Ebook mạng thông tin quang thế hệ sau phần 2 TS hoàng văn võ

Chương 4

CAC PHIÍDNG PHAP d iếu
TRONG MẠNG THAN6 tin

k h iể n

q u an g t h ế hệ s a u

4.1. TỔNG QUAN [311
Sự phát triển mạ nh m ẽ cùa cô ng nghệ thông tin quang, đặ c biệt khi c ô n g nghệ truyền dẫi
quang ghép kênh theo bước sóng ( W D M - Wavelength Division Multiplexing), m à giai đoạĩ
tiếp theo củ a nó là ghép kênh qu an g theo bước sóng m ậ t độ ca o ( D W D M - D ens e WavelengtF
Division Muitiplexing), ra đời với nhữ ng ưu điểm vượt trội về b ă n g th ô ng rộng/tốc độ lớn (tớ
hàng ngàn Terabit) và chất lượng truyền dẫn cao cũng tạo nên m ộ t sự phát triển đột biến tronị
công nghệ truyền dẫn.
Từ sự bùng nổ lưu lượng IP cùng sự phát triển m ạ nh m ẽ c ù a cô n g nghệ IP và công nghi
thông tin q ua ng đã tạo nên một cuộc cách mạng trong m ạ n g truyền tải củ a các m ạ n g viễn thông.
Kết hợp hai công nghệ m ạ n g này trên cùng m ộ t c ơ s ở hạ tầ n g m ạ n g tạo thành m ột giả
pháp tích hợ p đề truyền tài đ an g là vấn đề m a n g tính thời sự. T r o n g hầ u hết các kiến trúc mạnị
viễn thông đề xuất cho tươ ng iai đều thừa nhận sự th ốn g trị c ủ a cô n g ngh ệ truyền dẫn IP trêr
quang. Đặc biệt, truyền tải IP trên mạ ng qu ang được x e m là nhân tố then chốt trong việc xâ)
dựng m ạ ng truyền tài N G N .
T ron g giai đoạn đầu tiên, người ta tổ chức truyền tải IP trên m ạ n g q u a n g O T N (mạnị
truyền tài quang) và việc điều khiển giữa IP và qu an g đư ợ c th ự c hiện theo ph ư ơ n g pháp tĩnh
Người ta gọi p hư ơn g pháp điều khiển này ỉà p h ư ơ n g p h á p đ iề u k h iể n tĩn h I P trên quang.
ở giai đoạn tiếp theo - giai đoạn thứ hai, các m ạ n g q u a n g O T N đư ợc chuyển đổi từ cấi
trúc mạng mạng vòng ring hay điểm-điểm sang cấu trúc mạ ng mesh với các hệ thống DWD!V
(ghép kênh bước sóng mật độ cao). Phưcmg pháp điều khiển tĩnh cũ không còn phù hợp nữa.
Trong giai đoạn thứ hai này, điều khiển O T N thông qu a việc biến đổi các bước sónị
động làm c h o nhanh hơn, dễ hơn, phàn cấp dễ dàng h a n và nó còn đ e m lại khả năng khôi phục

quang. P h ư ơ ng pháp điều khiển này gọi là p h ư ơ n g p h á p đ iểu k h iể n đ ộ n g I P trên quang.
Vì cà O T N và m ạ n g IP đ ều có cơ chế điều khiển chúng, nên phải có nhữ n g cách điềi
khiển biến ch ú n g trờ tlìành n h ữ n g luồng tín hiệu lớn. Bản chất đ ộ n g cù a các dịch vụ IP hiệr
nav và trong tươ ng lai sẽ đòi hỏi thườ ng xuyên kết nối ihay đồi, nhất là yêu cầu về b àn g thônị
trên mạ ng truyền tài qu ang OTTM. Bời vậy, cần phải kết hợp sự biến đổi bư ớc sóng đ ộ n g với cc
chế định tuyến m ạ n g IP làm c h o O T N thấy đư ợc m ạ n g IP và p h ư ơ n g p h á p này gọi là p h ư ơ n ị

p h á p điều k h iể n tích hợp IP quang.


Chương 4: Các phư ơng pháp điều khiên írong mạng thông tin quan^ íhé hệ sau

325

N h ư trong c h ư ơ n g 3 đã trình bày, có 3 mô hình giải pháp m ạ n g I P / D W D M là mô hinh
giái pháp ng an g h à n g (peer), m ô hình giải pháp mạng xếp chồng (overiay) và m ô hình giải
pháp lai giữa m ô h ình trên (hybrid). Nên các phương pháp điều khiền IP trên qu ang tĩnh và
độ n g có m ộ t số đặc điểm cẩn quan tâm (hình 4,1).
- Trong m ô hình giải pháp mạng xếp chồng, OTN nèng biệt với m ạ ng ỈF và kết nối với
mạng IP phía trên. Hơn nữa việc định tuyến tìm đường không chỉ thực hiện bởi các bộ định tuyến
IP thông minh,

cấu trúc được gọi là mô hình chồng mạng cũng như kiểu mô hinh chồng ÍP/ATM.

- T r o n g m ô hìn h giải p h á p mạ ng ngang hàng, sử dụng giải pháp điều khiển tích hợp, mặ t
phẳng điều khiển đ ề u dù n g cả m ạ n g OITM và IP, đồng thời kết nối q ua ng được dẫn hư ớng bời
dinh tuvến [P.

Giải p h á p xếp chòng

H ình 4.1: Gidi p h á p điều khiển trong mô hình xếp chồnỵ và trong m ô hình nganỵ hảng
4.2. CÁC P H U O N C PH ÁP ĐIỀU KHIÉN TRONCỈ MẠNG THÔNG TIN Q l A NG THÉ HỆ SAU

4.2.1. Phuong pháp điều khiển IP trên quang tĩnh
Sự' xoá bỏ di iứp truni; gian dần đen quan điểm mới đế xây d ụ n g m ạ n g IP trên quang.
Mõ liinh kién trúc m ạ n g mới cần đ áp ứng dược các yêu cầu về hiộu quả, vc mức độ phân cấp
dộ đế đạt đ ư ợ c yêu cầu về tốc độ nhanh nhất. Tô-pô của cơ sở hạ tầng dịch vụ IP là quan điểm
cliính để thiết kế m ạ n g quang. Mặt khác, việc sừ dụng truyền dẫn đa bước sóng thông qua việc
ứng dụ n g c ô n g nghệ D W D M cũ n g ảnh hưởng lớn khi cải tiến hạ tầng dịch vụ IP.

4.2. ì. ỉ. M ô hình x é p c h ồ n ỵ IP trên quang với điều khiển tĩnh
4.2.1.1.1. Hạ tcíng dịch vụ IP
Xu h ư ớ n g các dịch vụ mạ ng đều dùng iP (all IP) và hầu hết các ứng dụng đều dù ng
rC'P/11’ (ch o cà hiện lại và tư ơn g lai).


M ạng íhỏng (in cỊuan^ ĩhế hệ sau

326

Hiện nay truyền lài IP qua T D M (bộ ghép kênh p h â n chia theo thời gian) k hỏ ng còn hiệu
quá nữa và dằn sề bị loại bò. Các mạn g cũ sử d ụ n g S D H kết nối các

lĩiạna W A N

ờ lóp ì gồm

các mạng q ua ng mạch vòng kết nối các S DH A D M (bộ xen/rẽ) và D X C (bộ nối ch éo số) cho
các nội liên mạ n g của các các mạng vòng ring SDH. D o đó cấu trúc m ạ n i’ S D H đã làm phức
ụ p và tốn nhiều thiết bị.

Đồng thời, các dịch vụ phân phối d ữ liệu trên m ạ n g S D H th ư ờ n g d ù n g A T M . A T M là
thiết bị với d ạn g hướng kết nối nên thường vận hành két nối với khác h hàng với m ộ t QoS nhất
(lịnh và cung cấp dịch vụ VPN.
Mạng sử dụng A T M và T D M sẽ gây ra tồn thất chi phí vận h à n h lớn và hiệu qu à truyền
íã i rất thấp.

Với phư ơng thức kết nối hướng gói n h ư ỈP trên A T M , phần m à o đầu (overh ead ) với khối
lirợnu rất lớn được xác định thông qua các hàm phân m ả n h và gh ép màn h S A R (S egmentation
and Reassembly). Phần mào đầu chiếm khoáng 2 0 % k h u ng cùa A7'M. Vi vậy. với các yêu cầu
giao liép lốc độ cao thì kỹ thuật A TM không hiệu quà và thậm chí không thể d ù n g được và
phai sử dụng các giải pháp khác như gói trẽn S 0 N E T 7 S D H (P O S ) và Gigabit Ethernet.
Sự cải tiến trong mạn g quang xoá bỏ đi A T M và S O N E T / S D H là m ạ n g 2 lớp và xem
n h ư là mạng mới có hịệu quà. Sự cải tiến đó thê hiện ờ hinh 4.2.
Yêu cầu ch o
VPN và Q o S
IP
\

IP
P h ụ c hồi IP

ATM
SO N ET /SD H

Phục hồi quang

Yêu cầu ch o
VPN và Q o S

H hỉh 4,2: Giải pháp xăy (lựng m ạng 2 lớp !P và lớp quang

l!ạ lầnụ niạng quani^ bao gồm các kct nối sợi qu an g và thiẽi bị l ) W Ỉ ) M ngiròi la thường
gọi là lớp q u an g và lớp này cung cấp các đư ờng dần q u an g (thông qua bưóc sóng). Các dư ờng
dẫn quang này được xem nh ư là các kẽnh qu ang k hôn g nh ừ n g Iruycn tái d ữ liệu lf^ mà còn
tiLiyền tái licng nói và dữ liệu.

4.2. l. ì .2. Ghép IP đen lớp quang
i)ỏ iruvcn tai 11^ trẽn các bước sóng thì phải dóng gói lưu lượng IP và các lưu lượng IP
dà dóng gói sè dược chèn vào các khung giao tiếp quang định trước. N g à y nay đà có nhiều giải
pháp dóng gói IP đc truyền tải IP/quang. Hình 4,3 mô tả m ộ t số giài p h áp mà nhiều hãng trên
thc giới dang sử dụng dc đó n g gói IP/quang.


(

htaxng 4: c ác phương pháp điều khiên írong mạng thông ỉ in CỊuang thé hệ sau

327

ỈP
*.v

■ ,—•

,•;

■ ■ . V-'- , '

PPP/IDLC

SRP

1/10 GE-MAC

ATM

SONET/SDH

SONET/SDH

1/10GE-PHY

ATM-PHY

SDL
SONET/SDH
SDL-PHY

Đóng gól

Giao diận quang

WDM/DWDM

a)

b)

c)

d)

e)

H ình 4,3: Các giải pháp đóng gói ĨP để (ruvền tới D W D M
Các ph ư ơ n g pháp đó ng gói đà chi ra ờ hình 4 3 có thế khác nhau ở nhừn g điềm sau:
- Băng thôn g của phần mào dầu nhiều hay ít
-■Tôc độ đ ưò ’ng uiao tiêp là bao nlìiổu
“ Sự linh hoạt cùa giái pháp mạng dựa trôn công nghệ gị
- Chức nă ng gị để quàn lý lưu lượng
- Khả n ă n g của QoS,..*
Đó là nlìũ‘ng vấn đề đặ c biệt quan trọng cho mạ ng truyền tài dữ liệu đa phương tiện và
ứng d ụng thời gian thực.
Một số cò ng nghệ mới sử dụng cho các mạn g băng rộní^ đề đó ng gói ÍP đă chi ra ở
hình 4.3 là:
- POS (a): sử dụng giao thức điểm-điềm p p p đẻ đ ó n g gói và giao liếp vật lý
S O N E T / S D l i để g hé p với kê nh q ua ng
- D P T - T r u y ề n tải gói đ ộ n g (b): Sử dụng giao thức lớp MAC' gọi là giao thức tái sử dụng
không gian SRP đề đóng gói IP. Nó cũng dùng SONHT/SDH đề giao tiếp vật lý với DWDM.

- Gigabit E t h e r n e t (c): Sừ dụ n g lớp MAC với giao tiếp vặt lý mới từ 1 đén 10 Gbit/s đế
íruyen tài IP trên các dường dẫn quang.
- A T M (d); Xoá bò !ớp trung gian S0NỈ:T/SD1Ỉ ghép trực licp eác Ic bào của A'1'M vào
kcnlì W D M sử d ụ n u giao tiep q ua ng A'['M lốc độ cao.
- S D L - L i ê n k ế t d ữ liệu đo'ii giản (e): Sử dụng giao tiếp S O N E T / S D H hoặc giao thức
bàn chai của SDL.

4 .2 .1.1.3. K iền trúc 2 lớp IP /quang
Ilinh 4.4 m ò tả kicn irúc IP/quang mới cỏ 2 lớp gồm lớp IP và lớp truycn lái quang. Tại
lớp IP các bộ dịnh luyến IP nằ m ở biên mạng tập hợp các liru lượng đi vào được cung cấp bời
các công nghệ Iruy nhập n h ư dịch vụ ADSL, cáp, quay số hoặc đ ư ờ n g thuê riêng và ghép kênh

lĩnh dưa vào “ống ch ứ a lớn" (B FP - Big Fat Pipe).


M ạng íhóng ỉin quang ihế hệ sau

328
L ớ p d ịc h vụ

Bộ định tuy ến ỈP

\ I
Giao diện
quang chuẳn

........

/
ỵ

------

Q u ả n lý và khai
th á c dịch vụ

&
Q u ả n lý và giám
sát m ạng
L ớ p tr u y ề n tải q u a n g

H ình 4.4: Kiến trúc IP /q m n g m ớ i củ 2 lớp gồm lớp IP và lớp truyền tái quatíịỉ

('ác ống Bí-p phân phối “ bàng thông thô” đư ọ c cu ng cấp bcyi lớp q u an g thông qua các
kcl nối sợi q ua ng hoặc ghép kênh bước sóng D W D M giữa các bộ định tuycn. Lớp qu ang được
xcm như một đám mây để gắn kết các thiết bị nối m a n g nhu các nút S O N E T / S D H , chuyển
mạch A TM hoặc các bộ định tuyến của iớp dịch vụ. Các kết nối nà y có thế là điể m-đ iểm, mạn g
vòiiị.’ ring, mesh từng phần hoặc mesh toàn phần (phụ thu ộc vào việc cấu hình m ạ n g qu ang lõi
I)W1)M). Điều này cũng tương tự nh ư sử dụng mạ n g IP trên hạ tầng A T M , nghĩa là với bất cứ
kết nối logic nào giữa các nút IP cũng có thề được thiết kế th ôn g q ua các kết nối V C C /V P C
tương ứní>. Hiện nay khi sử dụng sợi quang đơn m o d e các kết nối có thể lèn đến
!0 Gbit/s sừ dụng giao dièiì S O N E T / S D H hoặc Gig abi t-E the me t. Đ â y là sự phát triển tươ ng tối
mạnh cùa c ô ng nghệ mạng, hiện người ta đã thử ng hi ệ m tốc độ két nổi tới 40 Gbit/s. Khi sử
dụníi hệ thống D W D M mạ ng ngang hàng thi khả năng về tốc độ có thể còn đạt cao hơn. Khi
nhiều bước sóng được truyền tài mà trên mỗi bước són g đều m a n g tín hiệu với tốc dộ bit cao
thì băng thông có thể đạt được mức terabit. Người ta d ù n g nhiều bộ định luyến giao tiếp song
song cho một kết nối và kết nối với thiết bị đầu cuối của D W D M .
liệ Ihốtm mạch vòng I )W ! ) M được sử dụng nhiều hon, nhắt lá các ứng d ụ n g ơ quy mỏ
lỏn như ơ các thành phố, quốc gia. I lệ thống mạ ch vòng 1)W1)M k h ôn g chí là việc nhân rộng
bãng thông n h ư dã mô ta trên mà còn tạo ra các chức n ăn g phục hồi m ạ n g quan g. C ư chế bảo
vệ mạch vòng sứ dụng trong mạ ng SONHT/SDM cũ n g đư ợc bố sung liDiig mạ ch q u an g đề
phân phoi lính co dàn ciia lớp qu ang cao.
Mạng qu an g llụrc hiện dể dàng các kct nối có b ăn g thô ng rộng từ các luyến quang, mà
các tuycn này truyền lái lưu lượng lập Irung của các lưu lượng 11\ A'1'M hoặc SONH'I7SDH.
(' á c bộ dịnh tuyến giao tiếp trực tiếp với lớp quang, vì v ậy k h ô ng bị ánh h ư ởng thông q u a các
lược dồ glicp kênh trung gian n hư m ạ n g S O N E T / S D H dã xáy ra.


(

hương 4: Các phương pháp điều khiên trong mạng thông tin quang thế hệ sau

329

Các m ạ n g v ò n g ring tập trung lưu lượng IP sử dụng cóng nghệ D PT không chỉ sử dụng
ghép kênh tĩnh mà còn khôi phục nhanh, băng thông lớn nhất nhờ khá năng tái sử dụng không
gian. Điêu này là rắt quan trọng với các trường hợp phần hư ớn g fP đặc biệt là các dịch vụ đa
p h ư ơ n e tiện.
Phân quan trọng khác của kiến trúc mới là hệ thống quàn lý chung. Khi tất cả các thiết bị
phải được điều khiển đều n ằ m trong một miền riêng thi chi phí vận hành giám rất nhiều và như
vậy việc quàn lý sẽ đ ơn giản. Ph ư ơn g pháp điều khiển đồng nhất sẽ x ử !ý cấu hình thiết bị
cung cấp dịch vụ, theo dõi hoạt độ n g và các hoạt động quàn lý khác.
Tro n g kiến trúc 2 lớp, người ta có tổ chức các hệ thống quản lý ưu tiên gồm có các chức
nâng quán lý các yể u tố đặc biệt cùa nhà cung cấp nhưng các s ia o diện chuẩn đả m bảo trao đồi
thông tin với hệ th ốn g q uả n lý trung tâm.

4.2.1.!.4. Truyền dần đa hước sóng
Các kết nổi sợi q u an g và hệ thống DWDM dùng để thiết lập hạ tầng truyền tải quang, Hạ
tầng này cung cấp các tuyến truyền dẫn quang với cẩu hinh tĩnh, Các tuyến truyền dẫn quaiìỉ' ở
đâ y dù n g để kết nối các bộ định tuyến, các thiết bị chuyển m ạ ch A T M và các thiết bị
S ONE IVS DH.
(Y)ng nghệ D W D M ch o phép nhiều ket nối quang có thể chạ y đ ồ n g thời trên các sợi
q u ang và tạo ra các băng th ôn g có khả năng phân cấp. Hơn nữa băng thòng có thể tăng lên
b ằ n ẹ cách thêm các kênh bước sóng. Tô-pô điển hinh cùa các hệ thố ng D W D M bao gồm các
kết nôi hỗn hợp vò ng và đ iể m - đ ie m nh ư hình 4.5,

Chuyốn mạch ATM

ATM H u b + S p o k e Netvvork

Trung ké
DWÕM

-

-

P O S p -t-p In te rc o n n e c tio n
DPT R ỉng

ỉỉìỉtỊt 4,5: Hợ ỉầnỊỊ (ỊuanịỊ cung cấp các két nối ỉoịỊỈc thông qua việc cung cấp hirớc sóng tĩnh


330

M ạng thông Ún quang thể hệ sau
Tuy nhiên, kiến trúc chỉ ra trên hinh 4,5 vẫn đ a n g tồn tại trên thực tế. son g kiến trúc này

đã khá lạc hậu với một ý tưởng mới về m ạ n g quang có thề c un g cấ p dịch vụ bư ớc sóng từ đầu
cuối tới đầu cuối một cách tự động. Tr o n g cấu trúc c un g c ấ p các bước són g tự đ ộ n g thì tất cả
các đặc tính mạ ng đều đư ợc bổ sung vào lớp m ạ n g dịch vụ ỈP. Lớp q u a n g chi đ ơn giản cung
Cap BFP kết nối từng thiết bị lớp dịch vụ tới bước nhảy kế tiếp.
Một trở ngại nữa trong phần kết nối liên m ạ n g q u an g cù a kiến trúc nà y là D W D M tạo ra
nhiều mạn g ghép chồng lên nhau. Các tô-pô mạ n g với các kiểu kết nổi đ iể m - đ iề m , vòng, hub
hoặc mesh đư ợc cài đặt bằng cách gán tĩnh các bước sóng. C ác m ạ n g này cu n g c ấ p các kết nối
giũa các bộ định tuyến gán với mạ n g quang.
Các m ạ n g vòng ring D W D M cung cấ p bất c ứ các tô-pô ảo nào, như ng sự linh hoạt trong
mồi mạng vòng ring bị giới hạn. Các mạ ng vòng ring D W D M g ồ m các bộ xen/rẽ quang
O A D M qua các cổng nối D W D M . Các O A D M cung cấ p rất nhiều giao tiếp cục bộ nối với các
bộ định tuyến với giao tiếp d ữ liệu tốc độ cao. N h ư hinh 4.6, m ột m ạ n g vòng ring quang cung
cấp đường dẫn quang yêu cầu thiết lập tò-pô logic m o n g muốn. C ó thể là iogic mesh của kết
nối điẻm-điêm dùng POS hoặc nhóm kết nối điể m-điể m tạo ra logic mạ ng vò ng ring trong khi
sử dụng truyền tải gói động (DPT).

