Bài giảng Bồi dưỡng kiến thức về công nghệ Man - Ethernet - Chương 1: Tổng quan về mạng men - Lê Quang Tuấn

ATM ở phía người dùng và Ethernet ở phía mạng, cung cấp chuyển đổi giao thức, xác định mạch vòng truy cập (access loop), chất lượng dịch vụ (QoS), an ninh (security), bảo trì, bảo dưỡng, quản lý (OAM). Hỗ trợ Native Ethernet framing. Hỗ trợ Multicast. Hỗ trợ tách biệt người dùng (user isolation)  Khuyến nghị TR-101Access NodeChức năng kết nối ATM-Ethernet  Khuyến nghị TR-101Giao diện VGiao diện V cung cấp các chức năng sau: Thu gom lưu lượng. Phân biệt lớp các dịch vụ (class of service). Ngăn cách (isolation) và dò vết (traceability) người dùng. Vì mạng kết tập là Ethernet nên cả Access Node và BNG đều trang bị giao diện Ethenet  giao diện V là Ethernet. Cơ chế phân tách các mạng Ethernet thành các mạng LAN ảo (VLAN) sử dụng giao thức 802.1q và được bổ sung trong 802.1ad. Các thẻ VLAN (VLAN tag) cho phép nhóm các lưu lượng có chung tính chất, mức độ dịch vụ thành một VLAN có VID=x, các nhóm lưu lượng khác thành một VLAN có VID=y.  Khuyến nghị TR-101Giao diện VNhư vậy chúng ta đã đánh dấu được lớp các dịch vụ nhờ sử dụng trường ưu tiên gồm 3 bit (3-bit priority) và do đó phân biệt được các dịch vụ này.Ngoài ra, giao diện V còn cho phép lồng 2 thẻ VLAN (double tagging) để cung cấp một tổ hợp 16 triệu (224) VLAN khác nhau. Giao diện U có thể cung cấp thẻ VLAN gọi là C-VLAN tag bên trong (inner tag). Giao diện V cung cấp thẻ VLAN gọi là S-VLAN tag bao bên ngoài (outer tag).  Khuyến nghị TR-101Giao diện VNgăn xếp giao diện V  Khuyến nghị TR-101Mạng thu gom EthernetCác mạng kết tập Ethernet cần phải cung cấp các tính năng mà mạng dựa trên ATM cung cấp, ngoài ra nó còn cung cấp các tính năng khác: Hỗ trợ ưu tiên lưu lượng (prioritize traffic) để điều kiển nghẽn. Hỗ trợ Multicast. Cung cấp tính năng khả dụng cao. Hỗ trợ kết nối 802.1ad. Ngăn tách người dùng.Mạng thu gom phải hỗ trợ các mạng truy cập đã triển khai và mạng Metro Ethernet. Đồng thời phải hỗ trợ các tính năng multicast.  Khuyến nghị TR-101Mạng thu gom EthernetMột số mô hình mạng thu gom Ethernet  Khuyến nghị TR-101BNGCần có khả năng kết cuối lớp Ethernet và các giao thức tương ứng.Cần bổ sung các tính năng tương ứng với tính năng trên Access Node như xác định mạch vòng, chất lượng dịch vụ trên Ethernet, an ninh và tính năng bảo trì, bảo dưỡng, quản trị OAM.Kiến trúc TR-101 hỗ trợ dùng hai BNG song song (dual BNG node). Theo kiến trúc này thì cả hai BNG không cần phải hỗ trợ toàn bộ tính năng mà chỉ cần 1 BNG hỗ trợ, BNG còn lại ví dụ dùng làm BNG cho video không cần cài đặt tính năng quản lý thuê bao (kết cuối PPP, chất lượng dịch vụ từng user – per user QoS) như BNG kia. Khuyến nghị TR-101Kiến trúc MulticastMột trong những động lực chính để chuyển sang kiến trúc mạng kết tập Ethernet là khả năng cung cấp dịch vụ hình ảnh (broadcast lẫn unicast). Các tính năng hỗ trợ multicast trong khuyến nghị TR-101 bao gồm: Sử dụng lớp 2 hữu hiệu thông qua cơ chế VLAN N:1. Hỗ trợ IGMP phiên bản 2 và 3. Hỗ trợ mô hình ASM và SSM. Hỗ trợ nhiều điểm truy xuất nội dung. Hỗ trợ multicast-VLAN trong mạng truy nhập. IP (và cIGMP) được đóng gói trực tiếp bằng khung Ethernet. Cổng người sử dụng (user port) có thể thuộc nhiều VLAN. Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTHệ thống mạng MEN được VNPT xây dựng với mục tiêu: Xây dựng cấu trúc mạng MEN và triển khai mạng truy nhập quang, chuẩn bị tốt hạ tầng để sẵn sàng cung cấp các dịch vụ băng rộng, dịch vụ tốc độ cao. Dung lượng mạng MEN được xây dựng để đáp ứng nhu cầu dự báo phát triển các dịch vụ: Internet, truyền số liệu, dịch vụ băng rộng và dịch vụ thoại.Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCấu trúc mạng MEN và truy nhập quang tại mỗi tỉnh, thành gồm các phần sau: Mạng MEN làm chức năng thu gom lưu lượng của các thiết bị mạng truy nhập (MSAN/IP-DSLAM), lưu lượng các khách hàng kết nối trực tiếp vào mạng MEN để chuyển tải lưu lượng trong nội tỉnh, đồng thời kết nối lên mạng trục IP/MPLS NGN của VNPT để chuyển lưu lượng đi liên tỉnh, đi quốc tế độ. Hệ thống mạng cáp quang truy nhập, được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng MEN và cung cấp cáp quang truy nhập đến các building, khu công nghiệp, khu chế xuất, các khách hàng lớn.Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN -VNPTMạng MEN được tổ chức thành 2 lớp: Lớp trục - ring core Lớp truy nhập - access Lớp trục (ring core): Bao gồm các CES cỡ lớn lắp đặt tại các trung tâm lớn nhất của tỉnh, với số lượng hạn chế (tối đa từ 2 đến 3 điểm), vị trí lắp đặt các CES core tại điểm thu gom truyền dẫn và dung lượng chung chuyển qua đó cao. 	-Các thiết bị này được kết nối ring với nhau bằng một đôi sợi cáp quang trực tiếp, sử dụng giao diện kết nối Ethernet cổng 1Gbps hoặc 10Gbps.Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTĐể đảm bảo mạng hoạt động ổn định cao, kết nối từ mạng MEN tới mạng trục IP/MPLS NGN sẽ thông qua 2 thiết bị core CES của mạng MEN (để dự phòng và phân tải lưu lượng), kết nối như sau: Tại tỉnh, thành phố đó chức năng BRAS và PE tích hợp trên cùng một thiết bị thì mỗi thiết bị core CES đó sẽ kết nối tới BRAS/PE. Tại tỉnh, thành phố đó chức năng BRAS và PE được tách riêng thì thiết bị core CES đó sẽ có 2 kết nối sử dụng giao diện Ethernet, trong đó một kết nối tới BRAS (để cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tốc độ cao), một kết nối tới PE (để cung cấp các dịch vụ khác, như: thoại, Multimedia (VoD, IP/TV, IP conferencing). Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTLớp truy nhập MEN (access): Bao gồm các CES lắp đặt tại các trạm Viễn thông, kết nối với nhau và kết nối tới ring core bằng một đôi cáp quang trực tiếp. Tùy theo điều kiện, lớp truy nhập có thể sử dụng kết nối dạng hình sao, ring (trong một ring tối đa từ 4 - 6 thiết bị CES), hoặc đấu nối tiếp nhau (tối đa đấu nối tiếp từ 4 - 6 thiết bị CES), vị trí lắp đặt các CES truy nhập thường đặt tại các điểm thuận tiện cho việc thu gom truyền dẫn kết nối đến các thiết bị truy nhập (như MSAN/IP-DSLAM).Các thiết bị truy nhập (MSAN, IP DSLAM) dùng giao diện Ethernet (FE/GE) sẽ được kết nối đến các thiết bị mạng truy nhập MAN E (CES) để chuyển tải lưu lượng trong tỉnh, thành phố và chuyển lưu lượng lên lớp trên.Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTThiết bị MEN có thể cung cấp các kết nối FE/GE trực tiếp tới khách hàng.Sử dụng thiết bị MSAN + cáp quang nhằm rút ngắn khoảng cách cáp đồng dùng cho các khu vực có nhu cầu cung cấp dịch vụ thoại, kết hợp các dịch vụ băng rộng. Trong trường hợp cung cấp dịch vụ thoại sẽ kết nối với các tổng đài Host hiện có bằng giao diện V5.2.Để đảm bảo an toàn cho phần lớp truy nhập thì các vòng ring access hoặc các kết nối star được kết nối tới 2 node core. Tuy nhiên việc triển khai như vậy có thể không khả thi trong giai đoạn hiện nay khi tại đó chúng ta không có đủ sợi cáp quang cho kết nối. Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTNhư vậy trong cấu trúc mạng MEN của các đơn vị sẽ xây dựng 2 cấu trúc mạng như sau:Cấu hình quá độ: khi không có đủ sợi quang cho các kết nối và các tuyến cáp quang chưa được triển khai chưa đầy đủ. Cấu hình này sẽ được thay đổi tới cấu hình mục tiêu khi có đầy đủ sợi quang.Cấu hình mục tiêu: khi các đơn vị đã triển khai lắp đặt sẵn các tuyến cáp quang cho các kết nối thì xây dựng cấu hình mục tiêu theo các nguyên tắc trên. Cấu hình này có ưu điểm là có luôn đảm bảo độ an toàn mạng cao trong trường hợp xẩy ra sự cố hỏng node hoặc đứt cáp quang trên tuyến. Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCấu hình quá độ mạng MENNguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCấu hình mục tiêu mạng MENNguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCác thiết bị thu gom lưu lượng trong mạng MAN gọi là CES, được kết nối với nhau bằng đôi sợi quang trực tiếp.Với dung lượng yêu cầu từ 2 kết nối 10 Gbps trở lên thì các thiết bị CES này sẽ kết nối với nhau qua thiết bị truyền dẫn C/DWDM để ghép bước sóng.Với dung lượng yêu cầu từ 2.5 Gbps trở lên sẽ dùng kết nối 10 Gbps giữa các thiết bị đó, nếu >2 Gbps và < 2.5 Gbps thì dùng 2 Gbps. Cấu hình mạng: Các CES có thể kết nối với nhau theo dạng hình sao, chuỗi, ring hoặc ring kết hợp với các tuyến nhánh.Cáp quang sử dụng trên mạng MEN: Loại đơn mode tuân thủ TCN 68-160: 1996 và ITU – T (G.652). Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCác thiết bị truy nhập như MSAN, IP DSLAM dùng giao diện Ethernet (FE/GE) qua giao tiếp quang được kết nối với nhau và kết nối đến các thiết bị CES mạng truy nhập của mạng MEN để chuyển tải lưu lượng.Đối với thiết bị mạng truy nhập: Các thiết bị MSAN/IP-DSLAM sẽ kết nối trực tiếp đến thiết bị CES của MEN hoặc hệ thống NG-SDH và sử dụng năng lực mạng MEN hoặc mạng truyền dẫn NG-SDH để chuyển tải lưu lượng giữa mạng IP/MPLS backbone với các thiết bị truy nhập MSAN/IP-DSLAM.Sử dụng thiết bị MSAN và cáp quang nhằm rút ngắn khoảng cách cáp đồng dùng cho các khu vực có nhu cầu cung cấp dịch vụ thoại, kết hợp các dịch vụ băng rộng. Trong trường hợp cung cấp dịch vụ thoại sẽ kết nối với các tổng đài HOST hiện có bằng giao diện V5.2.Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTMạng cáp quang dùng để kết nối giữa các node truy nhập Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTMô hình mạng MEN Viễn thông Lào Cai 1 ring Core & 4 vòng ring Access (11CES và 60 MSAN) Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCấu hình Ring 1 Viễn thông Lào Cai 3 CES & 16 MSANCES-CES: max 50kmMSAN-MSAN: max 45km Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCấu hình Ring 2 Viễn thông Lào Cai 4 CES & 22 MSANNguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTCấu hình Ring 3 Viễn thông Lào Cai 2 CES & 11 MSANNguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTMô hình mạng MEN Viễn thông Phú Thọ Nguyên tắc cấu trúc mạng MEN - VNPTMô hình mạng MEN Viễn thông Hà Nội Kết luậnMạng Metro Ethernet hiện đã và đang được phát triển rất mạnh bởi nhiều tổ chức chuẩn hóa như IETF, IEEE hay các hãng công nghệ. Tuy nhiên, tất cả các công nghệ đều phải tuân thủ các khuyến nghị của Metro Ethernet Forum. Các khuyến nghị MEF1 cho đến MEF21 đã mô tả rất chi tiết các yêu cầu cho dịch vụ mạng Metro Ethernet, yêu cầu về mô hình phát triển mạng, quản trị hệ thống. Các chi tiết về dịch vụ, công nghệ, chất lượng dịch vụ, bảo mật, quản lý và thiết kế mạng Metro Ethethernet sẽ lần lượt được đề cập trong các nội dung tiếp theo. Xin chân thành cảm ơn! HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG