Một Số Vấn Đề Về Ứng Dụng Giao Diện V5.2 Vào Mạng Viễn Thông

Năm 1994, ITU-T đ đã a ra định nghĩa giao diện V5.x là giao diện thuê bao số tiêu chuẩn Quốc tế giữa mạng truy nhập và tổng đài chủ dùng để hỗ trợ tổng đài cung cấp các dịch vụ viễn thôn

Lời nói đầu

Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của x hội thông tin,ãnhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông của con ngời ngày càng tăng, từ dịch

vụ điện thoại đến dịch vụ số liệu, hình ảnh, đa phơng tiện Bên cạnh đó, các công nghệ truy nhập mới đang làm thay đổi các phơng thức truy nhập truyền thống vào các dịch vụ viễn thông và sự phát triển năng động của các mạng truy nhập hứa hẹn những lợi ích to lớn cho nghành viễn thông cũng

nh cho khách hàng

Mạng truy nhập là những hệ thống truyền dẫn và ghép kênh ngày càng phức tạp đợc sử dụng trong khoảng giữa ngời sử dụng và các tổng đài của mạng viễn thông Để phát triển các mạng truy nhập một cách độc lập với các tổng đài chủ của chúng thì các giao diện mở đợc thực hiện thay vì tích hợp chúng vào trong tổng đài Đối với các dịch vụ thuê bao khác nhau, mạng truy nhập phải cung cấp các giao diện dịch vụ tơng ứng để chúng có thể nối với tổng đài chủ

Năm 1994, ITU-T đ đã a ra định nghĩa giao diện V5.x là giao diện thuê bao số tiêu chuẩn Quốc tế giữa mạng truy nhập và tổng đài chủ dùng

để hỗ trợ tổng đài cung cấp các dịch vụ viễn thông băng hẹp và tăng bán kính phục vụ của tổng đài, nó có thể đồng thời hỗ trợ nhiều dịch vụ truy nhập thuê bao V5.x quy định các giao thức thuộc lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng để kết nối tổng đài và thuê bao thông qua mạng truy nhập V5.x có cấu trúc của một giao diện mở nhằm đáp ứng yêu cầu của khách hàng truy nhập vào mạng PSTN, ISDN, Internet, mạng riêng,… Giao diện V5.x không bị giới hạn trong bất kỳ một công nghệ truy nhập nào Ngoài ra giao diện V5.x có khả năng sử dụng để kết nối giữa các mạng viễn thông của các nhà khai thác khác nhau

Giao diện V5.x có hai dạng là V5.1 và V5.2 Giao diện V5.1 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh tĩnh Giao diện V5.2 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh động và tập trung lu lợng Giao diện V5.2 hoàn toàn

có đầy đủ các phần giống giao diện V5.1 cộng thêm nhiều tính năng điều khiển, bảo vệ, hỗ trợ các giao thức phòng vệ V5.2 có thể điều khiển từ 1

đến 16 luồng 2048kbit/s, trong khi đó giao diện V5.1 chỉ có 1 luồng 2048kbit/s duy nhất

Đến nay nhiều h ng chỉ đã a ra giao diện V5.2 trong các thiết bị của họ

và nhiều nớc cũng chỉ yêu cầu sử dụng giao diện V5.2 hỗ trợ chức năng tập trung lu lợng Vì vậy đối với Việt Nam về lâu dài nên định hớng sử dụng giao diện V5.2 cho các ứng dụng phát triển mạng truy nhập

Vì vậy, em đ chọn đề tài: ã “Một số vấn đề về ứng dụng giao diện V5.2 vào mạng viễn thông” cho đồ án tốt nghiệp Trong khuôn khổ của đề tài em chỉ xin đợc trình bày chủ yếu về giao diện V5.2 trong mạng truy nhập Trong đó, sẽ trình bày chi tiết về hai giao thức là Giao thức kết nối kênh tải và Giao thức bảo vệ tạo nên các đặc trng chính cho giao diện V5.2 trong quá trình hoạt động Các giao thức còn lại đợc đề cập mang tính chất giới thiệu tổng quát.

Nội dung chính của đề tài bao gồm 3 chơng nh sau:

 Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.2

 Chơng 2: Giao diện V5.2

 Chơng 3: Giao thức kết nối kênh tải và Giao thức bảo vệ

Chơng 1 Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Với sự phát triển của công nghệ và yêu cầu ngày càng cao về dịch vụ của khách hàng, mạng truy nhập đang là vấn đề đợc các nhà cung cấp viễn thông đặc biệt quan tâm.

Cho đến nay đ có nhiều h ng đầu t ã ã nghiên cứu, sản xuất hệ thống thiết

bị truy nhập số nhằm đa ra giải pháp mạng truy nhập tích hợp và có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ: thoại, ISDN tốc độ cơ bản (2B+D), ISDN tốc

độ sơ cấp (30B+D), truy nhập Internet tốc độ cao, Tuy nhiên, vấn đề đặt ra…

cho các nhà khai thác cũng nh các h ng cung cấp thiết bị truy nhập là làm thế ã nào có thể kết nối một cách có hiệu quả nhất giữa hệ thống thiết bị truy nhập với các tổng đài chủ của mạng viễn thông.

Giao diện số V5.x chuẩn ra đời cho phép bất kỳ hệ thống thiết bị truy nhập nào hỗ trợ giao diện V5.x chuẩn có thể kết nối đợc với bất kỳ tổng đài chủ nào cũng hỗ trợ giao diện V5.x chuẩn.

Do đó, trong chơng 1 sẽ giới thiệu các vấn đề sau:

 Tổng quan về mạng truy nhập.

 Lợi ích của việc phát triển mạng truy nhập.

 Giới thiệu chung về giao diện V5.1 và giao diện V5.2.

1.1 Tổng quan về mạng truy nhập

1.1.1 Vị trí của mạng truy nhập trong mạng viễn thông

Mạng truy nhập nằm ở vị trí cuối của mạng viễn thông, trực tiếp đấu nối với thuê bao, bao gồm tất cả các thiết bị và đờng dây đợc lắp đặt giữa điểm dịch vụ (tổng đài nội hạt) với thiết bị đầu cuối của thuê bao Với sự ra đời của mạng truy nhập, mạng viễn thông sẽ gồm 2 thành phần: mạng lõi (core network) và mạng truy

nhập (access network), cả 2 thành phần này đều nằm dới một mạng quản lý viễn thông TMN chung.

Mạng quản lý viễn thông (TMN)

Mạng truy nhập (AN)

Mạng lõi (PSTN,ISDN)

UNI : Giao diện người sử dụng – mạng truy nhập

SNI : Giao diện mạng truy nhập – mạng lõi

Q : Giao diện quản lý

PSTN : Mạng điện thoại công cộng

ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ

Hình 1.1: Vị trí của mạng truy nhập trong mạng viễn thông

Mạng lõi bao gồm các tổng đài (tổng đài nội hạt và tổng đài transit) và các

hệ thống truyền dẫn liên đài dung lợng lớn nhằm cung cấp các dịch vụ cho ngời sử dụng thông qua các điểm dịch vụ (các tổng đài nội hạt)

Mạng truy nhập nằm giữa ngời sử dụng dịch vụ viễn thông và điểm dịch vụ

của mạng để truyền tải các dịch vụ sẵn có từ điểm cung cấp dịch vụ tới ngời sử dụng Nếu nhìn từ mạng truy nhập thì các tổng đài (quốc tế, chuyển tiếp quốc gia và nội hạt) thuộc về mạng lõi của mạng viễn thông, năng lực của mạng lõi quyết định các dịch vụ mà mạng truy nhập có thể cung cấp đến ngời sử dụng, bản thân mạng truy nhập không sinh ra các dịch vụ mới

Mạng truy nhập giao tiếp với bên ngoài thông qua 3 loại giao diện:

 Giao diện ngời sử dụng – mạng truy nhập (UNI): cần thiết để hỗ trợ việc truy nhập của các loại hình dịch vụ, phụ thuộc vào loại dịch vụ do mạng truy nhập cung cấp UNI chia thành 2 loại: độc lập và dùng chung UNI dùng chung là chỉ một UNI có thể đảm nhiệm nhiều node dịch vụ, mỗi một truy nhập logic thông qua SNI khác nhau nối với node dịch vụ khác nhau

UNI chủ yếu bao gồm giao diện điện thoại tơng tự POTS, giao diện ISDN tốc độ nhóm cơ bản (2B+D), giao diện ISDN tốc độ nhóm sơ cấp (30B+D), giao diện thuê kênh tơng tự loại 2 dây, giao diện thuê kênh tơng tự loại 4 dây, giao diện trung kế tơng tự, giao diện trung kế số E1, giao diện V24, giao diện CATV (RF),…

 Giao diện mạng truy nhập – mạng lõi (SNI): đối với các dịch vụ thuê bao khác nhau phải cung cấp giao diện dịch vụ tơng ứng để chúng có thể nối với tổng đài chuyển mạch Giao diện thuê bao của tổng đài chuyển mạch có giao diện tơng tự (giao diện Z) và giao diện số (giao diện V) Để thích ứng với nhiều môi trờng truyền dẫn trong mạng truy nhập, phối hợp với nhiều loại hình truy nhập và nhiều loại dịch vụ truy nhập thì giao diện V đã phát triển từ giao diện V1 đến giao diện V5 Trong đó giao diện V5 là giao diện V5 số tiêu chuẩn quốc tế của tổng đài chuyển mạch số nội hạt, nó có thể đồng thời hỗ trợ nhiều dịch vụ truy nhập thuê bao.

Giao diện tơng tự của SNI (giao diện Z) ứng với giao diện tơng tự âm tần 2 dây của UNI, có thể cung cấp dịch vụ điện thoại thông thờng hoặc dịch

vụ thuê kênh tơng tự Giao diện số của SNI gồm có giao diện V5.1, giao diện V5.2 và các loại giao diện số đối với hệ thống chuyển mạch hoặc các loại giao diện đối với các dịch vụ băng rộng

 Giao diện quản lý Q: là giao diện tiêu chuẩn để kết nối các bộ phận của mạng viễn thông đến hệ thống quản lý mạng viễn thông TMN Là một bộ phận của mạng viễn thông, quản lý mạng truy nhập cũng phải phù hợp với chính sách của TMN nói chung Mạng truy nhập thông qua giao diện Q nối với TMN để TMN thực hiện chức năng quản lý và phối hợp với mạng truy nhập, từ đó cung cấp loại truy nhập cần thiết cho thuê bao và khả năng chịu tải của mạng truy nhập

1.1.2 Cấu trúc mạng truy nhập

Mạng truy nhập trớc hết phải có khả năng hỗ trợ các dịch vụ cơ bản do tổng

đài cung cấp nh thoại, fax và các dịch vụ gia tăng khác của tổng đài nh chuyển tiếp cuộc gọi, chặn cuộc gọi, gọi ba bên, Nói cách khác là đối với các dịch vụ do tổng…

đài cung cấp, mạng truy nhập phải có tính trong suốt

Ngoài ra, mạng truy nhập cần có khả năng hỗ trợ các dịch vụ khác nh ISDN PRI (Primary Rate Interface) và ISDN BRI (Basic Rate Interface), hỗ trợ kết nối PABX, dịch vụ kênh thuê riêng cố định và bán cố định, phải có khả năng mở rộng

