Khoá luận tốt nghiệp đại họcChương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MANCHƯƠNG ppt

Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

28
CHƯƠNG II
CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG E-MAN

2.1 NGIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ETHERNET OVER SDH (EOS)
2.1.1 Hạn chế của công nghệ truyền dẫn SDH truyền thống
SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hoá 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 SDH truyền thống gặp phải một số hạn chế sau:
- Liên kết cứng: do các tuyến kết nối giữa hai điểm kết nối được xác lập cố
định, có băng tần không đổi, thậm chí 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, mỗi kết nối giữa hai điểm chỉ sử dụng ¼ 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 SDH truyền thống khi truyền tải
dịch vụ IP, do các dịc vụ này có đặc điểm thường có sự bùng nổ về nhu cầu lưu lượng
một cách ngẫu nhiên.
- Lãng phí băng thông khi sử dụng cấu hình Mesh: khi mạng SDH thiết lập các
liên kết logic để tạo ra cấu trúc mesh như, 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.
- Các lưu lượng truyền dữ liệu quảng bá: trong các Ring SDH, việc truyền tải
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. 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 lãn phí lớn đối với băng thôg của mạng.
- Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng: Thông thường đối với các mạng
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 SDH truyền thống không cung
cấp khả năng cho phép nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn băng thông sử dụng cho việc dự
phòng các sự cố.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

29
Ngoài ra, khi sử dụng mạng SDH truyền thống để truyền các lưu lượng
Ethernet, ngoài các hạn chế trên thì còn một yếu tố nữa là tốc độ của Ethernet không
tương đương với SDH. Điều này dẫn đến phải thiết lập các tuyến kết nối của mạng
SDH có tốc độ cao hơn so với của dịch vụ Ethernet, điều này lại là nguyên nhân làm
giảm hiệu quả sử dụng băng thông của mạng lưới. Bảng 2.1 mô tả hiệu suất sử dụng
băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng.
Bảng 2.1 Hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng
Ethernet SONET SDH
Tốc độ
truyền
Hiệu suất sử dụng
băng thông
10 Mbps STS-1 VC-3 48,4 Mbps 21%
100Mbps STS-3c VC-4 150 Mbps 67%
1 Gbps STS-28c VC-4 - 16C 2,4 Gbps 42%
2.1.2 Ưu điểm của SDH thế hệ mới
SDH thế hệ mới là thuật ngữ mô tả tính kế thừa và phát triển dựa trên những
tiêu chuẩn hình thành từ mạng SDH sẵn có, được các nhà cung cấp dịch vụ đường dài
sử dụng đầu tiên như một cách để hỗ trợ các dịch vụ mới như Ethernet, Fibre Channel,
ESCON và DVB (Bảng 2.2), SDH thế hệ mới cho phép truyền dữ liệu băng thông

rộng với tốc độ cao hơn trong điều kiện tài chính giới hạn.
Bảng 2.2: Bảng so sánh giữa GE và FC

Gigabit Ethernet Fiber Channel
Ứng dụng Mạng số liệu SAN, Audio/Video, số liệu
Tốc độ truyền 1.25Gbit/s 1.06 Git/s, 2.12Gbit/s, 10Gbit/s
Kích thước khung Thay đổi, 0 – 1.5kB Thay đổi, 1 –2 kB
Các kết nối định hướng Không Có
Sự bùng nổ của Ethernet trong các mạng LAN do tính đơn giản và hiệu quả của
nó. Các tốc độ truyền Ethernet chuẩn như 10/100/1000 Mbit/s và 10Gbit/s đã hiện diện
trong mạng MAN. Do Ethernet hoạt động dựa trên nguyên tắc tối ưu, dễ gây ra việc
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

30
truyền tải số liệu không được đảm bảo, nên đã tạo ra lo lắng rằng Ethernet không đáp
ứng đầy đủ các yêu cầu về chất lượng dịch vụ, tính bảo mật, tính dư thừa và khả năng
khôi phục cho cả lưu lượng thoại và số liệu. Chuẩn Ethernet mới 10Gbit/s không chỉ
nhanh gấp 10 lần so với các chuẩn trước đây mà còn được thiết kế để thúc đẩy sự hội
tụ các công nghệ mạng.
Để gửi một tín hiệu Ethernet 10Gbit/s trực tiếp tới thiết bị ghép kênh xen/rẽ
ADM SDH truyền thống, các thiết bị đầu cuối đường truyền Ethernet phải lưu trữ tạm
thời tín hiệu tại bộ nhớ đệm và chuyển đổi thành tín hiệu được mạng SDH hỗ trợ.
Mặc dù Ethernet Gigabit cung cấp một khung chuẩn chung từ người dùng tới
đường trục, nhưng cũng cần có thêm một công nghệ thực hiện chức năng như một dịch
vụ truyền dẫn để lưu trữ, truyền tải dịch vụ dữ liệu thô, âm thanh, hình ảnh độc lập về
giao thức. Fiber Channel được thiết kế để loại bỏ nhiều trở ngại về hoạt động trước
đây đã tồn tại trong các mạng LAN truyền thống. Các kênh đang cung cấp phù hợp với
công nghệ Gigabit cho điều khiển, tự quản lý và tin cậy tại khoảng cách lên tới 10km.

