Đề tài Công nghệ MAN-E và ứng dụng trên mạng Viễn thông Hà Nội

ác loại hình dịch vụ truyền dữ liệu và có xu hướng chuyển dần lưu lượng của các dịch vụ thoại sang truyền tải theo các giao thức truyền dữ liệu (ví dụ như dịch vụ thoại qua IP (VoIP).. Trong khi đó, các cơ sở hạ tầng mạng SDH hiện có khó có khả năng đáp ứng nhu cầu truyền tải lưu lượng gia tăng trong tương lai gần. Do vậy yêu cầu đặt ra là cần phải có một cơ sở hạ tầng truyền tải mới để có thể đồng thời truyền tải trên nó lưu lượng của hệ thống SDH hiện có và lưu lượng của các loại hình dịch vụ mới khi chúng được triển khai. Đó chính là lý do của việc hình thành một hướng mới của công nghệ SDH, đó là SDH thế hệ kế tiếp SDH-NG. Các công nghệ để tạo ra SDH-NG được tập hợp chung trong một khái niệm đó là khái 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 các giao diện nhằm mục đích tăng hiệu quả của việc truyền dữ liệu qua mạng SDH. Mục tiêu quan trọng nhất mà các hướng công nghệ nói trên cần phải thực hiện được đó là phối hợp hỗ trợ lẫn nhau để thực hiện chức năng cài đặt/chỉ định băng thông cho các dịch vụ một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng tới lưu lượng đang được truyền qua mạng SDH hiện tại. Điều này có nghĩa là mạng sẽ đảm bảo được chức năng hỗ trợ truyền tải lưu lượng dịch vụ của mạng hiện có và triển khai các loại hình dịch vụ mới. Hình 2.4 Mô hình giao thức trong SDH-NG Thêm vào đó, SDH-NG cung cấp chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS với mức độ chấp nhận nào đó cho các loại hình dịch vụ mới; mềm dẻo và linh hoạt trong việc hỗ trợ truyền tải lưu lượng truyền tải bởi các giao thức khác nhau qua mạng. Cơ cấu của DoS bao gồm 3 giao thức chính: Thủ tục đóng khung tổng quát GFR (generic framing procedure) Kỹ thuật liên kết chuỗi ảo VC (virtual concatenation) Cơ cấu điều chỉnh dung lượng đường thông LCAS (link capacity adjustment scheme). Cả 3 giao thức này đã được ITU-T chuẩn hoá lần lượt bởi các tiêu chuẩn G.7041/Y.1303, G.707, G.7042/Y.1305. Giao thức GFP cung cấp thủ tục đóng gói khung dữ liệu cho các dạng lưu lượng khác nhau (Ethernet, IP/PPP, RPR, kênh quang..) vào các phương tiện truyền dẫn TDM như là SDH hoặc hệ thống truyền tải quang OTN (optical transport network). Giao thức VC cung cấp những thủ tục cài đặt băng thông cho kênh kết nối mềm dẻo hơn so với những thủ tục áp dụng trong hệ thống truyền dẫn TDM trước đó. Giao thức LCAS cung cấp thủ tục báo hiệu đầu cuối tới đầu cuối để thực hiện chức năng điều chỉnh động dung lượng băng thông cho các kết nối khi sử dụng VC trong kết nối SDH.  Ưu điểm của SDH-NG Cung cấp các kết nối có băng thông cố định cho khách hàng Độ tin cậy của kênh truyền dẫn cao, trễ truyền tải thông tin nhỏ. Các giao diện truyền dẫn đã được chuẩn hóa và tương thích với nhiều thiết bị trên mạng. Thuận tiện cho kết nối truyền dẫn điểm -điểm Quản lý dễ dàng Công nghệ đã được chuẩn hóa Thiết bị đã được triển khai rộng rãi Nhược điểm của SDH-NG Công nghệ SDH được xây dựng nhằm mục đích tối ưu cho truyền tải lưu lượng chuyển mạch kênh, không phù hợp với truyền tải lưu lượng chuyển mạch gói. Do cấu trúc ghép kênh phân cấp