để hỗ trợ các dịch vụ trong tơng lai

Trong các mạng nội hạt truyền thống, vùng phục vụ của mỗi tổng đài thờng

có bán kính khoảng 4 – 8 km Vì có giới hạn về mặt địa lý này mà dung lợng của tổng đài thờng hạn chế trong khoảng 5000 đến 20.000 thuê bao Điều này tạo ra nhu cầu về một số lợng lớn các tổng đài nhỏ trong khu vực có mật dộ dân c lớn và

do đó hiệu quả sử dụng thấp

Cấu trúc mạng hiện đại hớng tới việc sử dụng một số ít các tổng đài dung ợng lớn phục vụ các khu vực thành thị hay ngoại thành Với mạng truy nhập sử dụng truyền dẫn cáp quang hay vi ba, bán kính của khu vực phục vụ có thể tăng lên

l-đến hơn 30km với số thuê bao từ 100.000 l-đến 200.000

Cấu trúc mạng truy nhập có thể đợc mô tả nh hình 1.2 Tổng đài nội hạt sẽ là nơi giao tiếp với mạng PSTN/ISDN và là nơi cung cấp cho thuê bao các loại dịch vụ

TMN

SNI

UNI Tổng đài PBX

Điểm truy nhập mạng

Mạng truy nhập có thể chia thành 3 phần chính:

 Phần mạng truy nhập giao tiếp với tổng đài nội hạt đợc gọi là kết cuối tổng

đài, phần này đặt tại tổng đài Các kết cuối này đợc kết nối với tổng đài thông

qua các giao diện tiêu chuẩn nh giao diện V5.x (hoặc giao diện riêng của nhà cung cấp nếu tổng đài và mạng truy nhập của cùng một nhà cung cấp thiết bị)

Đây là phần quan trọng nhất trong cấu trúc mạng truy nhập Các giao diện truy nhập tiêu chuẩn cho phép thiết bị truy nhập của các nhà cung cấp khác nhau có thể cùng làm việc trên một mạng

 Tại đầu xa của mạng là các điểm truy nhập mạng Điểm truy nhập mạng có

chức năng kết nối với các thuê bao sử dụng các dịch vụ khác nhau thông qua các giao diện tơng ứng với từng loại dịch vụ Các điểm truy nhập mạng đợc kết nối với kết cuối tổng đài và kết nối với nhau thông qua mạng truyền dẫn Mạng truyền dẫn này có thể có cấu hình linh hoạt nh điểm nối điểm, điểm nối đa

điểm (hình sao tích cực hay thụ động), có thể là cấu hình vòng (ring), cấu hình chuỗi và có thể sử dụng nhiều công nghệ truyền dẫn khác nhau Nếu mạng truy nhập sử dụng phơng thức truy nhập vô tuyến (nh viba) thì đợc gọi là truy nhập vô tuyến

 Môi trờng kết nối thuê bao phục vụ cho kết nối cuối cùng từ thuê bao đến

mạng truy nhập Kết nối này có thể dựa trên các môi trờng truyền dẫn khác nhau, có thể là vô tuyến( hệ thống thuê bao vô tuyến cố định WLL), có thể là hữu tuyến sử dụng đôi dây đồng hay cáp quang Các công nghệ truyền dẫn khác nhau đợc sử dụng trên kết nối này tuỳ theo nhu cầu về dịch vụ của khách hàng và tuỳ theo từng hệ thống cụ thể của các nhà sản xuất Hiện nay có nhiều giải pháp công nghệ đợc đa ra để nâng cao dung lợng truyền dẫn của đôi dây

đồng nhằm cung cấp các dịch vụ mới đòi hỏi băng tần rộng Các công nghệ ờng dây thuê bao số xDSL đợc sử dụng cho mụch đích trên là HDSL, ADSL, VDSL, Cáp đồng vẫn sẽ đ… ợc tận dụng ở phần môi trờng kết nối

đ-1.1.3 Các công nghệ chủ yếu của mạng truy nhập

Từ thập kỷ 80 của thế kỷ 20, trên thế giới đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu, thực hiện đối với mạng truy nhập Nhng do những nguyên nhân nh nhu cầu của thuê bao, kỹ thuật nén tín hiệu, giá thành đầu t làm cho sự phát triển mạng truy nhập t-

ơng đối chậm Bớc vào thập kỷ 90, cùng với sự hoàn thiện của công nghệ truyền dẫn đồng bộ số (SDH), bắt đầu thơng mại hoá phơng thức truyền không đồng bộ ATM, mạng đờng trục đờng dài và mạng trung kế ngày càng hoàn thiện, đồng thời thuê bao yêu cầu các loại dịch vụ ngày cang đa dạng, các công nghệ mới của mạng truy nhập không ngừng xuất hiện Trên thế giới, nhiều quốc gia bắt đầu tiến hành các thử nghiệm cùng một lúc truyền thông hình ảnh, số liệu, điện thoại và đẩy mạnh việc sử dụng với quy mô lớn Từ đó thúc đẩy nhanh tiến trình triển khai và ứng dụng mạng đa dịch vụ băng rộng

Cùng thời gian này, cũng đã xuất hiện nhiều công nghệ mới nh:

3 Hệ thống truy nhập trên cơ sở cáp đồng xoắn đôi: xuất hiện kỹ thuật mới nh

hệ thống tăng dung lợng thuê bao trên đôi dây đồng; hệ thống mạch vòng thuê bao số tốc độ bit cao (HDSL); hệ thống mạch vòng số không đối xứng (ADSL); …

3 Hệ thống truy nhập trên cơ sở cáp quang: cáp quang đến khu vực (FTTZ), cáp quang đến vỉa hè (FTTC), cáp quang đến toà nhà (FTTB) và cuối cùng là cáp quang đến từng thuê bao (FTTH) Ngoài ra còn có cả mạng truy nhập hỗn hợp cáp quang/cáp đồng trục

3 Về truy nhập vô tuyến: có kỹ thuật vi ba điểm-đa điểm, kỹ thuật di động tổ ong, thông tin vệ tinh,…

Nh vậy, mạng truy nhập có thể chia thành mạng truy nhập hữu tuyến và mạng truy nhập vô tuyến Mạng truy nhập hữu tuyến gồm có mạng truy nhập cáp

đồng, mạng truy nhập cáp quang và mạng truy nhập hỗn hợp cáp quang/cáp đồng trục Mạng truy nhập vô tuyến gốm có mạng truy nhập vô tuyến cố định và mạng truy nhập vô tuyến di động (bảng 1.1)

Mạng

truy

nhập

Mạng truy nhập hữu tuyến

Mạng truy nhập dây

Mạng truy nhập sợi quang

Cáp quang đến vỉa hè (FTTC)Cáp quang đến toà nhà (FTTB)Cáp quang đến thuê bao (FTTH)Mạng truy nhập hỗn hợpCáp quang/cáp đồng trục (HFC)

Mạng truy nhập vô

tuyến

Mạng truy nhập vô

tuyến cố

định

Vi ba Điểm - đa điểm (DRMA)

truy nhập vô tuyến cố định (FWA)

Vệ tinh Trạm VSAT

Vệ tinh quảng bá trực tiếpMạng

truy nhập di

động

Điện thoại không dây

Điện thoại di động tổ ongNhắn tin vô tuyến

Điều Độ nhómMạng

truy nhập tổng hợp

Hữu tuyến + vô tuyến

Bảng 1.1: Phân loại hệ thống truyền dẫn mạng truy nhập

Các phơng thức cụ thể thực hiện với nhiều kỹ thuật, mỗi loại có đặc điểm riêng Chẳng hạn khi sử dụng truy nhập hữu tuyến thì chủ yếu có một số giải pháp

kỹ thuật sau:

thông qua công nghệ xử lý tín hiệu số tiên tiến để nâng cao dung lợng truyền dẫn của đôi dây đồng xoắn, cung cấp biện pháp truy nhập các loại dịch vụ cho thuê bao; dùng thiết bị kiểu mới phát huy tiềm năng truy nhập dịch vụ mới

phân phối tới thuê bao, áp dụng một phơng thức tiến dần đến cáp quang hoá

đến tận nhà thuê bao

1.1.4 Một số cấu trúc mạng truy nhập

Mạng truy nhập có cấu hình linh hoạt, sử dụng các phơng thức truyền dẫn khác nhau trong hệ thống phân phối truy nhập và hệ thống kết nối thuê bao Tuỳ thuộc vào các loại hình dịch vụ đợc hỗ trợ trên mạng và loại lu lợng mà có thể sử

dụng cáp quang, viba, các đờng dây thuê bao số (xDSL), cáp đồng trục Cấu hình mạng có thể là mạng vòng, điểm nối điểm, điểm nối đa điểm, dạng tuyến tính,…

1.1.4.1 Cấu trúc của các hệ thống truyền dẫn dây đồng

ϖ Cấu trúc mạng truy nhập thuê bao điện thoại truyền thống: (hình 1.3)

Hộp phân dây



Thuê bao 1Thuê bao n

Hình 1.3: Mạng truy nhập thuê bao điện thoại truyền thống

Dây dẫn

Dây dẫn

Cấu trúc của mạng truy nhập thuê bao điện thoại truyền thống này có các đặc

điểm sau đây:

+ Căn cứ vào khu vực phục vụ của tổng đài điện thoại khác nhau mà chiều dài của đôi dây xoắn từ tổng đài điện thoại đến thuê bao cũng rất khác nhau, từ vài chục mét đến hàng chục km nhng nói chung trong khoảng 3 đến 4 km.+ So với dây trung kế giữa các tổng đài thì đờng kính của dây nhỏ hơn, thông thờng đờng kính dây trong mạng này là 0,4 mm đến 0,5 mm

+ Khu vực phân bố của mạng rộng, diện tích lớn

+ Đờng kính của một số đôi dây từ tổng đài điện thoại đến thuê bao có thể không giống nhau

ϖ Cấu trúc hệ thống đờng dây thuê bao số tốc độ cao HDSL: (hình 1.4)

HDSL Thiết bị

đầu xa NTU

Đầu cuối thuê bao

Đầu cuối thuê bao(2 hoặc 3 đôi)

ϖ Cấu trúc hệ thống đờng dây thuê bao số không đối xứng ADSL:

Hệ thống cũng dùng đôi dây xoắn làm môi trờng truyền dẫn nhng đã áp dụng công nghệ tiên tiến để nâng cao tốc độ truyền dẫn, có thể cung cấp cho thuê bao dịch vụ băng rộng một chiều (nh HDTV), dịch vụ số liệu tốc độ trung bình kiểu trao

đổi và dịch vụ thoại thông thờng Ưu điểm chủ yếu nhất của ADSL so với HDSL là

có thể truyền dẫn dịch vụ băng rộng, cung cấp sự phục vụ cho thuê bao phân tán đã

có sẵn dây điện thoại thông thờng muốn có dịch vụ truyền hình băng rộng Cấu trúc

ADSL Thiết bị tram cuối

Đầu cuối thuê bao

Đầu cuối thuê bao

64 – 384 kb/s

1,5 – 6 Mb/s

Hình 1.5: Cấu trúc hệ thống ADSL 1.1.4.2 Cấu trúc cơ bản mạng truy nhập cáp quang

Mạng truy nhập cáp quang là trong mạng truy nhập dùng môi trờng truyền dẫn chủ yếu là cáp sợi quang để thực hiện truyền dẫn thông tin Nó không phải là

hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang truyền thống mà là dựa vào mạng truy nhập để thiết kế mạng truyền dẫn cáp quang đặc biệt

Trong mạng truy nhập cáp quang sử dụng tín hiệu quang truyền dẫn chủ yếu trên môi trờng là cáp quang, còn thông tin trao đổi của tổng đài chuyển mạch và thông tin nhận đợc của thuê bao đều là tín hiệu điện Vì vậy ở phía tổng đài phải bến đổi điện/quang (E/O) và ở phía mạng quang (ONU) phải biến đổi quang/điện (O/E) mới có thể thực hiện truyền dẫn tín hiệu quang nh hình 1.6 Phần mạng quang có thể có cấu trúc vòng, điểm-điểm, điểm-đa điểm, Trong đó có thể sử…dụng các bộ chia quang tạo ra mạng quang tích cực PON

Quang

Hình 1.6: Sơ đồ khối mạng truy nhập sợi quang

Đặc điểm chính của mạng truy nhập cáp quang là:

+ Có thể truyền dẫn dịch vụ băng rộng, có chất lợng truyền dẫn tốt và độ tin cậy cao

+ Đờng kính của mạng tơng đối nhỏ, có thể không cần bộ khuyếch đại hay bộ lặp, nhng do thuê bao rất nhiều nên phải phân phối công suất quang và có khả năng phải áp dụng bộ khuyếch đại quang để bù công suất

+ Giá thành đầu t lớn, quản lý mạng tơng đối phức tạp, cấp điện đầu xa tơng

đối khó khăn

+ Phạm vi ứng dụng của mạng rất rộng lớn.

