Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh về kinh tế, xã hội và văn hóa
trong môi trường các đô thị và thành phố lớn nên nhu cầu trao đổi thông tin là rất
lớn, đa dạng về cả loại hình dịch vụ tốc độ. Với sự hình thành và phát triển bùng
nổ các tổ hợp văn phòng, khu công nghiệp, công nghệ cao, các khu chung cư
thêm vào đó các dự án phát triển thông tin của chính phủ, của các cơ quan, các
công ty làm cho nhu cầu trao đổi thông tin như trao đổi tiếng nói, dữ liệu, hình ảnh,
truy nhập từ xa, truy nhập băng rộng tăng dẫn đến những vấn đề cần phải giải
quyết.
Các mạng nội bộ LAN (Local Area Network) chỉ có thể đáp ứng được nhu
cầu trao đổi thông tin với phạm vi địa lý rất hẹp (trong khoảng vài trăm mét).
Trong khi đó nhu cầu kết nối với mạng bên ngoài (truy nhập Internet, truy nhập cơ
sở dữ liệu, kết nối chi nhánh văn phòng ) là rất lớn. Điều này dẫn đến cơ sở hạ
tầng thông tin hiện tại với công nghệ TDM (chuyển mạch kênh PSTN, công nghệ
SDH) sẽ rất khó đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin rất lớn như vậy cả về loại hình
dịch vụ và cường độ lưu lượng trao đổi thông tin. Do vậy việc tìm kiếm công nghệ
để xây dựng một cơ sở hạ tầng mạng đô thị (MAN) đáp ứng được nhu cầu trao đổi
thông tin nói trên là công việc cấp thiết đối với những nhà cung cấp dịch vụ viễn
thông trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng.
Trong thời gian làm tốt nghiệp em nhận được sự hướng dẫn của thầy Phạm
Công Hùng tìm hiểu về các công nghệ áp dụng xây dựng mạng MAN đó là:
Chuyển tải gói qua mạng SONET/SDH-POS, Gigabit Ethernet-GE và Ring gói
phục hồi nhanh-RPR. Vì vậy trong đồ án tốt nghiệp của mình em xin trình bày về
“Ứng dụng công nghệ RPR để xây dưng mạng MAN”
1
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
Trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em mong
muốn nhận được những ý kiến đóng để đồ án được hoàn thiện hơn.
Qua lời mở đầu này em xin được gởi lời trân trọng cảm ơn thầy Phạm Công
Hùng, anh Dương Quân Bảo cùng các bạn trong nhóm tốt nghiệp đã tận tình giúp

đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày 5 tháng 5 năm 2006
Sinh viên thực hiện:

ĐỖ VĂN THẮNG

2
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG PSTN
Xem xét lại dich vụ thoại thông thường PSTN trước khi đi vào tìm hiểu
mạng MAN là rất quan trọng. Bởi vì chỉ khi đó mới thấy được sù khác biệt giữa
hai mạng này
I. CÁC THÀNH PHẦN CỦA PSTN
Các thành phần chính của một mạng điện thoại cố định bao gồm: thiết bị đầu
cuối, vòng truy nhập, hệ thống tổng đài và truyền dẫn vv
1. Máy điện thoại cố định:
(Telephone set) là thiết bị đầu cuối trong mạng PSTN, được sử dụng để tiến hành
cuộc gọi( telephone call). Nó thực hiện những chức năng cơ bản sau:
o Yêu cầu sử dụng hệ thống thoại khi người gọi nhấc máy.
o Báo cho người gọi là hệ thống sẵn sàng phục vụ bằng một âm gọi là âm mời
quay sè (dial tone)
o Gửi tới hệ thống số điện thoại của thuê bao bị gọi do người gọi bấm phím
hoặc quay sè.
o Báo cho người gọi trạng thái hiện thời của máy bị gọi qua một số âm báo
(nh âm báo đang rung chuông, âm báo bận )
o Báo cho thuê bao bị gọi là có cuộc gọi tới bằng âm chuông hoặc các âm
nghe được khác.
o Chuyển tín hiệu tiếng nói thành tín hiệu điện để truyền dẫn tới đầu cuối xa
và ngược lại chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu tiếng nói.

o Báo cho hệ thống biết cuộc gọi kết thúc khi có một bên đặt máy.
3
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
2. Vòng truy nhập nội hạt ( local loop) và trung kế ( trunk )
Cơ sở hạ tầng của mạng điện thoại bắt đầu với đôi dây đồng đơn giản nối từ
máy thuê bao tới tổng đài nội hạt, gọi là vòng truy nhập nội hạt, trên đó truyền tín
hiệu thoại tương tự.
Các đường thông tin giữa các tổng đài gọi là trung kế, thường có độ sử dụng
cao và dung lượng lớn. (ít nhất là E1/T1).

3. Hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn
Mạng lưới điện thoại công cộng (PSTN) được hình thành nhờ hệ thống
chuyển mạch và truyền dẫn. Các tổng đài được phân thành các cấp, cấp thấp nhất
là tổng đài nội hạt. Tổng đài các cấp được liên kết với nhau thông qua hệ thống
truyền dẫn.
Tuỳ vào hình thái địa lí, mật độ tập trung thuê bao mà việc bố trí mạng và
phân cấp ở từng khu vực, từng khu vực, từng quốc gia đối với từng nhà cung cấp
dịch vụ là khác nhau. Nhưng thông thường việc nối mạng được thực hiện theo 4
mức minh hoạ trên hình sau:
4
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
Tín hiệu số có những ưu điểm hơn hẳn tín hiệu tương tù nh:
o Tính chống nhiễu tốt hơn vì có khả năng phục hồi lại nguyên vẹn sau khi
qua một quãng đường truyền.
o Được xử lí bằng cả phần cững và phần mềm khi ghép kênh và chuyển mạch.
Chuyển mạch thực hiện dùa trên nguyên lí cơ bản là hoán đổi khe thời gian và điều
khiển theo chương trình nạp sẵn.
Hai cách ghép kênh chính phân biệt ở cách thức đồng bộ là ghép cận đồng bộ (với
hệ thống PDH) và ghép đồng bộ (với hệ thống SDH).
5

Trung t©m vïng
Trung t©m khu vùc
Trung t©m liªn
tØnh
Trung t©m néi
h¹t
H×nh1.1-Ph©n cÊp m¹ng l íi
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
II. BÁO HIỆU TRONG MẠNG PSTN
Mạng điện thoại với các thành phần nh trên không thể hoạt động được nếu
thiếu hệ thống báo hiệu. Trong thông tin điện thoại, báo hiệu nghĩa là chuyển và
hướng dẫn thông tin từ một điểm này tới một điểm khác thích hợp để thiết lập và
giám sát cuộc gọi. Báo hiệu được chia làm hai loại:
o Báo hiệu mạch vòng thuê bao, là báo hiệu giữa máy điện thoại với tổng đài
nội hạt.
o Báo hiệu giữa các tổng đài.
1. Báo hiệu mạch vòng thuê bao
Để bắt đầu cuộc gọi, thuê bao điện thoại nhấc máy. Thao tác này được thực
hiện tạo ra tín hiệu tới tổng đài, cho tổng đài biết rằng thuê bao muốn thiết lập cuộc
gọi. Ngay khi tổng đài thu được các tín hiệu của thuê bao, nó gửi cho thuê bao tín
hiệu mời quay số và sau đó thuê bao có thể bắt đầu quay sè mong muốn.
6
HÖ thèng chuyÓn m¹ch ph©n theo thêi gian
M¹ch giao
tiÕp thuª
bao
M¸y ®iÖn tho¹i
M¹ng truyÒn dÉn sè
tÝn hiÖu sè tÝn hiÖu t
¬ng tù

TÝn hiÖu sè ® îc ghÐp kªnh
H×nh 1.2-M« t¶ s¬ l îc m¹ng ®iÖn tho¹i chuyÓn m¹ch kªnh
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
Khi quay sè xong, thuê bao thu được từ tổng đài tín hiệu về trạng thái cuộc
gọi, tín hiệu hồi âm chuông, tín hiệu cuộc gọi đã được nối, tín hiệu báo bận hoặc
một số tín hiệu đặc biệt khác.
Một ví dụ về các tín hiệu của mạch vòng thuê bao được minh hoạ ở hình sau, trong
đó A là thuê bao gọi, B là thuê bao bị gọi. Số máy của thuê bao bị gọi được gửi đi
dưới dạng xung hoặc dạng tone. Nếu là dạng tone, mã đang được dùng là DTMF.
2. Báo hiệu giữa các tổng đài:
Tín hiệu giữa các tổng đài bao gồm hai phần là báo hiệu trạng thái (mang các
thông tin về trạng thái đường dây) và báo hiệu thanh ghi (mang các thông tin về
địa chỉ và điều khiển). Nội dung các thông tin này cũng gần giống với các tín hiệu
7
A nhÊc m¸y
TÝn hiÖu mêi quay sè
Sè ® îc quay
TÝn hiÖu chu«ngTÝn hiÖu håi ©m
chu«ng
B nhÊc m¸y
§µm tho¹i
§Æt m¸y
§Æt m¸y
Tæng ®µi
Thuª bao
B
Thuª bao
A
H×nh1.3-B¸o hiÖu m¹ch vßng thuª bao
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội

của mạch vòng thuê bao và được quy định trong các bảng mã báo hiệu. Hình sau là
một ví dụ về các tín hiệu của báo hiệu giữa các tổng đài.
Tín hiệu báo hiệu giữa các tổng đài lại được chia thành tín hiệu Báo Hiệu
Liền Kênh, khi tín hiệu báo hiệu ở cùng kênh thoại (trong băng) hoặc ở kênh liên
kết với kênh thoại. Tín hiệu Báo Hiệu Kênh Chung, tín hiệu báo hiệu ở một kênh
tách biệt với các kênh thoại và được dùng chung cho một số lớn các kênh thoại. ở
Việt nam, hai phương pháp báo hiệu đang được sử dụng là báo hiệu liền kênh R2
và báo hiệu kênh chung SS7.
a. Phương pháp báo hiệu R2:
8
Thuª bao
A
ChiÕm
Thõa nhËn chiÕm
Sè cña B
B tr¶ lêi
§µm tho¹i
Xo¸ ng îc
Xo¸ thuËn
Tæng ®µi
Thuª bao
B
Tæng ®µi
H×nh1.4-B¸o hiÖu gi÷a c¸c tæng ®µi
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
Phương pháp này đã được ITU-T tiêu chuẩn hoá năm 1968. Nó được phân loại
thành báo hiệu giám sát và báo hiệu chon lọc như sau:
o Báo hiệu giám sát là những tín hiệu giám sát được chuyển tới hệ thống
chuyển mạch tuỳ theo các sự kiện xảy ra ở hai đầu của trung kế, ví dụ như:
rỗi, chiếm, chấp nhận chiếm, trả lời, xoá về, xoá đi Với trung kế số E1 thì

