đồ án môn học tìm hiểu về mạng man e

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MÌNH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Khoa Điện – Điện tử
Bộ môn Viễn thông
o0o

ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2
TÌM HIỂU VỀ MẠNG MAN-E






GVHD: ThS. Hồ Văn Khương
SVTH: Phan Dũng Vy
Lớp: DD09DV5

MSSV: 40903403









TP.HCM, tháng 06 năm 2014
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 2

MỤC LỤC

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 3
Lời cảm ơn 4
Danh mục hình vẽ 5
Danh mục bảng biểu 7
Thuật ngữ viết tắt 8
Lời nói đầu 11
Chương I: Giới thiệu về mạng MAN-E 13

1.1 Mạng đô thị MAN và công nghệ Ethernet 13
1.2 Các đặc tính của mạng MAN-E 15
1.3 Cấu trúc mạng MAN-E 19
Kết luận chương 22
Chương II: Các công nghệ mạng MAN-E 23
2.1 Ethernet over SONET/SDH 23
2.2 Resilient Packer Ring (RPR) 29
2.3 Gigabit Ethernet 35
2.4 MPLS/GMPLS 38
2.5 IEE 802.1Q và Q-in-Q 40
2.6 Công nghệ MAC-in-MAC (PBB/PBT) 43
Kết luận chương 47

Chương III: Các dịch vụ của mạng MAN-E 48
3.1 Ưu điểm của các dịch vụ cung cấp qua MAN-E 49
3.2 Các loại dịch vụ MAN-E cơ bản 51
3.3 Các thuộc tính dịch vụ Ethernet 60
3.4 Ví dụ một số dịch vụ 78
Kết luận chương 84
Chương IV: Tình hình triển khai mạng MAN-E của VNPT 85
4.1 Mạng đô thị băng rộng đầu tiên tại Việt Nam 85
4.2 Tình hình triển khai MAN-E của VNPT hiện nay 88
Kết luận 91
Tài liệu tham khảo 90
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

Chữ ký của giáo viên hướng dẫn








Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy Hồ Văn Khương
cùng quý thầy cô bộ môn Viễn Thông, khoa Điện - Điện Tử, trường
Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh.

Trong quá trình thực hiện đồ án gặp các khó khăn về thời gian
cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm thiết kế. Nhưng
được hướng dẫn và chỉ dạy nhiệt tình của quý thầy cô đã giúp em
khắc phục được những khó khăn đó và có thể hoàn thành tốt đồ án.

Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh
viên tập thể lớp DD09DV5, đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình tìm
kiếm tài liệu cũng như thực hiện để em có thể hoàn thành đồ án
trong thời gian sớm nhất.


TP.HCM, tháng 06 năm 2014
SV thực hiện

Phan Dũng Vy





Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 5

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1. Mạng đô thị MAN
Hình 1-2. Truyền dẫn TDM trong mạng đô thị MAN
Hình 1-3. So sánh TDM với Ethernet
Hình 1-4. Cấu trúc mạng MAN-E điển hình
Hình 2-1. Ethernet over SONET/SDH
Hình 2-2. Chức năng EoS trong ADM
Hình 2-3. Chức năng EoS trong switc
Hình 2-4. Chức năng EoS và chuyển mạch trong ADM
Hình 2-5. Luồng tập trung ảo
Hình 2-6. Truyền dẫn Ethernet SONET/SDH
Hình 2-7. Mô hình mạng sử dụng RPR
Hình 2-8. Hoạt động thêm, bớt và chuyển tiếp trong RPR

Hình 2-9. Bảo vệ trong RPR
Hình 2-10. Cấu trúc Hub-and-Spoke
Hình 2-11. Cấu hình ring Gigabit Ethernet
Hình 2-12. Spanning Tree trong cấu hình ring Gigabit Ethernet
Hình 2-13. Cấu trúc gói tin MPLS
Hình 2-14. Mạng Ethernet đô thị MPLS
Hình 2-15. Cấu trúc nhãn VLAN
Hình 2-16. Các trường trong Q-in-Q
Hình 2-17. Nhãn P-VLAN được thêm vào khung dịch vụ của khách hàng
Hình 2-18. Các trường trong khung M-in-M
Hình 3-1 Mô hình dịch vụ cơ bản
Hình 3-2. Dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm

Hình 3-3. Dịch vụ E-Line tương tự Frame Relay
Hình 3-4. Dịch vụ E-line tương tự như sử dụng kênh riêng
Hình 3-5. Dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm-đa điểm
Hình 3-6. Dịch vụ E-LAN trương tự Frame Relay
14
16
18
20
24
24
25
25

27
28
30
32
34
36
36
37
38
39
40
41

42
44
48
51
52
53
54
55
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 6

Hình 3-7. Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng dịch vụ E-Line
Hình 3-8. Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng một E-LAN
Hình 3-9. EVC gốc - đa điểm
Hình 3-10. Kiểu dịch vụ E-tree sử dụng EVC gốc – đa điểm
Hình 3-11. Dịch vụ E-Tree sử dụng nhiều UNI “gốc”
Hình 3-12. Thuộc tính màu của khung dịch vụ
Hình 3-13: Sự phân chia độ trễ khung
Hình 3-14. Ví dụ về mất khung trong EVC điểm-điểm.
Hình 3-15. Định dạng khung VLAN
Hình 3-16. Hỗ trợ gán nhãn VLAN
Hình 3-17. Ghép nhiều dịch vụ với các EVC điểm-điểm
Hình 3-18. Truy nhập Internet qua một EVC điểm-điểm

Hình 3-19. LAN mở rộng sử dụng dịch vụ E-LAN
Hình 3-20. Ví dụ Intranet/Extranet L2VPN
Hình 4-1. Mô hình xây dựng mạng MAN của TP.HCM
55
56
57
58
59
62
64
67
68

73
76
79
81
82
86

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 7

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2-1. Ý nghĩa các trường trong M-in-M
Bảng 3-1. Ví dụ thuộc tính dịch vụ
Bảng 3-2. Các giao thức điều khiển lớp 2
Bảng 3-3. Các khả năng có thể hỗ trợ nhãn VLAN tại một UNI
44
71
72
76

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 8

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
ADM Add-Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen-rẽ
ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ chuyển mạch không đồng

bộ
CE Customer Edge Phía khách hàng
CoS Class of Service Lớp dịch vụ
CRC Cyclic Redundancy Check Mã sửa lỗi vòng
CWDM/
DWDM
Coarse/ Dense Wavelength Division
Multiplex
Ghép kênh theo bước sóng ghép
lỏng/ghép mật độ cao
DSL Digital subscriber line Đường thuê bao số
DXC Digital Cross-Connect Bộ đấu chéo số

E-LAN Ethernet LAN Service Dịch vụ LAN ethernet
EoS Ethernet over SDH Ethernet trên SDH
FICON Fibre Connection Kết nối sợi quang
GE Gigabit Ethenet Gigabit Ethenet
GFP-F/T Framing mapped/Transparent Generic
Framing Procedure
Thủ tục lập khung tổng quát theo
khung/trong suốt
GMPLS Generalized Multiprotocol Label
Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
tổng quát

HIS High Speed Internet Service Dịch vụ Internet tốc độ cao
IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức đặc nhiệm kỹ thuật
Internet
IP Internet Protocol Giao thức internet
IS–IS Intermediate System–to–Intermediate
System
Kết nối hệ thống trung gian đến
hệ thống trung gian
ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ internet
ITU-T International Telecommunications Union
(Telecommunications Standardisation
Hiệp hội viễn thông quốc tế

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 9

Sector)
LAN Local area network Mạng nội bộ
LCAT Link Capacity Adjustment Scheme Cơ chế điều chỉnh dung lượng
tuyến
LSP Label-Switched Path Đường chuyển mạch nhãn
LSR Label-Switched Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn
MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường
MAN Metro Area Network Mạng vùng đô thị

MPLS MultiProtocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức
NGN Next Generation network Mạng thế hệ sau
NG-SDH Next Generation SDH SDH thế hệ sau
NNI Network – to – Network Interface Giao diện kết nối Mạng – Mạng
OA&M Operation, Administration and
Maintenance
Vận hành, quản lý và bảo dưỡng
OADM Optical Add Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ quang
OSPF Open Shortest Path First Thuật toán chọn đường ngắn nhất
OXC Optical Cross-connect Thiết bị kết nối chéo quang
PDH Plesiochronous Digital Hierarchy Phân cấp số cận đồng bộ
PDU Protocol Data Unit Khối dữ liệu giao thức

