Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi
--------------------------------------------
luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc
c«ng nghÖ m¹ng truyÒn dÉn thÕ hÖ míi
IP/WDM
ngµnh: xö lý th«ng tin vµ truyÒn th«ng
M∙ sè:
tiªu xu©n hïng
Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS -TS. §Æng v¨n chuyÕt
hµ néi 2006
Lêi cam ®oan
Em xin cam ®oan luËn v¨n nµy lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña chÝnh b¶n
th©n. C¸c nghiªn cøu trong luËn v¨n nµy dùa trªn nh÷ng tæng hîp lý thuyÕt
vµ hiÓu biÕt thùc tÕ cña em, kh«ng sao chÐp.
T¸c gi¶ luËn v¨n
Tiªu Xu©n Hïng
-I -
Môc lôc
Môc lôc ..............................................................................................................................I
ThuËt ng÷ viÕt t¾t ....................................................................................................IV
danh môc c¸c h×nh vÏ .......................................................................................... VIII
më ®Çu ............................................................................................................................... 1
Ch−¬ng 1: giíi thiÖu vÒ m¹ng truyÒn dÉn thÕ hÖ míi hiÖn nay vµ
xu h−íng ph¸t triÓn ................................................................................................. 2
1.1 Giíi thiÖu chung .......................................................................................... 2
1.2 CÊu tróc m¹ng thÕ thÖ míi hiÖn nay ........................................................... 2
1.3. Líp truyÒn dÉn vµ truy nhËp hiÖn nay ....................................................... 3
1.3.1 PhÇn truyÒn dÉn:................................................................................. 3
1.3.2. PhÇn truy nhËp: ................................................................................. 4
1.4 C¸c c«ng nghÖ sö dông cho m¹ng thÕ hÖ míi hiÖn nay. ............................. 5
1.4.1. C«ng nghÖ IP...................................................................................... 5
1.4.2. C«ng nghÖ ATM ................................................................................. 7
1.4.3. C«ng nghÖ IP / ATM .......................................................................... 8
1.4.4. MPLS................................................................................................ 10
1.4.5 GhÐp kªnh ph©n chia theo b−íc sãng WDM vµ DWDM................... 11
1.5 Xu h−íng tÝch hîp IP/quang trong m¹ng NGN. ........................................ 12
Ch−¬ng 2: M¹ng IP/WDM............................................................................................ 14
2.1 Giíi thiÖu m¹ng IP/WDM.......................................................................... 14
2.1.1 Giíi thiÖu m¹ng quang WDM ........................................................... 14
2.1.2 M¹ng IP/WDM .................................................................................. 16
2.2 C¸c kiÕn tróc m¹ng IP/WDM................................................................... 18
2.2.1 C¸c kiÓu kiÕn tróc m¹ng.................................................................... 18
2.2.1.1 M¹ng IP/ WDM §iÓm-§iÓm .................................................... 19
2.2.1.2 M¹ng IP/WDM cã kh¶ n¨ng cÊu h×nh l¹i ................................ 19
2.2.1.3 M¹ng IP/WDM cã kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch ............................... 20
- II -
2.2.2 C¸c m« h×nh liªn kÕt m¹ng IP/WDM ................................................ 24
2.2.2.1 IP/ WDM cã thÓ cÊu h×nh. ....................................................... 24
2.2.2.2 IP/WDM cã kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch ......................................... 28
2-3 KÕt luËn..................................................................................................... 32
Ch−¬ng 3: §iÒu khiÓn m¹ng trong m¹ng IP /WDM....................................... 34
3.1 §Þa chØ m¹ng IP/WDM.............................................................................. 36
3.2 NhËn biÕt topo m¹ng................................................................................. 39
3.3 §Þnh tuyÕn IP/WDM.................................................................................. 41
3.3.1 X©y dùng vµ duy tr× c¬ së th«ng tin ®Þnh tuyÕn OSPF ...................... 41
3.3.2 TÝnh to¸n ®−êng ®i vµ nh÷ng rµng buéc chuyÓn m¹ch WDM. ........ 43
3.3.3 Ho¹t ®éng ®Þnh tuyÕn ........................................................................ 46
3.4 B¸o hiÖu trong m¹ng IP/WDM.................................................................. 48
3.4.1 Kh¸i niÖm RSVP ................................................................................ 48
3.4.2 RSVP trong m¹ng quang ................................................................... 51
3.4.3 KiÕn tróc triÓn khai RSVP ................................................................. 52
3.4.4 B¶n tin RSVP trong m¹ng quang....................................................... 53
3.4.5 C¬ chÕ ph¸t nh·n lai cho m¹ng quang (Hybrid Label) .................... 57
3.5 GMPLS (Generalized-Multiprotocol Label Switching)........................... 60
