Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 28 CHƯƠNG II CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG E-MAN 2.1 NGIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ETHERNET OVER SDH (EOS) 2.1.1 Hạn chế của công nghệ truyền dẫn SDH truyền thống SDH truyền thống là công nghệ TDM đã được tối ưu hoá để truyền tải các lưu lượng dịch vụ thoại. Khi truyền tải các lưu lượng dựa trên dịch vụ IP, các mạng sử dụng công nghệ SDH truyền thống gặp phải một số hạn chế sau: - Liên kết cứng: do các tuyến kết nối giữa hai điểm kết nối được xác lập cố định, có băng tần không đổi, thậm chí không có lưu lượng đi qua hai điểm này thì băng thông này cũng không thể được tái sử dụng để truyền tải lưu lượng của kết nối khác dẫn tới không sử dụng hiệu quả băng thông của mạng. Trong trường hợp kết nối điểm - điểm, mỗi kết nối giữa hai điểm chỉ sử dụng ¼ băng thông của cả vòng ring. Cách xác lập kết nối cứng như vậy làm giới hạn băng thông tối đa khi truyền dữ liệu đi qua hai điểm kết nối, đây là một hạn chế cơ bản của mạng SDH truyền thống khi truyền tải dịch vụ IP, do các dịc vụ này có đặc điểm thường có sự bùng nổ về nhu cầu lưu lượng một cách ngẫu nhiên. - Lãng phí băng thông khi sử dụng cấu hình Mesh: khi mạng SDH thiết lập các liên kết logic để tạo ra cấu trúc mesh như, băng thông của vòng ring buộc phải chia thành 10 phần cho các liên kết logic. Việc định tuyến phân chia lưu lượng như vậy không những rất phức tạp mà còn làm lãng phí rất lớn băng thông của mạng. Khi nhu cầu lưu lượng truyền trong nội bộ mạng MAN tăng lên, việc thiết lập thêm các node, duy trì và nâng cấp mạng trở nên hết sức phức tạp. - Các lưu lượng truyền dữ liệu quảng bá: trong các Ring SDH, việc truyền tải các dữ liệu quảng bá chỉ có thể thực hiện được khi phía phát và tất cả các điểm thu đều đã được xác lập kết nối logic. Các gói tin quảng bá được sao chép lại thành nhiều bản và gửi đến từng điểm đích dẫn tới việc phải truyền nhiều lần cùng một gói tin trên vòng ring. Điều này gây lãn phí lớn đối với băng thôg của mạng. - Lãng phí băng thông cho việc bảo vệ mạng: Thông thường đối với các mạng SDH 50%, băng thông của mạng được dành cho việc dự phòng cho mạng. Mặc dù việc dự phòng này là hết sức cần thiết nhưng các công nghệ SDH truyền thống không cung cấp khả năng cho phép nhà cung cấp dịch vụ lựa chọn băng thông sử dụng cho việc dự phòng các sự cố. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 29 Ngoài ra, khi sử dụng mạng SDH truyền thống để truyền các lưu lượng Ethernet, ngoài các hạn chế trên thì còn một yếu tố nữa là tốc độ của Ethernet không tương đương với SDH. Điều này dẫn đến phải thiết lập các tuyến kết nối của mạng SDH có tốc độ cao hơn so với của dịch vụ Ethernet, điều này lại là nguyên nhân làm giảm hiệu quả sử dụng băng thông của mạng lưới. Bảng 2.1 mô tả hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng. Bảng 2.1 Hiệu suất sử dụng băng thông khi truyền dịch vụ Ethernet qua mạng Ethernet SONET SDH Tốc độ truyền Hiệu suất sử dụng băng thông 10 Mbps STS-1 VC-3 48,4 Mbps 21% 100Mbps STS-3c VC-4 150 Mbps 67% 1 Gbps STS-28c VC-4 - 16C 2,4 Gbps 42% 2.1.2 Ưu điểm của SDH thế hệ mới SDH thế hệ mới là thuật ngữ mô tả tính kế thừa và phát triển dựa trên những tiêu chuẩn hình thành từ mạng SDH sẵn có, được các nhà cung cấp dịch vụ đường dài sử dụng đầu tiên như một cách để hỗ trợ các dịch vụ mới như Ethernet, Fibre