Metro Ethernet
Đặc điểm của cụng nghệ
Cụng nghệ Ethernet đó được xõy dựng và chuẩn hoỏ để thực hiện cỏc chức năng mạng lớp đường dữ liệu và lớp vật lý. Cụng nghệ này hỗ trợ cung cấp rất tốt cỏc dịch vụ kết nối điểm - điểm với cấu trỳc tụ-pụ mạng phổ biến theo kiểu ring và hub and spoke. Với cấu hỡnh hub and spoke, trong cỏc mạng cơ quan, khu văn phũng thường triển khai cỏc nỳt mạng là cỏc thiết bị Switch và cỏc thiết bị Hub. Nỳt mạng đúng vai trũ là cổng (gateway) kết nối kộp (dual home) với nỳt mạng thực hiện chức năng POP (Point Of Present) của nhà cung cấp dịch vụ để tạo nờn cấu trỳc mạng. Cỏch tổ chức mạng này xột về khớa cạnh kinh tế là tương đối đắt, bự lại mạng cú độ duy trỡ mạng cao và cú khả năng mở rộng, nõng cấp dung lượng.
Mạng tổ chức theo cấu trỳc tụ-pụ ring được ỏp dụng nhiều vỡ cú tớnh hiệu quả về mặt tiết kiệm chi phớ đầu tư xõy dựng mạng ban đầu. Tuy nhiờn, một trong những yếu điểm của cấu trỳc mạng kiểu này là khụng hiệu quả khi triển khai thuật toỏn định tuyến phõn đoạn hỡnh cõy (spanning-tree-algorithm); là một trong những thuật toỏn định tuyến quan trọng ỏp dụng trong mạng Ethernet do những hạn chế của cơ chế bảo vệ và dung lượng băng thụng hữu hạn của vũng ring. Cụ thể là thuật toỏn định tuyến phõn đoạn hỡnh cõy trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phõn đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thụng làm việc của vũng ring. Một điểm nữa là thuật toỏn định tuyến phõn đoạn hỡnh cõy cú thời gian hội tụ dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vũng ring (tiờu chuẩn là 50 ms).
Gigabit Ethernet là bước phỏt triển tiếp theo của cụng nghệ Ethernet, một cụng nghệ mạng đó được ỏp dụng phổ biến cho mạng cục bộ LAN (Local Area Network) hơn hai thập kỷ qua. Ngoài đặc điểm cụng nghệ Ethernet truyền thống, cụng nghệ Gigabit Ethernet phỏt triển và bổ sung rất nhiều cỏc chức năng và cỏc tiện ớch mới nhằm đỏp ứng yờu cầu đa dạng về loại hỡnh dịch vụ, tốc độ truyền tải, phương tiện truyền dẫn.
EVNTelecom 40 Hiện tại cỏc giao thức Gigabit Ethernet đó được chuẩn hoỏ trong cỏc tiờu chuẩn IEEE 802.3z, 802.3ae, 802.1w. Gigabit Ethernet cung cấp cỏc kết nối cú tốc độ 100 Mbớt/s, 1Gbớt/s hoặc vài chục Gbớt/s và hỗ trợ rất nhiều cỏc tiện ớch truyền dẫn vật lý khỏc nhau như cỏp đồng, cỏp quang với phương thức truyền tải đơn cụng (half-duplex) hoặc song cụng (full-duplex). Cụng nghệ Gigabit Ethernet hỗ trợ triển khai nhiều loại hỡnh dịch vụ khỏc nhau cho nhu cầu kết nối kết nối điểm - điểm, điểm - đa điểm, kết nối đa điểm... điển hỡnh là cỏc dịch vụ đường kết nối Ethernet ELS (Ethernet Line Service), dịch vụ chuyển tiếp Ethernet ERS (Ethernet Relay Service), dịch vụ kết nối đa điểm Ethernet EMS (Ethernet Multipoint Service). Một trong những ứng dụng quan trọng tập hợp chức năng của nhiều loại hỡnh dịch vụ kết nối là dịch vụ mạng LAN ảo VLAN (virtual LAN), dịch vụ này cho phộp cỏc cơ quan, doanh nghiệp, cỏc tổ chức kết nối mạng từ ở cỏc phạm vi địa lý tỏch rời thành một mạng thống nhất.
