2.1.3. Công nghệ SDH-NG-MAN
2.1.3.3. Đặc tính kỹ thuật của NG SDH a. Gói trên SONET/SDH (POS )
Gói trên SONET/SDH (POS ) sử dụng sắp xếp IP trong SDH hoặc SONET chuẩn hoá nhờ giao thức điểm-điểm (PPP) hoặc điều khiển tuyến số liệu tốc độ cao (HDLC) như định nghĩa trong IETF [RFC1619]. Gói trên SONET/SDH hoặc IP trên SONET/SDH nhất thiết liên quan đến việc thêm các giao diện SONET/SDH cho bộ định tuyến mà kết cuối PPP. PPP cung cấp bao gói đa giao thức, kiểm soát lỗi và các đặc tính điều khiển khởi tạo tuyến. Các gói số liệu IP tạo bởi PPP được lập thành khung nhờ giao thức HDLC [RFC 1662] và sắp xếp trong tải SDH (SPE).
Chức năng chính của HDLC là chỉ ra các gói số liệu IP được bao bởi PPP qua tuyến truyền dẫn đồng bộ. FCS (Dãy kiểm tra khung) khung HDLC tính toán để xác định lỗi và gói tạo ra là các byte nhồi. Sau đó khung HDLC được trộn để đảm bảo có số lượng chuyển tiếp thích hợp trước khi tạo thành khung SDH cuối cùng. Khung SDH thêm 36 byte mào đầu ngoài tổng kích thước 810 byte. Ngoài ra, giao thức PPP dùng nhồi byte làm tăng đáng kể kích thước tải tin. Điều này có thể gây nguy hại đến việc phân bổ băng tần kết nối với sự quản lý QoS.
IP
PPP/ HDLC
SONET/ SDH
Flag Address Control Protocol ID Informa-
tion Padding FCS 01111110 11111111 00000011 1 or 2
bytes Variable Variable 2 or 4 bytes
PPP
Flag 01111110
Hình 2.5. Ngăn giao thức và khung POS
POS không sử dụng chức năng ghép kênh của SDH. Kết nối nhiều container với nhau tạo ra một container đơn (mà tải được sắp xếp trong đó) và tốc độ giao diện cao. Sự sắp xếp này cũng được biết dưới một tên gọi khác, đó là “kết chuỗi” tải SDH.
b. Khả năng mở rộng
POS cung cấp kết nối hoàn toàn song công điểm-điểm giữa hai giao diện bộ định tuyến, sử dụng khung SDH. Khả năng mở rộng không phải là vấn đề: liên kết giữa hệ thống SDH và WDM là tuyệt vời và không có giới hạn thuộc bản chất về số lượng nút. Tuy nhiên, có hai điểm cần quan tâm:
- Đối với các bộ định tuyến có giao diện SDH tốc độ bit cao hơn 155 Mbps, các container ảo thường được kết chuỗi và truyền qua mạng SDH truyền thống sẽ không thực hiện được vì chúng không hỗ trợ kết chuỗi container ảo đó. Do đó cần phải thiết lập tuyến nối trực tiếp giữa các bộ định tuyến.
- Kết nối trực tiếp giữa hai bộ định tuyến cần sử dụng tuyến SDH và đây cũng chính là giới hạn vì phải cần đến số lượng lớn giao diện trên các bộ định tuyến và tuyến kết nối.
c. Hỗ trợ VPN và QoS
Hỗ trợ VPN và QoS chỉ được cung cấp bởi năng lực POS truyền tải nhãn MPLS. Lý do đó là vì POS chỉ cung cấp tải kết chuỗi (ví dụ VC-4c) giống như kết nối điểm – điểm giữa các bộ định tuyến IP. VPN đòi hỏi cung cấp phần nhỏ tải kết chuỗi. MPLS là cơ chế để cung cấp kết nối ảo qua giao diện POS (VPN).
MPLS cũng có thể thêm khả năng hỗ trợ còn thiếu đối với QoS cho POS.
Bằng cách thêm các thuộc tính trung kế MPLS đề xuất [RFC 2702] cho giao diện
POS thì bộ định tuyến IP có thể coi thông tin này giống như những bộ định tuyến đã được thiết lập. Dựa trên thông tin thuộc tính có thể thiết lập nên đường kết nối đáp ứng đầy đủ yêu cầu về CoS.
d. Bảo vệ và khôi phục
Khôi phục có thể thực hiện tại các lớp IP, SDH hoặc là quang.
Trong lớp IP, khôi phục được thực hiện bằng cách cập nhật bảng định tuyến qua giao thức định tuyến.
Tại Lớp 2, khôi phục được thực hiện bằng cách chuyển mạch tới đường MPLS dự phòng (tương đối nhanh) hoặc nhờ đến giao thức LDP định nghĩa đường mới (tương đối chậm). Tất nhiên khi có mặt SDH thì kỹ thuật khôi phục truyền thống cũng được áp dụng.
Trong mạng WDM, các Khối truyền tải quang (OTU) được định tuyến qua mạng.
Tương tự, bảo vệ có thể thực hiện trong lớp SDH hoặc lớp quang.
Xu hướng dễ thấy đó là đơn giản hoá lớp SDH với chức năng khôi phục chủ yếu trong lớp IP và bảo vệ trong lớp quang.
Đoạn ghép kênh Đoạn ghép kênh quang
Sai hỏng nút 4.3 ms 7.3 ms
Sai hỏng tín hiệu song hướng 5.2 ms 8.2 ms
Sai hỏng tín hiệu đơn hướng 5.8 ms 8.8 ms
Thăng giáng tín hiệu đơn hướng 7.7 ms 13.7 ms
Bảng 2.3. Thời gian chuyển mạch bảo vệ trong ring 7 nút
Trong kịch bản này, lớp IP chỉ thực hiện chức năng định tuyến. Ứng với các tiêu chuẩn POS, các gói IP được thích ứng để truyền tải trong lớp SDH nhờ giao thức PPP và khung tương tự như HDLC.
Lớp SDH có thể phân theo tính năng thành hai lớp: Lớp luồng và Lớp đoạn (bao gồm Lớp đoạn ghép kênh và Lớp đoạn lặp). Do đó có hai lựa chọn thực thi:
- Mạng SDH thực sự với sự hiện diện của cả hai tính năng Lớp đoạn và Lớp luồng.
- SDH xuất hiện chỉ với giao diện bộ định tuyến và do đó chỉ có tính năng lớp đoạn được sử dụng.
Trong trường hợp đầu tiên, SDH cũng có thể thực hiện định tuyến luồng qua thiết bị ADM hoặc DXC. Trường hợp này có thể áp dụng khi mạng SDH được xem như lớp chủ cho mạng client khác và IP chỉ là một trong số chúng.
Trong trường hợp thứ hai, vai trò của SDH chỉ là cung cấp truyền dẫn điểm - điểm các gói IP giữa các bộ định tuyến, do đó phải cần đến tính năng Lớp đoạn và SDH bị bó trong các giao diện bộ định tuyến, nghĩa là không có thiết bị thuần tuý SDH lắp đặt trong mạng. Trường hợp này điển hình cho mạng trục được tối ưu để truyền tải IP. Trong mạng IP đường trục toàn bộ đoạn STM-n được sử dụng để truyền tải băng rộng nhờ việc kết chuỗi các VC (VC-4c hoặc VC-16c).
e. Hỗ trợ VPN và QoS
Với một cấu trúc khung đơn giản dựa trên việc cân chỉnh byte, giảm thiểu byte mào đầu nên GFP không có chức năng hỗ trợ cho VPN cũng như QoS.
GFP kết hợp với VCAT không thay làm đổi bản chất điểm-điểm của SONET/SDH truyền thống. Đối với kết nối mesh của tín hiệu client yêu cầu SONET/SDH phải cung cấp kênh SONET/SDH dạng mesh kể cả với kết chuỗi ảo.
Hiện việc cung cấp kênh SONET/SDH dạng mesh vẫn là thách thức đối với nhà khai thác vì sẽ tạo nên chi phí cung cấp dịch vụ quá lớn (do chi phí khai thác cho mạng này rất lớn).
Hiện tại GFP chỉ được sử dụng để cung cấp đường kết nối cho lưu lượng Lớp 2 điểm-điểm. Chính vì vậy chức năng VPN và QoS sẽ được hỗ trợ bởi giao thức Lớp 2 khác được sắp xếp trong khung GFP.
Cơ chế thích ứng động kích cỡ của kênh SONET/SDH của LCAS là một giao thức đảm bảo đồng bộ giữa phía phát và thu khi tăng/giảm kích thước các kênh kết chuỗi ảo theo cách không can thiệp vào tín hiệu số liệu. Do đó nó không thể thích ứng linh hoạt kênh SONET/SDH theo tính sử dụng bùng nổ tức thời của người sử dụng. Hơn nữa, nó thiếu một giao thức để xác định độ khả dụng của các Container
vừa giải phóng và không thể phân bổ các kênh cung cấp cho các nút trung gian. Vì vậy khả năng hỗ trợ CoS là tương đối hạn chế [8].
f. Bảo vệ và khôi phục
Mạng hoạt động trên GFP kết hợp với các công nghệ VCAT và LCAS được truyền tải bởi các khung SONET/SDH. Do đó nó không có chức năng bảo vệ và khôi phục; chức năng này được tận dụng từ giao thức ASP sẵn có trong SONET/SDH.
Tính đa dạng trong định tuyến của LCAS cho phép bảo vệ một nhóm kết chuỗi ảo với băng tần tối thiểu trước một sự kiện sai hỏng mạng. Theo nguyên lý, nhóm kết chuỗi này có thể được thực hiện bằng cơ chế bảo vệ SONET/SDH tuy nhiên đặc tính động của định tuyến trong LCAS dường như làm cho cơ chế bảo vệ này mất hiệu lực.
2.1.3.4. Đánh giá ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của công nghệ