tìm hiểu công nghệ ng-sdh và tình hình triển khai ng-sdh tại quảng ngãi




   
!
SONET/SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hóa để truyền tải
các lưu lượng dịch vụ thoại. Khi truyền tải các lưu lượng dựa trên dịch vụ IP, các
mạng sử dụng công nghệ SONET/SDH truyền thống gặp phải một số hạn chế sau:
 "#$%&'()*%+
Do các tuyến kết nối giữa hai điểm kết nối được xác lập cố định, có băng tần
không đổi, thậm chí khi không có lưu lượng đi qua hai điểm này thì băng thông này
cũng không thể được tái sử dụng để truyền tải lưu lượng của kết nối khác dẫn tới
không sử dụng hiệu quả băng thông của mạng. Trong trường hợp kết nối điểm điểm
(Hình 1.1a), mỗi kết nối giữa hai điểm chỉ sử dụng 1/4 băng thông của cả vòng ring.
Cách xác lập kết nối cứng như vậy làm giới hạn băng thông tối đa khi truyền dữ liệu
đi qua hai điểm kết nối, đây là một hạn chế cơ bản của mạng SONET/SDH truyền
thống khi truyền tải các dịch vụ IP, do các dịch vụ này có đặc điểm thường có sự
bùng nổ về nhu cầu lưu lượng một cách ngẫu nhiên.
, "-%+./012%+(/3%+&/#4567%+)89/:%/;<4/
khi mạng SONET/SDH thiết lập các liên kết logic để tạo ra cấu trúc mesh như
hình 1.1b, băng thông của vòng ring buộc phải chia thành 10 phần cho các liên kết
logic. Việc định tuyến phân chia lưu lượng như vậy không những rất phức tạp mà
còn làm lãng phí rất lớn băng thông của mạng. Khi nhu cầu lưu lượng truyền trong
nội bộ mạng MAN tăng lên, việc thiết lập thêm các node, duy trì và nâng cấp mạng
trở nên hết sức phức tạp.
= >)?@9?@A%+(B9CD%6E?#F9G9H%+1>
Trong các Ring SONET/SDH, việc truyền các dữ liệu quảng bá chỉ có thể thực
hiện được khi phía phát và tất cả các điểm thu đều đã được xác lập kết nối logic.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
,
Các gói tin quảng bá được sao chép lại thành nhiều bản và gửi đến từng điểm đích

dẫn tới việc phải truyền nhiều lần cùng một gói tin trên vòng ring. Điều này gây
lãng phí lớn đối với băng thông của mạng.
I "-%+./012%+(/3%+)/JK#F)1HJKF;L%+
Thông thường đối với các mạng SONET/SDH 50% băng thông của mạng
được dành cho việc dự phòng cho mạng. Mặc dù việc dự phòng này là hết sức cần
thiết nhưng các công nghệ SONET/SDH truyền thống không cung cấp khả năng
cho phép nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn lượng băng thông sử dụng cho việc dự
phòng các sự cố.
Bảng 1.1: Hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng
SONET/SDH.
(/<%<(   M)NO(B9CD%
#F9498(4567%+12%+
(/3%+
10Mbps STS-1 VC-3 48,4Mbps 21%
100Mbps STS-3c VC-4 150Mbps 67%
1Gbps STS-28c VC-4-16c 2,4Gbps 42%
a. Điểm nối điểm b.Cấu hình mesh
Hình 1.1: Kết nối trong mạng SONET/SDH
Ngoài ra, khi sử dụng mạng SONET/SDH truyền thống để truyền các lưu
lượng Ethernet, ngoài các hạn chế trên thì còn có một yếu tố nữa là tốc độ của
Ethenet không tương đương với SONET/SDH. Điều này dẫn đến phải thiết lập các
tuyến kết nối của mạng SONET/SDH có tốc độ cao hơn so với của dịch vụ Ethenet,
điều này lại là nguyên nhân làm giảm hiệu quả sử dụng băng thông của mạng lưới.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
=
, P
Cùng với nhu cầu sử dụng và sự phát triển công nghệ như vũ bão của ngành
công nghiệp viễn thông buộc các nhà sản xuất, các nhà vận hành, các nhà khai thác
và các tổ chức chuẩn hóa hướng đến một mạng mới cắt giảm chi phí trong khi vẫn
mở rộng được dịch vụ.

Công nghệ SDH được thiết kế tối ưu cho mục đích truyền tải các tín hiệu ghép
kênh phân chia theo thời gian (TDM). Với khuynh hướng truyền tải dữ liệu ngày
càng tăng, hệ thống SDH truyền thống không thể đáp ứng được nhu cầu gia tăng
của các dịch vụ số liệu nữa. Xu hướng phát triển của dịch vụ viễn thông là:
• Sự bùng nổ của các dịch vụ trên Internet.
• Sự tích hợp dịch vụ.
• Khả năng di động và chuyển vùng.
• Yêu cầu QoS theo nhiều mức độ khác nhau. Có thể phân chia thành
bốn loại dịch vụ ứng dụng với các mức QoS khác nhau:
- Nhạy cảm với trễ và tổn thất (video tương tác, game…).
- Nhạy cảm với trễ nhưng tổn thất vừa phải (thoại).
- Nhạy cảm về tổn thất nhưng yêu cầu trễ vừa phải (dữ liệu tương tác).
- Yêu cầu đối với trễ và tổn hao đều không cao (truyền tệp).
• Độ an toàn cao.
• Tính linh hoạt, tiện dụng.
• Giá thành mang tính cạnh tranh cao.
Từ sự dẫn nhập ở 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 tính tương tác nhóm, giảm chi phí…
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
I
Chính xu hướng phát triển dịch vụ đó đã thúc đẩy sự phát triển các mạng viễn
thông theo hướng: công nghệ hiện đại, dung lượng lớn, chất lượng cao, khai thác
đơn giản, thuận tiện và mang lại hiệu quả kinh tế cao. SDH thế hệ sau (NG-SDH)
được phát triển dựa trên nền mạng SDH hiện tại, là một cơ chế truyền tải cho phép
truyền dữ liệu ở tốc độ cao, băng thông rộng và tồn tại đồng thời các dịch vụ truyền
thống và các dịch vụ mới trên cùng một mạng mà không làm ảnh hưởng lẫn nhau.
Điều quan trọng nhất là NG-SDH có thể thực hiện việc phân bố băng thông mà
không làm ảnh hưởng tới lưu lượng hiện tại. Ngoài ra, NG-SDH còn có khả năng
cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) thích hợp cho các dịch vụ mới và khả năng

