Slide C1-Mạng truyền thông quang 2022 THHT-trang-2 PDF

8/24/2022 1.1. Kiến trúc mạng truyền thông quang – Mạng quang là gì? là mạng truyền thông trong đó các liên kết truyền dẫn là các sợi quang và kiến trúc của nó được thiết kế để khai thác các lợi thế của sợi quang. – Kiến trúc mạng quang tổng quát:...

8/24/2022 1.1. Kiến trúc mạng truyền thông quang – Mạng quang là gì? là mạng truyền thông trong đó các liên kết truyền dẫn là các sợi quang và kiến trúc của nó được thiết kế để khai thác các lợi thế của sợi quang. – Kiến trúc mạng quang tổng quát:  Một mạng quang có thể được sở hữu và điều hành bởi các nhà mạng khác nhau.  Các nút trong mạng là các đài trung tâm, còn được gọi: + POP:nút kích cỡ nhỏ + Hub: nút kích cỡ lớn  Các mạng quang có thể được chia thành: mạng đô thị và 15 mạng cự li dài. 1.1. Kiến trúc mạng truyền thông quang – Mạng đô thị: gồm mạng truy nhập đô thị và mạng liên kết đô thị + Mạng truy nhập: mở rộng từ trung tâm đến các doanh nghiệp hoặc nhà riêng. + Mạng liên kết: kết nối các nhóm trung tâm trong một thành phố hoặc một vùng. – Mạng cự li dài: + Kết nối giữa các thành phố hoặc các vùng khác nhau. + Khoảng cách giữa các trung tâm khoảng hàng trăm đến hàng ngàn km. 16 8  8/24/2022 1.2. Các dịch vụ, chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói – Khái niệm: + Viễn thông là việc gửi, truyền, nhận và xử lý ký hiệu, tín hiệu, số liệu, chữ viết, hình ảnh, âm thanh hoặc dạng thông tin khác bằng đường cáp, sóng vô tuyến điện, phương tiện quang học và phương tiện điện từ khác. + Dịch vụ Viễn thông là dịch vụ gửi, truyền, nhận và xử lý thông tin giữa hai hoặc một nhóm người sử dụng dịch vụ viễn thông. – Phân loại dịch vụ: + Dịch vụ hướng kết nối: kết nối giữa hai hoặc nhiều bên trên một mạng cơ bản (Sự khác biệt nằm ở băng thông kết nối và loại mạng cơ bản mà kết nối được hỗ trợ, có ảnh hưởng đáng kể đến các đảm bảo chất lượng dịch vụ được nhà mạng cung cấp). + Dịch vụ phi kết nối: Các gói thuộc một kết nối được coi là các thực thể độc lập và các gói khác nhau có thể có các tuyến truyền 17 khác nhau qua mạng. 1.2. Các dịch vụ, chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói – Dịch vụ hướng kết nối và phi kết nối: Chuyển giao hướng kết nối LCN = x LCN = x LCN = x Chuyển giao phi kết nối 18 9  8/24/2022 1.2. Các dịch vụ, chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói – Ghép và chuyển mạch lưu lượng trong mạng: + Các kiểu ghép kênh: 19 1.2. Các dịch vụ, chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói – Ghép và chuyển mạch lưu lượng trong mạng: + Các kiểu chuyển mạch: chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Chuyển mạch kênh: Chuyển mạch gói:  Băng thông được bảo đảm để phân bổ  Luồng dữ liệu được chia thành các cho từng kết nối và luôn có sẵn cho gói dữ liệu nhỏ. Các gói được kết nối, khi kết nối được thiết lập. ghép với các gói từ các luồng dữ  Tổng băng thông của tất cả các kênh liệu khác trong mạng. Các gói hoặc các kết nối trên một liên kết phải được chuyển mạch bên trong nhỏ hơn hơn băng thông liên kết. mạng dựa trên đích đến.  Vấn đề đối với chuyển mạch kênh:  Chuyển mạch gói sử dụng kỹ không hiệu quả trong việc xử lý lưu thuật ghép kênh thống kê khi lượng dữ liệu có tính bùng nổ (phải dự ghép nhiều luồng dữ liệu với nhau trữ đủ băng thông để xử lý tốc độ cao trên một liên kết. nhất và băng thông này sẽ không  Ghép kênh thống kê cải thiện việc được sử dụng nhiều). sử dụng băng thông. 