LCAS hoạt động dựa trên việc trao đổi gói điều khiển giữa đầu phát và đầu thu. Những gói điều khiển được gởi liên tục, ngay cả khi không có thay đổi trong thông tin mà nó chứa. Mỗi gói điều khiển mô tả trạng thái của thành viên trong gói điều khiển kế tiếp. Những thay đổi được gởi tới phía nhận để có thể chuyển tới một cấu hình mới ngay khi nó tới và được xác nhận.
- Trong hướng đi :
+ Trường chỉ thị đa khung (MFI – Multi Frame Indicator). + Trường chỉ thị số thứ tự (SQ – Sequence Number). + Trường điều khiển (CTRL - Control).
+ Bit nhận dạng nhóm (GID - Group Identification).
- Trong hướng về :
+ Trường trạng thái thành viên (MST – Member Status).
+ Bit xác nhận thay đổi thứ tự ( RS-Ack : Re-Sequence Acknowledge).
Chú ý : các gói điều khiển của tất cả thành viên thuộc một VCG chứa MST và RS-Ack giống nhau.
- Ở cả hai hướng:
+ Trường CRC.
+ Những bit không được sử dụng được dự trữ và sẽ được thiết lập bằng ‘0’.
3.7.1.1. Trường địa chỉ đa khung (MFI)
Tại phía nguồn giá trị MFI của tất cả các thành viên trong nhóm ghép chuỗi ảo VCG là bằng nhau và tăng sau mỗi khung. MFI sử dụng cơ chế được triển khai giữa bộ phát VCG và bộ thu VCG nhằm xác định trễ chênh lệch và sử dụng cho việc tổ chức lại các thành viên trong cùng một VCG, qua đó giúp đồng bộ lại tất cả các khung container thành viên của một VCG trước khi quá trình khôi phục lại khung container tải trọng gốc C-n-Xc được thực hiện. Giá trị của trường này có thể như nhau đối với tất cả các thành viên của VCG, nằm trong khoảng 0-4095 đối với HO-VCAT và 0-31 đối với LO-VCAT. MFI được sử dụng để xác định sự khác nhau về độ trễ lan truyền của các thành viên riêng lẻ thuộc một VCG gây ra bởi quá trình định tuyến khác nhau thông qua mạng.
3.7.1.2. Trường chỉ thị dãy (SQ)
Là chỉ số xác định duy nhất cho từng thành viên trong VCG. Chú ý rằng điều này khác với VCAT với SQ được cung cấp bởi NMS. Đối với HO- VCAT thì SQ nằm trong khoảng 0-255 (256 là số thành viên lớn nhất trong một VCG), và trong khoảng 0-63 đối với LO-VCAT (64 là số thành viên lớn nhất trong một VCG).
3.7.1.3. Trường điều khiển (CTLR)
Sử dụng để truyền trạng thái của mỗi thành viên từ phía nguồn đến phía đích. Thông tin trạng thái được sử dụng để đồng bộ hóa phía đích với phía nguồn và cung cấp trạng thái của mỗi thành viên riêng lẻ trong một nhóm
(bảng 3.10). Vào thời điểm ban đầu của một VCG, tất cả thành viên sẽ gửi mã CTRL = IDLE.
Bảng 3.10. Các từ mã điều khiển
Giá trị Mã Ý nghĩa
0000 FIXED Băng thông cố định và không sử dụng LCAS.
0001 ADD Thành viên chuẩn bị được thêm vào VCG.
0010 NORM Truyền tải bình thường
0011 EOS Thành viên có số thứ tự cao nhất và truyền bình thường. 1111 IDLE Thành viên này không thuộc nhóm hoặc sắp bị loại bỏ. 0101 DNU Không sử dụng (tải trọng), phía thu nhận biết lỗi.
3.7.1.4. Bit nhận dạng nhóm (GID)
Nhận dạng nhóm đối với VCG. Tất cả các thành viên của cùng một VCG đều có cùng một giá trị GID trong những khung với cùng giá trị MFI. GID đảm bảo rằng tất cả các tín hiệu thành viên đều xuất phát từ cùng một bộ phát xác định. Nội dung của bit GID là ngẫu nhiên sử dụng mẫu 215-1.
