Nghiên cứu cấu trúc và dịch vụ mạng man e nghệ an luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC VÀ DỊCH VỤ MẠNG
MAN - E NGHỆ AN
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Cao Thành Nghĩa
Sinh viên thực hiện : Vũ Văn Hòa
Lớp

: 47K – ĐTVT

Vinh, 5/ 2011

1


LỜI NĨI ĐẦU
Cùng với xu hướng phát triển cơng nghệ và mạng viễn thơng trên thế
giới, Tập đồn Viễn thơng Việt Nam VNPT đang triển khai và khai thác
mạng thế hệ sau cả ở mạng lõi và ở phần truy nhập. Tại các tỉnh trong cả nước
nói chung và ở Nghệ An nói riêng, VNPT đã triển khai mạng Metro dựa trên
công nghệ Ethernet để đáp ứng yêu cầu về truyền tải băng rộng. Công nghệ
mạng Metro là công nghệ mới và có một số vấn đề vẫn cịn đang trong q
trình chuẩn hố. Do vậy đội ngũ kỹ sư và cán bộ kỹ thuật viễn thông cần phải
được bồi dưỡng, cập nhật kiến thức về công nghệ mới này, có như vậy họ mới
đủ khả năng và trình độ để vận hành, khai thác, quản lý và triển khai các dịch

vụ một cách hiệu quả.
Trong vai trò một sinh viên, việc nghiên cứu tìm hiểu những cơng nghệ
đang được áp dụng bên cạnh những công nghệ mới là hết sức cần thiết. Do đó
dưới sự hướng dẫn của Th.s Cao Thành Nghĩa em đã lựa chọn đề tài “ Nghiên
cứu cấu trúc và dịch vụ mạng MAN-E Nghệ An”. Nội dung đề tài này gồm ba
chương chính:
- Chương 1: Giới thiệu tổng quan về MAN-E với các đặc điểm đáng chú
ý của mạng và các công nghệ đang được VNPT sử dụng.
- Chương 2: Trình bày về dịch vụ được cung cấp trên MAN-E. Theo
MEF định nghĩa ba loại dịch vụ chính là E-Line, E-LAN và E-Tree.
- Chương 3: Tìm hiểu về cấu trúc MAN-E của VNPT Nghệ An và các
dịch vụ đang được VNPT Nghệ An cung cấp trên mạng MAN – E.
Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng các vấn đề trình bày trong đồ án chưa
thể mang tính hồn chỉnh. Rất mong q thầy cơ và các bạn đóng góp thêm ý
kiến để đề tài được hoàn thiện hơn.
Để hoàn thành đề tài này em xin chân thành cảm ơn Th.s. Cao Thành
Nghĩa - giảng viên khoa Điện tử Viễn thông Đại học Vinh, các thầy cô trong
2


tổ Viễn thông – khoa Điện tử Viễn thông Đại học Vinh và anh Nguyễn Trần
Phương -Trung tâm truyền dẫn cấp 2 Nghệ An.

Vinh tháng 05 năm 2011
Vũ Văn Hòa

3


TÓM TẮT ĐỒ ÁN

- Tên đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc và dịch vụ mạng MAN-E Nghệ An”
- Nội dung chính của đề tài:
+ Chương 1: Trình bày một cách tổng quan về MAN-E với các công
nghệ để xây dựng mạng MAN-E.
+ Chương 2: Trình bày về các dịch vụ cơ bản theo định nghĩa của MEF,
gồm ba dịch vụ kết nối cơ bản là E-Line, E-LAN và E-Tree theo các EVC điểmđiểm, EVC đa điểm và EVC điểm gốc-đa điểm. Chương này cịn giải thích các
tham số và thuộc tính dịch vụ có liên quan đến thỏa thuận dịch vụ SLA
+ Chương 3: Phân tích cấu trúc mạng MAN - E của VNPT Nghệ An đang
khai thác. Trình bày một số dịch vụ cơ bản đang được cung cấp trên MAN – E
Nghệ An bao gồm dịch vụ kết nối như: Internet tốc độ cao HSI, MegaWAN, dịch
vụ đường riêng Ethernet, E-LAN, và dịch vụ ứng dụng IPTV, hội nghị truyền hình.
ABSTRACT DISSERTATIONS
- Topic: “Study the structure and services MAN-E network in Nghe An
province”
- Main content:
+ Chapter 1: Presented an overview of MAN-E and technology for
building MAN-E network.
+ Chapter 2: Presentation of the basic services as defined by the MEF,
including three basic connectivity services is E-Line, E-LAN and E-Tree as
the point - point EVC, EVC and EVC multi-multi-point base points.
+ Chapter 3: Network structure analysis MAN - E of VNPT Nghe An
province. Presents some basic services are provided on the network MAN - E
Nghe An province, for example: HSI, MegaWAN, IPTV, Video conferencing...

