêm các dịch vụ mới. Do vậy MAN-E sẽ tạo ra phương thức để chuyển từ cung cấp các đường truyền có giá cao đến việc cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng qua băng thông tương đối thấp.
Hiện tại, các công nghệ tiềm năng được nhận định là ứng cử để xây dựng mạng MAN-E thế hệ mới chủ yếu tập trung vào 7 loại công nghệ chính, đó là:
• Công nghệ SDH.
Các công nghệ nói trên này được xây dựng khác nhau cả phạm vi và các phương thức mà chúng sẽ được sử dụng. Trong một số trường hợp, các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng lại triển khai cùng một công nghệ cho các ứng dụng khác nhau.
Các nhà khai thác mạng có xu hướng kết hợp một số loại công nghệ trên cùng một mạng của họ, vì tất cả các công nghệ sẽ đóng góp vào việc đạt được những mục đích chung là:
• Giảm chi phí đầu tư xây dựng mạng
• Rút ngắn thời gian đáp ứng dịch vụ cho khách hang
• Dự phòng dung lượng đối với sự gia tăng lưu lượng dạng gói
• Tăng lợi nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới
• Nâng cao hiệu suất khai thác mạng
2.1.2 Các tính năng của MAN – E
Khách hàng được kết nối đến MAN-E sử dụng các giao diện thích hợp với Ethernet thay vì phải qua nhiều giai đoạn biến đổi từ lưu lượng ATM, SONET/SDH và ngược lại. Bằng cách này không chỉ loại bỏ được sự phức tạp mà còn làm cho quá trình cung cấp đơn giản đi rất nhiều. Mô hình Metro hình thành từ qúa trình cung cấp các ống băng thông (tunel giữa các node và khách hàng đầu cuối để cung cấp các mạng LAN ảo (VLAN) và các mạng riêng ảo (VPN) dựa trên mức thoả thuận dịch vụ SLA).
Trong trường hợp này, các vấn đề đã được đơn giản hoá đi rất nhiều cho cả khách hàng lẫn nhà khai thác. Khách hàng không cần phải chia cắt lưu lượng và định tuyến chúng đến các đường phù hợp để đến đúng các node đích nữa. Thay vì tạo ra rất nhiều chùm đường truyền giữa các node, ở đây chỉ cần tạo ra băng thông dựa theo SLA mà bao hàm được nhu cầu của khách hàng tại mỗi node.
Nói cách khác, cung cấp các kết nối không còn là vấn đề thiết yếu đối với nhà cung cấp mạng nữa do đó họ có điều kiện để tập trung vào việc tạo ra các dịch vụ giá trị gia tăng. Bằng việc mở rộng mạng LAN vào mạng MAN-E sử dụng kết nối có băng thông lớn hơn, sẽ không còn sự khác biệt giữa các server của mạng với các router được đặt tại thiết bị của khách hàng và tại các điểm POP của nhà cung cấp mạng nữa.
MAN-E có chức năng thu gom lưu lượng và đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng cho các thiết bị truy nhập (IPDSLAM, MSAN). Có khả năng cung cấp các kết nối Ethernet (FE/GE) tới khách hàng để truyền tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối lên mạng đường trục IP/MPLS NGN để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, quốc tế. Trong mạng MAN-E người ta sử dụng các thiết bị CES (Carrier Ethernet Switch) tại các nơi có lưu lượng cao tạo thành mạng chuyển tải Ethernet/IP. Kết nối giữa các thiết bị CES dạng hình sao, ring hoặc đấu nối tiếp, sử dụng các loại cổng kết nối: n x 1Gbps hoặc n x10Gbps.