3.6 Phôc håi IP/WDM ..................................................................................... 62
3.6.1 Tr−êng hîp cã dù phßng: .................................................................. 67
3.6.2 Tr−êng hîp phôc håi:........................................................................ 69
3.7 §iÒu khiÓn m¹ng liªn miÒn: ...................................................................... 71
3.7.1 §é kh¶ dông vµ kh¶ n¨ng ®Õn ®Ých cña m¹ng IP/WDM................... 73
3.7.2 Trao ®æi th«ng tin ®Þnh tuyÕn liªn miÒn: .......................................... 76
3.8. KÕt luËn vÒ ®iÒu khiÓn trong m¹ng IP/WDM ........................................... 81
Ch−¬ng 4:Kü thuËt ®iÒu khiÓn l−u l−îng trong m¹ng IP/WDM ......... 82
4.1 Ph−¬ng ph¸p vµ m« h×nh........................................................................... 82
- III -
4-2 §iÒu khiÓn l−u l−îng m¹ng IP/WDM theo m« h×nh chång lÊn................. 83
4-3 §iÒu khiÓn l−u l−îng m¹ng IP/WDM tÝch hîp ........................................ 86
4.3.1 Kü thuËt ®iÒu khiÓn l−u l−îng- ®Þnh tuyÕn tÝch hîp.......................... 87
4.3.2 Kh¸i niÖm liªn kÕt ¶o ........................................................................ 88
4.3.3 ThuËt to¸n ®Þnh tuyÕn tÝch hîp: ........................................................ 89
Ch−¬ng 5: ph¸t triÓn m¹ng truyÒn dÉn thÕ hÖ míi t¹i ViÖt Nam . 92
5.1. C¸c c«ng nghÖ ®ang ®−îc sö dông cho m¹ng truyÒn dÉn thÕ hÖ míi t¹i
ViÖt Nam.......................................................................................................... 92
5.1.1 M¹ng IP/ATM/SDH/WDM:............................................................... 92
5.1.2 M¹ng IP/POS (Packet over Sonet)/WDM :....................................... 93
5.1.3 M¹ng IP/WDM ®iÓm-®iÓm:............................................................... 94
5.1.4 TriÓn khai m¹ng NGN cña VNPT..................................................... 94
5.2 Kh¶ n¨ng øng dông lý thuyÕt IP/WDM vµo m¹ng viÔn th«ng................... 95
5.3 §Ò xuÊt øng dông m¹ng IP/WDM cho m¹ng thÕ hÖ míi cña VNPT trong
t−¬ng lai........................................................................................................... 99
5.4 KÕt luËn vÒ triÓn khai m¹ng truyÒn dÉn thÕ hÖ míi ............................... 100
KÕt luËn ........................................................................................................................ 102
tµi liÖu tham kh¶o ................................................................................................. 103
Tãm t¾t luËn v¨n .................................................................................................... 104
- IV -
ThuËt ng÷ viÕt t¾t
ADM
Add/Drop Multiplexer
ADSL
Asymmetrical Digital Subcriber Line
API
Application Programme Interface
APS
Automatic Protection Switching
ARP
Address Resolution Protocol
AS
Autonomous System
ATM
Asynchronous Transfer Mode
BASE
Baseband
BE
Best Effort
BER
Bit Error Rate
BGMP
Border Gateway Multicast Protocol
BGP
Border Gateway Protocol
CDMA
Code Division Multiple Access
CLI
Command Line Interface
DCC
Data Communication Chanel
DCN
Data Communication Network
DEMUX
Demultiplexer
Diffserv
Differentiated Service
DLC
Digital Loop Carrier
DLCI
Datalink Connection Identifier
DM
Domain Manager
DNS
Domain Name System
DSL
Digital Sucriber Line
DWDM
Dense Wavelength Divison Mutiplexing
EBGP
Exterior Border Gateway Protocol
EGP
Exterior Gateway Protocol
-V -
EMS
Element Management System
FDM
Frequency Divison Multiplexing
FEC
Forward Error Correction
FIFO
Firt In Firt Out
FTP
File Tranfer Protocol
GbE
Gigabit Ethernet
GMPLS
Generalised Multiprotocol Label Switching
HDLC
High Level Data Link Control
HTML
Hypertext Marup Langugage
HTTP
Hypertext Tranfer Protocol
IAB
Internet Architecture Board
IBGP
Interior Border Gateway Protocol
ICMP
Interior Control Message Protocol
ID
Identifier
IDMR
Interdomain Multicast Routing
IDRP
Interdomain Routing Protocol
IETF
Internet Engineering Management Protocol
IGMP
Internet Group Management Protocol
IGP
Interior Gateway Protocol
Intserv
Intergrated Service
IPng
IP Next Generation
IpSec
IP Security
IPv4
Internet Protocol Vesion 4
ISDN
Intergrated Service Digital Network
IS-IS
Intermediate System to Intermediate System routing
protocol
ISP
InternetService Provider
LAN
Local Area Network
- VI -
LBS
Label-Based Switching
LDP
Label Distribution Protocol
LIB
Label Information Base
LMP
Link Management Protocol
LSA
Link State Advertisement
LSP
Label Switched Path
LSR
Label Switched Router
LSU
Link State Update
LTE
Link Terminating Equipment
MAC
Media Access Control
MIB
Management Information Base
MPλS
Multiprotocol Lambda Switching
MPLS
Multiprotocol Label Switching
NE
Network Element
NGN
Next Generation Network
NMS
Network Management System
NNI
Network to Network Interface
OADM
Optical Add/Drop Multiplexer
OAM
Operations and Maintenance
OBS
Optical Burst Switching
OLS
Optical Label Switching
OLSR
Optical Label Switching Router
OPR
Optical Packet Router
OSPF
Open Short Path First
OXC
Optical Cross Connect
PON
Passive Optical Network
POS
Packet Over Sonet
PPP
Point to Point Protocol
- VII-
QoS
Quality of Service
RIP
