Cĩ nhiều xu hướng cơng nghệ xây dựng mạng MAN-E. Từ những xu hướng truyền thống dựa trên hạ tầng mạng SONET/SDH cho đến những cơng nghệ mới như T-MPLS, mỗi cơng nghệ đều cĩ những điểm mạnh, yếu khác nhau. Cơng nghệ SONET/SDH hay WDM cĩ thể tận dụng hạ tầng cáp quang cĩ sẵn nhưng lại kém trong việc quản lý dịch vụ, khai thác giá trị gia tăng, giá thành đầu tư cao. Cơng nghệ RPR đã từng hứa hẹn là cơng nghệ mang tính đột phá nhưng nhanh chĩng bị lạc hậu và khơng cịn thích hợp cho các yêu cầu dịch vụ mới. Cơng nghệ MPLS với những yêu điểm là đã được triển khai rộng rãi, khả năng điều khiển cao đang chiếm ưu thế lớn. Chương này đã trình bày một số đặc điểm của các cơng nghệ đã và đang được triển khai cho mạng MAN-E, đồng thời cũng đưa ra đánh giá về ưu nhược điêm và khả năng áp dụng của từng cơng nghệ.
CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG MAN-E
3.1 Giới thiệu
Một trong những khâu quan trọng trong và cĩ vai trị quyết định trong việc triển khai mạng MAN-E đĩ là vấn đề thiết kế. Việc mạng cĩ vận hành hiệu quả hay khơng phụ thuộc vào việc thiết kế cĩ hợp lý hay khơng. Chương này sẽ đưa ra một số tiêu chí và các mơ hình mạng để đánh giá và lựa chọn mơ hình hợp lý để áp dụng triển khai phù hợp cho tình trạng viễn thơng các tỉnh. ðồng thời chương này cũng đưa ra phương pháp thiết kế cho mạng MAN-E của một tỉnh cụ thể và lấy ví dụ triển khai mạng cho tỉnh Hưng Yên.
3.2 Các tiêu chí để đánh giá lựa chọn giải pháp thiết kế mạng MAN quang
ðể đánh giá và lựa chọn cơng nghệ, giải pháp mạng nào phù hợp với từng mơi trường mạng rõ ràng cần dựa trên các tiêu chí cụ thể. Mỗi khu vực mạng cũng như mỗi nhà khai thác cĩ thể chọn giải pháp mạng phù hợp với điều kiện thực tế trên các quan điểm về tiêu chí lựa chọn khác nhau.
Tuy nhiên, vẫn cĩ một số tiêu chí chung mà hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ đều tuân theo khi lựa chọn giải pháp. Việc phân loại tiêu chí đánh giá tương đối phức tạp vì thơng số thường cĩ quan hệ đan xen đến nhiều khía cạnh khác nhau của mạng. Nghĩa là một thơng số so sánh cĩ thể thuộc hai hay nhiều chức năng mạng thực hiện nhiệm vụ khác nhau. Do đĩ, để đơn giản người ta phân thành các phân loại khác nhau liên quan đến năng lực cụ thể của mạng.
Trong mục này trước hết sẽ đưa ra các tiêu chí chung khi lựa chọn một giải pháp mạng cũng như các vấn đề liên quan, sau đĩ trên cơ sở đặc thù của mạng MAN sẽ nhấn mạnh đến một số tiêu chí quan trọng nhất khi lựa chọn giải pháp mạng cho mạng MAN.
3.2.1 Năng lực truyền tải của mạng
Năng lực truyền tải của mạng là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần phải đạt được khi xây dựng mạng. Năng lực truyền tải của mạng cấu thành bởi một số yếu tố như trễ mạng, khả năng bảo vệ, thơng lượng, hiệu suất băng thơng, độ khả dụng của mạng
3.2.1.1 Trễ mạng
Trễ mạng bao gồm các hiện tượng trễ do bảo vệ phục hồi (tính trung bình), trễ truyền tải thơng tin được truyền qua nhiều thành phần mạng (tính theo giá trị max, min). Giải
Chương II: : Tìm hiểu và đánh giá các cơng nghệ áp dụng trong mạng MAN- E
pháp mạng (bao gồm cơng nghệ được lựa chọn, cấu trúc topo mạng, kích cỡ mạng) cũng như cường độ lưu lượng truyền tải trên mạng là những yếu tố ảnh hướng rất lớn đến trễ mạng. Các dịch vụ khác nhau yêu cầu độ trễ và biến đổi trễ khác nhau. Khi lựa chọn cơng nghệ và giải pháp mạng cần phải quan tâm đến tham số này nhằm đáp ứng chất lượng dịch vụ khách hàng.
3.2.1.2 Khả năng bảo vệ và phục hồi
Khả năng bảo vệ mạng được xây dựng trên cơ sở cơng nghệ mạng nào đĩ phụ thuộc vào cấu trúc tơ-pơ mạng được áp dụng. Bảo vệ/phục hồi là khả năng chống lại sự cố xảy ra trong mạng truyền dẫn như đứt cáp, hỏng thiết bị,…cho tuyến mạng lưu lượng bằng cách gán trước dung lượng tuyến (bảo vệ) hoặc phân bố lại tài nguyên mạng (khơi phục).
3.2.1.3 Thơng lượng
Thơng lượng được định nghĩa là tổng lưu lượng cĩ ích được truyền tải thành cơng trên lưu lượng cần truyền trong một khoảng thời gian xác định. Lưu lượng cĩ ích được xem như lưu lượng thực của các ứng dụng truyền vào mạng mà khơng tính đến lưu lượng định dạng khung truyền tải, lưu lượng của các bản tin quản lý, điều khiển mạng…Lưu lượng sinh ra bởi phần tiêu đề của các khung dữ liệu (overhead) và các bản tin quản lý điều khiển mạng thay đổi tùy ý theo các cơng nghệ khác nhau, thơng thường chiếm tới 15% tổng lưu lượng cần truyền và cịn phụ thuộc vào kích cỡ gĩi dữ liệu
3.2.2 Giá thành mạng
Giá thành xây dựng mạng MAN bao gồm hai phần chủ yếu: giá thành xây dựng mạng trên cơ sở giải pháp cơng nghệ được lựa chọn và giá thành quản lý bảo dưỡng mạng. Thực tế khi xây dựng mạng cĩ thể xảy ra hai trường hợp: một là các nhà cung cấp dịch vụ hiện tại muốn xây dựng mạng mới trong khi vẫn cĩ một cơ sở hạ tầng mạng cũ. Hai là nhà cung cấp dịch vụ mới muốn xây dựng một mạng cung cấp dịch vụ mới hồn tồn. Trong cả hai trường hợp này, việc tính tốn lựa chọn cơng nghệ, giá thành đều phải được cân nhắc với mục đích giảm thiểu chi phí đầu tư mạng mà vẫn đáp ứng được các yêu cầu đề ra
3.2.2.1 Chi phí đầu tư xây dựng mạng ban đầu
Khả năng mở rộng là một yếu tố quan trọng đối với mạng Metro. Một mặt, một mạng metro điển hình cĩ thể cĩ các nút lớn trong phần lõi và các nút rất nhỏ trong phần truy
nhập. Mặt khác, tạo ra một dịch vụ mới luơn luơn là vấn đề mang tính rủi ro, vì thế mục tiêu chính của kiến trúc mạng metro là khả năng để giữ đầu tư cùng hướng với doanh thu. Chi phí ban đầu cao cĩ thể làm cho việc tạo ra dịch vụ mới khơng kinh tế, vì vậy bất cứ kiến trúc mạng metro nào cũng phải cĩ chi phí ban đầu thấp. Một hệ quả quan trọng của những vấn đề được xem xét ở đây cho kiến trúc mạng metro là các thành phần mạng trong các nút metro cần được mở rộng về dung lượng và module theo khía cạnh cơng nghệ. Khơng một thành phần mạng hay một khía cạnh cơng nghệ mạng đơn lẻ nào cĩ thể đạt được mục tiêu mở rộng khả năng truy nhập với tốc độ từ hàng chục Kbit/s đến nhiều Gbit/s một cách hiệu quả về chi phí.
3.2.2.2 Chi phí quản lý và bảo dưỡng
Chi phí quản lý bảo dưỡng mạng cần được xem xét khi chọn một kiến trúc mạng phù hợp. Bảo dưỡng là thành phần đĩng gĩp cao nhất đến chi phí hoạt động của mạng metro, với ước tính cỡ 80% chi phí quản lý bảo dưỡng. Mặc dù bảo vệ mạng luơn gắn liền với chất lượng dịch vụ, cần phải nhớ rằng nĩ giữ một vai trị quan trọng trong việc giảm chi phí bảo dưỡng. Cụ thể, nĩ duy trì hoạt động của mạng trước khi mạng cần được sửa chữa vì một sai hỏng nào đĩ.
Chi phí bảo dưỡng thấp cũng quan trọng đối với các hoạt động theo ngày liên quan đến thuê bao và quá trình kiến tạo dịch vụ nhằm tạo ra một sự thay thế tin cậy cho cách tiếp cận truyền thống, trong đĩ tất cả quá trình cung cấp dịch vụ trong mạng được điều khiển tập trung.
3.2.3 Khả năng nâng cấp và mở rộng
Khả năng nấp cấp và mở rộng mạng là một yếu tố quan trọng cần quan tâm khi xây dựng một mạng mới. Khi mạng được đưa vào sử dụng, do quá trình phát triển cơng nghệ cũng như phát triển dịch vụ mà mạng cần phải được nâng cấp hoặc mở rộng. Chi phí nâng cấp mở rộng mạng được xem xét dựa trên tiêu chí là càng sử dụng nhiều cơ sở hạ tầng cũ của mạng càng tốt. Cĩ hai yếu tố cần phải xem xét cho khả năng đáp ứng về nâng cấp mạng
Khả năng nâng cấp về thiết bị phần cứng, như là tăng dung lượng xử lý, tăng các module chức năng, giao diện.
Khả năng nâng cấp về phần mềm, như là bổ xung thêm các chức năng thực hiện, các giao thức mới, các loại hình dịch vụ mới.
Chương II: : Tìm hiểu và đánh giá các cơng nghệ áp dụng trong mạng MAN- E
Một điều cần quan tâm nữa đĩ là phải xem xét đến những đặc thù khi nâng cấp mạng. Nếu chỉ xét việc nâng cấp mạng ở khía cạnh tăng dung lượng băng thơng và phát triển các dịch vụ mới thì hầu hết các giải pháp cơng nghệ đề cập ở trên đều cĩ thể đáp ứng được những yêu cầu này. Tuy vậy trong tương lai chúng ta cũng khơng thể đốn trước được mức độ tác động của tổ hợp giải pháp cơng nghệ áp dụng cho mạng MAN tới giá thành thiết bị khi cần cĩ những yêu cầu mới về tính năng thiết bị.
3.2.4 Khả năng cung cấp dịch vụ và đảm bảo chất lượng dịch vụ
ðể các nhà cung cấp dịch vụ quản lý một cách hiệu quả việc sử dụng băng tần và tạo ra các mức dịch vụ lưu lượng khác nhau, cần phải thực hiện một chiến lược chất lượng dịch vụ thơng minh trong đĩ cung cấp cơ chế ưu tiên lưu lượng mở rộng và các tùy chọn. Một số yếu tố chính xác để xét tới khả năng cung cấp dịch vụ một mạng đĩ là:
- Khả năng hỗ trợ cung cấp các dịch vụ thời gian thực (như là video, thoại…)
- Khả năng cung cấp các loại hình dịch vụ khơng địi hỏi theo thời gian thực (dịch vụ trao đổi, truy nhập dữ liệu, email, truy nhập internet…)
- Khả năng cung cấp các dịch vụ quảng bá (hỗ trợ các giao thức multicast, unicast, khả năng kiến tạo các dịch vụ đường hầm) hoặc kích hoạt dịch vụ (service enabled).
- Xét về khía cạnh đảm bảo chất lượng dịch vụ, chúng ta cần phải quan tâm đến các cơ cấu thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ ở mức mạng. ðể đánh giá một mạng xây dựng cĩ đảm bảo được chất lượng dịch vụ khi cung cấp hay khơng thì các cơ cấu đảm bảo chất lượng dịch vụ đĩ cần phải được xem xét ở tồn bộ các phân lớp mạng và khả năng phối hợp các cơ chế đảm bảo dịch vụ giữa các phân lớp mạng. Những yếu tố chính cần phải xét đến là:
1.Khả năng phân chia các lớp dịch vu theo đặc tính lưu lượng một cách phù hợp 2.Khả năng thiết lập các đặc tính SLA (các thơng số thuộc tính của SLA)
3.Tính hiệu quả của cơ chế điều chỉnh băng thơng, cài đặt tài nguyên mạng phục vụ kết nối.
Những yếu tố nĩi trên liên quan chặt chẽ đến khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ của một giải pháp mạng cần phải được xem xét dựa vào khả năng cung cấp các loại hình dịch vụ cĩ các yêu cầu về cấp độ dịch vụ khác nhau (được đặc trưng bởi thuộc tính SLA) trong khi vẫn phải đảm bảo hiệu suất hoạt động của mạng ở một mức độ nào đĩ chấp nhận
được. ðiều này cĩ nghĩa là cần phải xem xét tới mối tương quan khả năng đảm bảo chất lượng dịch vụ và các yếu tố ảnh hưởng tới năng lực truyền tải của mạng.
Các tham số quan trọng nhất cần thảo luận là độ trễ, biến thiên trễ,…Tuy nhiên chúng sẽ khơng được chia thành những thành phần ứng dụng đơn giản. Một ứng dụng đáp ứng yêu cầu trễ thế nào cịn tùy thuộc vào khoảng cách giữa các điểm kết cuối. Ngồi ra đối với trễ truyền lan, các gĩi sẽ phải trải qua hàng đợi và trễ truyền dẫn tại những nút trung gian dọc theo tuyến.
3.2.5 Khả năng về quản lý
Quản lý mạng là năng lực quản lý tài nguyên mạng trong một thời gian dài, giám sát chỉ tiêu hệ thống thiết bị và đưa ra những hành động thích hợp trong trường hợp cĩ sai hỏng hoặc chỉ tiêu khơng được thỏa mãn. ðặc trưng của nĩ là khả năng truy nhập vào báo hiệu hệ thống để tổ chức, giám sát và xác định hướng đi của tín hiệu. Những tham số liên quan ở đây bao gồm
- Xây dựng theo chuẩn nào của TMN hay SNMP
- Tính mềm dẻo thể hiện ở năng lực quản lý, số lượng đối tượng được quản lý, những vấn đề cĩ thể quản lý được: phần tử mạng, các lớp mạng khác nhau, băng tần, tơ-pơ mạng
- Tính phức tạp của hệ thống quản lý (cấu hình thống kê/động), mức độ can thiệp của nhà khai thác trước yêu cầu thay đổi của mạng.
Năng lực báo hiệu thể hiện ở thời gian thiết lập, hệ số tương tác và giao thức được sử dụng.
3.2.6 Tính tương hợp và chuẩn hĩa
Tính tương hợp là khả năng hệ thống hoặc sản phẩm phối hợp hoạt động với hệ thống và sản phẩm khác (ví dụ như những sản phẩm cĩ chức năng giống nhau từ các nhà sản xuất khác nhau) mà khơng cần sự can thiệp nào. Tính chất này khơng chỉ yêu cầu đối với luồng số liệu đầu vào mà cịn giữa các hệ thống quản lý cung cấp chức năng điều khiển từ đầu cuối tới đầu cuối. Những tham số liên quan bao gồm:
+ Chuẩn hĩa để đảm bảo sự phối hợp hoạt động chính xác (ví dụ như qua giao diện NNI và UNI), tính chất này phụ thuộc vào mức độ hồn thiện của cơng nghệ, độc quyền/mở, số lượng nhà cung cấp thiết bị.
Chương II: : Tìm hiểu và đánh giá các cơng nghệ áp dụng trong mạng MAN- E
+ Tính tương hợp thể hiện ở khả năng kết nối với các sản phẩm khác của nhà cung cấp khác. Mỗi nhà chế tạo thiết bị sẽ cĩ cách tiếp cận thị trường khác nhau để chiếm được khách hàng qua từng dịng sản phẩm của mình.
Ngồi ra các giao thức chuẩn hĩa qua các giao diện NNI, SNI thì các giao thức nội (thường mang tính độc quyền của nhà sản xuất ) khơng được chia sẻ cũng sẽ dẫn tới hạn chế tính tương hợp.
3.2.7 Tính mềm dẻo
Thơng thường, các mạng metro thường cĩ độ mềm dẻo khơng cao. Khách hàng thường khơng được phép thay đổi nhà cung cấp dịch vụ, vì thế tính mềm dẻo khơng được các nhà cung cấp dịch vụ quan tâm nhiều. Hệ quả là, các hệ thống đầu cuối cĩ chi phí thấp nhưng khơng mềm dẻo trong kiến trúc mạng nhờ đĩ việc thay đổi mạng cĩ thể thực hiện một cách dễ dàng và nhanh chĩng để giảm thiểu phần dung lượng khơng sử dụng.
Những yếu tố chính thể hiện tính mềm dẻo của mạng đĩ là:
- Khả năng triển khai mạng với nhiều cấu trúc tơ-pơ mạng khác nhau. - Khả năng thêm bớt các nút mạng.
- Khả năng kết nối với nhiều giao diện, giao thức và nhiều tốc độ khác nhau.
- Khả năng cung cấp kết nối và kiến tạo dịch vụ một cách nhanh chĩng và linh hoạt. Xét trong bối cảnh mạng metro, nhà cung cấp mạng phải tạo ra được mạng cĩ tính mềm dẻo để đáp ứng các nhu cầu đa dạng và dễ thay đổi của người sử dụng, ví dụ như các tuyến truyền dẫn tới các nhà cung cấp dịch vụ khả năng thay đổi vì nguồn và đích trao đổi thơng tin thay đổi vì người dùng muốn thay đổi nhà cung cấp dịch vụ, hoặc là những người dùng mới cĩ nhu cầu kết nối đến mạng. Mặt khác, khi các cơng nghệ mới trở thành vấn đề quan tâm của các khách hàng của nhà cung cấp đĩ thì quá trình sử dụng dịch vụ đĩ cũng thay đổi theo.
Như đã nĩi, mạng metro là khu vực gần với khách hàng, do đĩ phải cĩ khả năng hỗ trợ hiệu quả cho nhiều loại lưu lượng của các dịch vụ khác nhau. Việc lựa chọn cơng nghệ và giải pháp cho mạng MAN sẽ phụ thuộc nhiều vào khả năng của cơng nghệ đĩ cĩ đảm bảo được chất lượng các dịch vụ mà khách hàng yêu cầu hay khơng. Chẳng hạn cơng nghệ SDH/SONET trước đây vốn được thiết kế chủ yếu cho các dịch vụ TDM, nên hiện tại