nên cần nhiều cấp thiết bị để ghép tách, phân chia giao diện đến khách hàng. Khả năng nâng cấp không linh hoạt và giá thành nâng cấp là tương đối đắt. Không phù hợp với tổ chức mạng theo cấu trúc Mesh. Khó triển khai các dịch vụ ứng dụng Multicast Dung lượng băng thông giành cho bảo vệ và phục hồi lớn Phương thức cung cấp kết nối phức tạp, thời gian cung ứng kết nối dài. 2.3 MPLS/VMPLS 2.3.1 MPLS MPLS là một công nghệ đóng vai trò then chốt trong các mạng đô thị mặc dù công nghệ này không được thiết kế dành riêng cho thị trường mạng đô thị. Hình 2.5 Truyền tải công nghệ MPLS trong MEN Nguyên lý hoạt động chủ yếu của  thực hiện trong công nghệ MPLS là thực hiện gắn nhãn cho các loại gói tin cần chuyển đi tại các bộ định tuyến nhãn biên LER, sau đó các gói tin này sẽ được trung chuyển qua các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn đường LSR. Các đường chuyển mạch nhãn LSP được thiết lập bởi người điều quản lý mạng trên cơ sở đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật nhất định như là mức độ chiếm dụng đường thông, khả năng tắc nghẽn, chức năng kiến tạo đường hầm….Như vậy, sự hoạt động chuyển mạch các LSP cho phép MPLS có khả năng tạo ra các kết nối đầu cuối tới đầu cuối như đối với công nghệ ATM hoặc Frame Relay và cho phép truyền lưu lượng qua các tiện ích truyền tải khác nhau mà không cần phải bổ thêm các giao thức truyền tải hoặc cơ cấu điều khiển ở phân lớp 2. Những chức năng chủ yếu của công nghệ MPLS đã được mô tả và định nghĩa trong các tài liệu của tổ chức IETF (RFC 3031, 3032). Phương pháp chuyển mạch nhãn ứng dụng trong công nghệ MPLS cho phép các bộ định tuyến thực hiện định tuyến gói tin nhanh hơn do tính đơn giản của việc xử lý thông tin định tuyến chứa trong nhãn. Một chức năng quan trọng nữa được thực hiện trong MPLS đó là thực hiện các kỹ thuật lưu lượng, các kỹ thuật này cho phép thiết lập các đường thông các thông số thực hiện mạng để có thể truyền tải lưu lượng với các cấp dịch vụ và chất lượng dịch vụ khác nhau (RFC 2702). Một chức năng quan trong nữa được cung cấp trong MPLS đó là khả năng kiến tạo các kết nối đường hầm để cung cấp dịch vụ mạng riêng ảo (VPN). Mạng thực hiện trên cơ sở công nghệ MPLS cho phép giảm độ phức tạp điều khiển và quản lý mạng do việc truyền tải lưu lượng xuất phát từ nhiều loại hình giao thức khác nhau. Công nghệ MPLS hiện tại đang được phát triển theo hai hướng: MPlS (Multi Protocol lamda Switching) và GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching). MPlS tập trung vào xây dựng ứng dụng truyền tải IP qua mạng quang, cụ thể là tìm kiếm các giải pháp chuyển tải luồng lưu lượng IP vào các bước sóng quang. Trong khi đó GMPLS tập trung vào việc xây dựng nền tảng điều khiển cho mạng MPLS nhằm tích hợp chức năng quản lý của các phương thức truyền tải khác nhau như là IP, SDH, Ethernet … trên một nền tảng quản lý thống nhất. Ưu điểm MPLS có thể áp dụng phù hợp với hầu hết các cấu trúc tô-pô mạng (mesh hoặc ring). MPLS cho phép truyền tải đa dịch vụ với hiệu suất truyền tải cao. Chức năng điều khiển quản lý lưu lượng trong MPLS cho phép truyền tải lưu lượng các loại hình có yêu