Routing Information Protocol
RSpec
Resource Specification
RSVP
Resource Revervation Protocol
RTP
Real time Transport Protocol
SDH
Synchronous Digital Hierarchy
SMTP
Simple Mail Tranfer Protocol
SNMP
Simple Network Management Protocol
SPF
Short Path First
SRLG
Shared Risk Link Group
SS7
Signaling System No 7
TE
Traffic Engineering
TNM
Telecommunication Management Network
TTL
Time to Live
UDP
User Datagram Protocol
UNI
User Network Interface
VPN
Vitural Private Network
WADM
Wavelength Add/Drop Multiplexer
WAMP
Wavelength Amplifier
WAN
Wide Area Network
WDM
Wavelength Division Multiplexing
- VIII -
danh môc c¸c h×nh vÏ
H×nh 1-1: Xu h−íng tÝch hîp c¸c líp giao thøc IP/quang............................... 12
H×nh 2-1: TiÕn tr×nh ph¸t triÓn m¹ng WDM ................................................... 16
H×nh 2-2: TruyÒn dÉn gãi tin trªn c¸c b−íc sãng ........................................... 17
H×nh 2-3: ChuyÓn m¹ch chïm quang.............................................................. 21
H×nh 2-4: ChuyÓn m¹ch gãi quang ................................................................. 22
H×nh 2-5: IP qua m¹ng chuyÓn m¹ch WDM................................................... 23
H×nh 2-6: M« h×nh ®iÒu khiÓn NMS chång lÊn ............................................... 25
H×nh 2-7: M« h×nh ®iÒu khiÓn gia t¨ng ........................................................... 26
H×nh 2-8: M« h×nh ®iÒu khiÓn ngang hµng ..................................................... 27
H×nh 2-9: M¹ng IP over OLSR........................................................................ 29
H×nh 2-10: M¹ng IP over OPR ....................................................................... 32
H×nh 3-1:§iÒu khiÓn l−u l−îng vµ ®iÓn khiÓn m¹ng IP/WDM........................ 34
H×nh 3-2: C¬ chÕ flooding OSPF .................................................................... 42
H×nh 3-3: Vßng lÆp ®Þnh tuyÕn........................................................................ 46
H×nh 3-4: RSVP cho m¹ng quang WDM ......................................................... 51
H×nh 3-5: KiÕn tróc phÇn mÒm RSVP ............................................................. 52
H×nh 3-6: §Þnh d¹ng b¶n tin PATH ®èi t−îng yªu cÇu nh·n ......................... 54
H×nh 3-7: §Þnh d¹ng b¶n tin PATH ®èi t−îng yªu cÇu nh·n cho thiÕt lËp
®−êng ®i vµ cÊp ph¸t b−íc sãng néi bé........................................................... 54
H×nh 3-8: §Þnh d¹ng b¶n tin RESV ®èi t−îng nh·n........................................ 57
H×nh 3-9: Phôc håi m¹ng IP/ WDM ............................................................... 63
H×nh 3-10: Dù phßng lightpath vµ dù phßng liªn kÕt ..................................... 68
H×nh 3-11: Phôc håi m¹ng vµ phôc håi ph©n ®o¹n con ................................. 70
H×nh 3-12: §iÒu khiÓn liªn miÒn IP/WDM ..................................................... 71
H×nh 4-1 M« h×nh m¹ng chång lÊn ................................................................. 84
- IX -
H×nh 4-2: VÝ dô vÒ ®Þnh tuyÕn IP kh«ng lùa chän link cung cÊp bëi m¹ng
WDM ............................................................................................................... 85
H×nh 4-3:M« h×nh ngang hµng- §iÒu khiÓn l−u l−îng tÝch hîp...................... 86
H×nh 4-4: CÊu tróc node ®Þnh tuyÕn tÝch hîp ................................................ 87
H×nh 4-5: VÝ dô m¹ng víi c¸c liªn kÕt ¶o........................................................ 89
H×nh 5-1: M¹ng IP/POS (Packet over Sonet)/WDM....................................... 93
H×nh 5.2 - M« h×nh m¹ng NGN cña VNPT .................................................... 95
H×nh 5-3: §Ò xuÊt øng dông m¹ng IP/WDM cho m¹ng thÕ hÖ míi cña VNPT
......................................................................................................................... 99
H×nh 5-4: TiÕn tr×nh ph¸t triÓn m¹ng IP/WDM ............................................ 101
H×nh 5-5: TiÕn tr×nh ph¸t triÓn m¹ng IP/WDM cña Siemens ....................... 101
- 1-
më ®Çu
HiÖn nay m¹ng viÔn th«ng ®ang tõng b−íc thùc hiÖn chuyÓn dÞch tõ
m¹ng viÔn th«ng hiÖn cã sang m¹ng thÕ hÖ míi. C¸c c«ng nghÖ truyÒn dÉn
thÕ hÖ míi ®−îc ®−a vµo sö dông nh− :
M¹ng SDH thÕ hÖ sau sö dông WDM cho phÐp ph©n ph¸t d÷ liÖu ë tèc
®é cao vµ b¨ng th«ng réng ®èi víi m¹ng Ethernet, cho phÐp truyÒn l−u l−îng
IP trùc tiÕp trªn m¹ng SDH.
C«ng nghÖ IP lµm nÒn cho thÕ hÖ sau trong ®ã c«ng nghÖ ghÐp kªnh
b−íc sãng quang WDM chiÕm lÜnh ë líp vËt lý; IP/MPLS lµm nÒn cho líp 3,
truyÒn dÉn trªn m¹ng lâi dùa vµo kü thuËt gãi cho tÊt c¶ c¸c dÞch vô víi chÊt
l−îng dÞch vô QoS tïy yªu cÇu cho tõng lo¹i dÞch vô. ATM hay IP/MPLS
hiÖn t¹i ®−îc sö dông lµm nÒn cho truyÒn dÉn trªn m¹ng lâi ®Ó ®¶m b¶o QoS.
Trong t−¬ng lai do sù bïng næ l−u l−îng IP dÉn ®Õn c¬ së h¹ tÇng m¹ng
nªn ®−îc tèi −u cho IP. Bªn d−íi líp IP, sîi quang sö dông kü thuËt WDM lµ
kü thuËt truyÔn dÉn h÷u tuyÕn cã nhiÒu høa hÑn nhÊt, cung cÊp mét dung
l−îng m¹ng khæng lå ®ßi hái ®Ó tån t¹i trong sù ph¸t triÓn liªn tôc m¹ng viÔn
th«ng. ChÝnh v× lý do trªn hiÖn nay c«ng nghÖ IP/WDM lµ xu h−íng cho m¹ng
truyÒn dÉn thÕ hÖ míi, trong thêi gian kh«ng xa sÏ ®−îc chuÈn ho¸ vµ ®−a vµo
sö dông.