4


MỤC LỤC
Trang
LỜI NĨI ĐẦU..................................................................................................1

TĨM TẮT ĐỒ ÁN............................................................................................3
MỤC LỤC.........................................................................................................4
DANH MỤC HÌNH VẼ....................................................................................5
DANH MỤC BẢNG BIỂU...............................................................................8
DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT........................................................9
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MAN-E...........................................................13
1.1. Giới thiệu chung về MAN - E...............................................................13
1.1.1. Giới thiệu chung về MAN - E.........................................................13
1.1.2. Các đặc tính của MAN-E................................................................14
1.1.3. Cấu trúc mạng MAN-E...................................................................17
1.1.4. So sánh cấu trúc mạng MAN-E với mơ hình OSI.........................19
1.2. Các cơng nghệ truyền tải Ethernet trong MAN- E................................21
1.2.1. Ethernet qua mạng quang đồng bộ..................................................22
1.2.2. Gigabit Ethernet (GE).....................................................................27
1.2.3. Chuyển mạch nhãn đa giao thức.....................................................29
1.2.4. Công nghệ MAC-in-MAC (PBB/PBT)..........................................31
1.3. Các tiêu chuẩn trong công nghệ truyền dẫn MAN - E..........................35
1.3.1. IEE 802.1Q và Q-in-Q....................................................................35
1.3.2. Tiêu chuẩn IEEE 802.17 Resilient Packet Ring (RPR)..................37
1.4. Kết luận chương 1.................................................................................41
Chương 2. DỊCH VỤ MẠNG MAN - E.........................................................42
2.1. Ưu điểm của các dịch vụ cung cấp qua MAN-E...................................43
2.2. Các loại dịch vụ MAN-E cơ bản...........................................................44
2.2.1. Dịch vụ E-Line................................................................................44
2.2.2. Dịch vụ E-LAN...............................................................................46
2.2.3. Dịch vụ E-Tree................................................................................48
2.3. Các thuộc tính dịch vụ Ethernet............................................................50
2.3.1. Giao diện vật lý Ethernet................................................................50

5

2.3.2. Đặc tính băng thơng........................................................................51
2.3.3. Các tham số hiệu năng....................................................................53
2.3.4. Nhận dạng lớp dịch vụ....................................................................56
2.3.5. Chuyển phát khung dịch vụ............................................................59
2.3.6. Hỗ trợ gán nhãn VLAN..................................................................61
2.3.7. Ghép dịch vụ...................................................................................63
2.3.8. Gộp nhóm và vấn đề an ninh mạng................................................64
2.4. Một số dịch vụ trong mạng MAN - E...................................................65
2.4.1. Dịch vụ truy cập Internet................................................................65
2.4.2. Dịch vụ LAN mở rộng....................................................................66
2.5. Kết luận chương 2.................................................................................68
Chương 3. MẠNG MAN-E CỦA VNPT NGHỆ AN.....................................69
3.1. Tình hình triển khai mạng MAN của VNPT Nghệ An.........................69
3.1.1. Tình hình triển khai mạng MAN của VNPT Nghệ An...................69
3.1.2. Định hướng thiết kế khi xây dựng mạng MAN - E của VNPT Nghệ An
...................................................................................................................69
3.2. Cấu trúc mạng MAN - E Nghệ An........................................................71
3.2.1. Sơ đồ vật lý mạng MAN - E Ngệ An..............................................71
3.2.1. Cấu trúc phân lớp chức năng mạng MAN - E Nghệ An.................74
3.3. Các dịch vụ trong mạng MAN - E Nghệ An.........................................76
3.3.1. Dịch vụ Internet tốc độ cao HSI.....................................................77
3.3.2. Dịch vụ IPTV..................................................................................78
3.3.3. Dịch vụ MegaWAN........................................................................81
3.3.4. Dịch vụ đường riêng Ethernet.........................................................82
3.3.5. Dịch vụ E – LAN............................................................................83
3.3.6. Dịch vụ hội nghị truyền hình..........................................................85
3.4. Kết luận chương 3.................................................................................86
KẾT LUẬN.....................................................................................................87