cầu về QoS. MPLS cho phép định tuyến gói tin với tốc độ nhanh do giảm thiểu việc xử lý thông tin định tuyến MPLS cho có khả năng kiến tạo kết nối đường hầm. Dựa trên khả năng này nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấp các dịch vụ kết nối ảo (ví dụ như TLS ở mức 2, VPN ở mức 3). MPLS có khả năng phối hợp tốt với IP để cung cấp các dịch vụ mạng riêng ảo trong môi trường IP và kết hợp với chức năng RSVP để cung cấp dịch vụ có QoS trong môi trường IP (RSVP-TE LSPs) Nhược điểm Khả năng hồi phục mạng không nhanh khi xảy ra sự cố hư hỏng trên mạng. Khi triển khai một công nghệ mới như MPLS đòi hỏi các nhân viên quản lý và điều hành mạng cần được đào tạo và cập nhật kiến thức về công nghệ mới, nhất là các kiến thức mới về quản lý và điều khiển lưu lượng trên toàn mạng. Giá thành xây dựng mạng dựa trên công nghệ MPLS nói chung còn khá đắt. Khả năng ứng dụng Công nghệ MPLS phù hợp cho việc xây dựng mạng với mục tiêu truyền tải dịch vụ tích hợp và  đạt được hiệu suất truyền tải cao, nghĩa là MPLS phù hợp để xây dựng mạng lõi (core). 2.3.2 VMPLS – Mạng riêng ảo MPLS lớp 3 (MPLS VPN) Kiến trúc mạng riêng ảo MPLS lớp 3 dựa trên RFC 2547 bis, mở rộng một số đặc tính cơ bản của giao thức cổng biên (BGP) và tập trung vào hướng đa giao thức của BGP nhằm phân bổ các thông tin định tuyến qua mạng lõi của nhà cung cấp dịch vụ cũng như là chuyển tiếp các lưu lượng VPN qua mạng lõi. Trong kiến trúc mạng L3 MPLS VPN, các thiết bị định tuyến của khách hàng và của nhà cung cấp được coi là các phần tử ngang hàng. Bộ định tuyến biên khách hàng CE cung cấp thông tin định tuyến tới bộ định tuyến biên nhà cung cấp PE. PE lưu cácthông tin định tuyến trong bảng định tuyến và chuyển tiếp ảo VRF. MPLS VPN là một dạng thực thi đầy đủ của mô hình mạng ngang hàng (peer-to-peer). Mạng đường trục MPLS VPN và các vùng của khách hàng sẽ trao đổi thông tin định tuyến lớp 3. Hình 2.6 Cấu trúc mạng MPLS VPN Ưu điểm lớn nhất của MPLS/VPN là làm đơn giản quá trình vận hành của mạng cho khách hàng trong khi cho phép nhà cung cấp dịch vụ tăng các dịch vụ, mời chào các dịch vụ gia tăng, có lợi nhuận. 2.4 GMPLS MPLS được thiết kế cho các dịch vụ trong các mạng gói, nhưng một phiên bản mới là GMPLS thì lại được phát triển cho các mạng toàn quang, bao gồm các kết nối SONET/SDH, WDM và truyền trực tiếp trên sợi quang. GMPLS có khả năng cấu hình các luồng lưu lượng dạng gói và cả các dạng lưu lượng khác. GMPLS đã mở ra khả năng đạt được sự hợp nhất các môi trường mạng số liệu truyền thống và quang. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều khó khăn khi triển khai GMPLS trên các mạng đã lắp đặt. Hình 2.7 Truyền tải GMPLS MPLS và phiên bản mở rộng của nó có thể đóng vai trò là một lớp tích hợp cho các mạng MAN nhằm cung cấp tính thông minh và là một “lớp keo kết dính” giữa mạng quang WDM phía dưới và lớp dịch vụ IP. Với vai trò này, nó có thể cung cấp chức năng cung cấp băng tần điểm-điểm, xử lý và quản lý lưu lượng và khôi phục dịch vụ. Hiệu quả hơn, MPLS có thể hoạt động như một lớp thiết lập cho các dịch vụ hướng kết nối. 2.5 Gigabit Ethernet Công nghệ Ethernet đã được xây dựng và