3.7.1.5. Trường trạng thái thành viên(MST)
Đây là một báo cáo trạng thái ngắn gọn của tất cả các thành viên của một VCG (OK hoặc FAIL) gửi từ bộ thu trở lại bộ phát. Phương thức đa khung được sử dụng để gửi toàn bộ báo cáo này của tất cả các thành viên trong VCG. Khi bắt đầu một VCG, tất cả thành viên gửi MST=FAIL. Các thành viên tại phía đích mà không phải là một thành viên của một VCG (IDLE) được được thiết lập trạng thái FAIL.
3.7.1.6. Trường kiểm tra (CRC)
Kiểm tra phê chuẩn để bảo vệ sự toàn vẹn của mỗi bản tin điều khiển VCAT. Nếu kiểm tra CRC thất bại thì các nội dung mào đầu VCAT sẽ không được sử dụng. Kiểm tra CRC được thực hiện trên từng gói tin điều khiển sau khi đã nhận được, và nội dung bị loại ra nếu kiểm tra thấy lỗi. Nếu gói tin điều khiển qua được kiểm tra CRC, thì nội dung của nó được sử dụng ngay
lập tức. Để đơn giản hoá đa khung MFI cho phép bỏ qua kết quả kiểm tra CRC cho gói tin điều khiển đối với phần tử MFI được kiểm tra bởi CRC sao cho xử lý đa khung có thể sử dụng phần tử MFI tương đương với trường hợp xử lý liên kết ảo không dùng LCAS.
3.7.1.7. Bit xác nhận thay đổi thứ tự (RS-Ack)
Bất kỳ thay đổi nào liên quan số thứ tự, phía đích nhận được và gửi về phía phát thông qua đảo bit RS-Ack nhằm thông báo chấp nhận thay đổi. Bit RS-Ack chỉ có thể bị đảo sau khi đã đánh giá trạng thái của tất cả thành viên. Việc đảo bit RS-Ack sẽ công nhận giá trị MST của đa khung trước. Nếu như việc đảo RS-Ack không được phát hiện tại phía nguồn, việc đồng bộ hóa giữa phía nguồn và đích được thực hiện bằng cách sử dụng bộ đếm thời gian chờ RS-Ack. Bộ đếm này bắt đầu khi có sự thay đổi số thứ tự của các thành viên trong một VCG.
3.7.2. Các chức năng chính của LCAS
3.7.2.1. Thêm thành viên (Tăng dung lượng)
Bước 1: Điều kiện đầu là trong một VCG n thành viên, phần đích đang truyền đi SQ = (n-1) và CTRL = EOS. Thành viên thêm vào chưa phải là 1 phần của VCG đang truyền đi SQ = (max) và CTRL = IDLE tại phía nguồn và MST = FAIL tại phía đích.
Bước 2: NMS phát đi lệnh MI_ADD đến LCAS ở phía nguồn và LCAS ở phía đích. Do trong ví dụ này có 2 bộ phận được thêm vào nên LCAS sẽ gán SQ = (n) cho thành viên (a) và gán SQ = (n + 1) cho thành (b).
Bước 3: Tại phía nguồn, các thành viên thêm vào thay đổi trường CTRL = IDLE thành CTRL = ADD và truyền lệnh này đi cùng với các chỉ số SQ được gán. Vì mạng phát hiện và khắc phục độ trễ là khác nhau và độ trễ do kiểm tra kết nối tại phía đích mà trường CTRL = ADD của thành viên (b) được phát hiện trước tiên bởi LCAS. Do đó việc thay đổi lệnh MST = FAIL thành MST = OK từ thành viên (b) đến phía nguồn trước tiên. Các số thứ tự được gán cho các thành viên bổ sung phải được thay đổi nên thành viên (b) sẽ
được gán lại số SQ = (n). Do đó, thành viên bổ sung (a) sẽ được gán lại số SQ = (n+1). Lưu ý, trong ví dụ thành viên mới (b) phản hồi lệnh MST = OK trước thành viên mới (a). Nhìn chung thành viên đầu tiên phản hồi bằng MST = OK sẽ được gán SQ = n, sau đó đến thành viên mới tiếp theo phản hồi bằng MST = OK sẽ được gán SQ = (n+1), vvv... Nếu vì bất cứ lý do nào mà một thành viên thêm vào không phản hồi bằng MST = OK trong khoảng thời gian xác định thì LCAS ở phía nguồn có thể báo thất bại của phần đó cho NMS.