truyền tải đồng thời nhiều loại dịch vụ khác nhau trong cùng một môi trường.
Hình 1.2: Mô hình giao thức trong NG-SDH.
Mô hình giao thức trong NG-SDH cho phép các nhà khai thác cung cấp nhiều
dịch vụ chuyển tải dữ liệu để tăng hiệu quả của các trạm SDH đã lắp đặt bằng cách
thêm vào các nút biên MSSP. Nghĩa là không cần lắp đặt một mạng chồng lấp hoặc
thay đổi tất cả các nút hay sợi quang. Cắt giảm được chi phí trên 1 bit lưu chuyển,
thu hút nhiều khách hàng mới và giữ được những dịch vụ kế thừa.
Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông sẵn sàng chuyển các dịch vụ Ethernet/IP
trong kinh doanh sang các mạng đô thị. Mặt khác, sự kết hợp Ethernet/IP có thể làm
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
Q
tăng lợi thế truyền tải đường dài của SDH bao gồm sự mềm dẻo, tin cậy, khả năng
chuyển đổi, bảo vệ tích hợp, quản lý và định tuyến lại. NG-SDH cho nhiều hơn thế.
Các node mới của nó được gọi là "Nền tảng cung cấp đa dịch vụ” MSSP cho phép
kết hợp các giao tiếp dữ liệu như Ethernet, 8B/10B, MPLS hoặc RPR mà không cần
bỏ các giao tiếp SDH/PDH.
Ngoài ra, để dữ liệu chuyển tải hiệu quả hơn, SDH đã chấp nhận một tập các
giao thức mới đã được cài đặt trong các nút MSSP. Các nút này được kết nối với
các thiết bị cũ đang chạy trên mạng.
Hình 1.3: Khả năng linh hoạt, mềm dẻo và hiệu quả của SDH thế hệ sau.
Phần lớn các nhà vận hành, khai thác đã sử dụng SDH trong vài thập niên trở
lại đây, chủ yếu để chuyển tải thoại và các giao thức dữ liệu định hướng kết nối. Do
đó, truyền tải dữ liệu không hướng kết nối là một thách thức. Mặc dù nhiều kiến
trúc được phát triển theo hướng này (POS, ATM, ) nhưng chúng không được chấp
nhận rộng rãi trong thương mại vì chi phí, sự phức tạp hoặc hiệu quả thấp.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
R)/K7
#SJ(/*)

B9CD%

(/3%+
T
Hướng đến sự phát triển của SDH thế hệ sau, trước hết là mong muốn tìm ra
một phương thức đơn giản có khả năng thích ứng với bất kỳ giao thức dữ liệu gói
nào và thứ hai là cách sử dụng băng thông hiệu quả. Nghĩa là cần một lớp giao thức
thích ứng và một cơ chế sắp xếp mới để điều khiển việc sử dụng băng thông. Cơ
chế phải thực hiện được tất cả nhưng điều này và giữ được việc truyền tải SDH tin
cậy và sự quản lý tập trung.
Các hệ thống truyền dẫn đang ngắm vào SDH trong việc định tuyến các khối
lưu lượng SDH tốc độ cao cho mục đích truyền tải đường dài. Để làm được việc
này, SDH cần một số giao thức sau:
, #SJ(/*)NU%+&/9%+)/9%+VWXY
Được định nghĩa trong khuyến nghị G.7041 ITU-T. Đây là một giao thức
ghép bất kỳ dịch vụ liên kết dữ liệu nào gồm Ethernet, quảng bá video số (DVB) và
các mạng vùng lưu trữ (SAN). GFP được so sánh với các thủ tục đóng khung khác
như gói qua SDH hay X.86 có mào đầu nhỏ đáp ứng yêu cầu phân tích, xử lý ít hơn.
,, /Z.)/9[#HJVY
Được định nghĩa trong khuyến nghị G.707 ITU-T, tạo ra các ống lưu lượng có
kích thước biết trước, đáp ứng sự linh hoạt và khả năng lớn với sự kế thừa các công
nghệ trong SDH.
,= \)/'N#D9)/]%/69%+?@A%+(9C'%V"Y
Được định nghĩa trong khuyến nghị G.7042 ITU-T, phân phối hoặc tập hợp
các đơn vị băng thông phù hợp các yêu cầu truyền tải dữ liệu hoặc để bổ sung sự co
giãn giữa hai điểm truyền tải.
Những chức năng này được thực hiện trên các nút MSSP mới được đặt ở các
biên của mạng. Chúng trao đổi các gói dữ liệu khách hàng được tổng hợp qua nền
SDH mà tiếp tục không được thay đổi. Nghĩa là các nút MSSP đại diện cho NG-
SDH và được hiểu là sự kế thừa mạng SDH.
= ^_ 
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi

`
Nhu cầu truyền tải các loại dịch vụ như IP, Ethernet, Fiber Channel,
ESCON/FICON… qua mạng SONET/SDH đã xuất hiện từ rất lâu. Tuy nhiên chỉ
đến khi lưu lượng số liệu bùng nổ trong những năm đầu thập kỷ 90 người ta mới
thực hiện nghiên cứu các giao thức nhằm sắp xếp lưu lượng số liệu vào trong tải
đồng bộ SONET/SDH. Từ đó cho đến nay đã có nhiều giao thức thực thi được công
bố và chuẩn hóa trong các tổ chức tiêu chuẩn như ANSI, ETSI, ITU-T và tổ chức
công nghiệp như EITF, IOF,
= XVXS)&<(K<B Y
Mạng truyền tải gói IP được đóng trong khung SONET/SDH được biểu diễn
trong hình 1.4.
Hình 1.4: Mô hình mạng truyền dữ liệu IP trên SONET/SDH.
Có hai kiểu giao diện IP/SDH:
• VC4 hoặc “ống” kết chuỗi VC4 cung cấp băng tần tổng hợp, không có
bất cứ sự phân chia nào giữa các dịch vụ IP hiện diện trong luồng sợi.
• Giao diện kênh hóa, ở đây đầu ra quang STM-16 có thể chứa 16 VC4
riêng rẽ với dịch vụ phân biệt cho từng VC4. VC4 khác nhau cũng có thể được định
tuyến qua mạng SDH tới các bộ định tuyến đích khác nhau.
Bảng 1.2: Các giao thức sử dụng cho IP/SDH.
X U#4M?#F9)UNO6a#)b)NL#TQQ=Q1C(<
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
c
XXX
Đóng khung gói theo PPP (RFC 1661). Thêm “trường giao thức” 1
hoặc 2 byte và thực hiện nhồi theo tuỳ lựa. PPP cũng cung cấp giao thức
thiết lập tuyến nhưng không phải là quyết định trong IP/SDH.
"
Tạo khung (RFC 1662). Thêm 1 byte cờ để chỉ thị điểm bắt đầu của
khung, hơn 2 byte cho mào đầu và 2 byte kiểm tra khung (FCS) tạo ra
khung có độ dài tới 1500 byte. Cùng với PPP, HDLC tạo thành 7 hoặc 8

byte mào đầu thêm vào gói IP.

Đặt các khung HDLC trong tải VC4 hoặc VC4 kết chuỗi (RFC 1619).
Thêm mào đầu đoạn SDH (81 byte gồm cả con trỏ AU) và 9 VC4 byte
Mào đầu luồng vào 2340 byte tải VC4 SDH. Đối với VC4 kết chuỗi, tải
V4-Xc có độ dài X*2340. Các khung được phép vắt ngang qua ranh giới
của các VC4. Giống như ATM, đa thức 1+x
43
được sử dụng cho trộn tín
hiệu để giảm thiểu rủi ro người sử dụng truy nhập với mục đích xấu mà có
thể gây mất đồng bộ mạng.
Phiên bản IP/SDH được xem xét ở đây sử dụng giao thức PPP và khung
HDLC. Phiên bản này cũng được biết đến với tên gọi khác là POS. PPP là một
phương pháp chuẩn để đóng gói các gói IP và các kiểu gói khác cho truyền dẫn qua
nhiều môi trường từ đường điện thoại tương tự tới SDH, và cũng bao gồm chức
năng thiết lập và giải phóng các tuyến (LCP). HDLC là phiên bản chuẩn hóa của
SDLC theo ISO, giao thức này được IBM phát triển trong những năm 1970. Khung
HDLC chứa dãy cờ phân định ranh giới ở điểm đầu và điểm cuối của khung cùng
một trường kiểm tra CRC để kiểm soát lỗi.
=, dXV#SJ(/*)NS(B9C%/e.G9S Y
Giao thức MAPOS là giao thức lớp tuyến số liệu hỗ trợ IP trên SDH. Giao
thức MAPOS cũng được gọi dưới một tên khác là POL. Đây là một giao thức
chuyển mạch gói phi kết nối dựa trên việc mở rộng khung POS (PPP-HDLC) được
NTT phát triển (xem bảng 1.3). Trước đây MAPOS được phát triển với mục đích
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
f
mở rộng dung lượng tốc độ cao SONET cho LAN nhưng hiện nay sự hiện diện của
Gigabit Ethernet dường như đã làm cho người ta lãng quên nó.
Trong bảng 1.3 biểu diễn khung MAPOS thế hệ 1 và 2. Giao thức
MAPOS/POL được xem như sự mở rộng thành phần khung HDLC. Các trường

được truyền trong MAPOS là:
• Dãy cờ, sử dụng cho đồng bộ khung.
• Địa chỉ, chứa địa chỉ đích HDLC (8 bit trong phiên bản 1 và 16 bit trong
phiên bản 2).
• Điều khiển, là trường điều khiển có giá trị 0x03, thuật ngữ chuyên môn
trong HDLC nghĩa là khung thông tin không đánh số với bit Poll/Final được thiết
lập bằng 0.
• Giao thức, xác định giao thức cho việc bao gói số liệu trong trường thông
tin của nó.
• Thông tin, chứa gói số liệu tối đa 64Kbyte.
• Dãy kiểm tra khung, được tính trên khắp các bit mào đầu, giao thức và
trường tin.
Bảng 1.3: Khung MAPOS phiên bản 1 và phiên bản 2.
g ^RS)/]N0)/ ^#D9&/#h% #SJ(/*) B@g%+(/3%+(#% W
0x7E c1#( iji= (16bit) (0-TQ,cibytes) (16/32 bit)
g ^RS)/]N0)/ #SJ(/*) B@g%+(/3%+(#% W
0x7E T1#( (16bit) (0-TQ,ci bytes) (16/32 bit)
Việc thực hiện giao thức MAPOS trong bộ định tuyến IP chuẩn với các giao
diện POS đã được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn. chỉ có hai chức năng mới
(Giao thức chuyển mạch nút-NSP và giao thức phân chia địa chỉ-ARP) được thêm
vào giao thức MAPOS.
== "XV"6S.(<B.BJ(J)J?9 JB(XBJ+BS;Y
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
i
Giao thức truy nhập tuyến SDH (LAPS) là một giao thức tuyến số liệu được
thiết kế cho mục đích IP/SDH và Ethernet/SDH được ITU-T chuẩn hóa lần lượt
trong khuyến nghị X.85 và X.86. LAPS hoạt động như khung HDLC bao gồm dịch
vụ liên kết số liệu và chỉ tiêu giao thức để thực hiện việc sắp xếp gói IP vào tải
SDH.
Hình 1.5: Ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n sử dụng LAPS X.85

