VÕ TRƯỜNG SƠN Liên Bộ môn Điện – Điện tử - Cơ sở II Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu phương pháp sử dụng AAL2 và mạng ATM để đưa các tín hiệu voice và
Trang 1NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP
SỬ DỤNG AAL2 ĐỂ CHUYỂN TIẾP MẠNG VOICE
VÀ TELEPHONY QUA MẠNG ATM
ThS NCS VÕ TRƯỜNG SƠN
Liên Bộ môn Điện – Điện tử - Cơ sở II Trường Đại học Giao thông Vận tải
Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu phương pháp sử dụng AAL2 và mạng ATM để đưa các
tín hiệu voice và telephony vào một mạng đa dịch vụ mà không làm ảnh hưởng đến dung lượng của các loại dịch vụ đang tồn tại trên mạng đó Với phương pháp này, các nhà khai thác mạng có được lợi ích rất lớn trong việc tiết kiệm băng thông dành cho các kênh thoại và
có thể sử dụng phần băng thông này cho các dịch vụ khác
Summary: This paper presents the method of using AAL2 and ATM to introduce voice
and telephony signals to a multiservice network without reducing capacity of the existing services Thus, operators can enjoy the full capabilities of voice and telephony over ATM in order to converge the different services into the same network
I GIỚI THIỆU
Trước đây, các loại dịch vụ thông tin khác nhau phát triển một cách tương đối độc lập, điều này dẫn đến việc tồn tại các loại mạng khác nhau như mạng điện thoại, mạng số liệu, mạng truyền hình v.v Xu hướng hiện nay là nghiên cứu các giải pháp hội tụ các loại dịch vụ nói trên vào chung trong một mạng đa dịch vụ Khi đó, một mạng kết nối nói chung có thể đáp ứng nhu cầu của các dịch vụ mới đồng thời với các dịch vụ truyền thống, như telephony, với chi phí hoạt động giảm xuống Phương thức truyền dẫn không đồng bộ (ATM) là công nghệ có khả năng cung cấp chất lượng của dịch vụ (QoS) một cách chặt chẽ, linh hoạt theo yêu cầu của loại mạng này Với voice và telephony, việc tương thích dịch vụ với mạng ATM được thực hiện thông qua lớp tương thích ATM (AAL), cụ thể là AAL1 hoặc AAL2
ĐT
Các phương pháp cơ bản để chuyển thoại qua một mạng ATM, bao gồm: dịch vụ mô phỏng kênh tiêu chuẩn(CES), dịch vụ mô phỏng kênh sử dụng băng thông linh động (DBCES), trung kế ATM của các dịch vụ băng hẹp sử dụng AAL2, và truyền dẫn thoại thông qua các giao thức khác như VoIP hoặc VoFR, còn gọi là các kỹ thuật bao bọc
Bài viết này giới thiệu và đánh giá phương thức sử dụng AAL2 để đưa các tín hiệu voice
và telephony và mạng ATM nhằm hướng tới mục tiêu hội tụ dịch vụ trên một mạng băng rộng
II GIẢI PHÁP THOẠI VBR SỬ DỤNG LỚP THÍCH NGHI AAL2
Cơ chế CES và DBCES xem thoại là một luồng bit tốc độ không đổi (CBR) Trong thực tế voice có các khoảng lặng trong cuộc thoại khi một người nói và người kia nghe Không cần thiết để chiếm băng thông để chiếm khoảng lặng này Hơn nữa, phương pháp này giải quyết vấn
đề trễ bằng cách truyền thoại như một luồng 64 Kbps không nén Điều này làm cho các nhà khai thác mất đi cơ hội tận dụng được băng từ các phương pháp nén thoại
Trang 2Để khắc phục hai hạn chế kể trên, Diễn đàn ATM đã đưa ra thêm một cơ chế nữa để truyền