Hình 2.1 Sơ đồ truyền dẫn lưu lượng Ethernet qua mạng SDH
Tuy nhiên, khi Fiber channel rời bỏ mạng SAN và tương tác với SDH, việc mất
gói và các lỗi sẽ xảy ra. Mặc dù cơ chế TCP hỗ trợ sửa các lỗi này, nhưng sự trễ và
giảm băng thông lại gây ra các vấn đề về hiệu năng.
Mạng SDH thế hệ mới nâng cao tính hữu dụng trong mạng SDH hiện có bởi
việc tận dụng cơ chế mạng lớp 1 hiện có cùng với việc bổ sung các công nghệ như: kết
chuỗi ảo VC (Virtual Concatenation), thủ tục tạo khung chung GFP (Generic Framing
Procedure) và giao thức truy nhập liên kết LCAS (Link Access Protocol). Mô hình cấu
trúc SDH thế hệ mới như mô tả trên hình 2.2.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

31

Hình 2.2 Khái quát về mô hình cấu trúc SONET/SDH
2.1.3 Các thành phần của mạng Ethernet Over SDH
2.1.3.1 Kết chuỗi ảo VCAT
Phương pháp ghép nối truyền thống được định nghĩa trong G.707 là thuật ngữ
“kề nhau” (contiguous). Nghĩa là các container kế cận được kết hợp lại và truyền qua
mạng SDH như là một container tổng. Hạn chế của ghép nối kề nhau là tất cả các node
mạng là thành phần của đường truyền phải có khả năng nhận ra và xử lý container
được ghép nối và thiếu tính mềm dẻo của việc sử dụng băng thông làm cho truyền dữ
liệu không có hiệu quả.
VCAT sắp xếp (mapping) các container độc lập vào trong một liên kết ghép nối
ảo. Bất kỳ các số container có thể nhóm lại được với nhau để cung cấp độ linh hoạt
của băng thông tốt hơn so với cách ghép nối truyền thống. Hơn nữa VCAT còn cho
phép các nhà khai thác mạng điều chỉnh được dung lượng truyền theo dịch vụ của
khách hàng yêu cầu để đạt được hiệu quả sử dụng tốt hơn. Bởi vì các node mạng trung
gian xử lý mỗi container trong tuyến bằng một chuẩn - container ở dạng ghép nối, do
vậy chỉ cần các thiết bị tại điểm gốc và kết cuối của đường dẫn nhận ra và xử lý các

các cấu trúc tín hiệu VCAT. Điều này có nghĩa là mỗi tuyến có thể thực hiện đường
dẫn riêng của nó qua mạng do đó sẽ dẫn đến sự khác nhau về pha giữa các container
đến tại thiết bị kết cuối của đường dẫn nên yêu cầu thiết bị có bộ đệm cho trễ.
Ngày nay các tải trọng truyền dẫn đối với SDH là STM-0/1/4/16 và STM-64.
Ví dụ dịch vụ 1 Gbit/s hiện thời được truyền dẫn qua kênh STM-16. Trong trường hợp
này, hiệu quả của dung lượng đường truyền là 42%. Bảng 2.3 đưa ra so sánh hiệu quả
sử dụng các dịch vụ khi có và không dùng VCAT. Nhóm VC-4-7v là một nhóm ghép
nối ảo VCATG (VCAT Group), trong đó VC-4 là đã được định nghĩa trong SDH và
7v là số phần tử trong nhóm, sẽ tăng lên hiệu quả sử dụng băng thông là 85%.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

32
Bảng 2.3 So sánh hiệu quả sử dụng các dịch vụ khi có và không dùng VCAT
Dịch vụ
Hi
ệu quả sử dụng

không dùng VCAT
Hi
ệu quả sử dụng

dùng VCAT
Ethernet (10 Mbit) VC-3 > 20% VC-12-5v > 92%
Fast Ethernet (100 Mbit) VC-4 > 67% VC-12-47v > 100%
ESCON (200 MByte) VC-4-4c > 33% VC-3-4v > 100%
Fibre Channel (1 Gbit) VC-4-16c > 33% VC-4-6v > 89%
Gigabit Ethernet (1000 Mbit) VC-4-16c > 42% VC-4-7v > 85%
Thông tin yêu cầu cho VCAT được truyền đi trong POH của các container độc
lập:

SDH
Tuyến cấp cao (High Oder Path) H4
Tuyến cấp thấp (Low Oder Path) K4
Các tham số yêu cầu đối với VCAT là bộ chỉ thị đa khung MFI (Multi-Frame
Indicator) và số thứ tự SQ (Sequence Number). Bởi vì các phần tử của VCATG có thể
đi qua mạng với nhiều đường dẫn khác nhau, chúng không đến cổng đích cùng một lúc
nên gây ra độ trễ giữa các container. Để loại bỏ trễ khác nhau này và đảm bảo việc tích
hợp các container trong nhóm, số thứ tự SQ được gán với mỗi phần tử. MFI có thể
phát hiện các độ trễ khác nhau giữa các phần tử của VCATG.
Sử dụng VCAT cung cấp nhiều ưu điểm: hiệu quả, có khả năng mở rộng, tương
thích và duy trì dịch vụ.
Hiệu quả - Các kênh VCAT được định tuyến độc lập thông qua mạng SDH và
sau đó được nhóm lại tại node đích, do vậy loại trừ được việc tắc nghẽn và sử dụng
hiệu quả băng thông.
Có khả năng mở rộng - Phương pháp ghép nối liền kề truyền thống theo các
bước cố định, trong khi VCAT cho phép băng thông thay đổi phù hợp với sự tăng
giảm nhỏ của nhu cầu. Dựa trên tốc độ dữ liệu mong muốn, các kênh VCAT có thể
thay đổi để phù hợp với băng thông sử dụng và tránh được sự lãng phí băng thông.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

33
Tính tương tích - Chỉ có các node nguồn và đích cần nhận ra VCAT, các node
còn lại của mạng SDH trong mạng không cần biết về các nhóm ghép nối ảo này. Do
đó VCAT được truyền thẳng trong mạng SDH và làm việc trên các mạng có sẵn.
Duy trì dịch vụ - Trong các nhóm VCAT, mỗi kênh có thể được định tuyến
khác nhau trên mạng, nếu một kênh có sự cố, các kênh khác vẫn làm việc bình thường.
Do đó nếu một liên kết bị sự cố thì chỉ có một kênh nhánh trong nhóm VCAT bị mất
nhưng liên kết dữ liệu vẫn tiếp tục cung cấp dịch vụ với băng thông bị giảm xuống.

2.1.3.2 Thủ tục tạo khung chung GFP
Thủ tục tạo khung chung (GFP) là một cơ chế tạo khung các tín hiệu client 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 có kích thước
cố định hoặc thay đổi được. Các tín hiệu của client có thể là theo kiểu gói (như là
IP/PPP hoặc Ethernet) hoặc theo kiểu các khối đã mã hoá (như là FC).
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 và FICON được truyền đi qua các
mạng SDH. GFP làm thích ứng một luồng dữ liệu trên nền một 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 sửa lỗi và cung cấp hiệu quả sử dụng
băng thông lớn hơn so với các thủ tục đóng gói truyền thống.

Hình 2.3: Cấu trúc khung GFP
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

34
Bốn thành phần trong khung GFP là: mào đầu (core header), mào đầu tải tin
(payload header), thông tin của tải tin (payload information) và trường tuỳ chọn phát
hiện lỗi (FCS).
- Core header định nghĩa chiều dài khung và phát hiện lỗi CRC.
- Payload header định nghĩa kiểu thông tin được truyền, các khung quản lý
hoặc các khung khách hàng cũng như nội dung tải tin.
- Client payload information định nghĩa tải tin thực tế được chuyển đi.
- Tuỳ chọn FCS phát hiện lỗi.

Hiện nay có hai kiểu tương thích client được định nghĩa đối với GFP:
- GFP được đóng khung (framed) GFP-F- một khung dữ liệu được được thu và
sắp xếp vào trong một khung GFP mà không có overhead kết hợp.
- GFP trong suốt (transparent) GFP-T - các mã khối tín hiệu dữ liệu được sắp
xếp vào trong các khung tuần hoàn có chiều dài được xác định trước và được phát tức
thời mà không đợi toàn bộ khung dữ liệu.
Bảng 2.4 đưa ra so sánh GFP-F và GFP-T.
Bảng 2.4: So sánh GFP-F và GFP-T
Kiểu giao thức Mô tả Ứng dụng
GFP-F
Dịch vụ được xắp xếp theo kiểu khung -
khung vào trong khung GFP
Mào đầu tối thiểu
Chiều dài khung GFP thay đổi
Fast Ethernet, Giga
Ethernet, IP …
GFP-T
Dịch vụ được xắp xếp theo kiểu bye – byte
vào trong khung GFP
Tối ưu hoá trễ truyền dẫn
Chiều dài khung không đổi
FC,FICON, ESCON,
Ethernet …
Tuỳ vào dịch vụ được truyền đi thì sẽ sử dụng theo kiểu GFP nào, tuy nhiên
ngày nay Ehernet là tín hiệu được định nghĩa trong GFP-F. GFP-T xắp xếp bất kỳ dữ
liệu nào bao gồm Ethernet, FC và ESCON. Các dịch vụ được sắp xếp qua GFP-F dùng
số lượng overhead ít nhất để đảm bảo hiệu quả sử dụng băng thông tốt nhất, trong khi
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

35
đó độ ưu tiên của các dịch vụ này được xắp xếp qua GFP-T là nhanh, truyền tải hiệu
quả dữ liệu.
Hơn nữa GFP là một cơ chế thích ứng, còn có các phương pháp khác: Giao thức
truy cập liên kết LAPS (the Link Access Protocol) và điều khiển liên kết dữ liệu mức
cao HDLC (High-level Data Link Control) là hai cơ chế tạo khung có ưu thế hơn. Tuy
nhiên GFP hỗ trợ đa dịch vụ và có tính mềm dẻo vì vậy nó có thể dùng trong việc tổ
hợp với đầu cuối mạng truyền dẫn quang.
2.1.3.3 Sơ đồ điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS
Gần đây người ta đưa ra sơ đồ điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS (Link
Capacity Adjustment Scheme) dùng giữa hai phần tử mạng được kết nối đến giao diện
khách hàng đến mạng SDH truyền thống. LCAS là một phần mở rộng của VCAT như
được định nghĩa trong chuẩn G.704/Y.1305 của ITU, LCAS cho phép thay đổi động
các kênh trong số các kênh của SDH trong một nhóm VCAT. Mỗi byte H4/K4 truyền
đi một gói điều khiển bao gồm thông tin liên quan đến VCAT và các tham số của giao
thức LCAS.
Bằng việc xác định thành phần nào của một VCATG được kích hoạt và chúng
được sử dụng như thế nào, LCAS cho phép thiết bị phía xuất phát thay đổi linh hoạt số
các container trong một nhóm được ghép nối để đáp ứng với sự thay đổi thời gian thực
trong yêu cầu sử dụng băng thông. Sự tăng giảm băng thông truyền có thể đạt được mà
không ảnh hưởng đến dịch vụ. Các bản tin báo hiệu của LCAS được trao đổi giữa các
node đầu cuối thông qua overhead của SDH để thay đổi số các luồng nhánh hoặc các
các phần tử của một nhóm VCAT. Số các phần tử của một nhóm VCAT có thể được
tăng lên và giảm xuống mà không bị mất khung. Khi một sự cố được phát hiện ở một
kênh thành phần, thông lượng sẽ thấp hơn mà không xảy ra việc mất hoàn toàn lưu
lượng. Điều này đạt được bằng cách đảm bảo rằng các kênh bị sự cố của một nhóm
VCAT bị loại bỏ trong khi các kênh của nhóm VCAT còn lại tiếp tục mang lưu lượng.
Do vậy các kênh được phát hiện và loại bỏ tự động từ nhóm VCAT.
Các tham số sau trong gói điều khiển có liên quan đối với giao thức LCAS:
- Lệnh điều khiển CTRL (Control) đồng bộ nguồn và đích và các thông tin

truyền tải lưu ý đến trạng thái của các thành phần độc lập trong một VCATG.
- Nhận dạng nguồn GID (Source Identifier) báo cho đầu thu VCATG nào có
phần tử thực tế nào thuộc về nó.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

36
- Nhận biết sự sắp xếp lại RS-Ack (Resequence Acknowledgement) thông báo
cho phía nguồn biết đầu thu đã nhận sự thay đổi đã bắt đầu.
- Trạng thái thành viên MST (Member Status) chuyển đi trạng thái của liên kết
từ thiết bị nhận đến nguồn đối với mỗi thành phần độc lập của VCATG (OK=0,
FAIL=1).
- Bảo vệ lỗi CRC phát hiện lỗi và bỏ các gói điều khiển bị lỗi đối với mỗi thành
phần của VCATG.

Hình 2.4: Khuôn dạng trường điều khiển LCAS/VCAT
2.1.4 Một số hạn chế của công nghệ EOS
2.1.4.1 Hạn chế của VCAT
Về mặt lý thuyết, có hai hạn chế: thứ nhất là có sự giới hạn số tối đa của các
kênh thành phần trong một nhóm VCAT được xác định bởi SQ nằm trong byte H4
của POH của SDH. Đối với đường dẫn bậc cao (VC-3, VC-4) SQ có 8 bit xác định
được tối đa là 256 phần tử của một nhóm VCAT, đối với đường dẫn bậc thấp (VC-12)
SQ có 6 bit xác định được tối đa 64 phần tử trong một nhóm VCAT. Vấn đề thứ hai là
giới hạn của độ trễ do đường dẫn khác nhau cực đại do MFI xác định cũng nằm trong
byte đa khung H4 của POH cho cả hai đường dẫn bậc cao và đường dẫn bậc thấp cho
phép trễ khác nhau tối đa của các phần tử của một nhóm VCAT là 256ms.
Hạn chế về mặt thực tế: Do khó khăn kỹ thuật của việc tích hợp nhiều bộ đệm
trên một vi mạch VCAT, trễ đường dẫn khác nhau cung cấp bởi vi mạch này là rất
nhỏ, điển hình khoảng 25ms hoặc nhỏ hơn . Do đó các nhà cung cấp thiết bị phải
dùng bộ nhớ ngoài và để tốc độ truyền của bộ nhớ ngoài đủ nhanh chỉ có thể sử dụng

SRAM. So sánh với với DRAM và SDRAM, SRAM có dung lượng ít hơn và đắt hơn,
do đó giá thành thiết bị do đó sẽ cao.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

37
2.1.4.2 Hạn chế của GFP
Trong khung GFP, có tuỳ chọn header mở rộng là trường 1byte gọi là nhận
dạng kênh CID (Channel Indentifier), node mạng phía thu có thể dùng CID để nhận
dạng giao diện Ethernet đích, do vậy có thể nhiều giao diện Ethernet tại node phía
nguồn chia sẻ cùng một kênh VCAT.
Ghép kênh GFP có hạn chế: Lưu lượng từ các giao diện tại node nguồn mà chia
sẻ cùng một kênh VCAT phải đến chung một node phía thu. Nghĩa là chỉ khi nhiều
khách hàng cùng một nơi và lưu lượng của họ đến cùng một đích thì việc sử dụng GFP
mới có hiệu quả.

2.2 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ RING GÓI TỰ PHỤC HỒI
2.2.1 Tổng quan
RPR (Resilient Packet Ring) hay IEEE 802.17, giao thức lớp MAC đang được
chuẩn hóa bởi IEEE, là giải pháp cho vấn đề bùng nổ nhu cầu kết nối tốc độ cao và chi
phí thấp trong khu vực thành phố. Bằng cách ghép thống kê gói IP truyền trên hạ tầng
vòng sợi quang, có thể khai thác hiệu quả dạng vòng quang và tận dụng ưu điểm
truyền gói như Ethernet. Khi có lỗi node hay liên kết xảy ra trên vòng sợi quang, RPR
thực hiện chuyển mạch bảo vệ thông minh để đổi hướng lưu lượng đi xa khỏi nơi bị lỗi
với độ tin cậy đạt tới thời gian nhỏ hơn 50 ms.
RPR sử dụng vòng song hướng gồm hai sợi quang truyền ngược chiều nhau, cả
hai vòng đồng thời được sử dụng để truyền gói dữ liệu và điều khiển. RPR cho phép
nhà cung cấp dịch vụ giảm chi phí thiết bị phần cứng cũng như thời gian và chi phí của
việc giám sát mạng. Trong RPR không có khái niệm khe thời gian, toàn bộ băng thông
được ấn định cho lưu lượng. Bằng cách tính toán khả năng mạng và dự báo yêu cầu

lưu lượng, RPR ghép thống kê và phân phối công bằng băng thông (fairness) cho các
node trên vòng để tránh tắc nghẽn có thể mang lại lợi ích hơn nhiều so với vòng
SDH/SONET dựa trên ghép kênh phân chia theo thời gian.
RPR là giao thức lớp MAC vận hành ở lớp 2 của mô hình OSI, nó không nhận
biết lớp 1 nên độc lập với truyền dẫn nên có thể làm việc với WDM, SDH hay truyền
dẫn dựa trên Ethernet (sử dụng GBIC - Gigabit Interface Converter). Ngoài ra, RPR đi
từ thiết bị đa lớp đến dịch vụ mạng thông minh lớp 3 như MPLS. MPLS kết hợp thiết
bị rìa mạng IP lớp 3 với thiết bị lớp 2 như ATM, Frame Relay. Sự kết hợp độ tin cậy
và khả năng phục hồi của RPR với ưu điểm quản lý lưu lượng và khả năng mở rộng
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

38
của MPLS VPN và MPLS TE được xem là giải pháp xây dựng MAN trên thế giới hiện
nay.
Hiện nay RPR là vấn đề khá phức tạp và chưa được chuẩn hoá đầy đủ, nhiều
nhà sản xuất có sản phẩm RPR 802.17 nhưng khả năng tương thích giữa sản phẩm của
các hãng khác nhau là không chắc chắn.
2.2.2 Sơ lược về chuẩn RPR 802.17
2.2.2.1 Vòng RPR
RPR sử dụng vòng song hướng gồm 2 sợi quang truyền ngược chiều đối xứng
nhau. Một vòng được gọi là vòng ngoài (Outer ring), vòng kia được gọi là vòng trong
(Inner ring) gọi chung là ringlet. Hai ringlet có thể đồng thời sử dụng để truyền gói dữ
liệu và điều khiển. Một node gửi gói dữ liệu trên hướng downstream và gửi gói điều
khiển trên hướng ngược lại upstream trên ringlet kia.

Hình 2.5: Vòng RPR

2.2.2.2 Các Class dịch vụ RPR hỗ trợ
Để hỗ trợ dịch vụ với các yêu cầu QoS khác nhau, RPR hỗ trợ 3 lớp dịch vụ

(CoS), các dịch vụ này được sắp xếp bởi MAC Client tương ứng với yêu cầu QoS
riêng của chúng. Trong đó Class A tương ứng với dịch vụ được giữ trước và dịch vụ
có độ ưu tiên cao, Class B tương ứng với dịch vụ có độ ưu tiên trung bình, Class C
tương ứng với dịch vụ có độ ưu tiên thấp. Điều đáng lưu ý là vòng RPR không loại bỏ
gói để giải quyết tắc nghẽn vì thế khi một gói được thêm vào vòng, thậm chí khi gói
thuộc Class C thì nó vẫn tới đích.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

39
Lưu lượng Class A được chia thành Class A0 và Class A1, lưu lượng Class B
được chia thành Class B-CIR (Committed Information Rate) và B-EIR (Excess
Information Rate). Class C và Class B-EIR gọi là Fairness Eligible (FE) bị tác động
của RPR-fa là giải thuật phân phối băng thông trên trạm nhằm tránh tắc nghẽn xảy ra.
Băng thông trên vòng được giữ trước bằng hai cách:
- Cách thứ nhất gọi là đặt trước (reserved) chỉ được sử dụng bởi lưu lượng
Class A0 và băng thông được giữ trước như nhau ở tất cả các trạm trên vòng. Nếu trạm
không sử dụng băng thông A0 thì lượng băng thông được giữ trước này bị lãng phí.
Theo cách này lưu lượng như TDM có thể được gửi bởi trạm RPR như gói A0.
- Cách thứ hai gọi là khôi phục (reclaimable). Một trạm cần gửi lưu lượng Class
A1 và Class B-CIR, giữ trước băng thông “reclaimable” cho loại lưu lượng này. Nếu
băng thông này không được sử dụng thì có thể được sử dụng bởi lưu lượng FE.
2.2.2.3 Thiết kế trạm RPR
Đối tượng mà lớp con MAC và lớp con điều khiển MAC cung cấp dịch vụ được
gọi là MAC Client, là các lớp giao thức (theo mô hình OSI) ở ngay phía trên lớp con
MAC, nhìn chung là lớp Mạng hay lớp con LLC (Logical Link Control). MAC Client
có thể gồm lớp con LLC, Bridge Relay Entity hoặc những user khác dùng dịch vụ
MAC.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

40

Hình 2.6: Mô hình tham chiếu RPR MAC
RPR MAC cung cấp các dịch vụ sau cho MAC Client:
- MAC Data Path - truyền và nhận gói dữ liệu.
- Chức năng MAC Control - thông tin về tình trạng vòng.
- Chức năng Bridge - chuyển sang dịch vụ lớp 2 khác ở trạm trên vòng.
Dịch vụ MAC được thực hiện không bị hạn chế bởi:
- Mất gói - Một khi truyền trên vòng, gói được phân phối đến đích.
- Sắp xếp lại gói - Gói đến có thứ tự giống như được gửi.
- Nhân bản gói - Gói không bị sao ra thành nhiều gói bởi mạng.
1. Chức năng MAC Datapath
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

41

Hình 2.7: MAC Datapath
Tùy vào gói nhận, MAC xác định gói được nhận hay chuyển đi. Gói có thể
được chuyển đến MAC Client, lớp con điều khiển hay bộ đệm truyền. Gói đến vòng
RPR được phân loại bởi RPR MAC. RPR MAC nhận gói từ vòng chuyển đến RPR
Client chỉ khi địa chỉ MAC đích đến trùng địa chỉ MAC của node và RingID tương
thích.
Còn lại, RPR MAC chuyển gói qua đường trung gian. Gói multicast hay gói
unicast có đích đến là trạm hay lớp con điều khiển của nó được nhận. Gói multicast và
gói unicast không tương ứng địa chỉ sẽ tiếp tục chuyển đi trên vòng. Với trạm có hàng
đợi truyền kép, gói sẽ được đặt vào hàng đợi thích hợp theo độ ưu tiên gói.
MAC truyền lưu lượng có độ ưu tiên cao và lưu lượng được giữ trước từ MAC
Client trước khi truyền lưu lượng không được giữ trước.

Khi RPR MAC quyết định chuyển gói đến transit path, gói thâm nhập vào bộ
đệm truyền (hay hàng đợi truyền) và xếp hàng trong đó. Trạm có thể thêm gói nếu bộ
đệm truyền rỗng và không có gói đến, sau khi trạm bắt đầu thêm 1 gói vào thì gói
truyền phải lưu tạm trong bộ đệm truyền cho đến khi gói thêm vào này được lấy đi.
Bộ đệm gói đơn:
Bộ đệm gói đơn truyền suốt thời gian rỗi là thời gian không chịu sự chi phối
cân bằng băng thông (fairness) trên vòng. Hàng đợi truyền chính PTQ (Primary
Transit Queue) có thể giữ được ít nhất 1-2 gói và thường cho phép Client hoàn thành
việc truyền mà không phải loại bỏ gói trong transit path. Khi truy nhập nhiều gói hơn
đối với Class B và Class C có thể kích hoạt RPR-fa để yêu cầu thêm băng thông. Kiến
trúc bộ đệm gói đơn như trên hình 2.8.
Thứ tự truyền của bộ đệm gói đơn là:
- Gói trong PTQ
- Gói điều khiển
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

42
- Gói từ Client

Hình 2.8: Kiến trúc bộ đệm gói đơn
Bộ đệm gói kép:
Bộ đệm gói kép có cả hàng đợi chính PTQ và hàng đợi thứ cấp STQ
(Secondary Transit Queue). PTQ chỉ được dùng cho lưu lượng có ưu tiên cao. Kích
thước của PTQ giống như trong hàng đợi đơn. STQ là hàng đợi lớn hơn có khả năng
giữ nhiều gói. Kích thước của STQ tùy theo kích thước và băng thông của vòng. Gói
thuộc Class B và Class C có thể trì hoãn tạm trong STQ trong khi các gói khác được
truyền từ Client. MAC đảm bảo gói từ PTQ và STQ không bao giờ bị loại bỏ. Như vậy
gói khi vào vòng sẽ không bao giờ bị loại bỏ bởi node truyền. Kiến trúc bộ đệm gói
kép như trên hình 2.9.