Ưu điểm của cụng nghệ:
- Cụng nghệ Ethernet cú khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao và cú đặc tớnh lưu lượng mạng tớnh đột biến và tớnh “bựng nổ”.
- Cơ cấu truy nhập CSMA/CD cụng nghệ Ethernet cho phộp truyền tải lưu lượng với hiệu xuất băng thụng và thụng lượng truyền tải lớn.
- Thuận lợi trong việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khỏch hàng. Khụng đũi hỏi khỏch hàng phải thay đổi cụng nghệ, thay đổi hoặc nõng cấp mạng nội bộ, giao diện kết nối.
- Theo thống kờ, cú tới 95% lưu lượng phỏt sinh bởi cỏc ứng dụng truyền tải dữ liệu là lưu lượng
- Etheret. Điều này xuất phỏt từ thực tế là hấu hết cỏc mạng truyền dữ liệu của cỏc cơ quan, tổ chức (mạng LAN, MAN, mang Intranet) hiện tại đều được xõy dựng trờn cơ sở cụng nghệ Ethernet.
- Sự phổ biến của cụng nghệ Ethernet tại lớp truy nhập sẽ tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc kết nối hệ thống với độ tương thớch cao nếu như xõy dựng một mạng dựa trờn cơ sở cụng nghệ Ethernet.
EVNTelecom 41 Điều này sẽ dẫn tới việc giảm đỏng kể chi phớ đầu tư xõy dựng mạng.
- Mạng xõy dựng trờn cơ sở cụng nghệ Ethernet cú khả năng mở rộng và nõng cấp dễ dàng do đặc tớnh của cụng nghệ này là chia sẻ chung tiện ớch băng thụngtruyền dẫn và khụng thực hiện cơ cấu ghộp kờnh phõn cấp.
- Hầu hết cỏc giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng trong cụng nghệ Ethernet đó được chuẩn hoỏ (họ giao thức IEEE.802.3). Phần lớn cỏc thiết bị mạng Ethernet của cỏc nhà sản xuất đều tuõn theo cỏc tiờu chuẩn trong họ tiờu chuẩn núi trờn. Việc chuẩn hoỏ này tạo điều kiện kết nối dễ dàng, độ tương thớch kết nối cao giữa cỏc thiết bị của cỏc nhà sản xuất khỏc nhau.
- Quản lý mạng đơn giản Nhược điểm
Nếu chỉ xột cụng nghệ Ethernet một cỏch độc lập, bản thõn cụng nghệ này tồn tại một số nhược điểm sau đõy:
- Cụng nghệ Ethernet phự hợp với cấu trỳc mạng theu kiểu Hub (cấu trỳc tụ - pụ hỡnh cõy) mà khụng phự hợp với cấu trỳc mạng ring. Điều này xuất phỏt từ việc cụng nghệ Ethernet thực hiện chức năng định tuyến trờn cơ sở thuật toỏn định tuyến phõn đoạn hỡnh cõy (spanningtree-algorithm); là một trong những thuật toỏn định tuyến quan trọng ỏp dụng trong mạng Ethernet. Cụ thể là thuật toỏn định tuyến phõn đoạn hỡnh cõy trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phõn đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thụng làm việc của vũng ring.
- Thời gian thực hiện bảo vệ phục hồi lớn. Điều này cũng xuất phỏt từ nguyờn nhõn là thuật toỏn định tuyến phõn đoạn hỡnh cõy cú thời gian hội tụ dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vũng ring (tiờu chuẩn là 50 ms).
EVNTelecom 42 - Khụng phự hợp cho việc truyền tải loại hỡnh ứng dụng cú đặc tớnh lưu lượng nhạy cảm với sự thay đổi về trễ truyền tải (jitter) và cú độ ỡ (latency) lớn.
- Chưa thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho những dịch vụ cần truyền tải cú yờu cầu về QoS
Khả năng ỏp dụng
- Cụng nghệ Ethernet cú thể phự hợp triển khai cho việc xõy dựng lớp mạng lừi truy nhập, đảm bảo thực hiện chức năng “thu gom” dịch vụ, tớch hợp dịch vụ tại phõn lớp truy nhập của mạng. Điều này tớnh khả thi do do tớnh tương thớch cao về giao diện kết nối và cụng nghệ đối với khỏch hàng vỡ như đó núi ở trờn, mạng Ethernet được triển khai hầu hết đối với cỏc mạng nội bộ. Việc ỏp dụng cụng nghệ Ethernet ở phõn lớp mạng nào cũn phụ thuộc vào qui mụ, phạm vi của mạng cần xõy dựng và cũn phụ thuục vào cấu trỳc tụ-pụ mạng được lựa chọn phự hợp với mạng cần xõy dựng.
RPR/ 802.17
Cụng nghệ RPR thực chất là một cụng nghệ mạng được xõy dựng nhằm mục đớch thỏa món những yờu cầu về truyền tải lưu lượng dạng dữ liệu trong mạng. Thực tế là cả cụng nghệ Ethernet và cụng nghệ SDH thực hiện độc lập đều khụng phải là giải phỏp lý tưởng để thực hiện mạng; SDH cú nhiều ưu điểm khi xõy dựng mạng theo cấu trỳc Ring nhưng lại kộm hiệu quả khi truyền tải lưu lượng dạng dữ liệu. Ethernet cú thể truyền tải lưu lượng dạng dữ liệu một cỏch hiệu quả nhưng lại khú triển khai với cấu trỳc mạng Ring và khụng tận dụng được cỏc ưu diểm mà cấu trỳc này mang lại.
Điểm chủ yếu của cụng nghệ RPR là nú kiến tạo giao thức mới ở phõn lớp MAC (Media Acces Control). Giao thức này được ỏp dụng nhằm mục đớch tối ưu hoỏ việc quản lý băng thụng và hiệu quả cho việc triển khai cỏc dịch vụ truyền dữ liệu trờn vũng ring. RPR hoạt động ở phớa trờn so với Gigabit Ethernet và SDH và thực hiện cơ chế bảo vệ với giới hạn thời gian bảo vệ là 50 ms trờn cơ sở hai phương thức: phương thức STEERING và phương thức WRAPPING. Cỏc nỳt mạng RPR trong vũng ring cú thể thu cỏc gúi tin được địa chỉ hoỏ gửi đến nỳt đú
EVNTelecom 43 bởi chức năng DROP và chốn cỏc gúi tin gửi từ nỳt vào trong vũng ring bởi chức năng ADD. Cỏc gúi tin khụng phải địa chỉ của nỳt sẽ được chuyển qua. Một trong những chức năng quan trọng nữa của RPR là lưu lượng trong vũng ring sẽ được truyền tải theo 3 mức ưu tiờn là HIGH, MEDIUM, LOW tương ứng với 3 mức chất lượng dịch vụ QoS (quanlity of service). Hiện tại giao thức RPR đó được chuẩn hoỏ trong tiờu chuẩn IEEE 803.17 của Viện kỹ thuật Điện và Điện tử Hoa kỳ và đó cú rất nhiều hóng sản xuất thiết bị đó tung ra cỏc sản phẩm RPR thương mại.
Ưu điểm
- Thớch hợp cho việc truyền tải lưu lượng dạng dữ liệu với cấu trỳc ring.
- Cho phộp xõy dựng mạng ring cấu hỡnh lớn (tối đa cú thể đến 200 nỳt mạng).
- Hiệu suất sử dụng dung lượng băng thụng lớn do thực hiện nguyờn tắc ghộp kờnh thống kờ và dựng chung băng thụng tổng.
- Hỗi trợ triển khai cỏc dịch vụ multicast/broadcast
- Quản lý đơn giản (mạng được cấu hỡnh một cỏch tự động)
- Cho phộp cung cấp kết nối với nhiều mức SLA (Service Level Agreement) khỏc nhau.
- Phương thức cung cấp kết nối nhanh và đơn giản - Cụng nghệ đó được chuẩn húa
Nhược điểm
- Giỏ thành thiết bị ở thời điểm hiện tại cũn khỏ đắt.
