Mạng truyền tải quang OTN G.709

Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời mở đầu
LỜI MỞ ĐẦU
Sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế kéo theo xu hướng toàn cầu hóa. Thế
giới đang bước vào kỉ nguyên thông tin. Nhu cầu trao đổi thông tin giữa người với
người, giữa quốc gia vùng lãnh thổ này với các quốc gia vùng lãnh thổ khác… bức
thiết hơn lúc nào khác. Vì thế những cách thức trao đổi thông tin cũ kĩ và lạc hậu
dần chìm vào quá khứ. Thế giới luôn luôn chuyển động, phát triển và nghành viễn
thông, công nghệ thông tin cũng vậy.
Trước nhu cầu ngày càng tăng về tính đa dạng và chất lượng dịch vụ của
người dùng, mạng truyền tải lưu lượng là khâu quan trọng nhất có nhiệm vụ
truyền thông suốt lưu lượng lớn trên mạng. Việc nâng cao dung lượng truyền tải
bằng những công nghệ được xem là một giải pháp hữu hiệu.
Khuyến nghị G.709 về giao diện và tốc độ quang cho mạng truyền tải
quang được xem là một phương pháp đưa ra hữu hiệu. Bởi những ưu điểm giao
diện và tốc độ của G.709 mang lại. Những ưu điểm giao diện và tốc độ này sẽ
được đề cập ở các chương trong đồ án này.
Đồ án tốt nghiệp của em tập trung tìm hiểu về “Mạng truyền tải quang
OTN G.709”, bao gồm ba chương chính:
Chương I. Sự phát triển của cấu trúc mạng viễn thông
Chương II. Mạng truyền tải quang OTN G.709
Chương III. G.709 và vấn đề hội tụ các mạng IP và DWDM
Do thời gian làm đồ án có hạn và kiến thức còn hạn hẹp nên chắc chắn đồ
án còn nhiều thiếu sót và cần bổ sung. Do vậy em rất mong các thầy cô chỉ bảo và
bổ sung thêm, các bạn đọc quan tâm đến vấn đề này đóng góp ý kiến để báo cáo
này hoàn thiện hơn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo hướng dẫn – Ths. Trần Thuỷ
Bình, người đã hết sức tận tình chỉ bảo, bổ sung kiến thức cho em, giúp em hoàn
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 1
Đồ án tốt nghiệp Đại học Lời mở đầu
thành tốt đồ án. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn thông
tin quang, các thầy cô trong Khoa Viến thông I đã hết sức tạo điều kiện giúp đỡ

em trong thời gian làm đồ án.
Sinh viên
Phạm Anh Tú
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 2
Đồ án tốt nghiệp Đại học
MỤC LỤC
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục hình vẽ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình vẽ chương 1:
Hình vẽ chương 2:
Hình vẽ chương 3:
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 4
Đồ án tốt nghiệp Đại học Danh mục bảng
DANH MỤC BẢNG
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 5
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Thuật ngữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
10 GE or 10 GbE
10 Gigabit Ethernet Công nghệ Ethernet 10Gb
ADM
Add/Drop Multiplexer Bộ ghép xen/rẽ
ATM Asynchronous Transfer Mode
Chế độ truyền tải không đồng
bộ
BER
Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít
CCU
Control and Communication Unit

Khối điều khiển và truyền
thông
CBR
Constant Bit Rate Tốc độ bit cố định
DSL
Digital Subscriber Line Đường thuê bao số
E-FEC
Enhanced Forward Error
Correction
Sửa lỗi tăng cường
ESCON
Enterprise System Connection Hệ thống kết nối doanh nghệp
ETSI
European Telecommunication
Standardization Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông
châu Âu
FC
Fiber Channel Kênh quang
FAS
Frame Alignment signal Thông tin sắp xếp khung
FEC
Forward Error Correction Sửa lỗi trước
FICON
Fiber Connection Kết nối sợi
FWHM
Full Width Half Maximum
Giá trị cực đại nửa độ rộng
hoàn toàn
G.709

(referred to) ITU-T G.709
Recommendation
Khuyến nghị của ITU-T
GB
Gigabyte Đơn vị đo thông tin
GPRS
General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung
GFP
Generic Framing Procedure Thủ tục đóng khung chung
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 6
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
Thuật ngữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
IEEE
Institute of Electrical and
Electronics Engineers
Viện các kỹ thuật điện và điện
tử
IP
Internet Protocol Giao thức Internet
ITU-T
International Telecommunication
Union – Telecommunication
sector
Tổ chức liên minh viễn thông
quốc tế-phân hệ viễn thông
ISP
Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
LAN
Local Area Network Mạng nội bộ
MAC

Media Access Control
Khối điều khiển truy nhập
phương tiện
MMF
Multi Mode Fibre Sơi quang đa mode
MPLS
Multi Protocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao
thức
MSTP
Multiple Spanning Tree Protocol Giao thức cây bao hàm đa cấp
MTBF
Mean Time Between Failures Thời gian thực giữa các lỗi
NG-SDH
Next Generation Synchronous
Digital Hierarchy
Công nghệ SDH thế hệ tiếp
theo
OADM
Optical Add/Drop Module (or
Multiplexer)
Bộ ghép kênh quang
OCh
Optical Channel Kênh quang
ODU
Optical Data Unit Đơn vị dữ liệu quang
OPU
Optical Payload Unit Đơn vị tải trọng quang
OTU
Optical Transponder Unit Đơn vị truyền tải quang

OSNR
Optical Signal to Noise Ratio
Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu trong
thông tin quang
OTN
Optical Transport Network as per
ITU-T G.709 Recommendation
Khuyến nghị của ITU-T về
mạng truyền tải quang
OTUx
Optical Transport Unit (x is the
multiplexing level) in OTN
Khối truyền tải quang
PPP
Point – Point Protoc Giao thức điểm - điểm
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 7
Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt
Thuật ngữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
PoS
Packet over SONET/SDH
Các gói qua mạng
SONET/SDH
QoS
Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RPR
Resilient Packet Ring Vòng ring gói
SC
Standard Connector (type of
optical connector)
Bộ kết nối chuẩn