Thứ tự truyền của hàng đợi kép:
- Gói trong PTQ
- Gói trong STQ (chỉ khi STQ gần đầy)
- Gói điều khiển
- Gói từ Client
- Gói từ STQ
STQ không được phép tràn. Khi STQ gần đầy thì gói trong STQ được truyền
trước gói từ Client. Điều kiện này cũng kích hoạt RPR-fa để yêu cầu thêm băng thông.

Hình 2.9: Kiến trúc bộ đệm gói kép
Chọn Ringlet:
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

43
MAC Client có thể chọn ringlet nào truyền frame trên đó. Thông tin cấu hình có
thể được sử dụng để chọn vòng và thiết lập TTL. Suốt thời gian bảo vệ, gói có thể đổi
hướng theo ringlet khác để tránh đoạn hỏng.
Điều khiển băng thông/ Traffic Shaper:
Băng thông truyền có thể thiết lập tương ứng với Class lưu lượng. Shaper của
Class A và Class B đảm bảo băng thông. Lưu lượng Class C được cân chỉnh tương
ứng băng thông cân bằng được xác định bởi Đơn vị điều khiển fairness FCU (Fairness
Control Unit).
Một mã thông báo ring được sử dụng để cân chỉnh lưu lượng Class A, B và C.
Mục đích của Shaper là cân đối sự phân phối băng thông của mỗi Class lưu lượng và
tránh những lượng gói lớn được gửi từ bất kì Class nào. Client nhận sự cho phép của
mỗi Class lưu lượng và ringlet riêng biệt.
2. Chức năng MAC Control
Điều khiển fairness:
Đảm bảo băng thông FE (dành cho Class B-EIR và Class C) được chia sẻ giữa

các trạm trên vòng.
Điều khiển bảo vệ:
Cung cấp sự bảo vệ cho lỗi của trạm và lỗi trên đoạn truyền. Một cơ sở dữ liệu
về trạng thái được duy trì thông qua sự truyền thông giữa các node trên vòng.
Điều khiển topology:
Duy trì cơ sở dữ liệu về topology và trạng thái mạng đồng thời truyền thông tin
này với các trạm khác trên vòng.
Điều khiển OAM:
Điều khiển Vận hành, Giám sát và Bảo trì (OAM) cung cấp chức năng báo
trạng thái lỗi và cấu hình.
2.2.2.4 Phát hiện và điều khiển tắc nghẽn
Đạt đến băng thông cân bằng và chia sẻ tài nguyên trong kiến trúc mạng vòng
tốc độ cao bao phủ một khu vực thành phố rộng lớn là một mong đợi và cũng là thách
thức kĩ thuật. Fairness là một ưu điểm thiết kế của RPR so với kĩ thuật truyền gói trong
MAN như Gigabit Ethernet để làm việc trong môi trường như thế. Fairness điều khiển
truy nhập của các node đến băng thông sẵn sàng trên vòng một cách công bằng tránh
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

44
tình trạng một node tham lam chiếm băng thông, tạo ra trễ và tắc nghẽn. Giải thuật
fairness (RPR-fa) chỉ áp dụng cho gói ưu tiên thấp, gói ưu tiên cao không theo RPR-fa
và có thể truyền chừng nào bộ đệm còn đủ trống.
RPR-fa thực hiện những chức năng sau trong lớp MAC:
- Xác định khi nào ngưỡng tắc ngẽn bị vượt qua và khi nào tắc nghẽn giảm.
- Xác định fair rate để quảng bá bản tin điều khiển fairness.
- Truyền thông tin về fair rate đến các node phát lưu lượng qua điểm tắc nghẽn
để các node điều chỉnh tốc độ phát lưu lượng được phép của chúng.
Tắc nghẽn được phát hiện khi:
- Tổng lưu lượng phát của một node vượt quá dung lượng liên kết trừ đi băng

thông giữ trước cho lưu lượng không chịu tác động của RPR-fa (lưu lượng ưu tiên
cao).
- Độ sâu của hàng đợi truyền thứ cấp STQ vượt quá ngưỡng dưới (low-
threshold) là giá trị định trước.
- Thời gian truy nhập của Class B-EIR và Class C hết.
2.2.2.5 Chuyển mạch bảo vệ thông minh
Tự phục hồi là đặc điểm quan trọng của RPR. Yêu cầu là cung cấp bảo vệ thông
tin hệ thống trong vòng 50ms trong trường hợp lỗi node hay vòng. Có hai kĩ thuật
được biết là Wrap (bao bọc) và Steer (dẫn hướng). Steer là kĩ thuật bảo vệ chính và
Wrap là một tùy chọn đối với node RPR. Tuy nhiên tất cả các node trong vòng chọn
cùng một kĩ thuật bảo vệ.
Trong khám phá cấu hình, mỗi node RPR sẽ chỉ ra nó có hỗ trợ kĩ thuật Wrap
hay không. Nếu tất cả các node có thể hỗ trợ bảo vệ Wrap, kĩ thuật bảo vệ sẽ dựa trên
luồng gói để chọn Wrap hay Steer. Nói cách khác, Steer sẽ được chọn như sự phối hợp
bảo vệ trong vòng RPR.
Một bản tin bảo vệ (protection) sẽ báo hiệu lỗi giữa các node trong cùng vòng
RPR. Bản tin này sẽ chứa thông tin cần thiết cho RPR thực hiện Wrap hay Steer.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

45

Hình 2.10: Đường đi của dữ liệu trước khi sợi quang bị đứt
1. Kĩ thuật Wrap
Một vòng RPR gồm hai vòng sợi quang truyền ngược chiều nhau. Nếu một
thiết bị hay sợi quang bị phát hiện có lỗi, lưu lượng đang đi đến và từ hướng bị lỗi sẽ
bị wrap ngược về theo hướng đối nghịch trên vòng quang kia. Wrap xảy ra trên node
kế cận với lỗi, dưới sự điều khiển của giao thức chuyển mạch bảo vệ.
Một ví dụ đường truyền dữ liệu trước khi xảy ra lỗi như hình 4.2. Trước khi sợi
quang đứt Node 4 gửi lưu lượng đến Node 1 qua con đường Node 46Node 56Node

66Node 1.

Hình 2.11: Đường đi của dữ liệu sau khi wrap
Có một lỗi đứt sợi giữa Node 5 và Node 6, Node 5 và Node 6 sẽ wrap lưu luợng
vòng Inner qua vòng Outer. Sau khi quá trình Wrap được khởi động, lưu lượng từ
Node 4 đến Node 1 sẽ khởi động đi qua con đường Node 46Node 56Node 46Node
36Node 26Node 16Node 66Node 1.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

46
2. Kĩ thuật Steer
Đối với bảo vệ Steer, một node sẽ không wrap đoạn bị lỗi trong khi lỗi được
phát hiện. Một bản tin yêu cầu sự bảo vệ được gửi đến mỗi node để xác định có lỗi đứt
sợi giống như bảo vệ kiểu Wrap. Khi node nhận bản tin yêu cầu xác định lỗi, topology
sẽ được cập nhật tương ứng. Nó sẽ nhận trách nhiệm của node lưu lượng nguồn để đổi
hướng lưu lượng của vòng Inner hay Outer để tránh đoạn bị lỗi.

Hình 2.12: Đường đi của dữ liệu sau một topology discovery mới
2.2.3 Đánh giá ưu nhược điểm và khả năng ứng dụng của công nghệ RPR
2.2.3.1 Ưu điểm
- Thích hợp cho việc tryền tải lưu lượng dạng dữ liệu với cấu trúc Ring.
- Cho phép xây dựng mạng ring cấu hình lớn (tối đa có thể đến 200 node
mạng).
- Hiệu suất sử dụng dung lượng băng thông lớn do thực hiện nguyên tắc ghép
kênh thống kê và dùng chung băng thông tổng.
- Hỗ trợ triển khai các dịch vụ multicast / broadcast.
- Quản lý đơn giản (mạng được cấu hình một cách tự động).
- Cho phép cung cấp kết nối với nhiều mức SLA (Service Level Agreement)
khác nhau.

- Phương thức cung cấp kết nối nhanh và đơn giản
- Công nghệ đã được chuẩn hoá
2.2.3.2 Nhược điểm
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

47
- Giá thành thiết bị ở thời điểm hiện tại còn khá đắt
- RPR chỉ thực hiên chức năng bảo vệ phục hồi trong cấu hình ring đơn lẻ. Với
cấu hình ring liên kết, khi có sự cố tại node liên kết các ring với nhau RPR không thực
hiên được chức năng phục hồi lưu lượng của các kết nối thông qua node mang liên kết
ring.
- Công nghệ mới được chuẩn hoá do vậy khả năng kết nối tương thích kết nối
thiết bị của các hãng khác nhau là chưa cao.
2.2.3.3 Khả năng áp dụng
- Công nghệ RPR phù hợp với việc xây dựng mạng cung cấp kết nối với nhiều
cấp độ thoả thuận dịch vụ kết nối khác nhau trên một giao diện duy nhất.
- Công nghệ RPR rất phù hợp cho việc truyền tải lưu lượng Ethernet trên cơ sở
giải pháp “Ethernet over RPR” do việc công nghệ RPR giải quyết được nhược điểm
triển khai cấu trúc mạng Ethernet mesh và hỗ trợ Multicast/Broadcast trên cấu trúc
này.
Sự phát triển của RPR là một trong những phát triển kĩ thuật mạng lớn nhất
đang tiến triển trong đầu thế kỉ 21, là kĩ thuật có thể có ảnh hưởng lớn nhất đến sự
củng cố vị trí của GigE trong doanh nghiệp và mạng metro của nhà khai thác trong
nhiều năm tới.

2.3 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI ETHERNET
2.3.1 Mô hình kết nối Hub - and - spoke
Mô hình kết nối mạng Hub - and - spoke là dạng cải tiến của mô hình Hub
nhằm nâng cao khả năng duy trì mạng khi có sự cố tại các node thiết bị tại các phân

lớp chức năng cũng như thực hiện việc phân tải lưu lượng đối với những mạng có
cường độ trao đổi lưu lượng lớn. Tuy nhiên so với mô hình Hub, mô hình Hub - and -
spoke đòi hỏi số lượng thiết bị mạng tại node tập trung, kết nối Backbone cũng như
thiết bị truyền dẫn quang, tuyến cáp sợi quang là nhiều hơn, do vậy chi phí đầu tư xây
dựng mạng cao hơn.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

48

Hình 2.13: Mô hình kết nối Hub - and - smoke
Những ưu điểm và nhược điểm của mô hình mạng theo kiểu Hub - and -
spoke
Ưu điểm
- Mô hình kết nối này có ưu điểm là cấu trúc mạng truyền dẫn đơn giản (do tổ
chức theo dạng Hub) thích hợp cới việc tổ chức kết nối điểm - điểm. Với cấu hình
truyền dẫn này, lớp truyền dẫn không cần phải đảm bảo chức năng duy trì của mạng
(chức năng phục hồi và bảo vệ). Việc thực hiện chức năng duy trì mạng được thực
hiện bởi các thiết bị chuyển mạch, định tuyến tại các node mạng.
- Mô hình có tính mở tương đối cao (dễ dàng trong việc mở rộng dung lượng và
nâng cấp thiết bị). Điều này không giống như với cấu trúc Ring, việc mở rộng và nâng
cấp thiết bị còn phụ thuộc vào khả năng đáp ứng dung lượng của vòng Ring theo thiết
kế ban đầu.
- Phù hợp cho việc áp dụng thuật toán định tuyến hình cây gắn với công nghệ
Ethernet mà không cần bât cứ giao thức hỗ trợ nào khác.
- Mô hình tổ chức mạng theo kiểu này phù hợp áp dụng các công nghệ truy
nhập quang (PON, FTTO, …) và đối với những phạm vi mạng ngoại vi không tổ chức
được mạng truyền dẫn theo mô hình Ring.

Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

49
Nhược điểm
- Triển khai mạng theo mô hình này sẽ khá tốn kém về tài nguyên truyền dẫn
(cáp, sợi) do các đường kết nối các node mạng sử dụng các tuyến truyền dẫn vật lý
riêng rẽ (các tuyến cáp quang hoặc các sợi quang khác nhau).
Khả năng áp dụng
Mô hình Hub - and - spoke thích hợp để tiến hành các node mạng với phương
thức kết nối điểm - điểm. Phương thức kết nối này có thể áp dụng tại các vị trí node
mạng biên, ở những nơi lưu lượng tập trung khá lớn trong một phạm vi địa lý hẹp
(khu nhà ở, văn phòng, khu công nghiệp, nơi mà thiết bị khách hàng và thiết bị tập
trung kết nối mạng lõi có khoảng cách gần nhau …).
Mô hình này phù hợp với cấu trúc mạng viễn thông các tỉnh cỡ nhỏ (nhất là
những tỉnh miền núi) có từ 1 đến 2 tổng dài host, nơi chưa triển khai hoàn chỉnh các
mạng truyền dẫn quang (các vòng ring truy nhập nội tỉnh) hoặc đã triển khai các tuyến
truyền dẫn quang kết nối điểm - điểm theo mô hình tập trung lưu lượng về các trung
tâm ( chẳng hạn như tập trung về các tổng đài Host).
2.3.2 Mô hình kết nối Ring
Mô hình kết nối mạng theo kiểu Ring cho phép kết nối các node thiết bị mạng
thông qua một hệ thống truyền dẫn quang (thông thường là hệ thống Ring SDH/WDM,
các vòng Ring RPR) hoặc cũng có thể truyền trực tiếp trên sợi quang; các node mạng
nối với nhau bằng một hay một cặp sợi quang. Về mặt trực giác, phương thức kết nối
này không phân cấp đường kết nối vật lý giứa các node mạng có các chức năng khác
nhau trong vòng Ring (đối với node mạng cung cấp kết nối với khách hàng và node
tập trung lưu lượng). Các kết nối giữa các node thiết bị được thực hiện trên cơ sở cung
cấp các kênh kết nối theo kiểu TDM hoặc các kết nối logic ảo ghép kênh thống kê các
kết nối ảo theo cách thực hiện trong các vòng Ring trên cơ sở công nghệ NG-SDH

hoặc RPR.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

50

Hình 2.14: Mô hình kết nối Ring
Những ưu điểm và nhược điểm của mô hình mạng kết nối theo kiểu Ring.
Ưu điểm
- Giảm số lượng lớn các kết nối vật lý giữa các node mạng, tiết kiệm tài nguyên
cáp và sợi. So với mô hình kết nối Hub - and - smoke hoặc các kết nối Mesh, phương
thức kết nối ring cho phép giảm rất nhiều số lượng cáp quang cần dùng để kết nối các
node mạng, nhất là trong trường hợp khoảng cách kết nối giữa các thiết bị lớn. Đây là
ư điểm nổi bật của phương thức kết nối Ring.
- Với một số giải pháp mạng cụ thể (như giải pháp Ethernet trên SDH) thì mô
hình mạng theo kiểu Ring làm hạn chế khả năng thực hiện chức năng định tuyến mà
công nghệ áp dụng (thuật toán định tuyến phân đoạn hình cây RSTP của công nghệ
Ethernet). Tuy nhiên hạn chế này có thể được khắc phục đối với một số giải pháp công
nghệ khác (như giải pháp RPR).
- Mô hình tổ chức mạng theo kiểu này phù hợp áp dụng các công truyền dẫn
như SDH, RPR, WDM vì các công nghệ này được triển khai phù hợp với cấu trúc
mạng theo kiểu Ring.
Nhược điểm
- Dung lượng truyền dẫn bị giới hạn bởi thiết kế ban đầu, do đó khi phát triển
mở rộng hoặc nân cấp mạng (tăng tốc độ kết nối, tăng node thiết bị) sẽ gặp khó khăn.
Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN
Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông

51
- Dung lượng của hệ thống truyền dẫn dành cho dự phòng là khá lớn đối với các

hệ thống dựa trên cơ sở công nghệ SDH.
Khả năng áp dụng
Mô hình Ring rất phù hợp để triển khai hệ thống truyền dẫn quang cung cấp các
kết nối giữa các node mạng (kết nối liên khu vực, kết nối thiết bị mạng của nhà cung
cấp dịch vụ, kết nối giữa các nhà cung cấp dịch vụ, kết nối mạng ngoại vi …). Phạm vi
ứng dụng của kết nối Ring là rất rộng, có thể áp dụng triển khai cho các hệ thống
truyền dẫn quang ở phạm vi mạng truy nhập, mạng biên và mạng lõi đô thị.
Mô hình Ring đơn và Ring kép phù hợp với việc tổ chức mạng MAN cho
những tỉnh và thành phố cỡ nhỏ có từ 1 đến 2 tổng đài host và đã triển khai xây dựng
mạng cáp quang nội tỉnh, hình thành các vòng ring truy nhập nội tỉnh, cụ thể là:
- Đối với các tỉnh mới có một trung tâm tập trung lưu lượng (1 tổng đài Host)
thì việc áp dụng mô hình Ring kết nối đơn là phù hợp.
- Mô hình Ring kép phù hợp áp dụng đối với tỉnh có tới 2 trung tâm tập trung
lưu lượng nhưng chưa tổ chức lớp mạng truyền dẫn quang lõi nội tỉnh (các vòng Ring
liên kết các trung tâm tập trung lưu lượng, nghĩa là liên kết các Host với nhau).









Tóm tắt chương II:
Chương II chỉ ra các giải pháp công nghệ chính được sử dụng trong mạng
MAN Ethernet và ưu điểm của các giải pháp công nghệ mới đó so với các giải pháp
truyền thống. Ngoài ra, chương II còn đánh giá được khả năng áp dụng của các công
nghệ đó và đưa ra những hạn chế còn tồn tại trong thực tế hiện nay.