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................88

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Truyền dẫn TDM trong mạng đơ thị...............................................14
Hình 1.2. So sánh TDM với Ethernet..............................................................16

6


Hình 1.3. Cấu trúc chung mạng MAN-E điển hình.......................................17
Hình 1.4. So sánh mơ hình OSI và cấu trúc MAN-E......................................19
Hình 1.5. Truyền tải khung Ethernet qua SONET/SDH.................................22
Hình 1.6. Chức năng EoS trong ADM............................................................23
Hình 1.7. Chức năng EoS trong switch...........................................................23
Hình 1.8. Chức năng EoS và chuyển mạch trong ADM.................................24
Hình 1.9. Luồng tập trung ảo..........................................................................25
Hình 1.10. Truyền dẫn Ethernet SONET/SDH...............................................25
Hình 1.11. Cấu trúc Hub-and-Spoke...............................................................28
Hình 1.12 Cấu hình ring Gigabit Ethernet......................................................28
Hình 1.13. Spanning Tree trong cấu hình ring Gigabit Ethernet....................29
Hình 1.14. Cấu trúc gói tin MPLS..................................................................29
Hình 1.15. Mạng Ethernet đơ thị MPLS.........................................................31
Hình 1.16. Các trường trong khung M-in-M...................................................32
Hình 1.17. Cấu trúc nhãn VLAN....................................................................35
Hình 1.18. Các trường trong Q-in-Q...............................................................36
Hình 1.19. Nhãn P-VLAN được thêm vào khung dịch vụ của khách hàng....37
Hình 1.20. Mơ hình mạng sử dụng RPR.........................................................38
Hình 1.21. Hoạt động thêm, bớt và chuyển tiếp trong RPR............................39
Hình 1.22. Bảo vệ trong RPR..........................................................................40
Hình 2.1. Mơ hình dịch vụ cơ bản...................................................................42

Hình 2.2. Dịch vụ E-Line sử dụng EVC điểm-điểm.......................................44
Hình 2.3. Dịch vụ E-Line tương tự Frame Relay............................................45
Hình 2.4. Dịch vụ E-line tương tự như sử dụng kênh riêng............................45
Hình 2.5. Dịch vụ E-LAN sử dụng EVC đa điểm-đa điểm.............................46
Hình 2.6. Dịch vụ E-LAN trương tự Frame Relay..........................................47
7


Hình 2.7. Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng dịch vụ E-Line...............47
Hình 2.8. Thêm mới một UNI trường hợp sử dụng một E-LAN....................48
Hình 2.9. EVC gốc - đa điểm..........................................................................49
Hình 2.10. Kiểu dịch vụ E-tree sử dụng EVC gốc – đa điểm........................49
Hình 2.11. Dịch vụ E-Tree sử dụng nhiều UNI “gốc”....................................50
Hình 2.12. Thuộc tính màu của khung dịch vụ...............................................52
Hình 2.13. Sự phân chia độ trễ khung.............................................................54
Hình 2.14. Ví dụ về mất khung trong EVC điểm-điểm..................................56
Hình 2.15. Định dạng khung VLAN...............................................................57
Hình 2.16. Hỗ trợ gán nhãn VLAN................................................................61
Hình 2.17. Ghép nhiều dịch vụ với các EVC điểm-điểm...............................63
Hình 2.18. Truy nhập Internet qua một EVC điểm-điểm................................65
Hình 2.19. LAN mở rộng sử dụng dịch vụ E-LAN........................................66
Hình 2.20. Ví dụ Intranet/Extranet L2VPN....................................................67
Hình 3.1. Sơ đồ vật lý mạng MAN - E Nghệ An [3]......................................72
Hình 3.2. Cấu hình mạng lõi...........................................................................73
Hình 3.3. Sơ đồ Logic mạng MAN - E Ngệ An [3]........................................74
Hình 3.4. Mơ hình kiến trúc mạng theo phân lớp chức năng.........................75
Hình 3.5. Mơ hình dịch vụ HIS truy nhập bằng giao diện Ethernet................77
Hình 3.6. Mơ hình dịch vụ HIS truy nhập bằng đường xDSL........................78
Hình 3.7. Mơ hình dịch vụ IPTV trên mạng MAN- E....................................79
Hình 3.8. Mơ hình dịch vụ MegaWAN trên mạng MAN- E..........................81

Hình 3.9. Mơ hình dịch vụ EPL trên mạng MAN- E......................................82
Hình 3.10. Mơ hình dịch vụ E-LAN trên mạng MAN- E...............................84
Hình 3.11. Mơ hình dịch vụ hội nghị truyền hình...........................................85

8


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Ý nghĩa các trường trong M-in-M..................................................32
Bảng 1.2. Ví dụ thuộc tính dịch vụ.................................................................59
Bảng 1.3. Các giao thức điều khiển lớp 2.......................................................60
Bảng 1.4. Các khả năng có thể hỗ trợ nhãn VLAN tại một UNI....................63

9


DANH SÁCH THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ATM

Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền dẫn không đồng
bộ

ARP

Address Resolution Protocol

Giao thức phân giải địa chỉ

ATMARP

ATM Address Resolution
Protocol

Giao thức phân giải địa chỉ
ATM

BGP

Border Gateway Protocol

Giao thức cổng đường biên

CBS

Committed Burst Size

Tốc độ cam kết

CE

Customer Equiment

Thiết bị phía khách hàng

CIR

Committe Information Rate

Tốc độ thơng tin cam kết

CoS

Class of Service

Lớp dịch vụ

CLIP

Classical IP

IP trên ATM

CR

Constrained Routing

Định tuyến cưỡng bức

CR-LDP

Constrained Routing-LDP

Định tuyến cưỡng bức-LDP

CR-LSP

Constrained Routing-LSP

Định tuyến cưỡng bức-LSP

CSPF

Constrained SPF

SPF cưỡng bức

DiffServ

Differentiated Service

Các dịch vụ được phân biệt

DLCI

Data Link Connection
Identifer

Nhận dạng kết nối liên kết dữ
liệu

DTP

Dynamic Trunking Protocol

Giao thức trunking động

EBS

Excess Burst Size

Tốc độ cam kết tối đa

EIR

Excess Information Rate

Tốc độ thông tin tối đa

EPL

Ethernet Private Line

Dịch vụ Ethernet riêng điểmđiểm

EoMPLS

Ethernet over Multiprotocol
Label Switching

Ethernet qua chuyển mạch
nhãn đa giao thức

ER

Explicit Routing

Định tuyến hiện

EVC

Ethernet Virtual Circuit

Kênh ảo Ethernet

FR

Frame Relay

Chuyển tiếp khung

FEC

Fowarding Equivalent Class

Lớp chuyển tiếp tương đương

HSI

High Speed Internet

Internet tốc độ cao

10


IETF

Internet Engineering Task
Force

Nhóm tác vụ kỹ thuật Internet

IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

IntServ

Integrated Service

Các dịch vụ được tích hợp

L2VPN

Layer 2 Virtual Private
Network

Mạng riêng ảo lớp 2

L3VPN

Layer 3 Virtual Private
Network

Mạng riêng ảo lớp 3

LAN

Local Area Network

Mạng cục bộ

LANE

LAN Emulation

Mô phỏng LAN

LDP

Label Distribution Protocol

Giao thức phân bổ nhãn

LER

Label Edge Router

Router biên nhãn

LIB

Label Information Base

Cơ sở thông tin nhãn

LSP

Label Switched Path

Đường dẫn chuyển mạch nhãn

LSR

Label Switch Router

Router chuyển mạch nhãn

MEF

Metro Ethernet Forum

Diễn đàn ethernet đô thị

MEN

Metro Ethernet Network

Mạng ethernet đô thị

MG

Media Gateway

Cổng đa phương tiện

MPLS

Multiprotocol Label
Switching

Chuyển mạch nhãn đa giao
thức

MPOA

Multiprotocol Over ATM

Đa giao thức trên ATM

NGN

Next Generation Network

Mạng thế hệ kế tiếp

NHRP

Next Hop Resolution
Protocol

Giao thức phân giải chặng kế
tiếp

OAM &P

Operation Administrative
Management & Provide

Quản trị, vận hành và cung cấp

OSPF

Open Shortest Path First