SDH
Synchronous Digital Hierarchy
Công nghệ ghép kênh đồng
bộ
SLM
Single Linear Mode Chế độ tuyến tính đơn giản
SMF
Single Mode Fibre Sợi quang đơn mode
SONET
Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
STM-n
Synchronous Transport Module (-
n is the multiplexing level) in
SDH
Mô đun truyền đồng bộ
SYNC
Synchronization Đồng bộ
TDM
Time Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo
thời gian
UMTS
Universal Mobile
Telecommunication Sysstem
Hệ thống thông tin di động
toàn cầu thế hệ ba
VLAN Virtual local area network
Mạng LAN ảo
VPN Virtual Private Network
Mạng riêng ảo

WAN
Wide Area Network Mạng diện rộng
WDM
Wavelength Division Multiplex
Ghép kênh phân chia theo
bước sóng
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 8
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
CHƯƠNG I : SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CẤU TRÚC
MẠNG VIỄN THÔNG

1.1 Tổng quan về hệ thống thông tin quang
Lượng thông tin trao đổi trong các hệ thống thông tin ngày nay tăng lên
rất nhanh. Bên cạnh gia tăng về số lượng, dạng lưu lượng truyền thông trên
mạng cũng thay đổi. Dạng dữ liệu chủ yếu là lưu lượng Internet. Số người sử
dụng truy cập Internet ngày càng tăng và thời gian mỗi lần truy cập thường kéo
dài gấp nhiều lần cuộc nói chuyện điện thoại. Chúng ta đang hướng tới một xã
hội mà việc truy cập thông tin có thể được đáp ứng ở mọi lúc, mọi nơi chúng ta
cần. Mạng Internet và ATM ngày nay không đủ dung lượng để đáp ứng cho
nhu cầu băng thông trong tương lai.
Hình 1. 1: Biểu đồ Mức tăng trưởng lưu lượng thoại và lưu lượng dữ liệu từ
2007 tới quý 1/2012
Kĩ thuật thông tin quang có thể được xem là vị cứu tinh của chúng ta
trong việc giải quyết vấn đề trên. Bởi vì hệ thống thông tin quang ra đời với
những khả năng vượt trội của nó: băng thông khổng lồ (gần 50Tbps), suy giảm
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 9
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
tín hiệu thấp (khoảng 0,2dB/km) méo tín hiệu thấp, đòi hỏi năng lượng cung
cấp thấp, không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ, khả năng bảo mật cao…. Vì
vậy thông tin quang được xem là kĩ thuật cho hệ thống thông tin băng rộng.

Các hệ thống thông tin quang không chỉ đặc biệt phù hợp với các tuyến thông
tin đường dài, trung kế mà còn có tiềm năng to lớn trong việc thực hiện các
chức năng của mạng nội hạt và đáp ứng mọi loại hình dịch vụ hiện tại và trong
tương lai.
Vì vậy việc phát triển và xây dựng hệ thống thông tin sợi quang là rất
cần thiết cho nhu cầu phát triển thông tin trong tương lai.
1.2 Xu hướng phát triển công nghệ truyền tải quang
1.2.1. Sự phát triển của cấu trúc mạng
Theo quan niệm phát triển gần đây, con người muốn tích hợp mạng truy
nhập với mạng lõi và mạng metro, cụ thể là hỗ trợ điều khiển kết nối từ đầu đến
cuối, như vậy cũng có sự phân bố các chức năng giữa mạng truy nhập và mạng
lõi / đô thị. Việc chuyển đổi sang mạng thông tin trên cơ sở gói và việc thu hẹp
vai trò của chuyển mạch và tổng đài truyền thống cũng hỗ trợ việc xóa đi ranh
giới giữa mạng truy nhập và mạng lõi.
Bốn xu hướng mới được quan tâm liên quan tới sự phát triển của mạng
truynhập/lõi( metro)
- Mạng truyền tải quang ( trên cơ sở WDM ) trong mạng lõi cố định và
dần mở rộng ra phía mạng truy nhập và mạng đô thị (Metro)
- Công nghệ trong mạng truy nhập sẽ phát triển dựa trên mạng truy nhập
cố định hiện tại sử dụng cáp đồng và cáp đồng trục để cung cấp băng tần truy
nhập Internet cao hơn (tiêu biểu là xDSL).
- Các công nghệ trong mạng truy nhập sẽ hỗ trợ khả năng di động:
GPRS,UMTS, WLAN, ….
- Hỗ trợ QoS.
1.2.1.1. Sự phát triển của mạng lõi và mạng đô thị
Sợi quang sẽ chiếm ưu thế trong mạng lõi và mạng đô thị. Có tới 99%
mạng lõi sử dụng công nghệ truyền tải quang. Chỉ có 1% còn lại là sử dụng các
công nghệ viba và vệ tinh trong các môi trường truyền dẫn có địa hình phức
tạp.
Dự đoán trong 15 năm tới, số lượng kênh quang sẽ tăng lên từ 40-80