PIM Protocol Independent Multicast Phát tán multicsat độc lập với
giao thức
PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm-tới-điểm
PSTN Public Switched Telephone Network Mạng điện thoại công cộng
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức dành trước tài nguyên
SAN Storage area network Mạng lưu trữ
SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ thống phân cấp số đồng bộ
SLA Service Level Agreement Thoả thuận mức dịch vụ
SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 10

SSM Source Specific Multicast Phát tán multicast theo nguồn
STM-n Synchronous Transport Module level N Mô-dun truyền tải đồng bộ mức n
TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải
TDM Time division multiplexing Ghép kênh theo thời gian
UNI User-to-Network Interface Giao diện kết nối người sử dụng
– mạng
VCAT Virtual Concatenation Ghép chuỗi ảo
VCC Virtual Channel Connection Kênh kết nối ảo
VLAN Virtual LAN LAN ảo
VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

WAN Wide area network Mạng diện rộng
WDM Wavelength Division Multiplex Ghép kênh theo bước sóng

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 11

Lời nói đầu
Trên thế giới cũng như tại Việt Nam, các ngành dịch vụ có tốc độ tăng trưởng
ngày càng cao. Ở Việt Nam trong mấy năm gần đây ngành Bưu Chính Viễn
Thông đã góp phần không nhỏ vào sự phát triển của đất nước. Việt Nam được
đánh giá là quốc gia có tốc độ phát triển Công Nghệ Thông Tin và Viễn
Thông hàng đầu thế giới. Trong đó đóng góp của ngành Viễn Thông nói riêng
là rất lớn.

Không ngừng lớn mạnh cùng thời gian, ngành viễn thông Việt Nam đã và
đang cung cấp ngày càng nhiều loại hình dịch vụ viễn thông tới người dân với
cả chất lượng và số lượng không ngừng được cải thiện. Người dân Việt Nam
giờ đây đã được hưởng nhiều loại hình dịch vụ viễn thông tương đương như
tại các nước phát triển trên thế giới. Trong số các nhà cung cấp dịch vụ viễn
thông ở Việt Nam, Tập đoàn Bưu Chính Viễn Thông Việt Nam – VNPT là
một đơn vị đi đầu. Về di động, hai công ty có vốn của tập đoàn là VinaPhone
và MobiFone đang nắm giữ tổng số thuê bao lớn nhất. Trong lĩnh vực truyền
dẫn, VNPT không ngừng nâng cao dung lượng mạng truyền dẫn, hiện nay
Công ty điện toán và truyền dẫn số liệu – VDC đã xây dựng và đưa vào sử
dụng mạng truyền dẫn đường trục mới – VN2 đưa tổng dung lượng đường

truyền Internet đi quốc tế lên 45Gbps và trong nước đạt gần 57,5Gbps. Cũng
trong lĩnh vực truyền dẫn, hiện nay VNPT đã và đang triển khai xây dựng
mạng MAN-E (Metro Area Network – Ethernet) trên khắp các tỉnh thành
trong cả nước. MAN-E là một giải pháp nhằm đáp ứng như cầu truyền số liệu
ngày càng lớn của các khách hàng là tổ chức, doanh nghiệp cũng như cá nhân.

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 12

Trong vai trò một sinh viên, việc nghiên cứu tìm hiểu những công nghệ đang
được áp dụng bên cạnh những công nghệ mới là hết sức cần thiết. Do đó em

đã lựa chọn đề tài “ Tìm hiểu về mạng MAN-E”. Nội dung đề tài này gồm 4
chương:
- Chương I: Giới thiệu tổng quan về mạng MAN-E với các đặc điểm
đáng chú ý của mạng.
- Chương II: Giới thiệu về các công nghệ có thể được sử dụng để xây
dựng mạng MAN-E.
- Chương III: Trình bày về các dịch được cung cấp trên mạng MAN-E.
- Chương IV: Giới thiệu sơ lược về tình hình triển khai mạng MAN-E
tại Việt Nam của VNPT.

