đồ án công nghệ IP trên mạng quang

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IP 2
1.1 Giới thiệu chung 2
1.2 IPv4 2
1.3 Ưu điểm của IPv6 so với IPv4 3
1.4 Sử dụng IPv4 hay IPv6 5
1.5 IPv6 cho IP/WDM 5
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ IP TRÊN MẠNG QUANG 6
2.1 Các thế hệ mạng WDM 6
2.2 Nghiên cứu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang 7
2.2.1 Xu hướng tích hợp WDM 7
2.2.2 Giới thiệu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang 8
2.2.3 Kiến trúc IP/ATM/WDM 9
2.2.4 Kiến trúc IP/SDH/WDM 10
A. Kiến trúc IP/PPP/HDLC/SDH 10
I, Tầng PPP 11
II,Tầng HDLC 11
III, Sắp xếp khung SDH 12
B. Kiến trúc IP/LAPS/SDH 12
2.3 Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE) 14
2.4 Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP trên quang 16
2.4.1 Mạng MPLS trên quang 16
A. Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 16
B. MPLS trên quang 17
2.4.2 Kỹ thuật lưu lượng MPLS trên quang 18
A. Các bó liên kết và các kênh điều khiển 19
B. Giao thức quản lý liên kết LMP 19
C. Mở rộng giao thức báo hiệu 19
D. Mở rộng báo hiệu 20
2.4.3 Mặt điều khiển MPLS 20
2.5 GMPLS và mạng chuyển mạch quang tự động (ASON) 21

2.5.1 MPLS trong mạng quang hay GMPLS (Generalized MPLS) 21
A. Sự khác nhau giữa MPLS và GMPLS 21
B. Các chức năng mảng điều khiển 22
C. Dịch vụ mảng điều khiển 23
D. Các giao thức mảng điều khiển 23
E. Giao thức báo hiệu 23
F. Mở rộng định tuyến thiết kế lưu lượng 23
G. Giao thức quản lý tuyến (LMP) 24
2.5.2 Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) 24
A. Kiến trúc ASON 24
B. Các giao diện CP ASON 25
C. Các yêu cầu chung của ASON 26
2.6 Kiến trúc IP/WDM 26
2.6.1. IP over WDM 27
A. Nguyên lý hệ thống 27
B. Định tuyến tại tầng quang 27
2.6.2. IP over Optical 28
A. DeMux/Mux : 28
B. Asynchronous Regeneration – AR 29
C. Buffer 31
D. TWC – Turnable Wavelength Converter 31
E. Switch 32
F. Filter 32
1
Công nghệ IP trên mạng quang
KẾT LUẬN 32
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IP
1.1 Giới thiệu chung
Như chúng ta đã biết Internet là một mạng máy tính toàn cầu, do hàng nghìn mạng
máy tính từ khắp mọi nơi nối lại tạo nên. Khác với cách tổ chức theo các cấp: nội hạt,

liên tỉnh, quốc tế của một mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, mạng Internet
tổ chức chỉ có một cấp, các mạng máy tính dù nhỏ, dù to khi nối vào Internet đều bình
đẳng với nhau. Do cách tổ chức như vậy nên trên Internet có cấu trúc địa chỉ, cách
đánh địa chỉ đặc biệt, trong khi cách đánh địa chỉ đối với mạng viễn thông lại đơn giản
hơn nhiều.
Đối với mạng viễn thông như mạng thoại chẳng hạn, khách hàng ở các vùng khác
nhau hoàn toàn có thể có cùng số điện thoại, phân biệt với nhau bằng mã vùng, mã
tỉnh hay mã quốc tế. Đối với mạng Internet , do cách tổ chức chỉ có một cấp nên mỗi
một khách hàng hay một máy chủ đều có một địa chỉ internet duy nhất mà không
được phép trùng với bất kỳ ai. Do vậy mà địa chỉ trên Internet thực sự là một tài
nguyên.
Hàng chục triệu máy chủ trên hàng trăm nghìn mạng. Để địa chỉ không được trùng
nhau cần phải có cấu trúc địa chỉ đặc biệt quản lý thống nhất và một Tổ chức của
Internet gọi là Trung tâm thông tin mạng Internet - Network Information Center (NIC)
chủ trì phân phối, NIC chỉ phân địa chỉ mạng (Net ID) còn địa chỉ máy chủ trên mạng
đó do các Tổ chức quản lý Internet của từng quốc gia một tự phân phối. (Trong thực
tế để có thể định tuyến (routing ) trên mạng Internet ngoài địa chỉ IP còn cần đến tên
riêng của các máy chủ (Host) - Domain Name).
1.2 IPv4
Địa chỉ IPv4 gồm 32 bit, chia thành bốn octet, mỗi octet là một byte. Địa chỉ IP
được chia thành năm lớp A, B, C, D và E. Giả sử Net_ID và Host_ID lần lượt là định
danh mạng và trạm. Địa chỉ IP được biễu diễn dưới dạng <Net_ID><Host_ID>. Với
IPv4 chúng ta có 2
32
(4,3 tỷ) địa chỉ.
Kề từ khi chính thức đựơc đưa vào sử dụng và được định nghĩa trong kiến nghị
RFC791 năm 1981 đến nay, Ipv4 đã chứng minh được khả năng dễ triển khai, dễ phối
hợp và hoạt động và tạo ra sự phát triển bùng nổ của các mạng máy tính. Tuy nhiên
đến thời điểm hiện tại với sự phát triển công nghệ hiện nay, hầu như tất cả tất cả các
thiệt bị điện tử trong tương lai sẽ tích hợp dịch vụ IP, hơn nữa sự tăng vọt ồ ạt các ứng

dụng và công nghệ cũng như các thiết bị di động khác đã làm cho không gian địa chỉ
Ipv4 ngày càng chật hẹp và bộc lộ nhiều điểm yếu của Ipv4:
 Thiếu địa chỉ IP do sự tăng quá nhanh của các host trên mạng Internet đã dẫn đến
tình trạng thiếu địa chỉ IP trầm trọng để gán cho các node. Trong những năm 1990,
CIDR đựơc xây dựng dựa trên khái niệm mặt nạ địa chỉ (address mask). CIDR đã
tạm khắc phục được những vấn đề nêu trên. Khía cạnh tổ chức mang tính thứ bậc
của CIDR đã cải tiến khả năng mở rộng của Ipv4. Mặc dù có thêm nhiều công cụ
khác ra đời như kĩ thuật subnetting (1985), kĩ thuật VLSM (1987) và CIDR (1993),
2
Công nghệ IP trên mạng quang
các kĩ thuật trên đã không cứu với IPv4 ra khỏi một vấn đề đơn giản: không có đủ
địa chỉ cho các nhu cầu tương lai. Do đó, một vài giải pháp tạm thời, chẳng hạn
dùng RFC1918 trong đó dùng một phần không gian địa chỉ làm các địa chỉ dành
riêng và NAT là một công cụ cho phép hàng ngàn host truy cập vào Internet chỉ
một vài IP hợp lệ để tận dụng tốt hơn không gian địa chỉ của IPv4.
 Quá nhiều các routing entry (bản ghi định tuyến) trên các backbone router : Với
tình hình hiện tại, do không có sự phân cấp địa chỉ IPv4 nên số lượng các routing
entry trở nên rất lớn, lên tới 110.000 bản ghi. Việc này làm chậm quá trình xử lý
của router, làm giảm tốc độ mạng.
 An ninh của mạng : với IPv4, đã có nhiều giải pháp khắc phục nhược điểm như
IPSec, DES, 3DES… nhưng các giải pháp này đều phải cài đặt thêm và có nhiều
phương thức khác nhau với mỗi loại sản phẩm chứ không đựơc hỗ trợ ở mức bản
thân của giao thức.
 Nhu cầu về các ứng dụng thời gian thực hay vấn đề đảm bảo chất lượng dịch vụ
QoS : Các thách thức mới từ việc nảy sinh các dịch vụ viễn thông, các yêu cầu
truyền thời gian thực cho các dịch vụ multimedia, video, âm thanh qua mạng, sự
phát triển của thương mại điện tử đã đặt ra việc đảm bảo QoS cho các ứng dụng
QoS trong IPv4 cũng được xác định trong trường TOS và phần nhận dạng tải trọng
của gói tin IP. Tuy nhiên trường TOS này có tính ít tính năng.
1.3 Ưu điểm của IPv6 so với IPv4