1.1.4.3 Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến

Truy nhập vô tuyến là phơng thức dùng toàn bộ hay một phần vô tuyến từ giao diện node dịch vụ đến đầu cuối thuê bao Tức là sử dụng vệ tinh, vi ba làm ph-

ơng tiện truyền dẫn cung cấp các dịch vụ cho thuê bao

Mạng truy nhập vô tuyến bao gồm hai loại lớn là mạng truy nhập vô tuyến cố

định và mạng truy nhập di động Mạng truy nhập vô tuyến cố định chủ yếu là phục

vụ cho thuê bao có vị trí cố định hoặc thuê bao di động chỉ trong phạm vi rất hẹp

Đầu cuối thuê bao chủ yếu là máy điện thoại, máy fax hoặc máy vi tính, Mạng…truy nhập di động phục vụ cho thuê bao trong khi di chuyển, thuê bao có vị trí di

động Đầu cuối thuê bao gồm máy cầm tay, máy xách tay và máy đặt trên xe

ϖ Truy nhập vô tuyến cố định: FWA (Fixed-Wireless Access)

Cấu hình hệ thống của hệ thống truy nhập vô tuyến cố định nh hình 1.7

Bộ điều khiển

Trạm gốc kết nối 1 Thiết bị

thuê bao

Trung tâm

điều hành bảo dưỡng

Trạm gốc

Thiết bị kết nối nhiều thuê bao

Hình 1.7: Cấu hình hệ thống của hệ thống truy nhâp vô tuyến cố định

Um: giao diện vô tuyến

I: giao diện nội bộ

Tổng đài

Các khối chức năng của hệ thống nh sau:

Thiết bị kết nối đầu cuối thuê bao cố định: cung cấp giao diện tiêu chuẩn đầu

cuối điện thoại, fax, điều chế và giải điều chế cho thuê bao Nó nối với giao diện vô tuyến thông qua trạm gốc, dịch vụ và chức năng mà hệ thống chuyển mạch có thể cung cấp cho thuê bao đầu cuối

Trạm gốc: bộ điều khiển điều khiển thiết bị thu phát vô tuyến phục vụ một

hoặc nhiều khu vực nhỏ của cùng một địa chỉ trạm của trạm gốc Thông qua giao diện vô tuyến để cung cấp và cố định kênh vô tuyến giữa các thiết bị kết nối đầu cuối thuê bao cố định

Bộ điều khiển: có thể gồm nhiều bộ phận Chức năng của nó là cung cấp giao

diện với trạm gốc, phía mạng và OAM Bộ điều khiển cung cấp chức năng điều

khiển kênh vô tuyến và giám sát đo thử trạm gốc, hoàn thành chuyển tiếp của tổng

đài Giữa trạm gốc với bộ điều khiển có thể căn cứ vào sự phân bố thuê bao, vị trí

địa lý, độ tin cậy của mạch vòng để lựa chọn tổ chức mạng truyền dẫn theo hình sao, hình cây, hình vòng

Trung tâm điều hành bảo dỡng: phụ trách điều hành và bảo dỡng toàn bộ

thiết bị hệ thống truy nhập vô tuyến Quản lý mạng là điều hành mạng lới thờng ngày, đồng thời cung cấp số liệu và thống kê cho quản lý và quy hoạch mạng

ϖ Hệ thống thông tin di động toàn cầu: GSM (Global System for Mobile)

GSM là hệ thống thông tin di động tổ ong số, nó là một phơng thức ứng dụng truy nhập di động Trong đó nó chia một khu vực phục vụ nào đó thành nhiều khu vực nhỏ có hình lục giác đều Nếu ghép những hình lục giác đều này lại với nhau sẽ

có hình dạng giống với tổ ong

Cấu trúc hệ thống GSM nh hình 1.8, trong đó bao gồm hệ thống con mạng

l-ới (NSS), hệ thống con trạm gốc (BSS) và trạm di động (MS)

+ Trạm di động MS là thiết bị đầu cuối mà thuê bao sử dụng, nó bao gồm điện thoại di động, thiết bị đầu cuối và bộ phối hợp đầu cuối để cung cấp các dịch vụ gia tăng

+ BSS bao gồm: bộ điều khiển trạm gốc (BSC), máy thu phát trạm gốc (BTS) và trung tâm điều hành bảo dỡng (OMC-R)

+ NSS bao gồm: tổng đài di động (MSC), bộ lu giữ vị trí khách (VLR), bộ lu giữ

vị trí chủ (HLR), trung tâm kiểm chứng (AUC), bộ lu giữ nhận biết thiết bị (EIR), trung tâm điều hành bảo dỡng (OMC-S), trung tâm dịch vụ tin ngắn (SC)

1.2 Lợi ích của việc phát triển mạng truy nhập

Phần mạng giao tiếp trực tiếp với khách hàng hiện nay là các mạng cáp đồng nội hạt, bán kính vùng phục vụ của một tổng đài bị hạn chế do khả năng truyền tín hiệu của cáp đồng Tại các thành phố lớn, vì lý do an toàn mà dung lợng tổng đài không thể quá lớn, điều này tạo ra nhu cầu về một số lợng lớn các tổng đài (node chuyển mạch) trong khu vực có mật độ dân c cao làm cho hiệu quả khai thác thấp Còn ở các cấp dới của mạng do mật độ thuê bao không cao, dung lợng của tổng đài (hay node chuyển mạch) thờng hạn chế trong khoảng vài trăm đến vài nghìn thuê bao, số điểm cần phục vụ lại nhiều Điều này cũng tạo nên số lợng lớn các tổng đài

độc lập, việc kết nối các tổng đài độc lập này cũng góp phần làm tăng số cấp của mạng

Mạng cáp đồng hiện tại không thể thoả mãn nhu cầu đang phát triển nhanh chóng về các dịch vụ mới nh các dịch vụ băng rộng.

Trong điều kiện công nghệ phát triển, trình độ quản lý nâng cao, các nhà khai thác đòi hỏi:

3 Tăng bán kính phục vụ của một node chuyển mạch

3 Sẵn sàng cung cấp các dịch vụ mới (kể cả dịch vụ băng rộng) trên cùng một hạ tầng mạng

3 Giảm chi phí quản lý, khai thác mạng

Cùng với sự phát triển của công nghệ và yêu cầu ngày càng cao về dịch vụ của khách hàng, mạng truy nhập ra đời nhằm đáp ứng các đòi hỏi trên

Việc phát triển mạng truy nhập không chỉ giúp các nhà khai thác hiện nay có thể lựa chọn rộng rãi hơn về các nhà cung cấp tiềm năng và các loại công nghệ, mà những công nghệ và giao tiếp mới còn cho phép các nhà khai thác mới tham gia vào thị trờng vốn bị chi phối bởi các nhà khai thác truyền thống Điều này cũng thúc

đẩy việc phát triển các dịch vụ mới đợc hỗ trợ bởi các công nghệ mới

Sự phát triển mạnh mẽ của mạng truy nhập cũng hứa hẹn lợi ích to lớn cho nền công nghiệp viễn thông và các khách hàng

ϖ Về dịch vụ:

Các dịch vụ do mạng truy nhập hỗ trợ bao gồm:

– Các dịch vụ cơ bản: thoại, fax và các dịch vụ gia tăng khác nh chuyển tiếp cuộc gọi, chặn cuộc gọi, gọi ba bên,…

– Các dịch vụ tiên tiến: ISDN PRIvà ISDN BRI, kết nối PABX, dịch vụ kênh thuê riêng cố định và bán cố định

– Các loại dịch vụ mới trong tơng lai nh VoD, CATV, các ứng dụng multimedia, truy nhập internet băng rộng,…

Mạng truy nhập cho phép đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng

về dịch vụ mới cả loại hình dịch vụ lẫn giải thông (VoD, CATV, các dịch vụ

multimedia, kết nối LAN, WAN, ) Mạng cáp đồng hiện tại không thể thoả mãn…nhu cầu đang phát triển nhanh chóng về các dịch vụ mới ( nh các dịch vụ băng rộng) và các mục tiêu về truy nhập đa dịch vụ Các dịch vụ mới này đòi hỏi phải có các kết nối có chất lợng thoại cao, ít nhiễu; có khả năng hỗ trợ truyền số liệu và băng tần cao mà chỉ có mạng truy nhập mới có khả năng đảm bảo Việc phát triển các dịch vụ mới cũng trở nên dễ dàng hơn bằng cách thêm các loại card mới và phát triển phần mềm tơng ứng.

ϖ Về đầu t phát triển và chi phí khai thác:

Mạng truy nhập chiếm khoảng một nửa tổng chi phí đầu t của toàn bộ mạng viễn thông, do đó tính kinh tế của việc triển khai mạng truy nhập là rất quan trọng Trong cấu trúc mạng nội hạt hiện đại sẽ có số lợng tổng đài ít hơn và có dung lợng cao hơn so với mạng hiện tại Mạng truy nhập cho phép triển khai dịch vụ một cách nhanh chóng, tạo ra khả năng tích hợp dịch vụ

Việc áp dụng mạng truy nhập cũng cho phép giảm giá thành thiết bị, nhà trạm, giá thành lắp đặt, bảo dỡng và khai thác, tăng hiệu quả đầu t

Việc xây dựng mạng truy nhập quang góp phần thực hiện chiến lợc cáp quang hoá tới nông thôn, phát huy hiệu quả tổng hợp, tăng chất lợng phục vụ và hiện đại hoá mạng lới

ϖ Về quản lý mạng:

Mạng truy nhập có hệ thống quản lý để có thể hoạt động ổn định với các khả năng khắc phục lỗi, chuẩn đoán và sửa chữa tốt Việc quản lý mạng có thể tiến hành tập trung, do đó giảm chi phí khai thác, quản lý hệ thống, quản lý dịch vụ Ngoài ra, với giao diện Q, mạng truy nhập có thể đợc kế nối vào mạng quản lý viễn thông TMN

1.3 Giao diện V5.x

1.3.1 Khái quát

Giao diện V5.x là giao diện giữa mạng truy nhập và tổng đài chủ dùng để hỗ trợ tổng đài (hay các node cung cấp dịch vụ) cung cấp các dịch vụ viễn thông băng hẹp và tăng bán kính phục vụ của tổng đài

V5.x quy định các giao thức thuộc lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng

để kết nối tổng đài và thuê bao thông qua mạng truy nhập V5.x có cấu trúc của một giao diện mở nhằm đáp ứng yêu cầu của khách hàng truy nhập vào mạng PSTN, ISDN, Internet, mạng riêng,…

Giao diện V5.x không hạn chế bất kỳ một công nghệ hoặc phơng tiện truy nhập nào, nó có khả năng đợc ứng dụng trong nhiều phơng thức truy nhập thuê bao

nh DLC, RLC, PON Đây là một chuẩn quốc tế có xu hớng đợc nhiều nhà sản xuất quốc tế tuân thủ do hiệu quả kết nối giữa các điểm cung cấp dịch vụ và mạng truy nhập

Độ phức tạp của giao diện V5.x là do phải đáp ứng nhiều yêu cầu cơ bản riêng rẽ Để giảm độ phức tạp trong chừng mực có thể thì cần thiết phải xoá bỏ các chức năng không cần thiết Điều này đã trở thành mối quan tâm chính đối với các tổ chức biên soạn tiêu chuẩn Một kết quả của việc trên là các âm báo hiệu đợc truyền qua giao diện V5.x một cách trong suốt, còn việc tạo ra và nhận biết chúng là trách nhiệm của tổng đài chủ chứ không phải của mạng truy nhập

Dựa trên quan điểm giao tiếp, giao diện V5.x có 2 chuẩn là V5.1 và V5.2 Việc sử dụng các giao diện V5.1 và V5.2 sẽ đợc lựa chọn tuỳ theo yêu cầu thực tế

Hiện nay, tiêu chuẩn V5.x đợc quy định khá chi tiết do các tổ chức tiêu chuẩn trên thế giới biên soạn Cả ITU và Châu Âu đều có tiêu chuẩn cho giao diện V5:

+ ITU: G964 – tiêu chuẩn V5.1 (ban hành 6/1994)

G965 – tiêu chuẩn V5.2 (ban hành 3/1995)

+ Châu Âu: ETSI 300-324-1 – chuẩn V5.1 (ban hành 1/1994)

ETSI 300-347-1 – chuẩn V5.1 (ban hành 11/1994)

Tại Mỹ, tiêu chuẩn TR 303 (tiêu chuẩn của Bell Core) sử dụng tơng đơng nh giao diệnV5.2 tại Châu Âu

Về nội dung, tiêu chuẩn V5 của ITU và ETSI không khác nhau nhiều, tiêu chuẩn ETSI đầy đủ hơn một số chi tiết nhất là phần giao thức PSTN Đến năm 1997, bản bổ xung của ETSI về V5.1 và V5.2 có thêm nhiều chi tiết mới và rõ ràng hơn so với bản tiêu chuẩn của ITU

Trên mạng viễn thông Việt Nam hiện nay chủ yếu sử dụng các thiết bị tuân theo tiêu chuẩn Châu Âu, hơn nữa do bản tiêu chuẩn V5 của ETSI chi tiết và rõ ràng hơn nên Việt Nam sử dụng tiêu chuẩn ETSI của Châu Âu cho V5 là phù hợp

1.3.2 So sánh giao diện V5.1 và giao diện V5.2

Một số đặc tính chính của giao diện V5.1 và giao diện V5.2 đợc so sánh theo bảng 1.2

Giao diện V5.1 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh tĩnh còn giao diện V5.2 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh động và tập trung lu lợng Việc sử dụng các giao diện V5.1 và V5.2 đợc lựa chọn tuỳ theo yêu cầu thực tế:

 Đối với những vùng có lu lợng thấp, dịch vụ chủ yếu là thoại, fax và truyền

số liệu tốc độ thấp thì có thể sử dụng các giao diện V5.1

 Đối với những vùng đô thị, thành phố có nhu cầu lu lợng lớn, các dịch vụ tiên tiến (nh ISDN BRA hay ISDN PRA, truy nhập Internet, ) và đòi hỏi chất…lợng dịch vụ khắt khe hơn thì việc sử dụng V5.2 sẽ rất hiệu quả, an toàn và thuận tiện

Đặc tính V5.1 V5.2

Dịch vụ POTS, kênh thuê riêng số

hoặc analog, thuê bao ISDN tốc độ cơ bản (2B+D)

Giống V5.1 và thêm dịch vụ ISDN tốc độ sơ cấp (30B + D)

Dung lợng 1 x E1

(30 thuê bao POTS)

(1 – 16) x E1(~ 4000 thuê bao POTS) Cấp phát khe thời gian Cố định Động

Ghép kênh/tập trung

Thuê bao

Ghép kênh Tập trung thuê bao

Giao thức điều khiển

cuộc gọi

Điều khiển kết nối

kênh lu lợng

Phạm vi ứng dụng Tốc độ dịch vụ tối đa là

2B + D

Nhu cầu dung lợng nhỏ

Tốc độ dịch vụ tối đa là 30B + D

Nhu cầu lu lợng lớn

Bảng 1.2: Một số đặc tính chính của giao diện V5.1 và giao diện V5.2

ϖ Giao diện V5.1:

3 Kết nối mà V5.1 cung cấp bao gồm: kênh thoại analog, kênh thuê riêng số hoặc analog, kênh thuê bao ISDN tốc độ cơ bản.

3 Giao diện V5.1 chỉ có 1 luồng E1 2048 kb/s, có 30 khe thời gian cho 30 thuê bao điện thoại tơng tự hoặc 15 thuê bao ISDN tốc độ 2B + D hoặc kết hợp 2 loại nhng không vợt quá 30 kênh B

3 Các khe thời gian dành cho mỗi thuê bao là cố định, đợc ấn định trớc khi lắp đặt

3 Giao diện V5.2 cũng hỗ trợ sự kết hợp của các thuê bao PSTN, ISDN và thuê kênh với số lợng theo hệ số tập trung đã đợc thiết kế trớc để tránh hiện tợng nghẽn mạch

3 Giao diện V5.2 bao gồm toàn bộ các chức năng của giao diện V5.1, ngoài

ra V5.2 còn có khả năng ấn định linh hoạt khe thời gian cho bất kỳ một cổng khách hàng nào khi gọi đi hay tiếp nhận cuộc gọi Việc sắp xếp các kênh tải tại các cổng khách hàng vào các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 đợc

điều khiển bởi giao thức kết nối kênh tải Các khe thời gian tải đợc phân chia cho các cổng khách hàng một cách linh hoạt theo yêu cầu

Việc phân chia động các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 đảm bảo độ an toàn cao hơn vì dịch vụ đợc duy trì ngay cả khi một luồng hỏng (tất nhiên điều này yêu cầu phải có từ 2 luồng trở lên trên giao diện V5.2) Các cuộc gọi riêng rẽ có thể

bị mất nếu một luồng V5.2 bị hỏng, nhng các cuộc gọi này có thể đợc thiết lập lại trên một luồng khác nếu cổng khách hàng gọi lại Chất lợng dịch vụ sau khi xảy ra lỗi sẽ thấp hơn vì lu lợng đợc hỗ trợ bởi số khe thời gian ít hơn

3 Việc phân chia động các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 cũng hỗ trợ chức năng tập trung lu lợng tải vì giao diện có thể hỗ trợ nhiều kênh tại cổng khách hàng, do đó làm giảm số giao tiếp cần thiết giữa tổng đài và thiết bị của mạng truy nhập Chức năng tập trung lu lợng tận dụng u điểm của một thực tế là chỉ có một phần các cổng khách hàng sẽ hoạt động tại mỗi thời

điểm xác định

Tập trung lu lợng qua giao diện V5.2 khác với tập trung lu lợng trong bản thân mạng truy nhập Hệ thống truyền dẫn của mạng truy nhập không cần thiết phải tập trung lu lợng nếu giao diện V5.2 có chức năng tập trung Sử dụng V5.2 với chức năng tập trung sẽ có giá thành cổng khách hàng thấp hơn mặc dù giao diện sẽ phức tạp hơn do yêu cầu ít luồng hơn để hỗ trợ lu lợng.

Chức năng phân chia động các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 khác với chức năng tập trung lu lợng tải ở chỗ không xác định tỷ số các cổng khách hàng với các khe thời gian tải có trên giao diện V5.2 Một giao diện V5.2 không nhất thiết phải có chức năng tập trung lu lợng nhng bắt buộc phải có chức năng phân chia

động các khe thời gian tải

Giao diện V5.1 và giao diện V5.2 đợc cấu trúc thành 3 phân lớp với các giao thức nh bảng 1.3

V5.1 V5.2

Lớp mạng

Giao thức bảo vệ(Protection Protocol)

Bảng 1.3: Cấu trúc phân lớp giao diện V5.1 và giao diện V5.2

Thông qua các bảng so sánh trên, có thể thấy rằng giao diện V5.2 hoàn toàn

có đầy đủ các phần giống giao diện V5.1 cộng thêm nhiều tính năng điều khiển, bảo vệ V5.2 có thể điều khiển từ 1 đến 16 luồng E1 Đến nay nhiều hãng chỉ đa ra giao diện V5.2, nhiều nớc cũng chỉ yêu cầu sử dụng giao diện V5.2 và ghép kênh tập trung

Vì vậy đối với Việt Nam về lâu dài nên định hớng sử dụng giao diện V5.2 cho các ứng dụng phát triển mạng truy nhập.

1.3.3 Mô hình truy nhập thông qua giao diện V5.x

Các mô hình đợc giới thiệu ở đây không đề cập sâu đến cấu trúc bên trong của mạng truy nhập mà chủ yếu giới thiệu mối quan hệ giữa mạng truy nhập và tổng đài thông qua giao diện V5.x

Thiết bị

thuê bao Mạng truy nhập

Thiết bị

số đầu xa (không bắt buộc)

Hệ thống truyền dẫn phiđơ (không bắt buộc)

Tổng đài chủ (Host) Mạng phân bố đường dây nội hạt

Hình 1.9 : Mô hình cấu trúc truy nhập thông qua giao diện V5

FTS có thể trở thành chức năng của mạng truy nhập khi và chỉ khi nó thực hiện một phần chức năng và đợc quản lý nh một thành phần của mạng truy nhập FTS có thể xuất hiện trong mạng theo nhiều cách Nó có thể xuất hiện trong một mạng truy nhập với 2 thành phần:

3 Phần thứ nhất dùng để truyền tải tổng lu lợng giữa tổng đài chủ và nhiều

độ an toàn và có thể hoạt động với nhiều cự ly khác nhau đến các đầu cuối xa Nếu chức năng của FTS đợc thực hiện trong mạng truy nhập, khi đó trong mô hình mạng truy nhập sẽ phức tạp hơn nhng đợc kết nối trực tiếp vào tổng đài chủ Khối FTS chỉ

xuất hiện trong mô hình khi nó cần đợc quản lý nh một thực thể độc lập, tách biệt khỏi mạng truy nhập

Có thể cũng có một rDS giữa CPE thuộc về một thuê bao ISDN và mạng truy nhập đích thực Trong nhiều trờng hợp ngời ta không cần tới một rDS nào, bởi vì tính năng này đã nằm trong mang truy nhập

1.3.3.2 Mô hình chức năng

Nếu xét về chức năng thì giao diện V5.x có kênh tải (Bearer channel) dùng

để tải lu lợng và kênh truyền thông (Communication channel) dùng để tải các thông tin dành cho báo hiệu và điều khiển Kênh tải đợc dùng để thực hiện truyền dẫn 2 chiều các kênh B đã đợc ấn định cho cổng ISDN cơ bản/sơ cấp, hoặc các kênh 64 kbit/s đợc mã hoá theo luật A-PCM đợc ấn định cho các cổng khách hàng PSTN Các kênh tải cũng có thể là nhiều kênh 64 kbit/s ghép lại để hỗ trợ các dịch vụ ISDN nào đó Kênh truyền thông (hay gọi là kênh C) đợc dùng để truyền tải các đ-ờng truyền thông (Communication path hay còn gọi là C-path) Đờng truyền thông này có thể là một trong những đờng sau đây:

+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức điều khiển

+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức điều khiển luồng

+ Một trong số các đờng truyền số liệu (lớp 2) truyền tải báo hiệu PSTN

+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức điều khiển phòng vệ

+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức kết nối kênh tải

+ Tất cả các số liệu ISDN loại Ds (báo hiệu kênh D) từ 1 hay nhiều cổng khách hàng

+ Tất cả các số liệu ISDN loại p (gói) từ 1 hay nhiều cổng khách hàng

+ Tất cả các số liệu ISDN loại f (chuyển tiếp khung) từ 1 hay nhiều cổng khách hàng

Liên quan đến kênh C còn có khái niệm kênh C logic và kênh C vật lý Kênh

C logic không trùng với khái niệm kênh C ở chỗ nó không chứa C-path truyền tải giao thức phòng vệ Kênh C vật lý là một khe thời gian trên giao diện V5.2 đ ợc gán

để truyền tải kênh C logic Một kênh C vật lý có thể không đợc dùng để tải lu lợng

ϖ Sau đây là những chức năng chính của giao diện V5.x:

3 Cung cấp những kênh tải

3 Truyền tải thông tin trên kênh D của ISDN từ cổng khách hàng tốc độ truy nhập cơ bản

3 Truyền tải thông tin báo hiệu PSTN

3 Điều khiển các cổng khách hàng: thực hiên truyền dẫn hai chiều tải thông tin trạng thái và điều khiển từng cổng khách hàng riêng rẽ

3 Điều khiển trong một luồng 2048 kbit/s : phân chia khung, phân chia đa khung, các thông tin chỉ thị cảnh báo và CRC (Cylic Redundancy Check) của luồng 2048 kbit/s.

3 Điều khiển các đờng lớp 2: các khả năng thông tin 2 chiều để truyền các thủ tục khác nhau

3 Điều khiển để hỗ trợ cho các chức năng chung: chọn và sử dụng đồng bộ các dữ liệu từ nguồn dữ liệu có sẵn và khả năng khởi động lại

3 Định thời: các thông tin định thời cần thiết cho truyền bit, nhận dạng octet

và đồng bộ khung

ϖ Riêng đối với giao diện V5.2 còn có thêm các chức năng sau:

3 Điều khiển các luồng 2048 kbit/s trên giao diện

3 Điều khiển kết nối kênh tải: tách và nhập các kết nối kênh tải theo yêu cầu cho các chức năng tập trung

3 Phòng vệ các thông tin: để điều khiển việc bảo vệ chuyển mạch cho các kênh thông tin không bị ảnh hởng bởi sự cố của tuyến nối 2048 kbit/s

1.3.4 Tình hình nghiên cứu, áp dụng mạng truy nhập với giao diện V5.x

2 dây thuê bao

 Các tiêu chuẩn nghành TCN 68 – 184: 1999 về giao diện V5.1 và TCN

68 – 185: 1999 về giao diện V5.2 do Tổng cục Bu điện Việt Nam ban hành ngày 17/11/1999 trên cơ sở các khuyến nghị liên quan của ITU và ETSI làm căn cứ cho việc thiết kế và triển khai áp dụng trên mạng lới

 ở nớc ta hiện tại chỉ có một tổng đài HOST tại Hải Dơng có giao diện V5.2

và một bộ truy nhậpcó V5.2 của LG ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã

sở dụng nhiều thiết bị truy nhập với giao diện V5.1 Một số Bu điện tỉnh đã dùng một vài hệ thống truy nhập thuê bao, nhng do HOST cha có giao diện V5.2 nên phải sử dụng bộ giao diện 2 dây (COT) để nối vào thuê bao analog của tổng đài HOST Vì vậy giá thành tăng và quản lý phức tạp

ϖ Ngoài nớc:

 Trung quốc: Thiết bị truy nhập với giao diện V5.2 đã đợc đa vào sử dụng ở nhiều nớc, nhất là Trung Quốc Năm 1996 – MPT ban hành tiêu chuẩn V5.2 của Trung Quốc Năm 1997 hoàn thành thử nghiệm thiết bị của 15 hãng và cấp chứng nhận cho 9 hãng là Huawei, Julong, ZhongXing, UTStarcom, Siemens, Ericsson, Nokia, Bosch và TTS Từ 1998, MPT yêu cầu các thiết bị

mới phải tuân thủ và cung cấp V5.2 Trung Quốc hiện nay là nớc đang dẫn

đầu trong việc sản xuất và áp dụng thiết bị truy nhập với V5.2

 Các nớc ASEAN: hầu hết các nhà khai thác chính ở Indonesia, Thailand, Malaysia, Philippines, Singapore đã ban hành và áp dụng tiêu chuẩn V5.2 trên mạng Tại Philippines có hơn 1 triệu lines truy nhập

 Nhiều nớc khác đã hoàn thành thử nghiệm và đánh giá lựa chọn thiết bị truy nhập Hiện tại, tất cả các đấu thầu thiết bị mới đều yêu cầu tuân thủ và cung cấp giao diện V5.2

 Tại Mỹ: các thiết bị Integrated Digital Loop Carrier (IDLC) với giao diện

mở đợc sử dụng vào giữa thập niên 80 theo tiêu chuẩn Bellcore TR008/TR303

đã khẳng định tính kinh tế so với RLU và đến nay có xấp xỉ 45 triệu lines (khoảng 30% mạng) là DLC

 Hàng năm, trong số 8 triệu lines mới lắp đặt thì đa số là DLC Broadband – capable IDLC băng rộng đang đợc phát triển để cung cấp Internet tốc độ cao cho khu vực khách hàng gia đình

Có thể nói, công nghệ mạng truy nhập với giao diện V5.2 đã đợc lựa chọn là công nghệ truy nhập cho tơng lai.

1.4 Kết luận

Giao diện V5.x chuẩn, về nguyên tắc cho phép bất kỳ hệ thống thiết bị truy nhập nào hỗ trợ giao diện V5.x chuẩn có thể kết nối đợc với bất kỳ tổng đài chủ nào cũng hỗ trợ giao diện V5.x chuẩn Điều này rất quan trọng đối với những nhà khai thác mạng nội hạt vì họ không bị phụ thuộc nhiều vào hãng cung cấp thiết bị Đồng thời các nhà khai thác mạng còn có điều kiện lựa chọn đợc hệ thống thiết bị phù hợp nhất với nhu cầu và điều kiện của họ Thêm vào đó, với mạng truy nhập các nhà khai thác có thể nâng cao chất lợng mạng, truyền tải dịch vụ hiệu quả hơn và an toàn hơn tới các khách hàng

Trên các mạng truy nhập hiện nay của nớc ta đã có nhiều loại hệ thống thiết

bị truy nhập đợc sử dụng nhng hầu hết các thiết bị truy nhập cha có giao diện V5.x với tổng đài Do đó mạng truy nhập mới chỉ cung cấp đợc các dịch vụ cơ bản đồng thời cha phát huy đợc hết những điểm mạnh của các hệ thống truy nhập với giao diện V5.x thì mạng truy nhập mới phát huy hết tính năng u việt Vì vậy, yêu cầu giao diện V5.x đối với các tổng đài và các hệ thống truy nhập là cần thiết trong quá trình phát triển và hiện đại hoá trang thiết bị mạng truy nhập nói riêng và mạng viễn thông nói chung

Phát triển mạng truy nhập trên cơ sở giao diện V5.x là một hớng đi đúng đắn, phù hợp với xu thế chung của công nghệ viễn thông hiện đại

Chơng 2 Giao diện V5.2

Trong chơng 1 đ giới thiệu về mạng truy nhập và giao diện V5.x Thông ã qua đó đ thấy đ ã ợc u điểm của việc phát triển mạng truy nhập với giao diện V5.x để các nhà khai thác mạng có điều kiện phát triển dịch vụ và nâng cao chất lợng mạng Thông qua so sánh hai giao diện V5.1 và V5.2 ta cũng đã thấy đợc các tính năng của giao diện V5.2 hoàn toàn giống giao diện V5.1 cộng thêm nhiều tính năng điều khiển và bảo vệ khác Vì vậy trong chơng 2 sẽ trình bày các vấn đề về giao diện V5.2 nh sau:

 Một số định nghĩa liên quan đến mạng truy nhập và giao diện V5.2

 Các dịch vụ và cổng khách hàng đợc giao diện V5.2 hỗ trợ

 Cấu trúc giao diện V5.2

 Cấu trúc các khung dữ liệu trong giao diện V5.2

 Giao thức PSTN

 Giao thức điều khiển cổng khách hàng

 Giao thức điều khiển luồng

2.1 Một số định nghĩa

Mạng truy nhập (AN): là hệ thống cung cấp sự kết nối giữa tổng đài (LE)

và ngời sử dụng, nó thay thế một phần hay tất cả mạng phân phối thuê bao Chức năng kết hợp trong giao diện V5.2 của AN có thể đợc cấu hình và khai thác mềm dẻo thông qua giao diện quản lý Q

Tổng đài (LE): là nơi cung cấp các dịch vụ đến ngời sử dụng thông qua

mạng truy nhập AN

Giao diện V5: là thuật ngữ chung cho họ các giao diện V dùng cho việc kết

nối giữa AN và LE

Sự cung cấp (provision): một thông số đợc xác định là cung cấp nếu giao

diện Q có khả năng kiểm tra và thay đổi Thông số này có giá trị mặc định và/hoặc

có thể đợc thay đổi bởi giao diện nội tại

Giá trị định trớc (pre-defined): khi một tham số đợc coi là định trớc trong

giao diện V5 thì tham số đó không cần có trong thiết bị thông qua giao diện Q Nói cách khác, thông số này thực chất đợc cung cấp bên trong thiết bị hay đợc cung cấp lúc cài đặt

Kênh thuê riêng bán cố định (Semi-permanent leased line): là kết nối lâu

dài thành lập giữa hai giao diện mạng-ngời sử dụng (UNI) thiết lập thông qua mạng chuyển mạch số

Kênh cố định (permanent line): là kết nối lâu dài đợc cung cấp cho hai

thuê bao ISDN kết nối thông qua mạng truyền dẫn mà bỏ qua các nút của mạng chuyển mạch số Kênh cố định giảm khả năng truy nhập của các thuê bao của dịch

vụ chuyển mạch

Mạch thuê bao (line circuit LC): – các cổng khách hàng hỗ trợ truy nhập PSTN hoặc truy nhập tơng tự hay số cho các kênh riêng

Địa chỉ của đờng số liệu V5 (V5DLaddr): V5DLaddr là địa chỉ sử dụng

trong các khung dữ liệu LAPV5-DL dùng để xác định các kết nối dữ liệu V5 lớp

d-ới khác nhau, mỗi địa chỉ V5Dladdr đợc sử dụng để cung cấp giao thức riêng biệt

lớp 3 của V5.x (nh giao thức PSTN, giao thức điều khiển) Địa chỉ này sẽ luôn có trong mỗi khung dữ liệu LAPV5-DL và sẽ là sự sao chép trực tiếp của EFaddr Địa chỉ này là số 13 bit và dạng mã nhị phân

Địa chỉ lớp 3 (L3addr): địa chỉ L3addr là địa chỉ của các bản tin lớp 3 của

EF addr dạng báo hiệu trong PSTN hay chỉ điều khiển Mục đích của chúng là chỉ tới một thuê bao đơn lẻ hay chức năng điều khiển chung Trong trờng hợp của thuê bao PSTN, địa chỉ này sẽ là số 15 bit Trong trờng hợp của thuê bao ISDN hoặc các chức năng điều khiển chung nó sẽ là số 13 bit

Số hiệu khe thời gian (Time slot number): số hiệu khe thời gian xác định

kênh 64 kbit/s trong kênh giao tiếp V5.x 2048 kbit/s.