Channel, ESCON và DVB (Bảng 2.2), SDH thế hệ mới cho phép truyền dữ liệu băng thông rộng với tốc độ cao hơn trong điều kiện tài chính giới hạn. Bảng 2.2: Bảng so sánh giữa GE và FC Gigabit Ethernet Fiber Channel Ứng dụng Mạng số liệu SAN, Audio/Video, số liệu Tốc độ truyền 1.25Gbit/s 1.06 Git/s, 2.12Gbit/s, 10Gbit/s Kích thước khung Thay đổi, 0 – 1.5kB Thay đổi, 1 –2 kB Các kết nối định hướng Không Có Sự bùng nổ của Ethernet trong các mạng LAN do tính đơn giản và hiệu quả của nó. Các tốc độ truyền Ethernet chuẩn như 10/100/1000 Mbit/s và 10Gbit/s đã hiện diện trong mạng MAN. Do Ethernet hoạt động dựa trên nguyên tắc tối ưu, dễ gây ra việc Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 30 truyền tải số liệu không được đảm bảo, nên đã tạo ra lo lắng rằng Ethernet không đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về chất lượng dịch vụ, tính bảo mật, tính dư thừa và khả năng khôi phục cho cả lưu lượng thoại và số liệu. Chuẩn Ethernet mới 10Gbit/s không chỉ nhanh gấp 10 lần so với các chuẩn trước đây mà còn được thiết kế để thúc đẩy sự hội tụ các công nghệ mạng. Để gửi một tín hiệu Ethernet 10Gbit/s trực tiếp tới thiết bị ghép kênh xen/rẽ ADM SDH truyền thống, các thiết bị đầu cuối đường truyền Ethernet phải lưu trữ tạm thời tín hiệu tại bộ nhớ đệm và chuyển đổi thành tín hiệu được mạng SDH hỗ trợ. Mặc dù Ethernet Gigabit cung cấp một khung chuẩn chung từ người dùng tới đường trục, nhưng cũng cần có thêm một công nghệ thực hiện chức năng như một dịch vụ truyền dẫn để lưu trữ, truyền tải dịch vụ dữ liệu thô, âm thanh, hình ảnh độc lập về giao thức. Fiber Channel được thiết kế để loại bỏ nhiều trở ngại về hoạt động trước đây đã tồn tại trong các mạng LAN truyền thống. Các kênh đang cung cấp phù hợp với công nghệ Gigabit cho điều khiển, tự quản lý và tin cậy tại khoảng cách lên tới 10km. Hình 2.1 Sơ đồ truyền dẫn lưu lượng Ethernet qua mạng SDH Tuy nhiên, khi Fiber channel rời bỏ mạng SAN và tương tác với SDH, việc mất gói và các lỗi sẽ xảy ra. Mặc dù cơ chế TCP hỗ trợ sửa các lỗi này, nhưng sự trễ và giảm băng thông lại gây ra các vấn đề về hiệu năng. Mạng SDH thế hệ mới nâng cao tính hữu dụng trong mạng SDH hiện có bởi việc tận dụng cơ chế mạng lớp 1 hiện có cùng với việc bổ sung các công nghệ như: kết chuỗi ảo VC (Virtual Concatenation), thủ tục tạo khung chung GFP (Generic Framing Procedure) và giao thức truy nhập liên kết LCAS (Link Access Protocol). Mô hình cấu trúc SDH thế hệ mới như mô tả trên hình 2.2. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 31 Hình 2.2 Khái quát về mô hình cấu trúc SONET/SDH 2.1.3 Các thành phần của mạng Ethernet Over SDH 2.1.3.1 Kết chuỗi ảo VCAT Phương pháp ghép nối truyền thống được định nghĩa trong G.707 là thuật ngữ “kề nhau” (contiguous). Nghĩa là các container kế cận được kết hợp lại và truyền qua mạng SDH như là một container tổng. Hạn chế của ghép nối kề nhau là tất cả các node mạng là thành phần của đường truyền phải có khả năng nhận ra và xử lý container được ghép nối và thiếu tính mềm dẻo của việc sử dụng băng thông làm cho truyền dữ liệu không có hiệu quả. VCAT sắp xếp (mapping) các container độc lập vào trong một liên kết ghép nối ảo. Bất kỳ các số container có thể nhóm lại được với nhau để cung cấp độ linh hoạt của băng thông tốt hơn so với cách ghép nối truyền thống. Hơn nữa VCAT còn cho phép các nhà khai thác mạng điều chỉnh được dung