(Ngăn TCP/UDP/IP được thay bằng Ethernet đối với X.86).
IP/SDH sử dụng LAPS như một sự kết hợp kiến trúc thông tin số liệu giao
thức IP (hoặc các giao thức khác) với mạng SDH. Lớp vật lý, lớp tuyến số liệu và
lớp mạng hoặc các giao thức khác được hiện diện tuần tự gồm SDH, LAPS, và IP
hoặc PPP. Mối liên hệ này được biểu diễn như ngăn giao thức/lớp cho IP trên
STM-n. Hình 1.5 mô tả IP/SDH như ngăn giao thức/lớp.
Định dạng khung của LAPS bao gồm (Bảng 1.4):
• Trường cờ: chỉ điểm bắt đầu và kết thúc khung (từ mã cố định
01111110).
• Trường địa chỉ: liền ngay sau trường cờ được gán giá trị cố định để biểu
thị trường cờ.
• Trường điều khiển và SAPI: Trường điều khiển có giá trị hexa 0x03 và
lệnh thông tin không đánh số với giá trị Poll/Final là 0. SAPI chỉ ra điểm đó dịch vụ
tuyến số liệu cung cấp cho giao thức lớp 3.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
TCP/UDP
IP
Giao thức Internet
LAPS
Đoạn điện/quang
VC bậc cao
Đoạn ghép kênh
Đoạn lặp
VC bậc thấp
G.707/Y.1322
G.703/Y.957

• Trường thông tin: chứa thông tin số liệu có độ dài tối đa 1600 byte.
• Dãy kiểm tra khung (FCS-32): đảm bảo tính nguyên dạng của thông tin
truyền tải.

Bảng 1.4: Định dạng khung LAPS theo X.85.
g ^RS)/]
^#D9
&/#h%
#SJ(/*) /3%+(#% /k# g
0x7e 0x04 0x03 SAPI Thông tin LAPS, gói IP 32bit 0x7e
I ^_lmno
I U#(B$% VXY
Gói trên SONET/SDH (POS) sử dụng sắp xếp IP trong SDH hoặc SONET
chuẩn hoá nhờ giao thức điểm-điểm (PPP) hoặc điều khiển tuyến số liệu tốc độ cao
(HDLC) như định nghĩa trong IETF [RFC1619]. Gói trên SONET/SDH hoặc IP
trên SONET/SDH nhất thiết liên quan đến việc thêm các giao diện SONET/SDH
cho bộ định tuyến mà kết cuối PPP. PPP cung cấp bao gói đa giao thức, kiểm soát
lỗi và các đặc tính điều khiển khởi tạo tuyến. Các gói số liệu IP tạo bởi PPP được
lập thành khung nhờ giao thức HDLC [RFC 1662] và sắp xếp trong tải SDH (SPE).
Chức năng chính của HDLC là chỉ ra các gói số liệu IP được bao bởi PPP qua tuyến
truyền dẫn đồng bộ. FCS (Dãy kiểm tra khung) khung HDLC tính toán để xác định
lỗi và gói tạo ra là các byte nhồi. Sau đó khung HDLC được trộn để đảm bảo có số
lượng chuyển tiếp thích hợp trước khi tạo thành khung SDH cuối cùng. Khung SDH
thêm 36 byte mào đầu ngoài tổng kích thước 810 byte. Ngoài ra, giao thức PPP
dùng nhồi byte làm tăng đáng kể kích thước tải tin. Điều này có thể gây nguy hại
đến việc phân bổ băng tần kết nối với sự quản lý QoS.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
,
Hình 1.6: Ngăn giao thức và khung POS.
POS không sử dụng chức năng ghép kênh của SDH. Kết nối nhiều container
với nhau tạo ra một container đơn và tốc độ giao diện cao. Sự sắp xếp này cũng
được biết dưới một tên gọi khác, đó là “ghép chuỗi” tải SDH.
I, "X
LAPS là một phiên bản PPP đã được thay đổi một chút. Về cơ bản, LAPS vẫn

giữ những đặc tính sau của PPP:
• Sử dụng khung như HDLC.
• Sử dụng nhồi byte/cơ chế phân định khung bằng mẫu cờ.
• Chỉ hỗ trợ topo Lớp 2 điểm - điểm (nghĩa là không sử dụng trường
nhãn/địa chỉ).
Điểm khác biệt:
• Sử dụng phiên bản giao thức tuyến số liệu rất đơn giản (không có trường
giao thức, cho nên không có khung LCP.
• Sử dụng trường địa chỉ để nhận dạng IPv4 và IPv6.
Giao thức này hiện vẫn được sử dụng để truy nhập vào tài nguyên mạng truyền
tải vốn không được thiết kế tối ưu cho việc mang lưu lượng số liệu. Các hệ thống
thiết bị SONET/SDH thế hệ cũ thường vẫn sử dụng giao thức này.
Những thảo luận về LAPS là hoàn toàn tương tự như POS. Điểm khác biệt
nằm ở chỗ POS có khả năng kết chuỗi tải của SONET/SDH để tạo nên tuyến có
dung lượng thích ứng với dung lượng giữa hai bộ định tuyến, trong khi đó LAPS
chỉ thuần tuý cung cấp tải SONET/SDH cố định như thiết lập cấu hình ban đầu.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi

IP

PPP/ HDLC

SONET/ SDH
W?S+
ii

66B<44


J%(BJ?

iiiiii
XBJ(J)J?