Giao thức đường đi ngắn nhất
đầu tiên

PBT

Provider Backbone Transport

Cung cấp truyền dẫn xương
sống

PE

Provider Edge

Thiết bị biên của nhà cung cấp

PID

Protocol Identifier

Nhận dạng giao thức

PNNI

Private Network-Network
Interface

Mạng riêng ảo

11


QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

RESV

Resevation

Bản tin dành trước

RFC

Request For Comment

u cầu ý kiến

RPR

Resilent Packet Ring

Vịng gói im lặng lại

RSVP

Resource Resevation Protocol

Giao thức dành trước tài
nguyên

SAN

Storage Area Network

Mạng lưu trữ

SG

Signaling Gateway

Cổng báo hiệu

SPF

Shortest Path First

Đường đi ngắn nhất đầu tiên

STM

Synchronous Transmission
Mode

Chế độ truyền dẫn đồng bộ

STP

Spanning-Tree Protocol

Giao thức chống lặp

SVC

Signaling Virtual Circuit

Kênh ảo báo hiệu

TCP

Transission Control Protocol

Giao thức điều khiển truyền
dẫn

TGW

Traffic Gateway

Cổng lưu lượng

T-MPLS

Transport MPLS

Truyền tải chuyển mạch nhãn
đa giao thức

TLV

Time To Live

Thời gian sống

TLV

Type-Leng-Value

Kiểu-Chiều dài-Giá trị

ToS

Type of Service

Kiểu dịch vụ

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức lược đồ dữ liệu

UNI

User Network Interface

Giao diện mạng người dùng

VC

Virtual Circuit

Kênh ảo

VCI

Virtual Circuit Identifier

Nhận dạng kênh ảo

VoD

Video on Demand

Dịch vụ video theo yêu cầu

VNPT

Vietnam Post &
Telecommunications

Tập đoàn BCVT Việt Nam

VLAN

Virtual Local Area Network

Mạng LAN ảo

VP

Virtual Path

Đường ảo

VPN

Virtual Private Network

Mạng riêng ảo

VPI

Virtual Path Identifier

Nhận dạng đường ảo

WAN

Wide Area Network

Mạng diện rộng
12


VPWS

Virtual Private Wire Service

Dịch vụ đường dây ảo

VPLS

Virtual Private LAN Service

Dịch vụ mạng LAN ảo

13


Chương 1

TỔNG QUAN VỀ MAN-E
Trong chương này sẽ tìm hiểu tổng quan về MAN - E, MAN sử dụng
công nghệ Ethernet có ưu điểm gì so với các cơng nghệ khác. Mô tả cấu trúc
chung của một MAN-E cùng với một số cơng nghệ có thể sử dụng để truyền
tải khung Ethernet.
1.1. Giới thiệu chung về MAN - E
1.1.1. Giới thiệu chung về MAN - E
MAN viết tắt của Metropolitan Area Network là một mạng dữ liệu băng
rộng trong phạm vi địa lý cỡ một thành phố, một tỉnh cung cấp tích hợp các

dịch vụ truyền thơng như dữ liệu, thoại và hình ảnh. Mạng MAN- E là mạng
Ethernet đơ thị là mạng sử dụng công nghệ Ethernet, kết nối các mạng cục bộ
của các tổ chức và cá nhân với một mạng diện rộng WAN hay với Internet.
Việc áp dụng công nghệ Ethernet vào mạng cung cấp dịch vụ mang lại
nhiều lợi ích cho cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn khách hàng. Bản thân công
nghệ Ethernet đã trở nên quen thuộc trong những mạng LAN của doanh
nghiệp trong nhiều năm qua; giá thành các bộ chuyển mạch Ethernet đã trở
nên rất thấp; băng thông cho phép mở rộng với những bước nhảy tùy ý là
những ưu thế tuyệt đối của Ethernet so với các công nghệ khác. Với những
tiêu chuẩn đã và đang được thêm vào, Ethernet sẽ mang lại một giải pháp
mạng có độ tin cậy, khả năng mở rộng và hiệu quả cao về chi phí đầu tư. [1]
Thực thể mạng bên phía khách hàng có thể nằm ở một tịa nhà, một cơng
ty hoặc một văn phòng nhỏ.
Kết nối giữa các phần tử của mạng MAN thường là cáp quang hoặc có
thể là khơng dây. Các công nghệ được sử dụng cho mạng MAN như ATM,
FDDI, DQDB và SMDS.
14