20 10  8/24/2022 1.2. Các dịch vụ, chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói – Sự thay đổi của bối cảnh dịch vụ: + Mô hình dịch vụ của các nhà mạng đang thay đổi nhanh chóng khi các mạng và công nghệ phát triển. + Do sự cạnh tranh ngày càng tăng và nhu cầu của khách hàng. + Sự thay đổi liên quan đến tính khả dụng của các kênh, được định nghĩa là phần trăm thời gian dịch vụ có sẵn cho người dùng. + Thông thường, các nhà mạng cung cấp 99,999% khả dụng, tương ứng với thời gian bị mất không quá 5 phút mỗi năm. Đòi hỏi mạng phải được thiết kế để cung cấp dịch vụ phục hồi rất nhanh trong trường hợp có sự cố như đứt sợi quang, hiện nay trong khoảng 50 ms. + Do đó, các nhà mạng mới cần triển khai các mạng có khả năng cung cấp băng thông theo yêu cầu khi cần, với các thuộc tính dịch vụ phù hợp và các nhà mạng cần dự đoán được các nhu cầu lưu lượng tương lai. 21 1.3. Các mạng truyền thông quang – Các thế hệ mạng quang: Khi đề cập đến mạng truyền thông quang có hai thế hệ mạng quang + Mạng quang thế hệ thứ nhất (Mạng quang đơn bước sóng): quang học về cơ bản được sử dụng để truyền tải và chỉ đơn giản là để cung cấp dung lượng.  Tất cả các chuyển mạch và các chức năng mạng thông minh khác được xử lý bằng điện tử.  Ví dụ về các mạng quang thế hệ đầu tiên là mạng SONET/ SDH + Mạng quang thế hệ thứ hai (Mạng quang đa bước sóng):  Có định tuyến, chuyển mạch và tính thông minh trong lớp quang. 22 11  8/24/2022 1.3. Các mạng truyền thông quang – Mạng quang thế hệ thứ nhất: 23 1.3. Các mạng truyền thông quang – Mạng quang thế hệ thứ hai: 24 12  8/24/2022 1.3. Các mạng truyền thông quang – Các kỹ thuật ghép kênh sử dụng trong các thế hệ mạng quang: + Về cơ bản có hai cách để tăng dung lượng truyền dẫn trên một sợi quang.  Đầu tiên là tăng tốc độ bit, đòi hỏi các thiết bị điện tử tốc độ cao. Nhiều luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn được ghép thành luồng tốc độ cao hơn ở tốc độ bit truyền dẫn bằng phương pháp ghép kênh phân chia thời gian (TDM).  Một cách khác để tăng dung lượng là bằng kỹ thuật gọi là ghép kênh phân chia bước sóng (WDM). 25 1.4. Lớp quang – Khái niệm về kiến trúc mạng phân lớp: + Mạng là các thực thể phức tạp với nhiều chức năng khác nhau được thực hiện bởi các phần tử khác nhau của mạng, với các thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau hoạt động cùng nhau. + Để đơn giản hóa quan điểm về mạng, sẽ chia các chức năng của mạng thành các lớp khác nhau. Ý nghĩa của việc phân lớp  Giảm độ phức tạp  Tiêu chuẩn hóa giao diện  Thuận tiện module hóa  Đảm bảo kỹ thuật liên mạng  Tăng nhanh sự phát triển (nhờ cấu trúc mở) 26 13  8/24/2022 1.4. Lớp quang – Khái niệm về kiến trúc mạng phân lớp: + Thiết kế chức năng cho các lớp:  Chia các lớp sao cho các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau; các lớp sử dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được tách biệt  Các chức năng giống nhau được đặt vào cùng một lớp; các chức năng được định vị sao cho có thể thiết kế lại lớp mà ảnh hưởng ít nhất đến các lớp kề nó  Khi dữ liệu được xử lí một cách khác biệt thì cần phải tạo một lớp mới;  Các thay đổi về chức năng hoặc giao thức trong một lớp không được ảnh hưởng đến các lớp khác (đảm bảo tính trong suốt giữa các lớp );  Mỗi lớp chỉ có các ranh giới (giao diện) với các lớp kề trên và dưới nó.  Có thể chia một lớp thành các lớp con khi cần thiết; nguyên tắc chia lớp con được áp dụng tương tự như trên; khi không cần thiết các lớp con có thể hủy bỏ.  Giao diện dịch vụ giữa hai lớp liền kề được gọi là điểm truy cập dịch vụ (SAP-Service Access Point) và có thể có nhiều SAP giữa các lớp tương ứng với các loại dịch vụ khác nhau. 27 1.4. Lớp quang – Mô hình phân lớp cổ điển OSI:  Session,Presentatio, Application: Data, voice encodings Authentication web/http, ftp, telnet  Transport: Error & congestion control TCP, UDP  Network: Routing, Call control IP internetworking  Link: Ethernet, FDDI Circuit, ATM, FR switches  Physical: 28 SDH, E1, E3, E4 14  8/24/2022 1.4. Lớp quang – Truyền IP qua mạng SDH: + Quan điểm phân lớp cổ điển của các mạng cần một số điều chỉnh để xử lý sự đa dạng của các mạng và các giao thức đang gia tăng ngày nay. + Một mô hình phân lớp thực tế hơn cho các mạng hiện nay, sử dụng nhiều ngăn xếp giao thức nằm chồng lên nhau. Mỗi ngăn xếp tập hợp một số lớp con, có thể cung cấp các chức năng giống như các lớp vật lý, liên