kênh tới 200 kênh và tốc độ mỗi kênh sẽ tăng lên từ 2,5-10Gbit/s tới 40-
160Gbit/s song song với sự phát triển của số kênh thì mạng còn tăng tính phức tạp
và thông minh hơn các trức năng thực hiện tại các lớp sẽ tăng lên và loại bỏ các
giao thức trung gian. 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 suất hiện từ dạng
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 10
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
công nghệ chuyển mạch đượcsử dụng: TDM cho SDH với ghép bước sóng cho
OTN. Kiến trúc OTN bao gồm phần lõi, metro 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 va 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 cấu trúc phục hồi “mesh”. Khi nhu cầu băng tần cho
mạng đô thị và truy nhập tăng lên, các bộ OADM cũng sẽ được sử dụng.
Điều này cho thấy rằng mạng lõi và mạng đô thị sẽ phát triển chỉ trên
nền công nghệ IP và WDM. Kiến trúc mạng thế hệ mới sẽ mang những ưu
điểm của lớp mạng IP tích hợp trực tiếp 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 hóa 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 triển khai ở khu vực mạng trục và
đô thị. 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 trụcWDM 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 mạng 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 phần mạng đô thị.
- Phần mạng đô thị: bao gồm các lõi Metro quang WDM với cấu trúc
mạng vòng ring chiếm ưu thế và mạng truy nhập Metro sử dụng PoP IP.PoP IP
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.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 11
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
Hình 1. 2: Mạng Metro của các ISP tương lai
Hình 1.3 mô tả mạng đô thị của các ISP trong tương lai gồm có phần lõi
Metro quang WDM và truy nhập Metro 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 khách 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 bộ định tuyến IP biên phía khách hàng. Các thiết bị ATM và SDH trong
hình được trình bày mang tính minh họa đầy đủ các thiết bị của phía nhà cung
cấp có thể đạt cùng hoặc không với thiết bị 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 Metro quang WDM thường có một mạng vòng ring có các OADM
có khả năng định lại cấu hình đồng thời bổ sung các tuyến WDM điểm điểm
với các đầu cuối có thể ghép kênh 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 mạng 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 mạng vòng ring.
Trong trường hợp có hai mạng vòng ring lõi metro WDM, khi đó sẽ cần
tới các bộ đấu chéo quang để định tuyến các bước sóng từ một mạng
vòng ring sang một mạng khác hỗ trợ toàn quang. Các bộ đấu chéo có giá
thành lớn nhất trong các thiết bị mạng thông tin quang và có khả năng thực
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 12
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
hiện các nhiệm vụ bổ sung như chuyển mạch bước sóng và chuyển đổi hàng
trăm cổng dưới dạng toàn quang mà không phải chuyển đổi EO.
Mạng Metro có thể mở rộng tới LAN thông qua mạng lõi quang. Truy
nhập IPMetro có cá bộ định tuyến PE liên kết thông qua giao diện quang với
các bộ OADM. Ở phía truy nhập của các mạng thị, Fast Ethernet sẽ trở thành
phổ biến.
Tuy nhiên phương pháp thích hợp hơn sử dụng Ethernet quang (tốc độ
40 Gbits).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 GigaEthernet sẽ thành hiện thực. Trong
khi chờ đợi, công nghệ và giaothức sẽ được chia sẻ trên đường chuyền hiện tại
cho hàng ngàn các khách hàng khác nhau. 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 các đường truyền Ethernet điểm-điểm có thể đạt được kênh 10 Gbit/s với
băng tần có lẽ khoảng 400 Gbit/s. Tất nhiên loại mạng như thế này yêu cầu về
chuyển mạch rất lớn ở mỗi đầu sợị quang.
Băng tần Ethernet quang có lẽ chỉ bị giới hạn bởi băng tần sợi quang
(khoảng 25Tbit/s cho loại sợi hiện nay) và vẫn thoải mái 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 tới.
Trong trường hợp các bộ định tuyến cung cấp giao diện làm việc ở bước
sóng15xx 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 bằng các 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.
Mạng diện rộng thường có một phần mạng thông tin quang WDM loại
mesh. Tốc độ truyền dẫn lớn hơn 10GBit/s mỗi bước sóng được cung cấp truy
nhập tới băng tần Terabit giữa các mạng đô thị. 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 dung để tăng toàn bộ tín hiệu quang được
ghép kênh hoặc tái tạo tách rời từng kênh quang.
1.2.1.2 Sự phát triển của mạng truy nhập quang
Nhu cầu 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 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 mạng đáp ứng tốt các yêu cầu trên.
Sợi quang đang thâm nhập vào phần mạng truy nhập. Tuy nhiên để có
được FTTH hay FTTD vẫn chưa thể trở thành hiện thực. Lý do chính là tính
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 13
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
nhậy cảm của giá thành khi triển khai trên thực tế. Mạng thông tin thụ động
(PON) sẽ cung cấp thông tin qua sợi quang mà không phải thực hiện việc
chuyển đổi điện nào cả. Hiện nay chúng sẽ phù hợp hơn khi thay thế cáp đồng
từ tổng đài tới các điểm truy nhập linh hoạt. Từ đó chúng có thể kết hợp với
DSL 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 truyền tải quang trong tương lai là sự kết
hợp của nhiều công nghệ mới giúp hỗ trợ việc truyền đa dịch vụ trên hệ thống
mà hỗ trợ một cách tốt nhất nhu cầu về chất lượng của từng dịch vụ. Để giải

quyết những khó khăn trước mắt của mạng truyền tải quang hiện tại đang triển
khai trên nền công nghệ SONET/SDH. Các nhà cung cấp hạ tầng mạng truyền
dẫn đã tìm kiếm những giải pháp công nghệ tiên tiến để xây dựng thế hệ
mạng mới, đáp ứng được mọi nhu cầu của người sử dụng trên một hạ tầng
mạng duy nhất. Xu hướng 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 sau:
- NG-SONET/SDH
- DPT
- ASON
- Ethernet/Gigabit Ethernet (GE)
- WDM
- IP
- Chuyển mạch kết nối và điều khiển MPLS/GMPLS,….
Các công nghệ này bổ xung nhau và cũng hỗ trợ các dịch vụ số liệu như
GbE(Gigabit Ethernet), FC (Fiber Channel : kênh quang), FICON (Fiber
Connection: Kết nối sợi), ESCON (Enterprise System Connection: hệ thống kết
nối doanh nghệp), IP (Internet Protocol: Giao thức Internet), và PPP (Point
– Point Protocol : Giao thức điểm - điểm) vvv…. Với mức độ phức tạp giảm và
chi phí khai thác thấp so với phương thức truyền tải dịch vụ này qua
SONET/SDH. Các công nghệ trên được xây dựng khác nhau cả phạm vi và
phương thức mà chúng được sử dụng. Nhà cung cấp dịch vụ mạng có xu hướng
kết hợp một số loại công nghệ trên đường truyền của họ nhằm tận dụng những
ưu điểm của từng công nghệ và khắc phục nhược điểm của từng công nghệ khi
chúng đứng riêng nhằm đạt được những mục tiêu sau:
- Giảm chi phí đầu tư xây dựng mạng.
- Rút ngắn thời gian đáp ứng dịch vụ cho khách hàng.
- Dự phòng dung lượng đối với sự gia tăng lưu lượng mạng gói.
- Tăng lợi nhuận từ việc triển khai các dịch vụ mới.
- Nâng cao hiệu suất khai thác mạng.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 14