Bước 4: Thành viên (b) sẽ bắt đầu truyền đi trường CTRL = EOS và thành viên trước đó đã truyền đi trường CTRL = EOS sẽ thay đổi trường CTRL của mình thành NORM. LCAS tại phía nguồn sẽ dừng việc định giá trị MST cho đến khi nhận được sự dịch chuyển RS-Ack hay hết thời gian chờ.
Bước 5: Tại phía đích, việc thay đổi kích thước VCG sẽ bị phát hiện bằng việc theo dõi số SQ. Đó chính là sự phản hồi đến phía nguồn bằng cách di chuyển bit RS-Ack. Khi LCAS ở phía nguồn phát hiện sự di chuyển, nó sẽ định lại giá trị MST. LCAS ở phía đích sẽ thêm tải trọng của thành viên bổ sung (b) vào trong tổng tải trọng VCG.
Bước 6: Cuối cùng, lệnh MST = OK cho phép thành viên (a) đến phía nguồn. Trong ví dụ này không yêu cầu thêm sự điều chỉnh tuần tự .
Bước 7: Thành viên (a) sẽ bắt đầu truyền đi CTRL = EOS và thành viên được thêm vào trước đó là (b) sẽ thay đổi mã CTRL thành NORM. LCAS sẽ kết thúc lệnh MST cho đến khi nhận thấy sự dịch chuyển của RS- Ack hoặc hết thời gian chờ.
Bước 8: Sự thay đổi kích thước VCG được phát hiện tại phía đích do sự thay đổi số SQ và kết quả là bit RS-Ack bị dịch chuyển. LCAS ở phía đích sẽ bổ sung tải trọng của thành viên thêm vào (a) vào tổng tải trọng VCG.
Hình 3.26. Quá trình thêm 2 thành viên 3.7.2.2. Xóa một thanh viên không phải là thanh viên cuối
Bước 1: Điều kiện đầu là trong một VCG với n thành viên, thành viên cuối trong dãy thứ tự đang truyền đi SQ = (n -1) và trường CTRL = EOS. Thành viên (b) đang truyền đi SQ = (n-2) và phát hiện một sự cố mạng được báo cáo bởi MST = FAIL. Kết quả là thành viên này đang truyền đi trường CTRL = DNU. Các thành viên vận hành khác bao gồm thành viên (a) đang
NMS Source Sink Sink Sink
MI-ADD SQ=(n+1) CTLR=ADD SQ=(n) CTLR=ADD MST=OK CTLR=NORM SQ=(n) CTLR=EOS MST=OK CTLR=NORM CTLR=EOS toggie AS-Ack toggie AS-Ack SQ=(n+1) SQ=(n-1) CTLR=EOS MST=OK LCAT VCG(n) SQ=(max) CTLR=IDLE MST=FAIL SQ=(max) CTLR=IDLE MST=FAIL LCAT VCG(n+2) CTLR=NORMSQ=(n-1) MST=OK SQ=(n+1) CTLR=EOS MST=OK SQ=max CTLR=NORM MST=OK Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5 Step 6 Step 7 Step 8 Step 9
truyền đi trường CTRL = NORM.
Bước 2: Tổng tải trọng được truyền đi bởi VCG phải được giảm bớt. Trong ví dụ này là loại bỏ thành viên (a) và (b). NMS phát ra lệnh MI_REM đến LCAS ở phía nguồn để sẵn sàng cho việc loại bỏ 2 thành viên trên.