Do các vấn đề đặt ra ở trên nên một phiên bản của giao thức mới đã được giới thiệu.
Xuất phát điểm của IPv6 có tên gọi là Ipng (Internet Protocol Next Generation). Sau
đó, IPng được gán với phiên bản 6 và lấy tên chính thức là IPv6. Quan điểm chính khi
thiết kế từng bước thay thế IPv4, không tạo ra sự biến đổi quá lớn với các tầng trên và
dưới.
- Mở rộng của không gian địa chỉ : Địa chỉ của IPv6 bao gồm 128bit so với 32bit
của địa chỉ IPv4. Với phạm vi của địa chỉ IPv6, việc cung cấp địa chỉ trở nên
thoải mái hơn rất nhiều. Về mặt lý thuyết, 128bit địa chỉ có khả năng cung cấp
2
128
địa chỉ, nhiều hơn địa chỉ IPv4 khoảng 8 tỷ tỷ tỷ lần. Số địa chỉ này sẽ đáp
ứng được sự bùng nổ của các thiết bị IP trong tương lai. Ngoải ra IPv6 còn cung
cấp phương thức mới tự động cấu hình địa chỉ và xây dựng một phép kiểm tra
tính duy nhất của địa chỉ IP.
- Kết cấu địa chỉ định tuyến được phân cấp hiệu quả: Địa chỉ IPv6 được thiết kết
để tạo ra cơ sở định tuyến phân cấp, hiệu quả và có khả năng tập hợp lại dựa
trên sự phân cấp thành nhiều mức của các nhà cung cấp dịch vụ (ISP). Như vậy
các bảng định tuyến trên các router backbone sẽ gọn nhẹ hơn nhiều.
- Dạng header mới: Phần Header của IPv6 được giảm xuống tới mức tối thiểu
bằng việc chuyển tất cả các trường phụ thuộc hoặc không cần thiết xuống phần
header còn lại nằm ngay sau phần header của IPv6. Việc tổ chức hợp lý phần
header này làm tăng hiệu quả xử lý tại các router trung gian. IPv6 header và
IPv4 header là không tương thích với nhau, do đó các node phải được cài đặt 2
phiên bản IP mới có thể xử lý được các header khác nhau này.
3
Công nghệ IP trên mạng quang
- Tự động cấu hình địa chỉ: Tương tự như IPv4, IPv6 cũng cung cấp khả năng
cấu hình địa chỉ tự động DHCP, ngoài ra còn đưa thêm khả năng tự động cấu
hình địa chỉ khi không có DHCP Server. Trong một mạng, các host có thể tự
động cấu hình địa chỉ của nó bằng cách sử dụng IPv6 Prefix nhận đựơc từ

router (gọi là địa chỉ link-local). Hơn nữa trong một mạng mà không có router
thì host cung có thể cấu hình địa chỉ link-local để liên lạc với các host khác.
- Bảo mật: Hỗ trợ IPSec đã được hỗ trợ ngay bản thân của IPv6. Yêu cầu bắt
buộc này như là một tiêu chuẩn cho an ninh mạng, đồng thời mở rộng khả
năng làm việc được với nhau của các loại sản phẩm.
- Chất lượng dịch vụ tốt hơn (QoS): Phần header của IPv6 được đưa thêm vào
một số trường mới. trường nhãn luồng (flow label) ở IPv6 header được dùng để
đánh nhãn cho các luồng dữ liệu. Từ đó các Router có thể có những xữ lý khác
nhau với các gói tin thựôc các luồng dữ liêuk khác nhau. Do trưòng Flow label
nằm trong IPv6 header nên QoS vẫn được đảm bảo khi phần tải trọng được mã
hoá bởi IPSec.
- Khả năng mở rộng tốt: IPv6 có khả năng mở rông tốt bằng việc sử dụng header
mở rộng ngay sau phần IPv6 header. Điều này cho phép thêm vào các chức
năng mạng mới. Không giống như IPv4, phần lựa chọn địa chỉ có 40 byte thì
với IPv6, phần mở rộng chỉ bị hạn chế bởi kích thước của gói tin IPv6.
Có 3 loại địa chỉ IPv6. Đó là Unicast, Anycast và Multicast
Địa chỉ Unicast xác định một giao diện đơn.
Địa chỉ Anycast xác định một tập các giao diện sao cho một Packet gửi đến một địa
chỉ Anycast sẽ được phát tới một thành viên của nó.
Địa chỉ Multicast xác định một nhóm các giao diện, sao cho một Packet gửi đến một
địa chỉ Multicast sẽ được phát tới tất cả mọi giao diện của nhóm. Không có địa chỉ
Broadcast trong IPv6, nó đã được thay thế bằng địa chỉ Multicast.
Một đặc tính mới của IPv6 so với IPv4 đó là khả năng hỗ trợ QoS tại lớp mạng. Tuy
nhiên, điều này được thực hiện gián tiếp qua nhãn luồng và chỉ thị ưu tiên, và không
có sự đảm bảo nào về QoS từ đầu đến cuối cũng như không thực hiện chức năng dành
trước tài nguyên mạng. Dù sao khi các tính năng của IPv6 được sử dụng với các giao
thức dành trước tài nguyên mạng như RSVP chất lượng dịch vụ từ đầu đến cuối được
đảm bảo.
Đặc tính bảo mật của IPv6 hỗ trợ cho tính hợp pháp và bí mật cá nhân. Chúng cũng
cung cấp chức năng cơ bản cho việc tính cước dịch vụ và lưu lượng tương lai theo

cước phí.
Nhằm cải thiện vấn đề định tuyến, định dạng mào đầu (cơ sở) của IPv6 sẽ được cố
định; điều này cho phép giảm thời gian xử lý ở phần mềm do phần cứng thực hiện
nhanh hơn nên định tuyến cũng sẽ nhanh hơn. Nhiều thay đổi chủ yếu tập trung ở phần
phân tách số liệu. Trong IPv6, phân tách số liệu được thực hiện tại phía nguồn và khác
với IPv4, bộ định tuyến có dung lượng kích thước gói giới hạn. Kết hợp với những
thay đổi này bộ định tuyến IPv6 phải hỗ trợ tối thiểu 576 byte so với 68 byte của bộ
4
Công nghệ IP trên mạng quang
định tuyến IPv4. Tất cả thông tin về phân tách được chuyển từ mào đầu IP tới phần
mào đầu mở rộng nhằm đơn giản hóa giao thức và nâng tốc độ xử lý số liệu IP trong
bộ định tuyến.
Kiểm tra lỗi ở mức IP không được thực hiện trong IPv6 để giảm khối lượng xử lý
và cải thiện định tuyến. Kiểm tra lỗi tiêu tốn nhiều thời gian, mất nhiều bit mào đầu và
dư thừa khi cả lớp định tuyến và lớp truyền tải đều có chức năng kiểm tra tin cậy.
1.4 Sử dụng IPv4 hay IPv6.
Đến bây giờ chúng ta có thể khẳng định rằng IPv6 chưa thể thay thế IPv4 ngay
được. Hai phiên bản IP này sẽ cùng tồn tại trong nhiều năm nữa. Về nguyên lý, có thể
thực thi IPv6 bằng cách nâng cấp phần mềm thiết bị IPv4 hiện thời và đưa ra một giai
đoạn chuyển đổi để giảm thiểu chi phí mua sắm thiết bị mới và bảo vệ vốn đầu tư quá
khứ. Tuy nhiên, có một điều chưa chắc chắn đó là liệu tất cả các nhà khai thác Internet
sẽ chuyển sang công nghệ IPv6 hay không? Điều này phụ thuộc rất lớn vào lợi ích mà
nhà khai thác thu được khi chuyển sang nó. Hiện tại, vây quanh các nhà khai thác vẫn
là các bộ định tuyến IPv4 và phần lớn lưu lượng trên mạng thích ứng cho IPv4, đây
không chỉ là một yếu tố làm hạn chế sự thay đổi. Một đặc tính khác lôi cuốn các nhà
khai thác có cơ sở hạ tầng phát triển nhanh đó là đặc tính cắm và chạy (Plug and Play),
nó làm cho mạng IPv6 dễ dàng trong việc cấu hình và bảo dưỡng hơn so với mạng
IPv4. Để dễ dàng khi chuyển sang IPv6 thì các ứng dụng của IPv4 và IPv6 phải có khả
năng liên kết và phối hợp hoạt động với nhau (ví dụ các nhà sản xuất Internet Browser
cần phân phối cho các Client khả năng thông tin với cả IPv4 và IPv6). Một điều quan

trọng và tiên quyết cho việc phối hợp họat động đó là IPv6 cần hoạt động theo kiểu
Host ngăn kép: một cho ngăn giao thức IPv4 và một cho ngăn giao thức IPv6.
Như vậy, chúng ta có thể thấy rằng trước mắt sự xuất hiện IPv6 chỉ làm cho sự lựa
chọn thêm khó khăn (cũng giống như lợi ích của việc định tuyến hiệu quả còn tùy
thuộc vào liệu các nhà khai khác có sử dụng IPv6 không). Về lâu dài, sự nghi ngại về
độ phức tạp và hiệu quả của IPv6 so với IPv4 sẽ được loại bỏ vì đến nay các ứng dụng
IP đang cố thu nạp những điểm mạnh của IPv6 chẳng hạn như QoS.
1.5 IPv6 cho IP/WDM
Vấn đề chính của chúng ta là phải xác định xem những gì cần cho mạng và những
gì nên loại bỏ để làm cho truyền tải IP trên mạng WDM hiệu quả hơn. Trong bối cảnh
hiện nay, IPv6 là phiên bản hợp lý nhất để hiện thực hóa điều này, để mạng tối ưu hơn.
Mào đầu nhỏ và hiệu quả cao, không có chức năng kiểm tra lỗi trong giao thức đó là
ưu điểm của việc sử dụng IPv6. Điều này có nghĩa là yêu cầu cơ bản đối với hạ tầng
WDM là phân phối dung lượng truyền tải tin cậy, đó là một trong những điểm giá trị
nhất của nó. Trong bất kỳ trường hợp nào, sự thích ứng mới giữa IP và WDM cần
được phát triển. Lớp thích ứng này phải có khả năng dành trước tài nguyên.
Kịch bản này xem các bộ định tuyến IPv4 được thích ứng ở biên của mạng WDM,
điều này đồng nghĩa với việc tạo ra một quá trình chuyển đổi dần dần tại biên giới giữa
các thành phần mạng. Sử dụng IPv6 trong phần lõi của mạng WDM sẽ đem lại hiệu
quả, khả năng mở rộng lớn hơn so với IPv4.
5
Công nghệ IP trên mạng quang
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ IP TRÊN MẠNG QUANG
2.1 Các thế hệ mạng WDM.
Thế hệ WDM đầu tiên được sử dụng trong mạng WAN. Cấu hình mạng WAN
WDM được cài đặt nhân công hoặc cố định. Đường truyền WDM cung cấp các kết nối
điểm nối điểm với tốc độ thấp. Kỹ thuật chính trong WDM thế hệ đầu tiên là thiết kế
và phát triển Laser WDM, các kỹ thuật khuếch đại quang, các giao thức truy nhập và
định tuyến tĩnh. Các thiết bị xen, ré bước sóng quang WADM cũng được sử dụng
trong mạng MAN. Các thiết bị đấu nối chéo quang DXC được sử dụng để kết nối các

vòng Ring WADM. Các kết nối này có thể là băng thông rộng hoặc băng thông hẹp.
Ứng dụng của các hệ thống WDM thế hệ đầu tiên là các trung kế chuyển mạch cho tín
hiệu thoại, các đường truyền E1, T1.
Thế hệ WDM thứ hai có khả năng thiết lập các kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối trên
lớp quang bằng cách sử dụng WSXC. Các đường quang này có cấu trúc (topology) ảo
trên topology vật lý của cáp sợi quang. Cấu hình các bước sóng ảo này được cài đặt
mềm dẻo hơn theo yêu cầu sử dụng. Kỹ thuật chính WDM thế hệ thứ hai là xen, rẽ
bước sóng quang, các thiết bị đấu nối chéo, bộ biến đổi bước sóng quang tại các bộ
đấu nối chéo, định tuyến động và phân bổ bước sóng quang, các giao diện để kết nối
với các mạng khác.
Thế hệ WDM thứ ba phát triển theo hướng mạng chuyển mạch gói quang không có
kết nối. Trong mạng này, các nhãn hoặc mào đầu quang được gắn kèm với số liệu,
được truyền cùng với tải và được xử lý tại các bộ chuyển mạch WDM quang. Căn cứ
vào tỷ số của thời gian xử lý gói tin mào đầu và thời gian xử lý toàn bộ gói tin, các bộ
chuyển mạch quang WDM có thể chia thành hai loại: Chuyển mạch nhãn (OLS) hoặc
chuyển mạch nhóm (OBS). Một số ví dụ thiết bị WDM thế hệ ba là: Bộ định tuyến
(Router) quang chuyển mạch nhãn, Router quang Gigabit, Chuyển mạch quang nhanh.
Khả năng kết hợp với nhau trong vận hành giữa mạng WDM và mạng IP là vấn đề
trọng tâm trong mạng WDM thế hệ ba. Kết hợp định tuyến và phân bổ bước sóng trên
cơ sở chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) được coi là chuyển mạch nhãn đa giao
thức tổng quát (Generalized MPLS) thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội. Nhiều kỹ thuật
phần mềm quan trọng như quản lý băng thông, đặt lại cấu hình, khôi phục, hỗ trợ chất
lượng dịch vụ cũng đã được thực hiện.
Hình 2.1 : Mạng WDM qua các thế hệ
6
Công nghệ IP trên mạng quang
2.2 Nghiên cứu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang
2.2.1 Xu hướng tích hợp WDM
Nhu cầu truyền tải IP qua mạng ngày càng tăng. Trong khi IP được xem như là
công nghệ lớp mạng phổ biến thì công nghệ WDM cung cấp khả năng dung lượng

truyền dẫn lớn. Hơn nữa, khả năng cấu hình mềm dẻo của các bộ OXC đã cho phép
xây dựng mạng linh hoạt hơn, nhờ đó các đường quang (lightpath) có thể lập theo nhu
cầu. Một trong những thách thức quan trọng đó là vấn đề điều khiển các lightpath này,
tức là phát triển các cơ chế và thuật toán cho phép thiệt lập các lightpath nhanh và
cung cấp khả năng khôi phục khi có sự cố, trong khi vẫn đảm bảo được tính tương tác
giữa các nhà cung cấp thiệt bị.
Đã có nhiều phương pháp để cung cấp dịch vụ gói IP trên mạng WDM được đề
nghị: IP/ATM/SDH over WDM, IP/SDH over WDM, v.v.v. Tuy nhiên việc quản lý
mạng theo các phương pháp trên gặp không ít khó khăn. Nguyên nhân chủ yếu gây
nên sự phức tạp trong quản lý chính là sự phân lớp theo truyền thống của giao thức
mạng. Các mạng truyền thống có rất nhiều lớp độc lâp, do đó có nhiều chức năng
chồng chéo nhau ở các lớp và thường xuyên có sự mâu thuẩn lẫn nhau. Vì vậy, một
trong những giải pháp để giảm chi phí xây dựng và quản lý mạng một cách triệt để đó
là số lớp giao thức.
Hơn nữa, khi dung lượng và khả năng kết nối mạng trong cả công nghê IP và WDM
tăng lên thì càng cần thiết tối ưu mạng IP và bỏ qua tất cả các công nghệ lớp trung
gian để tạo nên mạng Internet quang thật sự hiệu quả và mềm dẻo. Tuy nhiên, các lớp
trung gian cung cung cấp một số chức năng có giá trị như lưu lượng (Traffic
Engineering) và khôi phục. Những chức năng này cần được giữ lại trong mạng
IP/WDM bằng cách đưa chúng lên lớp IP hoặc xuống lớp quang.Từ đó người ta mới
nghĩ đến công nghệ IP over WDM. Đây là một công nghệ mới tuy rằng còn nhiều vấn
đề chưa giải quyết nhưng với lợi ích của nó, thị trường rộng lớn và tương lai sáng sủa,
các tổ chức viễn thông quốc tế đang triển khai công tác nghiên cứu công nghệ này. IP
over WDM cung cấp khả năng truyền dẫn trực tiếp gói số liệu IP trên kênh quang,
giảm sự lặp chức năng giữa các lớp mạng, giảm bộ phận trung tâm dư thừa tại các lớp
SDH/SONET, ATM, giảm thao tác thiệt bị, dẫn đến giảm chi phí bảo dưỡng và quản
lý. Do không phải qua lớp SDH và ATM nên gói số liệu có hiệu suất truyền dẫn cao
nhất, đồng nghĩa với chi phí thấp nhất. Ngoài ra còn có thể phối hợn với đặc tính lưu
lượng không đối xứng của IP, tận dụng băng tần nhằm giảm giá thành khai thác. Từ đó
gián tiếp giảm chi phí cho thuê bao. Rõ ràng đây là một kết cấu mạng trực tiếp nhất,

đơn giản nhất, kinh tế nhất, rất thích hợp sử dụng cho các mạng đường trục.
Hình 2.2: Xu hướng tích hợp IP/WDM
7
Công nghệ IP trên mạng quang
2.2.2 Giới thiệu các giải pháp truyền tải IP trên mạng quang
Hiện nay đã có nhiều giải pháp đang được nghiên cứu, phát triển, hoặc là đã được
triển khai trên các mạng của các nhà khai thác trong những năm qua. Xu hướng nghiên
cứu tích hợp IP quang đang diễn ra mạnh mẽ không chỉ ở trong dự án nghiên cứu phát
triển của những trung tâm nghiên cứu khoa học lớn mà nó còn lan rộng trong các
phòng thí nghiệm Lab của các trường Đại học. Theo thống kê của EURESCOM
(European Institute for Research and Strategic Studies in Telecommunication) trong
dự án hiện nay trên thế giới có khoảng hơn 13 giải pháp liên quan đến vấn đề truyền
tải IP trên mạng quang.
Khi đi vào tìm hiểu và nghiên cứu cho thấy 2 xu hướng khả thi, một là khai thác ưu
điểm của công nghệ hiện có trên mạng, thêm tính năng để thích ứng với việc mạng lưu
lượng IP với kích thước gói thay đổi. Xu hướng kia là nghiên cứu ra các giao thức mới
phù hợp với đặc tín lưu lượng IP. Điều này được thể hiện rõ khi ta gắn các giải pháp
trên vào mô hình phân lớp mạng.
Líp dÞch
vô/®Þnh
tuyÕn
Líp
truyÒn t¶i
IP
POS SDH
WDM
IP
Ethernet
GbE SDH
WDM

IP
MAPOS
WDM
SDL
RPR Ethernet SDH
SDH (VCnc)/LAPS
IP ATM
ATM
Cell Based SDH
WDM
ATM
IP ATM
DTM
SDH frame
DTM frame
based
WDM
DTM
Líp
m¹ng
quang
ATM
RSP
Ethernet SDH
Hình 2.3: Các mô hình phân lớp mạng
Trong đó lớp thích ứng ATM (ALL 5) sẽ đóng vai trò cung cấp dịch vụ và chức
năng định tuyến lớp 3.
Chức năng Lớp 2 được xây dựng dựa trên các công nghệ hiện đã trưởng thành như
SDH, ATM, Ethernet, DTM và WDM. Một số giao thức như MPOA/LAPS, RSP,
POS, SDL được phát triển trong lớp mạng này thực hiện bao gói IP (Encapsulation)