Dùa trªn nh÷ng hiÓu biÕt vÒ c«ng nghÖ m¹ng IP vµ c«ng nghÖ truyÒn
dÉn quang vµ c¸c nghiªn cøu vÒ c«ng nghÖ m¹ng IP/WDM trong ph¹m vi luËn
v¨n em ®−a ra nh÷ng nghiªn cøu lý thuyÕt, kh¶ n¨ng øng dông cña “C«ng
nghÖ m¹ng truyÒn dÉn thÕ hÖ míi IP/WDM” bao gåm: CÊu tróc m¹ng, m«
h×nh liªn kÕt, ®iÒu khiÓn m¹ng vµ ®iÒu khiÓn l−u l−îng trong m¹ng IP/WDM.
Do hiÓu biÕt, thêi gian nghiªn cøu h¹n chÕ rÊt mong c¸c thÇy, c« vµ
c¸c ®ång nghiÖp gióp ®ì, ®ãng gãp ý kiÕn ®Ó luËn v¨n cña em ®−îc hoµn thiÖn
h¬n.
LuËn v¨n cao häc
-2Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
Ch−¬ng 1: giíi thiÖu vÒ m¹ng truyÒn dÉn thÕ hÖ míi
hiÖn nay vµ xu h−íng ph¸t triÓn
1.1 Giíi thiÖu chung
Chóng ta nhËn thÊy m¹ng viÔn th«ng hiÖn t¹i gåm nhiÒu m¹ng riªng lÎ
kÕt hîp l¹i víi nhau thµnh mét m¹ng hçn t¹p, chØ ®−îc x©y dùng ë cÊp quèc
gia, nh»m ®¸p øng ®−îc nhiÒu lo¹i dÞch vô kh¸c nhau. XÐt ®Õn m¹ng Internet,
®ã lµ mét m¹ng ®¬n lín, cã tÝnh chÊt toµn cÇu, th−êng ®−îc ®Ò cËp theo mét
lo¹t c¸c giao thøc truyÒn dÉn h¬n lµ theo mét kiÕn tróc ®Æc tr−ng. Internet hiÖn
t¹i kh«ng hç trî QoS còng nh− c¸c dÞch vô cã tÝnh thêi gian thùc (nh− tho¹i
truyÒn thèng). Do ®ã, viÖc x©y dùng m¹ng thÕ hÖ míi (NGN) cÇn tu©n theo
c¸c chØ tiªu:
NGN ph¶i cã kh¶ n¨ng hç trî c¶ cho c¸c dÞch vô cña m¹ng Internet vµ
cña m¹ng hiÖn hµnh.
Mét kiÕn tróc NGN kh¶ thi ph¶i hç trî dÞch vô qua nhiÒu nhµ cung cÊp
kh¸c nhau. Mçi nhµ cung cÊp m¹ng hay dÞch vô lµ mét thùc thÓ riªng lÎ víi
môc tiªu kinh doanh vµ cung cÊp dÞch vô kh¸c nhau, vµ cã thÓ sö dông nh÷ng
kü thuËt vµ giao thøc kh¸c nhau. Mét vµi dÞch vô cã thÓ chØ do mét nhµ cung
cÊp dÞch vô ®−a ra, nh−ng tÊt c¶ c¸c dÞch vô ®Òu ph¶i ®−îc truyÒn qua m¹ng
mét c¸ch th«ng suèt tõ ®Çu cuèi ®Õn ®Çu cuèi.
M¹ng thÕ hÖ míi ph¶i hç trî tÊt c¶ c¸c lo¹i kÕt nèi (hay cßn gäi lµ cuéc
gäi), thiÕt lËp ®−êng truyÒn trong suèt thêi gian chuyÓn giao, c¶ cho h÷u tuyÕn
còng nh− v« tuyÕn.
V× vËy, m¹ng NGN sÏ tiÕn hãa lªn tõ m¹ng truyÒn dÉn hiÖn t¹i (ph¸t
triÓn thªm chuyÓn m¹ch gãi) vµ tõ m¹ng Internet c«ng céng (hç trî thªm chÊt
l−îng dÞch vô QoS).
1.2 CÊu tróc m¹ng thÕ thÖ míi hiÖn nay
LuËn v¨n cao häc
-3Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
§Ó thùc hiÖn viÖc chuyÓn dÞch mét c¸ch thuËn lîi tõ m¹ng viÔn th«ng
hiÖn cã sang m¹ng thÕ hÖ míi, viÖc chuyÓn dÞch ph¶i ph©n ra lµm ba møc ë
hai líp: kÕt nèi vµ chuyÓn m¹ch. Tr−íc hÕt lµ chuyÓn dÞch ë líp truy nhËp vµ
truyÒn dÉn. Hai líp nµy bao gåm líp vËt lý, líp 2 vµ líp 3, chän c«ng nghÖ IP
lµm nÒn cho m¹ng thÕ hÖ míi. Trong ®ã:
C«ng nghÖ ghÐp kªnh b−íc sãng quang DWDM sÏ chiÕm lÜnh ë líp vËt
lý IP/MPLS lµm nÒn cho líp 3
CÊu tróc m¹ng NGN bao gåm c¸c líp chøc n¨ng sau:
• Líp nÕt nèi (Access + Transport/ Core)
• Líp trung gian hay líp truyÒn th«ng (Media)
• Líp ®iÒu khiÓn (Control)
• Líp qu¶n lý (Management)
Trong c¸c líp trªn, líp ®iÒu khiÓn hiÖn nay ®ang rÊt phøc t¹p víi nhiÒu
lo¹i giao thøc, kh¶ n¨ng t−¬ng thÝch gi÷a c¸c thiÕt bÞ cña h·ng lµ vÊn ®Ò ®ang
®−îc c¸c nhµ khai th¸c quan t©m.
KiÕn tróc m¹ng NGN sö dông chuyÓn m¹ch gãi cho c¶ tho¹i vµ d÷ liÖu.
Nã ph©n chia c¸c khèi v÷ng ch¾c cña tæng ®µi hiÖn nay thµnh c¸c líp m¹ng
riªng lÎ, c¸c líp nµy liªn kÕt víi nhau qua c¸c giao diÖn më tiªu chuÈn.
Trong ph¹m vi luËn v¨n nµy chóng ta ®i s©u nghiªn cøu líp truyÒn dÉn
vµ truy nhËp trong m¹ng thÕ hÖ míi.
1.3. Líp truyÒn dÉn vµ truy nhËp hiÖn nay
1.3.1 PhÇn truyÒn dÉn:
Trong líp vËt lý truyÒn dÉn quang víi kü thuËt ghÐp kªnh b−íc sãng
quang DWDM ®−îc sö dông.
Trong líp 2 vµ líp 3 truyÒn dÉn trªn m¹ng lâi (Core Network) dùa vµo
kü thuËt gãi cho tÊt c¶ c¸c dÞch vô víi chÊt l−îng dÞch vô QoS tïy yªu cÇu cho
tõng lo¹i dÞch vô. ATM hay IP/MPLS hiÖn t¹i ®−îc sö dông lµm nÒn cho
LuËn v¨n cao häc
-4Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
truyÒn dÉn trªn m¹ng lâi ®Ó ®¶m b¶o QoS. M¹ng lâi cã thÓ thuéc m¹ng MAN
hay m¹ng ®−êng trôc.
Thµnh phÇn cña m¹ng bao gåm c¸c nót chuyÓn m¹ch/ Router (IP/ATM
hay IP/MPLS), c¸c chuyÓn m¹ch kªnh cña m¹ng PSTN, c¸c khèi chuyÓn m¹ch
ë m¹ng ®−êng trôc, kü thuËt truyÒn t¶i chÝnh lµ IP hay IP/ATM.
Chøc n¨ng cña líp truyÒn t¶i trong cÊu tróc m¹ng NGN bao gåm c¶
chøc n¨ng truyÒn dÉn vµ chøc n¨ng chuyÓn m¹ch.
Líp truyÒn dÉn cã kh¶ n¨ng hç trî c¸c møc QoS kh¸c nhau cho cïng
mét dÞch vô vµ cho c¸c dÞch vô kh¸c nhau. Nã cã kh¶ n¨ng l−u tr÷ l¹i c¸c sù
kiÖn x¶y ra trªn m¹ng (kÝch th−íc gãi, tèc ®é gãi, ®é tr× ho·n, tû lÖ mÊt gãi vµ
Jitter cho phÐp,… ®èi víi m¹ng chuyÓn m¹ch gãi; b¨ng th«ng, ®é tr× ho·n ®èi
víi m¹ng chuyÓn m¹ch kªnh TDM). Líp øng dông sÏ ®−a ra c¸c yªu cÇu vÒ
n¨ng lùc truyÒn t¶i vµ nã sÏ thùc hiÖn c¸c yªu cÇu ®ã.
1.3.2. PhÇn truy nhËp:
Trong líp vËt lý gåm c¸c lo¹i c¸p h÷u tuyÕn nh− c¸p ®ång sö dông
xDSL hiÖn ®ang sö dông. Tuy nhiªn trong t−¬ng lai truyÒn dÉn quang
DWDM, PON (Passive Optical Network) sÏ dÇn dÇn chiÕm −u thÕ vµ thÞ
tr−êng xDSL, modem c¸p dÇn dÇn thu hÑp l¹i. Truy nhËp v« tuyÕn bao gåm
th«ng tin di ®éng - c«ng nghÖ GSM hoÆc CDMA, truy nhËp v« tuyÕn cè ®Þnh,
vÖ tinh.
Trong líp 2 vµ líp 3: C«ng nghÖ IP sÏ lµm nÒn cho m¹ng truy nhËp.
Thµnh phÇn cña m¹ng truy nhËp gåm c¸c thiÕt bÞ truy nhËp ®ãng vai trß
giao diÖn ®Ó kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi vµo m¹ng qua hÖ thèng m¹ng ngo¹i
vi c¸p ®ång, c¸p quang hoÆc v« tuyÕn. C¸c thiÕt bÞ truy nhËp tÝch hîp
IAD.Thuª bao cã thÓ sö dông mäi kü thuËt truy nhËp (t−¬ng tù, sè, TDM,
ATM, IP,…) ®Ó truy nhËp vµo m¹ng dÞch vô NGN.
Chøc n¨ng líp truy nhËp cung cÊp c¸c kÕt nèi gi÷a thuª bao ®Çu cuèi
vµ m¹ng ®−êng trôc ( thuéc líp truyÒn dÉn) qua cæng giao tiÕp MGW thÝch
LuËn v¨n cao häc
-5Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
hîp. M¹ng NGN kÕt nèi víi hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ ®Çu cuèi chuÈn vµ kh«ng
chuÈn nh− c¸c thiÕt bÞ truy xuÊt ®a dÞch vô, ®iÖn tho¹i IP, m¸y tÝnh PC, tæng
®µi néi bé PBX, ®iÖn tho¹i POTS, ®iÖn tho¹i sè ISDN, di ®éng v« tuyÕn, di
®éng vÖ tinh, v« tuyÕn cè ®Þnh, VoDSL, VoIP…
1.4 C¸c c«ng nghÖ sö dông cho m¹ng thÕ hÖ míi hiÖn nay.
Ngµy nay, yªu cÇu ngµy cµng t¨ng vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng dÞch vô ®·
thóc ®Èy sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña thÞ tr−êng c«ng nghÖ ®iÖn tö - tin häc viÔn th«ng. Sù ph¸t triÓn c«ng nghÖ ®· vµ ®ang tiÕp cËn nhau, ®an xen lÉn
nhau nh»m cho phÐp m¹ng l−íi tháa m·n tèt h¬n c¸c nhu cÇu cña kh¸ch hµng
trong t−¬ng lai. Theo ITU, cã hai xu h−íng tæ chøc m¹ng chÝnh:
- Ho¹t ®éng kÕt nèi ®Þnh h−íng (CO - Connection Oriented Operation).
- Ho¹t ®éng kh«ng kÕt nèi (CL - Connectionless Operation).
Trong ho¹t ®éng kÕt nèi ®Þnh h−íng, c¸c cuéc gäi ®−îc thùc hiÖn víi
tr×nh tù: gäi sè - x¸c lËp kÕt nèi - göi vµ nhËn th«ng tin - kÕt thóc. Trong kiÓu
kÕt nèi nµy, c«ng nghÖ ATM ph¸t triÓn cho phÐp ®Èy m¹nh c¸c dÞch vô b¨ng
réng vµ n©ng cao chÊt l−îng dÞch vô. Ho¹t ®éng kh«ng kÕt nèi dùa trªn giao
thøc IP nh− viÖc truy cËp Internet kh«ng yªu cÇu viÖc x¸c lËp tr−íc c¸c kÕt
nèi, v× vËy chÊt l−îng dÞch vô cã thÓ kh«ng hoµn toµn ®¶m b¶o nh− tr−êng hîp
trªn. Tuy nhiªn do tÝnh ®¬n gi¶n, tiÖn lîi víi chi phÝ thÊp, c¸c dÞch vô th«ng
tin theo ph−¬ng thøc CL ph¸t triÓn rÊt m¹nh mÏ theo xu h−íng n©ng cao chÊt
l−îng dÞch vô vµ tiÕn tíi c¹nh tranh víi c¸c dÞch vô th«ng tin theo ph−¬ng
thøc CO. Tuy vËy, hai ph−¬ng thøc ph¸t triÓn nµy dÇn tiÖm cËn vµ héi tô dÉn
®Õn sù ra ®êi c«ng nghÖ ATM/IP. Sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c¸c dÞch vô vµ
c¸c c«ng nghÖ míi t¸c ®éng trùc tiÕp ®Õn sù ph¸t triÓn cÊu tróc m¹ng.
1.4.1. C«ng nghÖ IP
Sù ph¸t triÓn ®ét biÕn cña IP, sù t¨ng tr−ëng theo cÊp sè nh©n cña thuª
bao Internet ®· lµ mét thùc tÕ kh«ng cßn ai cã thÓ phñ nhËn. HiÖn nay l−îng
dÞch vô lín nhÊt trªn c¸c m¹ng ®−êng trôc trªn thùc tÕ ®Òu lµ tõ IP. Trong
LuËn v¨n cao häc
-6Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
c«ng t¸c tiªu chuÈn hãa c¸c lo¹i kü thuËt, viÖc b¶o ®¶m tèt h¬n cho IP ®· trë
thµnh träng ®iÓm cña c«ng t¸c nghiªn cøu.
IP lµ giao thøc chuyÓn tiÕp gãi tin. ViÖc chuyÓn tiÕp gãi tin thùc hiÖn
theo c¬ chÕ phi kÕt nèi. IP ®Þnh nghÜa c¬ cÊu ®¸nh sè, c¬ cÊu chuyÓn tin, c¬
cÊu ®Þnh tuyÕn vµ c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ë møc thÊp (ICMP). Gãi tin IP
gåm ®Þa chØ cña bªn nhËn, ®Þa chØ lµ sè duy nhÊt trong toµn m¹ng vµ mang ®Çy
®ñ th«ng tin cÇn cho viÖc chuyÓn gãi tíi ®Ých.
C¬ cÊu ®Þnh tuyÕn cã nhiÖm vô tÝnh to¸n ®−êng ®i tíi c¸c nót trong
m¹ng. Do vËy, c¬ cÊu ®Þnh tuyÕn ph¶i ®−îc cËp nhËt c¸c th«ng tin vÒ topo
m¹ng, th«ng tin vÒ nguyªn t¾c chuyÓn tin (nh− trong BGP) vµ nã ph¶i cã kh¶
n¨ng ho¹t ®éng trong m«i tr−êng m¹ng gåm nhiÒu nót. KÕt qu¶n tÝnh to¸n cña
c¬ cÊu ®Þnh tuyÕn ®−îc l−u trong c¸c b¶ng chuyÓn tin (forwarding table) chøa
th«ng tin vÒ chÆng tiÕp theo ®Ó cã thÓ göi gãi tin tíi h−íng ®Ých.
Dùa trªn c¸c b¶n chuyÓn tin, c¬ cÊu chuyÓn tin chuyÓn m¹ch c¸c gãi IP
h−íng tíi ®Ých. Ph−¬ng thøc chuyÓn tin truyÒn thèng lµ theo tõng chÆng mét.
ë c¸ch nµy, mçi nót m¹ng tÝnh to¸n m¹ng chuyÓn tin mét c¸ch ®éc lËp.
Ph−¬ng thøc nµy, do vËy, yªu cÇu kÕt qu¶ tÝnh to¸n cña phÇn ®Þnh tuyÕn t¹i tÊt
c¶ c¸c nót ph¶i nhÊt qu¸n víi nhau. Sù kh«ng thèng nhÊt cña kÕt qu¶ sÏ dÉn
®Õn viÖc chuyÓn gãi tin sai h−íng, ®iÒu nµy ®ång nghÜa víi viÖc mÊt gãi tin.
KiÓu chuyÓn tin theo tõng chÆng h¹n chÕ kh¶ n¨ng cña m¹ng. VÝ dô,
víi ph−¬ng thøc nµy, nÕu c¸c gãi tin chuyÓn tíi cïng mét ®Þa chØ ®i qua cïng
mét nót th× chóng sÏ ®−îc truyÒn qua cïng mét tuyÕn tíi ®iÓm ®Ých. §iÒu nµy
khiÕn cho m¹ng kh«ng thÓ thùc hiÖn mét sè chøc n¨ng kh¸c nh− ®Þnh tuyÕn
theo ®Ých, theo dÞch vô.
