LỜI NÓI ĐẦU
Thế kỷ 21 đánh dấu sự bùng nổ mạnh mẽ lưu lượng truyền tải trên hạ tầng mạng
viễn thông. Các công nghệ truyền tải không ngừng được cải tiến cũng như thay mới
nhằm đáp ứng nhu cầu không hạn chế của người sử dụng. Thời kỳ đầu của truyền tải
quang với công nghệ truyền dẫn PDH giản đơn và thiếu đồng bộ được thay thế bằng
công nghệ truyền dẫn đồng bộ SDH và hoàn thiện hơn nữa là công nghệ WDM. Thế
nhưng WDM vẫn chưa phải một giải pháp công nghệ tối ưu cho nhu cầu bất tận về
băng thông của người sử dụng. Với dự tính trong tương lai rõ ràng WDM bộc lộ rất
nhiều hạn chế và cần phải được thay thế bằng một công nghệ mới hoàn thiện hơn.
Vào những năm đầu thế kỷ ITU-T đã đưa ra một khái niệm mạng truyền tải mới,
mạng quang chuyển mạch tự động ASON. ASON ra đời với khát vọng khắc phục
được những nhược điểm của công nghệ truyền tải cũ, mở rộng dung lượng, linh hoạt
hơn trong điều khiển và quản lý. Có thể nói ASON không phải một công nghệ truyền
tải hoàn toàn mới mà nó được xây dựng trên nền tảng của công nghệ truyền tải WDM
nhưng phần quản lý và điều khiển được tách biệt với phần truyền tải. Do đó ASON ổn
định và linh hoạt hơn rất nhiều trong điều khiển và quản lý mạng.
Được sự đồng ý của Học viện, bộ môn Thông tin quang và đặc biệt được sự
hướng dẫn nhiệt tình của KS. Lê Thanh Thủy em đã mạnh dạn đi vào tìm hiểu mạng
quang chuyển mạch tự động ASON làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp lớp đại học chính
quy khóa 2005-2009 của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. Đồ án gồm 3
chương:
Chương 1: Tổng quan về mạng quang chuyển mạch tự động ASON
Chương 2: Báo hiệu và định tuyến trong mạng quang chuyển mạch tự động
ASON
Chương 3: Giải pháp ASON của Huawei.
Chương 1 tập trung tìm hiểu về những vấn đề cơ bản của ASON như các kiến
trúc: kiến trúc logic và kiến trúc chức năng; các giao thức thường được sử dụng, cũng
như các chức năng mạng được hỗ trợ bởi ASON.
Báo hiệu và định tuyến là những vấn đề trọng tâm của mạng quang chuyển mạch
tự động. Chương 2 tập trung xem xét các yêu cầu đối với báo hiệu và định tuyến của

gian của dịch vụ phải khai báo trên từng ring và từng điểm, tốn rất nhiều thời
gian và công sức. Khi mạng lưới phát triển mở rộng và phức tạp, rất khó để cấu
hình dịch vụ nhanh chóng.
• Mạng truyền dẫn quang WDM truyền thống cần nhiều tài nguyên dự phòng
và thiếu các kiểu bảo vệ dịch vụ tiên tiến với chức năng khôi phục và định tuyến.
Để khắc phục các nhược điểm trên và phù hợp với cấu hình mắt lưới mà các mạng
truyền tải quang sẽ được áp dụng rộng rãi trong tương lai, một mạng truyền tải quang thế
hệ mới ra đời đó là mạng quang chuyển mạch tự động ASON (Automatically Switched
Optical Network). ASON là mạng quang chuyển mạch tự động dựa trên mặt bằng điều
khiển chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS).
Các nhà điều hành mạng trông đợi các đặc trưng ưu việt từ ASON như dự phòng
nhanh, điều hành mạng dễ dàng hơn, độ tin cậy mạng cao hơn, khả năng mở rộng, dễ
dàng thiết kế và lập kế hoạch hơn. Dự phòng các kênh quang trong thời gian phút thậm
chí là giây sẽ mở ra một cơ hội mới để tận dụng tài nguyên tốt hơn, tạo ra nhiều dịch vụ
mới, ví dụ như một số cơ chế phân bố lưu lượng. Các tài nguyên của mạng quang có thể
được kết nối tự động tới các mô hình lưu lượng dữ liệu trong các mạng khách hàng. Tạo
một mặt phẳng điều khiển tách biệt sẽ tác động đáng kể tới việc quản lý và điều hành
mạng. Các cơ chế bảo vệ và phục hồi cho các mạng truyền tải quang kiểu mesh sẽ cải
thiện độ tin cậy yêu cầu từ khách hàng. Mặt phẳng điều khiển chuẩn sẽ cho phép tái sử
dụng các giao thức hiện tại và giảm sự cần thiết của các hệ thống hỗ trợ điều hành mở
rộng để quản lý cấu hình. ASON thực hiện cấu hình dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối. Để
cấu hình một dịch vụ, bạn chỉ cần xác định node nguồn và node đích của nó và kiểu bảo
vệ; mạng tự động thực hiện các hoạt động được yêu cầu. Trong ASON, chức năng khôi
phục động được sử dụng để phục hồi động các dịch vụ.
Trong chương này sẽ tìm hiểu những vấn đề cơ bản của ASON.
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 2 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 Tổng quan về ASON
1.1 Kiến trúc ASON
ITU-T định nghĩa khái niệm mạng quang chuyển mạch tự động ASON là một mạng


Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 Tổng quan về ASON
báo hiệu giữa các thực thể mặt phẳng điều khiển thuộc về các vùng quản lý khác nhau.
Các giao diện khác bao gồm: giao diện vật lý (PI) trong mặt phẳng truyền tải, giao diện
điều khiển kết nối (CCI) giữa các thành phần của mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng
truyền tải, và 2 loại giao diện quản lý mạng (NMI) giữa mặt phẳng quản lý và 2 mặt
phẳng còn lại. CCI cho biết các thành phần mạng, ví dụ, một kết nối chéo quang, để thiết
lập các kết nối giữa các cổng được chọn. Các giao diện quản lý mạng được sử dụng giữa
các hệ thống quản lý mạng (ví dụ, mạng quản lý viễn thông cơ sở (TMN)) và các mặt
phẳng điều khiển (NMI-A) và truyền tải (NMI-T).
Mặt phẳng quản lý
Mặt phẳng
điều khiển ASON
Mặt phẳng
truyền tải ASON
PI
E-NNI
I-NNIUNI
X
NMI-A
NMI-T
CCI
CCI
Tới các mạng khác
NMS
CCCC
NENE
Mặt phẳng
điều khiển
mạng khách hàng

R3
SPC
ASON
NE
Miền ASON
TE link
Thiết bị người
sử dụng
Hình 1-3 Kiến trúc chức năng ASON
Node ID là nhận dạng duy nhất của ASON NE trong mặt phẳng điều khiển. Dạng
của Node ID giống như địa chỉ IP.
Giao thức quản lý liên kết (LMP)
Báo hiệu
R S VP-TE
Đ ịnh tuyến
OSPF-TE
Truyền thông và điều khiển
Giao diện
WD M/Khách hàng
Gom
bước sóng
Giao diện
WDM/Khách hàng
ASON NE
NE truyền thống
Hình 1-4 Thành phần mạng ASON
Node ID, NE ID, và địa chỉ IP của NE độc lập với nhau.
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 5 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 Tổng quan về ASON

Khi một lỗi xảy ra, chuyển mạch bảo vệ được thực hiện bởi mặt phẳng truyền tải mà
không liên quan tới mặt phẳng điều khiển.
Trong trường hợp của một mạng ASON, cơ chế tái định tuyến được áp dụng để khôi
phục các dịch vụ. Khi một LSP lỗi, node nguồn tính toán tuyến tốt nhất để khôi phục dịch
vụ và sử dụng báo hiệu để tạo một LSP. Sau đó, tuyến mới mang các dịch vụ. Đối với các
dịch vụ không trở lại, LSP ban đầu bị xóa sau khi LSP mới được tạo, còn đối với các dịch
vụ trở lại, LSP cũ sẽ không bị xóa. Các lợi ích của việc tái định tuyến là:
• Các dịch vụ có thể được khôi phục nhanh và tự động.
• Yêu cầu dung lượng dự phòng ít hơn khi mạng ASON khôi phục trong thời
gian thực. Khả năng tận dụng băng thông tăng đáng kể.
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 6 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 Tổng quan về ASON
Các cơ chế khôi phục mạng có thể được chia thành cơ chế khôi phục tập trung và cơ
chế khôi phục phân tán dựa vào kỹ thuật điều khiển.
Khôi phục tập trung yêu cầu một hệ thống điều khiển trung tâm để điều khiển toàn
bộ mạng một cách toàn diện. Hệ thống điều khiển trung tâm bao gồm một cơ sở dữ liệu
mạng rộng lớn, lưu giữ tất cả các thông tin về tất cả các node, các liên kết và các tài
nguyên dự trữ. Khi một liên kết hoặc một node bị lỗi, thông tin lỗi được thông báo về hệ
thống điều khiển trung tâm dọc các tuyến khác. Hệ thống điều khiển trung tâm sau đó tính
toán một tuyến để thay thế cho tuyến lỗi theo thông tin lưu giữ trong cơ sở dữ liệu. Sau đó
hệ thống điều khiển trung tâm phát ra các mệnh lệnh điều khiển tới mỗi node tạo một
tuyến mới để khôi phục dịch vụ.
Cơ chế khôi phục phân tán không yêu cầu bất kỳ hệ thống điều khiển trung tâm nào.
Khi một liên kết lỗi, tất cả các node tại 2 đầu liên kết lỗi phát hiện lỗi và phát tán thông
tin này ra toàn mạng. Tất cả các LSP liên quan tới liên kết lỗi hoặc node tái định tuyến và
các LSP mới được tạo để khôi phục dịch vụ.
1.2 Giao thức ASON
Hiện tại một số mạng truyền dẫn ASON đã triển khai trong thực tế thường áp dụng
LMP như một giao thức quản lý liên kết, giao thức định tuyến OSPF-TE, và RSVP-TE là

Bản tin trả lời
NODE1
NODE2
Hình 1-6 Kiểm tra các TE link
1.2.2 OSPF-TE
Mặt phẳng điều khiển thường sử dụng OSPF-TE, là một giao thức mở rộng của
OSPF, và thực hiện các chức năng sau:
• Tạo các mối quan hệ liền kề
• Tạo và duy trì các liên kết điều khiển
• Phát tán và thu thập thông tin về các liên kết điều khiển trên mặt phẳng điều
khiển. Theo thông tin đó, giao thức sau đó tạo ra thông tin về các tuyến được yêu
cầu cho việc chuyển tiếp bản tin trong mặt phẳng điều khiển.
• Phát tán và thu thập thông tin về các TE link trên mặt phẳng điều khiển. Giao
thức sau đó tạo ra thông tin về các cấu hình dịch vụ mạng cho việc tính toán
tuyến dịch vụ.
1.2.3 RSVP-TE
RSVP-TE là một giao thức dành trước tài nguyên, là một kiểu báo hiệu. Trong kỹ
thuật lưu lượng, RSVP được mở rộng thành RSVP-TE. RSVP-TE chủ yếu hỗ trợ các
chức năng sau:
• Tạo LSP
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 8 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 Tổng quan về ASON
• Xóa LSP
• Thay đổi thuộc tính LSP
• Tái định tuyến LSP
• Tối ưu hóa tuyến LSP
• Bảo mật giao thức
Một thực thể bên ngoài có thể thay đổi các gói giao thức OSPF-TE của mạng, giả
mạo một node trong mạng và phát các gói, hoặc nhận các gói được phát bởi các node

Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 9 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 Tổng quan về ASON
Mặc định, các liên kết điều khiển được tạo trong các sợi. Các liên kết điều khiển
cũng có thể được tạo bên ngoài các sợi trong môi trường mà giao thức OSPF của các cổng
Ethernet cho phép.
Mặc dù các liên kết điều khiển và các kênh điều khiển được tạo ra trong các mào đầu
OTN hoặc các kênh DCC (D4-D12), nhưng chúng khác nhau về chức năng và độc lập với
nhau. Giao thức OSPF phát tán thông tin về các liên kết điều khiển tới toàn mạng. Mỗi
ASON NE lưu thông tin về các liên kết điều khiển mạng - diện rộng. Các ASON NE
không phát thông tin về các kênh điều khiển tới các thực thể mạng. Mỗi NE chỉ quản lý
và lưu giữ thông tin về các kênh điều khiển của nó mà thôi.
TE link là một liên kết kỹ thuật lưu lượng. ASON NE gửi thông tin băng thông của
nó tới các ASON NE khác qua TE link để cung cấp dữ liệu cho việc tính toán tuyến. TE
link là một khái niệm của các tài nguyên. Các bảng khác nhau tạo ra các TE link khác
nhau. TE link có thể được chia thành các kiểu sau:
• OCh TE link
• OTU2 TE link và ODU2 TE link
• OTU1 TE link và ODU1 TE link
• OTU5G TE link và ODU 5G TE link.
1.4 Khả năng tự động phát hiện của các cấu hình mạng
Khả năng phát hiện tự động của các cấu hình mạng bao gồm phát hiện tự động các
liên kết điều khiển và các TE link.
1.4.1 Khả năng tự động phát hiện của các liên kết điều khiển
Mạng ASON tự động phát hiện các liên kết điều khiển thông qua giao thức OSPF-
TE.
Khi kết nối sợi (bao gồm sợi liên trạm tự động phát hiện và sợi trong trạm cấu hình
nhân công) hoàn thành trong một mạng ASON, mỗi ASON NE sử dụng giao thức OSPF
để phát hiện các liên kết điều khiển và sau đó phát tán thông tin về các liên kết điều khiển
của bản thân nó tới các thực thể mạng. Kết quả là, mỗi NE thu được thông tin của các liên

sử dụng
ASON
NE
Hình 1-7 Tự động phát hiện TE link
1.5 Tạo và xóa một tuyến ASON
Báo hiện RSVP-TE được sử dụng trong suốt quá trình tạo, xóa, thay đổi và tái định
tuyến một tuyến ASON.
1.5.1 Tạo LSP
Tạo một tuyến ASON là tạo một LSP.
Người sử dụng có thể lập node, liên kết, bước sóng đã được thiết kế, chọn lọc node
và link để giới hạn tuyến dịch vụ. Đối với các cổng thông qua bởi các dịch vụ bước sóng
được gửi bởi node nguồn, bước sóng có thể thiết kế cho việc tạo dịch vụ cơ bản trên đặc
trưng liên quan tới bước sóng điều hưởng.
ASON dựa vào khoảng cách sợi, số lượng hop và băng thông khả dụng theo các
trọng số do người sử dụng lập để chọn tuyến tốt nhất.
Như được chỉ ra trong hình 1-8, tạo một dịch vụ song hướng từ NE1 tới NE3.
Quá trình tạo một LSP như sau:
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 11 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 1 Tổng quan về ASON
• Chọn các thông tin cơ bản như mức dịch vụ trên NM, node nguồn, node đích
là NE1 và NE3. Chọn các giao diện quang WDM của các bảng OTU tương ứng
và lập điều kiện bắt buộc của tuyến theo thực tế. Sau khi xác nhận thông tin, NM
phát một yêu cầu tạo dịch vụ tới node nguồn NE1.
R1
R2
3
6
5
4

từ NE1 tới NE2 bị xóa.
• NE1 xóa tài nguyên sử dụng bởi LSP và sử dụng báo hiệu RSVP-TE để phát
một bản tin tới NE2.
• Sau khi nhận bản tin từ NE1, NE2 xóa tài nguyên sử dụng bởi LSP và sử
dụng báo hiệu RSVP-TE để phát bản tin tới NE3.
• Sau khi nhận bản tin từ NE2, NE3 xóa tài nguyên sử dụng bởi LSP.
R1
R2
2
6
5
3
NE1
NE2
NE3
Xóa một dịch vụ song
hướng từ NE 1 tới NE 3
1
Hình 1-9 Xóa một LSP
1.5.3 Tái định tuyến LSP
Sau khi các điều kiện khơi mào được phát hiện, đối với các dịch vụ non-revertive,
một LSP mới được tạo và LSP ban đầu bị xóa, trong khi đối với các dịch vụ revertive,
LSP ban đầu sẽ được khôi phục.
Khi một LSP lỗi, LSP lỗi gửi một yêu cầu tái định tuyến tới mặt phẳng điều khiển để
tạo một LSP mới. Sau khi nhận yêu cầu, node nguồn tính toán lại tuyến và phân bổ tài
nguyên cho LSP mới. Sau đó, node nguồn bắt đầu tạo một LSP mới.
Sau khi một LSP mới được tạo, LSP ban đầu bị xóa.
1.5.4 Thay đổi một LSP
Thay đổi một LSP là nâng cấp một tuyến ASON. Quá trình thay đổi một LSP:
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 13 -

R
R1
R2
R4
R3
R
ASON NE
Thiết bị người sử dụng
Hình 1-10 Cấu hình dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối
1.6.2 Thỏa thuận mức dịch vụ SLA
Mạng ASON có thể cung cấp các dịch vụ với QoS khác nhau tới các khách hàng
khác nhau
Bảng 1-1 Mức dịch vụ
Dịch vụ
Cơ chế bảo vệ và khôi
phục
Cách thức thực
hiện
Thời gian
chuyển mạch
Thời gian tái
định tuyến
Dịch vụ
kim
cương
Bảo vệ và khôi phục
Tái định
tuyến và bảo
vệ 1+1
Nhỏ hơn 50ms Nhiều giây

theo sự phân chia này. Trong phần 1.2 các giao thức thường thấy trong các mạng ASON
hiện tại được tìm hiểu với 3 giao thức cơ bản: giao thức quản lý liên kết LMP, giao thức
định tuyến OSPF-TE và giao thức giành trước tài nguyên RSVP-TE. Các phần sau nghiên
cứu các liên kết của ASON với các kênh điều khiển, các liên kết điều khiển và các TE
link; khả năng tự động phát hiện của các cấu hình mạng ASON; việc tạo và xóa một tuyến
ASON cũng đồng nghĩa với việc tạo và xóa các LSP. Và cuối cùng là các chức năng
mạng được hỗ trợ bởi ASON với 2 chức năng quan trọng nhất là cấu hình dịch vụ từ đầu
cuối tới đầu cuối và thỏa thuận mức dịch vụ SLA, ngoài ra còn nhiều chức năng khác như
liên kết dịch vụ, tối ưu hóa dịch vụ,…
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 16 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2 Báo hiệu và định tuyến trong
ASON
CHƯƠNG 2
BÁO HIỆU VÀ ĐỊNH TUYẾN TRONG ASON
Chương 2 nghiên cứu những vấn đề cơ bản về việc quản lý kết nối, cuộc gọi phân
tán trong ASON cũng như định tuyến của nó. Cơ bản dựa trên các khuyến nghị
G.7713/Y.1704 Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán và G.7715/Y.1706 Kiến trúc và các
yêu cầu định tuyến cho mạng quang chuyển mạch tự động ASON của ITU-T.
2.1 Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán (DCM)
Quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán (DCM) cũng được coi là phần báo hiệu của
ASON. Nó cung cấp các yêu cầu cho việc truyền thông của các khối điều khiển cuộc gọi,
điều khiển kết nối và quản lý tài nguyên liên kết. Chỉ rõ các hoạt động thiết lập và giải
phóng cuộc gọi dựa trên các kết nối.
2.1.1 Các yêu cầu của DCM
Trước khi bất kỳ cuộc gọi nào được thiết lập, các hợp đồng giữa người yêu cầu và
nhà cung cấp cần phải được thiết lập. Hợp đồng này chỉ rõ:
• ID hợp đồng
• Thỏa thuận mức dịch vụ
• Thông tin được yêu cầu cho phép điều khiển chính sách. Ví dụ, nó có thể bao

2.1.1.1 Các thủ tục quản lý kết nối và cuộc gọi phân tán
Các chức năng khối điều khiển cuộc gọi (CallC), điều khiển kết nối (CC) và khối
quản lý tài nguyên liên kết (LRM) quản lý tất cả các yêu cầu cuộc gọi lẫn kết nối, bao
gồm các hoạt động nguyên thủy của nó như thiết lập kết nối, sửa chữa một kết nối và giải
phóng kết nối. Để hoàn thành một hoạt động, CallC, CC và LRM liên hành với các thành
phần sau để thiết lập và giải phóng kết nối.
• Khối điều khiển định tuyến (RC): Khối điều khiển định tuyến cung cấp các
thông tin tuyến khi được truy vấn bởi CC.
• Chức năng điều khiển nhận biết cuộc gọi (CAC)
AGCAGC
C C C-a C C C-zN C C-nN C C-1N C C-1
E-NN I
Miền 1 Miền n
N C C-n
C uộc gọi
Kết nối
C uộc gọi
Kết nối
Phân đoạn
cuộc gọi U NI
Phân đoạn
cuộc gọi mạng con
Phân đoạn
cuộc gọi E-NN I
Phân đoạn
cuộc gọi mạng con
Phân đoạn
cuộc gọi U NI
C C C-a
LC SNC LC LCSN C

NCC tại các đường bao miền cũng sẽ cho phép mỗi miền có các chức năng độc lập,
ví dụ, một miền có thể có khả năng bảo vệ 1+1 trong khi các miền khác thì không.
NCC và CC tại biên mạng và các đường bao thực hiện các chức năng khác nhau.
a) Tạo LC và SNC
Việc thiết lập từ đầu cuối tới đầu cuối một cuộc gọi bao gồm việc yêu cầu cuộc gọi,
yêu cầu các kết nối, và thiết lập các tài nguyên khác nhau để tạo một kết nối. Hình 2-3
minh họa kết nối được lập để hỗ trợ một cuộc gọi.
Các tài nguyên sau được sử dụng để thiết lập cuộc gọi:
• Điểm mạng con SNP
• Bể SNP (SNPP)
• Kết nối liên kết (LC).
AGC-a AGC-z
Hình 2-3 Thiết lập LC và SNC cho một yêu cầu cuộc gọi
LC được thiết lập bằng cách chỉ định các SNP được dàn xếp giữa các LRM. Sau đó
cho phép CC tạo một SNC. Việc chỉ định các SNP có thể được thực hiện như một sự thay
đổi trạng thái của SNP (ví dụ, từ AVAILABLE tới PROVISIONED; các SNP với trạng
thái POTENTIAL hoặc BUSY không thể sử dụng cho tạo kết nối). Hình 2-4 mô tả việc
thiết lập LC bởi các LRM.
Vũ Thị Hoàng Yến - D05VT1 - 19 -

Đồ án tốt nghiệp đại học Chương 2 Báo hiệu và định tuyến trong
ASON
Thiết lập một LC có thể được thay thế. ví dụ, đối với báo hiệu người sử dụng →
mạng, người sử dụng cũng có thể xác định LC để sử dụng (nghĩa là người sử dụng xác
định SNP); tuy nhiên, mạng có thể chọn LC thay thế để sử dụng, nghĩa là xác định một
SNP khác.
`
Báo hiệu
Kết nối liên kết
Liên kết