HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Nguyễn Cao Cường
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIAO THỨC TRONG ASON VÀ THỰC TẾ
ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY VTN
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Viễn Thông
Mã số: 60.52.02.08
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2013
Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: ……………………………………………………………
Phản biện 1: ……………………………………………………………………………
Phản biện 2: …………………………………………………………………………
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ
Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng năm
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
i
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, công nghệ truyền dẫn quang đã trở nên rất phổ biến và được áp
dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Công nghệ truyền dẫn quang có ưu điểm nổi bật so
với truyền dẫn trên kim loại, viba như: suy hao nhỏ, băng thông lớn, nhiễu thấp…
Với việc sử dụng rộng rãi hệ thống truyền dẫn quang WDM trên toàn thế giới, mạng
quang chuyển mạch tự động (ASON) đã ra đời và được nhiều hãng ứng dụng vào
thiết bị của hãng.
Ở Việt Nam, sự phát triển nhanh của các loại hình dịch vụ viễn thông, nhất là
các dịch vụ băng rộng và internet đã và đang đặt ra yêu cầu phải cấu trúc mạng
chuyển mạch đủ khả năng đáp ứng nhu cầu truyền tải hiện tại và tương lai, trong đó
chuyển mạch quang trong mạng WDM đang được chú trọng.

Học viên thực hiện
Nguyễn Cao Cường
1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG CHUYỂN
MẠCH TỰ ĐỘNG
1.1. Giới thiệu về chuyển mạch quang tự động
Trong những năm gần đây, hệ thống thông tin quang phân cấp số đồng bộ
(SDH) đã có những ứng dụng rộng rãi trong các mạng viễn thông. Nó được sử dụng
trong các lớp mạng như: lớp backbone, lớp mạng đô thị, lớp mạng truy nhập. Với
khả năng bảo vệ nhanh và quản lý hoạt động hoàn hảo, nó trở thành phương tiện
truyền dẫn chính trong viễn thông.
Chuyển mạch quang tự động được đề xuất để giải quyết các vấn đề trên.
Công nghệ này mô tả việc chuyển mạch tín hiệu và một mặt phẳng điều khiển để
tăng cường quản lý kết nối mạng và khả năng hồi phục. ASON hỗ trợ cấu hình dịch
vụ đầu cuối tới đầu cuối và đáp ứng đa dạng các loại dịch vụ.
Cấu hình dịch vụ
ASON giải quyết cấu hình từ đầu cuối tới đầu cuối. Để cấu hình một dịch vụ
chỉ cần chọn nút nguồn, nút đích, yêu cầu băng thông và kiểu bảo vệ, mạng sẽ tự
động thực hiện phần việc còn lại.
Hiệu quả sự dụng băng thông.
Với khả năng định tuyến ASON có thể cung cấp bảo vệ với ít hơn tài nguyên
dự phòng và tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên mạng.
Cơ chế bảo vệ và hồi phục dịch vụ linh hoạt.
Trong ASON, mạng lưới (mesh) là mô hình mạng chính. Bên cạnh các cơ
chế bảo vệ đoạn ghép và bảo vệ kết nối mạng con, chức năng hồi phục linh hoạt
được sử dụng để hồi phục các dịch vụ. Hơn nữa, khi xảy ra nhiều sự cố trong một
mạng, các dịch vụ được hồi phục tối đa.
Tùy theo sự khác nhau trong thời gian hồi phục dịch vụ, nhiều loại dịch vụ
được xây dựng trong các mạng ASON để phù hợp với các yêu cầu khác nhau của
khách hàng.

+ Cơ chế tuyến tốt nhất: Trong quá trình tái định tuyến, tuyến tốt nhất được
tính toán để tạo LSP mới.
1.3. Cấu trúc chức năng của ASON
1.3.1. Phần tử mạng ASON (ASON NEs)
Phần tử mạng của ASON là thành phần cấu trúc trong ASON.
Hình 1.2: Cấu trúc chức năng của ASON
Hình 1.3. ASON NE
1.3.1.1. Liên kết lưu lượng - TE links
4
TE link là một liên kết lưu lượng. Phần tử mạng trong ASON gửi thông tin
về băng thông của nó tới các phần tử khác thông qua liên kết lưu lượng để cung cấp
dữ liệu cho tính toán định tuyến. Một sợi quang có thể được cấu hình với nhiều liên
kết lưu lượng và một liên kết lưu lượng có thể được phân bố vào nhiều sợi quang
khác nhau.
1.3.1.2. Các vùng ASON - ASON Domains
Vùng ASON là vùng của mạng, nó được phân loại bởi chức năng cho mục
đích lựa chọn và quản lý định tuyến. Mỗi vùng ASON bao gồm các phần tử mạng
ASON và các liên kết lưu lượng. Mỗi ASON NE phụ thuộc vào một ASON
domain.
1.3.1.3. Các kết nối cố định mềm - Soft Permanent Connections SPC
Kết nối trong mạng truyền dẫn được yêu cầu bởi NM và sau đó được tạo bởi
mặt phẳng điều khiển thông qua báo hiệu, thông thường dịch vụ ASON đã đề cập là
SPC.
 PC (Permanent conection): Là một kết nối dịch vụ đã tính toán trước và
sau đó được tạo thông qua NM bằng việc đưa ra một lệnh tới NE. Dịch vụ SDH tĩnh
truyền thống là một PC
 SC (Switched connection): là một kết nối dịch vụ được yêu cầu bởi người
sử dụng và sau đó được tạo trong mặt phẳng điều khiển ASON thông qua báo hiệu.
1.3.2. Bảo vệ và hồi phục mạng
- Bảo vệ trong ASON:

Module định tuyến sử dụng giao thức OSPF-TE để thực hiện các chức năng
sau:
 Tập hợp và truyền các thông tin trung kế TE
 Tập hợp và truyền các thông tin trung kế điều khiển
 Tính toán định tuyến cho các dịch vụ
- Cross-connection Management Module – Module quản lý kết nối chéo
Tạo hay xóa các kết nối chéo, đưa ra các bản tin về trạng thái liên kết và các
cảnh báo
1.5. Các liên kết trong ASON
Các liên kết trong ASON bao gồm các đường hầm điều khiển (control
tunnels), các liên kết điều khiển (control links), và các liên kết lưu lượng (TE links).
1.5.1. Các liên kết đường hầm -Tunnel links
1.5.2. Các liên kết điều khiển - Control links
1.5.3. Các liên kết lưu lượng - TE links
1.6. Tự động phát hiện cấu hình mạng
1.6.1. Tự động phát hiện liên kết điều khiển
Hình 1.6 mô tả sau khi cáp trong mạng được kết nối, các phần tử mạng
ASON phát hiện điều khiển cấu hình toàn mạng.
7
Hình 1.6: Các phần tử mạng tự động phát hiện cấu hình
1.6.2. Tự động phát hiện liên kết lưu lượng
Hình 1.7 mô tả nếu một liên kết lưu lượng bị đứt, hệ thống quản lý mạng cập
nhật cấu hình tài nguyên được hiển thị trên quản lý mạng trong thời gian thực.
Hình 1.7: Tự động phát hiện TE links
1.7. Các chức năng của ASON
1.7.1. Cấu hình dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối
Dịch vụ được tạo như sau:
 Chọn nút nguồn
 Chọn nút đích
 Chọn băng thông (Band width)

ngắt.
4. Dịch vụ đồng – Copper Services
Dịch vụ đồng cũng được gọi là các dịch vụ không bảo vệ. Nếu LSP lỗi, dịch
vụ sẽ bị ngắt và không có tái định tuyến.
5. Dịch vụ sắt – Iron Services
Một dịch vụ sắt cũng được gọi là một dịch vụ thực hiệc trước. Các dịch vụ
sắt thực hiện với các kết nối không bảo vệ, hoặc các kết nối bảo vệ MSP để tạo
LSP.
6. Liên kết dịch vụ - Associate Services
Liên kết dịch vụ là liên kết hai dịch vụ ASON có các tuyến khác nhau. Trong
quá trình tái định tuyến hoặc hiệu chỉnh dịch vụ, dịch vụ tái định tuyến sẽ không
trùng tuyến được liên kết.
7. Các dịch vụ đường hầm
Các dịch vụ đường hầm(hay gọi là dịch vụ ống) được sử dụng để tải các VC
– 12 hoặc các VC-3. Các dịch vụ ống cũng được gọi là các ASON server trail.
1.7.5. Tối ưu dịch vụ
1.7.6. Cân bằng lưu lượng trên mạng lưới
ASON tính toán một đường định tuyến tối ưu theo một thuật toán định tuyến
định trước CSPF . Nếu có nhiều dịch vụ giữa hai nút mạng, có thể có một vài dịch
10
vụ dùng chung một đường định tuyến. Do đó, cân bằng lưu lượng cần được sử dụng
để tránh tình huống này xảy ra.
1.7.7. Nhóm liên kết chia sẻ rủi ro – Shared Risk Link Group (SRLG)
Các sợi quang trong cùng một mạng cáp quang có cùng độ rủi ro, điều này
bởi vì khi cáp đứt, tất cả các sợi đều bị đứt.
1.7.8. Nhóm ASON Trail.
ASON hỗ trợ kết hợp của ASON và LCAS.
LCAS: LCAS là cơ chế điều chỉnh dung lượng liên kết (LCAS: Link Capacity
Adjustment Scheme)
Nhóm ASON Trail: Một nhóm ASON Trail liên kết tất cả các trail thành phần