Mặc dù đã cố gắng hết sức, tuy nhiên do hạn chế về tài liệu cũng như quá
trình dịch thuật còn nhiều lỗi nên các vấn đề được trình bày trong đồ án vẫn

chưa thể mang tính hoàn chỉnh, rất mong các thầy cô và các bạn góp ý thêm.

TP.HCM, tháng 06 năm 2014
Phan Dũng Vy

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 13

CHƯƠNG I – GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MAN-E

Trong chương này, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu về các chủ đề sau:
- Mạng MAN-E là gì?
- Các đặc tính của mạng MAN-E.
- Cấu trúc của mạng MAN-E.

1.1 Mạng đô thị - MAN và công nghệ Ethernet

MAN là viết tắt của Metro Area Network là một mạng dữ liệu băng
rộng trong phạm vi địa lý cỡ một thành phố, cung cấp tích hợp các dịch vụ
truyền thông như dữ liệu, thoại và hình ảnh. Mạng MAN là nhánh đầu tiên
của hệ thống mạng toàn cầu kết nối người dùng, khách hàng tới mạng WAN.
Các đối tượng sử dụng mà mạng MAN hướng tới bao gồm các khách hàng cá
nhân và các doanh nghiệp, ví dụ như các công xưởng lớn (LEs), văn phòng
vừa và nhỏ (SOHO), các nhà kinh doanh vừa và nhỏ (SMBs), các dịch vụ cấp
phát tài nguyên động (MTUs), các chung cư (MDUs) (xem hình 1-1).

Bộ phận của mạng đô thị kết nối với các khách hàng được gọi là last

mile để biểu thị nhánh cuối cùng của mạng dữ liệu. Tuy nhiên nếu đặt khách
hàng làm trung tâm, người ta lại gọi nhánh này là first mile để biểu thị ý
quyền lợi khách hàng là hàng đầu. Một từ có biểu đạt ý nghĩa cụ thể hơn là
“đầu cuối”, bởi nhánh cuối cùng của mạng dữ liệu thường là thử thách lớn
nhất, có chi phí xây dựng cao nhất và cũng là rào cản cuối cùng của tiến trình
chuyển đổi từ mạng đô thị sang mạng dữ liệu tập trung tốc độ cao (high-speed
data-centric network). Kết nối giữa các phần tử của mạng MAN thường là cáp
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 14

quang hoặc có thể là không dây. Các công nghệ được sử dụng cho mạng

MAN như ATM, FDDI, DQDB và SMDS.
Core
Edge
Metro
Customer

Hình 1-1. Mạng đô thị MAN

Ethernet là công nghệ được sử dụng rộng rãi cho mạng LAN. Công
nghệ Ethernet do Robert Melancton Metcafe phát minh ra tại trung tâm
nghiên cứu Xeror Palo Alto từ những năm 1970. Lúc đó, hệ thống Ethernet
chỉ chạy với tốc độ xấp xỉ 3Mbps. Năm 1980, đặc tả Ethernet chính thức ra

đời từ nghiên cứu của liên minh DEC-Intel-Xeror. Tốc độ Ethernet lúc đó
được mở rộng lên 10Mbps. Sau đó, công nghệ Ethernet được đưa vào ủy ban
các tiêu chuẩn LAN của IEEE (IEEE 802). Năm 1985, chuẩn Ethernet là
IEEE 802.3 được phát hành. Ethernet hoạt động theo giao thức cảm nhận
sóng mang CSMA/CD. Tốc độ Ethernet ngày càng tăng, từ 10Mbps ban đầu
lên 100Mbps, 1000Mbps (1Gbps), 10Gbps, 40 Gbps và có thể lên tới
100Gbps. Hiện nay chuẩn tốc độ cao nhất được phát hành là 10Gbps, chuẩn
40Gbps và 100Gbps vẫn đang được phát triển và chưa hoàn thiện. Cũng theo
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 15

đó, môi trường truyền dẫn chuyển từ cáp đồng sang cáp quang. Sử dụng
truyền dẫn bằng cáp quang và tốc độ truyền dẫn cao là yếu tố quan trọng để
xây dựng các mạng dung lượng lớn, chất lượng cao đáp ứng nhu cầu ngày
càng lớn của khách hàng.