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
1.2.2.1. NG-SONET/SDH
NG-SONET/SDH là công nghệ phát chiển trên nền công nghệ
SONET/SDH truyền thống. Nó kết thừa một số đặc tính của mạng SDH
thế hệ cũ và loại bỏ đi những tính chất không phù hợp với nhu cầu truyền tải
các dịch vụ ngày nay, vẫn cung cấp các dịch vụ TDM như đối với
SONET/SDH truyền thống trong khi vẫn xử lý truyền tải hiệu quả đối với các
dịch vụ truyền dữ liệu trên cùng một hệ thống truyền tải. NG-SONET/SDH kế
thừa các kỹ thuật như chuyển mạch bảo vệ và mạng vòng ring phục hồi quản lý
luồng, giám sát chất lượng, bảo dưỡng từ xa và các chức năng giám sát khác.
NG-SDH phát triển các kỹ thuật ghép kênh mới để kết hợp các dịch vụ khách
hàng đa giao thức thành các container SONET/SDH ghép ảo hoặc ghép chuẩn.
Công nghệ này được sử dụng để thiết lập các MSPP TDM gói lại hoặc cung
cấp định khung luồng bit cho một cấu trúc mạng gói. Điểm hấp dẫn của công
nghệ này là nó được xây dựng trên một công nghệ cũ tận dụng được những ưu
điểm của kỹ thuật cũ cũng như một lượng thiết bị trên đường truyền hiện tại

Các giải pháp NG-SDH bao gồm việc triển khai các công nghệ đã chuẩn
hóa vào thiết bị truyền tải dựa trên SDH. Các tiêu chuẩn này gồm:
- Thủ tục định khung chung (GFP): ITU-T G.7041
- Ghép chuỗi ảo (VCAT): ITU-T G.707/783
- Cớ chế thích ứng dung lượng tuyến (VCAT): ITU-T G.7042
- RPR : IEEE 802.17
1.2.2.2. Ethernet/Gigabit Ethernet
Ethernet là một công nghệ đã được áp dụng phổ biến cho mạng cục bộ
LAN (Local Area Network) trong một thời gian dài. Hầu hết các vấn đề kỹ
thuật cũng như vấn đề xây dựng mạng Ethernet đều đã được chuẩn hóa bởi tiêu
chuẩn IEEE.802 của viện kỹ thuật Điện và Điện Tử Hoa Kỳ (IEEE). Để xây
dựng mạng MAN hiện tại thì công nghệ Ethernet đang chiếm ưu thế như một
sự lựa chọn hàng đầu vì đơn giản trong chức năng thực hiện và chi phí xây

dựng thấp. Hơn nữa việc sử dụng Ethernet mở ra cơ hội cho các dịch vụ đa
phương tiện, do đó tạo ra một lợi nhuận khổng lồ cho các nhà khai thác đường
truyền.
Mục đích của việc ứng dụng công nghệ Ethernet vào xây dựng mạng
- 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 cao hơn của Ethernet. Ngoài đặc
điểm của công nghệ Ethernet truyền thống nó bổ xung thêm nhiều 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 nay Gigabit Ethernet đã được chuẩn
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 15
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
hóa trong các tiêu chuẩn IEEE 802.3z, 802.3ae, 802.1w. Gigabit Ethernet cung
cấp các kết nối có tốc độ 100Mbit/s, 1Gbit/s hoặc vài chục Gbit/s và hỗ trợ
nhiều tiện ích truyền dẫn vật lý khác nhau như cáp đồng, cáp quang và các
phương pháp truyền tải bán song công (half duplex) hoặc song công (full
duplex).
Công nghệ Gigabit Ethernet hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau
cho nhiều nhu cầu khác nhau như kết nối điểm điểm, điểm-đa điểm kết nối đa
điểm - đa điểm vvv… 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 số 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, tổ chức kết nối mạng từ các
phạm vi địa lí tách rời thành một mạng thống nhất.
Công nghệ Gigabit Ethernet được áp dụng hỗ trợ với lớp vật lý thuộc hai
phạm vi mạng là:

- LAN PHY với các phương thức mã hóa đơn giản cho tín hiệu truyền
trên sợi quang (dark fiber) hoặc bước sóng (dack warelengh) với khoảng cách
tới 40 km trên sợi đơn mode.
- WAN PHY với lớp con định khung SONET/SDH (gọi là hệ thống giao
diện diện rộng WIS) hoạt động tại một tốc độ dữ liệu tương thích với tốc độ tải
của SONET OC 192c và SDH VC4-64c, có thể hoạt động qua bất kỳ khoảng cách
nào khả thi trên một mạng WAN.
Ethernet 10 Gbit/s có thể được sử dụng để thiết lập các mạng mesh,
chuyển mạch, Ethernet, hướng kết nối hoặc loại bỏ SONET/SDH (Sợi quang
thông qua các tuyến điểm - điểm trực tiếp sử dụng LAN PHY) hoặc các mạng
SONET/SDH (Sử dụng WAM PHY), ngoài ra còn có thể hoạt động như một bộ
tập hợp các kết nối Ethernet 1Gbit/s.
Lợi thế của Ethernet là công nghệ này được sử dụng phổ biến trên toàn
cầu ở các mạng LAN. Nhìn chung có khoảng 85% lưu lượng gói số liệu bắt đầu
và kết thúc dưới dạng các gói Ethernet. Hiện nay trên toàn thế giới có khoảng
250 triệu cổng Ethernet. Do đó các khách hàng rất quen thuộc và thấy tiện ích
và dễ tiếp cận với các loại hình dịch vụ được cung cấp bởi công nghệ Ethernet.
Ngoài ra công nghệ Ethernet còn có một số lợi ích khác như:
- Các tốc độ dịch vụ phân cấp rất rộng.
- Có thể cung cấp các loại dịch vụ điểm-điểm, điểm-đa điểm. đa điểm-
đa điểm.
- Tính tương thích cao về kết nối của Ethernet với công nghệ mạng hiện
tại.
- Chi phí xây dựng mạng thấp.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 16
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
- Thời gian đáp ứng cung cấp dịch vụ cho khách hàng nhanh.
Công nghệ Ethernet đã được các nhà cung cấp thiết bị mạng đô thị và
các nhà khai thác mạng quan tâm. Tuy nhiên những lo ngại về khả năng cung
cấp các loại hình dịch vụ và đảm bảo QoS cũng như tính khả dụng (độ duy trì)