lượng truyền theo dịch vụ của khách hàng yêu cầu để đạt được hiệu quả sử dụng tốt hơn. Bởi vì các node mạng trung gian xử lý mỗi container trong tuyến bằng một chuẩn - container ở dạng ghép nối, do vậy chỉ cần các thiết bị tại điểm gốc và kết cuối của đường dẫn nhận ra và xử lý các các cấu trúc tín hiệu VCAT. Điều này có nghĩa là mỗi tuyến có thể thực hiện đường dẫn riêng của nó qua mạng do đó sẽ dẫn đến sự khác nhau về pha giữa các container đến tại thiết bị kết cuối của đường dẫn nên yêu cầu thiết bị có bộ đệm cho trễ. Ngày nay các tải trọng truyền dẫn đối với SDH là STM-0/1/4/16 và STM-64. Ví dụ dịch vụ 1 Gbit/s hiện thời được truyền dẫn qua kênh STM-16. Trong trường hợp này, hiệu quả của dung lượng đường truyền là 42%. Bảng 2.3 đưa ra so sánh hiệu quả sử dụng các dịch vụ khi có và không dùng VCAT. Nhóm VC-4-7v là một nhóm ghép nối ảo VCATG (VCAT Group), trong đó VC-4 là đã được định nghĩa trong SDH và 7v là số phần tử trong nhóm, sẽ tăng lên hiệu quả sử dụng băng thông là 85%. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 32 Bảng 2.3 So sánh hiệu quả sử dụng các dịch vụ khi có và không dùng VCAT Dịch vụ Hi ệu quả sử dụng không dùng VCAT Hi ệu quả sử dụng dùng VCAT Ethernet (10 Mbit) VC-3 > 20% VC-12-5v > 92% Fast Ethernet (100 Mbit) VC-4 > 67% VC-12-47v > 100% ESCON (200 MByte) VC-4-4c > 33% VC-3-4v > 100% Fibre Channel (1 Gbit) VC-4-16c > 33% VC-4-6v > 89% Gigabit Ethernet (1000 Mbit) VC-4-16c > 42% VC-4-7v > 85% Thông tin yêu cầu cho VCAT được truyền đi trong POH của các container độc lập: SDH Tuyến cấp cao (High Oder Path) H4 Tuyến cấp thấp (Low Oder Path) K4 Các tham số yêu cầu đối với VCAT là bộ chỉ thị đa khung MFI (Multi-Frame Indicator) và số thứ tự SQ (Sequence Number). Bởi vì các phần tử của VCATG có thể đi qua mạng với nhiều đường dẫn khác nhau, chúng không đến cổng đích cùng một lúc nên gây ra độ trễ giữa các container. Để loại bỏ trễ khác nhau này và đảm bảo việc tích hợp các container trong nhóm, số thứ tự SQ được gán với mỗi phần tử. MFI có thể phát hiện các độ trễ khác nhau giữa các phần tử của VCATG. Sử dụng VCAT cung cấp nhiều ưu điểm: hiệu quả, có khả năng mở rộng, tương thích và duy trì dịch vụ. Hiệu quả - Các kênh VCAT được định tuyến độc lập thông qua mạng SDH và sau đó được nhóm lại tại node đích, do vậy loại trừ được việc tắc nghẽn và sử dụng hiệu quả băng thông. Có khả năng mở rộng - Phương pháp ghép nối liền kề truyền thống theo các bước cố định, trong khi VCAT cho phép băng thông thay đổi phù hợp với sự tăng giảm nhỏ của nhu cầu. Dựa trên tốc độ dữ liệu mong muốn, các kênh VCAT có thể thay đổi để phù hợp với băng thông sử dụng và tránh được sự lãng phí băng thông. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 33 Tính tương tích - Chỉ có các node nguồn và đích cần nhận ra VCAT, các node còn lại của mạng SDH trong mạng không cần biết về các nhóm ghép nối ảo này. Do đó VCAT được truyền thẳng trong mạng SDH và làm việc trên các mạng có sẵn. Duy trì dịch vụ - Trong các nhóm VCAT, mỗi kênh có thể được định tuyến khác nhau trên mạng, nếu một kênh có sự cố, các kênh khác vẫn làm việc bình thường. Do đó nếu một liên kết bị sự cố thì chỉ có một kênh nhánh trong nhóm VCAT bị mất nhưng liên kết dữ liệu vẫn tiếp tục cung cấp dịch vụ với băng thông bị giảm xuống. 2.1.3.2 Thủ tục tạo khung chung GFP Thủ tục tạo khung chung (GFP) là một cơ chế tạo khung các tín hiệu client và sắp xếp các tín hiệu ở dạng khung này vào trong một luồng số của mạng truyền dẫn SDH. GFP là một giao thức thích ứng cung cấp một cơ chế sắp xếp các kiểu luồng bit khác nhau một cách linh hoạt vào trong kênh SDH. Cơ chế thích ứng dựa trên việc tạo khung và cho phép đưa phân đoạn của kênh vật lý vào trong các khung có kích thước cố định hoặc thay đổi được. Các tín hiệu của client có thể là theo kiểu gói (như là IP/PPP hoặc Ethernet) hoặc theo kiểu các khối đã mã hoá (như là FC). Kỹ thuật đóng gói như GFP phải được sử dụng để tương thích với dữ liệu không đồng bộ, thay đổi nhanh và kích thước các khung thay đổi trước khi lưu lượng dữ liệu như IP/PPP, Ethernet MAC, FC, ESCON và FICON được truyền đi qua các mạng SDH. GFP làm thích ứng một luồng dữ liệu trên nền một khung đến luồng dữ liệu định hướng byte bằng cách sắp xếp các dịch vụ khác nhau vào một khung mục đích chung sau đó khung này được sắp xếp vào trong các khung SDH đã biết. Cấu trúc khung này có ưu điểm hơn ở việc phát hiện và sửa lỗi và cung cấp hiệu quả sử dụng băng thông lớn hơn so với các thủ tục đóng gói truyền thống. Hình 2.3: Cấu trúc khung GFP Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 34 Bốn thành phần trong khung GFP là: mào đầu (core header), mào đầu tải tin (payload header), thông tin của tải tin (payload information) và trường tuỳ chọn phát hiện lỗi (FCS). - Core header định nghĩa chiều dài khung và phát hiện lỗi CRC. - Payload header định nghĩa kiểu thông tin được truyền, các khung quản lý hoặc các khung khách hàng cũng như nội dung tải tin. - Client payload information định nghĩa tải tin thực tế được chuyển đi. - Tuỳ chọn FCS phát hiện lỗi. Hiện nay có hai kiểu tương thích client được định nghĩa đối với GFP: - GFP được đóng khung (framed) GFP-F- một khung dữ liệu được được thu và sắp xếp vào trong một khung GFP mà không có overhead kết hợp. - GFP trong suốt (transparent) GFP-T - các mã khối tín hiệu dữ liệu được sắp xếp vào trong các khung tuần hoàn có chiều dài được xác định trước và được phát tức thời mà không đợi toàn bộ khung dữ liệu. Bảng 2.4 đưa ra so sánh GFP-F và GFP-T. Bảng 2.4: So sánh GFP-F và GFP-T Kiểu giao thức Mô tả Ứng dụng GFP-F Dịch vụ được xắp xếp theo kiểu khung - khung vào trong khung GFP Mào đầu tối thiểu Chiều dài khung GFP thay đổi Fast Ethernet, Giga Ethernet, IP … GFP-T Dịch vụ được xắp xếp theo kiểu bye – byte vào trong khung GFP Tối ưu hoá trễ truyền dẫn Chiều dài khung không đổi FC,FICON, ESCON, Ethernet … Tuỳ vào dịch vụ được truyền đi thì sẽ sử dụng theo kiểu GFP nào, tuy nhiên ngày nay Ehernet là tín hiệu được định nghĩa trong GFP-F. GFP-T xắp xếp bất kỳ dữ liệu nào bao gồm Ethernet, FC và ESCON. Các dịch vụ được sắp xếp qua GFP-F dùng số lượng overhead ít nhất để đảm bảo hiệu quả sử dụng băng thông tốt nhất, trong khi Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 35 đó độ ưu tiên của các dịch vụ này được xắp xếp qua GFP-T là nhanh, truyền tải hiệu quả dữ liệu. Hơn nữa GFP là một cơ chế thích ứng, còn có các phương pháp khác: Giao thức truy cập liên kết LAPS (the Link Access Protocol) và điều khiển liên kết dữ liệu mức cao HDLC (High-level Data Link Control) là hai cơ chế tạo khung có ưu thế hơn. Tuy nhiên GFP hỗ trợ đa dịch vụ và có tính mềm dẻo vì vậy nó có thể dùng trong việc tổ hợp với đầu cuối mạng truyền dẫn quang. 