BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH
VIỄN THÔNG VIỆT NAM
NGUYỄN XUÂN THÀNH
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG-SDH CHO MẠNG
TRUYỀN DẪN NỘI TỈNH NGHỆ AN
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG-SDH CHO MẠNG
TRUYỀN DẪN NỘI TỈNH NGHỆ AN
NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ:23.060.52.704.3898
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN HỮU TRUNG
HÀ NỘI - 2008
LỜI NÓI ĐẦU

 !"#"$%&
' ()*(+,-.-/0.#
"$%&!"' ()!".-#
'$%&()12' 3
4)54678'94#:;<1 =
+>?1@')'07A1%BC@3;
DE@4;$$F/; $$F)
(GH 3!"#
,(E3 I; J5K
(L",; ;4#M9 G 2
NOI1AK$@E( =4#,(' 2 P
/GIG6 NO+)@')'&(
+)))'NO07A
#
-3>$F)' (A>I@5>$F
=QIR*B).-6+5@%5+

_#\#_#]M=RG/NO########################################################
_#\#i#Z@P='H ################################################################################
_#_#,/2'V*5)fNl"h########################################################################
_#_#\#M) =/Nl"################################################################################
_#_#\#\#M=RVNl"#######################################################################################
_#_#\#_#M)VVNl"##############################################################################
_#_#\#i#M)&P&VNl"######################################################################
_#_#_M) =45>Nl"Ol########################################################################
_#_#_#\#,@[-Mgoo######################################################################################
_#_#_#_#,@[.Mm"""############################################################################################
_#_#_#i#,@[V455lMOYYnpeg,#########################################################
_#_#_#k#bqr(Nl"Ol######################################################################################
_#_#_#]#,@[s"s!ggga`_#\####################################################################################
_#_#_#t#Q'0>'A[>'-". ()VNl"Ol#################################################
_#_#_#u#Q'0>'A[>')"v!" !O! (()VNl"Ol#####################
_#_#i#M) =45>Nl"O,########################################################################
_#_#i#\M) = 6PC@###################################################################
_#_#i#_M) = Vr############################################################################
_#_#i#iM)V5@qV)fM-lh##############################################################
_#i#Nw'r@(fLM,h##########################################################################################
_#k#M%>x$F>f.Mh########################################################
_#k#\#y/.M###########################################################################################
_#k#_#N(&.M#################################################################################################
_#k#i#"F'(1W.M Vz.M##########################################
_#]#M)[4{45>NO/)*&[4
{4>3#####################################################################################################
i#]#\#M)[4{/!,vO,##################################################################################
i#]#_##,4{/!ggg#########################################################################################
M$%!!!cỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ NG-SDH CHO MẠNG TRUYỀN TẢI
NGN NGHỆ AN##############################################################################################################

s|>6H,u`00/8oo='1,-k#MBphụ lục
hình 1.1
LP$BV)=((( }58V>(
5)@#LG 27='$%4 '@;
C P$BV);#
-@/>' ()(,-D`i(
<~)Y)+M+~•.$ 30='0xk``#```46((#
-1'C$$FV>)Y, )YM/`_1
L'(o+-(6€(o @$$F,-.-fV>
g\h#
Lx\s;='1,-k|87?5)@
 (E#:<6I>$FCK
(E3V)H ')<61
N-4H6(x#L7='+6*`\;$F
@3%'@$FA#
M)H 6P1/L,$Fx4phụ lục hình 1.2; 1.3
M)H 6P1/L,$F40.
6(D`_,-.- !".-#
L3,-.-G$$F2' )6;I$F
•4Ys6(D`k,-.-6cMFL+M+7
L+~)Y)+ `_w',-m!"6c7L+~)Y)#
,=@)6<,"L#!".-I$F2' 
M(o‚M)'C3$F•6ƒ)'5(
V)'&$FC@#L@$
$Fo(=G6I7?I*f6(Vh1
(o(;>6H'@ $1.- 16.-#,4
WV')4).-GIV)'&$FC(
)6;$F3#)'5V/)'&C#(8V
)>$FF#,(E3,-.- $FV
)4#( 2'@U> '7@F'q[>V4

– ~@qS+8$F{;+>6H8$FV
18#
1.2.2 Những hạn chế của công nghệ truyền dẫn SDH
,-8$F$;@)$$F
H (#Z@)$$FA4H !"+)
<''@1>c
• .4V>&c()>V>WV>$F0)2'H+
;6PCV*+29VV;$$F5
G6P…V$F)@$$F
/V>V)3V5@6P/#,(
$EF'V>fG\#ih+rV>Wx
\mk6P/@ J#M)0)2'V>&$ 2
36PVW5V>+7
1>%6@/V@)H !"+
()H ;<$E;A6z* C$$F
1)4#
• .8'96PV=GocV>2')
4V>((=Ro$G\#i6+6P/ J
61'@\`'C()4V>(#LH>'7
$$F$ 2VW='&'J8'9=36P
/#ZC$$F(161-o(P
4+ >2'4)(o+G 7='B4>&
'&'#
• M)$$FW5@6)c,()s+ )W
5@6)x;A$FV'9') =@)
8$F0)2'V>(#M);[5@6)$F(w'
6@ >}93 '@Cz
1;[4 J#:78'93 36P/
#
• .8'96P( 6@( c,$E 3)

Nội dung phần này sẽ trình bày những giao thức được sử dụng để truyền tải lưu lượng
IP trên mạng SDH. Những giải pháp này đang được áp dụng trong thực tế.
2.1.1.1 POS
Mạng truyền tải gói IP được đóng trong khung SDH được biểu diễn trong hình 2.1
Hình 2.1: Mô hình mạng truyền dữ liệu IP trên SDH.
Có hai kiểu giao diện IP/SDH:
 VC4 hoặc “ống” kết chuỗi VC4 cung cấp băng tần tổng hợp, không có bất cứ
sự phân chia nào giữa các dịch vụ IP hiện diện trong luồng sợi.
 Giao diện kênh hóa, ở đây đầu ra quang STM-16 có thể chứa 16 VC4 riêng rẽ
với dịch vụ phân biệt cho từng VC4. VC4 khác nhau cũng có thể được định
tuyến qua mạng SDH tới các bộ định tuyến đích khác nhau.
Bảng 2.1: Các giao thức sử dụng cho IP/SDH
IP Gói số liệu có độ dài cực đại 65535 byte
PPP Đóng khung gói theo PPP (RFC 1661). Thêm “trường giao thức” 1 hoặc 2
byte và thực hiện nhồi theo tuỳ lựa. PPP cũng cung cấp giao thức thiết lập
tuyến nhưng không phải là quyết định trong IP/SDH.
HDL
C
Tạo khung (RFC 1662). Thêm 1 byte cờ để chỉ thị điểm bắt đầu của khung,
hơn 2 byte cho mào đầu và 2 byte kiểm tra khung (FCS) tạo ra khung có độ
dài tới 1500 byte. Cùng với PPP, HDLC tạo thành 7 hoặc 8 byte mào đầu
thêm vào gói IP.
SDH Đặt các khung HDLC trong tải VC4 hoặc VC4 kết chuỗi (RFC 1619).
Thêm mào đầu đoạn SDH (81 byte gồm cả con trỏ AU) và 9 VC4 byte
Mào đầu luồng vào 2340 byte tải VC4 SDH. Đối với VC4 kết chuỗi, tải
V4-Xc có độ dài X*2340. Các khung được phép vắt ngang qua ranh giới
của các VC4. Giống như ATM, đa thức 1+x
43
được sử dụng cho trộn tín
hiệu để giảm thiểu rủi ro người sử dụng truy nhập với mục đích xấu mà có

tin.
Cờ Địa chỉ đích Điều khiển Giao thức Trường thông tin FCS
0x7
E
8 bit 0x03 (16bit) (0-65280 bytes) (16/32 bit)
Cờ Địa chỉ đích Giao thức Trường thông tin FCS
0x7
E
16 bit (16bit) (0-65280 bytes) (16/32 bit)
Hình 2.2: Khung MAPOS phiên bản 1 và phiên bản 2
Việc thực hiện giao thức MAPOS trong bộ định tuyến IP chuẩn với các giao diện
POS đã được thực hiện trong khoảng thời gian ngắn. chỉ có hai chức năng mới (Giao
thức chuyển mạch nút-NSP và giao thức phân chia địa chỉ-ARP) được thêm vào giao
thức MAPOS.
2.1.1.3 LAPS
Giao thức truy nhập tuyến SDH (LAPS) là một giao thức tuyến số liệu được thiết
kế cho mục đích IP/SDH và Ethernet/SDH được ITU-T chuẩn hóa lần lượt trong
khuyến nghị X.85 và X.86. LAPS hoạt động như khung HDLC bao gồm dịch vụ liên
kết số liệu và chỉ tiêu giao thức để thực hiện việc sắp xếp gói IP vào tải SDH.
IP/SDH sử dụng LAPS như một sự kết hợp kiến trúc thông tin số liệu giao thức IP
(hoặc các giao thức khác) với mạng SDH. Lớp vật lý, lớp tuyến số liệu và lớp mạng
hoặc các giao thức khác được hiện diện tuần tự gồm SDH, LAPS, và IP hoặc PPP.
Mối liên hệ này được biểu diễn như ngăn giao thức/lớp cho IP trên STM-n. Hình 2.3
mô tả IP/SDH như ngăn giao thức/lớp.
Định dạng khung của LAPS bao gồm (hình 2.4):
 Trường cờ: chỉ điểm bắt đầu và kết thúc khung (từ mã cố định 01111110)
 Trường địa chỉ: liền ngay sau trường cờ được gán giá trị cố định để biểu thị
trường cờ
 Trường điều khiển và SAPI: Trường điều khiển có giá trị hexa 0x03 và lệnh
thông tin không đánh số với giá trị Poll/Final là 0. SAPI chỉ ra điểm đó dịch vụ

Khả năng mở rộng
POS cung cấp kết nối song hoàn toàn công điểm-điểm giữa hai giao diện bộ định
tuyến, sử dụng khung SDH. Khả năng mở rộng không phải là vấn đề: liên kết giữa hệ
thống SDH và WDM là tuyệt vời và không có giới hạn thuộc bản chất về số lượng
nút. Tuy nhiên, có hai điểm cần quan tâm:
• Đối với các bộ định tuyến có giao diện SDH tốc độ bit cao hơn 155 Mbit/s, các
container ảo thường được kết chuỗi và truyền qua mạng SDH truyền thống sẽ
không thực hiện được vì chúng không hỗ trợ kết chuỗi container ảo đó. Do đó cần
phải thiết lập tuyến nối trực tiếp giữa các bộ định tuyến.
• Kết nối trực tiếp giữa hai bộ định tuyến cần tuyến cần sử dụng tuyến SDH và đây
cũng chính là giới hạn vì phải cần đến số lượng lớn giao diện trên các bộ định
tuyến và tuyến kết nối.
Hỗ trợ VPN và QoS
Hỗ trợ VPN và QoS chỉ được cung cấp bởi năng lực POS truyền tải nhãn MPLS.
Lý do đó là vì POS chỉ cung cấp tải kết chuỗi (ví dụ VC-4c) giống như kết nối điểm –
điểm giữa các bộ định tuyến IP. VPN đòi hỏi cung cấp phần nhỏ tải kết chuỗi. MPLS
là cơ chế để cung cấp kết nối ảo qua giao diện POS (VPN).
MPLS cũng có thể thêm khả năng hỗ trợ còn thiếu đối với QoS cho POS . Bằng
cách thêm các thuộc tính trung kế MPLS đề xuất [RFC 2702] cho giao diện POS thì
bộ định tuyến IP có thể coi thông tin này giống như những bộ định tuyến đã được thiết
lập. Dựa trên thông tin thuộc tính có thẻ thiết lập nên đường kết nối đáp ứng đầy đủ
yêu cầu về CoS.
Bảo vệ và Khôi phục
Khôi phục có thể thực hiện tại các lớp IP, SDH hoặc là quang.
Trong lớp IP, khôi phục được thực hiện bằng cách cập nhật bảng định tuyến qua
giao thức định tuyến.
Tại Lớp 2, khôi phục được thực hiện bằng cách chuyển mạch tới đường MPLS dự
phòng (tương đối nhanh) hoặc nhờ đến giao thức LDP định nghĩa đường mới (tương
đối chậm). Tất nhiên khi có mặt SDH thì kỹ thuật khôi phục truyền thống cũng được
áp dụng.

Như đã biết, lớp WDM có thể cung cấp chức năng bảo vệ nhanh cho cả lớp OMS
và OCh trong khi khôi phục chỉ được thực hiện trong lớp OCh.
Bảng 2.3: Năng lực duy trì của các lớp mạng trong kiến trúc IP/POS /WDM
Layer Protection Restoration
IP X
SDH Path
SDH MS X
WDM OCh X X
WDM OMS X
Các chuẩn SDH tạo nên một loạt các cơ chế bảo vệ và khôi phục, tuy nhiên chỉ có
cơ chế bảo vệ mới áp dụng cho kịch bản này. Ở đây SDH được tích hợp trong giao
diện của bộ định tuyến theo cấu hình MSP tuyến tính 1+1 (Bảo vệ đoạn ghép kênh).
Đây là một cơ chế bảo vệ nhanh có thể bảo vệ tín hiệu STM-n với thời gian chuyển
mạch nhỏ hơn 50 ms. Lớp IP cung cấp cơ chế khôi phục rất mạnh dựa trên chức năng
tái định tuyến gói trong trường hợp sai hỏng và tích hợp với các giao thức định tuyến.
Năng lực duy trì của 3 lớp mạng này trong kiến trúc IP/POS /WDM được tổng kết
trong bảng 2.3.
Duy trì đa lớp
Theo nội dung thảo luận trên về đặc tính chính của mỗi cơ chế bảo vệ và khôi phục
áp dụng trong kịch bản IP/POS /WDM thì việc kết hợp giữa bảo vệ OCh WDM với
khôi phục IP là điều hoàn toàn hợp lý.
Bảo vệ OCh có thể cung cấp khả năng khôi phục nhanh trong trường hợp xuất
hiện lỗi đơn ở lớp mạng quang gồm cả Transponder trong khi tái định tuyến IP cho
phép duy trì đối với những kiểu sai hỏng khác như sai hỏng cổng bộ định tuyến hoặc
đa sai hỏng.
Sự khác biệt đáng kể về tốc độ giữa hai cơ chế duy trì này bắt buộc chúng ta phải
tránh sự tương tác không mong muốn giữa chúng. Trong kịch bản này, MSP 1+1
trong lớp SDH dường như không có ứng dụng rõ ràng bởi vì hầu như nó có cùng đặc
tính và chỉ tiêu như bảo vệ OCh. Tuy nhiên, thời gian phát hiện và chuyển mạch của
SDH và bảo vệ quang cũng tương tự như nhau cho nên hai cơ chế chuyển mạch này sẽ

