Môn học tín chỉ: Mạng thông tin quang

Chia sẻ: Le Quy Vien | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:101

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 51
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mạng quang thế hệ mới là bước nhảy vọt của công nghệ viễn thông kể cả về lượng lẫn về chất. Với sự ra đời của chuyển mạch quang, mạng quang từ chổ chủ yếu cung cấp băng thông đã trở thành một mạng có khả năng định tuyến và chuyển mạch tự động, do đó nó có khả năng cung cấp dịch vụ với bất kỳ tốc độ nào và với mọi giao thức nào.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Môn học tín chỉ: Mạng thông tin quang

Môn học tín chỉ: MẠNG THÔNG TIN QUANG Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện - Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Tổng quan mạng thông tin quang  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 2: Các thành phần cơ bản của mạng thông tin quang  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 3: Mạng thông tin quang ghép bước sóng  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 4: Mạng định tuyến bước sóng  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT Chương 5: Công nghệ mạng quang thế hệ sau  Giảng viên: T.S Trần Thiện Chính - Học viện CNBCVT 2 20/03/2012
CHƯƠNG 5: CÔNG NGHỆ MẠNG QUANG THẾ HỆ SAU 5.1. Mạng quang thế hệ mới 5.2. Các chuyển mạch quang 5.3. Mạng viễn thông thế hệ sau 5.4. Mạng truyền tải quang thế hệ sau 5.5. Thiết kế mạng quang ghép bước sóng 3 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI Mạng quang thế hệ mới là bước nhảy vọt của công nghệ viễn thông kể cả về  lượng lẫn về chất. Với sự ra đời của chuyển mạch quang, mạng quang từ chổ chủ yếu cung cấp băng thông đã trở thành một mạng có khả năng định tuyến và chuyển mạch tự động, do đó nó có khả năng cung cấp dịch vụ với bất kỳ tốc độ nào và với mọi giao thức nào. Điều này đã cho phép tích hợp IP và quang. Vì vậy đã cho phép triển khai các dịch vụ phong phú về mặt nội dung, hiệu quả về mặt băng thông, tức là hiệu quả về kinh tế cho cả người sử dụng lẫn nhà cung cấp dịch vụ Mạng quang thế hệ mới có thể được ứng dụng trong các trường hợp sau:  + Xu hướng liên kết mạng lưu trữ với nhu cầu lưu lượng cực lớn cho hệ thống WDM đô thị và tích hợp các mạng lưu trữ riêng biệt cổ điển với mạng dữ liệu IP + Mục tiêu đơn giản hoá cấu trúc mạng phức tạp gồm nhiều cơ sở hạ tầng như: IP, ATM, SONET/SDH và WDM để phân phối đa dịch vụ với chi phí vận hành mạng thấp 4 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Triển khai các lớp khách hàng SDH/SONET, ATM, IP trên mạng quang thế hệ  mới, đã mang lại sự tiến triển vượt bậc của các dịch vụ này khi tích hợp trên nền mạng quang thế hệ mới. Để vận hành hiệu quả các dịch vụ mới của lớp khách hàng trên một cơ sở hạ tầng quang cần phải thiết kế mạng WDM, định tuyến bước sóng sao cho có thể đáp ứng càng nhiều yêu cầu kết nối càng tốt, đồng thời đảm bảo xác suất nghẽn mạch là thấp nhất Các lớp khách hàng SDH/SONET, ATM, IP trên mạng quang thế hệ mới được  thực hiện rộng rãi trong các mạng viễn thông chung cũng như riêng của các công ty. SONET/SDH cung cấp khả năng ghép kênh phân chia theo thời gian hiệu quả cho các luồng lưu lượng tốc độ thấp và cho phép các luồng này được truyền tải qua mạng theo một phương pháp đáng tin cậy Giao thức lớp mạng đang chiếm ưu thế hiện nay là IP. Phần lớn lưu lượng dữ  liệu đi vào mạng là lưu lượng IP, nhờ sự phát triển tốc độ của mạng Internet và Intranet, IP chủ yếu cung cấp khả năng định tuyến gói hiệu quả từ một nút nguồn đến một nút đích trong mạng và là một giao thức phi kết nối 5 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) MPLS là một lớp liên kết mới, nằm bên dưới lớp IP, mở rộng phạm vi của lớp  IP để cho phép định tuyến gói dọc theo các đường dẫn đã xác định qua mạng ATM cũng cung cấp các chức năng tương tự, nhưng đảm bảo mức chất lượng  cao hơn. Các mạng lưu trữ tạo thành lớp mạng quan trọng khác trong số các mạng sử dụng sợi quang làm môi trường truyền dẫn. Chức năng của mạng lưu trữ là kết nối giữa máy tính với máy tính, giữa máy tính với thiết bị ngoại vi 5.1.1. Các thế hệ phát triển mạng truyền tải quang WDM Cho đến nay, mạng truyền tải quang WDM đã trải qua ba thế hệ phát triển  (Hình 5.1) bao gồm: + Thế hệ thứ nhất của mạng truyền tải quang là truyền các luồng quang tĩnh (cố định) điểm - điểm + Thế hệ thứ hai là chuyển mạch kênh quang động + Thế hệ thứ ba là chuyển mạch gói quang 6 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.1: Các thế hệ phát triển mạng truyền tải quang WDM 7 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.2: Các giao thức mạng truyền tải quang WDM 8 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) MPLS là một lớp liên kết mới, nằm bên dưới lớp IP, mở rộng phạm vi của lớp  IP để cho phép định tuyến gói dọc theo các đường dẫn đã xác định qua mạng ATM cũng cung cấp các chức năng tương tự, nhưng đảm bảo mức chất lượng  cao hơn. Các mạng lưu trữ tạo thành lớp mạng quan trọng khác trong số các mạng sử dụng sợi quang làm môi trường truyền dẫn. Chức năng của mạng lưu trữ là kết nối giữa máy tính với máy tính, giữa máy tính với thiết bị ngoại vi 5.1.2. Kiến trúc các thế hệ của mạng truyền tải quang WDM Trong mạng truyền tải quang WDM, luồng quang được thiết lập “động” theo  nhu cầu, kết nối giữa mạng IP Mạng quang sử dụng công nghệ GMPLS, cho phép cân bằng tải, giảm xác  suất tắc nghẽn và khôi phục mạng nhanh Kiến trúc các thế hệ mạng truyền tải quang như các Hình 5.3; Hình 5.4(a, b);  Hình 5.5 (a, b); Mô hình chuẩn giao thức Internet quang Hình 5.6 9 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.3: Kiến trúc mạng truyền tải quang WDM thế hệ thứ nhất (luồng quang tĩnh điểm - điểm) 10 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.4(a): Kiến trúc mạng vòng truyền tải quang WDM/DWDM thế hệ thứ hai (chuyển mạch kênh quang động) 11 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.4(b): Kiến trúc mạng lưới mạng truyền tải quang WDM/DWDM thế hệ thứ hai (chuyển mạch kênh quang động) 12 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.5(a): Kiến trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM thế hệ thứ ba (chuyển mạch gói quang) 13 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.5(b): Kiến trúc mạng truyền tải quang WDM/DWDM thế hệ thứ ba (chuyển mạch nhãn quang) 14 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Hình 5.6: Mô hình chuẩn giao thức Internet quang 15 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) 5.1.3. Các lớp khách hàng trên mạng WDM Nhiều mạng sử dụng sợi quang như là cơ cấu truyền tải cơ sở của chúng, các  mạng này được gọi là các lớp khách hàng của lớp quang, lớp quang có nhiệm vụ cung cấp đường quang cho các lớp khách hàng này Đối với lớp khách hàng, các đường quang của lớp quang đóng vai trò như các  liên kết vật lý kết nối giữa các phần tử mạng của lớp đó Tất cả các lớp khách hàng đều xử lý dữ liệu trong miền điện, thực hiện các  chức năng