JB,
1C(<4


%pJB;S(#J%
SB#S1?<






XXX


XS66#%+
SB#S1?<
W
,JBI
1C(<4
W?S+
ii
=
I= dX
Trong mạng MAPOS, các gói IP được bao trong những khung MAPOS.
Khung MAPOS là một khung HDLC được thay đổi một chút bằng cách thêm địa
chỉ MAPOS trước HDLC. Mạng này thực hiện chuyển mạch gói tới tốc độ 10

Gbit/s.
Mạng MAPOS dựa trên truyền dẫn SDH sử dụng thủ tục POS PPP/HDLC.
Mạng này được hỗ trợ bởi mạng truyền tải quang (WDM).
1.4.3.1. Hỗ trợ VPN và QoS.
MAPOS phiên bản 1 (V1) có địa chỉ 8 bit và MAPOS phiên bản 2 có địa chỉ
16 bit được thiết kế tương thích với định dạng PPP/HDLC trên khung POS SDH.
MAPOS phiên bản 3 hội tụ nhiều chức năng mới rất hữu ích như QoS, MPLS và tối
ưu việc phát chuyển quảng bá (broadcast và multicast).
VPN được cung cấp trực tiếp bởi năng lực của MAPOS để truyền tải nhãn
MPLS.
1.4.3.2. Bảo vệ và khôi phục.
Không có chức năng bảo vệ và khôi phục giống như trong giao thức MPOA.
Chỉ một số chức năng chuẩn đoán hạn chế được xây dựng trong thực thi hiện thời,
đó là:
• Trạng thái giao diện ( = tăng/giảm/diag).
• Trạng thái đường truyền (= sóng mang/không sóng mang).
• Trạng thái cổng.
• Cảnh bảo thay đổi (chủ yếu cho nhà khai thác).
Do đó, MAPOS chỉ có thể khởi tạo cảnh báo khi có chức năng hoạt động sai
và thông tin trạng thái từ các lớp giao thức khác cho mục đích bảo vệ và khôi phục
mạng.
II WX (B$%qd
Một cơ chế bao gói IP trong khung SONET/SDH (DoS) hoặc khung G.709
(Digital Wrapper) được ưa chuộng đó là Giao thức lập khung tổng quát (GFP).
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
I
Giao thc ny gii phúng dũng lu lng khi yờu cu bt buc ca tc s liu
ng b c nh v s lóng phớ bng tn quang khi lu lng s liu bựng n khụng
lp y phn dung lng truyn ti c nh c cp cho nú.
Bộ phận sắp xếp

GFP SDH
(STM-16 đến STM-64)
Bộ phận sắp xếp
GFP SDH
(STM-16 đến STM-64)
Mạng quang
cung cấp các ống
dung l ợng cao
Tập hợp
l u l ợng
gói
Tập hợp
l u l ợng
gói
Mào đầu lõi Mào đầu tải Tải gói PPP FCS
Hỡnh 1.7: Giao thc lp khung tng quỏt v quỏ trỡnh bao gúi IP trong khung
SONET/SDH.
GFP cú th phc v bt c kiu lu lng khỏch hng no nh khung Ethernet
v cỏc gúi IP cú di bin thiờn, v bao chỳng trong khung truyn ti qua
mng. Nú c bit phự hp vi kiu lu lng IP khụng th d bỏo trc (khụng
theo qui lut no). GFP cng cho phộp thc hin ghộp kờnh nhiu dũng s liu
truyn dn qua mt tuyn v cú th s dng m rng mng LAN hng n
mng WAN hon ton trong sut.
Trong hỡnh 1.7, b nh tuyn gúi tp hp lu lng v nh tuyn nú ti phn
sp xp SONET/SDH cú kớch thc phự hp. Phn sp xp SONET/SDH bao gúi
trong khung GFP s dng giao thc PPP [RFC 1548] (PPP trờn GFP v sp xp cỏc
khung GFP trong ti SONET/SDH). Quỏ trỡnh sp xp bao gm bin i 8B/10B
gia 8 bit ký hiu s dng trong Ethernet v 10 bit ký hiu s dng trong
SONET/SDH, v cng nhõn th lm mt thụng tin iu khin c truyn nh ký
hiu trong kờnh.

Cỏc khung SONET/SDH (m trong ú cú gn cỏc khung GFP) c gi qua
mng quang ti b nh tuyn k tip. Do ú mng quang úng vai trũ nh ni cung
cp tuyn kt ni dng ng gia cỏc b nh tuyn gúi IP tc cao.
SVTH: Hong Trng Anh GVHD: / H Vn Phi
Q
1.4.4.1. Khả năng mở rộng.
GFP là một giao thức Lớp 2 thực hiện sắp xếp tín hiệu khách hàng vào khung
GFP dưới sự hỗ trợ của VCAT và LCAS trước khi đưa vào tải SPE của
SONET/SDH để truyền tải qua mạng.
Sử dụng mào đầu nhỏ gồm 4 byte trong đó 2 byte CRC-16 vừa đóng vai trò
kiểm tra lỗi vừa phân tách khung. Để đồng bộ cấu trúc khung này, phía thu tìm
kiếm mẫu 32 bit được thiết lập ở giá trị 0 của CRC còn lại. Chính nhờ vậy, GFP
tránh được hiện tượng “bắt trước” mẫu bit đồng bộ khung như ở HDLC hay POS
(một yêu cầu bắt buộc không cho phép tải bắt trước mẫu này để tránh nhầm lẫn giữa
các khung) do đó tăng được băng tần hiệu dụng.
GFP có khả năng xử lý tín hiệu ở cả Lớp 1 (Fiber Channel, FICON, ESCON)
và Lớp 2 (PPP, MPLS, MAPOS , RPR).
Tốc độ có thể mở rộng từ 1 Gbit/s cho đến 40 Gbit/s dựa trên giao diện của
SONET/SDH đã được chuẩn hoá.
1.4.4.2. Hỗ trợ VPN và QoS.
Với một cấu trúc khung đơn giản dựa trên việc cân chỉnh byte, giảm thiểu byte
mào đầu nên GFP không có chức năng hỗ trợ cho VPN cũng như QoS.
GFP kết hợp với VCAT không thay làm đổi bản chất điểm-điểm của
SONET/SDH truyền thống. Đối với kết nối mesh của tín hiệu khách hàng yêu cầu
SONET/SDH phải cung cấp kênh SONET/SDH dạng mesh kể cả với ghép chuỗi
ảo. Hiện việc cung cấp kênh SONET/SDH dạng mesh vẫn là thách thức đối với nhà
khai thác vì sẽ tạo nên chi phí cung cấp dịch vụ quá lớn (do chi phí khai thác cho
mạng này rất lớn).
Hiện tại GFP chỉ được sử dụng để cung cấp đường kết nối cho lưu lượng Lớp
2 điểm-điểm. Chính vì vậy chức năng VPN và QoS sẽ được hỗ trợ bởi giao thức

Lớp 2 khác được sắp xếp trong khung GFP.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
T
Cơ chế thích ứng động kích cỡ của kênh SONET/SDH của LCAS là một giao
thức đảm bảo đồng bộ giữa phía phát và thu khi tăng/giảm kích thước các kênh kết
chuỗi ảo theo cách không can thiệp vào tín hiệu số liệu. Do đó nó không thể thích
ứng linh hoạt kênh SONET/SDH theo tính sử dụng bùng nổ tức thời của người sử
dụng. Hơn nữa, nó thiếu một giao thức để xác định độ khả dụng của các Container
vừa giải phóng và không thể phân bổ các kênh cung cấp cho các nút trung gian. Vì
vậy khả năng hỗ trợ CoS là tương đối hạn chế.
1.4.4.3. Bảo vệ và khôi phục.
Mạng hoạt động trên GFP kết hợp với các công nghệ VCAT và LCAS được
truyền tải bởi các khung SONET/SDH. Do đó nó không có chức năng bảo vệ và
khôi phục, chức năng này được tận dụng từ giao thức ASP sẵn có trong
SONET/SDH.
Tính đa dạng trong định tuyến của LCAS cho phép bảo vệ một nhóm ghép
chuỗi ảo với băng tần tối thiểu trước một sự kiện sai hỏng mạng. Theo nguyên lý,
nhóm ghép chuỗi này có thể được thực hiện bằng cơ chế bảo vệ SONET/SDH tuy
nhiên đặc tính động của định tuyến trong LCAS dường như làm cho cơ chế bảo vệ
này mất hiệu lực.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
`

rmsWX
,PWX
Thủ tục tạo khung chung (GFP) được ANSI thảo luận đầu tiên trong T1X1.5
và hiện nay đã được ITU-T chuẩn hóa trong khuyến nghị G.704.1. GFP là một thủ
tục lập khung tạo nên tải có độ dài thay đổi theo byte từ các tín hiệu khách hàng
mức cao hơn cho việc sắp xếp tín hiệu trong luồng đồng bộ.
GFP là một thuật ngữ chung cho hai hướng xếp chồng: ở lớp phía dưới liên

quan đến dịch vụ truyền tải sử dụng GFP, và ở lớp phía trên liên quan đến sắp xếp
các dịch vụ cung cấp bởi GFP. Đối với lớp phía dưới GFP cho phép sử dụng bất cứ
kiểu công nghệ truyền tải nào, mặc dù hiện chỉ chuẩn hóa cho SONET/SDH và
OTN. Tại lớp phía trên, GFP hỗ trợ nhiều kiểu gói khác nhau như IP, khung
Ethernet và khung HDLC như PPP.
Hình 2.1: Mối quan hệ GFP với tín hiệu khách hàng và luồng truyền tải.
Thủ tục tạo khung chung (GFP) là một cơ chế tạo khung các tín hiệu khách
hàng và sắp xếp các tín hiệu ở dạng khung này vào trong một luồng số của mạng
truyền dẫn SDH. GFP là một giao thức thích ứng cung cấp một cơ chế sắp xếp các
kiểu luồng bit khác nhau một cách linh hoạt vào trong kênh SDH. Cơ chế thích
ứng dựa trên việc tạo khung và cho phép đưa phân đoạn của kênh vật lý vào trong
các khung cờ kích thước cố định hoặc thay đổi được. Các tín hiệu của khách hàng
có thể là theo kiểu gói (như là IP/PPP hoặc Ethernet) hoặc theo kiểu các khối đã mã
hóa (như là FC).
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
Luồng đồng bộ byte
khác
Ethernet
IP/PPP
Các dạng tín hiệu khác
GFP-Kiểu lớp khách hàng xác định (Tải phụ thuộc)
GFP-Kiểu chung (Tải độc lập)
Luồng SDH VC-n
Luồng ODUk OTN
c
Kỹ thuật đóng gói như GFP phải được sử dụng để tương thích với dữ liệu không
đồng bộ, thay đổi nhanh và kích thước các khung thay đổi trước khi lưu lượng dữ liệu như
IP/PPP, Ethernet MAC, FC, ESCON, FICON được truyền đi qua các mạng SDH. GFP
làm thích ứng một luồng dữ liệu trên nền moat khung đến luồng dữ liệu định hướng byte
bằng cách sắp xếp các dịch vụ khác nhau vào một khung mục đích chung sau đó khung

này được sắp xếp vào trong các khung SDH đã biết. Cấu trúc khung này có ưu điểm hơn ở
việc phát hiện và sữa lỗi và cung cấp hiệu quả sử dụng băng thông lớn hơn so với các thủ
tục đóng gói truyền thống.
Hình 2.2: Sự tập hợp dữ liệu gói sử dụng GFP.
Gói ở hàng đợi chờ được sắp xếp vào kênh TDM. Ở đầu kia, các gói được
sắp xếp ngược trở lại hàng đợi và được phân phối đến từng port. Hình 2.2 là sơ đồ
đóng gói và truyền dẫn của khung GFP vào các container VC và được gắn vào
khung STM.
GFP có hai phương pháp sắp xếp để thích ứng các tín hiệu khách hàng vào
trong tải SDH: sắp xếp theo khung (GFP-F) và GFP trong suốt (GFP-T).
, WX4t.j'.(/<J&/9%+VWXWY
Trong khung GFP-F có sự đóng gói lớp 2 PDU định hướng kiểu thích ứng.
Dữ liệu được đóng gói vào các khung có kích thước thay đổi. Sử dụng cơ chế tìm
hiệu chỉnh lỗi tiêu đề để phân tách khung GFP nối tiếp giống như cơ chế sẻ dụng
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
f
trong ATM trong dòng tín hiệu ghép kênh cho truyền dẫn. Do độ dài tải GFP thay
đổi nên cơ chế này đòi hỏi khung tín hiệu khách hàng được đệm toàn bộ lại để xác
định độ dài trước khi sắp xếp vào khung GFP. Nếu một gói khách hàng hoàn tất thì
nó được sắp xếp hoàn toàn vào khung GFP. Các gói rỗi thì không được truyền, kết
quả là tăng hiệu quả truyền dẫn. Tuy nhiên, các kỹ thuật riêng được quy định để
truyền tải từng loại giao thức.
Hình 2.3: Tổng quát về quá trình sắp xếp của GFP-F.
,, WX(BJ%+49M(VWXY
GFP trong suốt (GFP-T) là một giao thức độc lập, phương thức đóng gói mà
tất cả các từ mã được giải mã và sắp xếp vào các khung GFP có chiều dài cố định.
Các khung được truyền ngay lập tức mà không phải chờ gói dữ liệu khách hàng
được nhận hoàn tất. Vì vậy, nó cũng là cơ chế truyền tải lớp 1 bởi vì tất cả các ký tự
khách hàng được chuyển đến đầu cuối một cách độc lập không có vấn đề gì nếu đó
là thông tin, header, điều khiển, hoặc bất kỳ loại mào đầu nào. Trong GFP-T một số