các tín hiệu này được biểu diễn bằng sự thay đổi trong trạng thái của 2 bit
a,b trong khe thời gian TS16 của các khung 1÷15 trong mét chu kì đa khung.
o Báo hiệu lùa chọn hay báo hiệu liên thanh ghi có 15 tín hiệu hướng đi và 15
tín hiệu hướng về được tạo thành bằng cách sử dụng kết hợp tần số của 2
trong 6 tần số trong băng để truyền và nhận các loại thông tin khác nhau như
số của thuê bao gọi và bị gọi, loại thuê bao, v.v. Tín hiệu hướng đi và về
có nghĩa khác nhau tuỳ vào nhóm được sử dụng.
Tín hiệu hướng đi phân hai nhóm: I-1, I-2, , I-15 và II-1, II-2, , II-15
Tín hiệu hướng về phân hai nhóm: A-1, A-2, , A-15 và B-1, B-2, , B-15.
Việc chuyển nghĩa và chuyển nhóm được thực hiện bằng tín hiệu A-3 và A-5.
b. Báo hiệu sè 7 (SS7):
SS7 là một hệ thống báo hiệu kênh chung được phát triển để đáp ứng các
yêu cầu báo hiệu tiên tiến trong một mạng thoại số hoá hoàn toàn. SS7 không chỉ
hỗ trợ báo hiệu trong mạng PSTN trong việc thiết lập cuộc gọi, xử lí trao đổi thông
tin mà còn là chọn đường, khai thác, tính cước và đặc biệt là hỗ trợ các dịch vụ IN
(Intelligent Network).
Vì báo hiệu số 7 là một phần kiến thức rất lớn, nên dưới đây chỉ xin trình
bày sơ lược.
Mạng SS7 được sử dụng để chuyển các bản tin nhằm thiết lập, quản lí và
giải phóng các cuộc gọi cũng như duy trì mạng báo hiệu. Là mạng báo hiệu kênh
chung nên toàn bộ thông tin báo hiệu được mang trên một mặt phẳng báo hiệu
9
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
chung và về mặt logic là tách khỏi mặt phẳng kênh thoại. Mạng SS7 bao gồm 3
loại phần tử báo hiệu:
o Điểm chuyển mạch dịch vụ (SSP): là các chuyển mạch nội hạt hay tandem
kết nối kênh thoại và thực hiện các chức năng chuyển mạch cần thiết để bắt
đầu hay kết thúc cuộc gọi.
o Điểm chuyển giao báo hiệu (STP): chọn đường và chuyển các bản tin báo
hiệu trong mạng.

o Điểm điểu khiển dịch vụ (SCP): cung cấp sự truy nhập tới các cơ sở dữ liệu,
là phần tử chính để cung cấp các ứng dụng IN trong mạng.
Các tuyến báo hiệu kết nối các điểm báo hiệu với nhau, là các tuyến song công
đồng thời truyền và nhận các bản tin. Tuyến báo hiệu thường là 56 hay 64 kb/s, có
thể là trên các đường riêng hoặc trên một kênh của đường E1. Tuỳ vào chức năng
của các điểm cuối mà các tuyến được gọi theo các tên khác nhau.
Chồng giao thức SS7 so sánh với mô hình tham chiếu OSI được mô hình trên hình
sau:
10
STP
SCP
SCP
SS
P
STPSTP
STP
SS
P
H×nh1.5-KiÕn tróc m¹ng SS7
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
o Phần chuyển giao bản tin (MTP) L1, L2, L3 cung cấp các giao thức truyền
tải cho tất cả các giao thức SS7 khác. Chức năng của MTP bao gồm những
đặc tả giao diện mạng, cơ chế chuyển thông tin tin cậy, chọn đường và xử lí
bản tin.
o Phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP) định địa chỉ và chọn đường từ đầu
cuối tới đầu cuối cho các giao thức ở trên như là TCAP.
o Phần người sử dụng thoại (TUP) dùng để kết nối các cuộc gọi thoại hay fax.
o Phần người sử dụng ISDN (ISUP) thiết lập và duy trì các kết nối cho thoại
và dữ liệu.
o Phần ứng dụng khả năng giao dịch (TCUP) cung cấp truy nhập tới cơ sở dữ

liệu ở xa để lấy các thông tin định tuyến và sử dụng các tính năng trong thực
thể mạng ở xa.
Trong đó tầng 1 của MTP (L1) định nghĩa các đặc tính vật lí, điện và chức năng
của đường liên kết số liệu báo hiệu và phương tiện truy nhập nó. Tuyến báo hiệu
11
Líp 7
Líp 6
Líp 5
Líp 1
Líp 4
Líp 3
Líp 2
MTP L1
MTP L2
MTP L3
SCCP
TCAP ISUP TUP
M« h×nh OSI SS7
H×nh1.6-Chång giao thøc SS7 so s¸nh víi m« h×nh OSI
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
có thể được truy nhập bằng chức năng chuyển mạch có khả năng tự động cấu hình
lại các tuyến báo hiệu.
Tầng 2 MTP (L2) thực hiện chức năng liên kết báo hiệu, tạo ra các liên kết điểm
tới điểm tin cậy giữa các phần tử báo hiệu trong mạng, có những cơ chế sau: phát
hiện và sửa lỗi, truyền lại khi mất gói, chỉ thị trạng thái kênh liên kết. Tầng 2 sử
dụng các gói gọi là các đơn vị báo hiệu, gồm ba loại: FISU, LSSU, MSU thực hiện
các chức năng như phát hiện lỗi, giám sát độ sẵn sàng của kênh, chỉ thị trạng thái
kênh và chuyên trở các bản tin báo hiệu.
Tầng 3 MTP (L3) với chức năng mạng báo hiệu, đưa ra định nghĩa các chức
năng và thủ tục truyền chung và độc lập với các tuyến báo hiệu riêng rẽ. Có hai

loại chức năng chính ở tầng 3 là : xử lí bản tin báo hiệu và quản lí mạng báo hiệu.

