2.3.1. Mụ hỡnh kết nối Hub
Mụ hỡnh này thiết lập với cỏc nỳt thực hiện chức năng phõn lớp như mụ tả ở mục trờn. Cỏc kết nối giữa cỏc nỳt thiết bị ở đõy cú thể sử dụng cỏc tiện ớch truyền dẫn là cỏp quang hoặc cỏp đồng (dạng UTP). Trong khuụn khổ đề tài này chỳng ta chỉ quan tõm đến việc kết nối bằng cỏp quang.
(a)
(b)
Hỡnh 2.5 Mụ hỡnh kết nối Hub
Mụ hỡnh kết nối mạng Hub được mụ tả như trong hỡnh 2.3. Dạng của mụ hỡnh này cú thể được phõn chia thành 2 dạng mụ hỡnh: Mụ hỡnh Hub (hỡnh (a)) và mụ hỡnh Hub- and-Spoke (hỡnh (b)). Mụ hỡnh Hub-and-Spoke là dạng cải tiến của mụ hỡnh Hub nhằm nõng cao khả năng duy trỡ mạng khi cú hư hỏng tại cỏc nỳt thiết bị tại cỏc phõn lớp chức năng cũng như thực hiện việc phõn tải lưu lượng đối với những mạng cú cường độ trao đổi lưu lượng lớn. Tuy nhiờn so với mụ hỡnh Hub, mụ hỡnh Hub-and Spoke đũi hỏi số lượng thiết bị mạng tại nỳt tập trung, kết nối Backbone cũng như thiết bị truyền dẫn quang, tuyến cỏp/sợi quang là nhiều hơn, do võy chi phớ đầu tư xõy dựng mạng cao hơn.
2.3.2. Mụ hỡnh Ring
(b)
Hỡnh 2.6 Mụ hỡnh Ring
(a) mụ hỡnh kết nối Ring đơn, (b) mụ hỡnh kết nối Ring kộp
Dạng của mụ hỡnh Ring được thể hiện như trong hỡnh 2.4. Mụ hỡnh này cú hai dạng: dạng Ring kết nối đơn với nỳt kết nối mạng đường trục (hỡnh (a)) và mụ hỡnh Ring kộp cú dự phũng kết nối và chia sẻ lưu lượng tại nỳt mạng tập trung và nỳt mạng kết nối đường trục như hỡnh (b). Về thực chất mụ hỡnh kết nối mạng theo kiểu Ring cho phộp kết nối cỏc nỳt thiết bị mạng thụng qua một hệ thống truyền dẫn quang (thụng thường là hệ thống Ring SDH/WDM) hoặc cũng cú thể truyền trực tiếp trờn sợi quang (fiber dark); cỏc nỳt mạng nối với bằng một hay một cặp sợi quang. Về mặt trực quan, phương thức kết nối này khụng phõn cấp đường kết nối vật lý giữa cỏc nỳt mạng cú cỏc chức năng khỏc nhau trong vũng Ring (đối với nỳt mạng cung cấp kết nối với khỏch hàng và nỳt tập trung lưu lượng). Cỏc kết nối giữa cỏc nỳt thiết bị được thực hiện trờn cơ sở cung cấp cỏc kờnh (luồng ) kết nối theo kiểu TDM hoặc cỏc kết nối lụ- gic ảo ghộp kờnh thống kờ cỏc kết nối ảo theo cỏch thực hiện trong cỏc vũng Ring trờn cơ sở cụng nghệ SDH-NG.