lượng đặc tính tín hiệu khách hàng cố định được sắp xếp trực tiếp vào khung GFP
có độ dài xác định trước. Sự đóng gói lớp 1 hoặc mã khối được định hướng kiểu
thích ứng. Các giao thức sử dụng lớp vật lí 8B/10B (như Kênh quang, ESCON,
1000BASE-T) được đóng gói vào khung có kích thước không đổi. GFP-T thì rất tốt
cho các giao thức nhạy độ trễ, SAN. Bởi vì, không cần xử lý khung khách hàng
hoặc đợi khung đến khi hoàn tất. Lợi thế này được khắc chế bởi sự hiệu quả do nút
MSPP nguồn vẫn phát lưu lượng khi không có dữ liệu nhận từ khách hàng.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
,i
Hình 2.4: Tổng quát về quá trình sắp xếp của GFP-T.
,,su^WX
,, 89(Bv)&/9%+WX
Hình 2.5: Các giao thức và định dạng khung GFP.
2.2.1.1. Mào đầu chính (Core Header).
Có chiều dài 4 byte, gồm một trường chỉ thị chiều dài PDU (PLI) và một
trường kiểm tra lỗi đầu đề chính cHEC. PLI chỉ thị số byte trong vùng tải trọng
GFP, kích thước tối đa của vùng tải trọng là 65535 byte (2
16
-1). Giá trị tối thiểu của
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
,
PLI trong một khung khách hàng là 4, PLI có giá trị 0-3 được dành riêng cho việc
sử dụng các khung điều khiển. Trường cHEC chứa CRC-16 bảo vệ tính toàn vẹn
nội dung của phần đầu đề chính thông qua khả năng sửa lỗi đơn bit và phát hiện lỗi
đa bit. cHEC được tính toán trên 4 byte đầu đề chính.
2.2.1.2. Mào đầu tải tin (Payload Header).
Là một vùng có chiều dài thay đổi từ 4 đến 64 byte, để hỗ trợ các thủ tục quản
lý liên kết dữ liệu đặc trưng cho tín hiệu khách hàng. Vùng này gồm 2 trường bắt
buộc là trường kiểu (Type) và trường tHEC, và một số lượng biến đổi các trường
mào đầu mở rộng (Extension Header). Sự có mặt của phần mào đầu mở rộng, định

dạng của nó và sự có mặt của pFCS tuỳ chọn được chỉ thị bởi trường kiểu. Trường
kiểu bao gồm các trường sau: PTI (3 bit) PFI(1 bit), EXI (4 bit) và UPI (1 byte).
Trường tHEC bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của trường kiểu.
2.2.1.3. Mào đầu mở rộng (Extension Header).
Là một trường dài từ 0 đến 60 byte (gồm eHEC) hỗ trợ các đầu đề liên kết dữ
liệu đặc trưng công nghệ, ví dụ như nhận dạng liên kết ảo, các địa chỉ nguồn và
đích, số port, loại dịch vụ, vv. Trường kiểm tra lỗi đầu đề mở rộng (eHEC):
CRC-16 bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của phần đầu đề mở rộng.
2.2.1.4. Trường tải tin (Payload).
Tất cả các byte trong khung GFP sau phần đầu đề chính được xem như
là trường tải trọng GFP, được dùng để truyền thông tin giao thức đặc trưng của
khách hàng. Trường tải trọng GFP có chiều dài thay đổi từ 4 đến 65535 byte, gồm 2
thành phần chung: trường mào đầu tải trọng và trường thông tin tải trọng, và một
trường kiểm tra tuần tự khung tải tin (pFCS) là tuỳ chọn.
Mào đầu mở rộng hỗ trợ đầu đề tuyến số liệu đặc trưng cho từng công nghệ
như nhận dạng tuyến ảo, địa chỉ nguồn đích, số cổng, lớp dịch vụ và kiểm tra lỗi
mào đầu mở rộng.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
,,
Trường tải trọng GFP chứa khung PDU, có kích thước thay đổi trong khoảng
từ 0 đến (65536-X) trong đó X là kích thước đầu đề tải trọng. Khối số liệu giao thức
người sử dụng/điều khiển luôn luôn được đặt vào trong trường tải trọng.
2.2.1.5. Trường kiểm tra tổng hợp (Check sum).
pFCS (Payload Frame Check Sequence) có 4 byte, tuỳ chọn, chứa mã sửa lỗi
CRC-32 bảo vệ nội dung của trường thông tin tải tin GFP.
Hình 2.6: GFP định dạng sắp xếp các gói khách hàng.
GFP-F có thể được sử dụng cho Ethernet, PPP/IP và HDLC như là các giao
thức mà tính hiệu quả và tính mềm dẻo là quan trọng. Để thực thi quá trình đóng gói
thì cần phải nhận hoàn tất gói khách hàng nhưng thủ tục này làm tăng độ trễ, GFP
thì không thích hợp cho các giao thức nhạy thời gian.