trong các định dạng khung cho truyền dẫn trên các bước sóng quang. Một điều dễ nhận
thấy là các giao thức này đều được xây dựng quanh các công nghệ đã trưởng thành kể
trên. Chúng ta hoàn toàn có thể lý giải được điều này: các dự án nghiên cứu phần lớn
chịu ảnh hưởng bởi nguồn tài chính từ các nhà khai thác mạng, sản xuất thiết bị, như
thế nó sẽ chỉ giải quyết những vấn đề đang tồn tại của họ. Chính vì vậy các nghiên cứu
về giao thức truyền tải cũng chỉ tập trung vào những công nghệ này mà thôi.
Lớp 1- giao diện vật lý, sẽ là các tế bào ATM (theo giao diện STM-1 hoặc STM-4),
khung truyền dẫn SDH, Ethernet, DTM và Digital Wrapper (G.907). Các bước sóng
quang đóng vai trò tuyến kết nối điểm - điểm giữa các nút trong mạng. Đôi khi người
ta xem các bước sóng này tạo thành lớp quang đóng vai trò.
Lớp 0, nghĩa là nó thuần tuý chỉ là tuyến vật lý cung cấp kết nối giữa các thành
phần trong mạng truyền tải.
8
Công nghệ IP trên mạng quang
Cấn nhớ thêm rằng là khi xuất hiện chuyển mạch gói quang (OPS), công nghệ này
có khả năng hoạt động từ Lớp 1 đến lớp 3 trong mô hình OSI, thì gói IP sẽ được sắp
xếp trực tiếp trong gói quang mà không cần qua lớp trung gian. Tuy nhiên phải cần rất
nhiều thời gian nữa thì công nghệ chuyển mạch gói quang mới có thể thương mại rộng
rãi trên thị trường.
2.2.3 Kiến trúc IP/ATM/WDM
Hình 2.4: Ngăn giao thức IP/ATM/SDH.
Một khả năng khác của việc tích hợp IP với WDM đó là truyền tải trực tiếp bào
ATM trên kênh WDM. Nhưng có một sự khác biệt ở đây là các tế bào ATM không
được đóng trong các khung SDH mà chúng được gửi trực tiếp trên môi trường vật lý
bằng sử dụng tế bào ATM tạo trên lớp vật lý.
Tế bào tạo trên lớp vật lý là một kỹ thuật tương đối mới đối với truyền tải ATM. Tế
bào dựa trên cơ chế vật lý đã được phát triển riêng cho giao thức ATM; kỹ thuật này
không hỗ trợ cho bất kỳ giao thức nào ngoài những giao thức thiết kế cho ATM.
Một số ưu điểm của việc sử dụng các giao diện trên cơ sở tế bào thay cho các giao
diện SDH như trình bày ở trên:

- Kỹ thuật truyền dẫn đơn giản đối với tế bào ATM khi các tế bào được truyền
trực tiếp trên môi trường vật lý sau khi đã được ngẫu nhiên hoá.
- Mào đầu của tín hiệu truyền trên lớp vật lý ít hơn (khoảng 16 lần so với SDH).
- ATM là phương thức truyền dẫn không đồng bộ nên không đòi hỏi cơ chế định
thời nghiêm ngặt với mạng.
- Giảm chi phí cho lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng cho tầng SDH.
Tuy nhiên, nhược điểm của giải pháp này là :
- Tuy về hình thức tế bào ATM cũng có các tiêu đề tế bào (còn gọi là cell tax)
gần giống như trong truyền dẫn SDH có các byte quản lý, nhưng công nghệ
truyền dẫn này chỉ có thể thực hiện cho các tế bào ATM.
- Việc tách xen các luồng nhánh không linh hoạt.
9
Công nghệ IP trên mạng quang
Vì nhược điểm của truyền dẫn ATM rất khó khắc phục, trong khi SDH lại định
nghĩa như là một phương thức truyền dẫn cho các mạng quang. Do đó, công nghệ này
không được các nhà công nghiệp phát triển rộng rãi.
2.2.4 Kiến trúc IP/SDH/WDM
Có thể thực hiện một cách đơn giản để truyền dẫn khung SDH có đóng gói các IP
datagram qua mạng WDM nhờ sử dụng các Transponder (là bộ thích ứng bước sóng).
Ta cũng có thể truyền dẫn các khung SDH mang thông tin của các IP datagram trên
mạng truyền tải SDH đồng thời với các loại lưu lượng dịch vụ khác. Nhưng cùng với
sự phát triển của cơ sở hạ tầng mạng truyền tải quang OTN thì truyền dẫn trên mạng
WDM là tất yếu và có nhiều ưu điểm hơn.
Với hệ thống SDH, ta có thể thực hiện chuyển mạch bảo vệ cho các liên kết lưu
lượng IP khi cáp đứt nhờ các chuyển mạch bảo vệ tự động APS dưới các hình thức
khác nhau (chuyển mạch bảo vệ đường hoặc chuyển mạch bảo vệ tuyến). Quá trình
thực hiện tại tầng quang.
Hình 2.5: Ngăn xếp giao thức IP/SDH.
Để thực hiện truyền dẫn IP trên SDH có thể sử dụng các giao thức PPP/HDLC
hayLAPS. Tương ứng ta có các mô hình phân lớp như hình 2.5.

Tuy nhiên, không thể đồng thời sử dụng hai mô hình này (tức LAPS và HDLC
không thể cùng tồn tại).
A. Kiến trúc IP/PPP/HDLC/SDH
Hình 2.5a là phiên bản IP/SDH có sử dụng đóng gói PPP và các khung HDLC.
Trong trường hợp này, các card đường dây trong các IP router sẽ thực hiện đóng
khung PPP/HDLC. Sau đó, tín hiệu quang được định dạng cho phù hợp với truyền dẫn
trên sợi quang qua các phần tử SDH, các IP router giáp ranh hay qua các WDM
Transponder để truyền dẫn ở cự ly xa. Có nhiều loại giao diện IP/SDH khác nhau:
10
Công nghệ IP trên mạng quang
- Các luồng VC-4 hay VC-4-X
c
: cung cấp một băng thông tổng mà không có sự
phân biệt nào cho từng loại dịch vụ IP trong trường hợp chúng xuất hiện đồng
thời trong một luồng các datagram.
- Các giao diện kênh: tại đây các đầu ra STM-16 quang có thể gồm 16 luồng VC-
4 riêng biệt, trong đó mỗi luồng VC-4 tương ứng với một loại dịch vụ. Sau đó,
các luồng VC-4 riêng biệt có thể được định tuyến qua mạng SDH để đến các
router đích khác nhau (điều này có thể thực hiện nhờ khả năng tách xen một
luồng bất kỳ ở một vị trí bất kỳ của hệ thống SDH).
I, Tầng PPP
PPP là một phương thức đã được chuẩn hoá để đóng gói các datagram hay bất kỳ
một kiểu gói nào khác để truyền dẫn qua các phương tiện khác nhau, từ đường dây
thuê bao tương tự đến hệ thống số SDH. Nó còn có chức năng thiết lập và xoá bỏ liên
kết.
PPP gồm 3 thành phần:
- Phương thức đóng gói các IP datagram để truyền dẫn: PPP cung cấp một liên
kết không đồng bộ với các khối 8 bit của dữ liệu và không phân chia nhỏ (nghĩa
là giao diện nối tiếp đồng thời có ở tất cả các máy tính) cũng như các liên kết
đồng bộ có định hướng bit.

- Một giao thức điều khiển liên kết (LCP): để thiết lập, định dạng và kiểm tra sự
kết nối của dữ liệu. Điều này cho phép các đầu cuối có thể lựa chọn các liên kết
khác nhau.
- Một họ các giao thức điều khiển mạng (NCPs): để cấu hình và thiết lập các giao
thức của tầng mạng.
II,Tầng HDLC
HDLC là một chuẩn của ISO, giao thức này được phát triển bởi IBM trong những
năm 1970. Hình 2.6 là khuôn dạng khung HDLC.
Tầng này thực hiện thêm các byte cờ (flag) có giá trị 0x7E để phân biệt đầu cuối
của mỗi khung. Trường cờ ở trước trường địa chỉ được gọi là cờ mở đầu khung.
Trường cờ ở sau trường FCS được gọi là cờ kết thúc khung, và nó còn có thể là cờ mở
đầu của khung tiếp theo. Các thực thể của tầng dữ liệu trong khi truyền dẫn sẽ xử lý
nội dung của khung (trong khoảng ở giữa hai trường cờ mở đầu và kết thúc). Trong
khung PPP đưa xuống có thể sẽ xuất hiện các byte có giá trị giống với trường cờ, để
phân biệt được thì các byte này trong phần thông tin sẽ được chuyển thành byte có giá
trị 0x7D và 0x7E liên tiếp nhau. Trong trường hợp byte thông tin là 0x7D thì nó lại
được chuyển thành hai byte liên tiếp 0x7D và 0x5D. Ở đầu thu, những chuyển đổi trên
sẽ được khôi phục và được thay thế bằng các byte gốc.
11
Công nghệ IP trên mạng quang
Hình 2.6: Khung HDLC chứa PPP
III, Sắp xếp khung SDH
Các khung HDLC được sắp xếp vào tải của các VC-4 hay VC-4-X
c
có sự đồng bộ
ranh giới của các byte trong khung HDLC với ranh giới của các byte trong VC-4 (VC-
4-X
c
). Giống như sắp xếp ATM/SDH cần phải thực hiện ngẫu nhiên hoá trước khi sắp
xếp vào các khung VC-4 (VC-4-X

c
) nhằm hạn chế một cách thấp nhất rủi ro do sai lỗi
gây ra. Đa thức ngẫu nhiên hoá được sử dụng để xác định nội dung trường tải tin khi
này sẽ nhận giá trị bằng 22 (0x16) để chỉ tải PPP/HDLC có sử dụng ngẫu nhiên hoá.
Nếu không sử dụng ngẫu nhiên hoá thì byte này có giá trị bằng 207 (0xCF). Byte chỉ
thị đa khung H4 không được sử dụng nên nhận giá trị bằng 0.
Tốc độ truyền dẫn cơ bản của IP/SDH là tốc độ khung STM-1 (bằng 155.52 Mbps)
với băng thông của thông tin là 149.76 Mbps. Vì vậy, sau khi sắp xếp vào các khung
VC-4 (VC-4-X
c
) thì các khung này sẽ được xếp lên khung STM-1. Quá trình này phải
thêm các byte tiêu đề MSOH và RSOH. Để có tốc độ tín hiệu thấp hơn thì phải sử
dụng luồng nhánh ảo VT tức là, sắp xếp vào các luồng nhánh tốc độ E3. Nếu cần tốc
độ cao hơn thì dùng đa khung STM-N.
B. Kiến trúc IP/LAPS/SDH
Hình 2.5b là mô hình truyền dẫn IP/SDH sử dụng LAPS. LAPS là một giao thức đơn giản
được sử dụng để truyền dẫn IP (IPv4, IPv6), PPP và các giao thức khác của tầng trên. Ở đây,
nó được sử dụng để truyền dẫn IP/SDH.
Hình 2.7: Khung LAPS chứa IP datagram.
Hình 2.7 là cấu trúc khung LAPS thực hiện đồng bộ theo octet. Giống như khung
HDLC, các khung LAPS cũng được bắt đầu và kết thúc bằng các trường cờ có giá trị
0x7E. Để đảm bảo truyền dẫn trong suốt tức có thể phân biệt được trường cờ với các
byte 0x7E khác xuất hiện trong trường thông tin, thì các byte này cũng chuyển thành
12
Công nghệ IP trên mạng quang
hai byte có gái trị 0x7D và 0x7E liên tiếp nhau. Trong trường hợp byte thông tin là
0x7D thì nó lại được chuyển thành hai byte 0x7D và 0x5D. Và ở dầu thu sẽ khôi phục
lại các byte gốc.
Trường địa chỉ (Addr) gồm một octet có giá trị 0x04. Theo sau là trường điều khiển
có độ dài 1 octet với giá trị 0x03.

