2.8 KHễI PHỤC MẠNG QUANG
2.8.5 Phục hồi lớp dịch vụ
Thiết bị lớp dịch vụ điển hỡnh là cỏc bộ định tuyến cú khả năng thực hiện nhiều chức năng bảo vệ và khụi phục. Đặc biệt trong cỏc mạng quang đa bƣớc súng khụi phục IP đƣợc sử dụng để thực hiện phục hồi kết nối mạng từ đầu đến cuối.
a) Chuyển mạch bảo vệ tự động
Chuyển mạch bảo vệ tự động (APS) đó đƣợc sử dụng nhiều trong cỏc mạng SONET hoặc bảo vệ phõn đoạn ghộp kờnh (MPS) đó sử dụng trong mạng SDH
cũng cú thể sử dụng trong mạng quang. Cỏc kết cuối DWDM cú thể cung cấp cỏc giao tiếp làm việc hoặc bảo vệ tuõn thủ bảo vệ SONET/SDH, nhƣ đƣợc minh hoạ trong hỡnh 2.22. Trong trƣờng hợp cú hƣ hỏng , chuyển mạch giao diện cú thể thực hiện qua MPS/APS. Điều này yờu cầu cỏc bộ chuyển đổi của thiết bị DWDM xử lý byte mào đầu SDH/SONET nhờ MPS/APS tuơng ứng.
Những ứng dụng nhƣ vậy rất phổ biến trong việc thực thi mạng, ở đõy sử dụng thiết bị SDH/SONET thế hệ mới đƣợc tớch hợp cỏc tớnh năng DWDM. Bảo vệ MPS/APS cú hai nhƣợc điểm chủ yếu. Thứ nhất, đú là 50% dung lƣợng toàn bộ một giao diện bị bỏ phớ cho mục đớch bảo vệ ; thứ hai là chuyển mạch giao diện vẫn cần sự tỏi hội tụ giao thức định tuyến. OADM Mào đầu đoạn lặp Mào đầu đoạn ghép kênh K1 K2 Con trỏ AU Payload M ào đ ầu lu ồn g Khung SDH Bộ chuyển đổi bảo vệ Bộ chuyển đổi hoạt động
Hình 2.22 Bảo vệ giao diện với chuyển mạch bảo vệ tự động
b) Chuyển mạch bảo vệ thụng minh
Ring DPT hai sợi tự hàn gắn cú khả năng phục hồi tăng là do chức năng IPS của SRP, giao thức MAC lớp hai đƣợc DPT sử dụng. Trong trƣờng hợp cú hƣ hỏng tuyến hoặc nỳt, thỡ IPS sẽ khởi tạo vũng ring ngoài và phỏt lƣu lƣợng lờn sợi bảo vệ, nhƣ đƣợc thể hiện trờn hỡnh 2.23. IPS cú thể xem nhƣ bản sao của MSP/APS sử dụng trong mạng SDH/SONET; tuy nhiờn, nú cú một số điểm nổi trội hơn APS. IPS khụng kớch/khử hoạt động cỏc kờnh hoặc sợi nào đú, giống nhƣ DPT, hoạt động dựa trờn cụng nghệ gúi. IPS sẽ gửi lần nữa lƣu lƣợng ghộp kờnh thống kờ cú hiệu quả. Nú tớch hợp lớp 2 và lớp 3 vào trong cơ chế bảo vệ này, ngƣợc với APS nú hoạt động hoàn toàn đọc lập với định tuyến lớp 3. Nhờ tớch hợp lớp 3, IPS cú khả năng truy nhập vào thụng tin lớp 3. Do đú, IPS cú thể phõn phỏt băng tần đảm bảo cho
cỏc ứng dụng thoại, video,.. và dành băng tần cũn lại cho lƣu lƣợng cố gắng tối đa. Nhờ thời gian bảo vệ IPS thấp hơn 100ms nờn khụng cần đến tỏi hội tụ giao thức định tuyến. Sự cố đứt cỏp cú thể đƣợc xử lý hoàn toàn ở lớp 2.
