tóm tắt: Bài báo này giới thiệu ngắn gọn về hiện trạng tiêu chuẩn hóa công nghệ Metro Ethernet trong các mạng của nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Bản thân Ethernet được thiết kế cho các hệ thống mạng LAN. Tuy nhiên, từ năm 2002, các nghiên cứu và tiêu chuẩn đã được thúc đẩy để mở rộng khả năng của Ethernet nhằm cho phép các ứng dụng trong mạng diện rộng, môi trường mạng của nhà cung cấp dịch vụ. Ngày nay, với các tiêu chuẩn đã và đang được bổ sung, Ethernet có thể được sử dụng trong các mạng viễn thông để cung cấp các dịch vụ có độ tin cậy cao, tiết kiệm chi phí.
1. Khả năng Ethernet tiêu chuẩn và mở rộng
Cho đến năm 2002, cơ quan tiêu chuẩn Ethernet được quản lý bởi Ủy ban tiêu chuẩn Ethernet IEEE 802 (ủy ban tiêu chuẩn lmsc-lan/man). Từ năm 2002, itu-t sg13 và sg 15 (itu-t: International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector; sg: Study Group) đã tiến hành các nghiên cứu về tiêu chuẩn (Ethernet) để đáp ứng các yêu cầu lỏng lẻo của các mạng cung cấp dịch vụ viễn thông. Kể từ đó, IEEE 802 lmsc (bao gồm 802.1, 802.3) và itu-t sg 13, itu-t sg15 đã cùng nhau xây dựng một tiêu chuẩn thống nhất. Các lĩnh vực khác của công nghệ Ethernet chuẩn hóa bao gồm:
- Giao diện tốc độ bit cao và khoảng cách xa
- Khả năng đáp ứng của các mạng truy cập thay thế
- khả năng mở rộng vlan
- Quản trị, Vận hành và Bảo trì – oam
- Bảo vệ công tắc
- Truyền tín hiệu theo thời gian thực
- Kiểm soát luồng
2. Tình trạng tiêu chuẩn hóa
Phần tiếp theo mô tả các tiêu chuẩn cho từng lĩnh vực. Các tiêu chuẩn và thông tin liên quan được tóm tắt trong Bảng 1
2.1. Vận tốc và quãng đường
Năm 2002, chuẩn IEEE 802.3ae chuẩn hóa giao diện kết nối Ethernet với tốc độ 10gbit/s và khoảng cách lên đến 40km. Nhờ tiêu chuẩn 802.3ae, Ethernet khả dụng. Đối với đường truyền, khoảng cách dài và yêu cầu cao, tương tự như sdh (phân cấp kỹ thuật số đồng bộ) và otn (mạng truyền tải quang). Các giao diện 40 và 100 gbit/s cũng đang được chuẩn hóa – 802.3ba, dựa trên công trình của Nhóm Nghiên cứu Tốc độ Cao (hssg – High Speed Study Group). Mục tiêu là cung cấp giao diện cho kết nối 40 gbit/s ở khoảng cách 100 km và kết nối 100 gbit/s ở khoảng cách 40 km. Ngoài ra, tiêu chuẩn dự kiến sẽ hỗ trợ các mạng otn, có thể tăng khoảng cách và tốc độ truyền dẫn.
2.2. Truy cập web thay thế
Ethernet trong dặm đầu tiên——efm là tiêu chuẩn truy cập quang Ethernet dành cho khách hàng được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3ah vào năm 2004. Theo tiêu chuẩn này, khách hàng có thể nhận ra khả năng truy cập epon (Mạng quang thụ động Ethernet), tốc độ cao nhất Lên đến 1gbit/giây. epon cho phép sử dụng hiệu quả dung lượng cáp quang bằng cách chia sẻ nhiều thiết bị đầu cuối truy cập (8 – 16 điểm truy cập). Chức năng oam cho phép quản lý tốt hoạt động của mạng truy nhập. epon 10 gbit/s cũng đã bắt đầu được chuẩn hóa bởi IEEE 802.3av.
2.3. Mở rộng chức năng vlan
vlan được chỉ định trong IEEE 802.1q. Chuẩn VLAN cho phép phân chia các mạng LAN vật lý thành các vùng mạng logic độc lập, riêng biệt. Trên thực tế, VLAN thường được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp. Khi áp dụng cho mạng của nhà mạng, cần phân biệt đâu là VLAN của khách hàng (c-vlan) và đâu là VLAN của dịch vụ (s-vlan). IEEE 802.1ad – Provider Bridge đã được tiêu chuẩn hóa vào năm 2005 để phục vụ mục đích này. Bản tin với thông tin bổ sung về c-vlan và s-vlan.
Đối với mạng đường trục, để hỗ trợ khả năng mở rộng cho nhiều máy khách, cầu trục đường trục của nhà cung cấp IEEE 802.1ah tiêu chuẩn đang được nghiên cứu. Ngoài các thông tin về c-vlan, tiêu chuẩn này còn sử dụng các thông tin bổ sung như định danh dịch vụ, i-tag có độ dài 24-bit (định danh dịch vụ); thông tin về các vlan trong đường trục (backbone vlan-b-tag).
Hình 2 Định dạng của frame 802.1ah
Trong 802.1ad, thẻ s được sử dụng để phân biệt mã định danh dịch vụ và mã định danh vlan trong mạng đường trục. Trong 802.1ah, s-tag được chia thành i-tag và b-tag để mở rộng tính linh hoạt của việc quản lý dịch vụ và VLAN. Tiêu chuẩn hiện đang trong giai đoạn đánh giá cuối cùng trước khi phê chuẩn. Sơ đồ bên dưới mô tả các khung trong tiêu chuẩn 802.1ad và 802.1ah. Cả IEEE 802.1ad và 802.1ah đều sử dụng thông tin vlan đa thẻ, có cùng cấu trúc để tăng khả năng mở rộng và vẫn tương thích.