- RPR chỉ thực hiện chức năng bảo vệ phục hồi trong cấu hỡnh ring đơn lẻ. Với cấu hỡnh ring liờn kết, khi cú sự cố tại nỳt liờn kết cỏc ring với nhau RPR khụng thực hiện được chức năng phục hồi lưu lượng của cỏc kết nối thụng qua nỳt mạng liờn kết ring.
- Cụng nghệ mới được chuẩn húa do vậy khả năng kết nối tương thớch kết nối thiết bị của cỏc hóng khỏc nhau là chưa cao.
EVNTelecom 44 - Cụng nghệ RPR phự hợp với việc xõy dựng mạng cung cấp kết nối với nhiều cấp độ thỏa thuận dịch vụ kết nối khỏc nhau trờn một giao diện duy nhất
- Cụng nghệ RPR rất phự hợp cho việc truyền tải lưu lượng Ethernet trờn cơ sở giải phỏp “Ethernet over RPR” do việc cụng nghệ RPR giải quyết được nhược điểm triển khai cấu trỳc mạng Ethernet Mesh và hỗ trợ Multicast/Broadcast trờn cấu trỳc này.
Cụng nghệ WDM (CWDM và DWDM)
Đặc điểm cụng nghệ
WDM là cụng nghệ truyền tải trờn sợi quang đó xõy dựng và phỏt triển từ những năm 90 của thế kỷ trước. WDM cho phộp truyền tải cỏc luồng thụng tin số tốc độ rất cao (theo lý thuyết dung lượng truyển tải tổng cộng cú thể đến hàng chục ngàn Gigabớt/s). Nguyờn lý cơ bản của cụng nghệ này là thực hiện truyền đồng thời cỏc tớn hiệu quang thuộc nhiều bước súng khỏc nhau trờn một sợi quang. Băng tần truyền tải thớch hợp của trờn sợi quang được phõn chia thành những bước súng chuẩn với khoảng cỏch thớch hợp giữa cỏc bước súng (đó được chuẩn húa bởi tiờu chuẩn G.692 của ITU-T), mỗi bước súng cú thể truyền tải một luồng thụng tin cú tốc độ lớn (chẳng hạn luồng thụng tin số tốc độ 10Gbớt/s). Do đú, cụng nghệ WDM cho phộp xõy dựng những hệ thống truyền tải thụng tin quang cú dung lượng gấp nhiều lần so với hệ thống thụng tin quang đơn bước súng. Hiện tại, sản phẩm và cỏc hệ thống truyền dẫn WDM đó được sản xuất bởi nhiều hóng sản xuất thiết bị viễn thụng và đó được triển khai trờn mạng của nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thụng trờn thế giới.
Trong cụng nghệ WDM cú 2 cụng nghệ chớnh là DWDM ( Dense Wavelength Division Multiplexing) và CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing). Hệ thống CWDM sử dụng cỏc kờnh tại cỏc bước súng cú khoảng cỏch 20 nm trong khi hệ thống DWDM sử dụng kờnh cú khoảng cỏch giữa cỏc kờnh là 0.4 nm. Trong cụng nghệ CWDM với 8 kờnh sử dụng cỏc bước súng: 1610 nm, 1590 nm, 1570 nm, 1550 nm, 1530 nm, 1510 nm, 1490 nm, 1470 nm. Khỏc với cụng nghệ CWDM, cụng nghệ DWDM sử dụng cỏc bước súng trong dải 1529 nm đến 1561 nm. Cụng nghệ DWDM sử dụng khoảng cỏch giữa cỏc bước súng là 0,4 nm nờn số lượng
EVNTelecom 45 bước súng được sử dụng tăng lờn thớch hợp với cỏc hệ thống cú dung lượng lớn 40/80/160 bước súng 10 Gbps. Hiện nay cụng nghệ CWDM được sử dụng chủ yếu đối với cỏc mạng Metro cú dung lượng trờn mỗi bước súng thấp 2,5 Gbps vỡ vậy để truyền với tốc độ cao 10Gbps cho mỗi bước súng thỡ cụng nghệ DWDM là phự hợp hơn
Ưu điểm
- Cung cấp cỏc hệ thống truyền tải quang cú dung lượng lớn, đỏp ứng được cỏc yờu cầu bựng nổ lưu lượng của cỏc loại hỡnh dịch vụ
- Nõng cao năng lực truyền dẫn cỏc sợi quang, tận dụng khả năng truyền tải của hệ thống cỏp quang đó được xõy dựng
Nhược điểm
- Giỏ thành thiết bị cũn khỏ cao, mới chỉ cung cấp lớp 1 cần kết hợp với cỏc thiết bị khai thỏc khỏc.