chuẩn hoá để thực hiện các chức năng mạng lớp đường dữ liệu và lớp vật lý. Công nghệ này hỗ trợ cung cấp rất tốt các dịch vụ kết nối điểm - điểm với cấu trúc tô-pô mạng phổ biến theo kiểu ring và hub and spoke. Với cấu hình hub and spoke,  trong các mạng cơ quan, khu văn phòng thường triển khai các nút mạng là các thiết bị Switch và các thiết bị Hub. Nút mạng đóng vai trò là cổng (gateway) kết nối kép (dual home) với nút mạng thực hiện chức năng POP (Point Of Present) của nhà cung cấp dịch vụ để tạo nên cấu trúc mạng. Cách tổ chức mạng này xét về khía cạnh kinh tế là tương đối đắt, bù lại mạng có độ duy trì mạng cao và có khả năng mở rộng, nâng cấp dung lượng. Hình 2.8 Truyền tài Gigabit Ethernet theo cấu trúc Ring Mạng tổ chức theo cấu trúc tô-pô ring được áp dụng nhiều vì có tính hiệu quả về mặt tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng ban đầu. Tuy nhiên, một trong những yếu điểm của cấu trúc mạng kiểu này là không hiệu quả khi triển khai thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây (spanning-tree-algorithm); là một trong những thuật toán định tuyến quan trọng áp dụng trong mạng Ethernet do những hạn chế của cơ chế bảo vệ và dung lượng băng thông hữu hạn của vòng ring. Cụ thể là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phân đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm việc của vòng ring. Một điểm nữa là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây có thời gian hội tụ dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vòng ring (tiêu chuẩn là 50 ms). Gigabit Ethernet là bước phát triển tiếp theo của công nghệ Ethernet, một công nghệ mạng đã được áp dụng phổ biến cho mạng cục bộ LAN (Local Area Network) hơn hai thập kỷ qua. Ngoài đặc điểm công nghệ Ethernet truyền thống, công nghệ Gigabit Ethernet phát triển và bổ sung rất nhiều các chức năng và các tiện ích mới nhằm đáp ứng yêu cầu đa dạng về loại hình dịch vụ, tốc độ truyền tải, phương tiện truyền dẫn. Hiện tại các giao thức Gigabit Ethernet đã được chuẩn hoá trong các tiêu chuẩn IEEE 802.3z, 802.3ae, 802.1w. Gigabit Ethernet cung cấp các kết nối có tốc độ 100 Mbit/s, 1Gbit/s hoặc vài chục Gbit/s và hỗ trợ rất nhiều các tiện ích truyền dẫn vật lý khác nhau như cáp đồng, cáp quang với phương thức truyền tải đơn công (half-duplex) hoặc song công (full-duplex). Công nghệ Gigabit Ethernet hỗ trợ triển khai nhiều loại hình dịch vụ khác nhau cho nhu cầu kết nối kết nối điểm -  điểm, điểm - đa điểm, kết nối đa điểm... điển hình là các 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 hình dịch vụ kết nối là dịch vụ mạng LAN ảo VLAN (virtual LAN), dịch vụ này cho phép các cơ quan, doanh nghiệp, các tổ chức kết nối mạng từ ở các phạm vi địa lý tách rời thành một mạng thống nhất. Ưu điểm của công nghệ Công nghệ Ethernet và Gigabit Ethernet có những ưu điểm nổi bật là: Công nghệ Ethernet có khả năng hỗ trợ rất tốt cho ứng dụng truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao và có đặc tính lưu lượng mạng tính đột biến và tính “bùng nổ”. Cơ cấu truy nhập CSMA/CD công nghệ Ethernet cho phép truyền tải lưu lượng với hiệu xuất băng thông và