Trường chỉ thị điểm truy cập dịch vụ (SAPI) được sử dụng để chỉ thị loại dịch vụ lớp
trên (IP, PPP hay các kiểu dữ liệu gói khác) được đưa xuống thực thể tầng liên kết dữ
liệu. Kết quả là SAPI sẽ xác định loại thực thể tầng liên kết dữ liệu được dùng để xử lý
các khung dữ liệu của tầng liên kết dữ liệu cũng như thực thể của tầng trên sẽ nhận
thông tin được truyền dẫn trên các khung của tầng liên kết dữ liệu. Bảng 2.1 là giá trị
của SAPI tương ứng với các giao thức lớp trên
Bảng 2.1: Giá trị của SAPI tương ứng với các dịch vụ lớp trên.
Giá trị SAPI Loại giao thức lớp trên
0021 Dịch vụ IPv4
0057 Dịch vụ IPv6
Các giá trị khác Dự trữ để mở rộng trong tương lai
Sau trường SAPI là trường thông tin mang dữ liệu của tầng trên với độ dài là một số
nguyên byte dữ liệu (quy ước là 1600 byte). Tiếp theo là trường kiểm tra khung FCS
có độ dài 32 bit để kiểm soát lỗi cho khung dữ liệu.
Việc sắp xếp vào khung SDH cũng được thực hiện tương tự như đối với khung
HDLC và phải được ngẫu nhiên hoá trước khi sắp xếp. Khi này byte nhãn tín hiệu
đường ở vị trí trên C2 nhận giá trị 24 (0x18) và byte nhãn tín hiệu đường ở vị trí dưới
V5 nhận mã nhị phân 101.
Mạng truyền tải gói IP được đóng trong khung SDH truyền trên môi trường WDM
được biểu diễn trong hình 8.
Các khung SDH được sử dụng để tạo nên khung bao gói IP một cách đơn giản cho
truyền dẫn WDM bằng bộ Transponder (thích ứng bước sóng) hoặc truyền tải lưu
lượng IP trong khung SDH qua mạng truyền tải SDH cùng với lưu lượng khác sau đó
mới sử dụng các tuyến WDM.
Giải pháp này tận dụng ưu điểm của SDH để bảo vệ lưu lượng IP chống lại sự cố
đứt cáp nhờ chức năng chuyển mạch tự động (APS). Điều này cũng có thể thực hiện
trong lớp mạng quang dựa trên WDM.
13
Công nghệ IP trên mạng quang

OLA
ghép
kênh
WDM
IP router

IP router
SDH ADM
Transponder STM-
16
Hình 2.8: Ví dụ về mạng IP/SDH/WDM.
2.3 Công nghệ Ethernet quang (Gigabit Ethernet- GbE)
Hiện nay, Ethernet chiếm tới 85% trong ứng dụng mạng LAN. Chuẩn Gigabit
Ethernet có thể sử dụng để mở rộng dung lượng LAN tiến tới MAN và thậm chí cả
đến cả WAN nhờ các Card đường truyền Gigabit trong các bộ định tuyến IP; những
Card này có giá thành rẻ hơn 5 lần so với Card đường truyền cùng dung lượng sử dụng
công nghệ SDH. Nhờ đó, Gigabit Ethernet trở nên hấp dẫn trong môi trường Metro để
truyền tải lưu lượng IP qua các mạch vòng WDM hoặc thậm chí cho cả các tuyến
WDM cự ly dài. Hơn thế nữa, các cổng Ethernet 10 Gbit/s đã được chuẩn hoá.
Mạng Ethernet tốc độ bit thấp (ví dụ 10Base-T hoặc 100Base-T) sử dụng kiểu
truyền hoàn toàn song công, ở đây băng tần truyền dẫn hiệu dụng được chia sẻ giữa tất
cả người sử dụng và giữa hai hướng truyền dẫn. Để kiểm soát sự truy nhập vào băng
14
Công nghệ IP trên mạng quang
tần chia sẻ có thể sử dụng công nghệ CSMA-CD. Điều này sẽ làm giới hạn kích thước
vật lý của mạng vì thời gian chuyển tiếp không được vượt quá “khe thời gian” có độ
dài khung nhỏ nhất (chẳng hạn 512 bit đối với 10Base-T và 100Base-T). Nếu tốc độ
bit là 1Gb/s mà sử dụng độ dài khung nhỏ nhất 512 bit thì mạng Ethernet chỉ đạt
chừng 10m vì thế độ dài khung tối thiểu trong trường hợp này được định nghĩa bằng
4096 bit cho Gigabit Ethernet. Điều này hiện làm giới hạn kích thước mạng trong

phạm vi 100m. Tuy nhiên, kiểu hoàn toàn song công vẫn hấp dẫn trong môi trường
Gigabit Ethernet.
Khi Gigabit Ethernet (1000Base-X) sử dụng kiểu song công nó trở thành một
phương pháp tạo khung và bao gói đơn giản và tính năng CSMA-CD không còn được
sử dụng. Chuyển mạch Ethernet cũng được sử dụng để mở rộng topo mạng thay thế
cho các tuyến điểm - điểm.
.
Hình 2.9: Khung Gigabit Ethernet
Phần trống
Phần mào đầu
Phân định ranh giới bắt đầu
Địa chỉ đích
Địa chỉ nguồn
Độ dài khung
Trường điều khiển tuyến
logic + tải tin (độ dài tối đa 1500 byte)
Dãy kiểm tra khung
Tổng số mào đầu
15
Công nghệ IP trên mạng quang
Cấu trúc khung Gigabit Ethernet biểu diễn trong hình 2.9. Độ dài tải cực đại của
Gigabit Ethernet là 1500 byte nhưng có thể mở rộng tới 9000 byte (Khung Jumbo)
trong tương lai. Tuy nhiên, kích thước tải lớn hơn sẽ khó tương hợp với các chuẩn
Ethernet trước đây và hiện tại cũng chưa có chuẩn nào cho vấn đề này.
Khung Ethernet được mã hoá trong sóng mang quang sử dụng mã 8B/10B. Trong
8B/10B mỗi byte mã hoá sử dụng 10 bit nhằm để đảm bảo mật độ chuyển tiếp phù hợp
trong tín hiệu khôi phục đồng hồ. Do đó thông lượng đầu ra 1Gb/s thì tốc độ đường
truyền là 1.25Gb/s. Việc mã hoá cũng phải đảm bảo chu kỳ trống được lấp đầy ký hiệu
có mật độ chuyển tiếp phù hợp giữa trạng thái 0 và 1 khi các gói không được phát đi
nhằm đảm bảo khả năng khôi phục đồng hồ.

Gigabit Ethernet cung cấp một số CoS như định nghĩa trong tiêu chuẩn IEEE
802.1Q và 802.1P. Những tiêu chuẩn này dễ dàng cung cấp CoS qua Ethernet bằng
cách gắn thêm thẻ cho các gói cùng chỉ thị ưu tiên hoặc cấp độ dịch vụ mong muốn
cho gói. Những thẻ này cho phép tạo những ứng dụng liên quan đến khả năng ưu tiên
của gói cho các phần tử trong mạng. RSVP hoặc DiffServ cũng được hỗ trợ bằng cách
sắp xếp trong 802.1p lớp dịch vụ.
2.4 Kỹ thuật MPLS để truyền dẫn IP trên quang
2.4.1 Mạng MPLS trên quang
A. Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS
Hiện có nhiều giải pháp khác nhau hướng đến việc xử lý định tuyến ở lớp 2, nghĩa
là thực hiện “định tuyến” thay vì “chuyển mạch” trong mạng IP.
MPLS là một nỗ lực của IETF để tạo ra một giải pháp chuẩn hoá cho vấn đề này.
“Nhãn” ở đây là một số được gán tại bộ định tuyến IP ở biên của miền MPLS hoặc
chuyển mạch nhãn xác định tuyến qua mạng để các gói được định tuyến một cách
nhanh chóng không cần phải tìm kiếm địa chỉ đích trong gói IP. Nhãn này có thể gắn
thêm vào gói IP hoặc ghi trong khung gói khi tồn tại trường phù hợp. MPLS không
giới hạn ở bất kỳ lớp tuyến nào và có thể sử dụng chức năng phát chuyển từ các thiết
bị ATM hoặc chuyển tiếp khung.
Trong MPLS các gói IP được phân thành các lớp phát chuyển tương ứng
(Forwarding Equivalence Classes -FEC) ở lối vào miền MPLS. FEC là một nhóm các
gói IP được phát chuyển trên cùng tuyến và được xử lý theo cùng một cách. Việc gán
này có thể dựa trên địa chỉ host hoặc “phù hợp dài nhất” tiền tố địa chỉ đích của gói IP.
Nhờ FEC mà các gói IP được gán và mã hoá với nhãn có độ dài cố định và ngắn.
Tại các nút mạng MPLS các gói được đánh nhãn phát chuyển theo mô hình trao đổi
nhãn. Điều này có nghĩa là nhãn kết hợp với gói IP được kiểm tra tại mỗi bộ định
tuyến chuyển mạch nhãn (LSR) và được sử dụng như là một chỉ số trong cơ sở thông
tin nhãn (LIB). Nhãn được gắn lối vào phát chuyển nhãn hop kế tiếp trong bảng này
mà xác định ở đâu gói phát chuyển tới. Nhãn cũ được thay thế bằng nhãn mới và gói
được phát chuyển tới hop kế tiếp của nó. Do đó, khi gói IP nằm trong địa phận MPLS
thì phần mào đầu mạng không phải là đối tượng phân tích kỹ hơn trong các hop MPLS

tiếp sau.
16
Công nghệ IP trên mạng quang
Nhằm thiết lập và duy trì tuyến ứng với thông tin thu thập từ giao thức định tuyến,
LSR dọc theo tuyến này phải gán và phân bổ nhãn cho những nút lân cận. Kèm theo
đó là một tuyến chuyển mạch nhãn (LSP) được tạo ra giữa lối vào và lối ra của địa
phận MPLS. LSP được tạo ra bằng việc móc nối một hoặc nhiều bộ định tuyến chuyển
mạch nhãn cho phép phát chuyển gói bằng cách trao đổi nhãn. Sự phân bổ nhãn cho
phép LSR thông tin tới LSR khác của một liên kết FEC/nhãn đã được thiết lập. Với
liên kết này thì LIB trong các LSR được sử dụng trong quá trình trao đổi nhãn nhằm
duy trì cho số liệu. Sự phân bổ các liên kết FEC/nhãn trong số các LSR tham gia nhằm
thiết lập LSP nhờ giao thức phân bổ nhãn (LDP).
MPLS đem lại một số lợi ích cho nhà cung cấp IP:
- Phát chuyển hiệu quả: do sử dụng nhãn nên các bộ định tuyến lõi/LSR không
cần thực hiện việc tìm kiếm tuyến trong các bảng định tuyến lớn mà chỉ cần
thực hiện trong LIB nhỏ hơn.
- Dịch vụ phân biệt: các tuyến hoặc FEC có thể được gán cho CoS khác nhau. Sử
dụng nhãn kết hợp với các tham số CoS cho phép dễ dàng nhận diện dòng lưu
lượng như vậy.
- Mạng riêng ảo MPLS: VPN có thể được thiết lập bằng cách tương đối đơn giản.
Thêm nữa sử dụng các nhãn (khác nhau), lưu lượng riêng có thể tách ra trong
mạng công cộng.
- Thiết kế lưu lượng: bởi vì các tuyến MPLS dựa trên topo và sử dụng nhãn để
nhận diện chúng nên tuyến dễ dàng được định tuyến lại. Lại một lần nữa nhãn
được sử dụng để thực hiện điều này.
Do có thể thực hiện trên các phần tử chuyển mạch ATM nên phát chuyển gói có thể
đạt đến tốc độ đường truyền.
B. MPLS trên quang
Đây là việc sử dụng MPLS tại tầng quang. Tầng kênh quang cung cấp các kết nối
quang end – to – end giữa các điểm truy nhập. Trong mạng dữ liệu, các chức năng chủ

chốt đều được thực hiện bởi mặt điều khiển kỹ thuật lưu lượng MPLS. Tương tự, tầng
kênh quang cũng có các chức năng sau: định tuyến, giám sát, chuyển mạch bảo vệ và
phục hồi kênh quang.
MPLS là sự lựa chọn hợp lý để thiết kế một mặt điều khiển chung UCP và nó được
sử dụng để xây dựng các mô hình peer. Mô hình này gồm các IP router và các OXC
hoạt động trong một miền quản trị đơn, duy trì một cơ sở dữ liệu cấu hình đơn. Đặc
biệt, có thể mở rộng một loạt các giao thức MPLS TE để điều khiển hoạt động các
thiết bị OXC và IP router. Trong trường hợp này, các OXC có khả năng lập trình với
các kết cấu chuyển mạch có thể thay đổi các kết nối và mặt điều khiển hoàn hảo sẽ
thực hiện được các chức năng của tầng quang.
Nhắc lại rằng ý tưởng MPLS TE là thiết lập các đường chuyển mạch nhãn (LSP)
xuyên qua một mạng gồm các router chuyển mạch nhãn (LSR) dựa trên cơ sở băng
thông hay dưới các tiêu chuẩn khác. Các thành phần của MPLS TE gồm: giao thức để
17
Công nghệ IP trên mạng quang
thiết lập các LSP, giao thức định tuyến (OSPF hay IS - IS) cùng với sự mở rộng tương
ứng để quảng bá cấu hình mạng, tài nguyên là các liên kết khả dụng (rỗi hay sẵn sàng
cho sử dụng) và cơ chế dùng để định hướng cho các gói tin một cách độc lập với tiêu
đề IP và tải tin của nó.
Cùng với một vài thành phần tín hiệu analog giữa mạng MPLS TE và mạng truyền
tải quang OTN sử dụng các OXC. Ví dụ, LSR và OXC sử dụng cùng một kiểu định
hướng: chuyển mạch đơn vị thông tin từ cổng vào đến cổng ra. LSR thực hiện chuyển
mạch dựa trên nhãn gắn kèm theo mỗi gói tin, còn OXC thực hiện chuyển mạch dựa
trên số thứ tự của cổng hay bước sóng. Một điểm tương tự khác: LSP và LSP – quang
là các kết nối điểm - điểm không trực tiếp, được thiết lập thông qua một đường giữa
hai nút (LSR hoặc OXC đã sắp đặt trước). Những điểm tương đồng này cho thấy
MPLS là lựa chọn đúng đắn để thiết kế một mặt điều khiển có thể hoạt động liên kết
mở nhằm thực hiện hợp nhất mạng quang và IP. MPλS là khái niệm được sử dụng để
mở rộng MPLS TE trên quang.
Số kết nối kiểu LSP riêng biệt truyền qua mạng MPLS – OXC có thể bị hạn chế

bởi không gian nhãn. Trong trường hợp này, không gian nhãn liên quan đến có bao
nhiêu bước sóng có thể ghép vào một sợi quang. Công nghệ DWDM hiện tại cho phép
khoảng 200 bước sóng. Thậm chí, với sợi quang đa mode và có biến đổi bước sóng thì
có thể có 2
20
nhãn (khả dụng) được dùng trên các IP router (nhãn 4 byte, trong mỗi gói
có trường nhãn 20bit). Vì thế, nó rất hữu hiệu trong việc tập hợp ghép các LSP vào
một LSP – quang lớn hơn để khắc phục sự hạn chế tài nguyên và sự bùng nổ lưu
lượng. Điều này, có thể thúc đẩy sự phát triển của một vài loại LSP quang có dung
lượng rất cao.
Khắc phục hạn chế tài nguyên có thể thực hiện được bằng cách sử dụng các cơ chế
của MPλS để tạo một LSP-quang giữa IP router đầu vào và IP router đầu ra. LSP-
quang này định dạng một liên kết FA, và các router định tuyến động sẽ lưu trữ liên kết
này trong cơ sở dữ liệu về cấu hình mạng của tất cả các IP router quang hay phi quang.
Bất kỳ một IP router nào trên mạng (thậm chí nó không được nối trực tiếp đến mạng
MPLS-OXC) đều cần chú ý đến liên kết FA này trong tính toán đường truyền của nó
khi một LSP-setup đầu tiên được yêu cầu.
Khi LSP đi qua liên kết FA, router IP ở đầu vào của FA sử dụng thủ tục ngăn xếp-
nhãn với mục đích che lấp các LSP nhỏ hơn bên trong liên kết FA lớn hơn để truyền
qua mạng MPLS-OXC. Trong tài liệu này, ngăn xếp-nhãn nghĩa là router đầu vào của
FA có thể đánh nhãn gói trực tiếp từ nhiều LSP nhỏ hơn xuyên qua một LSP-quang
đơn lớn hơn. LSP-quang này còn gọi là liên kết FA. Ngoài ra, để sử dụng hiệu quả
nhất nguồn tài nguyên LSP sẵn có, các nhà cung cấp còn đưa ra các quy định cho phép
hay không một router nào đó sử dụng liên kết này.
2.4.2 Kỹ thuật lưu lượng MPLS trên quang
Hiện nay, IETF đang nỗ lực tìm kiếm cách mở rộng MPLS TE trên mạng quang và
được gọi là MPλS. Hình 2.10 biểu diễn cách nhìn tổng quát đối với mạng MPλS.
18
Công nghệ IP trên mạng quang
Hình 2.10: Mạng MPλS.

Nó minh hoạ sự mở rộng chức năng và cấu trúc của các MPLS TE quan trọng đã
được nghiên cứu phát triển để tạo ra một kết nối mạng giữa router và các OXC.
Một mạng MPλS gồm các thiết bị LSR và OXC kết nối với nhau bằng các liên kết
quang. Các giao thức cho các kiến trúc đã biết (IGP), các liên kết thay thế (LMP) và
báo hiệu để khởi tạo kết nối (RSVP) được truyền trên kênh điều khiển, cho phép thiết
lập một kết nối quang.
A. Các bó liên kết và các kênh điều khiển
Để đảm bảo đặc tính mở rộng của mạng, một nhóm gồm một hoặc nhiều kênh mang
không định hướng (“các liên kết thành phần” dưới dạng tia sáng hay bước sóng) hay
một cặp LSR cùng với một kênh điều khiển song hướng liên kết được gọi và được lưu
hành chung như một liên kết đơn. Kênh điều khiểu chỉ mang thông tin điều khiển giữa
các MPLS-OXC kế tiếp nhau và có thể hoạt động trên một sợi quang, bước sóng cụ
thể hay thậm chí một kết nối Ethernet ngoài băng. Các khả năng khác để thiết lập kênh
điều khiển bao gồm việc gán các thông tin điều khiển vào các byte mào đầu SOH hay
sử dụng một vài dạng điều chế vật mang con SCM (SubCarrier Modulation).
B. Giao thức quản lý liên kết LMP
LMP là một giao thức điều khiển mới và được sử dụng giữa hai MPLS-OXC liền kề
nhau. Nó giám sát tính sẵn có của kênh điều khiển, kiểm tra sự kết nối và tính sẵn có
của các liên kết thành phần, cung cấp chức năng cô lập lỗi.
C. Mở rộng giao thức báo hiệu
Giao thức định tuyến (OSPF hay IS - IS) phải được mở rộng để mã hoá và thông
báo các tính chất của các kết nối quang. Thông tin này được sử dụng trong suốt quá
trình tính toán đường truyền để quyết định liên kết trên đường truyền được chọn phải
thoả mãn những yêu cầu gì. Giao thức định tuyến phải quảng bá được những thông tin
sau:
- Mã hoá và tốc độ bit của liên kết.
- Liên kết có phải là một phần của một nhóm liên kết hay không? Một nhóm
liên kết sẽ bị ảnh hưởng nếu một liên kết tách ra.
19
Công nghệ IP trên mạng quang

- Bù sự suy yếu về mặt quang do các nguyên nhân như suy hao hay tán sắc trên
một liên kết. Sự suy yếu này sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng của tín hiệu
quang.
- Khả năng bảo vệ (nếu có) mà các cấu hình liên kết yêu cầu.
- Phân kênh dung lượng tại giao diện thu của liên kết.
Chức năng cuối cùng sẽ quyết định kết nối quang nào được kết cuối tại giao diện
đặc thù của node. Ví dụ: một router giáp ranh sẽ thông báo các giao diện của nó là khả
năng chuyển mạch gói, một ADM SDH có thể thông báo giao diện của nó là khả năng
chuyển mạch TDM và một thiết bị MPLS-OXC chỉ có khả năng chuyển tiếp có thể
thông báo giao diện của nó là khả năng chuyển mạch sợi hay tia sáng. Kết nối quang
có thể được thiết lập giữa các thực thể có khả năng ghép nhiều liên kết giống nhau.
D. Mở rộng báo hiệu
Các giao thức báo hiệu, giao thức tạo sẵn nguồn tài nguyên (RSVP) và định tuyến
trên cơ sở các quy định có sử dụng giao thức phân phối nhãn (CR-LDP) truyền các
yêu cầu về nhãn và các đối tượng nhãn dọc theo một đường truyền cụ thể. Ngữ nghĩa
của nhãn phải được mở rộng để không chỉ sử dụng cho gói tin mà còn sử dụng cho các
tia sáng, bước sóng và các mạch TDM. Thêm vào đó, nhận dạng liên kết là cần thiết để
chỉ rõ liên kết thành phần cụ thể trong một bó liên kết mà trên đó nhãn được xác định.
Những mở rộng khác phải cho phép giao thức báo hiệu thiết lập các kết nối quang
song hướng và yêu cầu một tần số/bước sóng end-to-end nếu không có sự biến đổi
bước sóng. Biến đổi bước sóng cho phép một bước sóng ở đầu vào bất kỳ chuyển
thành một bước sóng khác ở đầu ra.
2.4.3 Mặt điều khiển MPLS
Mặt điều khiển MPLS TE có các yêu cầu về các kết nối chéo và các thành phần
khác của hệ thống. Những yêu cầu này nảy sinh từ các khái niệm mới trong kỹ thuật
lưu lượng IP truyền thống. Từ đó, nó sẽ xây dựng một khung làm việc cho mô hình
mặt điều khiển MPLS TE. Mô hình này gồm:
- Tìm kiếm tài nguyên bằng cách sử dụng các giao thức như giao thức trong
cổng IGP.
- Trao đổi thông tin về trạng thái mạng (cấu trúc, các tài nguyên còn khả năng

phục vụ được).
- Tính toán đường truyền để có các quyết định định tuyến.
- Quản lý tuyến. Nó sẽ thực hiện các hoạt động như: đặt lại đường truyền, bảo
dưỡng, phân phối nhãn…
Xây dựng mặt điều khiển dưới dạng modul sẽ tăng cường hiệu quả của mạng. Mặt
điều khiển MPLS sẽ chạy bằng cách sử dụng các modul để thực hiện các hoạt động
trên.
20
Công nghệ IP trên mạng quang
Trong thực tế, nó có thể là mặt điều khiển tích hợp. Các thành phần như: OXC, LSR
sẽ có một mặt điều khiển thống nhất. Mặt điều khiển MPLS TE phải đặc biệt phù hợp
với các OXC. OXC sử dụng mặt điều khiển này sẽ là một thiết bị có địa chỉ IP. Vì thế,
kiến trúc mới cho mặt điều khiển MPLS đã ra đời.
2.5 GMPLS và mạng chuyển mạch quang tự động (ASON)
Do sự phát triển nhanh của công nghệ quang, đặc biệt là việc hình thành mạng
quang chuyển mạch tự động (ASON) dựa trên khả năng định tuyến bước sóng (hiện
tại) và chuyển mạch chùm quang và gói quang (tương lai) của những phần tử mạng
quang như OADM và OXC nên việc khai thác hiệu quả băng tần mạng trở thành vấn
đề cấp thiết. Dựa trên ý tưởng của công nghệ chuyển mạch nhãn (MPLS) người ta tiếp
tục phát triển nó hướng tới một công nghệ hoàn thiện hơn trong tương lai, trong đó kết
hợp với việc quản lý và phân bổ tài nguyên của lớp mạng quang, đó là công nghệ
GMPLS. Tuy nhiên khác với MPLS gồm cả mảng số liệu và điều khiển, GMPLS chỉ
thuần tuý là mảng điều khiển.
2.5.1 MPLS trong mạng quang hay GMPLS (Generalized MPLS)
Do sự bùng nổ của nhu cầu lưu lượng trong những năm gần đây, nhiều người cho
rằng mạng quang là giải pháp hữu hiệu để đối phó với sự gia tăng tiềm ẩn trên. Do đó
nó trở thành mối quan tâm chính trong sự tìm kiếm công nghệ mạng tương lai. Ngoài
ra, các hệ thống SDH, WDM và các thiết bị đấu nối chéo OXC cũng đang được triển
khai rầm rộ nhằm tăng dung lượng cũng như phạm vi mạng trước đòi hỏi phát triển.
Mảng điều khiển quang được thiết kế nhằm làm đơn giản hoá, tăng tính đáp ứng và

mềm dẻo trong việc cung cấp các phương tiện trong mạng quang. Mô hình MPLS đã
trở thành mô hình định tuyến thế hệ mới cho mạng IP và nó cũng rất hứa hẹn khi phát
triển thành mảng điều khiển trong mạng quang. GMPLS chính là sự mở rộng của giao
thức MPLS mà nhằm hướng tới mảng điều khiển quang cho mạng quang.
A. Sự khác nhau giữa MPLS và GMPLS
Như chúng ta đã thấy ở trên, MPLS và GMPLS có mối quan hệ rất mật thiết. Tuy
nhiên, nếu xét một cách tổng thể, mảng điều khiển MPLS và GMPLS vẫn có sự khác
biệt. Mặc dù GMPLS là sự mở rộng của MPLS nhưng cách sử dụng của chúng lại
khác; GMPLS ứng dụng trong mảng điều khiển còn MPLS hoạt động trong mảng số
liệu.
MPLS được thiết kế chỉ cho mạng chuyển mạch gói. Ưu điển vượt trội so với định
tuyến truyền thống của MPLS đó là nó có thể cung cấp chức năng thiết kế lưu lượng,
điều này không thể thực hiện đối với hệ thống định tuyến thông thường. Bên cạnh đó,
chỉ tiêu phát chuyển của MPLS tốt hơn rất nhiều so với các hệ thống định tuyến truyền
thống.
Một trong các điểm khác biệt chính giữa MPLS và GMPLS là ở mục đích thiết kế.
MPLS chủ yếu dành cho mảng số liệu (lưu lượng số liệu thực) trong khi đó GMPLS
lại tập trung vào mảng điều khiển, thực hiện quản lý kết nối cho mảng số liệu gồm cả
chuyển mạch gói (Giao diện chuyển mạch gói- PSC) và chuyển mạch kênh (như
TDM, Chuyển mạch bước sóng LSC, Chuyển mạch sợi- FSC).
Một điểm khác nữa giữa MPLS và GMPLS đó là MPLS yêu cầu luồng chuyển
mạch nhãn (LSP) thiết lập giữa các bộ định tuyến biên, trong khi đó GMPLS mở rộng
21
Công nghệ IP trên mạng quang
khái niệm LSP ngoài các bộ định tuyến đó. LSP trong GMPLS có thể thiết lập giữa bất
kỳ kiểu bộ định tuyến chuyển mạch nhãn như nhau nào ở biên của mạng. Ví dụ, nó có
thể thiết lập LSP giữa các bộ ghép kênh ADM SDH tạo nên TDM LSP; hoặc có thể
thiết lập giữa hai hệ thống chuyển mạch để tạo nên LSC LSP hoặc giữa các hệ thống
nối chéo chuyển mạch sợi để tạo nên FSC LSP.
Hình 2.11: Phân cấp phát chuyển của GMPLS.

GMPLS cho phép phối hợp hoạt động nhiều kiểu giao diện khác nhau bằng cách lắp
chúng trong những thiết bị khác nhau. Điều này mang lại khả năng mở rộng tốt hơn
bằng cách tạo nên sự phân cấp phát chuyển.
B. Các chức năng mảng điều khiển
Một trong những ứng dụng của GMPLS là thực hiện điều khiển cho mạng quang.
Một mảng điều khiển bao gồm những chức năng cơ bản sau đây: khám phá tài nguyên,
điều khiển định tuyến và quản lý kết nối.
- Khám phá tài nguyên: cung cấp các cơ chế để lưu dấu vết tài nguyên hệ thống
sẵn có như cổng lưu lượng, băng tần và năng lực ghép kênh.
- Điều khiển định tuyến: cung cấp chức năng định tuyến, khám phá topo và
thiết kế lưu lượng.
- Quản lý kết nối: tận dụng các chức năng trên để cung cấp các dịch vụ đầu
cuối đến đầu cuối cho những dịch vụ khác nhau.
22
Fiber 1
Fiber 2
Fiber n
FSC
LSC
TDM
PSC
Packet/Cell
Packet/Cell
Packet/Cell
Packet/Cell
Công nghệ IP trên mạng quang
C. Dịch vụ mảng điều khiển
Mảng điều khiển có thể cung cấp nhiều dịch vụ mà hệ thống quản lý truyền thống
khó có thể thực hiện được trong môi trường đa nhà cung cấp thiết bị. Nhưng dịch vụ
này bao gồm cung cấp các kết nối từ đầu đến cuối, băng tần theo yêu cầu, thiết kế lưu

lượng tự động, bảo vệ và khôi phục và tạo mạng riêng ảo quang.
D. Các giao thức mảng điều khiển
Để thực hiện những chức năng và dịch vụ trên của mảng điều khiển, một tập hợp
các giao thức chung phải được định nghĩa nhằm phối hợp hoạt động của các thiết bị từ
những nhà cung cấp khác nhau. GMPLS là một trong những giao thức thiết yếu sử
dụng trong tập hợp giao thức mảng điều khiển. GMPLS định nghĩa công cụ mô tả làm
thế nào để mở rộng báo hiệu MPLS hỗ trợ cho các hệ thống không hoạt động theo
nguyên tắc chuyển mạch gói. Nó sẽ định nghĩa một số kiểu nhãn (thường được gọi là
nhãn toàn cục) chứa thông tin cho các bộ định tuyến chuyển mạch nhãn không chuyển
mạch gói dùng thiết lập các LSP. Những thiết bị không chuyển mạch ở đây có thể hiểu
là ADM SDH, DCS, hệ thống DWDM hoặc OXC. Các đối tượng nhãn toàn cục bao
gồm yêu cầu nhãn toàn cục, nhãn toàn cục, điều khiển nhãn và cờ bảo vệ. Nhãn toàn
cục có thể sử dụng để biểu thị cho khe thời gian, bước sóng, băng tần (một nhóm bước
sóng) hoặc vị trí ghép kênh theo không gian.
Ngoài những kiểu nhãn mới, GMPLS cũng định nghĩa một số chức năng mới để
tăng cường cho năng lực thiết lập LSP hoạt động trong môi trường không phải là gói
như nhãn gợi ý, tập hợp nhãn và LSP hai hướng để giảm trễ thiết lập LSP và tăng tốc
độ quá trình xử lý khôi phục.
E. Giao thức báo hiệu
Giao thức báo hiệu là một giao thức quan trọng khác được sử dụng trong mạng điều
khiển. Hiện thời chỉ có hai giao thức được sử dụng rộng rãi đó là: Giao thức phân bố
nhãn định tuyến ràng buộc (CR-LDP) và Mở rộng thiết kế lưu lượng - Giao thức đặt
trước tài nguyên (RSVP-TE). Bất cứ đối tượng nào được GMPLS định nghĩa cũng có
thể được mang trong các bản tin báo hiệu của những giao thức này. Giao thức báo hiệu
có trách nhiệm đối với tất cả những hoạt động quản lý kết nối. Nó dùng để thiết lập và
gỡ bỏ LSP, thay đổi LSP và truy tìm thông tin LSP.
F. Mở rộng định tuyến thiết kế lưu lượng
Như đã trình bày trên, các chức năng của mảng điều khiển bao gồm quản lý kết nối,
chức năng định tuyến, khám phá topo, thiết kế lưu lượng và khám phá tài nguyên. Các
giao thức báo hiệu và GMPLS chỉ thực hiện những vấn đề liên quan đến quản lý kết

nối. Do đó phải cần đến một số giao thức khác để đảm nhiệm những phần còn lại.
Định tuyến thiết kế lưu lượng mở rộng giao thức định tuyến truyền thống để cung
cấp toàn bộ những chức năng định tuyến sẵn có và thêm năng lực thiết kế. Sự khác
biệt chính giữa hai kiểu giao thức này đó là định tuyến thiết kế lưu lượng phân bố gói
tuỳ lựa theo chu kỳ qua mạng; những gói này chứa thông tin khả dụng về tài nguyên
23
Công nghệ IP trên mạng quang
và các tham số thiết kế lưu lượng. Khi các phần tử mạng nhận được những gói này thì
chúng sẽ sử dụng dữ liệu trong đó để thực hiện tính toán định tuyến và quyết định
luồng phát chuyển đáp ứng yêu cầu thiết kế lưu lượng của người sử dụng.
Do đó giao thức mở rộng định tuyến thiết kế lưu lượng có thể hỗ trợ cho việc khám
phá tài nguyên, khám phá topo và thiết kế lưu lượng. Tương tự như giao thức báo hiệu,
hiện nay cũng mới chỉ có hai giao thức định tuyến IS-IS và OSPF được sử dụng rộng
rãi.
G. Giao thức quản lý tuyến (LMP)
Nhằm đảm bảo sự thông tin nhãn GMPLS chính xác giữa các phần tử mạng (NE)
cần phải xác định các cổng kết nối giữa chúng. LMP hoạt động giữa các hệ thống lân
cận cho việc cung cấp tuyến và cô lập lỗi. LMP cũng được sử dụng cho bất cứ phần tử
mạng nào, tuy nhiên nó thường được hướng vào chuyển mạch quang.
2.5.2 Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON)
Hiện tại, mạng truyền tải cung cấp các dịch vụ SDH và WDM qua các kết nối theo
sự điều khiển của các giao thức quản lý mạng. Quá trình này tương đối là tĩnh (thường
chỉ thay đổi theo tuần hoặc tháng) cho nên không phù hợp với những mạng đòi hỏi
thay đổi thường xuyên và nhanh chóng.
Mạng quang chuyển mạch tự động (ASON) là một mạng truyền tải quang có năng
lực kết nối động. Mạng này bao gồm dịch vụ SDH, bước sóng và kết nối sợi quang
trong mạng hỗn hợp (có cả điện và quang) và mạng toàn quang. Năng lực này được
thể hiện qua các chức năng sau:
- Thiết kế lưu lượng của các kênh quang – gán băng tần theo mẫu nhu cầu thực
tế.

- Khôi phục và tạo topo mạng dạng mesh – thiết lập topo dạng mesh để tăng
khả năng tận dụng mạng theo ma trận lưu lượng đã biết.
- Quản lý sự phân bổ băng tần cho mạng IP lõi.
- Giới thiệu dịch vụ quang mới - dịch vụ mới ở lớp quang có thể triển khai rất
nhanh như băng tần theo yêu cầu và mạng riêng ảo quang.
A. Kiến trúc ASON
Một kiến trúc của ASON được trình bày trong hình 2.12. Trong hình này biểu diễn
tất cả các thành phần tạo nên ASON.
24
Công nghệ IP trên mạng quang
Hình 2.12: ASON Kiến trúc mảng điều khiển.
Mảng điều khiển bao gồm các phần tử mạng truyền tải (chuyển mạch và tuyến) tạo
nên các kết nối quang. Các kết nối đầu cuối đến đầu cuối được thiết lập trong mảng
truyền tải theo sự điều khiển của mảng điều khiển (CP) ASON.
B. Các giao diện CP ASON
ASON CP biểu diễn trong hình 2.12 định nghĩa tập hợp giao diện:
- Giao diện Người sử dụng-Mạng (UNI): UNI hoạt động giữa lớp client quang
và mạng.
- Giao diện trong Nút tới Nút (I-NNI): I-NNI định nghĩa giao diện giữa các
phần tử mạng báo hiệu như OOC trong mạng quang chuyển mạch.
- Giao diện ngoài Nút tới Nút (E-NNI): E-NNI định nghĩa giao tiếp giữa các
mảng điều khiển ASON trong những vùng quản lý khác nhau.
- Giao diện điều khiển kết nối (CCI): CCI định nghĩa giao diện giữa các phần
tử báo hiệu ASON như OOC và phần tử mạng truyền tải hoặc đấu nối chéo.
Kiến trúc ASON là mô hình client (khách hàng)-server (nhà cung cấp) hoặc mô
hình xếp chồng như biểu diễn trong hình 2.13. Mô hình này giả thiết có sự riêng rẽ,
nghĩa là phân biệt và độc lập quản lý, sở hữu của các dịch vụ lớp 1 và 3.
Phần quản lý mạng
Thiết bị người sử
dụng

OOC
Chuyển mạch quangChuyển mạch quang
OOC
UNI
NNI
Kiến trúc ASON
CCI
CCI
OC-N
STS-N
Tính hạt băng tần
Số liệu/Truyền tải
25