Khả năng ứng dụng
- Ứng dụng phự hợp cho những nơi mà mạng cũn thiếu về tài nguyờn cỏp/sợi quang, cần phải tận dung năng lực truyền tải của sợi quang. - Nõng cấp dung lượng, thay thế hệ thống truyền tải quang hiện cú - Ứng dụng cho những nơi mà cần dung lượng hệ thống truyền tải lớn
(mạng lừi, mạng đường trục).
Next Generation SDH/SONET
Đặc điểm cụng nghệ
Cụng nghệ SDH hiện tại là cụng nghệ truyền dẫn được ỏp dụng phổ biến nhất trong mạng của những nhà cung cấp dịch vụ trờn thế giới. Cụng nghệ SDH được xõy dựng trờn cơ sở hệ thống phõn cấp ghộp kờnh đồng bộ TDM với cấu trỳc phõn cấp ghộp kờnh STM-N cho phộp cung cấp cỏc giao diện truyền dẫn tốc độ từ vài Mbớt/s tới vài Gigabớt/s. Đặc tớnh ghộp kờnh TDM và phõn cấp ghộp kờnh đồng bộ của cụng nghệ SDH cho phộp cung cấp cỏc kờnh truyền dẫn cú băng thụng cố định và cố độ tin cậy cao với việc ỏp dụng cỏc cho chế phục hồi và bảo vệ, cơ chế quản lý hệ thống theo cấu trỳc tụ-pụ mạng phự hợp và đó được chuẩn húa bởi cỏc tiờu chuẩn của ITU-T.
EVNTelecom 46 Từ trước tới nay cụng nghệ truyền dẫn SDH được xõy dựng chủ yếu cho việc tối ưu truyền tải lưu lượng thoại. Theo những dự bỏo và phõn tớch về thị trường mạng viễn thụng gần đõy, cỏc doanh nghiệp cú sẽ gia tăng mạnh mẽ cỏc loại hỡnh dịch vụ truyền dữ liệu và cú xu hướng chuyển dần lưu lượng của cỏc dịch vụ thoại sang truyền tải theo cỏc giao thức truyền dữ liệu (vớ dụ như dịch vụ thoại qua IP (VoIP).. Trong khi đú, cỏc cơ sở hạ tầng mạng SDH hiện cú khú cú khả năng đỏp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng gia tăng trong tương lai gần. Do vậy yờu cầu đặt ra là cần phải cú một cơ sở hạ tầng truyền tải mới để cú thể đồng thời truyền tải trờn nú lưu lượng của hệ thống SDH hiện cú và lưu lượng của cỏc loại hỡnh dịch vụ mới khi chỳng được triển khai. Đú chớnh là lý do của việc hỡnh thành một hướng mới của cụng nghệ SDH, đú là SDH thế hệ kế tiếp SDH-NG.
Cỏc cụng nghệ để tạo ra SDH-NG được tập hợp chung trong một khỏi niệm đú là khỏi niệm truyền dữ liệu qua mạng SDH DoS (data over SDH). DoS là cơ cấu truyền tải lưu lượng cung cấp một số chức năng và cỏc giao diện nhằm mục đớch tăng hiệu quả của việc truyền dữ liệu qua mạng SDH. Mục tiờu quan trọng nhất mà cỏc hướng cụng nghệ núi trờn cần phải thực hiện được đú là phối hợp hỗ trợ lẫn nhau để thực hiện chức năng cài đặt/chỉ định băng thụng cho cỏc dịch vụ một cỏch