của mạng, là rào cản chính để các nhà cung cấp dịch vụ mạng sử dụng công
nghệ này như một công nghệ chủ đạo.
Thực tiễn cho thấy công nghệ Ethernet không đạt được độ ổn định khi
thực thi trên hệ topo mạng chủ đạo ngày nay là mạng vòng ring. Điều đó đã dẫn
đến sự phát triển của giao thức mới là MAC Ethernet (IEEE 802.17 RPR). Giao
thức này cho phép sử dụng hiệu quả băng thông của mạng vòng ring, và chuyển
mạch bảo vệ vòng ring.
Thực tiễn cũng cho thấy topo mạng mesh đảm bảo khả năng phục hồi
mạng nhanh hơn topo mạng vòng ring, vì chúng thực hiện các cơ chế phục hồi
bảo vệ dạng n+1 thay vì 1+1 trong mạng vòng ring. Do đó, xét về kiến trúc thì
công nghệ Ethernet triển khai trên topo mạng mesh hiệu quả hơn triển khai trên
topo mạng vòng ring.
1.2.2.3. MPLS/GMPLS
MPLS là một giao thức cho phép cung cấp một mặt phẳng điều khiển
chung cho lớp dịch vụ nhằm cung cấp động và nhanh các dịch vụ số liệu. 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 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 như 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.
Các tiêu chuẩn MPLS đã được nghiên cứu nhưng chúng vẫn chưa được
ban hành. Ví dụ tiêu chuẩn MPLS hỗ trợ các VPN lớp 2 vẫn chỉ mới ở dạng
draft. VPN lớp 2 liên kết hoạt động (các mạng riêng ảo) rất cần thiết cho việc
cung cấp các mạng riêng tới các khách hàng doanh nghiệp.
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.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 17
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
1.2.2.4 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.
Phiên bản IPv4 đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong hơn 20
năm qua nhờ thiết kế linh hoạt và hiệu quả. Tuy vậy với sự bùng nổ các dịch vụ
và các thiết bị trên Internet hiện nay IPv4 đã bộc lộ những hạn chế. Không gian
địa chỉ 32 bit của Ipv4 không còn đáp ứng được sự phát triển Internet toàn cầu
đến năm 2020. IETF đã đưa ra phiên bản mới là 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 là: không gian địa chỉ lớn hơn Ipv4, 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 tùy chọn, khả năng chất lượng dịch vụ QoS (một khả
năng mới được thêm vào cho phép đánh địa chỉ các gói (paket)), khả năng bảo
mật và xác nhận.
Địa chỉ IPv6 dài 128 bit được dùng để định danh các giao diện đơn và tập
các giao diện. Địa chỉ IPv6 được gán cho các giao diện chứ không phải cho các
nút. Nếu mỗi giao diện thuộc về một nút đơn thì bất kỳ địa chỉ Unicast
của giao diện của nút đó có thể được sử dụng như là định danh cho nút đó.
Phiên bản hiện tại của Ipv6 cho phép ta mã hoá địa chỉ Ipv4 vào địa chỉ Ipv6.
1.2.2.5. WDM
Công nghệ truyền dẫn quang ghép kênh theo bước sóng WDM là một công

nghệ lõi 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 lõi 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 lõi đồng thời 160
bước sóng quang, mỗi bước sóng có thể truyền thông tin với tốc độ 80Gbps).
Hiện nay công nghệ WDM được quan tâm rất nhiều trong việc lựa chọn giải
pháp xây dựng mạng lõi quang cho mạng đô thị. Các hệ thống WDM thương
mại thông thường có cấu hình có thể truyền đồng thời tới 32 bước sóng với tốc
độ 10Gbit/s và có thế triển khai với các cấu trúc topo mạng ring, ring/mesh
hoặc mesh.
Công nghệ WDM cho phép xây dựng các cấu trúc mạng “xếp chồng” sử
dụng các topo 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 lõi dữ liệu trên một
bước sóng khác.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 18
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
Vấn đề IP tích hợp trên WDM
IP là giao thức được thiết kế để xác định địa chỉ mạng lớp ba và từ đó định
tuyến qua các mạng con với các công nghệ lớp hai khác nhau. Phía trên tầng IP
tồn tại rất nhiều các dịch vụ và ứng dụng dựa trên nền tảng IP khác nhau. Trong
khi đó, phía dưới lớp IP thì sợi quang sử dụng công nghệ WDM là công nghệ
truyền dẫn hứa hẹn nhất, cho phép dung lượng mạng vô cùng lớn để đáp ứng
được sự phát triển của Internet. Công nghệ này sẽ trở nên hấp dẫn hơn nhiều
khi giá thành của các hệ thống WDM giảm đi.
Mặt phẳng điều khiển có nhiệm vụ truyền dẫn các bản tin điều khiển để
chuyển đổi các thông tin sẵn có và có thể tiếp cận được, tính toán cũng như
thiết lập đườngtruyền dẫn dữ liệu. Mặt phẳng dữ liệu có nhiệm vụ truyền dẫn
lưu lượng ứng dụng và lưu lượng người sử dụng. Một chức năng điển hình của
mặt phẳng dữ liệu là đệm và chuyển tiếp gói tin. IP không phân tách mặt phẳng

dữ liệu và mặt phẳng điều khiển và do đó nó đòi hỏi các cơ chế QoS tại các bộ
định tuyến để phân biệt các bản tin điều khiển và các gói tin dữ liệu.
Một hệ thống điều khiển mạng WDM truyền thống sử dụng một kênh điều
khiển riêng biệt, còn được gọi là mạng truyền thông dữ liệu, để truyền dẫn các
bản tin điều khiển. Một hệ thống quản lý và điều khiển mạng WDM, theo
TMN, được triển khai theo cấu trúc tập trung. Kết hợp IP và WDM có nghĩa là,
ở trong mặt phẳng dữ liệu ta có thể yêu cầu các tài nguyên mạng WDM chuyển
tiếp lưu lượng IP một cáchhiệu quả còn trong mặt phẳng điều khiển ta có thể
xây dựng một mặt phẳng điều khiển đồng bộ. IP/WDM cũng đánh địa chỉ tất cả
các mức trung gian của các mạng quang intra và inter-WDM và các mạng IP.
Các động lực thúc đẩy IP/WDM bao gồm:
- Các mạng quang WDM có thể đánh địa chỉ lưu lượng Internet đang phát
triển bằng cách khai thác cơ sở hạ tầng sợi quang sẵn có. Sử dụng công nghệ
WDM có thể tăng một cách đáng kể việc tận dụng băng thông sợi quang.
- Hầu hết lưu lượng dữ liệu qua các mạng là IP. Gần như tất cả các ứng dụng
dữ liệu đầu cuối người sử dụng đều sử dụng IP. Lưu lượng thoại truyền thống
cũng có thể đóng gói nhờ các kĩ thuật VoIP.
- IP/WDM thừa hưởng sự mềm dẻo và khả năng thích ứng mà các giao thức
điều khiển IP cho phép.
- IP/WDM có thể đạt được hoặc nhắm vào sự phân bố băng thông động theo
nhu cầu (hay giám sát thời gian thực) trong các mạng quang. Bằng cách phát
triển từ các mạng quang điều khiển tập trung truyền thống sang mạng tự điều
khiển phân bố, mạng IP/WDM tích hợp không những giảm thiểu chi phí quản
lý mạng mà còn cung cấp phân bố tài nguyên động và giám sát dịch vụ theo
nhu cầu.
- Với sự giúp đỡ của các giao thức IP, IP/WDM có thể hy vọng đánh địa chỉ
được WDM hay các nhà khai thác hoạt động trung gian NE.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 19
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I: Sự phát triển của các cấu trúc mạng viễn thông
- IP/WDM có thể đạt được sự phục hồi động bằng cách phân mức các cơ

chế điều khiển phân tán được dùng trong mạng.
- Từ quan điểm dịch vụ, các mạng IP/WDM có thể lợi dụng các cơ chế,
chính sách, mô hình, cơ cấu QoS được đề nghị và phát triển trong mạng IP.
- Rút kinh nghiệm từ tích hợp IP và ATM, IP và WDM cần một sự tích hợp
mạnh hơn nữa để tăng tính hiệu quả và khả năng mềm dẻo. Ví dụ như, IP trên
nền ATM cổ điển là tĩnh và phức tạp và chuyển đổi địa chỉ IP sang ATM là
bắt buộc phải chuyển đổi giữa các địa chỉ IP và các địa chỉ ATM. Tích hợp
IP/WDM sẽ cho phép truyền dẫn mạng quang một cách hiệu quả, làm giảm chi
phí cho lưu lượng IP và tăng cường sự tận dụng mạng quang.
1.3 Kết luận
Qua chương này có thể khẳng định mạng truyền tải quang là một phần trong
công nghệ tương lại. Mạng truy nhập quang với nhiều ưu điểm: dung lượng
lớn, kích thước và trọng lượng cáp nhỏ, không bị nhiễu điện, tính bảo mật cao,
giá thành cáp quang rẻ, chất lượng truyền dẫn tốt, an toàn cho thiết bị, tốc độ
truy nhập cao, nâng cấp băng thông dễ dàng.
Vì vậy nó phù hợp để triển khai các dịch vụ băng rộng (truy cập Internet tốc
độ cao, hội nghị truyền hình, IPTV/Triple Play, truyền hình độ nét cao (HDTV,
SDTV), game online, các dịch vụ băng rộng phục vụ y tế, giáo dục, …)
Xu hướng phát triển của mạng truyền tải quang thì công nghệ mạng truyền
tải quang trong tương lai là sự kết hợp của nhiều công nghệ mới giúp hỗ trợ
việc truyền đa dịch vụ trên hệ thống. Đặc biệt hơn xu hướng phát triển trong
tương lai là tích hợp giữa IP trên nền quang DWDM. Đây là công nghệ truyền
dẫn hứa hẹn để đáp ứng được sự phát triển của Internet. Khi công nghệ WDM
có những bước tiến về giảm giá thành thì công nghệ này đầy hứa hẹn trong
tương lai bởi giá thành cũng được giảm theo.
Chương sau sẽ đi tìm hiểu sâu về mạng truyền tải quang OTN với khuyến
nghị G.709. Với G.709 định nghĩa các giao diện và tốc độ chuẩn của khung dữ
liệu trong mạng truyền tải quang. Từ chuẩn giao diện này cũng góp phần vào
sự thúc đẩy tích hợp IP trên nên quang, mang lại nhiều hiệu quả.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 20