thông lượng truyền tải lớn. Thuận lợi trong việc kết nối cung cấp dịch vụ cho khách hàng. Không đòi hỏi khách hàng phải thay đổi công nghệ, thay đổi hoặc nâng cấp mạng nội bộ, giao diện kết nối. Theo thống kê, có tới 95% lưu lượng phát sinh bởi các ứng dụng truyền tải dữ liệu là lưu lượng Etheret. Điều này xuất phát từ  thực tế là hấu hết các mạng truyền dữ liệu của các cơ quan, tổ chức (mạng LAN, MAN, mạng Intranet) hiện tại đều được xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet. Sự phổ biến của công nghệ Ethernet tại lớp truy nhập sẽ tạo điều kiện rất thuận lợi cho việc kết nối hệ thống với độ tương thích cao nếu như xây dựng một mạng dựa trên cơ sở công nghệ Ethernet. Điều này sẽ dẫn tới việc giảm đáng kể chi phí đầu tư xây dựng mạng. Mạng xây dựng trên cơ sở công nghệ Ethernet có khả năng mở rộng và nâng cấp dễ dàng do đặc tính của công nghệ này là chia sẻ chung tiện ích băng thôngtruyền dẫn và không thực hiện cơ cấu ghép kênh phân cấp. Hầu hết các giao thức, giao diện truyền tải ứng dụng trong công nghệ Ethernet đã được chuẩn hoá (họ giao thức IEEE.802.3). Phần lớn các thiết bị mạng Ethernet của các nhà sản xuất đều tuân theo các tiêu chuẩn trong họ tiêu chuẩn nói trên. Việc chuẩn hoá này tạo điều kiện  kết nối dễ dàng, độ tương thích kết nối cao giữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau. Quản lý mạng đơn giản  Nhược điểm Nếu chỉ xét công nghệ Ethernet một cách độc lập, bản thân công nghệ này tồn tại một số nhược điểm sau đây: Công nghệ Ethernet phù hợp với cấu trúc mạng theu kiểu Hub (cấu trúc tô - pô hình cây) mà không phù hợp với cấu trúc mạng ring. Điều này xuất phát từ việc công nghệ Ethernet thực hiện chức năng định tuyến trên cơ sở thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây (spanning-tree-algorithm); là một trong những thuật toán định tuyến quan trọng áp dụng trong mạng Ethernet.  Cụ thể là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây trong nhiều trường hợp sẽ thực hiện chặn một vài phân đoạn tuyến trong ring, điều này sẽ làm giảm dung lượng băng thông làm việc của vòng ring. Thời gian thực hiện bảo vệ phục hồi lớn. Điều này cũng xuất phát từ nguyên nhân là thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây có thời gian hội tụ dài hơn nhiều so với thời gian hồi phục đối với cơ chế bảo vệ của vòng ring (tiêu chuẩn là 50 ms). Không phù hợp cho việc truyền tải loại hình ứng dụng có đặc tính lưu lượng nhạy cảm với sự thay đổi về trễ truyền tải (jitter) và có độ ì (latency) lớn. Chưa thực hiện chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) cho những dịch vụ cần truyền tải có yêu cầu về QoS Khả năng áp dụng Công nghệ Ethernet có thể phù hợp triển khai cho việc xây dựng lớp mạng lõi truy nhập, đảm bảo thực hiện chức năng “thu gom” dịch vụ, tích hợp dịch vụ tại phân lớp truy nhập của mạng. Điều này tính khả thi do do tính tương thích cao về giao diện kết nối và công nghệ đối với khách hàng vì như đã nói ở trên, mạng Ethernet được triển khai hầu hết đối với các mạng nội bộ. Việc áp dụng công nghệ Ethernet ở phân lớp mạng nào còn phụ thuộc vào qui mô, phạm vi của mạng cần xây dựng và còn