Logic mesh

Logic ring

H ình 4.6: Các tuyến truyền dẫn quang thỉếí lập các tô-pô logic yêu cầu
Kết nối các kênh q ua ng và m ạ ng vòng ring được chi trong miền q u an g th ôn g qua các bộ
nối chéo q ua ng tĩnh. Theo kiểu tĩnh này thì chi phí vận hành rất lớn và việc lập lại cấu hình
bàng nhàn công trong trường hợp mạng có SỤ' cố.
MỘI trong những khủ năng cúa các mạn g vòng ring DW1)M là kcl ihúc các kênh q u a n g ở
các A D M D W D M hoặc các đầu cuối điể m-điểm và đế dù ng các bộ định tuyến hoặc chuyển
mạch A TM ch o kết nối trong một số kênh qu ang ờ lớp địch vụ. T h e o cácii này, mộl số cổng
(trung kế) đa bước sóng để kết nối được giới hạn mật đ ộ giao tiếp và d u n g lượng ch uyể n tiếp
cúa các bộ định tuycn và chuyền m ạ ch A TM đượ c sừ dụng.
( ' u n g cấp dịch vụ đầu cuối-đến-đầu cuối và phục hồi m ạ n g là hai vấn đề chính. S ự phục
mạn g quang được giới hạn trong phạ m vi “mạ n g con q u a n g ” năm trong m ạ n g vò ng ring hoặc
hệ thống D W D M điểm-điểm. Điều đ ó dẫn đến việc q u à n lý băng thôn g và ch ứ c năng bảo an
cần dược bồ sung trong lớp m ạ ng dịch vụ IP.


( 'hươuịĩ 4: Các phương pháp điều khiến trong mạng íhóng ỉ ìn quan^ thẻ hệ sau

331

4.2.1.1.5 Q uàn lý b ă n g thông
Các chức n ă n g n h ư QoS, phục hồi và các VPN, mà nó được cu nu cấp bời A T M và
S O N E T / S D H , thì bâ y giờ phài được cuna cấp bời các lớp còn lại, Yêu cầu cho các mạn g ào
vói QoS đặc biệt n h ư với A T M là các v c ao (Virtual Circuit) va V P áo (Virtual Path) đặt trẽn
toàn bộ mạ n g trong m ạ n g kiểu mesh được íhực hiện bời lf^ QoS, kỹ thuật lưu lượng của
chuyên m ạ ch nhãn đ a giao thức (MPL S-TE i và các mạng riêng ao VIPLS VPN.
Để báo đàm truyền dẫn chính xác lưu ỉirợng trong một giới hạn đư ợc định trước bàng các

thòng sổ n hư độ írễ hoặc jitter phải dùng ĨP QoS. IP QoS về cơ bàn đ ư ọ c chia thành những
phần sau (n hư trong [CSCO-9]):
- S ự phán loại sử d ụ n g các mô tả lưu lượng đề phân loại các gói thành các nhóm đặc
biộí, xác định gói tin trong n h ó m để ta iy nhập được và xừ Iv Qo S trên mạng.
- Q uủn lý íắc nghẽn thực hiện tạo các hàng đợi gán các gói tin vào các hàng đợi đó dựa
vào sự phán loại gói tin và lập lịch truyền nhận gói tin trong hàng đợi.
- K ỹ thuậí tránh tắc n g h ẽ n theo dổi tài lưu lượng đẩy nhanh và tránh tắc nghẽn tại các

diỏm núí cồ chai mạng. Việc tránh tắc nghẽn được thực hiện thông q u a việc giải phỏng gói tin- Co’ che c h í n h scỉch vù định hình sử dụne các thông tin m ô tả luồng gắn trên gói tin mà
nhi nm thòng tin nàv được nhận ra thông qua Vỉệc phân loại cói tin đc xác dịnh sự liên quan và
dịch vụ.
- lln hỉệỉi Q oS là d ạn g cùa kết nối mạng tạo ra cách đe các Irạm đầu cuối hoặc nút mạn g
kél nối với dicm bcn cạnh khác trong mạng de yẻu cầu xử lý các lưu lượnu nhắt dịnh.
Vì vậv, chất lượng dịch vụ cầĩi gan với các lớp chất lirợnu dịch vụ với sự chấp thuận
mức dịch vụ S l . A nhất định. Đ ẻ tuân theo SLA, hàng đợi và CO' chế tránh tấc nghõn phải được

áp dụ ng trên toàn mạng.
c\ )n đirờng đ ơ n giản nhất để Iruy nhập vào băng thông rộng lứrì cua D W D M là sử dụng
íai cân bằng. Nếu có hai hoặc nhiều hơn đưởng dan quang giữa hai bụ định tuvến thỉ có nhiều
d ư ờ n g di trong b à n g định tuyến. Nếu đư ờng dằn quang có cùng tồc độ thì uiao thCrc định tuyến
íự độ ng trải đều lưu lượng trên vài đường dẫn quaiig song song. T r o n g trường hợp lốc độ các
d ư ờ n g dẫn qu an g k h ò n g bằng nhau, giao thức định tuyến phải điều klìiên độ dài theo mcl để
d a m bảo nhiều định tuyến với chiều dài bằng nhau và tạo ra sự cân bằng tái.
Ph ư ơn g pháp truy nhập băng thông hiện đại hơn ià sừ dụnịi M P L S - TE, nó tạo cho việc
vận hành m ạ n g một cô ng cụ hữu ích diều khién lưu !ượng các luồng trong mạng. Các đ ư ờng
liAnì có thc cài dặt tĩnh sử dụ ng cônụ cụ quủn lý uián tiép (otninc) hoặc cài dạt độnu sử dụng
guu) llìức xác dịnh Irước tài nguyên (Rcsource Rcscrvalion Protocol - RS VP) và giao thức
phân phối nhàn ([.abel Distribution Proíocol

LDP) đàm bảo sử d ụ n g m ạ n g lối ưu íuỳ theo

các trường hợp lưu lượng cụ thể.
MPl.S-TC dựa trên M P L S đó là kỹ thuật chuvcn tiép gói tin mới tích hợp lớp 2 và lớp 3.
MIM.S d ư ạ c dù n g trong các m ạ n g chi cỏ các bộ dịnh luycn hoặc trong m ạ n g ỈP + A TM . MPLS
sứ dụ ng các nhàn có chiều dài cố định ihcm vào mào đau các gói tin hoặc llìôm vào mà o đầu
các té bào A TM. C h u y ề n m ạ ch nhãn biên (Edge-LSR) thực hiện thêm hoặc bò đi các nhàn này
ơ các biên mạ ng MỈH.S và các chuyển mạch nhăn LSR sẽ dùng c h ú n g đề quyết định các bước
chuycn ticp trong mạng.


M ạng íhông tin quang íhé hệ sau

332

M P L S - T E sử dụng M P L S và các thiết lập các cổ n g luồng với nh ữ n g thuộc tính xác định
để đáp ứng yêu cầu về Q o S và mức độ khôi phục. Các c ồ n g luồng có thể dư ợc thiết lập tĩnh
hoặc động và được khôi phục ờ một cấp độ nào đó theo m ứ c dao đ ộ n g m ạ n g cần thiết. MPL S-T E
được mô tả ở phần “C ơ bản về công nghệ mạ ng q u a n g ” .
Cà hai kỹ thuật tải cân bằng và lưu lượng sẽ đư ợc m ô tả chi tiết hon trong phần "Khôi
phục trong m ạ n g quang tĩnh” của cuốn sách khi phân tích p h ư ơ n g p h áp khôi phục dù n g mạn g
quang đa bư ớc sóng.

4.2.1.2. Giải p h á p điều k h iể n qua n g tĩn h
Xét m ặ t phẳng điều khiển qu ang IP trong mô hình x ếp c h ồ ng m ạ n e, hạ tầng cơ sở dịch
vụ IP dựa trên các định tuyến Gbit với tốc độ giao tiếp ca o kết nối tĩnh với hạ lớp qu an g bao
gồm các D W D M hoặc sợi quang.

4.2.

ì .2.1 Phát Iriẻn hạ lông dịch vụ IP

Theo quan điểm tô-pô mạn g thi các định tuyến gigabit của lớp dịch vụ [f^ sẽ kết nối với

nhaii như thế nào? và chúng có cùng s ử dụng các thiết bị D W D M khôrm'? Điều này sẽ được
trinh bày ờ phần tiếp theo.
Lưu ỷ rằng các tô-pô mạng xét cho hạ tầng dịch vụ ỈP k h ô ng xél các dặc tính giới hạn về
dịa lý cùa sự phát triển mồi mang riêng biệt. Tất nhiên điều này k h ôn g có nghĩa là yếu tố giới
hạn vậi lý là không quan trọng. N ó có ảnh hư ởng rất ỉớn đến việc cấu trúc m ạ n g lõi nhưng
không bao hà m hết theo lý thuyết. Các kết nối sợi quang có sần và cáo kho áng cách giữa các vị
trí trong các ứng dụng thực lế là khác nhau.

Các mạng đưòng trục kiểu điểm-điểm cỡ nhỏ hoặc các kết nối đưòìig trục
Mạng đ ư ờn g trục (mạng lõi) nhỏ hoặc các kết nổi đ ư ờ n g trục kéo dài dược thiết lập bằng
mạng n g a n g hàng với kết nối sợi qu ang điềm-điểm. Đe cu ng cấ p sự bảo vệ khi sợi qu an g bị
dứl. tín hiệu suy giảm hay giao diện bị hỏng, mỗi bộ định tuyến lõi là thiết bị có hai giao diện
POS tốc độ cao và kết nối với bộ định tuyến kề bên bằng hai sợi q u a n g n h ư hinh 4.7.
2 giao diện P O S

n giao diện P O S

\
\
Sợi b ả o vệ

Trung ké DVVDM

Sợi hoạt động
Đ ầ u cuối DWDM

fíìfiỉi 4,7: Két nối ntụnỊỉ đườiíỊỊ trục quanịỉ diêm-diêm (ỊUdtiịỊ
v ớ i s ự i ÍỊH ÍIH ỊỈ dơn hước s ó tt Ịỉ h o ặ c c á c t h i ế t h ị ( lầ u c u ố i D W D M

riiông q ua viỌc sử dụ ng 2 giao diện, tái cân bằng sẽ đượ c áp dụng. Ncu m ộ i liên kết bị
phá vỡ thi lưu lượng sỗ được truyền trên đ ư ờ n g còn lại và tối thiều hoá sự ngát q u ă n g dịch vụ.
Diều này sC' d ư ợ c làm rõ hơn ờ phần “ Khôi phục m ạ n g q u a n g ” .


c

hương 4: Cúc phương pháp điều khiến írong mạng thỏnĩị tin quan^ íhê hệ sau

333

S ử d ụ n g D W D M sẽ làm tăng băng thông nh ư phằn bẽn ohải của hinh 4.7. Nhiều giao
diện POS kẻt nôi trực tiếp với nút DWDM, mà tại các nút n a y sẽ chi ra lừng bước sóng cho
giao diện POS và bộ g hé p kênh ghép chúng trong sợi quang. Việc sừ dụ ng hai sợi qu ang giữa
các nút D W D M là d ư thừa. Tuy nhiên, nó lại lạo thuận !ợi cho việc sứ dụng công nghệ
D W D M đê tạo bă ng thỏng rộng trên một sợi quang và một sợi c ò n lại cũng sử dụng hệ thống
D W D M đê bảo vệ. Điêu đó tạo nén sự trong suốt đẻn các bộ định tuyến gắn vào hệ thống.

