Nghiên cứu công nghệ GMPLS và ứng dụng cho mạng truyền tải NGN của VNPT

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GMPLS
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GMPLS
.1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GMPLS……………………….
…….8
1.2 Xu hướng phát triển của công nghệ truyền tải quang ……………… ………9
1.2.1. Sự phát triển của cấu trúc mạng ……………………………… …… 9
1.2.2 Xu hướng phát triển công nghệ truyền tải quang…… …… … …….14
1.22 Tổng quan về công nghệ GMPLS…………………………………….
……… 19
1.33 Quá trình phát triển từ MPLS lên
GMPLS………………………………….20
1.44 Kết luận…………………………………………………………….……….21
CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ GMPLS
2.1 Các đặc tính kỹ thuật của GMPLS …………………………….……………….
…… 22
2.1.1 Tính chuyển hướng đa dạng…………… ………………… ………23
2.1.2 Tính năng chuyển tiếp đa dạng……………………………….….… 25
2.1.3 Cấu hình……………… …………………………………….…… 25
2.1.4 Tính mở rộng (Scalability)…………………………………… …… 26
2.1.5 Độ tin cậy (Reliability)………………… ……………………….…29
2.2 Báo hiệu trong mạng GMPLS……………………………………………….30
2.2.1 Giới thiệu chung……… ……………………………………… … 30
2.2.2 Các khuôn dạng liên quan đến nhãn……… ………………… ……33
2.2.3 Nhãn tổng quát…………………………………………… ……….34
2.2.4 Nhãn chuyển mạch chùm bước sóng……………………………… 34
2.2.5 LSP hai chiều…………………………………………………… ….34
2.2.6 Thông báo lỗi nhãn……………………………………………… …36
2.2.7 Điều khiển nhãn tường minh (Explicit Label Control)…………… …36
2.2.8 Thông tin bảo vệ (Protection Information)……………………… … 36

2.2.9 Thông tin về trạng thái quản lý…………………………… …… …37
2.2.10 Nhận dạng giao diện (Interface Identification)………………… … 37
2.2.11 Điều khiển lỗi………………………………………… ………….37
2.3 Các giao thức trong GMPLS…………………………………………….… 38
2.4 Định tuyến trong GMPLS……………………………………………………39
Error: Reference source not found Error: Reference source not
found…………………………………….Error: Reference source not found
Error: Reference source not found Error: Reference source not found…
… Error: Reference source not found
Error: Reference source not found Error: Reference source not
found…… Error: Reference source not found
Error: Reference source not found Error: Reference source not
found……………………… ……………… ….Error: Reference source not
found
Error: Reference source not found Error: Reference source not
found……………………… ………… … Error: Reference source not
found
Error: Reference source not found Error: Reference source not
found………………………………………… ….Error: Reference source not
found
Error: Reference source not found Error: Reference source not
found…………………… ….Error: Reference source not found
2.6 Tình hình xây dựng tiêu chuẩn GMPLS trên thế giới.41
2.7 Tình hình triển khai công nghệ GMPLS ở trên thế giới………….….… ……42
2.8 Kết luận chương………………………………………….….…………… 44
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG GMPLS CHO MẠNG TRUYỀN TẢI NGN
CỦA VNPT
3.1 Định hướng phát triển mạng NGN của VNPT………….….……………… .46
3.2 Hiện trạng mạng truyền tải NGN của VNPT………………………………. .46
3.3 Lựa chon phương án ứng dụng GMPLS cho mạng NGN của

VNPT………………… 51
Error: Reference source not found Error: Reference source not
found………… …Error: Reference source not found
Error: Reference source not found Error: Reference source not found……
……………Error: Reference source not found
Error: Reference source not found Error: Reference source not found .89
3.4 Kết luận chương………………………………………………………… …68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Thuật ngữ viết tắt
Viết tắt Chú giải tiếng Anh Chú giải tiếng Việt
AAL ATM Adaptation Layer Lớp thích ứng ATM
ARP Addresss Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ
ASP Automatic Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tự động
ATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền tải không
đồng bộ
BGP Border Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng miền
BTT Bidirectional Traffic Trunk Trung kế lưu lượng hai chiều
CR Cell Router Bộ định tuyến tế bào
CSR Cell Switching Router Thiết bị định tuyến chuyển mạch
tế bào
DLCI
Data Link Connection Identifier
Nhận dạng kết nối lớp liên kết
dữ liệu
DVMRP Distance Vector Multicast
Routing Protocol
Giao thức định tuyến multicast
theo vec tơ khoảng cách
EGP Edge Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng biên
FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao tiếp dữ liệu cáp quang phân

tán
FEC Forwarding Equivalence Class Nhóm chuyển tiếp tương đương
FR Frame Relay Chuyển mạch khung
IGMP Internet Group Massage
Protocol
Giao thức bản tin nhóm internet
IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong miền
LAN Local Area Network Mạng cục bộ
LANE Local Area Network Emulation Mô phỏng mạng cục bộ
LCA Least Common Ancestor Node gốc ít chung nhất
LC-ATM Label Control ATM Giao diện ATM điều khiển
chuyển mạch nhãn
LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân phối nhãn
LER Label Edge Router Router chuyển mạch nhãn biên
LFIB Label Forwarding Information
Base
Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp nhãn
LIB Label Information Base Bảng thông tin nhãn trong bộ
định tuyến
LSFT Label Switch Forwording Table Bảng chuyển tiếp chuyển mạch
nhãn
LSP Label Switched Path Tuyến chuyển mạch nhãn
LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch
nhãn
MAC Media Access Controller Thiết bị điều khiển truy nhập
mức phương tiện truyền thông
MG Media Gateway Cổng chuyển đổi phương tiện
MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MSC Multicast Server Model Mô hình máy chủ multicast
MSF MultiService Switch Forum Diễn đàn chuyển mạch đa dịch

vụ
MTBF Mean Time Between Failure Thời gian trung bình giữa hai lỗi
liên tiếp
NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau
OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến đường
ngắn nhất
PML Path Merging LSR LSR hợp nhất
PP Protected Path Tuyến được bảo vệ
PSL Path Switching LSR LSR chuyển mạch đường
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RPR Resilient Packet Ring Vòng gói khôi phục nhanh
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức giành trước tài nguyên
TAT Theoretical Arrival Time Thời gian đến lý thuyết
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn
TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân phối thẻ
TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng
TIB Tag Information Base Cở sở thông tin thẻ
TDP Tag Distribution Protocol Giao thức phân bổ thẻ
TLV Type-Length-Value Giá trị-chiều-dài kiểu
TSR Tag Switching Router Router chuyển mạch thẻ
UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người dùng
UPC Usage Parameter Control Điều khiển tham số sử dụng
VCI Vitual Chennel Identifier Nhận dạng kênh ảo
VPI Vitual Path Identifier Nhận dạng đường ảo
WAN Wide Area Network Mạng diện rộng
TTL Time To Live Thời gian sống
GMPLS Generalized Multi-Protocol
Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
tổng quát