Số hiệu kênh B (B- channel number): số hiệu kênh B dùng để xác định

kênh B trong thuê bao ISDN băng cơ bản với các kết nối theo yêu cầu

Kênh tải (Bearer channel): là kênh 64kbit/s trong giao diện V5.2 tạo ra khả

năng truyền tải 2 chiều phân phối cho các kênh B của các cổng khách hàng ISDN hoặc các kênh mã hoá PCM 64 kbit/s theo luật A từ các cổng khách hàng PSTN

Khung LAPV5 (LAPV5 frame): khung LAPV5 là cấu trúc khung sử dụng

trong giao diện V5.x cho tất cả các loại nh báo hiệu, gói dữ liệu hay thông tin điều khiển

Sự thay đổi cung cấp (Provisioning variant): là các nhãn riêng biệt của tập

hợp dữ liệu hoàn chỉnh đợc cung cấp thông qua giao diện Q

Chỉ số ID giao diện (Interface ID): là một số riêng biệt cho mỗi giao tiếp

V5.x của AN và đợc gán thông qua giao diện Q của AN và LE Chỉ số ID là một số

24 bit

Điều khiển (Control): là theo dõi trạng thái và điều khiển các cổng ngời sử

dụng; sự thiết lập các giao diện V5.x lớp 1 và 2 và các thủ tục thông thờng khác

Chức năng chuyển tiếp khung (Frame relay function): sự ghép kênh

thống kê trong AN của các khung dữ liệu kênh D của dịch vụ ISDN từ việc truy nhập ISDN lớp 2 lên kênh liên lạcV5 và giải ghép kênh cho các khung dữ liệu kênh

D của ISDN nhận đợc trên kênh liên lạc V5

Đờng thông tin (C-path): là một trong các kiểu thông tin sau:

+ Đờng số liệu lớp 2 truyền tải giao thức điều khiển

+ Đờng số liệu lớp 2 truyền tải giao thức điều khiển luồng

+ Một trong số các đờng truyền số liệu lớp 2 truyền tải báo hiệu PSTN.+ Đờng số liệu lớp 2 truyền tải giao thức điều khiển phòng vệ

+ Đờng số liệu lớp 2 truyền tải giao thức kết nối kênh tải

+ Tất cả các số liệu ISDN loại Ds (kênh D) từ một hay nhiều cổng khách hàng.

+ Tất cả các số liệu ISDN loại p (packet) từ một hay nhiều cổng khách hàng

+ Tất cả các số liệu ISDN loại f (frame relay) từ một hay nhiều cổng khách hàng

Chú ý: định nghĩa này bao gồm khả năng có nhiều hơn một C-path có cùng

một kiểu thông tin mà mỗi đờng đợc chỉ định cho các kênh C khác nhau

Kênh thông tin C (Communication channel C-channel): là khe thời gian

64 kbit/s trên giao diện V5.2 đợc giành sẵn để truyền thông tin điều khiển

Kênh truyền thông logic (Logical communication C-channel): là một

nhóm của một hay nhiều C-path, gồm tất cả các loại trừ C-path dùng cho giao thức bảo vệ

Kênh truyền thông vật lý (Physical C-channel): là khe thời gian 64 kbit/s

trong giao diện V5.2 đã đợc sử dụng cho truyền kênh C logic Kênh C vật lý có thể không đợc sử dụng cho kênh tải Quy định khe thời gian 16 của liên kết sơ cấp và thứ cấp luôn luôn là kênh C vật lý

Kênh C dự phòng (Standby C-channel): là một kênh C vật lý không tải

một kênh C logic nhng nó đợc sử dụng cho việc bảo vệ kênh C logic

Kênh C tích cực (Active C-channel): là một kênh C vật lý hiện đang tải

một kênh C logic Nó trở thành kênh C dự phòng khi không tải kênh C logic

Giao thức BCC (Bearer Channel Connection Protocol): là giao thức cho

phép LE chỉ dẫn cho AN cấp phát một hay nhiều kênh tải theo yêu cầu

Thông tin kênh D ISDN (ISDN D-channel information): thông tin kênh D

ISDN đợc định nghĩa nh là thông tin kênh D từ các cổng khách hàng truy nhập tốc

độ cơ bản hay sơ cấp (bao gồm dữ liệu dạng Ds,p hay f)

Đa liên kết (Multi-link): là tập hợp của nhiều hơn 1 liên kết 2048 kbit/s đợc

sử dụng cùng nhau để tạo nên giao diện V5.2 (tuy nhiên giao diện V5.2 không nhất thiết phải có nhiều hơn 1 liên kết 2048 kbit/s)

Đa khe (Multi-slot): là tập hợp của nhiều hơn 1 kênh 64 kbit/s cung cấp 8

kHz và khe thời gian liên tiếp nhau thờng đợc sử dụng với ISDN tốc độ sơ cấp để cung cấp dịch vụ tốc độ cao

Kênh tải đợc nối trớc (Pre-connected bearer channel): một hay một nhóm

kênh tải đợc thiết lập bởi giao thức BCC để cung cấp các dịch vụ chuyển mạch trong AN thông qua một băng thông sẵn có trên giao diện V5.2 dành cho nó

Liên kết sơ cấp (Primary link): kết nối 2048 kbit/s trong giao diện V5.2 đa

liên kết mà kênh C vật lý trong khe thời gian 16 chuyển tải C-path cho giao thức bảo vệ và khi khởi động V5.2 cũng là C-path cho các giao thức điều khiển, giao

thức điều khiển liên kết, giao thức BCC Các C-path khác chuyển tải trên khe thời gian 16 khác.

Liên kết thứ cấp (Secondary link): kết nối 2048 kbit/s trong giao diện

V5.2 đa liên kết mà kênh C vật lý trong khe thời gian 16 chuyển tải C-path cho giao thức bảo vệ và khi khởi động V5.2 thì hoạt động nh là kênh C dự phòng cho giao thức điều khiển, giao thức điều khiển liên kết, giao thức BCC và mỗi C-path nào khác khởi động đợc chuyển tải trên khe thời gian 16 của liên kết sơ cấp

Nhóm đợc bảo vệ (Protected group): một nhóm N các kênh C logic.

Sự bảo vệ nhóm (Protection group): một nhóm (N + K) các kênh C vật lý,

trong đó K là số kênh C vật lý sử dụng làm kênh dự phòng cho N kênh C logic

Cổng khách hàng (User port): là cổng vật lý sử dụng trong AN để cung cấp

chức năng giao tiếp thích hợp cho ngời sử dụng Cổng khách hàng đợc gán địa chỉ bởi địa chỉ logic đợc sử dụng trong giao thức thích hợp trên giao diện V5

2.2 Giao diện vật lý và điện của giao diện V5.2

Giao diện V5.2 có từ 1 đến 16 luồng 2048 kbit/s Các đặc trng điện và vật lý của mỗi luồng tuân theo khuyến nghị G.703 của ITU – T về luồng 2048 kbit/s

Các yêu cầu về jitter của đầu vào và đầu ra cho mỗi luồng 2048 kbit/s tuân

theo khuyến nghị G.823 của ITU – T

Tổ chức các kết nối 2048 kbit/s với giao diện V5.2 nh hình 2.1

Giao diện V5.2

Hình 2.1: Tổ chức các luồng 2048kbit/s của giao diệnV5.2

Ia : điểm giao diện tại phía AN

Ib : điểm giao diện tại phía LE

2.3 Các dịch vụ và cổng khách hàng đợc hỗ trợ thông qua

giao diện V5.2

Việc phân biệt giữa các loại cổng khách hàng và các loại hình dịch vụ đợc cung cấp tại cổng khách hàng là rất quang trọng, đặc biệt đối với cổng khách hàng ISDN vì mỗi cổng vật lý có thể hỗ trợ nhiều loại hình dịch vụ khác nhau

Đối với dịch vụ theo yêu cầu (PSTN và ISDN): kết nối đợc thiết lập bởi tổng

đài chủ tại thời điểm bắt đầu mỗi cuộc gọi

Đối với dịch vụ cho thuê (cố định và bán cố định): khác với dịch vụ theo yêu cầu ở chỗ kết nối đợc thực hiện bởi cấu hình mạng và không đợc thay đổi theo từng cuộc gọi riêng biệt

Nh vậy, giao diện V5.2 có khả năng hỗ trợ các dịch vụ sau:

 Dịch vụ thoại thông thờng: hỗ trợ tất cả các dịch vụ phụ thêm của thuê bao PSTN có liên quan đến phần cứng nh phát xung tính cớc 12/14 KHz, đảo cực, phát số chủ gọi, multi ring, Các dịch vụ thuộc về tổng đài HOST cung cấp…

đợc thông suốt qua giao diện V5.2

 Dịch vụ ISDN tốc độ cơ bản (ISDN – BRA): không có sự hạn chế đối với các dịch vụ từ xa (teleservices) hay kênh tải sử dụng kênh B, cũng nh các dịch

vụ phụ thêm của truy nhập ISDN, bao gồm dịch vụ dữ liệu gói qua kênh D hay

B Một hay cả 2 kênh B có thể dùng nh kênh thuê cố định hay bán cố định

 Dịch vụ ISDN tốc độ sơ cấp (ISDN – PRA): hỗ trợ nhiều tốc độ nh H0 (kênh tốc độ 384 kbit/s ), H12 (kênh tốc độ 1920 kbit/s ) sử dụng hệ thống báo hiệu tơng ứng của ISDN

 Đờng dây cho thuê bán cố định: lu lợng đợc định tuyến qua tổng đài chủ và qua giao diện V5.2 nhng kết nối đợc thiết lập bởi cấu hình mạng chứ không đ-

ợc thiết lập sau mỗi cuộc gọi Chỉ các kênh B (64 kbit/s) đợc dùng cho các dịch vụ bán cố định, vì các tổng đài chủ chỉ đợc thiết kế để kết nối các kênh

64 kbit/s Hỗ trợ thông qua giao diện V5.2 bao gồm 3 loại đờng dây cho thuê bán cố định là:

+ Sử dụng một hay hai kênh B của ISDN – BA

+ Đờng dây cho thuê Analog không có tín hiệu ngoài băng

+ Đờng dây cho thuê Digital không có tín hiệu ngoài băng

 Đờng dây cho thuê cố định: lu lợng đợc điều khiển bởi một mạng đờng dây cho thuê tách biệt khỏi tổng đài chủ AN hỗ trợ các dịch vụ đờng dây cho thuê

cố định, thông suốt đối với LE, không liên quan đến thủ tục V5.2, có thể qua giao tiếp analog hay digital.