Ring bao bọc Ring trong Tuyến hỏng Hình 2.23 Bao bọc Ring bằng IP Ring ngoài c) Khụi phục IP
Khụi phục theo ứng dụng: Thực hiện khụi phục lớp 3 sẽ đem lại một số lợi điểm nhất định. Tớnh mềm dẻo sẽ cao hơn khi cung cấp cỏc luồng khụi phục. Vớ dụ, lƣu lƣợng thoại rất nhạy trễ và jitter cú thể đƣợc phõn biệt và khụi phục ở mức cao nhất. Mặt khỏc, lƣu lƣợng internet cú thể đƣợc duy trỡ ở mức thấp nhất, bởi vỡ nú cú thể dễ dàng thực hiện đệm và định tuyến trong mạng. Vỡ lý do này, cỏc nhà cung cấp dịch vụ cú thể xỏc định cỏc tập lƣu lƣợng và đƣa ra một số lựa chọn cho khỏch hàng.
Hội tụ định tuyến lớp 3: Ngoài ƣu điểm về tớnh mềm dẻo, khụi phục IP ở
mức này cú một nhƣợc điểm đú là thời gian khụi phục cỏc giao thức định tuyến nhƣ OSPF, IS-IS hoặc BGP phải mất tới vài giõy. Bộ định tuyến thời gian và cỏc cơ chế định tuyến tạo nờn tớnh ổn định cho mạng nhƣng lại dẫn tới thời gian hội tụ quỏ dài. Cú một giải phỏp là kỡm thời gian khụi phục lớp 3 xuống để giảm giỏ thời gian giao thức định tuyến. Bằng cỏch này, thời gian hội tụ cú thể điều chỉnh xuống 1 tới 2 giõy. Tất nhiờn, điều này sẽ dẫn tới lƣu lƣợng cao hơn đƣợc sinh ra bởi bản thõn giao thức định tuyến. Do đú sẽ khụng gặp phải vấn đề gỡ khi băng tần tăng một cỏch đột ngột nhƣ vậy. Sử ảnh hƣởng của khả năng phỏ vỡ tuyến tăng và độ khụng ổn định của giao thức định tuyến khụng đƣợc quan tõm nhiều bởi vỡ tuyến và cỏc thiết
bị mạng đó cú tớnh phục hồi cao. Một giải phỏp khả thi khỏc, đú là cỏc giao diện bộ định tuyến sử dụng cơ chế lớp 1 hoặc lớp 2 để xỏc định lỗi hƣ hỏng tuyến và ngay lập tức thụng bỏo lỗi cho phƣơng tiện định tuyến.
Cõn bằng tải: Cõn bằng tải là một kỹ thuật phổ biến để tăng tớnh dự phũng cho mạng. Khi sử dụng cõn bằng tải, cỏc tuyến song song đƣợc sử dụng để phõn lƣu lƣợng và truyền chỳng trờn cả hai luồng đồng thời. Để sử dụng cõn bằng tải cần sử dụng giao thức định tuyến mà gỏn giỏ trị tớnh theo một cho tuyến thụng qua mạng. Với kết quả đú, cỏc tuyến song song cú cựng đơn vị giữa điểm nguồn và điểm đớch; do đú giao thức định tuyến cú hai cổng vào bảng định tuyến cho cựng đớch.
Hỡnh 2.24 mụ tả cỏch thực hiện cõn bằng tải để bảo vệ luồng lƣu lƣợng giữa cỏc bộ định tuyến A và D, và giữa cỏc bộ định tuyến B và E. Trong trƣờng hợp đứt cỏp, giao thức định tuyến sẽ huỷ cổng nối tới tuyến cú sai hỏng và kớch thớch bảng định tuyến của nú.
A B
C E
Hình 2.24 Cân bằng tải OSPF thông qua lõi hình mesh
Đ-ờng LSP dự phòng Đ-ờng LSP
chính
Hình 2.25 Luồng hoạt động và dự phòng đ-ợc thiết lập bằng việc sử dụng các luồng chuyển mạch nhãn
Tỏi định tuyến nhanh MPLS-TE: Một giải phỏp rất tốt để thực thi chức năng này ở lớp dịch vụ là sử dụng cơ chế khụi phục MPLS-TE. Cơ chế này rất linh hoạt trong việc phõn luồng, tuyến hoặc nỳt nào cần đƣợc bảo vệ. Hơn nữa, cú thể xỏc định đƣợc kiểu lƣu lƣợng nào cần đƣợc bảo vệ cũng nhƣ bao nhiờu tài nguyờn cần dữ lại cho tuyến dự phũng. MPLS-TE cho phộp bảo vệ luồng và bảo vệ tuyến/nỳt. Bảo vệ luồng đƣợc biểu hiện nhƣ trong hỡnh 2.25, nú sử dụng luồng dự
phũ ng từ đầu cuối đến đầu cuối để khụi lƣu lƣợng trong trƣờng hợp cú sự cố. Thời gian khụi phục đạt đƣợc cú thể lớn hơn hoặc bằng 1 giõy. Đối với lƣu lƣợng thời gian thực hoặc lƣu lƣợng quan trọng , bảo vệ cục bộ của tuyến hoặc nỳt nào đú cú thể đƣợc định tuyến lƣu lƣợng qua mạng cú sự cố nhỏ hơn 50ms.
MPLS-TE xỏc định một thuật ngữ trung kế, đặc trƣng cho nhúm luồng lƣu lƣợng cú cựng nỳt đi vào và đi ra của mạng MPLS. Mỗi trung kế lƣu lƣợng đƣợc gỏn một số thuộc tớnh trung kế. Một trong số chỳng là tớnh phục hồi, nú xỏc định cỏch lƣu lƣợng đƣợc bảo vệ. Bằng việc sử dụng cỏc thuộc tớnh phục hồi thỡ cú thể xỏc định đƣợc một vài chớnh sỏch khụi phục nhằm để xử lý sự cố trong mạng.
2.9 KẾT LUẬN
Truyền tải với lƣu lƣợng lớn, tốc độ bit cao, và độ an toàn mạng cao cú thể đƣợc thực hiện nhờ kỹ thuật WDM. Với WDM, chỳng ta cú thể ghộp nhiều bƣớc súng vào và cựng truyền trờn mụi trƣờng sợi quang. Ta cú thể sử dụng kỹ thuật truyền tải WDM để xõy dựng nờn cỏc mạng truyền tải với cỏc cấu trỳc điểm- điểm, vũng, hay hỡnh lƣới. Tƣơng ứng với mỗi cấu trỳc mạng, cỏc yờu cầu đối với thiết bị sử dụng trong cấu trỳc đú là khỏc nhau, ứng dụng cho cỏc vựng địa lý khỏc nhau. Cấu trỳc điểm-điểm, sử dụng cho cỏc tuyến truyền tải đƣờng dài, trong khi đú cấu trỳc ring dựng trong cỏc mạng đụ thị. Khi cú yờu cầu xen hay rẽ một phần lƣu lƣợng trờn tuyến truyền dẫn thỡ cỏc bộ OADM đƣợc sử dụng nhƣ là sự lựa chọn tối ƣu. Sự ra đời của cỏc bộ kết nối chộo quang OXC, cho phộp cú thể xõy dựng cỏc mạng WDM hỡnh lƣới với khả năng cấu hỡnh mạng linh hoạt. Mạng cú thể cấu hỡnh lại khi gặp sự cố ở cỏc tuyến truyền dẫn.
Khi xõy dựng cỏc hệ thống WDM, việc lựa chọn cỏc thiết bị sao cho phự hợp với sợi quang phải đặc biệt chỳ ý. Trong nội cung của chƣơng này đó trỡnh bày cỏc loại thiết bị cũng nhƣ đặc tớnh kỹ thuật của nú khi sử dụng trong hệ thống WDM. Trong đú đặc biệt chỳ ý đến bộ khuếch đại quang EDFA, chớnh sự phỏt triển của nú đó làm cho WDM trở nờn khả thi và cú nhiều ứng dụng trong mạng truyền tải.
CHƢƠNG 3
THIẾT KẾ MẠNG QUANG SỬ DỤNG CễNG NGHỆ WDM