phụ thuôc vào cấu trúc tô-pô mạng được lựa chọn phù hợp với mạng cần xây dựng. 2.6 WDM WDM là công nghệ truyền tải trên sợi quang đã xây dựng và phát triển từ những năm 90 của thế kỷ trước. WDM cho phép truyền tải các luồng thông tin số tốc độ rất cao (theo lý thuyết dung lượng truyển tải tổng cộng có thể đến hàng chục ngàn Gigabit/s). Nguyên lý cơ bản của công nghệ này là thực hiện truyền đồng thời các tín hiệu quang thuộc nhiều bước sóng khác nhau trên một sợi quang. Băng tần truyền tải thích hợp của trên sợi quang được phân chia thành những bước sóng chuẩn với khoảng cách thích hợp giữa các bước sóng (đã được chuẩn hóa bởi tiêu chuẩn G.692 của ITU-T), mỗi bước sóng có thể truyền tải một luồng thông tin có tốc độ lớn (chẳng hạn luồng thông tin số tốc độ 10Gbit/s). Do đó, công nghệ WDM cho phép xây dựng những hệ thống truyền tải thông tin quang có dung lượng gấp nhiều lần so với hệ thống thông tin quang đơn bước sóng. Hình 2.9 Mô hình DWDM Hiện nay công nghệ WDM được quan tâm rất nhiều trong việc lựa chọn giải pháp xây dựng mạng truyền tải quang cho mạng đô thị. Thị trường thương mại đã xuất hiện rất nhiều các sản phẩm truyền dẫn quang WDM ứng dụng cho việc xây dựng mạng MAN. Các hệ thống WDM thương mại này thông thường có cấu hình có thể truyền đồng thời tới 32 bước sóng với tốc độ 10Gbit/s và có thể triển khai với các cấu trúc tô-pô mạng ring, ring/mesh hoặc mesh. Hình 2.10 Kỹ thuật lưu lượng xếp chồng Công nghệ WDM cho phép xây dựng các cấu trúc mạng “xếp chồng” sử dụng các tô-pô và các kiến trúc khác nhau. Ví dụ, nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng WDM để mang lưu lượng TDM (như thoại) trên SONET/SDH trên một bước sóng, trong khi đó vẫn triển khai một công nghệ truyền tải dữ liệu (chẳng hạn như GE over RPR) trên một bước sóng khác. Việc sử dụng WDM trong MAN là một phương thức có hiệu quả kinh tế nhất là khi cuờng độ trao đổi lưu lượng trên mạng lớn, tài nguyên về cáp và sợi quang còn ít. Tuy vậy nếu sử dụng công nghệ WDM chỉ đơn giản là để ghép dung lượng SONET/SDH hiện tại với các ring ngang hàng thì thực tế lại không tiết kiệm được các chi phí đầu tư (vì mỗi bước sóng thêm vào lại đòi hỏi một thiết bị đầu cuối riêng tại các nút mạng). Hơn nữa việc quản lý lại trở nên phức tạp hơn không có lợi trong việc cung cấp dịch vụ kết nối điểm - điểm. Để giải quyết những vấn đề này, các nhà sản xuất cung cấp các thiết bị WDM cho mạng MAN đã đưa thêm một chức năng mới cho phép quản lý lưu lượng ở mức quang. Điều đó đã dẫn đến sự ra đời của một thế hệ các MSPP WDM mới, đây cũng là một loại sản phẩm mạng MAN chính. MSPP WDM có những đóng góp quan trọng như: Lưu lượng được quản lý điểm-điểm tại mức quang Hỗ trợ được nhiều loại công nghệ và dịch vụ, cả loại hiện có và tương lai Cung cấp một nền tảng cho việc chuyển đổi sang một công nghệ và cấu trúc mạng mới, đặc biệt là công nghệ và cấu trúc mạng toàn quang. Ưu điểm Cung cấp các hệ thống truyền tải quang có dung lượng lớn, đáp ứng được các yêu cầu bùng nổ lưu lượng của các loại hình dịch vụ Nâng cao năng lực truyền dẫn các sợi quang, tận dụng khả năng truyền tải của hệ thống cáp quang đã được xây dựng Nhược điểm Giá thành thiết bị đắt. Khả năng ứng dụng Ứng dụng phù hợp cho những nơi mà mạng còn thiếu về tài nguyên cáp/sợi quang, cần phải tận dung năng lực truyền tải của sợi quang. Nâng cấp dung lượng, thay thế hệ thống truyền tải quang hiện có Ứng dụng cho những nơi mà cần dung lượng hệ thống truyền tải lớn (mạng lõi, mạng đường trục). 