2.1.3.3 Sơ đồ điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS Gần đây người ta đưa ra sơ đồ điều chỉnh dung lượng liên kết LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) dùng giữa hai phần tử mạng được kết nối đến giao diện khách hàng đến mạng SDH truyền thống. LCAS là một phần mở rộng của VCAT như được định nghĩa trong chuẩn G.704/Y.1305 của ITU, LCAS cho phép thay đổi động các kênh trong số các kênh của SDH trong một nhóm VCAT. Mỗi byte H4/K4 truyền đi một gói điều khiển bao gồm thông tin liên quan đến VCAT và các tham số của giao thức LCAS. Bằng việc xác định thành phần nào của một VCATG được kích hoạt và chúng được sử dụng như thế nào, LCAS cho phép thiết bị phía xuất phát thay đổi linh hoạt số các container trong một nhóm được ghép nối để đáp ứng với sự thay đổi thời gian thực trong yêu cầu sử dụng băng thông. Sự tăng giảm băng thông truyền có thể đạt được mà không ảnh hưởng đến dịch vụ. Các bản tin báo hiệu của LCAS được trao đổi giữa các node đầu cuối thông qua overhead của SDH để thay đổi số các luồng nhánh hoặc các các phần tử của một nhóm VCAT. Số các phần tử của một nhóm VCAT có thể được tăng lên và giảm xuống mà không bị mất khung. Khi một sự cố được phát hiện ở một kênh thành phần, thông lượng sẽ thấp hơn mà không xảy ra việc mất hoàn toàn lưu lượng. Điều này đạt được bằng cách đảm bảo rằng các kênh bị sự cố của một nhóm VCAT bị loại bỏ trong khi các kênh của nhóm VCAT còn lại tiếp tục mang lưu lượng. Do vậy các kênh được phát hiện và loại bỏ tự động từ nhóm VCAT. Các tham số sau trong gói điều khiển có liên quan đối với giao thức LCAS: - Lệnh điều khiển CTRL (Control) đồng bộ nguồn và đích và các thông tin truyền tải lưu ý đến trạng thái của các thành phần độc lập trong một VCATG. - Nhận dạng nguồn GID (Source Identifier) báo cho đầu thu VCATG nào có phần tử thực tế nào thuộc về nó. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 36 - Nhận biết sự sắp xếp lại RS-Ack (Resequence Acknowledgement) thông báo cho phía nguồn biết đầu thu đã nhận sự thay đổi đã bắt đầu. - Trạng thái thành viên MST (Member Status) chuyển đi trạng thái của liên kết từ thiết bị nhận đến nguồn đối với mỗi thành phần độc lập của VCATG (OK=0, FAIL=1). - Bảo vệ lỗi CRC phát hiện lỗi và bỏ các gói điều khiển bị lỗi đối với mỗi thành phần của VCATG. Hình 2.4: Khuôn dạng trường điều khiển LCAS/VCAT 2.1.4 Một số hạn chế của công nghệ EOS 2.1.4.1 Hạn chế của VCAT Về mặt lý thuyết, có hai hạn chế: thứ nhất là có sự giới hạn số tối đa của các kênh thành phần trong một nhóm VCAT được xác định bởi SQ nằm trong byte H4 của POH của SDH. Đối với đường dẫn bậc cao (VC-3, VC-4) SQ có 8 bit xác định được tối đa là 256 phần tử của một nhóm VCAT, đối với đường dẫn bậc thấp (VC-12) SQ có 6 bit xác định được tối đa 64 phần tử trong một nhóm VCAT. Vấn đề thứ hai là giới hạn của độ trễ do đường dẫn khác nhau cực đại do MFI xác định cũng nằm trong byte đa khung H4 của POH cho cả hai đường dẫn bậc cao và đường dẫn bậc thấp cho phép trễ khác nhau tối đa của các phần tử của một nhóm VCAT là 256ms. Hạn chế về mặt thực tế: Do khó khăn kỹ thuật của việc tích hợp nhiều bộ đệm trên một vi mạch VCAT, trễ đường dẫn khác nhau cung cấp bởi vi mạch này là rất nhỏ, điển hình khoảng 25ms hoặc nhỏ hơn . Do đó các nhà cung cấp thiết bị phải dùng bộ nhớ ngoài và để tốc độ truyền của bộ nhớ ngoài đủ nhanh chỉ có thể sử dụng SRAM. So sánh với với DRAM và SDRAM, SRAM có dung lượng ít hơn và đắt hơn, do đó giá thành thiết bị do đó sẽ cao. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 37 2.1.4.2 Hạn chế của GFP Trong khung GFP, có tuỳ chọn header mở rộng là trường 1byte gọi là nhận dạng kênh CID (Channel Indentifier), node mạng phía thu có thể dùng CID để nhận dạng giao diện Ethernet đích, do vậy có thể nhiều giao diện Ethernet tại node phía nguồn chia sẻ cùng một kênh VCAT. Ghép kênh GFP có hạn chế: Lưu lượng từ các giao diện tại node nguồn mà chia sẻ cùng một kênh VCAT phải đến chung một node phía thu. Nghĩa là chỉ khi nhiều khách hàng cùng một nơi và lưu lượng của họ đến cùng một đích thì việc sử dụng GFP mới có hiệu quả. 2.2 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ RING GÓI TỰ PHỤC HỒI 2.2.1 Tổng quan RPR (Resilient Packet Ring) hay IEEE 802.17, giao thức lớp MAC đang được chuẩn hóa bởi IEEE, là giải pháp cho vấn đề bùng nổ nhu cầu kết nối tốc độ cao và chi phí thấp trong khu vực thành phố. Bằng cách ghép thống kê gói IP truyền trên hạ tầng vòng sợi quang, có thể khai thác hiệu quả dạng vòng quang và tận dụng ưu điểm truyền gói như Ethernet. Khi có lỗi node hay liên kết xảy ra trên vòng sợi quang, RPR thực hiện chuyển mạch bảo vệ thông minh để đổi hướng lưu lượng đi xa khỏi nơi bị lỗi với độ tin cậy đạt tới thời gian nhỏ hơn 50 ms. RPR sử dụng vòng song hướng gồm hai sợi quang truyền ngược chiều nhau, cả hai vòng đồng thời được sử dụng để truyền gói dữ liệu và điều khiển. RPR cho phép nhà cung cấp dịch vụ giảm chi phí thiết bị phần cứng cũng như thời gian và chi phí của việc giám sát mạng. Trong RPR không có khái niệm khe thời gian, toàn bộ băng thông được ấn định cho lưu lượng. Bằng cách tính toán khả năng mạng và dự báo yêu cầu lưu lượng, RPR ghép thống kê và phân phối công bằng băng thông (fairness) cho các node trên vòng để tránh tắc nghẽn có thể mang lại lợi ích hơn nhiều so với vòng SDH/SONET dựa trên ghép kênh phân chia theo thời gian. RPR là giao thức lớp MAC vận hành ở lớp 2 của mô hình OSI, nó không nhận biết lớp 1 nên độc lập với truyền dẫn nên có thể làm việc với WDM, SDH hay truyền dẫn dựa trên Ethernet (sử dụng GBIC - Gigabit Interface Converter). Ngoài ra, RPR đi từ thiết bị đa lớp đến dịch vụ mạng thông minh lớp 3 như MPLS. MPLS kết hợp thiết bị rìa mạng IP lớp 3 với thiết bị lớp 2 như ATM, Frame Relay. Sự kết hợp độ tin cậy và khả năng phục hồi của RPR với ưu điểm quản lý lưu lượng và khả năng mở rộng [...].. .Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN của MPLS VPN và MPLS TE được xem là giải pháp xây dựng MAN trên thế giới hiện nay Hiện nay RPR là vấn đề khá phức tạp và chưa được chuẩn hoá đầy đủ, nhiều nhà sản xuất có sản phẩm RPR 8 02.1 7 nhưng khả năng tương thích giữa sản phẩm của các hãng khác nhau là không chắc chắn 2.2 .2 Sơ lược về chuẩn RPR 8 02.1 7 2.2 .2.1 Vòng RPR RPR sử dụng. .. Agreement) khác nhau - Phương thức cung cấp kết nối nhanh và đơn giản - Công nghệ đã được chuẩn hoá 2.2 .3.2 Nhược điểm Dương Văn Phú 46 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN - Giá thành thiết bị ở thời điểm hiện tại còn khá đắt - RPR chỉ thực hiên chức năng bảo vệ phục hồi trong cấu hình ring đơn lẻ Với cấu hình ring liên kết, khi có sự cố tại node... Gói trong PTQ - Gói trong STQ (chỉ khi STQ gần đầy) - Gói điều khiển - Gói từ Client - Gói từ STQ STQ không được phép tràn Khi STQ gần đầy thì gói trong STQ được truyền trước gói từ Client Điều kiện