MAN-E được xây dựng để kết nối các mạng cục bộ của các tổ chức và cá
nhân với một mạng diện rộng WAN hay với Internet sử dụng các chuẩn
Ethernet. MAN-E cung cấp dịch vụ truyền tải khung Ethernet và cung cấp các
giao diện kết nối Ethernet tới khách hàng.
1.1.2. Các đặc tính của MAN-E
Để thấy được sự đơn giản và tiết kiệm về chi phí của MAN-E ta xét một
mạng MAN sử dụng công nghệ TDM truyền thống. Một mạng MAN sử dụng
công nghệ ghép kênh theo thời gian điển hình sẽ bao gồm nhiều thiết bị TDM
cả ở phía khách hàng và trong mạng truyền dẫn của nhà cung cấp. Thiết bị
TDM bao gồm các bộ ghép kênh số, các bộ nối chéo và ghép kênh xen rẽ.
Khách hàng

CO

T1
DS3
Off-Net

CO

Khách hàng
DS3/OCn

SONET/SDH
SONET/SDH

ADM

T1s

M13

On-Net

Hình 1.1. Truyền dẫn TDM trong mạng đơ thị
Hình 1.1.mô tả hai trường hợp triển khai kết nối tới khách hàng là kết
nối on-net và kết nối off-net. Trường hợp on-net, mạng có đường cáp
quang tới tận nhà khách hàng, và bên phía khách hàng sẽ có thiết bị ghép
xen rẽ ADM cung cấp các đường T1 hoặc DS3/OCn tới từng người sử
dụng đầu cuối riêng. Trường hợp này, bộ ghép kênh số như M13 thực hiện
ghép nhiều đường T1 thành một đường DS3 hoặc nhiều DS3 thành OCn

15


để có thể truyền dẫn qua mạng quang SONET/SDH tới tổng đài. Kết nối
off-net là khi khơng có đường cáp quang tới nhà khách hàng, kết nối được
thực hiện qua các đường cáp đồng T1 hoặc DS3 được tập hợp lại tại tổng
đài sử dụng bộ nối chéo truy nhập số DAC. Luồng tổng này được truyền
dẫn tới các tổng đài khác, kết thúc hoặc truy nhập tới WAN tùy theo dịch
vụ của khách hàng đang sử dụng.
Triển khai và điều hành một mạng thuần TDM là rất tốn kém vì cơng
nghệ TDM khơng linh hoạt đối với nhu cầu của khách hàng. Giá thành để
triển khai một mạng đô thị bao gồm cả chi phí cố định về thiết bị, cơ sở hạ
tầng lẫn chi phí điều hành. Chi phí điều hành mạng bao gồm các chi phí về
thiết kế, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, quản lý… Giá thành để tạo nên dịch vụ
sẽ tác động lớn tới thành cơng của việc đưa dịch vụ đó tới khách hàng. Chi
phí cho các thiết bị truyền dẫn càng thấp thì giá thành dịch vụ được đưa tới
khách hàng càng thấp.
Khó khăn lớn mà giao diện TDM gặp phải là băng thơng cung cấp
khơng truyến tính theo u cầu của khách hàng mà tăng theo các mức cố
định. Ví dụ một giao diện T1 cung cấp luồng 1.5Mbps, mức tiếp theo là
DS3 với 45Mbps, mức cao hơn là OC3 155Mbps… Khi băng thơng khách
hàng u cầu lớn hơn 1.5Mbps thì buộc nhà cung cấp phải lắp nhiều đường
T1 hoặc đưa cho khách hàng đường DS3. Kéo theo đó phải thay đổi cả giao
diện vật lý đã cung cấp cho khách hàng. Chi phí phát sinh trong việc thay
đổi đó gây ảnh hưởng chính tới cả khách hàng và nhà cung cấp. Khơng chỉ
thế, khi giao diện phía khách hàng thay đổi, nhà mạng cũng phải thay đổi
giao diện tại tổng đài để thích ứng với kênh đã triển khai. Việc này thường
xuyên xảy ra vì nhu cầu của khách hàng ngày càng đa dạng. Các dịch vụ
như Channelized DS1, Channelized DS3 hay Channelized OCn có thể cung
cấp linh hoạt thay đổi băng thơng, tuy nhiên phải mất chi phí lớn cho các