2.3.3. Mụ hỡnh Hub-Ring
Mụ hỡnh Hub – Ring kết hợp được thể hiện như trong hỡnh 2.5. Theo đú, mụ hỡnh này cú thể phõn chia thành hai dạng: mụ hỡnh Hub – Ring kết nối đơn và mụ hỡnh Hub – Ring kết nối kộp. Mụ hỡnh Hub – Ring kết hợp kộp là dạng cải tiến của mụ hỡnh Hub – Ring kết hợp đơn, cho phộp nõng cao độ tin cậy của cỏc kết nối thiết bị khỏch hàng và thực hiện chức năng chia sẻ lưu lượng đối với nỳt tập trung lưu lượng và đối với nỳt kết nối mạng Backbone. Tuy nhiờn, do tăng cường thờm kết nối và nỳt thiết bị nờn chi phớ cho việc xõy dưng mạng theo mụ hỡnh Hub – Ring kết hợp kộp sẽ cao hơn so với mụ hỡnh Hub – Ring kết hợp đơn. Mụ hỡnh Hub – Ring kết hợp cú những đặc điểm giống với mụ hỡnh Ring như đó mụ tả ở trờn. Về mặt kết nối vật lý, mụ hỡnh này khụng phõn tuyến kết nối truyền dẫn giữa cỏc nỳt mạng tập trung và nỳt kết nối mạng Backbone do cỏc thiết bị thực hiện chức năng tương ứng được kết nối trờn cựng một vũng Ring; nghĩa là cỏc nỳt thiết bị mạng được kết nối thụng qua một hệ thống truyền dẫn quang (thụng thường là hệ thống Ring SDH, WDM...).
Cỏc kết nối giữa cỏc nỳt thiết bị trong vũng Ring được thực hiện trờn cơ sở cung cấp cỏc kờnh (luồng ) kết nối theo kiểu TDM hoặc cỏc kết nối lụ-gic ảo ghộp kờnh thống kờ cỏc kết nối ảo theo cỏch thực hiện trong cỏc vũng Ring trờn cơ sở cụng nghệ SDH- NG,WDM..). Cỏc nỳt mạng cung cấp kết nối tới khỏch hàng là cỏc kết nối quang điểm - điểm bằng một hay một cặp sợi quang hoặc được triển khai thụng qua một số cụng nghệ truy nhập quang, chảng hạn như cụng nghệ FTTO, PON).
(a)
(b)
Hỡnh 2.7 Mụ hỡnh Hub – Ring kết hợp
2.3.4. Mụ hỡnh Ring 2 lớp kết nối đơn
Dạng của mụ hỡnh Ring 2 lớp kết nối đơn được thể hiện như trong hỡnh 2.6. Cấu trỳc tụ-pụ của mụ hỡnh này được phõn chia rừ thành 2 lớp mạng riờng biệt: lớp mạng lừi MAN và lớp mạng biờn MAN. Mạng của 2 lớp này được tổ chức hoàn toàn theo cấu hỡnh tụ-pụ Ring và được phõn chia thành lớp Ring mạng biờn và lớp Ring mạng lừi MAN.
Hỡnh 2.8 Mụ hỡnh Ring 2 lớp kết nối đơn
Cỏc Ring lớp mạng biờn sử dụng để kết nối truyền tải lưu lượng của cỏc nỳt mạng truy nhập khỏch hàng và tập trung lưu lượng lờn nỳt mạng lừi. Tương tự như vậy, vũng Ring lừi sẽ được sử dụng là tiện ớch truyền dẫn quang để kết nối truyền tải lưu lượng giữa cỏc nỳt thiết bị mạng lừi và kết nối trao đổi lưu lượng với mạng trục (backbone). Cỏc vũng ring cú thể là SDH-SDH-NG/WDM. Cỏc kết nối giữa cỏc nỳt thiết bị được thực hiện trờn cơ sở cung cấp cỏc kờnh (luồng ) kết nối theo kiểu TDM hoặc cỏc kết nối lụ-gic ảo ghộp kờnh thống kờ cỏc kết nối ảo theo cỏch thực hiện trong cỏc vũng Ring trờn cơ sở cụng nghệ SDH-NG.
2.3.5. Mụ hỡnh Ring 2 lớp kết nối kộp
Hỡnh 2.9 Mụ hỡnh Ring 2 lớp kết nối kộp
Dạng của mụ hỡnh Ring 2 lớp kết nối kộp được thể hiện như trong hỡnh 2.7. Cấu trỳc tụ-pụ của mụ hỡnh này cũng được phõn chia rừ thành 2 lớp mạng riờng biệt: lớp mạng lừi MAN và lớp mạng biờn MAN. Mạng của 2 lớp này được tổ chức hoàn toàn theo cấu hỡnh tụ-pụ Ring và được phõn chia thành lớp Ring mạng biờn và lớp Ring mạng lừi MAN. Cỏc Ring lớp mạng biờn sử dụng để kết nối truyền tải lưu lượng của cỏc nỳt mạng truy nhập khỏch hàng và tập trung lưu lượng lờn nỳt mạng lừi. Tương tự như vậy, vũng Ring lừi sẽ được sử dụng là tiện ớch truyền dẫn quang để kết nối truyền tải lưu lượng giữa cỏc nỳt thiết bị mạng lừi và kết nối trao đổi lưu lượng với mạng trục (backbone). Cỏc vũng ring cú thể là SDH-SDH-NG/WDM. Cỏc kết nối giữa cỏc nỳt thiết bị được thực hiện trờn cơ sở cung cấp cỏc kờnh (luồng ) kết nối theo kiểu TDM
hoặc cỏc kết nối lụ-gic ảo ghộp kờnh thống kờ cỏc kết nối ảo theo cỏch thực hiện trong cỏc vũng Ring trờn cơ sở cụng nghệ SDH-NG.
Tuy nhiờn, cấu trỳc kết nối của mụ hỡnh ring 2 lớp kết nối ring kộp này khỏc với mụ hỡnh ring 2 lớp kết nối đơn là mỗi một ring thuộc lớp mạng biờn kết nối với 2 nỳt mạng thuộc mạng lừi MAN. Phương thức kết nối này cho phộp nõng nõng cao khả năng dự phũng truyền tải lưu lượng lờn mạng lừi MAN trong trường hợp cú sự hư hỏng ở một trong hai nỳt kết nối mạng lừi MAN; khi đú lưu lượng tại cỏc nỳt truy nhập kết nối với nỳt mạng bị hỏng sẽ được định tuyến lại để truyền lờn mạng lừi MAN thụng qua nỳt đang hoạt động
2.3.6. Mụ hỡnh Ring 3 lớp kết nối đơn
Dạng của mụ hỡnh Ring 3 lớp kết nối đơn được thể hiện như trong hỡnh 2.8. Cấu trỳc tụ-pụ của mụ hỡnh này cũng được phõn chia rừ thành 2 lớp mạng riờng biệt: lớp mạng lừi MAN và lớp mạng biờn MAN. Trong đú lớp mạng biờn được phõn chia thành hai lớp mạng con: lớp mạng truy nhập MAN và lớp mạng tập trung lưu lượng. Theo đú thỡ cấu trỳc tụ-pụ của mạng truyền dẫn quang được tổ chức thành 3 lớp ring: lớp ring truy nhập, lớp ring tập trung và lớp ring mạng lừi MAN.Cỏc ring truy nhập thực hiện chức năng kết nối cỏc nỳt mạng truy nhập khỏch hàng và truyền tải lưu lượng đú lờn cỏc nỳt mạng tập trung lưu lượng. Cỏc ring tập trung thực hiện kết nối cỏc nỳt mạng tập trung và truyền tải lưu lượng lờn nỳt mạng lừi MAN. Ring lừi MAN thực hiện kết nối cỏc nỳt mạng lừi và truyền tải lưu lượng tới nỳt kết nối mạng đường trục (backbone). Cỏc vũng ring cú thể là ring SDH-SDH-NG/WDM. Cỏc kết nối giữa cỏc nỳt thiết bị được thực hiện trờn cơ sở cung cấp cỏc kờnh (luồng ) kết nối theo kiểu TDM hoặc cỏc kết nối lụ-gic ảo ghộp kờnh thống kờ cỏc kết nối ảo theo cỏch thực hiện trong cỏc vũng Ring trờn cơ sở cụng nghệ SDH-NG.
Hỡnh 2.10 Mụ hỡnh Ring 3 lớp kết nối đơn
2.3.7. Mụ hỡnh Ring 3 lớp kết nối kộp
Dạng của mụ hỡnh Ring 3 lớp kết nối kộp được thể hiện như trong hỡnh 2.9. Cấu trỳc tụ-pụ của mụ hỡnh này cũng tương tự như đối với mụ hỡnh ring 3 lớp kết nối đơn, chỉ cú một điều khỏc là: Mụ hỡnh ring 3 lớp kết nối đơn chỉ sử dụng một nỳt mạng liờn kết vũng ring giữa cỏc lớp, mụ hỡnh ring 3 lớp kết nối kộp sử dụng 2 nỳt mạng để liờn kết cỏc vũng ring giữa cỏc lớp.
Hỡnh 2.11 Mụ hỡnh Ring 3 lớp kết nối kộp
Điều này cho phộp tăng cường tớnh dự phũng, chia sẻ kết nối trao đổi lưu lượng trờn mạng. Cỏc vũng ring cú thể là ring SDH-SDH-NG/WDM. Cỏc kết nối giữa cỏc nỳt thiết bị được thực hiện trờn cơ sở cung cấp cỏc kờnh (luồng ) kết nối theo kiểu TDM hoặc cỏc kết nối lụ-gic ảo ghộp kờnh thống kờ cỏc kết nối ảo theo cỏch thực hiện trong cỏc vũng Ring trờn cơ sở cụng nghệ SDH-NG.
Chương 3. NGHIấN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC Mễ HèNH MẠNG MAN QUANG CHO Đễ THỊ VIỆT NAM
3.1. Cỏc tiờu chớ cho việc xõy dựng mạng MAN
Việc xõy dựng mạng MAN quang cẩn phải tuõn theo cỏc tiờu chớ sau để đạt được chất lượng tốt nhất.
3.1.1. Giỏ thành mạng
Giỏ thành xõy dựng mạng MAN bao gồm hai phần chủ yếu: giỏ thành xõy dựng mạng trờn cơ sở giải phỏp cụng nghệ được lựa chọn và giỏ thành quản lý bảo dưỡng mạng. Thực tế việc tớnh toỏn lựa chọn cụng nghệ, giỏ thành đều phải cõn nhắc với mục đớch giảm thiểu chi phớ đầu tư mạng mà vẫn đỏp ứng được cỏc yờu cầu đề ra.
3.1.2. Khả năng nõng cấp và mở rộng mạng
Khi mạng được đưa vào sử dụng, do quỏ trỡnh phỏt triển cụng nghệ cũng như phỏt triển dịch vụ mà mạng cần phải được nõng cấp hoặc mở rộng. Chi phớ nõng cấp mở rộng mạng được xem xột dựa trờn tiờu chớ là càng sử dụng nhiều cơ sở hạ tầng cũ của mạng càng tốt.
3.1.3. Khả năng cung cấp dịch vụ và đảm bảo chất lượng dịch vụ
Để cỏc nhà cung cấp dịch vụ quản lý một cỏch hiệu quả việc sử dụng băng tần và tạo ra cỏc mức dịch vụ lưu lượng khỏc nhau, cần phải thực hiện một chiến lược chất lượng dịch vụ thụng minh trong đú cung cấp cơ chế ưu tiờn lưu lượng mở rộng và cỏc tuỳ chọn.
3.1.4. Khả năng về quản lý
Quản lý mạng là năng lực quản lý tài nguyờn mạng trong một thời gian dài, giỏm sỏt chỉ tiờu hệ thống/thiết bị và đưa ra những hành động thớch hợp trong trường hợp cú sai hỏng hoặc chỉ tiờu khụng được thoả món. Đặc trưng của nú là khả năng truy nhập vào bỏo hiệu hệ thống để tổ chức, giỏm sỏt và xỏc định hướng đi của tớn hiệu.
3.1.5. Tớnh tương hợp và chuẩn húa
Tớnh tương hợp là khả năng hệ thống hoặc sản phẩm phối hợp hoạt động với hệ thống và sản phẩm khỏc (vớ dụ như những sản phẩm cú chức năng giống nhau từ cỏc nhà sản
xuất khỏc nhau) mà khụng cần sự can thiệp nào. Tớnh chất này khụng chỉ yờu cầu đối với luồng số liệu mà cũn giữa cỏc hệ thống quản lý cung cấp chức năng điều khiển từ đầu cuối đến đầu cuối.
3.1.6. Tớnh mềm dẻo của mạng
Thụng thường, cỏc mạng metro thường cú độ mềm dẻo khụng cao. Cỏc quy tắc hiện nay cựng với tớnh cạnh tranh và nhu cầu khỏch hàng sẽ tạo ra sự cần thiết cú độ mềm dẻo trong kiến trỳc mạng nhờ đú việc thay đổi mạng cú thể thực hiện một cỏch dễ dàng và nhanh chúng để giảm thiểu phần dung lượng khụng sử dụng.
3.2. Xem xột khả năng ỏp dụng của cỏc giải phỏp
Với xu hướng phỏt triển mạng kế tiếp thỡ hai cụng nghệ là IP và MPLS với mụ hỡnh xếp chồng giao thức IP/MPLS sẽ được lựa chọn cho phõn lớp định tuyến/ chuyển mạch lớp 3 với những lý do sau đõy:
- Về năng lực truyền tải của mạng - Tớnh mềm dẻo của mạng
- Về giỏ thành
3.2.1. Xem xột về khớa cạnh năng lực truyền tải
a. Trễ truyển tải và độ khả dụng
Bảng 3.1 đưa ra cỏc mức trễ của một số giải phỏp cụng nghệ cú thể ỏp dụng cho mạng MAN.
Giải phỏp cụng nghệ Trễ bảo vệ phục hồi Trễ truyền tải Độ khả dụng
GbE 1 s Lớn nhất 99,9% - 99,999 % RPR over GbE 50 ms Nhỏ nhất 99,999 % RPR over SDH-NG 50 ms Nhỏ nhất 99,999 % SDH-NG 50 ms Trung bỡnh 99,999 % Bảng 3.2 So sỏnh trễ mạng giữa cỏc giải phỏp cụng nghệ b. Bảo vệ và phục hồi
Đối với chức năng bảo vệ và phục hồi mạng; tớnh hiệu quả của việc thực hiện chức năng này ngoài việc phụ thuộc vào bản chất cụng nghệ nú cũn phụ thuộc vào cấu trỳc tụ-pụ mạng được ỏp dụng.
Giải phỏp cụng nghệ Khả năng bảo vệ
GbE Hub – and – Spoke Rất tốt, chi phớ cao
GbE ring Khụng tốt lắm, chi phớ thấp
RPR over GbE Tốt, chi phớ rất cao RPR over SDH-NG Tốt, chi phớ hơi cao
SDH-NG Tốt, chi phớ hơi cao
Bảng 3.3 So sỏnh khả năng bảo vệ và chi phớ cho xõy dựng cơ cấu bảo vệ c. Thụng lượng
Khi so sỏnh thụng lượng giữa cỏc cụng nghệ, chỳng ta cần lưu ý một điều rằng: tốc độ đường thụng là khỏc so với tốc độ băng thụng cung cấp.
Giải phỏp cụng nghệ Thụng lượng của băng thụng Thụng lượng của đường thụng GbE 93 % 74 % RPR over GbE 89 % 71 % RPR over SDH-NG 87 % 87 % Ethernet over SDH-NG 88 % 88 %
Bảng 3.4 So sỏnh thụng lượng đường thụng và phần tỉ lệ sử dụng băng thụng ứng với cỏc loại hỡnh cụng nghệ
3.2.2. Xem xột trờn cơ sở giỏ thành mạng
a. Giỏ thành thiết bị mạng
Mạng cỏp quang chiếm một tỉ trong rất lớn trong giỏ thành xõy dựng mạng, đặc biệt là trong cỏc đụ thị đụng dõn cư, những nơi chưa cú tuyến cỏp. trong trường hợp mạng đó cú sẵn cỏc tuyến cỏp quang và chất lượng cỏp vẫn đảm bảo thỡ sẽ tiết kiệm được rất nhiều chi phớ đầu tư xõy dựng.
Giải phỏp cụng nghệ Giỏ thành thiết bị
GbE Khỏ rẻ
RPR over GbE Khụng quỏ đắt
RPR over SDH-NG khụng tớch hợp SDH Rất đắt
SDH-NG khụng tớch hợp SDH Đắt
RPR over SDH-NG tớch hợp SDH Khụng quỏ đắt
Bảng 3.5 So sỏnh giỏ thành xõy dựng mạng dựa trờn cơ sở một số giải phỏp cụng nghệ
b. Giỏ thành thực hiện quản lý và điều khiển
Đối với cụng nghệ SDH truyền thống, chức năng quản lý giỏm sỏt và điều khiển (OAM &P) đó được xõy dựng hoàn chỉnh và đó được tiờu chuẩn hoỏ và đi kốm với thiết bị, do vậy giỏ thành thành của cỏc phần tử thực hiện chức năng này trong mạng SDH là phổ biến và khụng quỏ đắt.
Đối với cụng nghệ Gigabit Ethernet, một vấn đề đặt ra là hiện tại cỏc hóng chưa cung cấp những cơ cấu thực hiện chức năng quản lý và giỏm sỏt dịch vụ đi kốm với hệ