Các mạng đưòng trục cõ’ lớn
Đôi với m ạ n g đ ư ờ n g trục bao gồm nhiều hơn hai nút, tô-pô m ạ n g dạng mesh sẽ được sử
dụn g nh ư hình 4.8. Để tạo ra tô-pỏ mạng mesh đầy đủ thì cần ~

i l

lịên kết và mỗi bộ

định luyẻn cần (n - 1) giao diện. Điều thuận lợi nhất là tắt cá các nút chi cần một bước nhảy
đ ư ò n g dẫn khi có sự cố, m à k hôn g cần bước nhảy nhiều đ ư ờ n g dẫn. Dĩ nhiên là số lượng yêu
cầu kết nối và giao diện lớn.

Lỉén kết logic
điẻm -đ iểm

G iao diện 3 PO S
yêu cầu cho tô-pô
d ạ n g m esh đầy đủ

H ìnỉì 4,8: M ạng đường trục POS với tô"pô dạng m esh dầy đủ s ử dụnỵ
kết nố i sợi quang đơn hirớc sóng hoặc ỉíệ íhống D W D M
Việc sử d ụ n g cô n g nghệ D W D M sẽ tăng băng thông giừa các định tuyén đư ờnq trục
bằng cách thcm các giao diện. Hơn nừa cơ chế bào vệ được truyền về các nút D W D M . Th ôn g
í l u r ò n g c á c Iiúl 1)WI)M n ố i v ớ i m ạ n u v ò n g ri nu q u a n g loại t r ừ v i ệ c k c l nối

--------kcl nối

sọi quang. Các nút này c u n g cấ p bất cứ tô-pô cho các bộ định tuyến: m ạ n g vòng ring, mesh
hoậc hiib như m ô lả ờ phần trước “ Kiến trúc 2 ìớp íP/quang” ,
Dối với các m ạ n g đ ư ờ n g trục cung cắp dịch vụ lớn cờ 10-20 nút lồi và khoáng 50 - 100
di c m Iniy nhập ( A c c e s s - P O P ) thì dạng mesh không thật phù hợp vi liên kết nối sc cần rất nhiều
kct noi sợi quang, ví dụ Ị 5 bộ dịnh tuyến lồỉ dạng rnesh hoàn toàn cân tới 105 kcl nối sợi
quang. C'hinh vì vậy m ạ n g kiểu này phài được phân cấp. s ố lư ợ n g các nút trong lòi phải được
giới hạn và m ạnỊỊ p h ã n p h ố i xế p xung quanh mạng đường trục để kếl hợp một khối lượng lớn
các POP.


334

M ạng ihông íin quang ỉhé hệ sai4
Tô -pô cùa mạng lõi có thề là mesh khác hoặc dạng m ạ n g v ò n g nn g. Đề xem sự khác

nhau giừa hai khá năng này người ta giả thiết m ạ n g lỗi có 8 nút. N ếu két nối tất cả nút theo
dạn g mesh hoàn toàn thi cần 28 két nối sợi qu ang cho mạ ng lõi, yêu cầu này khó lòng thực
hiện được. T h ự c te khi tạo 3 nút vào thành một tam giác và đ ư ờ n g dẫn hư ớn g về son g song
(cua!-homing) cùa các nút còn lại xung quang tam giác thì số lư ợng kết nối q u an g sẽ giảm
xuống thành 13. Hinh 4.9 sẽ mô tả giài pháp này.

H Ì Ị t h 4 .9 : K ế t n ố i c á c n ú t l ô i t r o n g m ạ n g m e s h y ê u c ầ u n h i ề u k ế t n ố i s ợ ỉ q u a n g

Một khả năng khác, n h ư chi ra trên hình 4.10, kết nối nút theo d ạ n g m ạ n g vòng ring với
các k' t nối POS điềm-điềm. Với 8 nút 1*^1 sẽ thiết lập đư ợc 2 vò ng qu a hai nút. Điều quan trọng
là có cung cấ p sự dư thừa vá ngãn ngừa việc chia mạ n g thành hai tuyến trong trường hợp nút
két nối bị lỗi. Giải pháp này yêu cầu 9 kết nối sợi quang.

Ỹ

H ì n ỉt 4. / 0 : K ẻ ỉ n ố i c á c n ú t ỉ ô i t r o n ỵ m ộ t h o ặ c n h iề u v ò n g đ é ỵ i ã m d i s ố k ế t n ố i ( Ịu a n ỊỊ

'i lìuận lợi cúa lô-pô m ạ n g dạng mesh là luôn có đ ư ờ n g để truyền trong m ạ n g lõi và chi
qua mộl bước nhảy Irung gian kề cả khi định tuyến tham gia hoặc loại bỏ vi lồi. Còn đối với
giãi pháp mạ n g vòng ring n h ư hình 4.10 có thề phải trải qua ba bư ớc nhảy Irung gian để truyền


c

'Inrơng 4: Các phương pháp điều khiên irong mạn^Ị (hỏng í in quang ihể hệ sau

335

tài trong iỏi. Do đó thuận lợi cúa tô-pô mạng vòng n n g là giảm đi số lượrm kết nối quang. Với

nhừng yêu cầu về chi phí và tính sẵn có cùa các sợi quang đơn bước sóng thi tỏ-pô mạn g vòng
ring là dạ ng phù hợp nhất.
C ô n g ngh ệ D P T hỗ trợ hoạt động cho các kiến trúc có cơ sờ mạn g vòng ring chất lượng
cao như hình 4.1 1. M ạ n g vò n g ring hai sợi quang hiện nay SỪ dụng các dịch vụ S O N E T /S D H
và ch ún g đ ư ợc tái s ử dụng. Bên cạnh việc DPT cho phép két nối hướng gói trong mạn g vòng
ring thi giới hạn tối đa 16 nút S O N E T /S D H mỗi vòng là khòng còn đ ú n g nừa mà phải cho
ph ép tới 256 nút (về lý thuyết).
Mạng vòng ring
xoay song đếm

Bộ tái tạo

Hìnễi 4 ,ĩ ĩ : M ạng vòng riỉtg đuờtt^ trục quanỵ sủ' dụng S R P
Mỗi bộ dịnh tuyến lõi yêu cầu một eiao diện độc iập với số lượng định tuyến. Các giao
líện này d ù n g 2 cổim; m ộ t ch o phía đông và một cho phía tây các nút ỉân cận. Điều này có ỷ
ìghĩa hơn han neii so sánh m ạ n g vòng quang dùng POS trong đó có hai giao tiếp mồi nút. Hơn
lừa viẹc truyền lưu lượng thông qua việc truyền dừ liệu bộ đệm của giao tiếp D PT và không
)hai x ứ lý ở lớp 3 c ủ a định tuyến. Với các núl lân cặn [lựn 40 km bộ lái tạo rp dưực dù n g để
;hắc phục d ả m bao Iruycn d ừ liệu chính xác.
Nh ư đã nêu trên “T ồ n g quan về công ỉighệ truyền tái gói tin dộ ng ’', các mạn g vỏng ring

W'V tập trung vào x ừ lý tất cà các khó khăn của các mạng vòng ring truyền tái IP. DPT xử lý
:ác trường hợp lưu lượng !P lăng và băng thông íăng cao thông qua DW[)ỈV1. Thuậ t toán công
)àim S R P du y trì việc sử d ụ n g băng ihông rộng và số lượng đưa vào truycn tải lớn, thậm chí
rontì c á c I n r ì r i m l i ợp t ắ c nghen và co thế i hay dối n h a n h c h ó n g p h ù h ợ p với sự t h a v deìi c ú a
ULI luọnu. l)ỉ^ ỉ' d u ọ c dùiìg trong các mạch mạng vòng n n g lớn dáng ke ca vc số lượng nút lẫn
.lioủng cách giữa các nút. Đó là giải pháp íốt cho các mạng vòng ring r ộn g lớn cũng như các
:lui vực rộng lớn và \ c m n h ư mạ n g vòng trong các toà nhà. Hàng đợi và CO’ che bổ sung hỗ trợ
ihiều lớp lưu lượng với băng thông biến đồi và độ trễ yêu cầu. Chuyển mạ ch bào vệ thông
ninh IPS là m cho khòi phục nhanh chóng khi bị lỗi kể cà lỗi khi truyền lải đa ph ươ ng tiộn và

lút. ( ' h ứ c n ăn u khôi phục của tô-pô mạng dộng cho phép thcm vào, gờ bo và khôi phục nút
ò n g cùa các lác vụ gán và chạ y một cách tối Ihiểu cấu hình và yêu cầu cung câp.
Các m ạ n g v ò n g ring sợi quang sừ dụng công nghệ DPT có thể cài đặt trước kết nối
Ịuang hoặc các hệ ihốn g D W D M giống như hạ tầng lai ghép. Với khoànu cách lớn giừa các


M ạng í hỏng ùn qium ^ ỉhế hệ sau

336

nút mạ ng v ò n g ring có thể đạt được đặc biệt là hệ th ố ng D W D M . Điều này dẫn tới độ trễ
truyền tài lớn và phài quan tâm vấn đề về thời gian trong c ơ chế tín hiệu SRP-Ẻầ của DPT.
T ậ p trung POP
POP c u n g cấ p truy nhập cho các khách h àn g đến các m ạ n g cu n g cấp dịch vụ. Tuỳ thuộc
vào dịch vụ yêu cầu, POP có thể bao gồm có các bộ định tuyến, ch uy ền mạ ch A TM , bộ tập
trung x D S L hoặ c đầu cuối cáp và có thể két nối với các bộ định tuyến lõi theo nhiều cách.
Trong q u á trình phát triền (giai đoạn t h ứ hai), một số các P O P truy nhập đư ợc tập trung
vào trong các POP của lớp mạn g phàn phối. P O P phân phối được thiết kế để bò đi 3 lớp P O P
(triple-player POP ) d ư thừa. Đầu tiên, có hai định tuyến biên m ạ n g đ ư ờ n g trục cân bàng tải lưu
lượng đi vào m ạ n e đư ờ n g trục. Trong t rường hợp một định tuyến lỗi thi các định tuyến khác có
thể tụ nó tải đ ư ợc hết. T h ứ hai, cả hai định tuyến này có hai kết nối tới m ạ n g đ ư ờ n g írục. T h ứ
ba, có hai thiết bị liên kết nối POP và/hoặc có môi trường truyền dẫn vật lý bị lồi.