thoại dưới dạng một luồng bit được nén, có tốc độ biến đổi (VBR) Cơ chế này được mô tả
trong af-vtoa-0113.000, được hoàn thành vào tháng 2-1999, mang tên “Trung kế ATM sử dụng
AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp”
Phương pháp này có thể loại trừ các khoảng lặng trong cuộc thoại với kỹ thuật nén và khả
năng để ghép nhiều kênh thoại vào một VCC đơn Việc ghép kênh còn giúp khắc phục hiện
tượng trễ đóng gói do việc sử dụng mã hoá thoại tốc độ bit thấp Như vậy, giải pháp này cho
phép ghép các kênh thoại và dữ liệu với đặc tính khác nhau vào chung một luồng tế bào ATM
(hình 2) Chuẩn này cũng cung cấp tuỳ chọn cho cơ chế chuyển mạch mạng dựa trên sự phiên
dịch các kênh báo hiệu thoại Điều này sẽ cho phép xây dựng chuyển mạch tư nhân hoặc các
mạch thoại công cộng
Lớp thích nghi AAL-2 đảm bảo yếu tố thời gian thực của lưu lượng bit tốc độ thay đổi trong
một mạng ATM Điều này hoàn toàn phù hợp với nhu cầu của lưu lượng thoại được nén VBR
Mạng băng hẹp Mạng băng hẹp
IWF
MẠNG
IWF
Kết nối ảo
(ALL2/AAL5)
IWF
Mạng băng hẹp
TDM
TDM
TDM
ATM
ATM
ATM
ĐT
Hình 1 Mô hình tham khảo trung kế ATM sử dụng AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp
Mô hình tham khảo ở hình 1 có thể bao gồm các thiết bị viễn thông khác nhau Các mạng
phía băng hẹp có thể là PBX, mạng chuyển mạch riêng, mạng chuyển mạch công cộng và có thể
kết nối tới một IWF qua một hay nhiều giao tiếp vật lý Các giao tiếp vật lý này có thể dựa trên
báo hiệu kênh chung ISDN (CCS) hoặc báo hiệu kênh liên kết (CAS) Mạng ATM có thể là
mạng đầy đủ, một phần tử chuyển mạch ATM đơn hoặc một liên kết trực tiếp giữa hai IWF
Khối IWF trong mô hình tham khảo là một đơn vị chức năng, nó có thể đứng độc lập một mình,
có thể là một phần trong một thiết bị lớn hơn hoặc được phân tán trong một vài thiết bị
Các kênh ảo qua mạng ATM có thể là SVC, PVC hoặc SPVC: mang lưu lượng và CAS sử
dụng AAL2, CCA sử dụng AAL2 hoặc AAL5 Các IWF trong kiến trúc tham khảo có thể cung
cấp hai hình thức họat động là chuyển mạch và không chuyển mạch
Trung kế chuyển mạch hàm việc phân tích báo hiệu của cuộc gọi từ mạng băng hẹp đến và định
tuyến thông tin của nó đến một kênh AAL2 với một VCC giữa các IWF Với các cuộc gọi đến từ
mạng ATM cũng yêu cầu sự phân tích và định tuyến tương tự như vậy Sau khi cuộc gọi băng hẹp
kết thúc, các cuộc gọi khác đến sau chiếm lĩnh cùng kênh băng hẹp (cùng khe thời gian TDM với
cuộc gọi trước) có thể được chuyển mạch tới các kênh AAL2 khác và VCC khác Nói theo cách
khác, không có mối quan hệ ràng buộc nào giữa một kênh băng hẹp với một kênh AAL2
Trang 3AAL2 - CPS PHẦN CHUNG
ĐT
Hình 2 Đóng gói các kênh vào tế bào ATM thông qua AAL2
Trung kế không chuyển mạch: luồng thông tin của một kênh băng hẹp luôn luôn được
mang trên một kênh AAL2 trong một VCC và ngược lại Nói theo cách khác, có sự tương ứng
cố định giữa kênh băng hẹp với kênh AAL2 và VCC được chỉ định trước Như vậy, trung kế không chuyển mạch bao hàm không có kết cuối báo hiệu và không có định tuyến cho các cuộc gọi băng hẹp giữa các IWF
Giải pháp sử dụng AAL2 có các hai ứng dụng chính là: trung kế truy nhập PSTN và trung
kế PBX-PBX
2.1 Trung kế truy nhập PSTN
Ứng dụng này kết nối một PBX tới một mạng PSTN để cung cấp phương tiện truy nhập
các dịch vụ mạng (hình 3) Đây là một giải pháp để tập trung nhiều kênh băng hẹp đến một kênh
băng rộng Kênh băng rộng giữa các IWF có thể là kết nối vật lý trực tiếp (sợi quang), một vòng SONET, hoặc một mạng ATM hoàn chỉnh Các IWF có thể hoạt động theo mode chuyển mạch hoặc không chuyển mạch
Hình 3 Mô hình trung kế truy nhập PSTN
E1/DS1 với
CAS/CCS
PBX
IWF
MẠNG ATM
IWF
Kết nối ảo AAL2/AAL5
E1/DS1 với CAS/CCS
PSTN
CO
AAL2
AT M
Header của
Trang 42.2 Trung kế PBX - PBX
Ứng dụng này sử dụng nhiều IWF để cung cấp trung kế chuyển mạch giữa các PBX (hình 4)
Một nhóm các IWF được liên kết bằng một mạng ATM thông qua các IWF Kết nối PBX có được
bằng cách thiết lập một hay nhiều VCC sử dụng ALL2 giữa từng cặp IWF nếu cần truyền thông
Hình 4 Trung kế PBX-PBX
PBX
IWF
MẠNG ATM
IWF PBX
Kết nối ảo (AAL2/AAL5)
IWF
PBX E1/DS1
ATM
ATM
ATM
PBX
E1/DS1 với
CAS/CCS
E1/DS1 với
CAS/CCS
E1/DS1
- Phương pháp này có một số ưu điểm sau:
+ Ưu điểm về chuyển mạch: trong mạng điểm - điểm, cần có một kênh ảo (và đôi khi là
kênh vật lý) để kết nối giữa hai điểm Số điểm trên mạng tăng lên thì số kênh kết nối giữa các
điểm tăng lên rất lớn, tức là cần số lượng VCC rất lớn Nếu mạng có thể định tuyến các cuộc gọi
nhờ vào việc phiên dịch báo hiệu thì số lượng kênh cần thiết sẽ giảm xuống đáng kể Rõ ràng
rằng thuận lợi từ loại giải pháp này rất lớn và tăng dần theo kích thước mạng
ĐT
+ Một thuận lợi chính của trung kế ATM sử dụng AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp là tiết
kiệm băng thông nhờ vào các kỹ thuật như nén thoại, giải phóng băng thông khi ứng dụng thoại
không cần (triệt khoảng lặng), định tuyến và chuyển mạch các cuộc gọi băng hẹp trên nền tảng
mỗi cuộc gọi
III KẾT LUẬN
Dễ dàng nhận thấy rằng giải pháp thoại VBR sử dụng AAL2 tuy phức tạp hơn các giải
pháp sử dụng AAL1 nhưng mang lại nhiều lợi ích cho các nhà khai thác mạng Các lợi ích này
bao gồm: sử dụng chuyển mạch nên ứng dụng linh hoạt, tiết kiệm tài nguyên mạng; nén thoại,
triệt khoảng lặng nên tiết kiệm băng thông của hệ thống một cách triệt để Có thể nói rằng, giải
pháp thoại VBR sử dụng AAL2 là phương pháp tương đối hoàn hảo trong việc chuyển tiếp
mạng Voice và telephony qua mạng ATM nhằm mục đích hội tụ đa dịch vụ
Tài liệu tham khảo
[1] ATM Forum, Practice Guide to Carrying voice over ATM
[2] Voice and Telephony Networking over ATM, Jan Holler, Ericsson Review No 1, 1998
[3] ITU-T, I.363.1, B-ISDN ATM adaptation layer (AAL) specification types 1 and 2, 1996
[4] ITU-T, I.363.2, B-ISDN ATM adaptation layer specification types 2, 1997
[5] ITU-T, I.Trunk, AAL2 SSCS for Trunking, Draft
[6] ATM Forum, af-vtoa-0089.000, ATM trunking using AAL2 for narrowband services 1.0, 1997
[8] ATM Forum, af-vtoa-0113.000, ATM trunking using AAL2 for narrowband services, 1999♦