2.3.2 Các cổng khách hàng đợc hỗ trợ qua giao diện V5.2

Cổng khách hàng cung cấp dịch vụ theo yêu cầu chỉ đợc phân biệt thành cổng PSTN và ISDN mà không quan tâm đến có loại hình dịch vụ cho thuê nào đ ợc cung cấp tại cổng đó Kênh D của cổng ISDN thờng đợc kết nối với tổng đài chủ thông qua giao diện V5 vì nó chứa giao thức điều khiển cuộc gọi dành cho dịch vụ theo yêu cầu Giao diện V5.1 chỉ có thể hỗ trợ ISDN tốc độ cơ bản bởi vì nó không

có đủ dung lợng cho ISDN tốc độ sơ cấp tiêu chuẩn Một giao diện V5.2 có thể hỗ trợ cả ISDN tốc độ cơ bản và tốc độ sơ cấp

Các cổng khách hàng có quan hệ với một giao diện V5.2 và không hỗ trợ các dịch vụ theo yêu cầu đợc xếp vào cổng dịch vụ cho thuê Các cổng này hoặc là cung cấp dịch vụ cho thuê bán cố định hoặc là cung cấp dịch vụ cho thuê hỗn hợp bao gồm cả bán cố định và cố định, bởi vì một cổng cho thuê mà chỉ hỗ trợ dịch vụ cho thuê cố định thì không đợc kết nối với tổng đài chủ thông qua giao diện V5.2 Các cổng dịch vụ cho thuê chỉ yêu cầu một kênh B 64 kbit/s duy nhất trên giao diện V5.2 thì sẽ đợc xử lý theo cùng một cách nh các cổng PSTN Các cổng cho thuê nào yêu cầu nhiều hơn một kênh B thì đợc xử lý nh các cổng ISDN

Mối quan hệ giữa các loại hình dịch vụ và các cổng khách hàng đợc thể hiện trong bảng 2.2

Cho thuê bán cố định n/a Tuỳ ý Bắt buộc

Bảng 2.2: Các dịch vụ đợc hỗ trợ tại các cổng khác nhau.

Mô hình cấu trúc giới thiệu các dịch vụ và cổng khách hàng đợc giới thiệu trong hình 2.2 Mô hình này bỏ qua khối FTS vì khối này đợc coi là trong suốt nên không gây ảnh hởng gì tới các cổng và các dịch vụ Giữa các cổng ISDN với nhau

có sự phân biệt là có và không có khối rDS do chúng có các giao diện khác nhau tại mạng truy nhập Khối NT1 đợc dùng trong trờng hợp thiết bị đầu cuối khách hàng ISDN cha đợc tiêu chuẩn hoá theo các tiêu chuẩn quốc tế

Mạch đường dây +

L1/3 NT1 + LT + Chuyển tiếp khung

LT + Chuyển tiếp khung Mạch đường dây + L1 + …

PSTN

ISDN – BA/PRA

Đường dây cho thuê

Tổng đài chủ

Mạng

đường dây cho thuê ISDN – BA/PRA NT1

V5.2 Mạng truy nhập

Thiết bị khách hàng

Hình 2.2 : Cấu trúc V5.2 theo quan điểm dịch vụ

Tổng đài chủ hỗ trợ các dịch vụ theo yêu cầu (cả PSTN và ISDN) và các dịch

vụ cho thuê bán cố định Mạng đờng dây cho thuê hỗ trợ các dịch vụ cho thuê cố

Các kênh tải Thông tin kênh D ISDN Thông tin báo hiệu PSTN Thông tin điều khiển Thông tin điều khiển luồng Thông tin phòng vệ Kết nối kênh mang Thông tin định thời

Hình 2.3: Chức năng của giao diện V5.2

Giao diện V5.2 bao gồm các chức năng và giao thức đợc tổ chức theo 3 lớp của mô hình OSI Riêng lớp Data link bao gồm một số lớp con chức năng Cấu trúc các giao thức đợc mô tả nh hình 2.4.

Thông tin kênh D của ISDN – BA và ISDN – PRA đợc ghép ở lớp 2 và chuyển tiếp khung qua giao diện V5.2 Khả năng phân chia p-type và f-type từ dữ liệu báo hiệu Ds-type vào các kênh thông tin khác nhau sẽ đợc AN và LE hỗ trợ, nhng cũng có thể chuyển chúng vào một kênh thông tin duy nhất theo chế độ provisioning

AN D16/D64

LAPV5 – EF C64

(*)

Chức năng Mapping

LAPV5 – EF C64

2.4.2 Các tuyến nối và cấu trúc khe thời gian

Các luồng 2048 kbit/s của giao diện V5.2 đợc tạo dạng theo cách thông ờng thành 32 khe thời gian, với khe thời gian 0 đợc dùng để định khung (hình 2.5)

0 1 31 0

Khung 125ms

Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit 8

Khe thời gian

Hình 2.5: Cấu trúc các tuyến nối 2048 kbit/s tại giao diện V5.2

Một giao diện V5.2 có thể hỗ trợ vài ngàn cổng PSTN và ISDN, cả cổng PSTN

và ISDN có thể đợc hỗ trợ trên cùng một luồng 2048 kbit/s

Giao diện V5.2 chứa một số các giao thức thông tin khác nhau Các giao thức này đợc chia thành 2 loại: các giao thức phòng vệ ( giao thức thông tin phục vụ cho hoạt động nội bộ gồm: điều khiển, điều khiển luồng, kết nối kênh tải và phòng vệ)

và giao thức thông tin điều khiển cuộc gọi (dành cho cả PSTN và ISDN)

Các thông tin ISDN đợc phân nhóm thành các đờng kiểu P, kiểu F và kiểu S tơng ứng với số liệu theo dạng gói (SAPI 16), số liệu theo dạng truyền dẫn chuyển tiếp khung (SAPI 32 tới 62) và báo hiệu kênh D (các SAPI khác) Mỗi loại thông tin ISDN từ một cổng khách hàng đợc sắp xếp vào đờng C chung của loại dữ liệu đó, mỗi đờng C lại đợc truyền tải trên một kênh C ứng với một khe thời gian Không có

2 đờng C nào cùng loại dùng chung một khe thời gian vì các đờng C của cùng một loại chỉ có thể phân biệt đợc bằng cách sử dụng các khe thời gian khác nhau Mỗi cổng khách hàng ISDN duy nhất thờng dùng cùng một khe thời gian cho mỗi nhóm gồm cả 3 loại này, nhng cũng có thể sử dụng các khe thời gian khác nhau cho các loại thông tin khác nhau Các cổng khách hàng ISDN khác nhau có thể dùng các đ-ờng C khác nhau trên các khe thời gian khác nhau đối với cùng một loại thông tin

Không giống với các đờng C ISDN dùng cho các giao thức điều khiển cuộc gọi, các giao thức phòng vệ thờng chia sẻ cùng mội khe thời gian Đó là khe thời gian TS#16 của luồng 2048 kbit/s đầu tiên Giao thức điều khiển cuộc gọi PSTN cũng sử dụng chỉ một khe thời gian, nhng các đờng C của PSTN và ISDN không bắt buộc phải cùng chia sẻ khe thời gian đã đợc dùng bởi các giao thức phòng vệ trong trờng hợp cần bổ xung độ rộng băng tần phục vụ điều khiển cuộc gọi khi số các cổng khách hàng tăng hoặc khi lu lợng kênh D của ISDN tăng trong khả năng hỗ trợ của mỗi giao diện V5.2

2.4.2.1 Cấp phát khe thời gian cho các kênh thông tin vật lý

Trong trờng hợp chỉ có một luồng 2048 kbit/s thì việc cấp phát khe thời gian cho các kênh C vật lý sẽ nh sau:

 Nếu chỉ có PSTN thì có thể ấn đinh tới 2 kênh C, nếu có ISDN thì có thể tới

3 Có thể có các đờng truyền thông F-ISDN trên cả 2 khe thời gian

và tơng tự nh vậy cũng có thể có các đờng truyền thông P- ISDN trên cả 2 khe thời gian

3 Mỗi giao thức PSTN và đờng truyền thông S-ISDN đều có thể sử dụng một trong hai khe thời gian TS#16 hoặc TS#15

Điều khiển PSTN S-ISDN F-ISDN P-ISDN

Ví dụ 1Luồng A

TS#16

Luồng B

TS#15

Ví dụ 2Luồng A

TS#16

Luồng B

TS#15

Bảng 2.3 : Khả năng ấn định kênh C ttrong trờng hợp có 2 khe thời gian

 Nếu có 3 kênh C thì sẽ là các khe thời gian TS#16, TS#15, TS#31 channel 1, C-channel 2 và C-channel 3) Giao thức điều khiển vẫn phải sử dụng khe thời gian TS#16 Do giao thức PSTN chỉ có thể sử dụng một khe thời gian duy nhất, cho nên cũng phải có các C-ISDN xuất hiện trong trờng hơp sử dụng 3 khe thời gian Có thể có các đờng truyền thông F-ISDN và P-ISDN trên bất kỳ khe thời gian nào Giao thức PSTN và đờng truyền thông S-ISDN đều

(C-có thể sử dụng trong một khe thời gian hoặc TS#16, hoặc TS#15 hoặc TS#31 (bảng 2.4)

Điều khiển PSTN S-ISDN F-ISDN P-ISDN

Ví dụ 1Luồng A

TS#16

Luồng B

TS#15

Luồng C

Ví dụ 2Luồng A

Bảng 2.4 : Khả năng ấn định kênh C ttrong trờng hợp có 3 khe thời gian

Các loại dữ liệu sau sẽ đợc hỗ trợ:

+ p – type data: dữ liệu ISDN kênh D với SAPI = 16

+ f – type data: dữ liệu ISDN kênh D với SAPI = 32 đến 62

+ Ds – type data: báo hiệu ISDN kênh D với SAPI khác các giá trị trên

+ PSTN: thông tin báo hiệu của PSTN

+ Điều khiển cổng khách hàng: dữ liệu thông tin điều khiển cổng khách hàng.+ Điền khiển luồng: dữ liệu thông tin điều khiển luồng

+ BCC: giao thức cấp phát kênh tải theo yêu cầu

+ Bảo vệ: giao thức gán kênh C logic đến các kênh C vật lý khác khi có lỗi trong luồng của giao diện V5.2

Các tuyến thông tin Điều khiển cổng khách hàng, Điều khiển luồng, BCC, Bảo vệ luôn đợc cấp phát vào C-channel 1, tức là khe thời gian TS#16 của luồng sơ cấp Các tuyến thông tin khác có thể vào bất kỳ kênh C logic nào, ngoại trừ khe thời gian TS#16 của luồng thứ cấp dành cho giao thức bảovệ (bảng 2.5)

Các khe thời gian Luồng sơ cấp Luồng thứ cấp Các luồng khác

16 Các giao thức phòng vệ Giao thức bảo vệ (tuỳ chọn)

Bảng 2.5: Các khe thời gian dành cho các thông tin trên giao diện V5.2

Nh vậy, giao diện V5.2 hỗ trợ các giao thức phòng vệ bổ sung trên cùng một khe thời gian với giao thức điều khiển và có số các khe thời gian dự phòng nhiều hơn để nâng cao độ an toàn của các kênh C

Việc đa các giao thức phòng vệ bổ sung có thể gây ảnh hởng gián tiếp tới các việc phân chia các đờng C vào các khe thời gian vì chúng làm giảm dung lợng dự phòng trên khe thời gian đợc dùng bởi giao thức điều khiển Do sự xuất hiện của các giao thức bổ sung, các đờng C điều khiển cuộc gọi cũng có ít khả năng cùng chia sẻ một khe thời gian, đặc biệt khi tải của chúng lớn Việc đa các giao thức phòng vệ bổ sung không gây ảnh hởng trực tiếp đến việc phân chia các giao thức tới

các khe thời gian vì tất cả các giao thức phòng vệđều sắp xếp một cách hiệu quả tới một khe thời gian thông tin duy nhất nh một giao thức ghép duy nhất.

Việc sử dụng các kênh dự phòng có hiệu quả tơng đơng với việc sắp xếp các khe thời gian bổ sung cho các đờng C Do có chức năng dự phòng nên V5.2 đòi hỏi một đờng C cần phải đợc kết hợp theo phơng thức động với nhiều khe thời gian, tốt nhất là trên những luồng khác nhau đề phòng trờng hợp lỗi xảy ra tại một luồng nào

đó

2.4.2.2 Phối ghép kênh thông tin trong lớp 2

Đặc trng của giao thức và các thủ tục đợc dựa trên giao thức LAPV5 nhằm tạo ra độ mềm dẻo trong việc phối ghép các dòng thông tin khác nhau vào trong kênh thông tin

LAPV5 đợc chia thành hai lớp con là lớp con tạo nhãn (LAPV5-EF) và lớp con Datalink (LAPV5-DL)

Chức năng lớp 2 của AN còn chứa thêm lớp con chuyển tiếp khung AN để hỗ trợ thông tin kênh D của ISDN

Thông tin giữa lớp con và lớp con trong nội bộ lớp 2 đợc điều khiển bằng chức năng Mapping

2.4.2.3 Phối ghép kênh thông tin trong lớp 3

Thông tin báo hiệu cho cổng PSTN đợc phối ghép ở lớp 3 và truyền qua Datalink lớp 2 đến giao diện V5.2 Tơng tự nh vậy, thông tin điều khiển đợc phối ghép ở lớp 3 và truyền qua Datalink điều khiển lớp 2

2.5 Điều khiển và thay đổi giao diện (Provisioning)

2.5.1 Những yêu cầu chung

Các yêu cầu chung sau đây đợc xác định cho cả cổng BA và PRA, đồng thời cũng liên quan đến cổng PSTN:

ISDN- Trách nhiệm điều khiển cuộc gọi là LE, tức là AN có thể không biết về trạng thái cuộc gọi

 Việc quản lý truy nhập trong AN và quản lý dịch vụ trong LE theo các thủ tục và sơ đồ trạng thái (FSM) riêng, liên hệ với nhau qua giao diện V5.2 FSM

đợc yêu cầu cho mỗi cổng khách hàng, mỗi luồng 2048 kbit/s, mỗi thực thể giao thức lớp 2 (hình 2.6)

 Thông tin từ một thực thể giao thức hay FSM riêng biệt đến phần quản lý

đ-ợc sử dụng để quyết định hành vi tơng ứng về phía các FSM và thực thể khác, chức năng điều khiển cuộc gọi và hệ điều hành

 Yêu cầu khoá không khẩn cấp cổng khách hàng cho việc quản lý thông qua giao diện Q tại AN sẽ chỉ đợc đáp ứng bởi LE Tức là yêu cầu khoá không ảnh hởng đến các cuộc gọi đã, đang thiết lập hay cuộc nối bán cố định

 Yêu cầu khoá không khẩn cấp cổng khách hàng cho việc quản lý thông qua giao diện Q tại AN sẽ chỉ đợc chỉ thị đến LE bất kể trạng thái của LE Tức là

có ảnh hởng trực tiếp nhng ở trạng thái mới để đợc đồng bộ với LE

 Sự sai hỏng đợc phát hiện ở lớp 1 có liên quan đến kênh tải sẽ dẫn đến cuộc gọi bị xoá; nếu có liên quan đến kênh C vật lý sẽ dẫn đến giao thức bảo vệ để tái phân bổ các kênh C này khi nguồn khác thay thế; nếu có liên quan đến đ-ờng dây cho thuê bán cố định sẽ dẫn đến việc chơng trình quản lý tài nguyên trong LE sẽ thực hiện thiết lập cuộc nối qua luồng khác

 Các bất thờng và sự kiện khác đợc phát hiện cần đợc báo cáo đến phần quản

lý liên quan trong AN hay LE và phải đợc lu lại

 Khi cổng khách hàng bị khoá, cuộc gọi đi sẽ không đợc thực hiện, cuộc gọi

về đợc xử lý giống nh cổng bị cắt dịch vụ, tơng ứng với giao thức do quốc gia quy định

 LE nhận biết mức chất lợng truyền dẫn liên quan đến cổng khách hàng thông qua các bản tin đặc biệt từ AN đến LE mà nó không thay đổi trạng thái FSM của cổng Các bản tin này chứa thông tin đặc biệt đợc LE ghi lại và sử dụng để quyết định có phân phối dịch vụ đợc yêu cầu hay không

 Việc đấu vòng (loop back) chỉ đợc thực hiện khi cổng ở trong trạng thái bị khoá Chức năng này do AN điều khiển Việc định vị h hỏng trong AN và cổng khách hàng là do AN Nếu việc kiểm tra có ảnh hởng tới dịch vụ do LE quản lý thì chỉ đợc thực hiện đến khi cổng bị khoá bởi LE

 Có một cơ chế để phân biệt các giao diện V5.2, phân biệt nhãn của các biến provisioning hiện tại và mới của các giao diện Biến provisioning là một nhãn duy nhất của tập dữ liệu provisioning đầy đủ áp dụng thông qua giao diện Q

 Lu90ồng 2048 kbit/s có thể đợc ghép vào hay tách ra khỏi giao diện V5.2 vì mục đích quản lý thông qua QAN và QLE với giao thức bảo vệ

 Các kênh tải riêng biệt có thể bị cấm thông qua QLE

User-Port FSM Giao diện FSM

User-Port FSM

User-Port FSM

User-Port FSM

User-Port FSM User-Port FSM

User-Port FSM Giao diện FSM User-Port FSM User-Port FSM User-Port FSM User-Port FSM User-Port FSM User-Port FSM User-Port FSM

AN-MPH AN-MPH AN-MDL AN-MDL AN-MDL AN-MDL AN-MDL AN-MDL

PH

MDL MDL MDL MDL MDL MDL MPH MPH

V5.2

FE Port

FE Int (*)

(*) : Liên quan đến thủ tục điểm - điểm

(**): Chỉ có nếu có nhiều luồng 2048 kbit/s trong giao diện V5.2

(* và**)

(*) (*)

(* và**) (*)

2.5.2 Các nguyên tắc thay đổi giao diện

+ Số luồng 2048 kbit/s đợc sử dụng trong giao diện V5.2 và việc nhận dạng luồng đợc ấn định bởi quá trình thay đổi thông số giao diện (provisioning).+ Các kênh C vật lý đợc gán vào các khe thời gian trong luồng 2048 kbit/s bởi provisioning

+ Các kênh C vật lý của khe thời gian TS#16 trong luồng sơ cấp và thứ cấp tạo thành nhóm bảo vệ 1, bao gồm giao thức bảo vệ

+ Một trong các kênh C vật lý của nhóm bảo vệ 1 hoạt động nh là kênh C tích cực, kênh kia làm kênh C dự phòng

+ Kênh C logic đợc gán vào kênh C vật lý bởi provisioning nh là mặc định.+ Kênh C vật lý không đợc gán kênh C logic sẽ làm kênh C dự phòng

+ Kênh C vật lý tích cực của nhóm 1 sẽ mang ít nhất là C-path cho giao thức bảo vệ, BCC, điều khiển cổng khách hàng và điều khiển luồng

2.6 Cấu trúc khung dữ liệu V5.2

2.6.1 Các thành phần trong khung dữ liệu V5.2

Các thành phần trong một bản tin V5.2 đầy đủ nh trong hình 2.7a và 2.7b

ISDN

Flag

0 1 1 1 1 1 1 0

x x x x 0 0

x x x x x 1 C SAPI R 0 TEI 1 Trường điều khiển

Trường thông tin

Khung LAPD

Điều khiển

Địa chỉ V5-Data Link

Flag

0 1 1 1 1 1 1 0

1 1 1 1 1 1 0 0

1 1 1 0 0 0 0 1

C

1 1 1 1 1 1 R 0

1 1 1 0 0 0 0 1 Trường điều khiển Protocol Discrimin

0 1 0 0 1 0 0 0 L3 Address 0 0 L3 Address 1

1 1 1 0 0 0 0 1

C

1 1 1 1 1 1 R 0

1 1 1 0 0 0 0 1

Trường điều khiển

Protocol Discrimin

0 1 0 0 1 0 0 0 L3 Address 1 L3 Address

0 Loại bản tin Các thành phần thông tin khác

Liên quan đến cổng PSTN Flag

0 1 1 1 1 1 1 0

1 1 1 1 1 1 0 0

1 1 1 0 0 0 0 1

C

1 1 1 1 1 1 R 0

1 1 1 0 0 0 0 1 Trường điều khiển Protocol Discrimin

0 1 0 0 1 0 0 0 L3 Address 1 L3 Address

0 Loại bản tin Các thành phần thông tin khác

Các thành phần thông tin khác

Hình 2.7a: Các trường nhãn đóng gói trong các bản tin V5.2

Flag

0 1 1 1 1 1 1 0

x x x x 0 0

x x x x x 1

C DLCI R 0

DLCI FECNBECN DE 1

Trường điều khiển

Trường thông tin

Địa chỉ V5-Data Link

Giao thức BCC Giao thức bảo vệ

Flag

0 1 1 1 1 1 1 0

1 1 1 1 1 1 0 0

1 1 1 0 0 0 0 1

C

1 1 1 1 1 1 R 0

1 1 1 0 0 0 0 1 Trường điều khiển Protocol Discrimin

0 1 0 0 1 0 0 0 L3 Address

L3 Address

0 Loại bản tin

Các thành phần thông tin khác

1 1 1 0 0 0 0 1

C

1 1 1 1 1 1 R 0

1 1 1 0 0 0 0 1 Trường điều khiển Protocol Discrimin

0 1 0 0 1 0 0 0 L3 Address L3 Address

0 Loại bản tin

Các thành phần thông tin khác Giao thức điều khiển luồng

Hình 2.7b: Các trường nhãn đóng gói trong các bản tin V5.2

Nhằm mục đích tơng thích với cấu trúc bản tin ISDN nên sử dụng các trờng

nhận dạng và địa chỉ Chi tiết về các trờng nh bảng 2.6

Bảng 2.6: Mã hoá các giá trị của V5DL address

• Protocol Discriminator : là byte mô tả phần tử phân biệt giao thức báo hiệu

Đối với giao diện V5.2 thì Discriminator có giá trị là 72

• L3 addr : là địa chỉ lớp 3 Đối với mỗi giao thức giao tiếp, L3 addr sẽ có ý

nghĩa khác nhau nh sau:

 Điều khiển luồng: L3 addr sẽ là số thứ tự của các luồng.

Địa chỉ cổng PSTN(các bit thấp)

 Bảo vệ : L3 addr là kênh C logic cần đợc bảo vệ.

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

Nhận dạng kênh C logic(các bit cao)Nhận dạng kênh C logic(các bit thấp)

 Điều khiển : đối với điều khiển chung L3 Addr là 8177; đối với các cổng

khách hàng thì L3 Addr là số thứ tự các cổng

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

Địa chỉ cổng PSTN (các bit cao) 0

Địa chỉ cổng PSTN (các bit thấp)

Địa chỉ cổng ISDN (các bit cao) 0 0

Địa chỉ cổng ISDN (các bit thấp) 1 : Cổng PSTN

: Cổng ISDN