,,, >)&/9%+N#D9&/#h%WX
Các khung điều khiển GFP được sử dụng trong việc quản lý kết nối GFP. Các
giá trị từ 0 đến 3 được sử dụng trong các khung điểu khiển trong đó giá trị PLI=0
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
,=
tương ứng với khung GFP rỗi. Còn các giá trị khác là các khung khác.
• >)&/9%+WXB[#w Khung Idle GFP là một khung điều khiển GFP
gồm 4 octet chỉ chứa phần mào đầu lõi GFP với các trường PLI và cHEC được đặt
là 0, và không có phần tải. Khung Idle được dành sử dụng như một khung chèn
dành cho quá trình thích ứng nguồn GFP nhằm thực hiện thích ứng luồng octet GFP
với bất kỳ một môi trường truyền tải nào mà trên đó kênh môi trường truyền tải có
dung lượng cao hơn so với dung lượng được yêu cầu bởi tín hiệu khách hàng. Dạng
khung Idle GFP được mô tả trong hình 2.7.
Hình 2.7: Khung GFP rỗi.
• >)&/9%+N#D9&/#h%&/>): Các khung điều khiển với PLI=1,2 và 3
hiện đang được nghiên cứu.
Hình 2.8: Cấu trúc khung điều khiển.
,,= >))/*)%2%+;*)&/9%+WX
2.2.3.1. Thuật toán mô tả khung GFP
GFP sử dụng một phiên bản của thuật toán kiểm tra HEC để mô tả khung GFP.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
iiVxTY/<j
iiVxY/<j
iiV=Y/<j
iiViY/<j
Thứ tự
truyền
octet
1 2 3 4 5 6 7 8 Thứ tự truyền bit
Thứ tự truyền bit

Hình 2.8: Khung GFP rỗi
Octet
bit
,I
Mô tả khung GFP được thực hiện dựa trên mối tương quan giữa hai octet đầu
tiên của khung GFP và trường cHEC gồm hai octet.
2.2.3.2. Ghép khung.
Các khung GFP từ các cổng và các loại tín hiệu khách hàng khác nhau sẽ được
ghép lại theo từng khung.
Khi không còn khung GFP nào để truyền thì các khung GFP rỗi sẽ được chèn
vào và do đó đảm bảo có được một chuỗi các khung liên tục để sắp xếp vào một lớp
vật lý liên kết theo octet.
2.2.3.3. Chỉ thị sự cố tín hiệu khách hàng.
GFP cung cấp một cơ chế chung để truyền chỉ thị sự cố tín hiệu khách hàng
(CSF) khi phát hiện ra sự cố ở tín hiệu khách hàng lối vào.
Khi phát hiện ra sự cố thì một thủ tục thích ứng nguồn GFP sẽ phát một khung
quản lý khách hàng (PTI=100). Trường PFI được đặt là 0 và trường EXI được đặt
theo loại mào đầu mở rộng thích hợp. Cả hai loại CSF đều sử dụng các giá trị
trường UPI sau:
- Mất tín hiệu khách hàng (UPI=0000 0001)
- Mất đồng bộ đặc tính khách hàng (UPI=0000 0010)
2.2.3.4. Xử lý sự cố trong GFP.
Hình 2.9 mô tả mối quan hệ nhân quả giữa các sự cố khác nhau được phát hiện
hoặc được chỉ thị bởi thủ tục GFP. Các sự kiện TSF là các sự kiện sự cố được phát
hiện trong mạng truyền tải SDH hoặc OTN như được định nghĩa trong G.783 và
G.798. Các sự kiện sự cố tín hiệu server (SSF) GFP là các sự kiện mất mô tả khung
GFP hoặc là sự lan truyền của các sự kiện TSF đến các tín hiệu khách hàng GFP.
Các sự kiện CSF là các sự kiện sự cố được phát hiện trong tín hiệu khách hàng trên
lối vào (thông tin với đầu xa nhờ khung quản lý khách hàng CSF) hoặc lối ra (các
sự cố sắp xếp tín hiệu như lỗi ở tải tin).

SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
,Q
Hình 2.9: Sự lan truyền tín hiệu lỗi trong GFP.
Khi phát hiện ra một sự kiện TSF hoặc một sự kiện mất mô tả khung GFP, thủ
tục thích ứng đích GFP sẽ phát một chỉ thị SSF đến các thủ tục thích ứng đích. Các
sự kiện sự cố này sẽ bị loại bỏ ngay khi thủ tục GFP khôi phục được đồng bộ tuyến.
Khi phát hiện ra các sự kiện CSF thì thủ tục thích ứng đích của GFP sẽ thực
hiện giải quyết các sự cố này.
,= su^"y^WXW
,= H#(Bz%+d(/<B%<(
Định dạng của các khung MAC Ethernet được xác định theo IEEE 802.3. Có
một sự sắp xếp một-một giữa PDU lớp cao hơn và PDU GFP. Đặc biệt, ranh giới
của PDU GFP được liên kết với các ranh giới của các PDU lớp cao hơn sắp xếp
khung. Toàn bộ các byte MAC Ethernet từ phần địa chỉ đích đến FCS được đặt vào
vùng tải trọng GFP. Đồng bộ byte và nhận biết các bit trong byte được duy trì. Mối
quan hệ giữa các khung MAC Ethernet và các khung GFP này được minh hoạ trong
hình 2.10.
SVTH: Hoàng Trường Anh GVHD: / Hồ Văn Phi
Mạng chuyển tải
Thủ tục GFP chung
(Thích ứng nguồn khách hàng)
Thủ tục thích ứng đích
khách hàng đặc trưng GFP
Quá trình khách hàng ra
Mạng chuyển tải
Thủ tục GFP chung
(Thích ứng nguồn khách hàng)
Thủ tục thích ứng nguồn
khách hàng đặc trưng GFP
Quá trình khách hàng vào

CSF
SSF
TSF