MAN-E được xây dựng để kết nối các mạng cục bộ của các tổ chức và
cá nhân với một mạng diện rộng WAN hay với Internet sử dụng các chuẩn
Ethernet. MAN-E cung dịch vụ truyền tải khung Ethernet và cung cấp các
giao diện kết nối Ethernet tới khách hàng.


1.2 Các đặc tính của mạng MAN-E:

Để thấy được sự đơn giản và tiết kiệm chi phí của MAN-E, ta xét một
mạng MAN truyền thống sử dụng công nghệ TDM. Một mạng MAN sử dụng
công nghệ TDM điển hình bao gồm các trang thiết bị TDM được đặt ở các
tầng hầm của các tòa nhà khách hàng và các trạm chuyển đổi dữ liệu địa
phương (Incumbent Local Exchange Carrier - ILEC). Các trang thiết bị của
TDM bao gồm các bộ ghép kênh số, các bộ kết nối chéo kỹ thuật số (Digital
Access Cross-connects - DACs), các bộ ghép kênh SONET/SDH, v.v…

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 16

Hình 1-2. Truyền dẫn TDM trong mạng MAN


Hình vẽ mô tả hai trường hợp triển khai kết nối tới khách hàng là kết
nối on-net và kết nối off-net. Trường hợp on-net, nhà cung cấp dịch vụ sẽ
cung cấp một đường cáp quang tới tận nhà khách hàng, và bên phía khách
hàng sẽ có thiết bị ghép xen rẽ ADM cung cấp các đường T1 hoặc DS3/OCn
tới từng người sử dụng đầu cuối riêng. Trường hợp này, các bộ ghép kênh số
như M13 sẽ có chức năng ghép nhiều đường T1 thành một đường DS3 hoặc

nhiều đường DS3 thành một đường OCn để có thể truyền dẫn qua mạng
quang SONET/SDH tới tổng đài. Kết nối off-net là khi không có đường cáp
quang tới nhà khách hàng, kết nối được thực hiện qua các đường cáp đồng T1
hoặc DS3 được tập hợp lại tại tổng đài sử dụng bộ nối chéo truy cập số DAC.
Luồng tổng này được truyền dẫn tới các tổng đài trung tâm, tại đó các luồng
này kết thúc hoặc truy cập tới WAN tùy theo dịch vụ của khách hàng đang sử
dụng.
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 17

Triển khai và điều hành một mạng thuần TDM rất tốn kém vì công

nghệ TDM không linh hoạt đối với nhu cầu của khách hàng. Giá thành để
triển khai một mạng đô thị bao gồm cả chi phí cố định về thiết bị, cơ sở hạ
tầng lẫn chi phí điều hành. Chi phí điều hành mạng bao gồm các chi phí về
thiết kế, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, quản lý… Giá thành để tạo nên dịch vụ
sẽ tác động lớn tới thành công của việc đưa dịch vụ đó tới khách hàng. Chi
phí cho các thiết bị truyền dẫn càng thấp thì giá thành dịch vụ được đưa tới
khách hàng càng thấp.

Khó khăn lớn mà giao diện TDM gặp phải là băng thông cung cấp
không truyến tính theo yêu cầu của khách hàng mà tăng theo các mức cố định.
Ví dụ một giao diện T1 cung cấp luồng 1.5Mbps, mức tiếp theo là DS3 với
45Mbps, mức cao hơn là OC3 155Mbps… Khi băng thông khách hàng yêu

cầu lớn hơn 1.5Mbps thì buộc nhà cung cấp phải lắp nhiều đường T1 hoặc
cung cấp cho khách hàng một đường DS3 mới. Kéo theo đó phải thay đổi cả
giao diện vật lý đã cung cấp cho khách hàng. Chi phí phát sinh trong việc thay
đổi đó gây ảnh hưởng chính tới cả khách hàng và nhà cung cấp. Không chỉ thế,
khi giao diện phía khách hàng thay đổi, nhà mạng cũng phải thay đổi giao
diện tại tổng đài để thích ứng với kênh đã triển khai. Việc này thường xuyên
xảy ra vì nhu cầu của khách hàng ngày càng đa dạng. Các dịch vụ như
Channelized DS1, Channelized DS3 hay Channelized OCn có thể cung cấp
băng thông thay đổi linh hoạt, tuy nhiên phải mất chi phí lớn cho các router và
giao diện cung cấp dịch vụ này. Chính điều này làm cho giao diện truy cập
Ethernet đạt được lợi thế lớn trong môi trường mạng đô thị. So với các chuẩn
TDM thì giao diện Ethernet 10/100/1000 Mbps linh hoạt hơn trong việc ghép

tách luồng.