Hình 3.27. Quá trình xóa thành viên không phải thành viên cuối
Bước 3: Tại phía Nguồn, thành viên (a) và (b) bắt đầu truyền đi trường CTRL = IDLE và SQ = (max). Cùng lúc đó kích thước tải trọng VCG bị giảm đi và được phân phối trên các thành viên dự phòng có ích còn lại. Tất cả các thành viên có số SQ lớn hơn số SQ gốc của các thành viên bị loại bỏ sẽ được gán số thứ tự mới để giữ cho thứ tự VCG được liên tiếp. Trong ví dụ này, thành viên cuối của VCG sẽ bắt đầu truyền đi SQ = (n-3). LCAS tại phía nguồn sẽ kết thúc việc định giá trị MST cho đến khi nhận được sự dịch
NMS Source Sink Sink Sink
Fault SQ=(n-3) CTLR=IDLE SQ=(max) MST=FAIL CTLR=NORM toggie AS-Ack SQ=(n-3) CTLR=NORM MST=OK LCAT VCG(n) SQ=(n-2) CTLR=DNU MST=FAIL SQ=(n-1) CTLR=EOS MST=OK LCAT VCG(n-2) CTLR=IDLESQ=(max) MST=FAIL SQ=(max) CTLR=IDLE MST=FAIL SQ=(n-3) CTLR=EOS MST=OK Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5 MI-REM CTLR=IDLE SQ=(max) MI-REM Member (b) Member (a)
chuyển RS-Ack hoặc hết thời gian chờ.
Bước 4: Tại phía đích, việc thay đổi kích thước VCG, tức là giảm số thứ tự được phát hiện. Nó được phản hồi lại đến phía nguồn bởi sự dịch chuyển của bit RS-Ack. Sau khi phát hiện ra, LCAS ở phía nguồn sẽ bắt đầu định lại giá trị MST. LCAS ở phía đích cũng phát hiện ra trường CTRL = IDLE của thành viên bị loại bỏ (a) và sẽ gửi MST = FAIL cho thành viên này. Giá trị MST cũng được cập nhật cuối cùng trong cùng một gói điều khiển để gửi đi sự dịch chuyển bit RS-Ack. Do sự cố mạng, lệnh ở thành viên đích không thể phát hiện ra trường CTRL = IDLE của thành viên (b) và sẽ duy trì sự chuyển tiếp MST = FAIL cho thành viên (b). Ngay lập tức, LCAS sẽ kết thúc việc sử dụng tải trọng của thành viên (a) trong việc ghép lại tổng tải trọng. Tải trọng của thành viên (b) không được dùng để ghép lại ngay khi phát hiện sự cố mạng.
Bước 5: Các thành viên bị loại bỏ có thể không được dự phòng bởi NMS, bằng cách phát ra lệnh MI_REM đến LCAS ở phía đích. NMS hiện tại có thể phá vỡ đưỡng dẫn các thành viên bị loại bỏ thông qua mạng lưới. Cả 2 thành viên bị chuyển đến trạng thái IDLE và sẽ không bị ảnh hưởng bởi các tín hiệu từ máy chủ hoặc trường CTRL.
3.7.2.3. Xóa thành viên cuối
Bước 1: Điều kiện đầu là trong một VCG với n thành viên, thành viên cuối trong dãy thứ tự đang truyền đi SQ = (n-1) và CTRL = EOS. Các thành viên vận hành có ích khác đang truyền đi trường CTRL = NORM.
Bước 2: Tổng tải trọng chuyển bởi VCG này phải được giảm bớt. Để thực hiện ở thành viên (a) - thành viên cuối trong dãy thứ tự bị loại bỏ. NMS phát ra lệnh MI_REM đến LCAS ở phía nguồn.
Bước 3: Tại phía nguồn, thành viên (a) bắt đầu truyền đi trường CTRL = IDLE và SQ = (max). Cùng lúc đó tải trọng VCG bị giảm đi và được phân phối trên các thành viên dự phòng có ích còn lại. Bởi vì thành viên cuối trong dãy thứ tự bị loại bỏ nên không yêu cầu gán lại số SQ. Trong trường hợp này thành viên cuối mới vẫn còn truyền đi SQ = (n-2). LCAS tại phía nguồn sẽ
kết thúc việc định giá trị MST cho đến khi nhận được sự dịch chuyển RS-Ack hay hết thời gian chờ.