Tập íru n g P O P ch u yển m ạch
Giải ph áp slY dụng chuyển mạch ờ lớp 2 giCra các P O P ' t r u y nh ập và định tuyến biên lõ i
(hình 4.12). A1'M hoặc Ethernet được xem xét. Hạn chế của A T M là chi phí thiết bị q u á cao.
Điều dó k hô nu the dù ng hct các đặc lính mạn h Q o S của A T M V! có thừa băng ihông.

O C -48/ST M -16 P O S
(2,5 Gbit/S)

Gigabit E th e rn e t
(1 Gbit/S)

OC-12/STM -4 ATM

Bộ định tuyến biẻn
đ ư ờ n g trụ c

C huyển m ạch
lièn kết P O P

(6 2 2 Mbit/S)

F a s t E th ern et
(100 Mbit/s)
0C-3/ST M -1 ATM
(155 Mbit/s)

Truy n h ậ p P O P

H ình 4. ỉ 2: Các POP-truy nhập và địníi tuyến hiên iỏi
có kết nốỉ tởỉ cả chuyển mạch lớp 2 trong thiết k ế PO P chuyển mạch
Kht d ù n g cô n g n g h ệ Ltherncl, giao diện Fast Ethernet và Gig ab it -lù hc rn c t hiện d a n g
dược phô bicn hiộn nay và 10 Gigabii trong tư ơ ng lai gần. Gi ữa POP- tru y nhập và định luyến
biên lỏi đặt hai ch uyể n mạ ch để cung cấp d ự ph òng dư thừa. Kiểu điền hình hiện nay, mỗi
l*()I^-lruy nhập nối với hai chuyền mạch với Fa st-Bthemet đ ư ờ n g lên.


c 'hương 4: Các phương pháp điều khiên trong mạng í hóng tin quang ihé hệ sau

337

Định tuyến biên lõi nối với Gigabit đường lên tới chuyển mạch. Do đó phân cấp trong
bàng thông với 100 M bi ư s từ POP-truy nhập, 1 Gbit/s tới định tuyến biên lõi và đạt được
2,5 Gbit/s đi vào lõi.
Đê tránh vò n g lặp bác cầu gây ra bởi việc nối tới các định tuyến soni> song thuậ t toán cây
mò rộng S TA đ ư ợ c s ử dụng.
T h e o cách nà y có rất nhiều thuận lợi. Đầu tiên Ethernet là công nghệ dề triền khai và đã
đirực kiểm chứ ng . Giải ph áp Ethernet được phân cấp đáp ứ ng các yêu cầu băng thôn g trong
tirơng lai nlìư sự phát triến từ 10 Mbiưs lên 100 Mbiưs và 1000 Mbit/s. Hơn nữ a s ự phân cấp
thực hiện thôn g q u a ch uyể n mạch mô-đun mà dễ dàng ghép với nhiều đư ờng lên trong c huyển
mạch lớp 2 ch o các kểt nối tới các định tuyến thêm vào. Bất lợi là có chuyển m ạ ch thê m vào
thi cũng là thêm các ng uồ n g ây lồi.
Ngày nay sử dụng A T M tốc độ đạt được giao tiếp là ỉ 55 Mbit/s với OC -3 c/S TM -l, 622 Mbiưs
với O C - 1 2 c / S T M - 4 c , 2,5 Gbit/s với OC-48c/STM-16c. C ũ ng giố ng n h ư giải p h á p Ethernet hai
chuyển m ạ ch A T M đư ợc đặt vào giữa POP-truy nhập và định tuyến biên ỉõi để d ự phòng. Ví
dụ các PO P -t ru y n h ậ p có thể kết nối với đường lên 0 C - 3 c / S T M - l tới cả hai c h uy ển m ạ ch và
dịnh tuyến biên lõi nối với đ ư ờ n g lên OC-12c/STM-4c.
Đê tích hợp thế giới IP hướn g-k hô ng kết nối với A T M hư ớng -k ết nối cần có nh ữ n g x ử lý
khác. Giải p há p đầ u tiên là IP cổ điển (CLỈP) trong đó các định tuyến IP ánh xạ tới đ ư ờ n g ảo
A T M VP. Giải p h á p thứ hai gọi là LAN emulation ( L A N E ) nghĩa là LAN đ ư ợc thiết lập ào
giũa định tuyến truy nhập và lõi. Khả năng đặc biệt của côrm nghệ này k hôn g bàn trong cuốn
sách này. T h ự c tế cả hai giải pháp đem lại kết quả chi phí đội thêm và dộ phức tạp tăng lên.
Một đ iể m thuận k/i cùa tích hợp chuyền mạch A TM P O P đó là A T M dễ liên kết với các
liên kct nối P O P dạ ng mesh hoàn toàn. Bưi vậy kết nối trực tiép giữa POf’-truy nhập cho các
luồng POP-liên kết là có thể thực hiện được. Bất lợi chính là chi phí thiết bị A T M rất cao và
vưọ t quá lớn yêu cầu tích h ợp [P và ATM

Tập tru n g P O P điếnt-điểm

POS, A T M , G iga bi t-E the rn et dùng để triển khai kết nối điểm-điểm. Mỗi POP- tru y nhập
kết nối trực tiếp kiểu đ iể m - đ iể m tới cả hai định tuyến biên m ạ n g lõi,
POS hoặc liôn kết nối A T M ngày nay được tạo ra nối kết 0 C - 3 c / S T M - l tốc độ 155 Mbiưs
hoặc () C - 1 2c /S T M -4 c ớ tốc độ 622 Mbiứs. Với giao tiếp O C- 192 c/S TM -6 4c (rong mạn « lõi
tix>ng luxrng lai gần, giao tiếp OC-48c/S'FM-16c ở tốc độ 2,5 Gbit/s sẽ dù n g tập trung POP.
'1'huận lợi chính cùa giải pháp đó là không cần thiết bị liên kết nối. Khi d ù n g POS thi có
c ô n g nghệ tư ơ n g t ự d ù n g c h o cả m ạ ng lõi và lớp phân phối (hình 4.13).
Bất lợi c h ín h đó là cầ n mỗi giao tiếp cho mồi POP-truỵ nhập ironíỉ định tuyến biên lõi
nià kct quà sẽ có mậ t độ giao diện rât lớn.

Tập írutíỊ’ P O P m ạ n g vòng ring quang D P T
Khi d ù n g c ò n g nghệ DPT, cần thiết lập mạng vòng ring truy nhập chứa các định tuyển
biC‘n lõl và POI^-truy nh ập (hình 4.14). 'I rong đó sử dụng sơ đồ 2 hub sonu song. Băng thông


M ạng íhông íin quang thê hệ sau

338

mạng vòng ring ta iy nhập phụ thuộc vào các giao diện D P T sử dụng. Hiện nay, có
O C - 2c /S T M -4 c hoặc O C-4 8c/ STM -1 6c. Tươ ng lai gần sẽ có giao diện O C *192c/ST M-64c.

Bộ định tuy ến biên
đ ư ờ n g trục

O C -4 8 /S T M -1 6 P O S
(2.5 Gbiưs)

Gigabit E thernet
(1 Gbiưs)

OC-12/STM-4 ATM
t^oặc PO S
(622 Mbìưs)
0C-3/STM-1 ATM
(155 Mbiưs)

Đ iểm PO P -truy n h â p

H ình 4,13: Liên kết nối PO P iruy nhập trực tiếp
với định tuyến hiên lôi h ợ i bỏ các iỉĩiét bị liên kết nối

OC-48/STM-16 P O S
(2,5 Gbít/S)

Bộ định tuyến
biên đ ư ờ n g trục

Điẻrn P O P-truy n h ậ p

O C-48/STM -16
(2,5 Gbiưs)
ÒC-12/STM-4 ATlVi
(622 Mbỉưs)

Hìỉth 4.14: Mô ỉúíih ĩộp trung POP m ạng vòng ring quang D P T (cả POP-Ịruy nễtập
và địnỉĩ íuyến biên lôi kết hợp vào 2 vòng quay ngược sonỵ sotĩỊỊ)


(

hương 4:

c

ác phương pháp điều khiên trong mạng íhông íin quang thế hệ sau

339

Sử d ụ n g D P T có m ộ t số thuận lợi trong lớp phân phối. Trước hết, cỏ một số kết nối sợi
quang và một số gia o diện đư ợc yêu cầu cho cá POP-truy nhập và định tuyển biên lõi vì tô-pô
mạng vòng ring cần có khi triển khai. Thứ hai, D P T cung cấp băng thônu rắl tốt và hiệu qu à
thòng qua khả nă ng tái sừ dụ ng không gian và SRP-fa. Hơn nữa iPS cung cấp độ dao động cao.
Điẻm bât lợi chính là khả năng cập nhật chi có thê cho toàn m ạ n ẹ vòng ring và k hôn g
thè thực hiện cho từng phần.
4 .2 .1 .2 .2 . P h á t í r i ó n h ạ l á n g t r u y è n d ầ n q u a n g

Cô ng nghệ D W D M đ ư ợ c d ù n g trong hạ tầne mạn g truyền tái q u an g như thế nào và kiểu
ràng buộc ra sao khi thiết kế m ạ n g DWDM-CƠ sờ, điều này được m ô tả troníỉ phần tiếp theo.
H ệ t h ố n g DVVDM
Hạ tầng truyền tải q u a n g thườ ng được triển khai với hệ thốn g D W D M đồng hướng. Các
hệ thống này sử d ụ n g tất c ả các bước sóng trên m ộ t sợi q u a n g truyền dần theo m ột hướng.
C ôn g nghệ nghệ D W D M đã đư ợc trình bày ở c h ư ơn g trước, ở đ â y chỉ tóm tắt một số vấn đề
cliính trong hệ thốn g D W D M .

S (f đồ k h ố i h ệ tlư m g D W D M
Các hộ thố ng D W D M bao g ồ m các các thiết bị phía đầu cuối và các bộ k h uế ch đại
đư ờng qu ang ( 0 1 . A). ở vị trí đầu cuối cùa hệ thống D W D M có 3 thiết bị cơ bản: bộ chuyển
dôi bước sóng, bộ g h é p kênh/ tách bước sóng và khuếch đại quang.
Hỉnh 4.15 chi ra sơ đồ khối cũa hệ thốniỉ D W D M kicLi điế m -d iể m cho một hướng. Để
truyền dẫn 2 hướ ng , các thiết bị ở vị trí đầu cuối à bên trái và bên phải có cã uhép và tách kênh

bước sóng và cà hai phía đề có mộl cổng phát và công thu đa bư ớc sóny.
Thiết hị đ ầ u cuối

OADM

Thiết bị đ ầu cuối

Hìn!t 4.Ĩ5: K hốìxãy dựng hệ thông D W D M
Các bộ c hu yề n đổi bư ớc sóng được nối tới các bộ định tuyến gigabit và thiết bị lớp dịch
vụ khác. G h é p kênh tổ hợp các bước sóng thành tin hiệu q ua ng dó dược khuếch đại bàng bộ
kh ucch dại Boostcr.

'rại đầu thu có một bộ khuếch đại quang khác khucch đại lại tín hiệu

qu an g và sau đỏ phân chia q ua bộ tách bước sóng thành các kônh q u an g khác nhau.
Ngược với hệ thống điể m- điể m , tại vị trí đâu cuối của các hệ thốn g mạng vòng ring
ỉ ) W i ) M có hai cồng phát và hai cổng thu da bước sóng đe ket nối hai ch iỏ u sáng các dicm lân


Mạnịỉ, íhông /in quang thế hệ sau

340

cận bên trái và bên phái của vòng mạng. Bộ tách và ghép kênh được gộp lại thành bộ ADM
q u ang ( O A D M ) . Tại O A D M tín hiệu đưa đế n được tách thành tín hiệu qu an g đơ n bước sóng
đề truyền sang vị trí đầu cuối bên phía đông hoặc tây. T ừ hai tín hiệu nhận được (phía đông hoặc
phía tây) một vài bước sóng được kéo ra chuyển tới các bộ tách sóng phía nhận và ngược lại.
Một số nhà sàn xuất D W D M phân chia sự hoạt động D W D M cho dái bước sóng từ 1529
đến 1602 nm thành 2 hoặc 3 bàng tần. Các bàng tần được ghép kênh và tách kênh riêng biệt tạo
ra mô-đun.

Bộ kh uêch đại O L A d ù n g để khuếch đại tín hiệu quang bù suy hao tín hiệu q u an g trong
sợi quang.
Một số vị trí trí cần thiết sừ dụ ng O A D M ứể xen/rẽ các bước sóng theo nhu cầu.

Bộ c h u yể n đổi bư ởc sóng
Bộ chuyển đồi bước sóng là phần từ rất quan trọng trong các hệ thống D W D M khi tồ
chức mạn g D W D M . dùng để chuvển đồi tín hiệu từ thiết bị lớp dịch vụ tỏi kênh D W D M với
bưóc sóng tư on g ứng, Chún g có thế hỗ trợ cả chuẩn íỉiao diện quang tại cưa sổ bước sóng ngẳn
1300 nm hoặc bước sóng dài 1550 nm hoặc cá hai.
Hầu hết hệ thống D W D M sử dụng bộ ch uy ển đổi bước sóng hoại động ở m ộ t hoặc nhiều
bước sóng. Có hai kiểu chuyển đổi bước sóng; chuyền đồi bước sóng dịch vụ cụ thể và chuyển
dối bước sóng không phụ thuộc dịch vụ.
Bộ chuyển đối bước sóng dịch vụ cụ thể yêu cầu kiểu khung và lốc dộ đưò'ng truyền nhất
dịnh. Bộ tách sóng này thực hiện chức năng 3R. Điều này có nghĩa chúng ch uyể n đổi tín hiệu
quang thành tin hiệu điện, thực hiện

lại tín hiệu và khôi phục đồng hồ sau đó c h uy ền đổi tín

liiệu quav lại miền quang. Hầu hết các bộ chuyển đồi bước sóng phụ thuộc dịch là các bộ
chuyến đối bước sóng S O N B T / S D H làm việc ở tốc độ của O C -1 2/ S TM -4 , O C - 4 8 / S T M - 16 và
OC -192/S r M - 6 4. Bằng cách yêu cầu khung S 0 N E 1 7 S D H giám sát lỗi bit dể x em trạng thái tín
hiệu và khơi tạo chức năng bảo vệ quang trong trường hợp tín hiệu bị suy giám.
Bộ ch u yể n đồi bước sóng không phụ thuộc dịch vụ (bộ tách sóng trong suốt) chỉ cu n g
cấp chức năng IR bởi vậy chi truyền bước sóng từ chuẩn 1310 nm hoặc bước sóng 1550 nm
tới các bước sóng kênh W D M cụ thể.
Bộ chuyển đồi bước sóng trong suốt không phức tạp và bời vậy rè hơn nhiều bộ chuyền
dối bước són g dịch vụ cụ thề. Hơn nũa, bất cứ tín hiệu yêu cầu từ máy trạm n h ư P(3S, DPT.
{ iiuabil-lálicriicl lioặc ATM dcu dược cluiycn dổi vi các bộ chuvcii dôi binVc sóim náy dộc lập
vứi lốc dộ bit và khung tín hiệu. MỘI hạn chc của bộ chuyền dổi bưóc sóng loại này là sự tínli
toán quỹ nguồn quang trở nên phức tạp vì bộ chuyền đồi bước sóng loại nùy k hô ng cu n g cấp

dicm ranh giới rõ rệt. H an nữa chuyển mạ ch bào vệ qu ang chi thực hiện tuỳ theo công suấl tín
hiệu quang.
I!ầu hcl các hệ lliống D W D M cu n g cấp sự lựa chọn không sừ dụng bộ tách sóng, r hay
vào dó tliiốt bị lớp dịch vụ có thể kcl nối trực liếp tới ghép kênh cúa các dầu cuối W D M với
}>ia« tiếp m à u . Giao tiếp này cũ n g cung cấ p bước sóng kênh W D M đặc biệ t.'Tất nhiên bước
sóng này phái chính xác và ổn dịnh để tránh giao thoa kênh.


C h ư ơ n g 4: C ác p h ư ơ n g p h á p điều khiên Irong m ạ n g (hông íin íỊuaniị th ế hệ sau

341

T h iết kc m ạn g W D M
Khi thiêt kê hạ tầng mạn g truyền tải quang một số tiêu chí n h ư tô-pô, kh ông gian kênh,
tòc độ đư ờng truyên tối đa, quỹ nguồn quang và khà năng nâng c ấ p đư ợc xem xél.

c á u h ìn h m ạ n g
Nhìn chung, các tô-pô mạng dạng mạng vòng ring hoặc điể m -đ iế m dè có thế triển khai ờ
tâng m ạ ng quang. Hệ thống điểm-điểm sứ dụng chính trong m ạ r g đ ư ờ n g đê tạọ ra kết nối băng
rộng. Tô-pô cùa lớp dịch vụ IP có thể là hình sao, mạ n g vòng ring hoặc kiều mesh. chúng được
sử dụng làm các đ ư ờ n g truyền điểm-điểm cùa hệ thống D W D M đề kết nổi các vị trí liên quan.
Điê m trờ ntíại chính việc dùng hệ thong điểm-điểm là lưu lượng đi qua được xử lý ờ lớp
dịch vụ !P.
Khi triền khai m ạ ng vòng ring D WD M, một số iượng nhò kết nối sợi qu ang cần thiết để
kêt nôi tới tât cả các vị trí. Thiết kế mạng phái tạo được khả n ăn ẹ cung cấ p bất c ứ tô-pô mạ ng
nào tới lớp dịch vụ IP. Thực tế, trong trường hợp ờ những chỗ m à mô hình iưu lượng là mesh
đầy đù thì việc thiết kế sẽ đơn giản đi rất nhiều.
Hình 4.16, chì ra cách mà một mạng với 5 vị trí và lớp dịch vụ IP dạng mesh đầy đủ
đ ư ọ c triển khai.

ề

B

8

H ình 4, ĩ 6: Độ linh hoại và ĩinh đơn giản của mạng vòng rỉng D W Đ M
Khi sử dụnií hộ thống điểm-điềm, một đầu cuối DW D M phải được thêm vào ớ cả hai
diòm dầu cuối của kcl nối lớp dịch vụ IP mong muốn. Trong khi đó, thực hiện mạn g vòng ring
chỉ cần 2 bộ ch uyc n đổ! được chèn vào các thiết bị ờ các vị trí đư ợ c két nối. Một sự so sánh về
việc yêu cầu thiết bị đổi với việc thực hiện mạng D W D M được biều diễn ở bảng 4.1.

B ả n a 4 ,1: Yêu cầu về thiết bị D W D M đ ể th ự c h iện m ột m ạ n g IP lỉịch vụ đầy đù

S ố đ ầ u cuối DWDM
S ố b ư ớ c s ó n g mỗi liên kết
S ố kết nối c á p

Hệ th ố n g điểm-đÌẲm

H ệ t h ố n g m ạ n g v ò n g ring

20

5

1

3

10

5


M ạng thông tin quang thế hệ sau

342

K h o ả n g cách k ê n h
Liên m in h Viễn thô ng Qu ốc tế đ ã tiêu chuẩn h oá k h o ả n g c ác h kê nh là là 50, 100 và
200 G H z để cung cấ p đ ả m bảo vận hành đư ợc với nhau. K h o ả n g c ác h kênh 200 G H z chù yếu
sử dụng c h o giải pháp m ạ n g W D M đô thị. C ò n k h o ả n g các h kê nh 50 và 100 G H z được sử
',ụng cho các hệ thống D W D M đ ư ò n g dài.
Số lượng các kênh yê u cầu phụ th uộc v ào nhu cầ u sử d ụ n g và đ ư ợ c p hâ n thà nh các giai
đoạn trong q u á trinh phát triển. Giai đoạn đ ầu hầu hết trong các t r ư ờ n g h ợ p th ư ờ n g được tính
toán là khá thấp. T h ô n g thường, các hệ th ố ng D W D M có thể đ ư ợ c cấ u hình với việc ghép kênh
và tách kênh hoạt độ n g ờ kh o ản g cách kênh 100 G H z khi bắt đầu.
Tuy nhiên, việc thiết kế khoảng cách kênh ban đ ầu rất q u a n trọng trên c ơ s ờ d ự báo nhu
cầu trong tư ơ n g lai. Nếu thiết kế khoảng cách kênh ban đ ầu là 100 G H z m à sau này có yêu cầu
với khoảng cách các kênh 50 GHz, hệ thốn g D W D M k h ô n g thể đ ư ợ c nâng c ấ p hệ thống trong
trạng thái hoạt động (ir.-service), mà cần phải tắt hệ th ố ng lắp th ê m các bộ g h é p kênh và tách
kênh 50 G H z và phải kết nổi thêm các bộ c hu yể n đổi bư ớc sóng. N h ư vậy, nó đã xo á sạch thiết
kế mạng ban đầu khi trong tư ơng [ai yêu cầu kho ảng các h kênh là 50 GHz. Vì thế, nên thiết kế
ban đầu sử dụ ng ngay các phần tử có k hoả ng cách kênh 50 GHz.

Tốc độ đ ư ờ n g truyền íố i da
Nếu thiết kế hệ thống D W D M với các tốc độ đư ờng truyền rất cao (ví dụ: O C - I 9 2 /S T M - 6 4
ở 10 Gbiưs) đư ợc yêu cầu, thi việc bù tán sắc phải đirợc tính toán ngay. Đ ầ u tiên, là sừ dụng
các sợi qu an g bù tán sác nonzero, nh ư bộ N Z D s (N o n Z er o Đisp ert io n Pibres) và các sợi tán sắc

dịch chuyển DS (Dispersion-Shiữed). T h ê m vào đó, cá c khối bù p hâ n tán đặc biệt phải được
tính đến trong hệ thống D W D M để đảm bảo việc truyền dẫ n q u a n g đ ư ợ c bảo đảm.
Một các h khác để có thể đạt đến giới hạn tán sắc là sử d ụ n g bộ tái tạo 3R. C ác mô-đun
tái tạo được chèn vào giữa các O LA trung gian. N h ư thế, tín hiệu q u a n g D W D M sẽ được
chuyền đổi thành tín hiệu điện, được phục hồi hình dạng, chỉ nh lại thời gian và đ ư ợ c chuyển
đồi về lại phần quang.

Q uỹ cô n g su ấ t qu a n g
Một đ iể m chính trong việc thiết kế m ạ n g D W D M là phải tính toán n guồ n quỹ cô n g suất
quang dựa trên việc d ự đoán mức công suất truyền kh ắp mạ ng. Mỗi bộ phát q u a n g đư ợc thiết
kế để hoạt đ ộ n g với m ộ t m ứ c c ôn g suất đ ầu ra gần n h ư k h ô n g đổi. M ộ t loại cô ng suất đầu ra cụ
thể mà ở đó ta có thề tạo ra c ôn g suất phát thay đổi.
Mồi bộ thu quang được thiết kế đề hoạt động với chi tiêu lỗi bit (điển hình là lOE-12) xác
định nếu công suất đầu vào nằm trong dài động của bộ thu quang. Hiệu số giữa c ôn g suất phát
nhỏ nhất và độ nhạy công suất thu nhỏ nhất đư ợc gọi là qu ỹ cô n g suất quang ( P o w e r Budget).
Để đ ả m bào thiết kế m ộ t hệ thống tin cậy, thi q u ỹ c ô n g suất q u a n g phải lớn hơn nhiều
hoặc ngang so với tổng số tổn thất trên đ ư ờ n g từ bộ phát q u a n g đến bộ thu cộ n g với số dự
phòng thiết kế. Bao gồm tất cả các tổn thất kết nối/ghép nối, suy hao sợi q u a n g và sự bù công
suất. Đổ tránh cho bộ thu q u an g quá tài, thi m ột độ suy hao tối thiểu c ũ n g phải đ ư ợ c đ ả m bảo.
Hinh 4.17 m in h hoạ việc tính toán này.


(

Ììiarng 4: Cúc phương pháp điểu khién írong mạniỊ ỉhông nn c/uaniỊ ỉhê hộ sau

343

C ón g s u á í p h á t
lởn n hất Tx

Độ s u y h a o tối th iể u

Công suất phát
nhỏ nh ắt Tx

S ự q u á tải bên
Rx c ự c đại

Tón thất kết nối/ghép nối

Suy giảm quang

Quỹ còng suất

Bù công suất
Đ ộ nhạy Rx
nhỏ nhất

Dự phòng íhiết kế

H ìnỉỉ 4. ỉ 7: Q uỹ công suất và sự suy giảm tối íhiéu đối với m ội kết nối quang
Đê bù lại việc tốc độ lồi bị tăng lên bới vì nhiễu và giao thoa g ây nên, m ộ t số công suất
cộnu thêm phải điíọc thêm vào tín hiệu phát. Phần này của công suất được gọi là pcnver penaỉíy,
Nói chung, po w cr penalty đư ợc xem là một phần trong các tham số của giao diộn quang.
Một độ d ự trừ thiết kế (design margin) là để bù cho khả năng tổn thất sẽ tăng lên trong
íưoTig iai. C ôn g suất phát, độ nhạy phía thu và pow er penalty là các cụ thẻ nh ư điều kiện xấu
nhẩt (worst-case), íuổi thọ, khả năng của các nhà cung cấp thiết bị. N hư vậy, khi tính toán các
phần tứ của nguồn quỹ c ô n s suất không ỵôu cằu một độ dự trCr thiết ke. Độ dự trìr thiết kế được
ycu cầu cho các t r ư ò n g h ợp ví dụ: đối với các bộ cộng ghép nối qu ang để sửa chữa một cáp bị
hỏng. Cìiá trị điẻn hinh thườ ng sử dụng ià 1 - 3 dB.

Một so giá trị điển hình đối vói các phần từ được sử dụng để tính toán Cịiiỹ cô ng suắt

dược minh hoạ Irong bảng 4,2.

B á n g 4,2: C ác g iá trị điển h ìn h đu‘Ợc sù' dụ n g tronịị việc tín h toán quỳ công suất
Phần tử

úiả trị

T ồn íhấí kết nối

Õ ,2 d B /k ế í nốÌ

T ồn thất g h é p nối

0,01 dB/ghẻp nối

T ồn th ầ t q u a n g

0.4 dB/km (tại 1310 nm)
0,3 dB/km (tại 1550 nm)

P o w e r pen altỵ
! D ự p h ò n g thiết kế

1 -2dB
, 1 - 3 ỐB

Việc ihicl ké toàn bộ một mạng DWDM là khá phức tạp bới vì c á nhiều tham số
phai lính dén. Minh 4.18 m in h hoạ ihiét ké một tuyén quang giữa hai nút lớp dịch vụ irong

m ạ ng D W D M .

Dồ đàm bào độ tin cậy việc truyền dẫn D WD M, các dặc t í n h kỹ thuật vè g i a o diện quang
cua các bộ dịnh tuycn và ch uyề n mạch, trưck hél phải dược so sánh với các dặc lính kỹ thuật
cua các bộ chuycn dồi bước sóng trong DWDM. Không chì bước sóng hoạt động phài phù
hợp, tliêm vào đó q u ỹ cô n g suất giữa giao diện thiết bị lớp dịch vụ và giao diện của các bộ
cliuycn dỏi bước s ó ng cúa [)\VDM cũng phải phù hợp.


M ạng ihóng Ỉỉn quan^ thế hệ sau

344

Thlếí bi đ ầ u cuối thu

Thiét bị đầu cuối phát

OIA

ỒƯK

D
E H
M
u
X H

D>

X

Y
Quỹ công suất Y dB cho Bộ định
tuyển và chuyển mạch ATM

Quỷ công suấí cho 3 đoạn nổi,
mỗi đoạn X dB

Quỹ công suấĩ Y dB cho Bộ định
tuyến và chuyển mạch ATM

H ình 4,18: Các m ứ c công suấí quang của m ội tuyến
íừ đầu cuối-đến-đầu cuối giữa ỉidi n ú t lớp dịcỉĩ vụ
Phần thứ hai là thiết ké hợp lý của mộl tuyến từ các bộ ch uyề n đổi bước sóng phía đầu
phái đến các bộ chuyển đổi bước sóng cùa phía thu. Các nhà c u n g c ấ p D W D M điển hinh cho
biết việc tính toán quỹ công suất qu ang giữa thiết bị đ ầu phát và thiết bị đầu cuối ihu cần thông
qua quỹ công suất các đoạn nối. Phụ thuộc vào kiều cúa các bộ c h uy ển đối bước sóng được sử
dụng và sổ O L A được triển khai, người ta tính toán cụ thể quỹ cô ng suất cho một đoạn luyến
{span budgct).

4 , 2 Pỉ i ục hồi
Đẻ cu n g cấp độ tin cậy trong mạ n g q ua ng tĩnh, các ch ức n ãn g p hụ c hồi và bào vệ có thể
dược

thôm vào ờ lớp dịch vụ và/hoặc ở lớp truyền lái quang. M ạ n g

hồi chủ yếu sử dụng chức năng bảo vệ nhanh tại lớp quang,

Thi ết

quaníí đa bước sóng đàn
bị D W D M tại lớp qu ang

không hề cỏ chức năng mạn g thông minh nào. Vi thế, nó chì đơn giản cu ng cấp cho chức năng
truyền tải. ĩ ạ i lớp dịch vụ, một chức năng phục hồi tiên tiến đà đ ư ợ c sừ dụ ng đề cu ng cấ p độ
lin cậy cho dịch vụ đầu cuối-đến-đầu cuối.