Tuy nhiªn, bªn c¹nh ®ã, ph−¬ng thøc ®Þnh tuyÕn vµ chuyÓn tin nµy
n©ng cao ®é tin cËy còng nh− kh¶ n¨ng më réng cña m¹ng. Giao thøc ®Þnh
tuyÕn ®éng cho phÐp m¹ng ph¶n øng l¹i víi sù cè b»ng viÖc thay ®æi tuyÕn khi
router biÕt ®−îc sù thay ®æi vÒ topo m¹ng th«ng qua viÖc cËp nhËt th«ng tin vÒ
LuËn v¨n cao häc
-7Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
tr¹ng th¸i kÕt nèi. Víi c¸c ph−¬ng thøc nh− CDIR (Classless Inter Domain
Routing), kÝch th−íc cña b¶n tin ®−îc duy tr× ë møc chÊp nhËn ®−îc, vµ do
viÖc tÝnh to¸n ®Þnh tuyÕn ®Òu do c¸c nót tù thùc hiÖn, m¹ng cã thÓ më réng
mµ kh«ng cÇn bÊt cø thay ®æi nµo.
Tãm l¹i, IP lµ mét giao thøc chuyÓn m¹ch gãi cã ®é tin cËy vµ kh¶ n¨ng
më réng cao. Tuy nhiªn, viÖc ®iÒu khiÓn l−u l−îng rÊt khã thùc hiÖn do
ph−¬ng thøc ®Þnh tuyÕn theo tõng chÆng. MÆt kh¸c, IP còng kh«ng hç trî chÊt
l−îng dÞch vô.
1.4.2. C«ng nghÖ ATM
C«ng nghÖ ATM dùa trªn c¬ së cña ph−¬ng ph¸p chuyÓn m¹ch gãi,
th«ng tin ®−îc nhãm vµo c¸c gãi tin cã chiÒu dµi cè ®Þnh, ng¾n; trong ®ã vÞ trÝ
cña gãi kh«ng phô thuéc vµo ®ång hå ®ång bé vµ dùa trªn nhu cÇu bÊt kú cña
kªnh cho tr−íc. C¸c chuyÓn m¹ch ATM cho phÐp ho¹t ®éng víi nhiÒu tèc ®é
vµ dÞch vô kh¸c nhau. ATM cã hai ®Æc ®iÓm quan träng:
Thø nhÊt ATM sö dông c¸c gãi cã kÝch th−íc nhá vµ cè ®Þnh gäi lµ c¸c
tÕ bµo ATM, c¸c tÕ bµo nhá víi tèc ®é truyÒn lín sÏ lµm cho trÔ truyÒn vµ
biÕn ®éng trÔ gi¶m ®ñ nhá ®èi víi c¸c dÞch vô thêi gian thùc, còng sÏ t¹o ®iÒu
kiÖn cho viÖc hîp kªnh ë tèc ®é cao ®−îc dÔ dµng h¬n.
Thø hai, ATM cã kh¶ n¨ng nhãm mét vµi kªnh ¶o thµnh mét ®−êng ¶o
nh»m gióp cho viÖc ®Þnh tuyÕn ®−îc dÔ dµng.
ATM kh¸c víi ®Þnh tuyÕn IP ë mét sè ®iÓm. Nã lµ c«ng nghÖ chuyÓn
m¹ch h−íng kÕt nèi. KÕt nèi tõ ®iÓm ®Çu ®Õn ®iÓm cuèi ph¶i ®−îc thiÕt lËp
tr−íc khi th«ng tin ®−îc göi ®i. ATM yªu cÇu kÕt nèi ph¶i ®−îc thiÕt lËp b»ng
nh©n c«ng hoÆc thiÕt lËp mét c¸ch tù ®éng th«ng qua b¸o hiÖu. MÆt kh¸c,
ATM kh«ng thùc hiÖn ®Þnh tuyÕn t¹i c¸c nót trung gian. TuyÕn kÕt nèi xuyªn
suèt ®−îc x¸c ®Þnh tr−íc khi trao ®æi d÷ liÖu vµ ®−îc gi÷ cè ®Þnh trong suèt
thêi gian kÕt nèi. Trong qu¸ tr×nh thiÕt lËp kÕt nèi, c¸c tæng ®µi ATM trung
gian cung cÊp cho kÕt nèi mét nh·n. ViÖc nµy thùc hiÖn hai ®iÒu: dµnh cho kÕt
LuËn v¨n cao häc
-8Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
nèi mét sè tµi nguyªn vµ x©y dùng b¶ng chuyÓn tÕ bµo t¹i mçi tæng ®µi. B¶ng
chuyÓn tÕ bµo nµy cã tÝnh côc bé vµ chØ chøa th«ng tin vÒ c¸c kÕt nèi ®ang
ho¹t ®éng ®i qua tæng ®µi. §iÒu nµy kh¸c víi th«ng tin vÒ toµn m¹ng chøa
trong b¶ng chuyÓn tin cña router dïng IP.
Qu¸ tr×nh chuyÓn tÕ bµo qua tæng ®µi ATM còng t−¬ng tù nh− viÖc
chuyÓn gãi tin qua Router. Tuy nhiªn, ATM cã thÓ chuyÓn m¹ch nhanh h¬n v×
nh·n g¾n trªn cell cã kÝch th−íc cè ®Þnh (nhá h¬n cña IP), kÝch th−íc b¶ng
chuyÓn tin nhá h¬n nhiÒu so víi cña IP router, vµ viÖc nµy ®−îc thùc hÖn trªn
c¸c thiÕt bÞ phÇn cøng chuyªn dông. Do vËy, th«ng l−îng cña tæng ®µi ATM
th−êng lín h¬n th«ng l−îng cña IP Router truyÒn thèng.
1.4.3. C«ng nghÖ IP / ATM
HiÖn nay, trong x©y dùng m¹ng IP cã c¸c kü thuËt nh− IP / SDH/
SONET, IP/WDM vµ IP / Fiber. Cßn kü thuËt ATM do cã c¸c tÝnh n¨ng nh−
tèc ®é cao, chÊt l−îng dÞch vô (QoS), ®iÒu khiÓn l−u l−îng… mµ c¸c m¹ng
l−íi dïng bé ®Þnh tuyÕn truyÒn thèng ch−a cã, nªn ®· ®−îc sö dông réng r·i
trªn m¹ng ®−êng trôc IP. MPLS chÝnh lµ sù c¶i tiÕn cña IP / ATM kinh ®iÓn,
cho nªn ë ®©y chóng ta cÇn nh×n l¹i mét chót vÒ hiÖn tr¹ng cña kü thuËt IP /
ATM.
IP / ATM truyÒn thèng lµ mét lo¹i kü thuËt kiÓu xÕp chång, nã xÕp IP
(kü thuËt líp 3) lªn ATM (kü thuËt líp 2); giao thøc cña hai tÇng hoµn toµn
®éc lËp víi nhau; gi÷a chóng ph¶i nhê mét lo¹t giao thøc (nh− NHRP,
ARP,…) n÷a míi ®¶m b¶o nèi th«ng. §iÒu ®ã hiÖn nay trªn thùc tÕ ®· ®−îc
øng dông réng r·i. Nh−ng trong t×nh tr¹ng m¹ng l−íi ®−îc më réng nhanh
chãng, c¸ch xÕp chång ®ã còng g©y ra nhiÒu vÇn ®Ò cÇn xem xÐt l¹i.
Tr−íc hÕt, vÊn ®Ò næi bËt nhÊt lµ trong ph−¬ng thøc chång xÕp, ph¶i
thiÕt lËp c¸c liªn kÕt PVC t¹i N ®iÓm nót, tøc lµ cÇn thiÕt lËp m¹ng liªn kÕt.
Nh− thÕ cã thÓ sÏ g©y nªn vÊn ®Ò b×nh ph−¬ng N, rÊt phiÒn phøc, tøc lµ khi
thiÕt lËp, b¶o d−ìng, gì bá sù liªn kÕt gi÷a c¸c ®iÓm nót, sè viÖc ph¶i lµm
LuËn v¨n cao häc
-9Tiªu Xu©n Hïng
_______________________________________________________________
(nh− sè VC, l−îng tin ®iÒu khiÓn) ®Òu cã cÊp sè nh©n b×nh ph−¬ng cña N
®iÓm nót. Khi mµ m¹ng l−íi ngµy cµng réng lín, chi phèi kiÓu ®ã sÏ lµm cho
m¹ng l−íi qu¸ t¶i.
Thø hai lµ, ph−¬ng thøc xÕp chång sÏ ph©n c¾t c¶ m¹ng l−íi IP / ATM
ra lµm nhiÒu m¹ng logic nhá (LIS), c¸c LIS trªn thùc tÕ ®Òu lµ ë trong mét
m¹ng vËt lý. Gi÷a c¸c LIS dïng bé ®Þnh tuyÕn trung gian ®Ó liªn kÕt, ®iÒu nµy
sÏ cã ¶nh h−ëng ®Õn viÖc truyÒn nhãm gãi tin gi÷a c¸c LIS kh¸c nhau. MÆt
kh¸c, khi l−u l−îng rÊt lín, nh÷ng bé ®Þnh tuyÕn nµy sÏ g©y hiÖn t−îng nghÏn
cæ chai ®èi víi b¨ng réng.
Hai ®iÓm nªu trªn ®Òu lµm cho IP / ATM chØ cã thÓ dïng thÝch hîp cho
m¹ng t−¬ng ®èi nhá, nh− m¹ng xÝ nghiÖp,…, nh−ng kh«ng thÓ ®¸p øng ®−îc
nhu cÇu cña m¹ng ®−êng trôc Internet trong t−¬ng lai.Trªn thùc tÕ, hai kü
thuËt nµy ®ang tån t¹i vÊn ®Ò yÕu kÐm vÒ kh¶ n¨ng më réng thªm.
Thø ba lµ, trong ph−¬ng thøc chång xÕp, IP / ATM vÉn kh«ng cã c¸ch
nµo ®¶m b¶o QoS thùc sù.
Thø t−, vèn khi thiÕt kÕ hai lo¹i kü thuËt IP vµ ATM ®Òu lµm riªng lÎ,
kh«ng xÐt g× ®Õn kü thuËt kia, ®iÒu nµy lµm cho sù nèi th«ng gi÷a hai bªn ph¶i
dùa vµo mét lo¹t giao thøc phøc t¹p, cïng víi c¸c bé phôc vô xö lý c¸c giao
thøc nµy. C¸ch lµm nh− thÕ cã thÓ g©y ¶nh h−êng kh«ng tèt ®èi víi ®é tin cËy
cña m¹ng ®−êng trôc.
C¸c kü thuËt MPOA (Multiprotocol over ATM - ®a giao thøc trªn
ATM), LANE (LAN Emulation - M« pháng LAN)… còng chÝnh lµ kÕt qu¶
nghiªn cøu ®Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò ®ã, nh−ng c¸c gi¶i thuËt nµy ®Òu chØ gi¶i
quyÕt ®−îc mét phÇn c¸c tån t¹i, nh− vÊn ®Ò QoS ch¼ng h¹n. Ph−¬ng thøc mµ
c¸c kü thuËt nµy dïng vÉn lµ ph−¬ng thøc chång xÕp, kh¶ n¨ng më réng vÉn
kh«ng ®ñ. HiÖn nay ®· xuÊt hiÖn mét lo¹i kü thuËt IP / ATM kh«ng dïng
ph−¬ng thøc xÕp chång, mµ dïng ph−¬ng thøc chuyÓn m¹ch nh·n, ¸p dông
ph−¬ng thøc tÝch hîp. Kü thuËt nµy chÝnh lµ c¬ së cña MPLS.
- Xem thêm -