này cũng kích hoạt RPR-fa để yêu cầu thêm băng thông Hình 2.9 : Kiến trúc bộ đệm gói kép Chọn Ringlet: Dương Văn Phú 42 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong. .. phải loại bỏ gói trong transit path Khi truy nhập nhiều gói hơn đối với Class B và Class C có thể kích hoạt RPR-fa để yêu cầu thêm băng thông Kiến trúc bộ đệm gói đơn như trên hình 2.8 Thứ tự truyền của bộ đệm gói đơn là: - Gói trong PTQ - Gói điều khiển Dương Văn Phú 41 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN - Gói từ Client Hình 2.8 : Kiến trúc bộ... Steer Nói cách khác, Steer sẽ được chọn như sự phối hợp bảo vệ trong vòng RPR Một bản tin bảo vệ (protection) sẽ báo hiệu lỗi giữa các node trong cùng vòng RPR Bản tin này sẽ chứa thông tin cần thiết cho RPR thực hiện Wrap hay Steer Dương Văn Phú 44 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN Hình 2.1 0: Đường đi của dữ liệu trước khi sợi quang bị đứt 1 Kĩ... vòng một cách công bằng tránh Dương Văn Phú 43 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN tình trạng một node tham lam chiếm băng thông, tạo ra trễ và tắc nghẽn Giải thuật fairness (RPR-fa) chỉ áp dụng cho gói ưu tiên thấp, gói ưu tiên cao không theo RPR-fa và có thể truyền chừng nào bộ đệm còn đủ trống RPR-fa thực hiện những chức năng sau trong lớp MAC:... dụng các công nghệ truy nhập quang (PON, FTTO, …) và đối với những phạm vi mạng ngoại vi không tổ chức được mạng truyền dẫn theo mô hình Ring Dương Văn Phú 48 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN Nhược điểm - Triển khai mạng theo mô hình này sẽ khá tốn kém về tài nguyên truyền dẫn (cáp, sợi) do các đường kết nối các node mạng sử dụng các tuyến... mạng (tăng tốc độ kết nối, tăng node thiết bị) sẽ gặp khó khăn Dương Văn Phú 50 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN - Dung lượng của hệ thống truyền dẫn dành cho dự phòng là khá lớn đối với các hệ thống dựa trên cơ sở công nghệ SDH Khả năng áp dụng Mô hình Ring rất phù hợp để triển khai hệ thống truyền dẫn quang cung cấp các kết nối giữa các node... con LLC (Logical Link Control) MAC Client có thể gồm lớp con LLC, Bridge Relay Entity hoặc những user khác dùng dịch vụ MAC Dương Văn Phú 39 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN Hình 2.6 : Mô hình tham chiếu RPR MAC RPR MAC cung cấp các dịch vụ sau cho MAC Client: - MAC Data Path - truyền và nhận gói dữ liệu - Chức năng MAC Control - thông tin về... Backbone cũng như thiết bị truyền dẫn quang, tuyến cáp sợi quang là nhiều hơn, do vậy chi phí đầu tư xây dựng mạng cao hơn Dương Văn Phú 47 Khoa Điện tử viễn thông Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2 Công nghệ sử dụng trong E-MAN Hình 2.1 3: Mô hình kết nối Hub - and - smoke Những ưu điểm và nhược điểm của mô hình mạng theo kiểu Hub - and spoke Ưu điểm - Mô hình kết nối này có ưu điểm là cấu trúc . Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 28 CHƯƠNG II CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG E-MAN 2. 1 NGIÊN CỨU CÔNG NGHỆ ETHERNET. trên hình 2. 2. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong E-MAN Dương Văn Phú Khoa Điện tử viễn thông 31 Hình 2. 2 Khái quát về mô hình cấu trúc SONET/SDH 2. 1.3 Các. Group), trong đó VC-4 là đã được định nghĩa trong SDH và 7v là số phần tử trong nhóm, sẽ tăng lên hiệu quả sử dụng băng thông là 85%. Khoá luận tốt nghiệp đại học Chương 2. Công nghệ sử dụng trong