4 .2 .1.3.1. Bao vệ quang
C ơ chế bảo vệ tại lớp truyền tải q u an g rất bị giới hạn trong m ạ n g q u an g da bước sóng
khi so sánh với cơ che bào vệ bời m ạ n g qu an g thông minh. Ch ứ c n ă n g phục hồi q u an g bị giới
hạn den các m ạ ng quang con kiểu diềm-diềm hoặc kiểu m ạ n g vòng ring.
Vai Irò chính cúa chức năng bao vộ qu an g trong m ạ n g q u a n g da butVc sóng là dc cung
cấp kct nối điề m-đie m tin cậy sử dụ ng để kết nối giừa các nút lớp dịch vụ. C'hức năng phục hồi
dầu CLiối-dcti-dầu cuối dược phân phối thông qua chức n ăn g phục hồi lớp dịch vụ.
Như 1r u đà dịnh nghĩa ba lớp quang trong “ Kiến trúc của inạng truyền lài qu ang ”, theo
kliiiycn nghị Cí.872, clìức năng bảo vộ quang có thề được cung cấp ở ba kVp khác nhau (hình 4.19):

l.ớp doạn íntyẻn dan quanị*: sử dụ ng hình thức bảo vệ d ư ờ n g q u a n g
ỈMỊ) đoạn ịịhủp kênh quang: chủ yếu sử dụ ng c ơ c h ế b ào vệ c ủ a S O N H T /S D H
Ijrp kên h cỊuang. sử dụng chức năng bào vộ kênh quang


( 'hiarng 4: Các phương pháp điều khiên irong mạng thông tin quang thê hệ sau

345

Bảo vệ kênh quang

Lớp kênh quạng

Bảo vệ 1+1

Bảo vệ đoạn ghép kênh quang

Lớp đoạn ghép
kênh quang

Bảo vệ 1+1 (VV-UPSR)
Bảo vệ
(W-BISR)

Bảo

Vệ

đường quang

Lớp đoạn truyền
dẫn quang

Bảo vệ 1+1, 1:1

H ình 4.19: Bảo vệ trong kiên trúc O T N
Bão vệ cỉuừnịỊ quư n g
Hầu hết việc thực hiện điểm-điểin hoặc mạng vòng ring W D M dều cung cấp một cách í'
nhất dộ tin cậy lớp quang tại iớp đoạn truyền dẫn với cư chế bảo vệ đ ư ờn g đơn giản là 1+ ỉ
iioặc I : i và phục hồi tất cá các kênh tại thời điểm.
Khi sứ dụng bào vệ 1+ 1, toàn bộ tín hiệu DW D M được bảo vệ thông qua một bộ chia
tiìành hai tín hiệu ở nút D W D M và được truyên dan qua hai cá p rièng biệt (hình 4.20). Tại nút
thu, cá hai tín hiệu được so sánh và tín hiệu nào có tỷ lệ tín hiệu/nhiễu ( O SN R ) tốt hơn hoặc

lốc độ lỗi bit tốt hơn thi được chọn.
Bộ chia q u a n g 50 /5 0

C =ZỈ-

Khối s o s á n h q u a n g

\

---------------— w

^

- c

ề -

<

C áp b ả o v ặ

^

w

ỵ
Bộ tá c h s ố n g
T in hiệư dự trử

H ình 4,20: Cơ chế hảo vệ quanỵ / + /

-í


346

M ạng ĩhông íin qucm^ ihế hệ sau
Khi sử dụng cơ chế bảo vệ 1:1, thi tín hiệu D W D M đ ư ợ c gừi chi bàng m ộ t cáp tại một

thời điềm. N ế u như cáp làm việc bị lỗi thì tín hiệu D W D M đ ư ợc c h u y ề n m ạ ch đế n cáp bào vệ
(hình4.2ỉ).
Khối chuyển mạch quang

Khối chuyển mạch quang
Đường truyền bị iỗl

^ /

Ị

\

'

^ Chuyển mạch bảo v ệ \

Sợi bảo vệ

H ình 4,21: Cơ chế bảo vệ quang ỉ : ĩ
' ĩ ư ơ n g tự như vậy, tất cà các kênh qu ang đư ợc bảo vệ đe c h ổ n g lại các việc cắt cáp. Thời

gian bảo vệ của các phương tiện là nhò hơn 10 ms.

Bủo vệ kêntt quang
Bước tiếp theo là sử dụ n g một khối báo vệ kênh q u an g trong cái giẳc nối với một cái làm
việc và một cải bảo vệ đầu cuối D W D M dề cung cấ p ch ế jdộ bảo vệ 1; ỉ đối với các kênh qu ang
dựa trcn cơ sờ kenh - kênh tại lớp kônh quang.
Đơn vị bào vệ ở đây bao gồm một đoạn truyền dẫn và một doạn thu. Trẽ n đoạn truyền
dẫn, khi lín hiệu qu ang đơn truyền đến, nó được chia ra thành m ộ t cặp 50/50 và được gửi tới
bộ tách sóng phái cùa đầu cuối đang làm việc và bào vệ đầu cuối (hinh 4.22). Trê n đoạn thu,
khi tín hiệu đcn từ bộ tách sóng thu của dò ng đa ng làm viẹc và tiến hành bảo vệ dò ng trong
nìộl don vị chuvcn mạch CỊuang 1x2 ( O S U ), lại dủy íicn hànli !ựa chọn lron <4 trường hợp có lỗi

trong phạm vi lứp quang. Kênh được c họn sau đó dược gừi tới bộ thu khách hàng.
Tiêu chuan chuyển mạ ch có ihề dược dựa trên một bộ phát tín hiệu bời các bộ tách sóng
phía thu, bời vì mộl đầu vào d ữ liệu bị mất. 'l’iêu chuẩn c ũ n g có thồ bơi bộ O S N R quang. Thời
gian phục hồi tối đa từ khi xày ra lỗi đến khi hoàn thành phục hồi c ủ a các liên^kếl qu ang xa là
nỉu') hcrn 5 0 m s.

i)ặc điểm chính của việc bào vệ kênh quang là nhữ n g kênh q u a n g k h ô n g chi đư ợc bảo vệ
chống lại việc cắt cáp mà c ò n chống lại các lỗi trong các q u á trinh ghép kênh/ tách kênh
( M U X / D l í M U X ) và tách sóng.


(

'hic(mg 4: Cúc phương pháp điểu khién trong mang (hónọ, í in qiuỉHí^ ỉhế hệ sau

347

H ình 4.22: Cư chế háo vệ kênh quang ỉ : ĩ

Bão vệ đ o ạ n g h é p k ê n h q u a n g
C ư chế bào vệ q u a n g phức lạp nhai là bảo vệ đoạn ghép kênh quang, nơi mà có chức
năng phục hồi S O N f :T /S D H . v ấ n đề này đà được trinh bày trong c h ư ơ n g 3 '‘Các công nghệ cơ
bán của mạ ng q u a n g ihé hệ s a u ” . Cuốn sách sẽ Irinh bày bảo vệ chù yếu cho phần quang trên

ca sớ cấu hình lại D W D M A D M s để cung cấp định vị các kênh bước sóng dộng và báo vệ việc
chuyến m ạ ch dc bảo vệ các kênh quang chốiis lại các lỗi mạng,

Khi nìô lả trong phần “Các ỉiguyỗn tẫc bầo un m ạng’' cúa chu'ơng 3, cuốn sách dă phân
biệt giQa "C ác m ạ n g vòng ring chuyền mạch tuyén truyền dẫn quang m ộ t hướng ( 0 - U P R S ) ”
và “Các m ạ n g vòng ring c hu yển mạch đường truyền dẫn quang hai hư ớn g ( O - B L S R ) ” .
Kiến trúc O -LỈPSR sử dụ ng một cấu hình mạng vòng ring 2 sợi quay ngược. Một sợi
dư ợc dành để ch o các bước sóng làm việc và một sợi sứ dụng dc cho các bước sóng bảo vệ.
Một O - U P S R sử d ụ n g c a chc bào vộ ỉ ^'1. Một bước sóng írcn các sợi làm viộc và báo vệ được
d ị nl ì \ Ị v à p h át c h o m o i kciiỉi. ơ píiía t hu so s á n h c a hai tín h i ẹ u quaiii4 vá q i i y c t dị nl ì m ộ l cái

vói O S N R lốt Ikti).

Một sơ dồ khối logic cúa việc cấu hình lại O A D M sử dụng cơ che bảo vệ 1+ 1 trong một
O - U P S R dược biểu diễn trong hinh 4.23.
Bộ tách s ó ng phát đư ợ c kết nối đến cặp 50/50, và mỗi kênh dược chia thành 2, một bước
só ng làm việc và một bước sóng bảo vệ, sau đỏ nó được cộng vào lín hiệu Ỉ )W D M trong vòng
bởi m ô- đ un O A D M . Bộ tách sóng phía thu được kết nối với hai bộ chuycn mạch quang, nó
thực hiện chọn hoặc bước sóng làm việc hoặc bước sóng bảo vệ một cách ngẫu nhiên bời
m ô -d un O A D M


348

Mọtiịỉ, ỉhông ỉin cỊuang ihế hệ sau

B ư ớ c s ỏ n g Tx

B ư ớ c sổ n g làm việc

B ư ớ c s ó n g b ả o vệ

B ư ớ c só n g Rx

Hình 4.23: c ấ u ỉtình lại O AD M clio ch ế độ bào vệ ĩ : ì dirợc s ử d ụ n g (rong 0~U PSR
Kién írúc O -B L S R sử dụng cấu hình vòng q u a y n g ư ợ c 2 sợi hoặc 4 sợi. Tro n g 0 - B L S R
sử dụng 2 sợi, vài bước sóng được sử dụng đề định vị c ác kênh iàm việc; phần còn lại được sử
dụng như dung ỉirợng bào vệ. N ếu một lỗi xuất hiện, bộ c hu yề n m ạ ch A D M cấu hinh lại sẽ
chuyến bước sóng bị lỗi đến bước sóng bảo vệ trên đ ư ờ n g truyền thay thế.
Ncu số bước sóng đa ng hoạt động tưưng đươntỊ với số bước són g báo vệ thì O - B L S R sẽ
dùng cách báo vệ là I .i . Hư ớ ng tiếp cận cho d u n g lượ ng hiệu quả hơn là cách d ù n g bào vệ tỳ
lệ 1;n. ở đỏ ch ư a dến một nữa số bước sóng đư ợc chia sẻ ch o các b ư ớ c sóng còn lại cần bào vệ
(ví diụ cách bảo vệ tv lệ ỉ :3 ở trong một hệ thống D W D M 64 kênh, thì 48 bước sóng đư ợc bào
vệ bởi 16 bước sóng).
Già thiết cách bảo vệ !à 1:1 thi có hai cách phân phối bước són g kha thi. Cá ch phân phối
tluV n\rk là dùng các birớc sóng giống nhau đc bảo vệ a ca hai sợi cáp. ( ’ácii phàn phối thử hai
dùng như ví dụ saii: [)ùng nữa dưới cùa các bước són g dê bao vệ clio sựi cá p ơ hirứng cùng
chicu kim do n g hồ và nừa kia Irên sợi cáp hư ớn g ng ư ợ c chiều kim d ồ n g hồ.
u'u đicm cửa cách thứ hai !à chuyển mạ ch bảo vệ đó có thc có thề thực hiện m à kh ôn g
can cỏ sự chuyến đổi bước sóng ờ trong O A D M . S ự c h u y ể n đổi bước sóng có thề đư ợc thực
Ịiiện hoàn loàn qu ang ơ tương iai nhưng thưởn g ihi sẽ đ ư ợ c làm ihỏn g qua bộ ch uy en đồi diện quang (ỉí/()). Uu dicm này có thể không có nhiều ý ng hĩa khi ứ n g d ụ n g cho các luyến đ ư ờ n g
dài, nơi mà việc chuyển đổi điện - quang là yêu cầu bắt buộc trong bắt cứ trường hợp n ào đề
lạo ra các tín hiộu quang.