như ghép kênh phân chia thời gian cố định hoặc theo thống kê Các lớp khách hàng này tích hợp và tải nhiều loại dịch vụ khác nhau vào mạng  như các dịch vụ thoại tốc độ thấp, dịch vụ dữ liệu, dịch vụ đường dây riêng Tuy nhiên, mỗi mạng khách hàng đều có nhiệm vụ riêng và có thể hoạt động  trên các liên kết sợi quang điểm nối điểm hoặc trên một lớp quang phức tạp hơn, sử dụng các đường được cung cấp bởi lớp quang 16 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Các lớp quang chiếm ưu thế trong mạng đường trục hiện nay thường là  SONET/SDH, ATM, IP, trong đó SONET/SDH thường dùng để giao tiếp với các luồng ghép kênh theo thống kê Trong nhiều trường hợp, IP và ATM cũng có thể sử dụng SONET/SDH như là  cơ cấu truyền tải lớp dưới. Nhờ sự ra đời của các giao tiếp tốc độ cao trên thiết bị IP mà ATM có thể được ánh xạ trực tiếp vào lớp quang, mà không yêu cầu các thiết bị SONET/SDH riêng bên ngoài Đối với các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền thống, cấu trúc mạng thường  bao gồm nhiều lớp. Trong đó, lớp WDM hình thành môi trường truyền tải vật lý cung cấp băng thông trong suốt và các kỹ thuật định tuyến thông minh Để cấp phát băng thông vừa đủ, lớp SONET/SDH thường được sử dụng trong  các mạng này. Hiện nay, tín hiệu lớp thuê bao khách hàng của hệ thống WDM ứng dụng trong thực tế đều dựa trên SDH, đó là hệ thống SDH Nx2,5Gb/s 17 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Một đặc điểm quan trọng của hệ thống WDM là nó trong suốt đối với các loại  dịch vụ, nghĩa là WDM có thể truyền tải bất kỳ khuôn dạng tín hiệu nào, từ PDH, SDH đến ATM, IP hay MPLS. Do đó, với sự phát triển của lưu lượng Internet/Intranet, cấu trúc mạng truyền tải cần dựa trên WDM để đáp ứng đầy đủ yêu cầu băng thông cho các dịch vụ 5.1.3.1. IP trên ATM trên SONET/SDH trên WDM  Các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống đưa ra mô hình phân cấp mạng gồm 4 lớp: IP, ATM, SONET/SDH và WDM  Lớp ATM nằm trên lớp quang WDM sẽ thêm vào các khả năng ghép thống kê mà vẫn cho phép tích hợp nhiều dịch vụ tại cùng một thời điểm. Điều này, về cơ bản giúp nâng cao hiệu quả sử dụng các lớp dưới là SONET/SDH và WDM  ATM cũng sử dụng các kỹ thuật định tuyến để tối ưu hóa phân phối lưu lượng trong mạng cho từng dịch vụ ATM khác nhau  Tuy nhiên, hiệu quả truyền dẫn lớp ATM thấp vì phần mào đầu của ATM lớn 18 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) IP IP ATM IP SONET/SDH IP SONET/SDH ATM Optics/WDM Optics/WDM Optics/WDM Optics/WDM Hình 5.7: Xu hướng chuyển đổi cấu trúc mạng truyền tải 19 20/03/2012
5.1. MẠNG QUANG THẾ HỆ MỚI (tiếp) Lớp SONET/SDH ở bên dưới cung cấp khả năng khôi phục lại mạng sau khi  xảy ra sự cố trên sợi quang nhưng với chi phí thiết bị và chi phí thực hiện cao do tính phức tạp của việc quản lý mạng  Lớp WDM dùng để tăng dung lượng của sợi quang nhờ khả năng truyền tải nhiều bước sóng trên cùng một sợi quang 5.1.3.2. IP trên ATM trên WDM  Một mô hình tương tự như Hình 5.7 nhưng loại bỏ lớp SONET/SDH và giữ lại lớp ATM. Nếu số lượng dịch vụ ở lớp 2 nhiều, ví dụ các đường leased line và dịch vụ thoại thì nhà cung cấp dịch vụ thường dùng mô hình này để xây dựng mạng với 3 lớp là IP, ATM và WDM  ATM cũng sử dụng các kỹ thuật định tuyến để tối ưu hóa phân phối lưu lượng trong mạng đối với từng loại dịch vụ ATM khác nhau  Nhược điểm của cấu trúc này là hiệu quả truyền tải thấp vì vẫn còn tồn tại lớp ATM, nhưng ATM lại có ưu điểm là cung cấp dịch vụ chất lượng cao QoS 20 20/03/2012