MỞ ĐẦU
Ngày nay, thế giới đang bước sang kỷ nguyên của nền kinh tế tri thức, trong đó
thông tin là động lực thúc đẩy sự phát triển của tất cả các thành phần kinh tế trong xã
hội. Do đó, nhu cầu truyền thông ngày càng lớn với nhiều dịch vụ mới băng rộng và
đa phương tiện trong đời sống kinh tế – xã hội của từng quốc gia cũng như kết nối
toàn cầu. Để đáp ứng được vai trò động lực thúc đẩy sự phát triển của kỷ nguyên
thông tin, mạng truyền thông cần phải có khả năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn
lớn, băng thông rộng, dung lượng lớn, đa dịch vụ đáp ứng mọi nhu cầu trao đổi thông
tin của xã hội.
Một giải pháp mạng viễn thông có khả năng linh hoạt cao, tốc độ truyền dẫn lớn,
băng thông rộng, đa dịch vụ đáp ứng mọi nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội hiện tại
và tương lai, đó là mạng thế hệ mới - NGN (Next Generation Network). Sự ra đời của
mạng NGN đã tạo nên một cuộc các mạng trong công nghệ viễn thông, công nghệ
thông tin, truyền hình cũng như truyền các dữ liệu. Mạng NGN là mạng hội tụ giữa
các dịch vụ, hội tụ giữa các mạng thoại và dữ liệu, giữa cố định và di động, giữa
truyền tải và tính toán,… Mặt khác, một ưu việt quan trọng nữa của NGN là phân tách
cơ sở hạ tầng mạng truyền thông khỏi lớp dịch vụ và ứng dụng, tạo khả năng thuận
tiện cho xã hội sử dụng trao đổi thông tin mà không cần phải quan tâm đến hạ tầng cơ
sở mạng.
Xu hướng phát triển mạng NGN là hướng tới một kiến trúc mạng đơn giản và
hiệu quả, trong đó lớp truyền tải là một mạng toàn quang với giải pháp truyền tải là IP
trên quang. Một thành phần không thể thiếu trong mạng toàn quang đó là thành phần
quản lý và điều khiển quang. Hạt nhân của thành phần này là công nghệ chuyển mạch
nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching),
công nghệ phát triển từ công nghệ MPLS (Multiprotocol Label Switching). GMPLS là
sự mở rộng của MPLS nhằm hướng tới mảng điều khiển quang cho mạng quang.
GMPLS tập hợp các tiêu chuẩn với một giao thức báo hiệu chung cho phép phối hợp
hoạt động, trao đổi thông tin giữa lớp truyền tải và lớp số liệu. Nó mở rộng khả năng
định tuyến lớp số liệu đến mạng quang. GMPLS có thể cho phép mạng truyền tải
và mạng số liệu hoạt động như một mạng đồng nhất.

Đối với nước ta, các công ty viễn thông trong nước, đặc biệt là Tập đoàn Bưu
chính viễn thông Việt Nam (VNPT), đang triển khai mạng NGN. Về vấn đề lựa chọn
công nghệ cho mạng lõi và mạng vùng của mạng NGN của các công ty ở nước ta cần
được nghiên cứu lựa chọn và triển khai.
Do đó, việc nghiên cứu tìm hiểu về công nghệ GMPLS cũng như đưa ra những
đề xuất giải pháp áp dụng triển khai công nghệ này trên mạng NGN của Việt Nam là
cần thiết.
Chính vì vậy, em đã lựa chọn đề tài cho luận văn tốt nghiệp là “Nghiên cứu
công nghệ GMPLS và ứng dụng cho mạng truyền tải NGN của VNPT”. Được đặt
ra cho luận văn chính là để giải quyết yêu cầu trên.
Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu tìm hiểu về công nghệ GMPLS cũng như
đưa ra những đề xuất giải pháp áp dụng triển khai công nghệ này cho mạng truyền tải
NGN của VNPT cần thiết.
Do còn rất nhiều hạn chế về trình độ và thời gian nên đề tài này không tránh
khỏi các sai sót.Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Viễn Thông 1 đã tạo mọi điều
kiện tốt nhất cho em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.Trong đó đặc biệt là thầy
Hoàng Văn Võ đã tận tình chỉ bảo,hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em về mọi mặt để
em hoàn thành đồ án này.

Hà Nội, tháng 10/2012
Sinh Viên: Ngô Ngọc Thanh
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GMPLS
1.1. Xu hướng phát triển của các dịch vụ viễn thông
• Sự bùng nổ của các dịch vụ trên Internet
Trong hiện tại và tương lai, nhu cầu sử dụng các dịch vụ Internet sẽ rất cao. Các
trang web chứa âm thanh, hình ảnh là phổ biến. Người dùng sẽ được cung cấp các sản
phẩm truyền thông đa phương tiện như giáo dục từ xa, hội nghị truyền hình, các dịch
vụ chăm sóc sức khoẻ, các dịch vụ tài chính, bảo hiểm.
• Sự tích hợp dịch vụ

Người sử dụng có yêu cầu ngày càng cao về khả năng tích hợp dịch vụ. Tích hợp
dịch vụ sẽ mang lại những thuận lợi to lớn cho khách hàng điển hình như thiết bị đầu
cuối nhiều tính năng.
• Khả năng di động và chuyển vùng
Một trong những xu thế được nhận diện sớm nhất chính là tính di động của
khách hàng khi sử dụng dịch vụ. Các dịch vụ cung cấp cho khách hàng bị giới hạn
trong phạm vi di chuyển hẹp sẽ được thay thế bằng các dịch vụ có khả năng cung cấp
kết nối mạng ở bất kỳ nơi đâu, và thậm chí là khi khách hàng đang di chuyển với tốc
độ cao.
• Yêu cầu QoS theo nhiều mức độ khác nhau
Tuỳ vào mục đích của người sử dụng mà có các ưu tiên về QoS khác nhau. Do
đó, người sử dụng chỉ phải chi trả cước phí ở một mức hợp lý. Có thể phân chia thành
bốn loại dịch vụ ứng dụng với các mức QoS khác nhau: Như nhạy cảm với trễ và tổn
tổn thất, nhạy cảm với trễ nhưng tổn thất vừa phải (thoại), nhảy cảm về tổn thất nhưng
yêu cầu trễ vừa phải, yêu cầu đối với trễ và tổn hao đều không cao (truyền tệp).
• Độ an toàn cao
Thương mại điện tử, giao dịch trực tuyến… dùng chung mạng Internet công
cộng tiềm ẩn những nguy cơ bị xâm phạm về thông tin cũng như quyền lợi của các cá
nhân và tổ chức tham gia. Do vậy cần có những biện pháp tạo ra những hàng rào giữa
mạng công cộng và mạng riêng như router-based và proxy-server firewall.
• Tính linh hoạt, tiện dụng
Nhìn chung, khách hàng thường mong muốn truy nhập dịch vụ mà không quan
tâm đến sự phức tạp của mạng. Tính linh hoạt của mạng nghĩa là khả năng phân phối
một số dịch vụ của mạng có tính trong suốt theo hướng ẩn những thứ mang tính chi
tiết về mạng đối với người sử dụng. Có thể đạt được điều này bằng cách định nghĩa
các giao diện truy nhập mức cao càng ẩn các tham số điều chỉnh và vận hành mạng
càng nhiều càng tốt. Chú ý rằng tính trong suốt là yếu tố quyết định cho sự chuyển
đổi. Ngoài ra nhà khai thác cũng có yêu cầu nhất định đối với bảo dưỡng, vận hành,
mở rộng và nâng cấp thiết bị.
• Giá thành

Giá thành là một yếu tố khá quan trọng trong xu hướng sử dụng dịch vụ. Giá của
các dịch vụ giảm xuống trên phạm vi toàn thế giới khi mở rộng thị trường viễn thông.
Tuy nhiên các dịch vụ mới (ví dụ SMS) đang nổi lên sẽ chiếm lấy những phần doanh
thu giảm xuống này. Dịch vụ SMS có tỉ lệ giá thành trên mỗi bit cao nhất so với bất cứ
loại dịch vụ nào khác cho khách hàng. Đây cũng là dịch vụ có yêu cầu về QoS thấp
nhất (không tương tác, không theo thời gian thực, tốc độ bít tối thiểu, không đảm bảo
tốc độ và chỉ ở mức truyền dữ liệu nỗ lực tối đa). Một ví dụ nữa cho hiệu quả của dịch
vụ mới là VoIP. Doanh thu và lưu lượng tăng nhanh của VoIP đồng thời giá thành của
dịch vụ giảm 75% so với các dịch vụ truyền thống. Qua những phân tích trên có thể
thấy xu hướng sử dụng dịch vụ theo hướng tăng tính giải trí, tăng tính di động, tăng
khả năng thích nghi giữa các mạng, tăng tính bảo mật, tăng tích tương tác nhóm, giảm
chi phí…
1.2. Xu hướng phát triển của công nghệ truyền tải quang
1.2.1. Sự phát triển của cấu trúc mạng
Theo quan niệm phát triển gần đây, người ta mong muốn tích hợp mạng truy
nhập với mạng lõi và mạng Vùng, cụ thể là hỗ trợ điều khiển kết nối từ đầu đến cuối,
và chính nó là một đặc tính của “văn hoá Internet”. Như vậy cũng có thay đổi trong
việc phân bố các chức năng giữa các mạng truy nhập và mạng lõi/vùng. Việc chuyển
đổi sang mạng thông tin trên cơ sở gói và việc bó hẹp vai trò của chuyển mạch và tổng
đài truyền thống cũng hỗ trợ việc xoá nhoà ranh giới giữa mạng truy nhập và mạng
lõi.
Về mặt công nghệ, tính đa dạng sẽ là đối tượng được quan tâm. Công nghệ được
phát triển cho mạng truy nhập và mạng lõi dần chuyển đổi từ phần truy nhập của mạng
và ngược lại. Một ví dụ là mạng chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS được dùng để
hỗ trợ cho thiết kế lưu lượng và QoS cho mạng lõi tuy nhiên lại xuất hiện ngày càng
nhiều trong các mô hình thiết kế mạng truy nhập tương lai của các chuyên gia.
Điều này rất được mong đợi và được xem như sự tăng tốc khi mà công nghệ và
quá trình phát triển tạo thành một công nghiệp hoá và một lượng sản phẩm lớn nhất.
Có hai ví dụ nữa (ở biên mạng truy nhập), thứ nhất là Ethernet ban đầu được thiết kế
sử dụng cho mạng LAN tuy nhiên hiện nay IEEE đã đề xuất sử dụng làm công nghệ

truyền tải trong phần mạng lõi và mạng Vùng ở tốc độ rất cao và đa dạng. Thứ hai là
mạng WLAN được giới thiệu như là một mạng liên kết các gia đình tuy nhiên chúng
đang được sử dụng như công nghệ mạng truy nhập công cộng.
Bốn xu hướng chính được quan tâm liên quan tới sự phát triển mạng truy nhập,
lõi/Vùng:
- Mạng truyền tải quang (trên cơ sở WDM) trong mạng lõi cố định và đang mở
rộng ra phía mạng truy nhập và Vùng.
- Công nghệ trong mạng truy nhập sẽ phát triển dựa trên mạng truy nhập cố định
hiện tại và công nghệ PON để cung cấp băng tần truy nhập cao hơn và đa dịch vụ
- Các công nghệ trong mạng truy nhập sẽ hỗ trợ khả năng di động: GPRS,
UMTS, WLAN, Bluetooth, vệ tinh.
- Hỗ trợ QoS.
a) Sự phát triển của mạng lõi và mạng vùng
Sợi quang sẽ chiếm ưu thế trong mạng lõi và mạng vùng. Có tới 99.5% mạng lõi
sử dụng công nghệ quang. Chỉ có 0.5% còn lại là sử dụng vệ tinh và vi ba trong các
trường hợp đặc biệt với những vùng địa lý xa xôi, mật độ thuê bao thấp hay địa hình
phức tạp.
Trong 10 năm tới, số lượng kênh quang sẽ tăng lên từ 40-80 kênh tới 200 kênh
và tốc độ mỗi kênh sẽ tăng từ 2,5-10 Gbit/s tới 40-160 Gbit/s. Song song với sự phát
triển thuần tuý về số lượng nói trên, các lớp quang sẽ thông minh hơn, các chức năng
thực hiện trong lớp quang sẽ tăng lên. Các ngăn giao thức sẽ tiếp tục hội tụ (ví dụ từ IP-
over-ATM-over-SDH-over-WDM thành IP-over-WDM (xem hình1.1.). Như vậy sẽ tăng
hiệu quả thông qua giảm các chức năng lặp lại và dưa thừa trong mỗi lớp mạng.
Mạng truyền tải quang được coi là bước tiếp theo tự nhiên trong quá trình phát
triển mạng truyền tải. Do sự phát triển, OTN sẽ kéo theo rất nhiều kiến trúc mức cao
hơn khi sử dụng SONET/SDH. Sự khác nhau chính sẽ xuất hiện từ dạng công nghệ
chuyển mạch được sử dụng: TDM cho SDH với ghép bước sóng cho OTN. Để thoả
mãn nhu cầu ngắn hạn về dung lượng, việc triển khai các hệ thống WDM điểm điểm
cỡ lớn sẽ vẫn được tiến hành. Khi số bước sóng tăng lên, khoảng cách giữa các đầu
cuối tăng lên sẽ xuất hiện nhu cầu xen rẽ bước sóng tại các điểm trung gian.

Hình 1.1. Loại bỏ ngăn giao thức trung gian
Khi đó các bộ xen rẽ quang linh hoạt sẽ trở nên là một bộ phận cần thiết cho
mạng WDM. Khi có thêm các bước sóng được triển khai trên mạng tải dẫn đến tăng
nhu cầu về quản lý dung lượng. Cũng như các bộ đấu chéo số đặt vấn đề quản lý dung
lượng trong lớp điện thì các bộ đấu chéo quang (OXC) đặt vấn đề quản lý dung lượng
lớp quang.
Kiến trúc OTN bao gồm phần lõi, vùng và truy nhập tốc độ cao. Lúc đầu nhu
cầu quản lý băng tần lớp quang chủ yếu ở môi trường mạng lõi, tuy nhiên khi số lượng
khách hàng và máy chủ trong mạng truy nhập tăng lên và trở thành nút cổ chai cho
truyền tải dữ liệu, khả năng kết nối logic dựa trên mạng “mesh” trong mạng lõi sẽ hỗ
trợ thông qua topo vật lý, gồm có các OADM trên cơ sở SPRing và OXC dựa trên
kiến trúc phục hồi “mesh”. Khi nhu cầu băng tần cho mạng vùng và truy nhập tăng lên
các bộ OADM cũng sẽ được sử dụng.
Điều này cho thấy rằng mạng lõi và mạng vùng sẽ phát triển chỉ trên nền công
nghệ IP và WDM. Kiến trúc của mạng thế hệ mới sẽ mang những ưu điểm của lớp
mạng IP tich hợp trực tiếp lên trên lớp truyền tải WDM. Sự kết hợp của IP trên WDM
có thể đi theo nhiều hướng khác nhau bằng cách triển khai đơn giản hoá các ngăn giao
thức mạng như gói trên SDH, Gigabit Ethernet.
Nguyên tắc cơ bản cho việc tích hợp kiến trúc IP/WDM là WDM được coi như
công nghệ đường trục và IP liên kết với thiết bị WDM ở biên của mạng lõi. Hạ tầng
quang sẽ dần được chuyển đổi xuất phát từ công nghệ ATM/SDH. Các topo khác nhau
của thiết bị WDM có thể truyển khai ở khu vực mạng trục và mạng vùng. Các nhà
khai thác mạng hiện tại có thể cũng triển khai mạng như vậy trong trường hợp họ tích
hợp mạng ATM và SDH hiện tại với thiết bị DWDM bằng cách sử dụng mạng đường
trục WDM để tải lưu lượng ATM và SDH.
Phần mạng đường trục: gồm các PoP IP lõi liên kết với nhau qua mạng đường
trục WDM. Kích cỡ topo mạng đường trục WDM phụ thuộc vào khoảng cách giữa các
PoP IP. Đối với các mạng mesh và các vòng ring liên kết từ các hệ thống WDM điểm
điểm có khoảng cách lớn và suy hao đáng kể sẽ phổ biến hơn trong khi với những
khoảng cách nhỏ hơn và cấu trúc tương tự có thể áp dụng vào phần mạng vùng.

Phần mạng vùng: bao gồm các lõi vùng quang WDM với cấu trúc ring chiếm ưu
thế và mạng truy nhập vùng sử dụng PoP IP. Nó có thể chia làm hai loại:
- Một phần biên sử dụng cho các thiết bị IP của khách hàng
- Một phần lõi và truyền tải được sử dụng để gom và truyền lưu lượng tới mạng
trục IP.
Phần mạng truy nhập: Phục vụ cho các khách hàng chính là các doanh nghiệp,
công sở và các khách hàng nhỏ hơn là các hộ gia đình.
Hình dưới mô tả mạng vùng của các ISP trong tương lai gồm có phần lõi vùng
quang WDM và truy nhập vùng IP. Phần IP bao gồm cả một số PoP IP, tại đó khách
hàng có thể truy nhập dịch vụ mạng IP và lưu lượng sẽ được chuyển tới các PoP khác
hoặc lên mạng trục. Khách hàng có thể truy nhập thuận tiện hơn thông qua kết nối của
các bộ định tuyến IP biên phía nhà cung cấp và các bộ định tuyến IP biên phía khách
hàng. Các thiết bị ATM và SDH trong hình được trình bày mang tính minh hoạ đầy
đủ. các thiết bị của phía nhà cung cấp có thể đạt cùng hoặc không với các thiết bị phía
khách hàng phụ thuộc vào khoảng cách giữa khách hàng và nhà cung cấp, lưu lượng
sử dụng của khách hàng và cách sử dụng.
Lõi vùng quang WDM thường có một vòng ring có các OADM có khả năng
định lại cấu hình đồng thời việc bổ xung các tuyến WDM điểm điểm với các đầu cuối
ghép kênh có thể sử dụng cho các khách hàng tiềm năng. OADM đưa ra các giao diện
quản lý để chúng có thể định lại cấu hình từ xa để xen rẽ các bước sóng (kênh quang)
cho các vòng ring thông qua các card phân bố và ghép chúng lại dưới dạng các tín
hiệu quang trong các card đường truyền đáp ứng của mỗi hướng vòng ring.
Trong trường hợp có hai ring lõi vùng WDM, khi đó sẽ cần tới các bộ đấu chéo
quang để định tuyến các bước sóng từ một vòng ring sang mạng khác hỗ trợ toàn
quang. Các bộ đấu chéo có giá thành lớn nhất trong các thiết bị mạng quang và có khả
năng thực hiện các nhiệm vụ bổ xung như chuyển mạch bước sóng và chuyển đổi
hàng trăm cổng dưới dạng toàn quang mà không phải chuyển đổi EO.
Mạng vùng có thể mở rộng tới LAN thông qua mạng lõi quang. Truy nhập IP
vùng có các bộ định tuyến PE liên kết thông qua giao diện quang với các bộ OADM.
Ở phía truy nhập của mạng vùng, mạng quang thụ động Ethernet (EPON/GEPON) và

mạng quang thụ động gigabit (GPON) sẽ trở nên phổ biến.
Các nhà khai thác mạng có thể giới hạn các khách hàng của họ chỉ với một vài
Mbit/s tuy nhiên các đường truyền là hàng gigabit và đến một lúc nào đó khả năng
cung cấp các dịch vụ truy nhập Gigabit sẽ thành hiện thực. Trong khi chờ đợi, công
nghệ và các giao thức sẽ được chia sẻ trên đường truyền hiện tại cho hàng ngàn các
khách hàng khác nhau mà vẫn đáp ứng tốt. Đó là một bước đơn giản trong quá trình
tiến tới các trung kế Ethernet trên các bước sóng riêng biệt, tất cả được ghép kênh trên
một đôi sợi quang sử dụng công nghệ DWDM. Đây là phương pháp mà các đường
truyền Gigabit điểm điểm có thể đạt được kênh 10-40Gbit/s với băng tần tổng hợp có
lẽ khoảng 400Gbit/s. Tất nhiên loại mạng như thế này yêu cầu về chuyển mạch quang
rất lớn ở mỗi đầu sợi quang.
Băng tần các dịch vụ truy nhập Gigabit (GEPON/GPON) có lẽ chỉ bị giới hạn
bởi băng tần sợi quang (khoảng 25Tbit/s cho loại sợi hiện nay) và vẫn thoải mái trong
trong khả năng của laser và điện tử hiện nay. Tuy nhiên bằng ngoại suy với xu hướng
này chúng ta có thể tới mức đó trong khoảng 5-10 năm nữa.
Mô hình mạng Vùng của các ISP trong tương lai được chỉ ra ở hình 1.2.
Trong trường hợp các bộ định tuyến cung cấp giao diện làm việc ở bước sóng
15xx nm để truyền dẫn, sẽ không cần các bộ chuyển tiếp trong các bộ OADM. Trường
hợp thông thường khi các bộ định tuyến làm việc ở giao diện quang 1310 nm và cần
chuyển đổi bước sóng thành 15xx nm bằg cac bộ chuyển đổi hai chiều. Các bộ chuyển
tiếp chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện rồi lại chuyển lại thành tín hiệu quang.

Hình 1.2. Mạng Vùng của các ISP trong tương lai
Mạng diện rộng thường có một phần mạng quang WDM loại mesh. Tốc độ
truyền dẫn lớn hơn 10 Gbit/s mỗi bước sóng được cung cấp truy nhập tới băng tần
Terabit giữa các mạng vùng. Dải công suất đủ cho khoảng cách tới 1000 km mà không
cần trạm lặp với chất lượng đảm bảo. Các bộ khuếch đại quang được triển khai để tăng
toàn bộ tín hiệu quang được ghép kênh hoặc tái tạo tách rời từng kênh quang.
b) Sự phát triển của mạng truy nhập quang
Nhu cầp truy nhập băng rộng của khách hàng tăng rất nhanh. Mạng nội dung sẽ

được triển khai có yêu cầu cao về tốc độ cũng như yêu cầu trao đổi dữ liệu hai chiều.
Công nghệ mạng truy nhập quang đã có những bước phát triển mạnh đáp ứng tốt các
yêu cầu trên.
Sợi quang đang thâm nhập vào phần mạng truy nhập như mạng AON, PON.
Mạng quang thụ động PON sẽ cung cấp thông tin qua sợi quang mà không phải thực
hiện việc chuyển đổi điện nào cả. Hiện nay chũng sẽ phù hợp hơn khi thay thế cáp
đồng từ tổng đài tới các điểm truy nhập linh động. Từ đó chúng có thể kết hợp với
xDSL hoặc cáp đồng trục để đến tận thuê bao.
Kết hợp các công nghệ truy nhập khác nhau cho phép xây dựng một hệ thống
linh hoạt và ít tốn kém nhất.
1.2.2. Xu hướng phát triển công nghệ truyền tải quang
Xu hướng phát triển của mạng của thế hệ kế tiếp NGN là từng bước thay thế
hoặc chuyển lưu lượng mạng sử dụng công nghệ TDM sang mạng sử dụng công nghệ
chuyển mạch gói.
Để giải quyết những khó khăn hiện nay của mạng truyền tải được xây dựng trên
nền SONET/SDH, đáp ứng những nhu cầu về phát triển dịch vụ, các nhà cung cấp cơ
sở hạ tầng mạng đã tìm kiếm những giải pháp công nghệ tiên tiến để xây dựng thế hệ
mạng mới, có khả năng tích hợp đa dịch vụ trên một cơ sở hạ tầng mạng duy nhất.
Xu hướng các công nghệ được lựa chọn áp dụng để xây dựng mạng truyền tải
quang thế hệ mới chủ yếu tập trung vào các loại công nghệ chính, đó là:
SONET/SDH-NG, Ethernet/Giagabit Ethernet (GE), RPR, WDM, IP, chuyển mạch
kết nối MPLS/GMPLS.
Các công nghệ nói trên này được xây dựng khác nhau cả phạm vi và các phương
thức mà chúng sẽ được sử dụng. Trong một số trường hợp, các nhà cung cấp cơ sở hạ
tầng lại triển khai cùng một công nghệ cho các ứng dụng khác nhau.
Các nhà khai thác mạng có xu hướng kết hợp một số loại công nghệ trên cùng
một mạng của họ, vì tất cả các công nghệ sẽ đóng góp vào việc đạt được những mục
đích chung là: Giảm chi phí đầu tư xây dựng mạng, rút ngắn thời gian đáp ứng dịch vụ
cho khách hang, dự phòng dung lượng đối với sự gia tăng lưu lượng dạng gói tăng lợi
nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới, nâng cao hiệu suất khai thác mạng.

a) SONET/SDH-NG
SONET/SDH-NG là công nghệ phát triển trên nền SONET/SDH truyền thống.
SONET/SDH-NG giữ lại một số đặc tính của SONET/SDH truyền thống và loại bỏ
những đặc tính không cần thiết. Mục đích cơ bản của SONET/SDH-NG là cải tiến
công nghệ SONET/SDH với mục đích vẫn cung cấp các dịch vụ TDM như đối với
SONET/SDH truyền thống trong khi vẫn xử lý truyền tải một cách hiệu quả đối với
các dịch vụ truyền dữ liệu trên cùng một hệ thống truyền tải.
Về cơ bản, SONET/SDH-NG cung cấp các năng lực chính như chuyển mạch bảo
vệ và ring phục hồi, quản lý luồng, giám sát chất lượng, bảo dưỡng từ xa và các chức
năng giám sát khác. Đồng thời chức năng quản lý gói cũng được cải thiện đáng kể với
độ mịn lớn hơn của SONET truyền thống rất nhiều.
SONET/SDH-NG sử dụng các cơ chế ghép kênh mới để kết hợp các dịch vụ
khách hàng đa giao thức thành các container SONET/SDH ghép ảo hoặc chuẩn. Công
nghệ này có thể được sử dụng để thiết lập các MSPP TDM/gói lai hoặc cung cấp định
khung luồng bít cho một cấu trúc mạng gói. Điểm hấp dẫn nhất của SONET/SDH-NG
là nó được xây dựng dựa trên một công nghệ có sẵn và phát huy những ưu điểm của
SONET/SDH.
b) Ethernet/Gigabit Ethernet
Ethernet là một công nghệ đã được áp dụng phổ biến cho mạng cục bộ LAN
(Local Area Network). Trong tất cả các công nghệ được sử dụng trong các mạng
MAN hiện nay thì Ethernet là một chủ đề được chú ý nhiều nhất do có những lợi thế
như đơn giản về chức năng thực hiện và chi phí xây dựng thấp. Hơn nữa, việc sử dụng
Ethernet sẽ mở ra những cơ hội cho các dịch vụ đa phương tiện, do đó tạo nên những
luồng lợi nhuận mới cho các nhà khai thác mạng.
Công nghệ Ethernet được ứng dụng xây dựng mạng với 2 mục đích:
- Cung cấp các giao diện cho các loại hình dịch vụ phổ thông, có khả năng cung
cấp nhiều loại hình dịch vụ thoại và số liệu.
- Ethernet được xem như một cơ chế truyền tải cơ sở, có khả năng truyền tải lưu
lượng trên nhiều tiện ích truyền dẫn khác nhau.
Gigabit Ethernet là bước phát triển tiếp theo của công nghệ Ethernet, 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 Mbít/s, 1Gbít/s hoặc vài
chục Gbít/s (cụ thể là 10Gbít/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
Thực tiễn cho thấy rằng, công nghệ Ethernet hoạt động không tối ưu với cấu trúc
mạng truyền tải điển hình hiện nay là các mạng ring (dạng cấu trúc tô-pô phổ biến
trong mạng MAN hiện nay). Điều đó đã dẫn đến sự phát triển của một MAC Ethernet
mới là IEEE 802.17 (RPR), giao thức này cho phép sử dụng chuyển mạch bảo vệ ring
và sử dụng băng thông của các vòng ring một cách hiệu quả nhất.
c) MPLS/GMPLS
RPR bổ sung cho SONET/SDH bằng cách tạo một ring chia sẻ chứa nhiều node
kết hợp với ghép kênh động hiệu quả. Tuy nhiên, RPR chỉ là một MAC cho lớp truyền
tải và không cho phép cung cấp dịch vụ nhanh. Thay vào đó, một mặt phẳng điều
khiển chung cho lớp dịch vụ được yêu cầu nhằm cung cấp động và nhanh các dịch vụ
số liệu. MPLS là một giao thức cho phép mặt phẳng điều khiển này và có thể được sử
dụng để cung cấp tự động các dịch vụ điểm-điểm nhờ các giao thức báo hiệu như
RSVP-TE.
Chức năng cơ bản của MPLS là cho phép các bộ định tuyến/chuyển mạch thiết
lập các luồng điểm-điểm (hay còn gọi là “các luồng chuyển mạch nhãn”) với các đặc
tính QoS xác định qua bất kỳ mạng loại gói hay tế bào. Do vậy cho phép các nhà khai
thác cung cấp các dịch vụ hướng kết nối (ví dụ các dịch vụ VPN cho doanh nghiệp),
xử lý lưu lượng và quản lý băng tần. Khả năng tương thích với IP và ATM cho phép
thiết lập các chuyển mạch IP/ATM kết hợp nhằm vào các lý do kinh tế hay mở ra một
chiến lược loại bỏ ATM.

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.
d) Công nghệ IP
Sự phát triển của công nghệ IP gắn liền với sự phát triển của mạng Internet. Rất
nhiều vấn đề nảy sinh trong mạng Internet cần được giải quyết. Sức mạnh của Internet
có thể thuyết phục được chính phủ hầu hết các nước, các công ty lớn nên những dự án
liên quan đến Internet được đầu tư thoả đáng. Ngoài ra, bản thân những nhà nghiên
cứu đều sử dụng Internet trong công việc hàng ngày. Đó là những nhân tố thúc đẩy
Internet phát triển, hoàn thiện dịch vụ, mở rộng các tính năng mới…
Do những hạn chế của Ipv4 nên người ta đã đưa ra Ipv6. Giao thức IPv6 giữ lại
nhiều đặc điểm làm nên thành công của Ipv4: hỗ trợ phi kết nối, khả năng phân đoạn,
định tuyến nguồn
Đặc điểm cơ bản của IPv6 có thể tóm tắt như sau:
• Không gian địa chỉ lớn hơn.
• Phân cấp địa chỉ được mở rộng.
• Định dạng header đơn giản
• Hỗ trợ việc tự động cấu hình và đánh số lại.
• Tăng thêm các tuỳ chọn. T.
e) WDM
Công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM là một công nghệ
truyền tải quang cho phép truyền đồng thời nhiều tín hiệu quang thông qua các bước
sóng khác nhau trên một sợi quang. Điều này cho phép tăng năng lực truyền tải thông
tin của sợi quang lên hàng chục tới hàng trăm lần (công nghệ này hiện tại đã cho phép
xây dựng các hệ thống WDM có thể truyền tải đồng thời 160 bước sóng quang, mỗi
bước sóng có thể truyền thông tin với tốc độ 80Gbít/s). 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.
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. Thị trường viễn thông Hoa Kỳ hiện nay có xu hướng
triển khai các mạng WDM với mục đích cung cấp các dịch vụ bước sóng. Cụ thể là
đối với mạng đô thị, việc triển khai mạng WDM cho phép cung cấp các bước sóng đến
các khách hàng như một phương thức thay thế dark fiber.
Việc sử dụng WDM trong MAN là một phương thức có hiệu quả kinh tế nhất
khi cường 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
Rất nhiều nhà cung cấp đang đi theo xu hướng này nhờ sử dụng nhiều phương

pháp thích hợp để thực hiện định khung và wrapping quang. Hay nói cách khác là họ
“gói” các tín hiệu khác theo cơ chế định khung-sử dụng các wrapper số cung cấp các
chức năng giám sát và quản lý và ghép kênh bậc cao. Mục đích của việc định khung
quang trong các hệ thống WDM là để sản xuất ra một thiết bị nhận diện bước sóng,
thiết bị này có thể cung cấp truyền tải cho tất cả các giao thức lớp thấp hơn khác, bao
gồm cả SONET.
1.2. Tổng quan về công nghệ GMPLS
Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS (Generalized
Multiprotocol Labed Switching là bước phát triển theo của công nghệ chuyển mạch
nhãn đa giao thức MPLS (Multiprotocol Labed Switching). GMPLS thực chất là sự
mở rộng chức năng điều khiển của mạng MPLS, nó cho phép kiến tạo mặt phẳng điểu
khiển quản lý thống nhất không chỉ ở lớp mạng mà còn thực hiện đối với các lớp ứng
dụng, truyền dẫn và lớp vật lý. Việc kiến tạo một mặt phẳng điều khiển thống nhất đối
với các lớp mạng hứa hẹn khả năng tạo ra một mạng đơn giản về điều hành và quản lý,
cho phép cung cấp các kết nối từ đầu cuối tới đầu, quản lý tài nguyên mạng một cách
hoàn toàn tự động và cung cấp các mức chất lượng dịch vụ (QoS) khác nhau các ứng
dụng trên mạng.
Xu hướng phát triển mạnh mẽ việc xây dựng các hệ thống truyền tải quang trong
cơ sở hạ tầng mạng viễn thông quốc tế nói chung, của quốc gia và các nhà cung cấp
dịch vụ mạng nói riêng đã phần nào đáp ứng nhu cầu rất lớn về băng thông truyền tải
cho các ứng dụng mới trên mạng, chẳng hạn như ứng dụng mạng lưu trữ, thuê băng
thông, cập nhật dữ liệu trực truyến trong cơ sở hạ tầng mạng truyền tải đa dịch vụ.
Hiện nay người ta cho rằng để đáp ứng được nhu cầu băng thông cho các ứng dụng
dịch vụ thì mạng truyền tải chủ yếu sẽ là các hệ thống truyền dẫn trên sợi quang với
các thiết bị ghép tách luồng ADM, thiết bị ghép bước sóng quang WDM, thiết bị đấu
chéo luồng quang OXC Sự đa dạng và phức tạp trong quản lý các phần tử mạng tại
các phân lớp mạng khác nhau là nhân tố cơ bản thuc đẩy việc nghiên cứu cải tiến bộ
giao thức MPLS thành GMPLS không ngoài mục đích thống nhất quản lý giữa các
thực thể mạng không chỉ ở phương thức chuyển mạch gói mà MPLS đã thực hiện mà
còn cả trong lĩnh vực chuyển mạch thời gian, không gian. GMPLS còn mở rộng chức

năng hỗ trợ giao thức IP để điều khiển thiết lập hoặc giải phóng các đường chuyển
mạch nhãn LSP cho mạng hỗn hợp bao gồm cả chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh,
mạng quang.
Một trong những yếu tố kinh tế nổi bật của GMPLS đó là nó có chức năng tự
động quản lý tài nguyên mạng và cung ứng kết nối truyền tải lưu lượng khách hàng từ
đầu cuối tới đầu. Việc cung ứng kết nối cho khách hàng theo kiểu truyền thống như
đối với mạng truyền tải Ring SDH có đặc điểm là mang tính nhân công, thời gian đáp
ứng dài và chi phí kết nối cao. Để thiết lập được kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối theo
phương thức nhân công nói ở trên người ta cần phải xác định các vòng ring SDH nào
trong mạng mà đường kết nối đó đi qua, dung lượng còn lại của vòng ring đó còn đủ
khả năng phục vụ không, nêu như chưa đủ thi cần phải tìm đường vu hồi qua vòng
ring nào khác? Sau khi xác định được đường kết nối người ta phải thông báo cho toàn
bộ các nút mạng thuộc các vòng ring để thực hiện các thiết lập luồng hoặc đấu chuyển
nhân công trong các vòng ring, công việc này đòi hỏi rất nhiều nhân công và tốn rất
nhiều thời gian trao đổi thông tin nghiệp vụ. Công nghệ GMPLS cho phép các nút
mạng tự động cung cấp các kết nối theo yêu cầu do vậy giá thành chi phí cung cấp kết
nối cũng như giá thành quản lý bảo dưỡng giảm đi rất nhiều, thời gian cung ứng kết
nối cung cấp dịch vụ giảm đi rất nhiều so với phương pháp truyền thống.
1.3. Quá trình phát triển từ MPLS lên GMPLS
Trong những năm gần đây, tổ chức IETF đã tập trung hướng phát tỉển các giao
thức MPLS hỗ trợ các phần tử mạng chuyển mạch hoạt động bởi các phương thức
khác nhau như theo thời gian, theo bước sóng (DWDM), không gian (OXC) thành các
chuẩn của giao thức GMPLS. Nó cho phép mạng GMPLS xác định và cung ứng kết
nối trên mạng một cách tối ưu theo yêu cầu lưu lượng của người sử dụng và có khả
năng truyền tải thông suốt trên mạng IP và sau đó là truyền xuống các tiện ích truyền
dẫn quang ở lớp dưới như là SDH, bước sóng trong hệ thống DWDM trên một sợi
quang cụ thể.
Một trong những điểm hấp dẫn nhất của GMPLS đó là sự thống nhất về giao
thức điều khiển để thực hiện thiết lập, duy trì và quản lý kỹ thuật lưu lượng theo
đường xác định từ điểm đầu đến điểm cuối một cách có hiệu quả. Dòng lưu lượng của

người sử dụng bắt đầu từ điểm nguồn của có thể được truyền tải qua nhiều phạm vi
mạng. Ví dụ, lưu lượng theo nhiều loại hình truy nhập khác nhau của nhiều người sử
dụng được tập trung tích hợp tại một nút mạng truy nhập hoặc nút mạng biên và sau
đó được truyền tải vào nút mạng đô thị theo công nghệ SDH hoặc công nghệ
ATM Các luồng lưu lượng từ mạng đô thị này này lại được tập trung tích hợp một
lần nữa để đưa tới mạng đường trục bằng bước sóng mang lưu lượng, trên hướng
truyền ngược lại cũng thực hiện với phương thức tương tự. Như vậy việc thực hiện
truyền tải lưu lượng như đã nói ở trên qua rất nhiều các phương tiện truyền tải khác
nhau, sử dụng các công nghệ khác nhau,. Do vậy nếu như thống nhất được về mặt
điều khiển, quản lý, xử lý lưu lượng thì sẽ là một ưu điểm tuyệt đối trong việc truyền
tải lưu lượng và quản lý sử dụng tài nguyên hiệu quả, cung ứng dịch vụ mạng nhanh
chóng. Đồng thời, đó là những mục tiêu thực hiện mà GMPLS hướng tới.
1.4. Kết luận
Hiện nay xu hứng phát triển của các dịch vụ viễn thông ngày càng lớn với những
yêu cầu đòi hỏi ngày càng cao như khả năng tích hợp được nhiều dịch vụ, khả năng di
động cũng như chuyễn vùng được mở rộng chất lượng dịch vụ ngày càng cao, giá
thành rẻ, nên đòi hỏi nhà cung cấp khai thác dịch vụ viễn thông phải đáp ứng được
nhu cầu ngày càng cao của khách hàng.
Để ngày càng đáp ứng được những nhu cầu trên các nhà khai thác mạng viễn
thông phải xây dựng cho mình một mạng truyền tải có khả năng đáp ứng được mọi
nhu cầu hiện tại cũng như tương lai của khách hàng và đó chính là mạng truyền tải
quang trong đó phải xây dựng một cấu trúc mạng phù hợp kèm theo các công nghệ
truyền tải.
Khi mạng truyền tải đủ khả năng đáp ứng các công nghệ truyền tải ngày càng
cao thì khả năng chuyển mạch của mạng cũng ngày càng được nâng lên để đáp ứng và
chính điều đó chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quan GMPLS ra đời.
CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ GMPLS
Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS là bước phát triển
theo của công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. GMPLS thực chất là sự
mở rộng chức năng điều khiển của mạng MPLS, nó cho phép kiến tạo mặt phẳng điểu

khiển quản lý thống nhất không chỉ ở lớp mạng mà còn thực hiện đối với các lớp ứng
dụng, truyền dẫn và lớp vật lý. Việc kiến tạo một mặt phẳng điều khiển thống nhất đối
với các lớp mạng tạo khả năng tạo ra một mạng đơn giản về điều hành và quản lý, cho
phép cung cấp các kết nối từ đầu cuối tới đầu, quản lý tài nguyên mạng một cách hoàn
toàn tự động và cung cấp các mức chất lượng dịch vụ (QoS) khác nhau các ứng dụng
trên mạng.
Dưới đây, đề tài luận văn sẽ nghiên cứu các đặc điểm chính của công nghệ này.
2.1. Các đặc tính kỹ thuật của GMPLS
Để thực hiện được chức năng quản lý, giám sát tài nguyên của toàn mạng viễn
thông và điều khiển kết nối, công nghệ GMPLS có các đặc tính kỹ thuật sau:
2.1.1. Tính chuyển hướng đa dạng
a. Nhãn tổng quát và sự phân bổ nhãn
GMPLS được phát triển mở rộng để tạo khả năng hỗ trợ các phần tử mạng
truyền tải thông tin từ đầu cuối tới đầu cuối thông qua nhiều mạng với các công nghệ
khác nhau với tốc độ xử lý truyền tải nhanh. Để thực hiện được điều này trong
GMPLS, người ta chèn thêm thông tin trong các nhãn MPLS. Định dạng mới này của
nhãn được gọi là "nhãn tổng quát" (Generalized Label) cho phép các thiết bị thu nhận
dữ liệu ở các dạng nguồn khác nhau (như là gói tin trong mạng chuyển mạch gói, các
khung ghép kênh dự liệu trong mạng TDM, bước sóng mang dữ liệu trong mạng
truyền tải quang ). Một nhãn tổng quát có thể đại diện cho một bước sóng, sợi quang
đơn lẻ hoặc một tim-slot, ngoài ra nó còn đại diện cho dữ liệu của các nguồn lưu
lượng khác đã thực hiện với nhãn MPLS như là VCC trong ATM, phần gắn thêm
(shim) trong gói tin IP Các thông tin sau đây gắn liền với nhãn tổng quát:
- Dạng của mã LSP để chỉ thị loại nhãn mang lưu lượng
- Loại hình chuyển mạch, chỉ thị cho nút mạng khi nào sẽ thực thi các loại hình
chuyển mạch khác nhau: chuyển mạch gói, chuyển mạch kênh, chuyển mạch bước
sóng, chuyển mạch sợi quang.
- Phần xác định tải tin để chỉ thị loại hình tải tin được truyền tải bởi LSP
Chi tiết về khuôn dạng các bản tin GMPLS có thể xem trong các phần sau.
Tương tự như MPLS, sự phân bố nhãn được khởi đầu từ việc yêu cầu phân bố nhãn từ

đường lên đối với đường xuống của LSR. GMPLS thực hiện bằng cách cho phép
đường lên của LSR đề xuất trước giá trị của nhãn cho một LSP và giá trị nhãn này có
thể được thay thế bằng giá trị nhãn gửi trả lại từ đường xuống của LSR.
b. Kiến tạo các LSP trong mạng GMPLS
Thực hiện kiến tạo một LSP trong mạng GMPLS cũng tương tự như trong mạng
MPLS. Hình 2.1 thể hiện quá trình một mạng chuyển mạch gói (PSC) kết nối qua ống
STM-4 đến DSC của phần tử mạng TDM.
Hình 2.1. Thiết lập một LSP qua môi trường mạng không đồng nhất bằng GMPLS
Để thiết lập LSPpc giữa LSR1 và LSR2, các LSP trung gian trong mạng cần
được kiến tạo theo kiểu đường hầm qua các LSP ở phân lớp dưới. Ví dụ, trong hình vẽ
trên thể hiện cấu trúc đường hầm LSPT1 cho các LSP1, LSP2 và LSP3 nếu như tổng
lưu lượng yêu cầu bởi các LSP này có thể được phục vụ bởi LSPT1.
Quá trình thiết lập này được khởi đầu bởi bản tin chứa PATH/Label gửi tới đầu
kết cuối từ đường xuống, nó chứa đựng thông tin về cấu hình LSP. Cụ thể ở đây là
DSCi sẽ gửi bản tin tới OXC1 và kết thúc bản tin tại DSCe. Khi OXC1 nhận được bản
tin nó sẽ tạo một LSP giữa nó và OXC2. Chỉ khi LSP này được tạo lập thì các LSP
giữa DSCi và DSC2 mới được tạo lập.
Gói tin yêu cầu PATH/Label chứa đựng thông tin yêu cầu nhãn tổng quát trong
đó mô tả dạng của LSP (nghĩa là mô tả tới phân lớp nào quản lý LSP) và loại hình tải
tin (ví dụ như DS-x, VT ). Các tham số cụ thế khác như loại báo hiệu, bảo vệ, hướng
của LSP và các nhãn đề xuất đều được chỉ thị trong bản tin này. Trên đường xuống
của mỗi nút mạng sẽ gửi các bản tin hướng ngược lại RESV/Label Mapping có nhãn
tổng quát chứa một vài nhãn tổng quát khác.
Khi LSR khởi đầu thu được nhãn tổng quát nó thực hiện kiến tạo một LSP qua
từng chặng của mạng bằng bản tin RSVP/PATH. Tuần tự thực hiện của quá trình nói
trên xảy ra như sau:
- LSP được tạo lập giữa OXC1 và OXC2 (LSPl) có dung lượng truyền tải STM-
64 làm đường hầm cho các TDM LSP khác, LSP được tạo lập giữa DSCi và DSCe
- LSP được tạo lập giữa DS–1 và DS–2 (các LSP bên trong hai mạng TDM
được tạo lập trước khi tạo lập LSP này).

- LSP được tạo lập giữa LSR2 và LSR3 (LSPpi).
- LSPpc được tạo lập giữa LSR1 và LSR4.
2.1.2. Tính năng chuyển tiếp đa dạng
Các thiết bị MPLS có khả năng nhận biết nội dung thông tin chuyển tiếp qua,
nghĩa là thông tin chứa trong mào đầu của tế bào tin (cell) hoặc gói tin. Đồng thời
chúng cần phải phân tích các nhãn (các mào đầu shim) để xác định cửa ra và cửa vào
cho các gói tin được gắn nhãn. Quá trình trao đổi nhãn là độc lập về mặt lô gíc giữa
mặt phẳng truyền tải dữ liệu và điều khiển.
GMPLS thực hiện mở rộng tính năng này để các thiết bị GMPLS có thể nhận
biết mọi loại mào đầu mà chúng thu được. Trường hợp này GMPLS cho phép mặt
phẳng điều khiển và truyền tải có thể tách rời nhau không những về mặt lô gíc mà còn
có thể tách rời về vật lý. Ví dụ, thông tin điều khiển giữa các nút mạng có thể truyền
theo kênh kết nối Ethernet hoặc qua các tiện ích truyền dẫn khác mà nó không cần
quan tâm việc thông tin quản lý giữa hai nút mạng được truyền tải bằng cách nào.
Việc lựa chọn tiện ích truyền tải thông tin điều khiển giữa các nút mạng GMPLS
là rất có ý nghĩa về mặt kinh tế. Rõ ràng là không nên sử dụng sợi quang riêng biệt để
truyền thông tin điều khiển giữa các ADM trong một mạng ring SDH nào đó. Thay
vào đó ta có thể tiếp cận giải quyết vấn đề theo một cách khác, một trong những cách
đó là sử dụng những byte thông tin mào đầu còn trống trong khung SDH để truyền các
thông tin vê điều khiển. Với mào đầu trống trong khung STM-1 ta có thể tận dụng
được một dung lượng kênh truyền tải 768 kbit/s để trao đổi thông tin điều khiển giữa
các nút mạng. Phương pháp này có nhiều ưu điểm và có tính khả thi cao.
2.1.3. Cấu hình