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 18


Hình 1-3. So sánh TDM với Ethernet
Hình vẽ so sánh sự khác nhau giữa kết nối TDM và Ethernet trong việc
cung cấp truy nhập Internet. Với mạng đô thị sử dụng công nghệ TDM, nhà
cung cấp kết nối đưa ra một đường kết nối điểm-điểm từ POP của ISP tới
khách hàng. Việc quản lý địa chỉ IP và định truyến được ISP thực hiện tại

POP. Điều này tạo ra ranh giới giữa việc cung cấp kết nối và cung cấp dịch vụ
Internet. Với mạng đô thị sử dụng công nghệ Ethernet, giao diện phía khách
hàng và phía ISP đều là Ethernet. Nhà cung cấp kết nối quản lý kết nối lớp 2
(L2), trong khi ISP quản lý các dịch vụ IP. Điều này mở ra cơ hội để các nhà
cung cấp kết nối có thể nâng cấp các dịch vụ mở rộng trên cùng một kết nối
Ethernet mà không cần phải thay đổi hạ tầng mạng của mình cũng như các
thiết bị đã cung cấp cho khách hàng.

Từ những điều đã dẫn và thông qua ví dụ trên, chúng ta có thể tổng kết
được các ưu điểm của công nghệ Ethernet so với công nghệ TDM thông
thường như sau:
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 19

+ Tính dễ sử dụng: Dịch vụ Ethernet dựa trên giao diện Ethernet chuẩn,
dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ. Hầu như tất cả các thiết
bị và máy chủ trong các mạng LAN có đầu kết nối Ethernet.
+ Tính kinh tế: Ethernet được sử dụng phổ biến trong hầu hết hết các
thiết bị mạng nên chi phí lắp đặt thiết bị có giao diện Ethernet là không
cao. Giá thành thiết bị thấp, chi phí quản trị và vận hành thấp cho phép
thuê bao thêm băng thông khi cần thiết và khách hàng chỉ chi trả cho
những gì họ cần.
+ Tính linh hoạt: Nhà cung cấp dễ dàng cung cấp các dịch vụ như

Intranet VPN, Extranet VPN, kết nối Internet tốc độ cao tới ISP. Thay
đổi băng thông nhanh chóng, mềm dẻo.
+ Tính chuẩn hóa: Hiện nay MEF đang tiếp tục định nghĩa và chuẩn
hóa các loại dịch vụ và thuộc tính này, cho phép các nhà cung cấp dịch
vụ có khả năng trao đổi giải pháp của họ một cách rõ ràng, các thuê bao
có thể hiểu và so sánh các dịch vụ một cách tốt hơn.


1.3 Cấu trúc của mạng MAN-E:

Kiến trúc mạng MAN-E điển hình có thể mô tả như hình 1-4. Phần
mạng truy nhập Metro tập hợp lưu lượng từ các khu vực (cơ quan, toà nhà )

trong khu vực của mạng Metro. Mô hình điển hình thường được xây dựng
xung quanh các vòng Ring quang với mỗi vòng Ring truy nhập MAN gồm từ
5 đến 10 node. Những vòng Ring này mang lưu lượng từ các khách hàng khác
nhau đến các điểm POP mà các điểm này được kết nối với nhau bằng mạng
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 20

lõi Metro. Một mạng lõi Metro điển hình sẽ bao phủ được nhiều thành phố
hoặc một khu vực tập trung nhiều doanh nghiệp.

CISCO

S
YSTEMS
CISCO
S
YSTEMS
Hình 1-4. Cấu trúc mạng MAN-E

Một phần quan trọng của những mạng lõi Metro này là các trung tâm
dữ liệu, thường được đặt tại các node quan trọng của mạng lõi Metro có thể
truy nhập dễ dàng. Những trung tâm dữ liệu này phục vụ chủ yếu cho nội
dung các host gần người sử dụng. Đây cũng chính là nơi mà các dịch vụ từ
nhà cung cấp dịch vụ khác (Outsourced services) được cung cấp cho các

khách hàng của mạng MAN-E. Quá trình truy nhập đến đường trục Internet đ-
ược cung cấp tại một hoặc một số điểm POP cấu thành nên mạng lõi Metro.

Theo định nghĩa của Metro Ethernet Forum trong MEF4 (Metro
Ethernet Architecture Framework - Part 1), mạng Metro Ethernet sẽ được xây
dựng theo 3 lớp: Lớp Dịch Vụ Ethernet – hỗ trợ các dịch vụ truyền thông dữ
liệu L2 Ethernet cơ bản; tổ hộp của một hoặc nhiều Lớp Truyền Tải Dịch Vụ
hỗ trợ; và có thể bao gồm Lớp Dịch Vụ Ứng Dụng hỗ trợ cho các ứng dụng
trên nền L2 Ethernet. Mô hình mạng theo các lớp dựa trên quan hệ
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 21

client/server. Bên cạnh đó, mỗi lớp mạng này có thể được thiết kế theo các
mặt phẳng điều khiển, dữ liệu, quản trị trong từng lớp, bao gồm:
+ Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer): Lớp dịch vụ Ethernet có chức
năng truyền tải các dịch vụ hướng kết nối chuyển mạch dựa trên địa chỉ
MAC. Các bản tin Ethernet sẽ được truyền qua hệ thống thông qua các
giao diện hướng nội bộ, hướng bên ngoài được quy định rõ ràng, gán
với các điểm tham chiếu. Lớp ETH cũng phải cung cấp các khả năng về
OAM, khả năng phát triển dịch vụ trong việc quản lý các dịch vụ
Ethernet hướng kế nối. Tại các giao diện hướng bên ngoài của lớp ETH,
các bản tin bao gồm: Ethernet unicast, multicast hoặc broadcast, tuân
thủ theo chuẩn IEEE 802.3 – 2002.

+ Lớp truyền tải dịch vụ (TRAN layer): Lớp truyền tải dịch vụ hỗ trợ
kết nối giữa các phần tử của lớp ETH. Có thể sử dụng nhiều công nghệ
khác nhau dùng để thực hiện việc hỗ trợ kết nối. Một số ví dụ: IEEE
802.1, SONET/SDH, ATM VC, OTN ODUK, PDH DS1/E1, MPLS
LSP… Các công nghệ truyền tải trên, đến lượt mình lại có thể do nhiều
công nghệ khác hỗ trợ, cứ tiếp tục như vậy cho đến lớp vật lý như cáp
quang, cáp đồng, không dây.
+ Lớp dịch vụ và ứng dụng (APP layer): Lớp dịch vụ ứng dụng hỗ
trợ các dịch vụ sử dụng truyển tải trên nền Ethernet của mạng MEN. Có
nhiều dịch vụ trong đó bao gồm cả các việc sử dụng lớp ETH như một
lớp TRAN cho các lớp như: IP, MPLS, PDH…

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 22


Kết luận chương I:

Trong chương này, chúng ta đã nắm được những khái niệm cơ bản về mạng
MAN-E, khảo sát sự khác biệt cũng như ưu điểm của mạng MAN sử dụng

công nghệ Ethernet đối với mạng MAN truyền thông sử dụng công nghệ
TDM, qua đó rút ra được những đặc tính cơ bản của một mạng MAN-E.
Chúng ta cũng đã tìm hiểu qua về cấu trúc một mạng MAN-E cơ bản, cũng
như các lớp cấu thành nó.

Trong chương tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu hơn vào việc tìm hiểu các công
nghệ xây dựng mạng MAN-E.

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 23

CHƯƠNG II - CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG MAN-
E

Các dịch vụ và ứng dụng của MAN-E không nhất thiết phải yêu cầu sử dụng
Ethernet làm công nghệ truyền dẫn lớp dưới, mạng MAN-E còn có thể được
xây dựng bởi các công nghệ khác, trong chương này chúng ta sẽ lần lượt tìm
hiểu các công nghệ:
- Ethernet over SONET/SDH (EOS).
- Resilient Packet Ring (RPR).
- Gigabit Ethernet.
- MPLS/GMPLS.
- PBB/PBT.

2.1 Ethernet over SONET/SDH (EOS)

Giải pháp này được sử dụng để tận dụng hạ tầng mạng WAN có sẵn với
công nghệ SONET/SDH. Vấn đề chủ yếu trong giải pháp này là việc quản lý
băng thông, bởi vì các vòng ring SONET/SDH dung lượng thấp dễ dàng bị
quá tải bởi các dịch vụ dữ liệu.

Lợi ích của EOS là nó cung cấp dịch vụ Ethernet trong khi vẫn giữ
được những ưu điểm của hạ tầng mạng SONET/SDH như khả năng phục hồi
nhanh, giám sát chất lượng đường truyền và tận dụng được hệ quản lý mạng
SONET OMP&P. Với EOS, các khung Ethernet vẫn được giữ nguyên và
đóng gói vào gói SONET tại đầu vào và giải phóng ở đầu ra của mạng.

Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 24

Khung Ethernet Khung EthernetKhung Ethernet
Khung EoS
Tải trọng SONET/DSH

Hình 2-1. Ethernet over SONET/SDH


Trong hình vẽ, toàn bộ khung Ethernet sẽ được đưa vào trọng tải
SONET/SDH tại đầu vào và được trích xuất ra tại đầu ra. Có hai chuẩn có thể

áp dụng để có thể truyền tải khung Ethernet qua mạng SONET/SDH:
+ LAPS – Link Acess Procedure SDH là chuẩn được định nghĩa bởi
ITU-T trong X.86. LAPS là giao thức phi kết nối tương tự như HDLC.
+ GFP – Generic Framing Procedrure là một chuẩn của ITU-T sử
dụng SDL (Simple Data Link). GFP khác với LAPS là có thể tương
thích với các giao thức khác ngoài Ethernet như PPP, FICON, SCON.

Chức năng EOS có thể nằm tại thiết bị truyền dẫn SONET/SDH hoặc
tại thiết bị chuyển mạch. Điều này đôi khi tạo ra sự cạnh tranh giữa nhà cung
cấp thiết bị truyền dẫn và thiết bị chuyển mạch.

Hình 2-2. Chức năng EoS trong ADM

Hình 2-2 chỉ trường hợp chức năng EOS được thực hiện tại bộ ghép
xen rẽ ADM thông qua một bộ ánh xạ kết hợp tạo khung được đặt tại card
đường dây. Ánh xạ là thêm một khung X.86 hoặc GFP bao bọc toàn bộ khung
Đồ án môn học 2 Tìm hiểu về mạng MAN-E

SVTH: Phan Dũng Vy Trang 25

Ethernet, việc tạo khung là thực hiện đóng gói khung Ethernet vào trong
SONET/SDH SPE. SONET/SDH SPE sau đó được truyền tải trên ring
SONET/SDH, tới đầu ra khung Ethernet được mở đóng gói.

Hình 2-3. Chức năng EoS trong switch
Hình 2-3 chỉ trường hợp chức năng EOS được thực hiện tại thiết bị
chuyển mạch. Ở đây sẽ có sự khác biệt giữa thiết bị số liệu và thiết bị truyền
dẫn, hai thiết bị này có thể thuộc quản lý của hai nhóm khác nhau của cùng
một nhà mạng. Điều này làm cho việc triển khai dịch vụ mới trở nên dễ dàng.
Dịch vụ mới được thực hiện ở lớp trên mà không liên quan đến phần truyền
dẫn. Tuy nhiên trường hợp này sẽ yêu cầu thiết bị chuyển mạch phải có đầy
đủ các đặc tính của SONET/SDH. Trường hợp hình 2-2 phần SONET/SDH
kết thúc tại ADM, thiết bị chuyển mạch Ethernet chỉ thấy một đường Ethernet
tổng.

SONET/SDH
Switch/ADM
EthernetEthernet
E
o
S
E
o
S
Switch/ADM

Hình 2-4. Chức năng EoS và chuyển mạch trong ADM
Hình 2-4 là trường hợp chức năng chuyển mạch gói, ADM và EOS
thực hiện trên cùng một thiết bị. Mô hình này là tối ưu, tuy nhiên nếu muốn
có sự tách biệt giữa truyền dẫn và dịch vụ số liệu thì sẽ là một khó khăn.