router và giao diện cung cấp dịch vụ này. Chính điều này làm cho giao diện

16


truy nhập Ethernet ngày càng tăng nhanh trong môi trường mạng đơ thị. So
với các chuẩn TDM thì tốc độ Ethernet 10/100/1000 Mbps linh hoạt hơn
trong việc ghép tách luồng.
Khách hàng
ISP POP
T1/DS3

Mơ hình TDM
Mạng truyền
tải đơ thị

T1/DS3

Khách hàng
ISP POP

Mơ hình Ethernet

Ethernet

Ethernet
Mạng truyền
tải đơ thị

Hình 1.2. So sánh TDM với Ethernet

Hình 1.2. so sánh sự khác nhau giữa kết nối TDM và Ethernet trong việc
cung cấp truy nhập Internet. Với mạng đô thị sử dụng công nghệ TDM, nhà
cung cấp kết nối đưa ra một đường kết nối điểm-điểm từ POP của ISP tới
khách hàng. Việc quản lý địa chỉ IP và định truyến được ISP thực hiện tại
POP. Điều này tạo ra ranh giới giữa việc cung cấp kết nối và cung cấp dịch vụ
Internet. Với mạng đô thị sử dụng cơng nghệ Ethernet, giao diện phía khách
hàng và phía ISP đều là Ethernet. Nhà cung cấp kết nối quản lý kết nối lớp 2
(L2), trong khi ISP quản lý các dịch vụ IP. Xét trên cùng quan điểm vận hành
thì nhà cung cấp kết nối này cũng giống như trường hợp trên. Tuy nhiên điều
này mở ra cơ hội cho nhà cung cấp kết nối có thể bán các dịch vụ truyền
thống trên cùng một kết nối Ethernet mà không cần thay đổi hạ tầng mạng và
thiết bị khách hàng.
Như vậy, có thể tổng kết lại các ưu điểm của công nghệ Ethernet so với
TDM thông thường như sau:

17


- Tính dễ sử dụng: Dịch vụ Ethernet dựa trên giao diện Ethernet chuẩn,
dùng rộng rãi trong các hệ thống mạng cục bộ. Hầu như tất cả các thiết bị và
máy chủ trong LAN đều dùng kết nối Ethernet.
- Tính kinh tế: Sự phổ biến của Ethernet trong hầu hết các sản phẩm
mạng nên giao diện Ethernet có chi phí khơng đắt. Giá thành thiết bị thấp, chi
phí quản trị và vận hành thấp hơn, cho phép thuê bao thêm băng thông khi
cần thiết và họ chỉ trả cho những gì họ cần.
- Tính linh hoạt: Dễ dàng tạo các dịch vụ: Intranet VPN, Extranet VPN,
kết nối Internet tốc độ cao tới ISP. Thay đổi băng thơng nhanh chóng, mềm dẻo.
- Tính chuẩn hố: MEF đang tiếp tục định nghĩa và chuẩn hóa các loại
dịch vụ và các thuộc tính này, cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có khả năng
trao đổi giải pháp của họ một cách rõ ràng, các thuê bao có thể hiểu và so

sánh các dịch vụ một cách tốt hơn. [1]
1.1.3. Cấu trúc mạng MAN-E

Trung tâm dịch vu

POP
Khách hàng

Truy nhập MAN

Mạng lõi IP

Lõi MAN

Hình 1.3. Cấu trúc chung mạng MAN-E điển hình
Cấu trúc vật lý mạng Metro dựa trên cơng nghệ Ethernet điển hình có thể
mơ tả như hình 1.3. Phần mạng truy nhập Metro tập hợp lưu lượng từ các khu
vực (cơ quan, tồ nhà...) trong khu vực của mạng Metro. Mơ hình điển hình
thường được xây dựng xung quanh các vịng Ring quang với mỗi vòng Ring