Bước 4: Tại phía đích, việc thay đổi kích thước VCG, tức là giảm số thứ tự được phát hiện. Nó được phản hồi lại đến phía nguồn bởi sự dịch chuyển của bit RS-Ack. Sau khi phát hiện ra, phía nguồn sẽ bắt đầu định lại gía trị MST. LCAS ở phía đích cũng phát hiện ra trường CTRL = IDLE của thành viên bị loại bỏ (a) và sẽ gửi MST = FAIL cho thành viên này. Giá trị MST cũng được cập nhật cuối cùng trong cùng một gói điều khiển và gửi đi bit dịch chuyển RS-Ack. Ngay lập tức, LCAS sẽ kết thúc việc sử dụng tải trọng của thành viên (a) trong việc ghép lại tổng tải trọng.
Hình 3.28. Quá trình loại bỏ thành viên cuối
Bước 5: Các thành viên bị loại bỏ có thể không được dự phòng bởi NMS, nếu muốn, bằng cách phát ra lệnh MI_REM đến LCAS ở phía đích.
NMS Source Sink Sink
SQ=(n-3) CTLR=IDLE SQ=(max) CTLR=EOS togge RS-ACK LCAT VCG(n) SQ=(n-2) CTLR=NORM MST=OK SQ=(n-1) CTLR=EOS MST=OK LCAT VCG(n-1) CTLR=EOSSQ=(n-2) MST=OK SQ=(max) CTLR=IDLE MST=FAIL Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5 MI-REM MI-REM MST=FAIL
NMS hiện tại có thể phá vỡ đưỡng dẫn các thành viên bị loại bỏ thông qua mạng lưới.
3.7.3. Ứng dụng của LCAS
3.7.3.1. Phân bổ băng tần
LCAS với mục đích bổ sung cho VCAT, cung cấp các khả năng định cỡ lại ống lưu lượng đang sử dụng, LCAS cung cấp một cơ chế điều khiển có thể tăng hoặc giảm dung lượng trong một VCG nhằm đáp ứng nhu cầu băng tần tuỳ theo ứng dụng cụ thể. LCAS còn có thể tự động loại bỏ một tải thành viên nhất định của VCG nếu tải đó bị sự cố, do đó tránh sự cố cho toàn bộ kết nối VCAT.
3.7.3.2. Các cấu hình không đối xứng
Cần lưu ý rằng LCAS là một giao thức đơn hướng được thực hiện một cách độc lập tại 2 điểm đầu cuối. Đặc tính này cho phép cung cấp băng tần không đối xứng giữa hai node MSSP nhằm cấu hình các tuyến không đối xứng phù hợp với yêu cầu của khách hàng. Các đường truyền bất đối xứng này là khả năng thích hợp cho kết nối DSLAM cung cấp các dịch vụ internet.
3.7.3.3. Phục hồi mạng
Phục hồi mạng có lẽ là ứng dụng chính của LCAS. Chiến lược này bao gồm việc gửi đi lưu lượng sử dụng các đường dẫn. Trong trường hợp một đường dẫn bị hỏng ở một vài phần, LCAS sẽ cấu hình lại kết nối bằng cách sử dụng các bộ phận đang hoạt động và có thể tiếp tục truyền lưu lượng.
Sự đa dạng hóa đặc biệt quan trọng cho các mạng dữ liệu gói sử dụng bộ truyền đa thống kê giống như Ethernet. Các tín hiệu được truyền đi không cần phải đặc biệt nhạy cảm với độ trễ bởi vì giảm băng thông sẵn có thể tăng hàng đợi tại F-GFP. Thời gian khôi phục LCAS bắt đầu từ 64ms đối với VC-4 và các chuỗi ghép ảo bậc cao khác, và 128 ms đối với VC-12 và các dãy ghép ảo bậc thấp khác.
Đối với mạng IP, cấu trúc liên kết bộ định tuyến sẽ tiếp tục được sử dụng nhưng có ít băng tần hơn và do vậy sự chậm trễ sẽ tăng lên. Tuy nhiên, cần tránh các cấu hình phức tạp và tái tạo cấu hình giữa các bộ định tuyến.
Sự đa dạng hóa LCAS có thể kết hợp, thậm chí thay thế các kiến trúc