kết và mạng truyền thống.. + Xem xét truyền IP qua mạng SDH: 29 1.4. Lớp quang – Sự ra đời của các mạng quang thế hệ thứ hai đã thêm một lớp nữa vào phân cấp giao thức và được gọi là lớp quang. – Lớp quang là lớp máy chủ cung cấp dịch vụ cho các lớp khách hàng khác. – Lớp quang cung cấp các tuyến quang (lightpath) tới nhiều lớp khách hàng khác nhau: Phân cấp mạng phân lớp ghép kênh điển hình Phân lớp của mạng quang thế hệ thứ hai 30 15  8/24/2022 1.5. Xu hướng phát triển mạng truyền thông quang Sự phát triển về tốc độ và dung lượng của các mạng truyền tải quang 31 1.5. Xu hướng phát triển mạng truyền thông quang Sự phát triển của các công nghệ mạng truy nhập quang thụ động32 16  8/24/2022 1.5. Xu hướng phát triển mạng truyền thông quang 33 Sự phát triển của công nghệ mạng quang 1.6. Hiệu năng mạng quang – Bản thân ý nghĩa của hiệu năng trong mạng truyền thông là đa nghĩa vì nó liên quan đến hiệu năng mạng, lưu lượng và hiệu năng dịch vụ, hiệu năng liên kết và tín hiệu, trong đó các vấn đề cần giải quyết, các chỉ số và cách đo lường các tham số hiệu năng là khác nhau. – Hiệu năng mạng: chủ yếu liên quan đến hiệu năng trên lớp mạng, như các lỗi và sự suy giảm các nút và liên kết; chiến lược bảo vệ để loại bỏ hoặc giảm thiểu các điểm nghẽn và trễ lưu lượng; tăng thông lượng lưu lượng, phát hiện suy giảm hoặc lỗi và hiệu năng tín hiệu đầu cuối- đầu cuối. – Hiệu năng lưu lượng và hiệu năng dịch vụ: liên quan đến khả năng phân phối của tải trọng khách hàng cá nhân cũng như tải trọng tổng tuân thủ QoS mong đợi. Theo thỏa thuận mức dịch vụ (SLA), các tham số là độ trễ đầu cuối, độ trễ khứ hồi, tỷ lệ lỗi bit hoặc khung hoặc gói (BER, FER, PER) và băng thông có thể phân phối dự kiến. Hiệu năng lưu lượng bị ảnh hưởng bởi mào đầu khung và hiệu năng mạng. 34 17  8/24/2022 1.6. Hiệu năng mạng quang – Hiệu năng liên kết và hiệu năng tín hiệu: chủ yếu liên quan đến hiệu suất ở lớp liên kết, chẳng hạn như đáp ứng các mục tiêu hiệu năng tín hiệu mong đợi tại bộ thu liên kết, tại bộ khuếch đại và bộ cân bằng của tín hiệu WDM. Ngoài ra cũng quan tâm đến các chiến lược phân nhánh giám sát, phát hiện, bảo vệ và tối ưu hóa hiệu năng của các tín hiệu WDM qua liên kết. – Hiệu năng liên kết và tuyến bị ảnh hưởng bởi suy hao, nhiễu và rung pha, ảnh hưởng đến xác suất thu bit 0/1 được truyền. Bởi vì các bit là các ký hiệu cơ bản trong các byte, các khung, các khối, v.v., các tham số hiệu năng lỗi được đo bằng các bit bị lỗi trong một chuỗi bit nhất định, được gọi là một khối. – Nguồn gốc số đo quan trọng: BERatio và BERate BERatio, được định nghĩa là số lượng bit thu bị lỗi trên một số lượng lớn các bit được truyền đi. BERate được định nghĩa là tỷ số giữa các bit bị lỗi trên tổng số bit được truyền trong một khoảng thời gian. 35 1.6. Hiệu năng mạng quang – Các số đo hiệu năng: Khối bị lỗi (EB) là khối có ít nhất một bit bị lỗi. Giây lỗi (ES) hoặc khoảng thời gian một giây với ít nhất một EB. Tỷ lệ lỗi khối (BER) là tỷ lệ các khối có ít nhất một bit lỗi trên tổng số khối được truyền trong một khoảng thời gian nhất định. Giây lỗi nghiêm trọng (SES) là khoảng thời gian một giây trong đó có hơn 30% khối có lỗi. Khoảng thời gian lỗi nghiêm trọng (SEP) của chuỗi 3-9 SES liên tiếp. Cường độ khoảng thời gian lỗi nghiêm trọng (SEPI) hoặc số các sự kiện SEP trong thời gian không có sẵn chia cho tổng thời gian có sẵn tính bằng giây. Lỗi khối nền (BBE) hoặc EB không xảy ra như một phần của SES. 36 18  8/24/2022 1.6. Hiệu năng mạng quang – Các số đo hiệu năng lỗi cho một tuyến: Tỷ lệ giây lỗi (ESR) là tỷ số của ES trên tổng số giây thời gian khả dụng trong một khoảng thời gian đo cố định. Tỷ lệ giây bị lỗi nghiêm trọng (SESR) là tỷ số của SES trên tổng số giây trong một khoảng thời gian đo cố định. Tỷ lệ lỗi khối nền (BBER) là tỷ số BBE trong khoảng thời gian khả dụng trên tổng số khối của thời gian cửa sổ có sẵn trong một khoảng thời gian đo cố định. 37 19