Trong mạng MAPOS , các gói IP được bao trong những khung MAPOS . Khung
MAPOS là một khung HDLC được thay đổi một chút bằng cách thêm địa chỉ MAPOS
trước HDLC. Mạng này thực hiện chuyển mạch gói tới tốc độ 10 Gbit/s.
Mạng MAPOS dựa trên truyền dẫn SDH sử dụng thủ tục POS PPP/HDLC. Mạng
này được hỗ trợ bởi mạng truyền tải quang (WDM).
Hỗ trợ VPN và QoS
MAPOS phiên bản 1 (V1) có địa chỉ 8 bit và MAPOS phiên bản 2 có địa chỉ 16
bit được thiết kế tương thích với định dạng PPP/HDLC trên khung POS SDH.
MAPOS phiên bản 3 hội tụ nhiều chức năng mới rất hữu ích như QoS, MPLS và tối
ưu việc phát chuyển quảng bá (broadcast và multicast).
VPN được cung cấp trực tiếp bởi năng lực của MAPOS để truyền tải nhãn MPLS.
Bảo vệ và khôi phục
Không có chức năng bảo vệ và khôi phục giống như trong giao thức MPOA. Chỉ
một số chức năng chuẩn đoán hạn chế được xây dựng trong thực thi hiện thời, đó là:
• Trạng thái giao diện ( = tăng/giảm/diag.)
• Trạng thái đường truyền (=sóng mang/không sóng mang)
• Trạng thái cổng
• Cảnh bảo thay đổi (chủ yếu cho nhà khai thác)
Do đó, MAPOS chỉ có thể khởi tạo cảnh báo khi có chức năng hoạt động sai và
thông tin trạng thái từ các lớp giao thức khác cho mục đích bảo vệ và khôi phục mạng.
2.1.2.4 . GFP/SDH trên WDM
Mt c ch bao gúi IP trong khung SDH (DoS) hoc khung G.709 (Digital
Wrapper) c a chung ú l Giao thc lp khung tng quỏt (GFP). Giao thc ny
gii phúng dũng lu lng khi yờu cu bt buc ca tc s liu ng b c nh
v s lóng phớ tng tn quang khi lu lng s liu bựng n khụng lp y phn dung
lng truyn ti c nh c cp cho nú.
GFP cú th phc v bt c kiu lu lng client no nh khung Ethernet v cỏc
gúi IP cú di bin thiờn, v bao chỳng trong khung truyn ti qua mng. Nú c
bit phự hp vi kiu lu lng IP khụng th d bỏo trc (khụng theo qui lut no).
GFP cng cho phộp thc hin ghộp kờnh nhiu dũng s liu truyn dn qua mt

s h tr ca VCAT v LCAS trc khi a vo ti SPE ca SDH truyn ti qua
mng. S dng mo u nh gm 4 byte trong ú 2 byte CRC-16 va úng vai trũ
kim tra li va phõn tỏch khung. ng b cu trỳc khung ny, phớa thu tỡm kim
mu 32 bit c thit lp giỏ tr 0 ca CRC cũn li. Chớnh nh vy, GFP trỏnh c
hin tng bt trc mu bit ng b khung nh HDLC hay POS (mt yờu cu
bắt buộc không cho phép tải bắt trước mẫu này để tránh nhầm lẫn giữa các khung) do
đó tăng được băng tần hiệu dụng.
GFP có khả năng xử lý tín hiệu ở cả Lớp 1 (Fiber Channel, FICON, ESCON) và
Lớp 2 (PPP, MPLS, MAPOS , RPR).
Tốc độ có thể mở rộng từ 1 Gbit/s cho đến 40 Gbit/s dựa trên giao diện của SDH
đã được chuẩn hoá.
Hỗ trợ VPN và QoS
Với một cấu trúc khung đơn giản dựa trên việc cân chỉnh byte, giảm thiểu byte
mào đầu nên GFP không có chức năng hỗ trợ cho VPN cũng như QoS.
GFP kết hợp với VCAT không thay làm đổi bản chất điểm-điểm của SDH truyền
thống. Đối với kết nối mesh của tín hiệu client yêu cầu SDH phải cung cấp kênh SDH
dạng mesh kể cả với kết chuỗi ảo. Hiện việc cung cấp kênh SDH dạng mesh vẫn là
thách thức đối với nhà khai thác vì sẽ tạo nên chi phí cung cấp dịch vụ quá lớn (do chi
phí khai thác cho mạng này rất lớn).
Hiện tại GFP chỉ được sử dụng để cung cấp đường kết nối cho lưu lượng Lớp 2 điểm-
điểm. Chính vì vậy chức năng VPN và QoS sẽ được hỗ trợ bởi giao thức Lớp 2 khác
được sắp xếp trong khung GFP. Cơ chế thích ứng động kích cỡ của kênh SDH của
LCAS là một giao thức đảm bảo đồng bộ giữa phía phát và thu khi tăng/giảm kích
thước các kênh kết chuỗi ảo theo cách không can thiệp vào tín hiệu số liệu. Do đó nó
không thể thích ứng linh hoạt kênh SDH theo tính sử dụng bùng nổ tức thời của người
sử dụng. Hơn nữa, nó thiếu một giao thức để xác định độ khả dụng của các Container
vừa giải phóng và không thể phân bổ các kênh cung cấp cho các nút trung gian. Vì
vậy khả năng hỗ trợ CoS là tương đối hạn chế.
Bảo vệ và khôi phục
Mạng hoạt động trên GFP kết hợp với các công nghệ VCAT và LCAS được truyền

Khả năng cung cấp dịch vụ của mạng SDH-NG về thực chất là cung cấp các tuyến
kết nối truyền dẫn quang giữa các nút mạng (sử dụng các giao diện quang hoặc giao
diện điện). Việc các thiết bị nút mạng sử dụng giao thức truyền tải nào để truyền tải
thông tin là phụ thuôc vào công nghệ áp dụng phía trên lớp mạng SDH như đã mô tả
ở trên. Do đó các loại hình dịch vụ triển khai tới khách hàng sẽ quyết định bởi công
nghệ đó. Tuy nhiên mạng triển khai trên cơ sở công nghệ SDH-NG có những khả
năng cung cấp những dịch vụ có tính chất đặc thù.
Hình 2.9: Mô hình cung cấp dịch vụ mạng triển khai trên cơ sở công nghệ NG-SDH.
Mạng truyền tải dựa trên công nghệ SDH-NG có thể cung cấp các loại hình dịch
vụ như đối với mạng SDH truyền thống, ngoài ra mạng tại các ADM của thiết bị
SDH-NG có thế cho phép cung cấp các nhiều loại hình giao diện với tốc độ khác nhau
để kết nối với các thiết bị mạng NGN, chẳng hạn như: 622 Mbit/s (STM-4), 2,5 Gbit/s
(STM-16), 10 Gbit/s (STM-64), 40 Gbit/s (STM-128)
Đặc biệt mạng được triển khai theo công nghệ SDH-NG tích hợp cơ sở hạ tầng
mạng SDH cũ, Điều này cho phép tận dụng cơ sở hạ tầng mạng truyền dẫn đã có, tiết
kiệm chi phí đầu tư xây dựng mạng.
2.2 Thủ tục lập khung tổng quát (GFP)
Thủ tục lập khung tổng quát (GFP) được ANSI thảo luận đầu tiên trong T1X1.5 và
hiện nay đã được ITU-T chuẩn hóa trong khuyến nghị G.704.1. GFP là một thủ tục lập
khung tạo nên tải có độ dài thay đổi theo byte từ các tín hiệu khách hàng mức cao hơn
cho việc sắp xếp tín hiệu trong luồng đồng bộ.
GFP là một thuật ngữ chung cho hai hướng xếp chồng: ở lớp phía dưới liên quan
đến dịch vụ truyền tải sử dụng GFP; và ở lớp phía trên liên quan đến sắp xếp các dịch
vụ cung cấp bởi GFP. Đối với lớp phía dưới GFP cho phép sử dụng bất cứ kiểu công
nghệ truyền tải nào, mặc dù hiện chỉ chuẩn hóa cho SDH và OTN. Tại lớp phía trên,
GFP hỗ trợ nhiều kiểu gói khác nhau như IP, khung Ethernet và khung HDLC như
PPP.
GFP có hai phương pháp sắp xếp để thích ứng các tín hiệu khách hàng vào trong tải
SDH: GFP sắp xếp theo khung (GFP-F) và GFP trong suốt (GFP-T).
• GFP-F: GFP-F sử dụng cơ chế tìm hiệu chỉnh lỗi mào đầu để phân tách khung