2.7 Công nghệ mạch vòng Ring RPR Tháng 12 năm 2000, IEEE thành lập một nhóm nghiên cứu về công nghệ mạng vòng gói phục hồi (IEEE 802.17) nhằm đưa ra các tiêu chuẩn cho giao thức RPR. RPR là một dạng giao thức mới ở phân lớp MAC (Media Acces Control). Giao thức này được áp dụng nhằm mục đích tối ưu hoá việc quản lý băng thông và hiệu quả cho việc triển khai các dịch vụ truyền dữ liệu trên vòng ring. Công nghệ RPR được sử dụng để truyền tải các gói số liệu trên mạng vòng ở tốc độ hàng Gigabit/s. Hình 2.11 Mô hình truyền tải RPR Giải pháp này sử dụng các Router kết nối cáp quang với công nghệ mới RPR hỗ trợ IP hoặc thậm chí MPLS đáp ứng tất cả các dịch vụ khác nhau. RPR là công nghệ chủ đạo cho mạng đô thị thế hệ mới đang được các hãng viễn thông lớn tập trung phát triển (50 nhà sản xuất thiết bị và chip - Cisco, Nortel, Siemens, Redstone, …). Công nghệ này kết hợp tính ưu việt của phương thức bảo vệ đường như ở công nghệ SDH cho phép khả năng hồi phục tuyến cực nhanh ở mức 50 ms trên cơ sở hai phương thức: phương thức steering và phương thức wrapping. Cùng với khả năng đánh địa chỉ kết nối theo địa chỉ (dùng địa chỉ MAC) và phân loại lưu lượng cho chất lượng dịch vụ như ở công nghệ Ethernet ở lớp 1. RPR sử dụng vòng song hướng gồm hai sợi quang truyền ngược chiều nhau, cả hai vòng đồng thời được sử dụng để truyền dữ liệu và điều khiển. RPR cho phép nhà cung ứng giảm chi phí thiết bị phần cứng cũng như thời gian giám sát mạng. Trong RPR không có khái niệm khe thời gian, toàn bộ băng thông được ấn định cho lưu lượng. Bằng cách tính khả năng mạng và dự báo yêu cầu lưu lượng, RPR ghép thống kê và phân phối công bằng băng thông cho các node trên vòng để tránh tắc nghẽn có thể mang lại lợi ích hơn nhiều so với vòng SDH/SONET dựa trên ghép kênh phân chia theo thời gian. RPR là giao thức lớp MAC vận hành ở lớp 2 của mô hình OSI, nó không nhận biết lớp 1 nên độc lập với truyền dẫn nên có thể làm việc với WDM, SDH hay truyền dẫn dựa trên Ethernet (sử dụng GBIC – Gigabit Interface Converter) ngoài ra, RPR đi từ thiết bị đa lớp đến dịch vụ mạng thông minh lớp 3 như MPLS, MPLS kết hợp thiết bị rìa mạng IP lớp 3 với thiết bị lớp 2 như ATM, Frame relay. Sự kết hợp độ tin cậy và khả năng phục hồi của RPR với ưu điểm quản lý lưu lượng và khả năng mở rộng của MPLS VPN và MPLS TE được xem là giải pháp xây dựng MAN trên thế giới hiện nay. RPR đã thừa kế hai đặc trưng quan trọng của mạng SONET/SDH. Có thể kết nối theo cấu hình RING. Có thể khôi phục đường truyền nhanh khi đường cáp quang bị đứt <50ms. Ngoài ra, RPR còn có các ưu điểm chính: Thích hợp cho việc truyền tải lưu lượng dạng dữ liệu với cấu trúc ring. Cho phép xây dựng mạng ring cấu hình lớn (tối đa có thể đến 200 nút mạng). Hiệu suất sử dụng dung lượng băng thông lớn do thực hiện nguyên tắc ghép kênh thống kê và dùng chung băng thông tổng. Hỗ trợ triển khai các dịch vụ multicast/broadcast. Quản lý đơn giản (mạng được cấu hình một cách tự động). Cho phép cung cấp kết nối với nhiều mức SLA (Service Level Agreement) khác nhau. Phương thức cung cấp kết nối nhanh và đơn giản. Công nghệ đã được chuẩn hóa. Đa dạng phân lớp dịch vụ (CoS). Sự linh hoạt của lớp vật lý: RPR có thể tương thích với các tiêu chuẩn lớp vật lý của Ethernet, SONET và DWDM. Cho phép chuyển tải lưu lượng theo phương thức quảng bá . Có khả năng mở rộng quy mô mạng cao. Điều chỉnh băng thông giữa các người sử dụng (Fairness) và điều khiển sự tắc nghẽn lưu lượng trong mạng. Tuy nhiên RPR cũng có một số nhược điểm: Giá thành thiết bị ở thời điểm hiện tại còn khá đắt. RPR chỉ thực hiện chức năng bảo vệ phục hồi trong cấu hình ring đơn lẻ. Với cấu hình ring liên kết, khi có sự cố tại nút liên kết các ring với nhau RPR không thực hiện được chức năng phục hồi lưu lượng của các kết nối thông qua nút mạng liên kết ring. Công nghệ mới được chuẩn hóa do vậy khả năng kết nối tương thích kết nối thiết bị của các hãng khác nhau là chưa cao. Khả năng áp dụng của công nghệ RPR: Công nghệ RPR phù hợp với việc xây dựng mạng cung cấp kết nối với nhiều cấp độ thỏa thuận dịch vụ kết nối khác nhau trên một giao diện duy nhất. Công nghệ RPR rất phù hợp cho việc truyền tải lưu lượng Ethernet trên cơ sở giải pháp “Ethernet over RPR” do việc công nghệ RPR giải quyết được nhược điểm triển khai cấu trúc mạng Ethernet Mesh và hỗ trợ Multicast/Broadcast trên cấu trúc này. 2.8 Kết luận Với các yêu cầu dịch vụ điển hình như là dịch vụ truyền số liệu, dịch vụ truy cập Intrernet, dịch vụ kết nối mạng, liên kết cơ sở dữ liệu, dịch vụ lưu trữ dữ liệu, thương mại điện tử và các dịch vụ giá trị gia tăng khác trên mạng. Cơ sở hạ tầng mạng viễn thông và công nghệ hiện tại khó có khả năng đáp ứng những yêu cầu nói trên kể cả về loại hình dịch vụ và khả năng truyền tải lưu lượng. Do vậy, đã nhiều công nghệ mạng đa dịch vụ được phát triển. Tuy nhiên mỗi công nghệ lại có những mặt tích cực và hạn chế riêng của nó. Việc lựa chọn công nghệ nào phụ thuộc nhiều vào tính kinh tế cho cả hai phía nhà cung cấp dịch vụ và khách hàng. Chương III: Ứng dụng MAN-E trên mạng viễn thông Hà Nội 3.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội của Hà Nội Hà Nội là thủ đô, đồng thời là thành phố đứng đầu Việt Nam về diện tích tự nhiên và đứng thứ hai về diện tích đô thị sau thành phố Hồ Chí Minh, nó cũng đứng thứ hai về dân số với 6.913.161 người. Cùng với Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội là một trong hai trung tâm kinh tế của cả quốc gia. Hà Nội hiện có 29 đơn vị hành chính cấp huyện – gồm 10 quận, 18 huyện, 1 thị xã – và 577 đơn vị hành chính cấp xã – gồm 401 xã, 154 phường và 22 thị trấn. Hà Nội được coi là trái tim của cả nước, là nơi đặt các cơ quan đứng đầu của Đảng và Chính phủ, trụ sở các Ban Nghành, các Đại sứ quán, các văn phòng đại diện doanh nghiệp trong nước và quốc tế, các trung tâm giáo dục, bệnh viện lớn…Vì vậy, nhu cầu trao đổi thông tin rất cao, đặc biệt là nhu cầu về các dịch vụ