12
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MAN
I. KHÁI NIỆM
Mạng đô thị (MAN): là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một
trung tâm kinh tế xã hội, có bán kính khoảng 100km trở lại.
Mạng MAN thế hệ mới là mạng đa dịch vụ băng thông rộng.
II. KIẾN TRÚC MẠNG





LA
N

LA
N

LAN

LAN

LAN

LAN

LAN


LAN

LAN

LAN
LAN
Corp Data
Center
Voice
Services
Voice
Services
Carrier
POP
Internet
Data
Center
Corporate
HQ
Business
Continuity
Site (SAN)
Long-Haul
Backbone
13
Chng VII: ng dng cụng ngh RPR xõy dng mng MAN ti TP H Ni
1.Cu trỳc mng MAN
Cu trỳc MAN c biu din trong mụ hỡnh sau:
Hỡnh 2.1: Cu trỳc mng MAN

Mng MAN phõn chia thnh 4 lớp: Lớp dch v, lớp iu khin, lớp media, lớp
truyn ti v truy nhp. Cỏc khi chc nng chớnh trong MAN bao gm: Cỏc
server ng dng, Softswitch (Call-Server), Switch-Router v Media Gateway
Mng MAN s dng cụng ngh gúi truyn ti thoi v d liu. Ti lớp
Media, cỏc gateway c a ra thớch nghi thoi vi media khỏc trong mng
truyn ti gúi. Cỏc media gateway c s dng lm giao din vi cỏc thit b s
dng khỏc (RGW - Residential Gateway), mng truy nhp (Access Gateway-
AGW), hoc vi PSTN (Trunk Gateway-TGW). Riờng cỏc media server thc hin
mt lot cỏc chc nng chng hn nh cung cp cỏc õm mi quay s hoc cỏc õm
thụng bỏo, phỏt trin cỏc dch v mi giỏ tr gia tng.
Giao din m ca cu trỳc mi cho phộp nhanh chúng a ra cỏc dch v mi.
ng thi cng to iu kin thun li cho vic a ra mụ hỡnh kinh doanh mi.
V mt nguyờn tc, vic xỏc nh v trớ, vai trũ ca cỏc thc th nút mng tựy
thuc vo mc tiờu xõy dng mng ban u (qui mụ mng, dung lng, kh nng
cung cp dch v ). Cú th chia thnh 4 lớp mng: lớp thit b truy nhp khỏch
hng (CPE), lớp tớch hp vt lý, lớp phn t dch v v lớp lừi.
14
Lớp Media
Lớp Media
Lớp điều khiển
Lớp dịch vụ mạng
Media Gateway
Softswitch
Chuyển mạch kênh
truyền thống
Các thuê bao
doanh nghiệp
Các thuê bao văn
phòng, trụ sở
Các thuê bao

gia đình
Các thuê bao
di động
Lớp truy nhập và truyền tải
Lớp truy nhập và truyền tải
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
- Líp mạng truy nhập khách hàng: Đây là líp mạng cuối cùng được quản lý
bởi nhà khai thác mạng. Líp mạng này cần cung cấp chức năng bảo mật truy nhập,
chức năng tuân thủ SLA cho một vài líp dịch vụ.
- Líp tích hợp: Đảm bảo thực hiện chức năng thu gom lưu lượng một cách
hiệu quả từ các thiết bị truy nhập khách hàng và chuyển chúng đến các thiết bị
thuộc líp dịch vụ. Líp tích hợp này cần thực hiện chức năng chuyển mạch nội bộ
nhằm mục đích giảm thiểu lưu lượng truyền tải lên líp dịch vụ.
- Líp phần tử dịch vụ: Thực hiện chức năng điều khiển/ kiến tạo các dịch vụ
một cách mềm dẻo và tinh tế, chẳng hạn nh dịch vụ phân bổ nội dung, dịch vụ bảo
mật. Các dịch vô nh bức tường lửa, điều khiển các dịch vụ thoại, chuyển đổi các
loại hình dịch vụ líp 2 cũng là những chức năng mà líp này thực hiện.
- Líp lõi MAN: Đảm bảo chức năng truyền tải lưu lượng một cách hiệu quả
giữa các thực thể thuộc líp dịch vụ. Thực thể thuộc líp mạng lõi cần có áp dụng các
kỹ thuật xử lý chuyển gói nhanh và tin cậy, song song với việc áp dụng các kỹ
thuật điều khiển lưu lượng tinh tế, kỹ thuật quản lý tắc nghẽn linh hoạt. Mặc dù các
thực thể mạng lõi không liên quan trực tiếp đến các khách hàng nhưng nó phải
thực hiện được chức năng phân biệt hình thái lưu lượng của người sử dụng, tìm
kiếm và áp dụng các cơ chế điều khiển truyền tải tương ứng.
- Líp quản lý mạng: Cơ cấu thực hiện được gắn với tất cả các líp tương ứng
với vai trò, chức năng của từng phân líp. Líp quản lý thực hiện chức năng theo dõi
kiểm soát và quản lý tình trạng hoạt động, tình trạng cung cấp dịch vụ của mạng.
Ngoài ra nó cần phải thực hiện được việc tích hợp quản lý nếu nh có yêu cầu phối
hợp.
2. Xác định cấu trúc tô-pô mạng

Xác định cấu trúc tô-pô mạng là công việc nhằm thực hiện phương thức kết
nối giữa các phân líp mạng với nhau thông qua các phần tử nót mạng đại diện,
phương thức kết nối giữa các phần tử nót mạng trong cùng phân líp. Xác định cấu
15
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
trúc tô-pô mạng là một công việc đóng vai trò quan trọng quyết định tới tính cân
đối cũng như giá thành xây dựng mạng. Nếu như cấu trúc truyền dẫn quang được
tổ chức tốt và phù hợp với cấu trúc lôgic phân líp mạng MAN thì việc xây dựng
mạng sẽ trở nên dễ dàng hơn và đảm bảo được việc xây dựng mạng theo một mô
hình chuẩn tắc.
Cấu trúc vòng (ring) và lưới (mesh) là hai cấu trúc tô-pô điển hình cho mạng
truyền dẫn quang. Cấu trúc ring tiết kiệm rất nhiều tài nguyên về cáp quang so với
cấu trúc hub-and-spoke.

Hình 2.3: Topo cấu trúc dạng Hub and Spoke
Trong trường hợp tài nguyên về mạng cáp quang hiếm hoi thì giải pháp triển khai
mạng theo cấu trúc ring có thể nói là lùa chọn duy nhất. Hơn nữa, cấu trúc ring cho
phép giảm thiểu số lượng giao diện trong các nót thiết bị để kết nối với các nót
thiết bị khác, chỉ với 2 giao diện kết nối sẽ cho phép nót mạng kết nối với tất cả
các nót mạng khác trong toàn mạng.
16
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội

Hình 2.4: Topo cấu trúc dạng ring
Cần phải nhấn mạnh một điều nữa là các cấu trúc tô-pô khác nhau cung cấp những
khả năng khác nhau xét về chức năng thực hiện định tuyến lưu lượng trên mạng.
Cấu trúc mesh (hub and spoke) phù hợp cho áp dụng chức năng định tuyến líp 2 và
líp 3 trong khi đó cấu trúc ring lại áp dụng tối ưu cho việc triển khai công nghệ
RPR và SDH.


Hình2.5: Topo Hỗn hợp
Triển khai cấu trúc tô-pô hợp lý phù hợp với mô hình kiến trúc phân líp và
thực trạng hệ thống truyền dẫn quang cho phép nhà khai thác tối ưu truyền tải lưu
17
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
lượng trên mạng của mình. Nghĩa là lưu lượng ở phân líp nào sẽ được truyền tải
trong phân líp đó, tránh việc lưu lượng trao đổi vòng vèo, chẳng hạn lưu lượng
truyền lên líp lõi rồi sau đó lại truyền ngược trở lại chính nót mạng truy nhập mà
nó xuất phát.
Mét vấn đề quan trọng nữa cần quan tâm cho việc xác định cấu trúc tô-pô
mạng đó là cần phải xét đến tính cân đối và qui mô của mạng cần xây dựng đáp
ứng việc gia tăng nhanh chóng của các loại hình dịch vụ trao đổi dữ liệu. Không
nên xây dựng mạng theo kiểu “cung ứng nhất thời”, nghĩa là mạng được xây dựng
đáp ứng những yêu cầu dịch vụ cụ thể trước mắt mà không tính đến khả năng mở
rộng, phát triển các loại hình dịch vụ, sự gia tăng lưu lượng sau này. Nếu kiến trúc
mạng không xét đến yếu tố này thì tất cả những thay đổi về sau đều đòi hỏi chi phí
rất tốn kém về thay đổi lại kiến trúc mạng, nâng cấp các thiết bị, mà nhiều khi rất
khó khăn để thực hiện.
III. YÊU CẦU ĐỐI VỚI MẠNG MAN
Theo các số liệu phân tích, trong thời gian đầu của thập kỷ này, người ta
mong muốn số liệu sẽ chiếm đến 80% của tất cả lưu lượng viễn thông, chủ yếu là
dùa trên chuẩn IP. Mặc dù các thiết bị SONET/SDH hiện tại sử dụng công nghệ
kết nối mạng quang, nhưng chúng được thiết kế cho lưu lượng thoại và không phù
hợp với nhu cầu về số liệu. Các vòng ring sợi quang thành phố trở nên không đủ
khi lưu lượng số liệu tăng.
Các nhà cung cấp hiện nay đang rất quan tâm và cũng đang nhanh chóng xây
dựng mạng MAN của riêng mình. Để hỗ trợ cả dịch vụ thoại và các dịch vụ số liệu
mới dùa trên IP, họ phải quan tâm đến rất nhiều vấn đề nh độ tin cậy, sự cân bằng,
tính mềm dẻo và hiệu quả của mạng:
+ Mạng phải có độ tin cậy cao, có dự phòng phần cứng hỗ trợ Topo ring, có

các khả năng bảo vệ và phục hồi sợi quang.
18
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
+ Mạng phải có sự cân bằng hay khả năng cấp phát băng thông theo cách thức
phù hợp với các hiệp định về mức dịch vô (SLA) đã qui định.
+ Kiến trúc mạng phải mềm dẻo, có thể mở rộng đến rất nhiều điểm cuối và
hỗ trợ rất nhiều các ứng dụng khác nhau. Các ứng dụng tự nó sẽ cấp phát băng
thông có phạm vi từ vài chục Kbps đến hàng Gbps. Tính mềm dẻo là một yêu cầu
quan trọng đối với mạng khu vực Thành phố vì phải có khả năng thích ứng với số
lượng người sử dụng và ứng dụng ngày càng tăng.
+ Mạng phải có khả năng hỗ trợ các dịch vụ với hoạt động định trước và có
thể đoán trước được, bao gồm những ứng dựng thoại và trễ tối thiểu. Đảm bảo hoạt
động theo kiểu lưu lượng sẽ cho phép các dịch vụ tích hợp trên một mạng truy
nhập chung.
+ Mạng phải có được tối ưu hóa cho topo ring của MAN và cho kiểu lưu
lượng chính mà nó mang đi - đó là số liệu. Mạng truy nhập kiểu gói kết hợp cùng
với bảo vệ dịch vụ nhưng phải đạt được hiệu quả. Hệ thống phải có hiệu quả chi
phí để có thể hoạt động.
+ Mạng phải hỗ trợ các dịch vụ thoại đang tồn tại. Loại dịch vụ mang lại lợi
nhuận chủ yếu này yêu cầu cả độ khả dụng và độ tin cậy và sẽ tạo ra lợi nhuận
đáng kể khi mà nhà cung cấp xây dựng mô hình dịch vụ mới này.
IV. NGUYÊN TẮC CUNG CẤP DỊCH VỤ TRONG MẠNG MAN
1. Xác định loại hình cung cấp dịch vụ trong mạng MAN hiện tại và trong
tương lai
Trước hết cần xác định mô hình cung cấp dịch vụ trong mạng MAN. Mô hình
này dùa trên các yêu cầu xuất phát từ người sử dụng, nó hoàn toàn độc lập với các
giải pháp công nghệ được lùa chọn triển khai sau này. Với hoàn cảnh hiện tại,
chúng ta có thể thực hiện triển khai dịch vụ theo 3 mô hình sau đây:
- Dịch vụ truyền tải LAN trong suốt (Transparent LAN), cung cấp các kết nối
giữa các mạng cục bộ tách rời nhau về mặt địa lý còng nh về mặt kết nối vật lý.

19
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
- Dịch vụ cung ứng đường truy nhập Internet (Dedicated Internet Access),
cung cấp kết nối Internet tốc độ cao tới các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP).
- Cung cấp đường kết nối riêng (Private-Line), là dịch vụ cho thuê các kết nối
riêng, cung cấp đường kết nối riêng tới các thuê bao.
Đây là 3 mô hình cung cấp dịch vụ mạng chủ yếu, làm cơ sở để phát triển các
loại hình dịch vụ và dịch vụ giá trị gia tăng khác trên mạng do các nhà khai thác
mạng hoặc các nhà cung cấp dịch vụ giá trị gia tăng khác trên mạng thực hiện.
Dịch vụ truyền tải LAN trong suốt cung cấp các kết nối trao đổi dữ liệu giữa
các mạng LAN trong phạm vi phục vụ của mạng đô thị với nhau. Thông thường
dịch vụ này thường có rất nhiều yêu cầu từ các cơ quan và các tổ chức nhằm thực
hiện liên kết các phân mảnh LAN tại các văn phòng, chi nhánh ở các phạm vi địa
lý khác nhau thành một mạng thống nhất, quản lý và trao đổi thông tin độc lập, có
tính bảo mật cao.
Hình2.6: Dịch vụ truyền tải Lan trong suốt
Dịch vụ cung ứng đường truy nhập Internet thực hiện cung cấp các đường kết
nối truy nhập Internet tốc độ cao từ các doanh nghiệp (DN), các cơ quan tổ chức
tới nhà cung cấp dịch vụ Internet. Thông thường dịch vụ này sẽ cung cấp các kết
nối truy nhập Internet tới các thiết bị truy nhập cổng (Gateway) của các cơ quan tổ
20
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
chức, các doanh nghiệp thông qua thiết bị truy nhập khách hàng (CPE) của nhà
cung cấp dịch vụ mạng, băng thông cung cấp được dùng chung giữa những người
sử dụng trong văn phòng. Một mô hình kết nối truy nhập Internet khác cũng có thể
được thực hiện đó là cung cấp kết nối tập trung lưu lượng tới các ISP từ các thiết bị
truy nhập của nhà cung cấp dịch vụ truy nhập Internet tới các thuê bao qua mạng
cáp truy nhập tới nhà thuê bao. Ví dô nh các switch/hub tập trung lưu lượng truy
nhập Internet từ các thiết bị truy nhập qua mạng cáp dùa trên cơ sở công nghệ
xDSL, PON, Dial-up