18


truy nhập Metro gồm từ 5 đến 10 node. Những vòng Ring này mang lưu
lượng từ các khách hàng khác nhau đến các điểm POP mà các điểm này được
kết nối với nhau bằng mạng lõi Metro. Một mạng lõi Metro điển hình sẽ bao
phủ được nhiều thành phố hoặc một khu vực tập trung nhiều doanh nghiệp.
Một khía cạnh quan trọng của những mạng lõi Metro này là các trung
tâm dữ liệu, thường được đặt node quan trọng của mạng lõi Metro có thể truy
nhập dễ dàng. Những trung tâm dữ liệu này phục vụ chủ yếu cho nội dung các

host gần người sử dụng. Đây cũng chính là nơi mà các dịch vụ từ nhà cung
cấp dịch vụ khác được cung cấp cho các khách hàng của mạng MAN-E. Quá
trình truy nhập đến đường trục Internet được cung cấp tại một hoặc một số
điểm POP cấu thành nên mạng lõi Metro.
Theo định nghĩa của Metro Ethernet Forum tại MEF4 (Metro Ethernet
Architecture Framework part 1), mạng Metro Ethernet sẽ được xây dựng theo
3 lớp: Lớp dịch vụ Ethernet - hỗ trợ những tính năng cơ bản của lớp; một
hoặc nhiều lớp truyền tải dịch vụ; có thể bao gồm lớp dịch vụ ứng dụng hỗ trợ
cho các ứng dụng trên nền lớp 2. Mơ hình mạng theo các lớp dựa trên quan hệ
client/server. Bên cạnh đó, mỗi lớp mạng này có thể được thiết kế theo các
mặt phẳng điều khiển, dữ liệu, quản trị trong từng lớp, bao gồm:
- Lớp dịch vụ Ethernet (ETH layer): Lớp dịch vụ Ethernet có chức năng
truyền tải các dịch vụ hướng kết nối chuyển mạch dựa trên địa chỉ MAC. Các
bản tin Ethernet sẽ được truyền qua hệ thống thông qua các giao diện hướng
nội bộ, hướng bên ngoài được quy định rõ ràng, gán với các điểm tham chiếu.
Lớp ETH cũng phải cung cấp các khả năng về OAM, khả năng phát triển dịch
vụ trong việc quản lý các dịch vụ Ethernet hướng kế nối. Tại các giao diện
hướng bên ngoài của lớp ETH, các bản tin bao gồm: Ethernet unicast,
multicast hoặc broadcast, tuân thủ theo chuẩn IEEE 802.3 – 2002.
- Lớp truyền tải dịch vụ (Transport Layer): Lớp truyền tải dịch vụ hỗ trợ
kết nối giữa các phần tử của lớp ETH. Có thể sử dụng nhiều cơng nghệ khác
19


nhau dùng để thực hiện việc hỗ trợ kết nối. Một số ví dụ: IEEE 802.1, SONET/
SDH, ATM VC, OTN ODUK, PDH DS1/E1, MPLS LSP… Các công nghệ
truyền tải trên, đến lượt mình lại có thể do nhiều cơng nghệ khác hỗ trợ, cứ tiếp
tục như vậy cho đến lớp vật lý như cáp quang, cáp đồng, không dây.
- Lớp dịch vụ và ứng dụng (Application Layer):
Lớp dịch vụ ứng dụng hỗ trợ các dịch vụ sử dụng truyển tải trên nền

Ethernet của mạng MEN. Có nhiều dịch vụ trong đó bao gồm cả các việc sử
dụng lớp ETH như một lớp TRAN cho các lớp như: IP, MPLS, PDH…[6]
1.1.4. So sánh cấu trúc mạng MAN-E với mơ hình OSI
- So sánh mơ hình OSI và cấu trúc MAN-E:

Lớp ứng dụng
Lớp biểu diễn dữ liệu

Lớp dịch vụ Ethernet

Lớp phiên
Lớp vận chuyển

Lớp truyền tải dịch vụ

Lớp mạng
Lớp kết nối dữ liệu

Lớp dịch vụ và ứng
dụng

Lớp vật lý

Mơ hình OSI

Cấu trúc MAN-E điển hình

Hình 1.4. So sánh mơ hình OSI và cấu trúc MAN-E
- Mơ hình OSI:
+ Lớp vật lý (Physical layer):

20