2.1.3 Cấu trúc mạng MAN – E
Kiến trúc mạng Metro dựa trên công nghệ Ethernet điển hình có thể mô tả như hình 2.1. Phần mạng truy nhập Metro tập hợp lưu lượng từ các khu vực (cơ quan, toà nhà...) trong khu vực của mạng Metro. Mô hình điển hình thường được xây dựng xung quanhcác vòng Ring quang với mỗi vòng Ring truy nhập Metro gồm từ 5 đến 10 node. Những vòng Ring này MAN-E lưu lượng từ các khách hàng khác nhau đến các điểm POP mà các điểm này được kết nối với nhau bằng mạng lõi Metro. Một mạng lõi Metro điển hình sẽ bao phủ được nhiều thành phố hoặc một khu vực tập trung nhiều doanh nghiệp.
Hình 2.1: Cấu trúc mạng MAN-E điển hình
Một khía cạnh quan trọng của những mạng lõi Metro này là các trung tâm dữ liệu,thường được đặt node quan trọng của mạng lõi Metro có thể truy nhập dễ dàng. Những trung tâm dữ liệu này phục vụ chủ yếu cho nội dung các host gần người sử dụng. Đây cũng chính là nơi mà các dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ khác (Outsourced Services) được cung cấp cho các khách hàng của mạng MAN-E. Quá trình truy nhập đến đường trục Internet được cung cấp tại một hoặc một số điểm POP cấu thành nên mạng lõi Metro. Việc sắp xếp này có nhiều ưu điểm phụ liên quan đến quá trình thương mại điện tử. Hiện tại cơ sở hạ tầng cho mục đích phối hợp thương mại điện tử cũng gần giống như lõi của mạng Internet, có nhiều phiên giao dịch hơn được xử lý và sau đó giảm dần, đây là hai ưu điểm nổi trội khi tổ chức một giao dịch thành công dựa trên sự thực hiện của Internet.
2.1.4 Mô hình phân lớp mạng MAN – E
Mô hình phân lớp mạng MAN-E được định nghĩa theo MEF 4 được chia làm 3 lớp bao gồm:
- Lớp truyền tải dịch vụ (TRAN layer): bao gồm một hoặc nhiều dịch vụ truyền tải
- Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer): hỗ trợ các dịch vụ thông tin dữ liệu Ethernet lớp 2 (trong mo hình OSI).
- Lớp dịch vụ ứng dụng: hỗ trợ các ứng dụng được truyền tải dựa trên dịch vụ Ethernet lớp 2.
Mô hình phân lớp mạng MAN-E dựa trên quan hệ Client/Server. Hơn nữa, mỗi lớp có thể bao gồm các thành phần thuộc mặt phẳng quản lý, giám sát dịch vụ. Mô hình phân lớp mạng MAN-E được mô tả tại hình (2.2)
Hình 2.2: Mô hình mạng MAN-E theo các lớp
• Lớp truyền tải dịch vụ (Transport Services Layer)
Lớp truyền tải dịch vụ, cung cấp các kết nối giữa các phần tử của lớp dịch vụ Ethernet. Sử dụng nhiều công nghệ khác nhau để thực hiện việc hỗ trợ kết nối: IEEE 802.1, SONET/SDH, ATM VC, OTN ODUK, PDH DS1/E1, MPLS LSP… Các công nghệ truyền tải trên, đến lượt mình lại có thể do nhiều công nghệ khác hỗ trợ, cứ tiếp tục như vậy cho đến lớp vật lý như cáp quang, cáp đồng, không dây.
• Lớp dịch vụ Ethernet (Ethernet Services Layer)
Lớp dịch vụ Ethernet có chức năng truyền tải các dịch vụ hướng kết nối chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC và các bản tin Ethernet sẽ được truyền trên hệ thống thông qua các giao diện hướng nội bộ, hướng bên ngoài được quy định rõ ràng, gắn với các điểm tham chiếu.
Lớp ETH cũng phải cung cấp được các khả năng về OAM, khả năng phát triển dịch vụ trong việc quản lý các dịch vụ Ethernet hướng kết nối. Tại các giao diện hướng bên ngoài của lớp ETH, các bản tin bao gồm: Ethernet unicast,multicast hoặc broadcast, tuân theo chuẩn IEEE 802.3 – 2002.
• Lớp dịch vụ ứng dụng (Application Services Layer)
Lớp dịch vụ ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ sử dụng truyền tải trên nền mạng Ethernet của mạng MAN-E. Có nhiều dịch vụ trong đó bao gồm cả các việc sử dụng lớp ETH như một lớp TRAN cho các lớp khác như: IP, MPLS, PDH DS1/E1 …
2.1.5 Các điểm tham chiếu trong mạng MAN – E
Điểm tham chiếu trong mạng MAN-E là tập các điểm tham chiếu lớp mạng được sử dụng để phân các vùng liên kết đi qua các giao diện. hình vẽ 2.3 chỉ ra các quan hệ giữa các thành phần kiến trúc bên ngoài và mạng MAN-E. Các thành phần bên ngoài bao gồm:
- Từ các thuê bao đến các dịch vụ MAN-E - Từ các mạng MAN-E khác
MAN-E độc lập có thể kết nối với nhau tại điểm tham chiếu External NNI (E-NNI). Một mạng MAN-E có thể kết nối với các mạng dịch vụ và truyển tải khác tại điểm tham chiếu liên mạng Network Interworkinh NNI (NI-NNI) hoặc điểm tham chiếu liên dịch vụ Service Interworking NNI (SI-NNI).
Hình 2.4: Giao diện UNI và mô hình tham chiếu MAN-E
Giao diện UNI sử dụng để kết nối các thuê bao đến nhà cung cấp dịch vụ MAN-E.UNI cũng cung cấp điểm tham chiếu giữa các thiết bị mạng MAN-E thuộc nhà cung cấp dịch vụ và các thiết bị truy nhập của khách hàng. Vì vậy UNI bắt đầu từ điểm cuối của nhà cung cấp dịch vụ và điểm đầu của khách hàng, Giao diện UNI phía nhà cung cấp dịch vụ là điểm tham chiếu UNI-N. Giao diện phí khách hàng là điểm tham chiếu UNI-C. Phân biệt giữa UNI-N và UNI-C là điểm tham chiếu T. Trong phần các thiết bị khách hang thường được chia thành thiết bị truy nhập và thiết bị người sử dụng đầu cuối. giữa hai thiết bị này có điểm tham chiếu S.
2.1.6 Các thành phần vật lý trong mạng MAN – E
Các thiết bị vật lý trong mạng là các thành phần mạng (NE: Network Element) trong mạng MAN-E. Một thiết bị có thể có nhiều chức năng khác nhau và thuộc nhiều lớp khác nhau trong mô hình mạng MAN-E.
• Các thiết bị biên khách hàng (CE: customes Edge)
Thiết bị CE là thành phần vật lý thuộc kiến trúc mạng MAN-E thực hiện các thành phần chức năng thuộc mạng khách hàng để yêu cầu các dịch vụ từ nhà cung cấp mạng MAN-E. Các thành phần chức năng riêng lẻ của một CE có thể hoàn toàn thuộc phía khách hàng hoặc hoàn toàn thuộc phía nhà cung cấp dịch vụ. Một thiết bị CE tối thiểu phải đáp ứng được khả năng làm việc với giao diện UNI-C. Thiết bị CE có thể là Swtich(Ethernet, Router(IP/MPLS) hoặc một thiết bị đầu cuối. thông thường các thành phần chức năng của CE có thể thuộc lớp ETH layer, TRAN layer hoặc APP layer.
• Thiết bị biên nhà cung cấp dịch vụ (PE: Provider Edge)
Thiết bị PE là các router có chức năng cung cấp chức năng kết nối đến khách hàng hoặc kết nối đến mạng ngoài khác thuộc lớp ETH. Khi cung cấp kết nối đến khách hàng, thiết bị PE cung cấp tập các chức năng liên quan đến giao diện UNI-N.
• Thiết bị lõi của nhà cung cấp dịch vụ (P: Provider Core)
Thiết bị P hay còn gọi là Core Router, là các router khác của nhà cung cấp dịch vụ thuộc lớp ETH leyer, thiết bị P không tham gia vào các chức năng thuộc giao diện UNI-N/E-NNI.
• Thiết bị kết cuối mạng (NT: Network Termination)