Dịch vụ cung cấp đường kết nối riêng, mô hình cung cấp dịch vụ này tương tự
như mô hình cung cấp dịch vụ thuê kênh riêng (Leased Line), Frame Relay,
VPC/VCC trong ATM nhưng với tốc độ kết nối trao đổi thông tin lớn hơn rất
nhiều và giá cả cung cấp loại hình dịch vụ cũng rẻ hơn nhiều tương ứng với giải
pháp công nghệ được lùa chọn. Mô hình cung cấp dịch vụ này về hình thức triển
khai tương tự như các loại hình dịch vụ TDM truyền thống, nhà thuê bao sử dụng
dịch vụ này có toàn quyền sử dụng băng thông được cung cấp bởi nhà khai thác
mạng, chủ động phát triển các hình thức trao đổi thông tin của mình.
Tiếp theo cần xác định các loại hình dịch vụ giá trị gia tăng có thể triển khai
trên cơ sở các mô hình cung cấp dịch vụ, xác định các loại hình dịch vụ nào được
cung cấp chủ yếu trên mạng ngay khi triển khai xây dựng mạng, các loại hình dịch
vụ nào sẽ triển khai trong tương lai gần. Theo thống kê thị trường phát triển dịch
vụ mạng MAN từ trước tới nay và trong tương lai thì các loại hình dịch vụ sẽ
chiếm tỷ trọng chủ yếu và phổ biến nhất: Kết nối truy nhập Internet; Kết nối kênh
thuê riêng; Kết nối mạng riêng ảo; Dịch vụ truy nhập cơ sở dữ liệu (CSDL).
Yêu cầu về kết nối truy nhập Internet của các cơ quan, tổ chức, các doanh
nghiệp, cơ sở nghiên cứu đào tạo, các cá nhân là rất lớn, chiếm tới 80% tổng số
yêu cầu các loại hình dịch vụ mạng MAN hiện nay. Việc thực hiện liên kết truy
nhập Internet đã được thực hiện bằng những giao thức thân thiện và rất quen thuộc
21
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
với người sử dụng (các trình duyệt Web, các phần mềm ứng dụng gửi/nhận thư
điện tử, truyền tệp, truy nhập điều khiển từ xa), ngoài ra các ứng dụng rất phát triển
trên mạng Internet khác hiện đang được đẩy mạnh như giao dịch thương mại điện
tử, giải trí trên mạng, trò chơi Do vậy, một trong những trọng tâm chủ yếu của
loại hình cung cấp dịch vụ mạng MAN đó là cần phải ưu tiên phát triển loại hình
kết nối truy nhập Internet.
Dịch vụ thuê kênh riêng thực ra là một dịch vụ đã được triển khai cung cấp
nhiều năm nay. Tuy nhiên một trong những nhược điểm lớn nhất của công nghệ
hiện tại đang được triển khai để cung cấp dịch vụ này là nó được triển khai ở líp

vật lý, trên cơ sở công nghệ truyền dẫn/chuyển mạch TDM. Điều này có nghĩa là
khi cung cấp dịch vụ kênh thuê riêng tới khách hàng các nhà khai thác mạng sử
dụng các kênh truyền dẫn được phân chia với tốc độ khác nhau theo yêu cầu của
khách hàng dùa trên cơ chế ghép tách kênh TDM (cụ thể ở đây sử dụng cơ chế
ghép tách/kênh trong công nghệ SDH hoặc sử dụng các giao diện thuê bao số tốc
độ thấp của các hệ thống chuyển mạch kênh TDM). Phương thức cung cấp kênh
thuê riêng nói trên thực hiện cung cấp một tuyến kết nối vật lý riêng rẽ tới khách
hàng từ đầu cuối tới đầu cuối, do vậy nó không cho phép tận dụng hiệu suất sử
dụng băng thông của hệ thống làm hạn chế khả năng cung cấp kênh thuê riêng với
nhiều loại hình tốc độ, nhất là khi khách hàng yêu cầu tốc độ kết nối cao, dẫn đến
chi phí cho giá cả kênh thuê riêng đối với khách hàng là rất cao, thời gian đáp ứng
yêu cầu khách hàng là rất chậm.
Mạng MAN thực hiện với công nghệ mới (như công nghệ Ethernet, MPLS)
cung cấp các loại hình kênh thuê riêng theo một phương thức khác với phương
thức thuê kênh riêng truyền thống, khắc phục được hầu hết các nhược điểm của
phương thức cung cấp loại hình dịch vụ kênh thuê riêng truyền thống. Nó cho phép
nhà cung cấp dịch vụ sử dụng băng thông một cách hiệu quả nhất, cung cấp kênh
thuê riêng với nhiều giao diện, nhiều tốc độ và có thể cung cấp kênh thuê riêng với
22
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
tốc độ cao, thời gian đáp ứng nhu cầu dịch vụ là rất nhanh chóng, chi phí giá cả
kênh thuê riêng đối với khách hàng giảm rất nhiều.
Hiện nay mét trong những vấn đề được sự quan tâm rất nhiều của các cơ quan
tổ chức, doanh nghiệp, cơ sở nghiên cứu, đào tạo là việc liên kết trao đổi thông
tin nội bộ giữa cơ quan đầu não với các chi nhánh, các cơ sở phân tán của họ trên
phạm vi địa lý rộng lớn và tách biệt. Nếu nh họ thực hiện việc liên kết mạng nội bộ
của họ bằng việc thuê kênh riêng của các nhà cung cấp mạng thì chi phí sẽ rất tốn
kém, không mang lại hiệu quả kinh tế, nhiều khi không mang tính khả thi. Để giải
quyết nhu cầu này của khách hàng, nhà cung cấp mạng phải đưa ra giải pháp xây
dựng mạng đô thị có thể cung cấp được loại hình dịch vụ liên kết mạng nội bộ của

các cơ quan với nhau, dịch vụ này được gọi là dịch vụ mạng riêng ảo VPN. Các
công nghệ hiện tại được xem xét áp dụng triển khai trong mạng MAN (như là công
nghệ IP, Ethernet, MPLS ) đều được xây dựng để có thể cung cấp các giao diện
và giao thức cung cấp loại hình dịch vụ này. Việc thực hiện loại hình dịch vụ này
có thể thực hiện ở hai phân líp mạng, chẳng hạn ở líp 2 như đối với công nghệ
ATM, Ethernet hoặc ở líp 3 như đối với công nghệ IP, MPLS hoặc phối hợp cả ở
líp 2 và líp 3 trên toàn mạng. Dịch vụ mạng riêng ảo cho phép các cơ quan và các
tổ chức liên kết (ảo) các thực thể mạng LAN lại với nhau thành một mạng thống
nhất, liên kết bởi các kết nối vật lý, nghĩa là quản lý một cách thống nhất về cấu
trúc phân cấp mạng, cơ chế định tuyến, cơ chế phân quyền truy nhập, chia sẻ tài
nguyên mạng nội bộ, khả năng bảo mật thông tin Đây là loại hình dịch vụ rất thiết
thực đối với các cơ quan và các tổ chức và sẽ được phát triển rất nhanh chóng nếu
như cơ sở hạ tầng mạng đô thị của nhà khai thác đáp ứng được yêu cầu cung cấp
loại hình dịch vụ này.
23
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
Hình 2.7: Dịch vụ mạng riêng ảo
Sự phát triển rất nhanh của mạng Internet, các cơ sở hạ tầng mạng truyển dữ
liệu, mạng của các cơ quan chính phủ, các cơ sở đào tạo nghiên cứu, mạng doanh
nghiệp tạo điều kiện cho các cơ quan chính phủ và các tổ chức khác cung cấp các
thông tin về chính trị, kinh tế, xã hội, luật pháp, thông tin thương mại thông qua
các kho dữ liệu chia sẻ qua các mạng cung cấp nội dung DCN. Do vậy, nhu cầu
cung cấp loại hình truy nhập CSDL là một nhu cầu rất lớn của người sử dụng.
Thực chất đây là một loại hình dịch vụ giá trị gia tăng được thực hiện bởi nhà cung
cấp dịch vụ mạng hoặc được cung cấp bởi chính các tổ chức tham gia vào mạng
liên kết đô thị. Thông qua các công cụ tìm kiếm nội dung thông tin, các trang Web,
các trình duyệt Web hoặc các hạ tầng phát triển ứng dụng trao đổi thông tin khác
(các hệ quản trị CSDL, chẳng hạn như Oracle, Microsoft ) người sử dụng có thể
tìm kiếm truy nhập các CSDL dùng chung được cung cấp trên mạng phục vụ cho
công việc hoặc nhu cầu cá nhân. Để đáp ứng được nhu cầu nói trên, hạ tầng cơ sở

mạng phải cung cấp được những giao thức trao đổi thông tin hỗ trợ cho việc cung
cấp loại hình dịch vụ này, như là các giao thức truyền thông tin đa hướng (multi-
cast), thông tin đơn hướng (uni-cast), các giao thức trao đổi thông tin định tuyến
(RIP, ARP ) nhằm mục đích thực hiện tối ưu việc định tuyến trao đổi thông tin
24
Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN tại TP Hà Nội
trong mét topo mạng và công nghệ áp dụng cụ thể, nâng cao hiệu suất sử dụng
mạng.
Loại hình dịch vụ sẽ phát triển trong tương lai
- Dịch vụ lưu trữ dữ liệu
- Dịch vụ thoại
- Dịch vụ video
- Dịch vụ cho thuê cơ sở hạ tầng bao gồm dịch vụ kết nối các nhà cung cấp
dịch vụ khác, các công ty phát triển dịch vụ giá trị gia tăng
Hiện tại ở Việt Nam dịch vụ lưu trữ dữ liệu điện tử vẫn đang còn ở dạng rất
sơ khai. Tuy vậy, trong tương lai ứng dụng triển khai của dịch vụ này là rất lớn. Số
liệu dạng điện tử của các cá nhân và các tổ chức không ngừng tăng lên một cách
nhanh chóng theo thời gian, vì vậy mà nhu cầu các tổ chức cần lưu trữ bảo vệ các
dữ liệu của mình ở dạng điện tử là rất lớn. Trong lĩnh vực tài chính, các tổ chức tín
dụng, ngân hàng, công ty môi giới chứng khoán bao giê cũng có một hệ thống dữ
liệu khổng lồ đòi hỏi phải được lưu trữ, cập nhật thường xuyên và thu thập đầy đủ
về trung tâm nếu như dữ liệu đó phân tán trong phạm vi địa lý rộng. Còng nh vậy
đối với ngành y tế, bảo hiểm, các cơ sở nghiên cứu khoa học với một khối lượng
lớn thông tin chuyên ngành phục vụ công tác kinh doanh, nghiên cứu khoa học.
Đặc biệt đối với công tác hành chính, quản lý nhà nước, số liệu này rất đa dạng,
phân tán và phải thường xuyên được cập nhật. Hơn nữa việc bảo vệ an toàn và
khôi phục dữ liệu rất cần đến các trung tâm lưu trữ dữ liệu điện tử.
Công nghệ lưu trữ điện tử đòi hỏi kết nối băng thông tốc độ khá cao, do vậy
hiện tai các tổ chức xây đựng tiêu chuẩn và các hãng đã đề xuất nhiều tiêu chuẩn
hoặc các giải pháp thực hiện, trong đó có một số giải pháp điển hình như tiêu

chuẩn về giao thức lưu trữ qua kênh kết nối quang với giao thức vào ra dữ liệu
tuần tự (serial I/O protocol) của ANSI, giải pháp mạng lưu trữ cho các doanh
nghiệp với các đường kết nối dữ liệu 200Mbit/s Khi liên kết trao đổi thông tin dữ
25