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II: Mạng truyền tải quang OTN G.709
CHƯƠNG 2: MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG OTN
G.709
2.1. Chuẩn hóa mạng chuyển tải quang OTN
Để đáp ứng lại việc gia tăng rất nhanh của lưu lượng Internet (trên cơ sở
IP), hệ thống DWDM (Dense WDM) – đã được triển khai trong mạng hiện
thời. Trong một hệ thống DWDM, một vài chục bước sóng được ghép vào một
đường cáp quang (mỗi bước sóng có thể truyền đi ở tốc độ 2,5Gbit/s, 10Gbit/s,
hoặc cao hơn). Do có hệ thống DWDM, có thể nâng cao dung lượng của các
liên kết điểm – điểm, xử lý tín hiệu điện với một chế độ chuyển mạch tốc độ
thấp hơn như là việc định tuyến một gói tin IP hoặc một tuyến SDH với yêu
cầu thấp hơn là cần thiết ở mỗi nút, nơi có lượng tải tin lớn, bao gồm nhiều
luồng từ các nút nguồn và đích khác nhau, đều được tập hợp lại vào dạng tín
hiệu có tốc độ 2,5Gbit/s, 10Gbit/s vvv… Cấu hình tự nhiên điểm – điểm này
của hệ thống DWDM dẫn tới việc khó có thể đạt được một chi phí linh hoạt
của việc truyền tải các lưu lượng trên cơ sở IP giữa hai điểm cách xa nhau
thông qua nhiều điểm trung gian, nếu một lưu lượng cỡ gigabit được cung cấp
giữa chúng (gigiabit-class). Một mạng OTN với mục đích tạo một kết nối đầu
cuối (end to end) với tốc độ bit cao và tin cậy. Kết nối có hướng này được biểu
hiện như một “OCh” (Optical Channel). Một OCh phù hợp với một bước sóng
và được định tuyến bởi các OXC (Optical Cross Connects) hoặc OADM
(Optical Add/Drop Multiplexers) doc theo kênh truyền để kết nối giữa hai
điểm ở xa nhau như được minh họa trong hình 2.1 dưới đây:
Hình 2. 1: Kết nối quang đường dài
Không có một chế độ chuyển mạch tốc độ thấp giữa các nút trung gian,
nơi chỉ cần thiết có các chuyển mạch điện hoặc các thiết bị đầu cuối để giải
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 21
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II: Mạng truyền tải quang OTN G.709
quyết vấn đề lưu lượng. Điều này giúp làm giảm đáng kể các mức cần thiết
hoặc các thiết bị điện ở mỗi nút.

Kiến trúc của một OTN được chuẩn hóa trong khuyến nghị G.872.
Khuyến nghị này mô tả kiến trúc chức năng của các lớp OTN, việc quản lý
dung lượng của các lớp OTN, các kỹ thuật giám sát kết nối, mô hình bảo vệ,
nguyên lý liên mạng, và những vấn đề tương tự. Lưu ý rằng, từ một điểm nhìn
chức năng riêng, một OTN được chia làm 3 lớp bao gồm cả Och cung cấp
dung lượng mạng từ điểm đầu tới điểm cuối.
Có một số điểm mở rộng trong các khái niệm của OTN mà cụ thể là ở
dung lượng của Och trong hệ thống sử dụng G.872. Việc quản lý dung lượng ở
mức OCh như trong khuyến nghị G.872 được đảm bảo bởi việc tăng cấu trúc
khung số. Khuyến nghị G.709 mô tả cấu trúc tín hiệu của các lớp OTN bao
gồm cả cấu trúc khung cho OCh. Ba lớp dựa trên tốc độ bit cho khung này
được mô tả tại các khoảng 2,5, 10, và 40Gbit/s, cho phép vạch ra các tín hiệu
số của thiết bị khách hang như STM-N (với N=16,64,256), ATM-VP, các gói
GFP (Generic Framing Procedure), và các tín hiệu CBR (constant bit rate) –
dòng bit có tốc độ không đổi với cùng tốc độ bit như đã mô tả trên.
Để tìm hiểu về mô hình cấu trúc được chuẩn hóa của mạng quang,
chương này sẽ đi tìm hiểu khuyến nghị ITU-T G.709. Khuyến nghị G.709 đưa
ra cái nhìn tổng quan về mạng quang, đồng thời định nghĩa cấu trúc khung.
2.2 Giới thiệu khuyến nghị G.709
- Là giao diện cho mạng truyền tải quang OTN.
- Các khái niệm tương tự như trong một mạng chuẩn SONET/SDH:
+ Cấu trúc lớp
+ Kiểm tra quá trình vận hành hiện tại
+ Bảo vệ
+ Các chức năng quản lý khác
- Các chức năng thêm vào
+ Quản lý các kênh trong phạm vi mạng quang
+ Phát hiện lỗi sớm (FEC – Forward error correction) cho phép nâng
cao chất lượng hệ thống và uy tín của mạng quang.
- Cung cấp phương pháp chuẩn hóa cho việc quản lý bước sóng (kênh)

quang từ điểm đầu tới điểm cuối.
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 22
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II: Mạng truyền tải quang OTN G.709
2.3 Lớp truyền tải mạng quang
Hệ thống truyền tải phân cấp quang (OTH) là một công nghệ truyền tải
mới cho mạng truyền tải quang và được phát triển bởi ITU. Nó dựa trên kiến
trúc mạng được định nghĩa trong khuyến nghị khác nhau (ví dụ, G.872 về kiến
trúc, G.709 về khung và định dạng và G.798 về chức năng và qui trình). OTH
là kết hợp ghép kênh điện và quang trong cùng một khung làm việc chung.
Phần điện được cấu trúc theo thứ bậc giống như SONET/SDH, và phần quang
dựa trên công nghệ ghép kênh DWDM, nhưng với giao diện và phương thức
chuẩn để quản lí mạng. Khuyến nghị ITU-T G.872, về kiến trúc mạng truyền
tải quang (OTN), định nghĩa trên 2 lớp giao diện OTN (xem hình 2.2 giao diện
laDI và IrDl.)
lrDI (inter-domain interface) giao diện liên miền OTN: là giao diện kết
nối mạng của hai nhà khai thác, hoặc các mạng con của một hay nhiều nhà
cung trong cùng một lĩnh vực khai thác. Giao diện IrDl được định nghĩa theo
3R (reshape định hình, regenerate tái tạo và retime định thời) ….
laDl (intra-domain interface) giao diện miền OTN: là giao diên kết nối
mạng bên trong một khu vực vận hành và khai thác.
Hình 2. 2: Giao diện laDl và lrDl
\
Theo khuyến nghị ITU G.872 cũng định nghĩa kiến trúc mạng quang dựa
trên kênh quang (OCh) với một bước sóng cụ thể. Điều này khác với hệ thống
DWDM, cấu trúc tín hiệu được chuẩn hóa. Kiến trúc OTN bao gồm 3 lớp là
kênh quang OCh, phân đoạn ghép kênh quang OMS, và phân đoạn truyền dẫn
quang OTS, hình 2.3 thể hiện “điềm cuối lớp truyền tải và cấu trúc truyền tải
tín hiệu”.
OCh (Optical Channel) Kênh quang– thể hiện cho điểm kết cuối của
mạng quang với sự đóng gói tín hiệu khách hàng trong cấu trúc khung G.709.

SVTH: Phạm Anh Tú Trang 23
Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II: Mạng truyền tải quang OTN G.709
Lớp kênh quang là sự truyền dẫn trong suốt các tin tức dịch vụ từ đầu cuối đến
đầu cuối (Kênh quang OCh tương đương với một bước sóng trong DWDM).
Nó thực hiện các chức năng sau: định tuyến tin tức của thuê bao khách hàng,
phân phối bước sóng, sắp xếp kênh tín hiệu quang để mạng kết nối linh hoạt,
xử lý các thông tin phụ của kênh tín hiệu quang, đo kiểm lớp kênh tín hiệu
quang và thực hiện chức năng quản lý. Khi phát sinh sự cố, thông qua việc
định tuyến lại hoặc cắt chuyển dịch vụ công tác sang tuyến bảo vệ cho trước
để thực hiện đấu chuyển bảo vệ và khôi phục mạng.
OMS phân đoạn ghép kênh quang– là phân đoạn giữa ghép kênh quang
và tách kênh quang. OMS định nghĩa việc kết nối và xử lý trong nội bộ ghép
kênh hay một nhóm các kết nối quang ở mức kênh quang Och (OMS còn
được gọi là một nhóm bước sóng truyền trên cáp sợi quang giữa hai bộ ghép
kênh DWDM). Nó đảm bảo truyền dẫn tín hiệu quang ghép kênh nhiều bước
sóng giữa hai thiết bị truyền dẫn ghép kênh bước sóng lân cận, cung cấp chức
năng mạng cho tín hiệu nhiều bước sóng. OMS có các tính năng như: cấu hình
lại đoạn ghép kênh quang để đảm bảo mạng định tuyến nhiều bước sóng linh
hoạt, đảm bảo xử lý hoàn chỉnh tin tức phối hợp của đoạn ghép kênh quang
nhiều bước sóng và thông tin phụ của đoạn ghép kênh quang, cung cấp chức
năng đo kiểm và quản lý của đoạn ghép kênh quang để vận hành và bảo dưỡng
mạng.
OTS phân đoạn truyền dẫn quang – là phân đoạn giữa bất kì phần tử
trong mạng OTN, bao gồm cả bộ khuếch đại. OTS định nghĩa cách truyền tín
hiệu quang trên các phương tiện quang đồng thời thực hiện tính năng đo kiểm
và điều khiển đối với bộ khuếch đại quang và bộ lặp. Lớp này thực hiện các
vấn đề sau: cân bằng công suất, điều khiển tăng ích của EDFA, tích luỹ và bù
tán sắc.
Hình 2. 3: Điểm cuối lớp truyền tải quang
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 24

Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương II: Mạng truyền tải quang OTN G.709
Tải trọng kênh quang OCh bao gồm phần điện, tại đó khối kênh quang
truyền tải là lớn nhất trong ghép kênh. Lớp này là lớp số hay còn gọi là đóng
gói số (digital wrapper). Phần này cung cấp hầu hết cho việc quản lý các chức
năng số OTN. OTU thêm phần sửa lỗi FEC, điều này cho phép các nhà khai
thác hạn chế sử dụng số lượng các bộ lặp trong mạng đồng thời đó là giảm chi
phí.
OTU (Optical Transponder Unit) là nơi được sử dụng để thực hiện sửa
dạng tín hiệu. Nó chuyển đổi những tín hiệu của các kênh quang đầu vào ở
phía client side thành các tín hiệu quang chuẩn để có thể truyền trên hệ thống
DWDM.
Hình 2.4 thể hiện truyền tải một tín hiệu trong mạng OTN, bắt đầu với
tín hiều từ khách hàng (SONET/SDH, ATM, GFP, vvv…) được chuyển vào
khối tải trọng kênh quang (OPU), ở đây tín hiệu được điều chỉnh đến tốc độ
của OPU. Phần mào đầu OPU có chứa các thông tin để hỗ trợ cho quá trình
thích ứng của các tín hiệu. Sau khi điều chỉnh, OPU được ghép vào khối dữ
liệu kênh quang (ODU) và phần mào đầu ODU để chắc chắn giám sát đầu cuối
và giám sát kết nối. Cuối cùng, ODU được ghép vào thành OTU , cùng với
OTU OH và FEC.
Các khung dữ liệu OTU cũng có thứ bậc tương tự như thứ bậc của SDH,
từ 2,5 Gbit/s (STM-16) cho đến 40 Gbit/s (STM-256); ngoài ra còn có thêm
hai loại khung hỗ trợ cho Gigabit Ethernet.
• OTU0: truyền dẫn 1 Gbit/s Ethernet, GbE.
• OTU1: truyền dẫn 2,5 Gbit/s, STM-16.
• OTU2: truyền dẫn 10 Gbit/s, STM-64.
• OTU3: truyền dẫn 40 Gbit/s, STM-256.
• OTU4: truyền dẫn 100 Gbit/s Ethernet, 100 GbE.
Quá trình vận chuyển một tín hiệu người dùng (client signal) trong OTN
được phác thảo ra như dưới đây:
SVTH: Phạm Anh Tú Trang 25