Tiểu luận INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK

S Ơ LƯỢC VỀ SỰ PHÁT TRIỂN : DSL Digital Subscriber Line : đường dây thuê bao số là một công nghệ sử dụng các phương pháp điều biến phức tạp, nhằm mục đích biến đổi các gói dữ liệu nhận đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



Đề tài :

INTEGRATED SERVICES

DIGITAL NETWORK

Công nghệ ISDN

Nhóm thực hiện : Đoàn Vũ Bình Phú 08520285

I S

Ơ LƯỢC VỀ SỰ PHÁT TRIỂN :

DSL (Digital Subscriber Line : đường dây thuê bao số) là một công nghệ sử dụng

các phương pháp điều biến phức tạp, nhằm mục đích biến đổi các gói dữ liệu nhận được

ở đầu vào thành tập hợp các tín hiệu có tần số cao sao cho phù hợp với việc truyền tải trên dây điện thoại nhất Modem số DSL truyền tải dữ liệu giữa hai điểm đầu cuối của đường cáp đồng Tín hiệu sẽ không đi qua hệ thống chuyển mạch điện thoại, và không gây nhiễu đến tín hiệu thoại Băng tần thoại trên cáp đồng chỉ là 0~4KHz (thực tế), trong khi công nghệ DSL thường dùng tần số trên 100KHz DSL bao gồm nhiều loại, được gọi

chung là xDSL Chữ “x” có thể thay thế cho chữ H, SH, I, V, A, hoặc RA, tùy theo laoi5 dịch vụ cung cấp bởi một loại hình dịch vụ DSL cụ thể Ta có thể phân loại xDSL như

sau :

- ISDN (Integrated Services Digital Network – Mạng số tích hợp đa dịch vụ) được

coi là sự mở đầu của xDSL ISDN ra đời vào năm 1976 với tham vọng thống nhất

truyền dữ liệu và thoại Trong ISDN, tốc độ giao tiếp cơ sở (BRI – Basic Rate

Interface) cung cấp 2 kênh : một kênh 64Kbps (kênh B) dành cho thoại hoặc dữ liệu

và một kênh 16Kbps (kênh D) dành cho các thông tin báo hiệu điều khiển Nhược điểm của công nghệ này là chỉ truyền dịch vụ thoại và chuyển mạch gói tốc độ thấp

Nó không thích hợp cho chuyển mạch gói tốc độ cao và thời gian chiếm giữ lâu dài Chính điều này là đặc điểm của mạng internet hiện nay Do đó, ISDN không được

áp dụng rộng rãi mà chỉ áp dụng cho các gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ Tuy nhiên, với những người sử dụng ISDN tại Mỹ (quê hương của ISDN) thì cũng khó quên được các lợi ích mà ISDN đem lại khi ISDN là công nghệ mỡ đầu cho tất cả các dịch vụ tích hợp

- IDSL – ISDN Digital Subcriber Line – là một công nghệ xDSL dựa trên nền tảng

là ISDN tốc độ cơ bản (Basic Rate IDSL) Nó được gọi là ISDN DSL vì tốc độ dữ

liệu của nó = 144Kbps trên cả kênh B và D, rất gần với tốc độ dữ liệu của ISDN = 128Kbps Công nghệ này sử dụng mã truyền tải của ISDN (điều biến 2B1Q) Trong khi đó ISDN là một dịch vụ chuyển mạch Như vậy có thể thấy :

- HDSL (High-bit-rate Digital Subcriber Line) ra đời trong phòng thí nghiệm vào

năm 1986 Thực chất các thiết bị thu phát HDSL là sự kế thừa của ISDN nhưng ở mức độ phức tạp hơn HDSL ra đời dựa trên chuẩn T1/E1 của Mỹ/Châu Âu HDSL1 cho phép truyền 1,544Mbps hoặc 2,048Mbps trên 2 hay 3 đôi dây HDSL2 ra đời sau đó cho phép dùng 1 đôi dây để truyền 1,544Mbps đối xứng HDSL2 ra đời mang nhiều ý tưởng cho ADSL Ưu thế của HDSL là loại công nghệ không cần các trạm lặp, tức là có độ suy hao thấp hơn các loại khác trên đường truyền Do vậy HDSL có thể truyền xa hơn mà vẫn đảm bảo được chất lượng tín hiệu HDSL được

ưa dùng do có các đặc tính chẩn đoán nhiễu (đo SNR) và ít gây nhiễu xuyên âm.

HDSL được dùng bỡi các nhà khai thác nội hạt (các công ty điện thoại) hay cung cấp các đường tốc độ cao giữa nhiều tòa nhà hay các khu công sở với nhau

- G.SHDSL (Single-pair, high-bit-rate digital subscriber line : đường dây thuê bao

số, một dây đối xứng tốc độ cao) là một chuẩn quốc tế mới của SDSL (DSL đối xứng) được phát triển bởi Tổ chức Viễn thong quốc tế (ITU) G.SHDSL là phiên

bản mới nhất của công nghệ xDSL, có khả năng cho phép tăng tốc độ của dữ liệu lên tới 2,3Mbps Trong một số điều kiện, tốc độ này có thể đạt tới 4,6Mbps Với chuẩn này, như đúng tên gọi của nó, việc truyền – nhận dữ liệu có tính chất đối xứng, điều đó có nghĩa là các thong tin được download (tải xuống) và upload (tải lên) cùng một tốc độ Đây là sự khác biệt của G.SHDSL so với ADSL có tốc độ download nhanh hơn upload Một đặc điểm mới của công nghệ này so với các phiên bản của công nghệ xDSL trước đây là G.SHDSL có teh63 cung cấp dịch vụ cho khách hang ở khoảng cách xa hơn 5 km Các chuẩn xDSL trước đây thông thường chỉ cho phép cung cấp dịch vụ ở cự ly dưới 5 km

- VDSL (Very-high-bit-rate Digital Subcriber Line) là một công nghê xDSL cung

cấp đường truyền đối xứng trên một đôi dây đồng Dòng bit tải xuống của VDSL là cao nhất trong tất cả các công nghê của xDSL, đạt tới 52Mbps, dòng tải lên có thể đạt 2,3Mbps VDSL thường chỉ hoạt động tốt trong các mạng mạch vòng ngắn VDSL dùng cáp quang để truyền dẫn là chủ yếu, và chỉ dùng cáp đồng ở phía cuối

- ADSL (Asymmetrical DSL) chính là một nhánh của công nghệ xDSL ADSL cung

cấp một băng thông bất đối xứng trên một đôi dây Thuật ngữ bất đối xứng ở đây để chỉ sẽ không cân bằng trong dòng dữ liệu tải xuống và tải lên ADSL ra đời vào năm

1989 trong phong thí nghiệm ADSL1 cung cấp 1,5Mbps cho đường dữ liệu tải xuống và 16Kbps cho đường tải lên, hỗ trợ chuẩn MPEG-1 ADSL2 có thể cung cấp băng thông tới 3Mbps cho đường tải xuống và 16Kbps cho đường tải lên, hỗ trợ 2 dòng MPEG-1 ADSL3 có thể cung cấp 6Mbps cho đường tải xuống và ít nhất 64Kbps cho đường tải lên, hỗ trợ chuẩn MPEG-2 Dịch vụ ADSL mà chúng ta hay

sử dụng hiện nay theo lý thuyết có thể cung cấp 8Mbos cho đường xuống và 2Mbps cho đường lên, tuy nhiên vì nhiều lý do từ phía các nhà cung cấp dịch vụ internet

(ISP) nên chất lượng dịch vụ sữ dụng ADSL tạo các đầu cuối của chúng ta thường

không đạt được như sự quảng cáo ban đầu

- RADSL (Rate-adaptive digital subcriber line) là một phiên bản của ADSL mà ở

đó các modem có thể kiểm tra đường truyền khi khởi động và đáp ứng hoạt động theo tốc độ nhanh nhất mà đường truyền có thể cung cấp RADSL còn được gọi là ADSL tốc độ biến đổi

II NỀN TẢNG THÔNG TIN SỐ LIỆU CHO ISDN :

1 Điện thoại số :

Chuyển mạch số đầu tiên được đưa vào sử dụng cào năm 1976 là N04ESS

(Electronic Switching System) của AT&T Kể từ đó, các chuyển mạch số vào các phương

tiện truyền dẫn số làm cho các thành phần của mạng hoạt động hiệu quả hơn và sẽ cung

cấp được nhiều dịch vụ hơn cho thuê bao Mạng số hợp nhất (IDN) là một mạng mả ở đó

tất cả các chuyển mạch, các trung kế giữa các tổng đài, các đường thuê bao, các máy điện thoại đã đề là số Một khi mạng đã chuyển sang dạng số thì đương nhiên mạng này có thể truyền được nhiều loại dịch vụ khác nhau

Tiếng nói của con người được chuyển sang dạng số bởi bộ CODEC (mã hóa và giải mã) Nếu bộ CODEC là một phần của chuyển mạch số thì tín hiệu truyền giữa đường dây

thuê bao và chuyển mạch là tín hiệu tương tự, còn nếu bộ CODEC nằm trong máy điện thoại thì tín hiệu truyền giữa máy điện thoại và chuyển mạch là tín hiệu số

Để truyền được nhiều kênh tiếng nói với tốc độ cao hơn trên một đường truyền dẫn

người ta sử dụng phương pháp TDM (Tine Dicision Multiplexing – ghép kênh phân chia

theo thời gian) Số lượng các kênh được ghép lại với nhau theo qui định của phân cấp số

Bảng phân cấp TDM tiêu chuẩn Bắc Mỹ

Bảng phân cấp TDM tiêu chuẩn Châu Âu

Để truyền được các tín hiệu số trên đường thuê bao, người ta bỏ các cuộn phụ tải và các đầu dây nhảy ra khỏi đường dây, Khi đó người ta gọi đó là đường dây thuê bao số (DSL) Để truyền song công qua DSL, người ta dùng một thiết bị gọi là bộ gạt hiện tượng dội tín hiệu Bộ gạt hiện tượng dội tín hiệu nhớ lại thông tin mà máy phát đã gửi đi và khử tín hiệu giống nó từ đường truyền đi vào

2 Các công nghệ chuyển mạch :

Công nghệ chuyển mạch kênh :

Trong trường hợp này, khi có hai thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh cố định và được duy trì cho đến khi một trong hau bên ngặt liên lạc Các dữ liệu chỉ được truyền theo đường cố định đó

Phương pháp chuyển mạch kênh có 2 nhược điểm chính: một là thời gian thiết lập kênh cố định giữa hai thực thể lâu, hai là hiệu suất sử dụng đường truyền không cao do

có lúc cả hai bên đều hết thông tin khong sử dụng đến kênh trong khi các thực thể khác lại không được phép sử dụng kênh truyền này

Công nghệ chuyển mạch gói :

Trong mạch này, thông tin được chia thành các gói tin (packet) có khuôn dạng định

trước, Mỗi gói tin có chứa các thông tin điều khiển trong đó có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của gói tin Các gói tin có thể được gửi qua mạng để tới được đích bằng nhiều đường khác nhau

Vấn đề của mạng loại này là việc tập hợp các gói tin lại để tạo lại thông báo ban đầu của khách hàng đặc biệt trong trường hợp các gói tin được truyền theo nhiều đường khác nhau Cần phải đặt cơ chế đánh dấu gói tin và phục hồi các gói tin bị thất lạc hoặc truyền

bị lỗi cho các nút mạng

III KHÁI NIỆM VỀ ISDN :

Mạng số tích hợp đa dịch vụ ISDN là một tập các giao thức chuẩn được định nghĩa

bởi tổ chức chuẩn quốc tế về Viễn thông ITU-T (CCITT), các giao thức này được tiếp

nhận như những chuẩn cho các nhà cung cấp dịch vụ trên toàn thế giới

ISDN tương thích với hệ thống mạng thoại truyền thống, trên một đôi dây đồng thông thường có thể truyền tải các tín hiệu thoại và phi thoại đồng thời Nó là mạng số hoàn hảo cho tất cả các ứng dụng và thiết bị hoạt động dựa trên tín hiệu số

ISDN phục vụ cho tất cả các loại hình thông tin như thoại, số liệu, âm thanh chất lượng cao, truyền hình, tín hiệu truyền trên mạng dưới dạng số tốc độ cao

ISDN có thể sử dụng nhiều thiết bị và nhiều số điện thoại trên cùng một đường dây.

Nó cho phép tối đa đến 8 máy thoại, fax hoặc máy tính có thể liên kết trên một kênh ISDN băng tần cơ sở (BRI~2B+D~128+16Kbps) và có thể đặt cho 8 số khác nhau

Một kênh cơ sở BRI có thể hỗ trợ đến 2 cuộc gọi đồng thời, có thể là thoại, fax hoặc kết nối PC thông qua một kênh ISDN Một kênh cơ sở BRI có thể hỗ trợ đến 2 cuộc gọi đồng thời, có thể là thoại, fax hoặc kết nối PC thông qua một kênh ISDN

Từ một kênh số ISDN, người dùng có thể thiết lập một cuộc gọi đến máy tương tự trên mạng PSTN và ngược lại Cả hai mạng được liên kết bằng các tổng đài của nhà cung cấp dịch vụ, tương tự như vậy với kết nối giữa mạng ISDN và mạng di động

Hình 1

IV CẤU HÌNH KẾT NỐI MẠNG ISDN :

Năm 1980, ITU-T giới thiệu cấu hình thuê bao của mạng ISDN, Khuyến nghị của ITU-T giao diện và giao thức chuẩn hóa dựa trên lớp, quy định cho mạng kết nối hệ thống truyền thông mở OSI Về cơ bản cấu trúc như sau:

Hình 2

ISDN

PC

Video

Số liệu Thoại

Trong sơ đồ hình 2, khối chức năng TE (Terminal Equipment) biểu thị thiết bị đầu

cuối của thuê bao TE có thể là mạng điện thoại, thiết bị multimedia, máy fax, máy vi tính PC…Những tín hiệu này nối từ thuê bao đến nhà khai thác thông qua một đôi dây đồng kép

Để kết nối giữa mạng tương tự hiện có với tổng đài ISDN, người ta lặp một khối kết

cuối mạng NT (Network Termination) tại đầu dây thuê bao và một khối kết cuối đường dây LT (Line Termination) Khối NT được phân thành khối nhỏ hơn NT1 và NT2 NT1

tương ứng với 1 lớp của hệ thống liên kết truyền thông mở OSI Nó bao hàm các phương tiện kết nối vật lý (điện hoặc từ) NT2 là chức năng phân cấp 2 và 3 trong mô hình OSI Các chức năng của NT2 là kết nối với các tổng đài cơ quan PBX và mạng cục bộ LAN Tùy theo các loại hình thuê bao đôi khi không cần đến khối NT2

Trong kết cấu thuê bao ISDN, các loại thuê bao kể trên là thuê bao TE1 và được kết nối với giao diện S ITU-T còn phân ra TE2 loại thiết bị đầu cuối có ký hiệu loại X nằm ngoài các loại trên TE2 được nối với mạng ISDN thông qua thiết bị thích ứng đầu cuối

TA (Terminal Adaptor) trên hình 2, thiết bị TE2 qua điểm R và khối thích ứng TA nối

với giao diện S hoặc T

Khối kết cuối đường đây LT được lắp đặt ngay trong giá máy của tổng đài ISDN, Hoạt động của LT cùng với NT đo các nhà sản xuất khác nhau tạo ra Để thực hiện kết nối giữa các khối LT và NT yêu cầu chúng phải có phần mềm thích hợp

Việc tiêu chuẩn hóa các thiết bị thuê bao tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển mạng truyền thông Các thiết bị thuê bao có giao diện tiêu chuẩn ISDN có thể nối tới tổng đài ISDN tại bất kỳ lúc nào và bất cứ đâu

V CÁC GIAO DIỆN CỦA ISDN: Có 2 loại: BRI & PRI

1 BRI ( Base Rate Interface ) :

BRI được định nghĩa theo chuẩn I.430 của ITU (International Telecommunication

Union) Bao gồm 2 kênh :

Kênh B thực hiện các dịch vụ ISDN qua mạng và truyền tin tức (thoại và phi thoại) giữa các người dùng Kênh B truyền độc lập cho các bits và truyền tại tốc độ 64Kbps và không cần biết các thông tin dạng bit truyền qua nó Nhiệm vụ của mạng

là tiếp nhận các bits được cung cấp bởi một người dùng tại một đầu cuối của kênh B

và gửi cúng đến người dùng bên kia kênh ISDN không hạn chế các kết nối các kênh

B giữa 2 loại giao diện BRI & PRI

Kênh D thực hiện dịch vụ ISDN giữa người dùng và mạng Nó giám sát sự liên quan giữa người và mạng, bao gồm :

 Các yêu cầu và trả lời được sử dụng khi người dùng thiết lập hoặc nhận một cuộc gọi

 Thông báo tiến trình cuộc gọi

 Thông báo người dùng nhóm cuộc gọi bị ngắt

 Thông báo lỗi khi không thiết lập được cuộc gọi

Kênh D hoạt động tại tốc độ 16Kbps với kênh BRI và 64Kbps với kênh PRI.

2 PRI ( Primary Rate Interface ) :

PRI : tương tự như BRI nhưng khác ở số lượng kênh.

Dịch vụ ISDN có khả năng cung cấp các giao diện trong đó chỉ sử dụng một số kênh Tại một số nước, khi người ta sử dụng giao diện sơ cấp, chỉ phải tính cước các kênh

B sử dụng thực tế Nếu người dùng không cần tất cả các kênh họ có thể yêu cầu không

kích hoạt một số kênh này, có nghĩa là tốc độ sơ cấp được phân đoạn (Fractional) Số

kênh người dùng có thể yêu cầu phụ thuộc vào chính sách của nhà cung cấp dịch vụ

Điều gì sẽ xảy ra nếu người dùng cố gắng dùng hơn số kênh mà họ thuê bao? Lúc

đó chính sách của mạng ISDN được thiết lập bởi nhà cung cấp dịch vụ sẽ can thiệp Khi người dùng muốn đặt cuộc gọi thông qua mạng ISDN thì gửi yêu cầu trong kênh D đến mạng Mạng sẽ đáp ứng yêu cầu này hoặc từ chối

Nếu sử dụng một kênh B, người dùng sẽ được đáp ứng, nếu yêu cầu tiếp cuộc gọi thứ 2 trong khi cuộc gọi đầu tiên vẫn hoạt động, mạng sẽ từ chối yêu cầu

Ngoài 2 kênh chính là B và D, còn có một số kênh khác : H

Kênh H để truyền thông tin với tốc độ cao hơn Các kênh H tạo nên băng tần tương đương với một nhóm kênh B

Kênh H0 tương đương với 6 kênh B với tốc độ 384Kbps

Kênh H1 có 2 mức :

 H11 = 4H0 = 24B có tốc độ 1,536Mbps (T1)

 H12 = 5H0 = 30B có tốc độ 1,920Mbps (E1)

Các kênh H2 đã đề nghị sẽ hoạt động trong khoảng 32-45Mbps.

 H21 có tốc độ 32,768Mbps (CEPT)

 H22 có tốc độ 43~45Mbos (Bắc Mỹ)

Kênh H4 có tốc độ 132~138,24Mbps.

VI CÁC KÊNH B &D :

1 Kênh B :

Kênh B thực hiện các dịch vụ ISDN qua mạng và truyền tin tức (thoại và phi thoại) giữa các người dùng,là kênh truyền độc lập cho các bits và truyền tại tốc độ 64Kbps Kênh B không cần biết các thông tin dạng bit truyền qua nó.Nhiệm vụ của mạng là tiếp nhận các bits được cung cấp bởi một người dùng tại một đầu cuối của kênh B và gửi chúng đến người dùng bên kia kênh

Trong một giao diện,kênh B được đánh số Trong giao diện cơ sở của chúng được đánh số 1&2; trong giao diện sơ cấp,chúng được đánh số từ 1 đến 30 (hoa875c 1 đến 23) Khi hai người dùng kết nối,không có sự liên quan giữa các kệnh tại các đầu cuối Người dùng có thể kết nối kênh B số 17 với kênh B số 2 ISDN chịu trách nhiệm quản lý sự liên quan này

Lưu ý rằng kênh số 17 chỉ tồn tại với kênh PRI, trong khi kênh 2 có thể tồn tại trên

cả kênh PRI và BRI Mạng ISDN không hạn chế các kết nối các kênh B giữa 2 loại giao diện BRI & PRI

Một kênh ISDN có đầu cuối, kênh B định giới hạn tại một người dùng, như vậy một kênh B kết nối chỉ 2 đầu cuối, không thể vận hành với mô hình dạng Y-shaped, có thể mô

tả kênh B là end-to-end

2 Kênh D :

Kênh D thực hiện dịch vụ ISDN giữa người dùng và mạng.Nó giám sát sự liên quan giữa người dùng và mạng, bao gồm :