 Thiết lập các kênh điều khiển
 Quá trình duy trì liên lạc
 Hủy các kênh điều khiển
2.1.2. Quá trình kiểm tra liên kết dữ liệu – Data Link Check Process
12
Hình 2.4: Kiểm tra kết nối liên kết dữ liệu
- Chuẩn bị để kiểm tra:
Nút A gửi bản tin BeginVerify (Bắt đầu kiểm tra) và nhận bản tin
BeginVerifyAck
- Quá trình kiểm tra:
Nút A giữ việc gửi bản tin Test (kiểm tra) trên liên kết dữ liệu cho tới khi
nhận được hồi đáp Teststatussuccess hoặc Teststatusfailure từ kênh điều khiển.
- Kết thúc quá trình kiểm tra:
Nút A gửi bản tin Endverify và đợi hồi đáp. Sau khi nút A nhận được bản tin
EndVerifyAck hoặc hồi đáp hồi đáp hết thời gian chờ, quá trình kiểm tra kết thúc.
2.1.3. Quá trình kiểm tra liên kết đầu cuối – TE Link Check Process
- Kiểm tra sự phù hợp thuộc tính của liên kết TE:
+ tích hợp đa liên kết dữ liệu tới mỗi kết nối TE và đồng bộ thuộc tính của
kết nối TE. Chắc chắn rằng thuộc tính của kết nối TE tại 2 nút là thích hợp
+ thực hiện kiểm tra sự phù hợp thuộc tính liên kết trước khi đưa ra liên kết
- Điều kiện ban đầu:
+ Có ít nhất một kênh điều khiển hoạt động giữa hai nút lân cận.
- Phương thức thực hiện:
13
Hình 2.5: Kiểm tra tính chắc chắn của TE link
2.2. Giao thức RSVP (Resource Reservation Protocol )
Giao thức dành trước tài nguyên bao gồm các chức năng:
- Thiết lập đường chuyển mạch nhãn LSP
- Xóa đường chuyển mạch nhãn
- Tái định tuyến đường chuyển mạch nhãn

lệnh có thể không được thực hiện.
2.3. Giao thức định tuyến OSPF-TE
2.3.1. Tổng quan về OSPF
Giao thức tìm đường ngắn nhất là một giao thức định tuyến theo trạng thái
đường liên kết được triển khai dựa trên các chuẩn mở.
2.3.2. So Sánh OSPF với giao thức định tuyến theo Vector khoảng cách.
OSPF giải quyết được các vấn đề sau:
- Tốc độ hội tụ.
- Hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Mask).
- Kích cỡ mạng.
- Chọn đường.
- Nhóm các thành viên.
2.3.3. Thuật toán chọn đường đi ngắn nhất
Theo thuật toán này, đường tốt nhất là đường có chi phí thấp nhất. Thuật
toán được sử dụng là Dijkstra, thuật toán này xem hệ thống mạng là một tập hợp
các nút được kết nối với nhau bằng kết nối điểm tới điểm.
15
2.3.4. Các khái niệm và hoạt động của OSPF
OSPF Là giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết (link-state),
thường được triển khai trong các hệ thống mạng phức tạp. Giao thức OSPF tự xây
dựng những cơ chế riêng cho mình, tự bảo đảm những quan hệ của chính mình với
các router khác. Nó có thể dò tìm nhanh chóng sự thay đổi của cấu hình mạng (cũng
như lỗi của các giao diện) và tính toán lại những đường đi mới sau chu kỳ hội tụ.
Chu kỳ hội tụ của OSPF rất ngắn và cũng tốn rất ít lưu lượng đường truyền
Giao thức OSPF hoạt động trong ASON như sau:
 Mỗi Router sinh ra các thông báo về trạng thái liên kết (link-state) cho các
liên kết của nó.
 Khi không có vùng OSPF nào được cấu hình, thông báo về trạng thái liên kết
được phát tràn trên toàn bộ các router
 Nó quyết định rằng toàn bộ router đều có cơ sở dữ liệu về trạng thái kết nối

HPG
PTO
SLA
YBI
HDG
PYN
CBG
HGG
LCI
LCU
MLY
DBN
TGO
(skipped)
VTY
TNN
BCN
BGG
BNH
90
85
80
110
120
134.6
110
110
120
50
92

92.5
120
127
63
HNM
HYN
TBH
TYN
30
63
HTY
VPC
HBH
Multi-Degree
ROADM
2-Degree
ROADM
Optical Line
Protection Unit
ILA
80
MCU
BYN
BLC
QNH
R1
R2
R3
R4
R5

120
134.6
110
110
120
50
92
76
67
40
85
30
30
30
30
90
10
110+62
108
87
168
80
120120
100
90
55
80
110
110
110

BLC
QNH
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
Hình 3.3: Mô hình triển khai mạng Mesh phía Bắc
18
Hình 3.4: Quy hoạch bước sóng mạng ASON của VTN
3.2. Cấu trúc hệ thống mạng
3.2.1. Phần DWDM
Cấu trúc của thiết bị bao gồm 3 dạng: OTM, OADM và OLA.
3.2.2. Phần SDH
Phần SDH của ASON tại VTN sử dụng 3 loại thiết bị: OptiX OSN 9500,
OptiX OSN 7500 và OptiX OSN 3500.
3.2.2.1. Thiết bị OptiX OSN9500
3.2.2.2. Thiết bị OptiX OSN 7500
19
3.2.2.3. Thiết bị OptiX OSN 3500
3.3. Thực tế hoạt động của ASON tại VTN
Huawei đã thiết kế và đưa vào hoạt động ASON ring Bắc của VTN. Hệ
thống này được thiết kế để chắc chắn rằng nếu có một vòng ring hay nhiều hơn bị
lỗi thì không có lỗi về gián đoạn dịch vụ xảy ra từ các tỉnh về Hà Nội. Huawei đưa
ra 3 loại bảo vệ được sử dụng trong mạng như sau:
 Bảo vệ đường quang: sử dụng trong phần DWDM để bảo vệ đường cổng
DWDM chống lại sự cố đường truyền. OLP được ứng dụng trong những
trạm mà có 2 hướng cáp với nhau.

Như những nút có nhiều đường cáp đi qua, để tiết kiệm băng thông thì có thể
dành cho các dịch vụ ưu tiên ở mức bạc. Ngược lại, những nút chỉ có tối thiểu 2
đường cáp đi qua, dịch vụ có thể đẩy lên mức cao hơn. Việc này linh động cho thiết
kế và dự trù băng thông dịch vụ
- Thời gian chuyển mạch của mạng hiện tại đáp ứng tốt theo chuẩn thiết kế
(<50ms).
Hình 3.22: Đo thời gian chuyển mạch của mạng
- Nhiều giao diện đầu cuối khách hàng được đáp ứng trên các thiết bị hiện tại
của VTN1. Thiết bị của Huawei cung cấp các giao tiếp đầu cuối PDH (2M, 34M);
SDH (STM1e, STM1o, STM4, STM16, STM64); Ethenet; Giga Ethernet …, rất
thuận tiện cho việc đáp ứng với các dịch vụ hiện có và cả trong tương lai.
21
- Mạng ASON cho phép sử dụng linh hoạt các hình thức bảo vệ khác nhau.
Ở mức cao nhất là sự kết hợp của cả hình thức bảo vệ SNCP + Diamond. Với hình
thức bảo vệ này gần như tuyệt đối không xảy ra việc gián đoạn lưu lượng trong tất
cả các trường hợp. Tuy nhiên băng thông sử dụng cho việc cấu hình bảo vệ này là
tốn kém nhất.
Có nhiều hình thức lựa chọn cho việc định tuyến lại của LSP: revertive (trở
lại LSP ban đầu sau khi định tuyến lại – với thời gian lựa chọn khuyến nghị từ 600s
trở lên sau khi mạng đã hồi phục); non-revertive (không trở lại LSP ban đầu sau khi
định tuyến lại); reroute after one trail fail (định tuyến lại nếu nh ư một LSP lỗi),
reroute after both trail fail (định tuyến lại nếu như cả hai LSP lỗi) hay never reroute
(không định tuyến lại) khi lựa chọn mức dịch vụ kim cương.
- Mạng ASON hiện tại cung cấp nhiều giao diện thân thiện với người dùng.
Cho phép kiểm tra liên kết điều khiển giữa các NE trong mạng, nếu liên kết điều
khiển này hoạt động thì mới có thể có được kết nối TE tương ứng, khi đó mới có
thể có lưu lượng hoạt động. Sau khi kiểm tra việc hoạt động của liên kết điều khiển,
kiểm tra tiếp hoạt động của liên kết TE, mỗi liên kết TE hoạt động đều mang trên
đó lưu lượng tương ứng.
3.5.2 Đánh giá về những tồn tại và khó khăn