2.4. Chức năng oam mở rộng
Mục tiêu ban đầu được thiết kế cho mạng LAN, Ethernet không có khả năng oam. Để hợp tác với môi trường mạng của các nhà khai thác viễn thông, chức năng oam là bắt buộc. Kể từ năm 2002, itu-t sg 13 đã thực hiện các bước để tiêu chuẩn hóa oam qua ethernet. IEEE 802.1 cũng hợp tác với dự án 802.1ag. Hai dự án này có sự phối hợp đồng bộ chặt chẽ với nhau. Các đề xuất về cơ chế oam Ethernet (y.1730) và oam (y.1731) đã được phê duyệt vào tháng 1 năm 2004 và tháng 5 năm 2006. Tiêu chuẩn g802.1 khuyến nghị các thiết bị Ethernet có chức năng oam cũng đang được xem xét. Tháng 9 năm 2007 IEEE 802.1 ag được phê chuẩn.
Mặc dù đề xuất y.1731 đề cập đến cả quản lý lỗi và quản lý hiệu suất, nhưng 802.1ag chỉ mô tả các chức năng quản lý lỗi. Một số tính năng quản lý lỗi chỉ được mô tả trong y.1731. Các chức năng oam được mô tả bởi hai tiêu chuẩn có thể tương thích với nhau. Xem Bảng 2 để biết chi tiết
2.5. Chuyển đổi tiếp tục nhanh
Độ tin cậy là một trong những yếu tố quan trọng cần xem xét khi sử dụng Ethernet trong mạng viễn thông. Một giao thức cổ điển để quản lý các vòng chuyển đổi, Giao thức Spanning Tree, đã được đề xuất cùng với tập hợp liên kết. Khuyến nghị ITU-T G.8031 mô tả kỹ thuật bảo vệ chuyển mạch tuyến tính được phê duyệt vào tháng 6 năm 2006. Cơ chế này sử dụng các liên kết dự phòng để bảo vệ. Khi đường truyền chính bị lỗi, hệ thống sẽ chuyển sang một đường thay thế, tương tự như các cơ chế được sử dụng trong các hệ thống SDH và ATM.
Ngoài ra, một cơ chế bảo vệ chuyển mạch vòng sử dụng khả năng của cáp quang đang được phát triển trong dự thảo itu-t g.8032. Tiêu chuẩn dự kiến sẽ được xem xét trong cuộc họp sg 15 tại miami vào tháng 4 năm 2008.
Được mô tả bởi itu-t y.1731
Dịch vụ bị gián đoạn do thử nghiệm mạng
Kênh vận hành và bảo trì
Đo suy hao (lm)
Đo độ trễ (dm)
Kiểm tra độ trễ khung hình
2.6. Truyền tín hiệu thời gian thực
Ethernet thường được sử dụng cho dữ liệu phi thời gian thực. Từ đầu năm 2006, bắt đầu nghiên cứu tiêu chuẩn truyền dữ liệu thời gian thực. Mục tiêu là cho phép truyền giọng nói và video qua Ethernet tới người dùng cuối. Các mục tiêu chuẩn được sử dụng cho mục đích này bao gồm: Nhóm tác vụ bắc cầu âm thanh video: Định thời gian và đồng bộ hóa (IEEE 802.1 AS), Giao thức đặt trước luồng (IEEE 802.1 QAT) và Cải tiến chuyển tiếp và xếp hàng cho các luồng nhạy cảm với thời gian (IEEE 802.1 QAV). . Trong tương lai, khi các tiêu chuẩn được ra đời, chúng sẽ cho phép truyền dữ liệu qua Ethernet với độ trễ thấp, chất lượng hình ảnh và âm thanh sống động như thật.
2.7. kiểm soát giao thông
pbb-te (Provider Backbone Bridge – Traffic Engineering) đã được nghiên cứu và chuẩn hóa để có thể đưa cơ chế điều khiển luồng vào mạng Ethernet. Ethernet ban đầu được thiết kế trên cơ sở truyền dẫn vô hướng, không điều khiển. Trong mạng dịch vụ viễn thông, các nhà cung cấp dịch vụ luôn cần biết dữ liệu và thông tin được truyền như thế nào, định tuyến là gì và lưu lượng tham gia là bao nhiêu. Thông qua pbb-te, các nhà khai thác có thể đặt trước tuyến truyền và áp dụng các chính sách cho từng tuyến để triển khai cơ chế kiểm soát luồng.
3. Sự phát triển trong tương lai của tiêu chuẩn Ethernet
itu-t, ieee 802, mef và các công ty công nghệ như cisco, nortel, alcatel-lucent vẫn đang phát triển các tiêu chuẩn để đưa ethernet vào các mạng của nhà cung cấp dịch vụ càng nhanh càng tốt. Hiện nay có nhiều xu hướng phát triển của công nghệ Ethernet trong mạng cung cấp dịch vụ. Hướng ứng dụng đã khác, các nhà cung cấp dịch vụ đứng trước nhiều cơ hội và thách thức khi lựa chọn công nghệ phù hợp với hướng phát triển của mình.
Tài liệu tham khảo [1] TS. Hiroshi Ohta, Hiện trạng tiêu chuẩn hóa cho Carrier Ethernet, NTT, 2007. [2] mef, www.metroethernetforum.org.
Nghề nghiệp: phòng ncpt mạng & nhóm nghiên cứu hệ thống mạng-trung tâm cnt-hvbcvt
Dự án tham gia: