Tìm hiểu về giao diện v5

Giao diện V5 gồm : Kênh mang : tải lưu lượng , thực hiện truyền tải 2 chiều + Các kênh B ( ấn định cho các cổng ISDN cơ bản ) + Các kênh 64 Kbps mã hoá theo PCM ( ấn định cho các cổng khách hàng PSTN, ISDN ). Kênh truyền thông ( kênh C ): truyền tải các đường truyền thông + Kênh C vật lí ( là khe thời gian trên giao diện V5.2 được gán để truyền tải kênh kênh C logic ) + Kênh C logic ( nó không chứa C – past truyền tải giao thức phòng vệ ).

BÁO CÁO MÔN HỌC MẠNG TRUY NHẬP

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU VỀ GIAO DIỆN V5

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của xã hội thông tin, nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông ngày càng tăng, từ dịch vụ điện thoại đến dịch vụ truyền số liệu, hình ảnh đa phương tiện Bên cạnh đó, các công nghệ truy nhập mới đang làm thay đổi các phương thức truy nhập truyền thống thay 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 ngành viễn thông và khách hàng

Mạng truy nhập là những hệ thống truyền dẫn và ghép kênh ngày càng phức tạp đợt sử dụng cho người dùng và tổng đài của mạngviễn thông Để phát triển 1 cách độc lập với các tổng đài chủ của

chúng thì các giao diện mở được thực hiện thay vì thực hiện chúng từ tổng đài Đối với các dịch vụ thuê bao khác nhau, mạng truy nhập phải cung cấp các giao diện dịch vụ tương ứng để chúng kết nối với tổng đài

Năm 1994, ITU-T đã đưa 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 vậy lí , lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng để kết nối tổng đài và thuêbao thông qua mạng truy nhập V5.x có cấu trúc của 1 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 kì 1 công nghệ truy nhập nào Ngoài ra giao diện V5.x có khả năng sử dụng để kết nối giữa các mạng việc thông của các nhà khai thác khác nhau

Vì vậy chúng em tìm hiểu đề tài : “Tìm hiểu giao diện V5” Nội

dung chính của đề tài :

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ GIAO DIỆN V5

CHƯƠNG II: CÁC KĨ THUẬT CƠ BẢN TRONG GIAO DIỆN V5 CHƯƠNG III: ƯU ĐIỂM ,NHƯỢC ĐIỂM CỦA V5

Trong quá trình thực hiện báo cáo chúng em đã cố gắng thực hiện hoàn thành nhưng cũng không tránh thiếu sót Em rất mong được

sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để hoàn thiện tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn !

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU……… 2

I Tổng quan về giao diện V5 ……… 5

1 Khái niệm ……… 5

2 Nguyên nhân ra đời giao diện V5……… ….………5

3 Đặc điểm , phân loại , chức năng ……… 6

4 Các chuẩn liên quan ……… ……….7

5 Kiến trúc vật lí, phân tầng ……… ……… 13

6 Kiến trúc logic, giao thức được sử dụng trong V5 ………15

II Các kĩ thuật cơ bản ……… 18

1. Phương pháp điều chế ……… 18

2. Phương pháp ghép kênh ………20

3. Nguyên lí hoạt động ……… 21

4. Cấu trúc khung và đa khung ……….22

III Ưu điểm , nhược điểm của V5……… 24

KẾT LUẬN……… 25

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

BCC Bearer Channel Connection Kết nối kênh truyền thông

ISDN Integrated Sevices Digital

Network

Mạng số đa dịch vụ

PSTN Public Switched Telephone

Network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PCM Pluse Code Modula Điều chế xung mã

PAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế xung biên độ PRI Primary Rate Interface Giao tiếp tốc độ sơ cấp BRI Basic Rate Interface Giao tiếp tốc độ cơ sở TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gian LAPV5 Link Access Protocol for

LAPV5 Data Link sublayer Giao thức truy nhập luồng

cho giao diện V5 cho lớp con liên kết dữ liệu

PABX Private Automatic Branch

Exchange

Tổng đài chi nhánh tự động riêng

I.Tổng quan về giao diện V5

1 Khái niệm

Giao diện V5 là giao diện giữa mạng truy nhập với tổng đài chủ dùng để hỗ trợ tổng đài Cung cấp các dịch vụ băng hẹp và tăng bánkính phạm vi của tổng đài

2 Nguyên nhân ra đời giao diện V5

Nhược điểm của ISDN là chỉ truyền dịch vụ thoại và chuyển mạch góitốc độ thấp, chỉ truyền được với tốc độ vài trăm Kbps, nó không thich hợp cho chuyển mạch gói tốc độ cao và thời gian chiếm giữ lâu

=> Do đó ISDN không được áp dụng rộng rãi, mà chỉ áp dụng cho cácgia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ

Năm 1994, ITU- T đã đưa 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 tổng đài

3 Đặc điểm , phân loại , chức năng

 Đặc điểm :

Giao diện V5 gồm :

- Kênh mang : tải lưu lượng , thực hiện truyền tải 2 chiều

+ Các kênh B ( ấn định cho các cổng ISDN cơ bản )

+ Các kênh 64 Kbps mã hoá theo PCM ( ấn định cho các cổng khách hàng PSTN, ISDN )

- Kênh truyền thông ( kênh C ): truyền tải các đường truyền thông + Kênh C vật lí ( là khe thời gian trên giao diện V5.2 được gán để truyền tải kênh kênh C logic )

+ Kênh C logic ( nó không chứa C – past truyền tải giao thức

phòng vệ )

 Phân loại : gồm giao diện V5.1 và giao diện V5.2

 Chức năng :

4 Các chuẩn liên quan

TCN 68 - 184 – 1999 – Tiêu chuẩn Giao Diện V5.1 ( Dựa trên 2048 Kbit-S) xác định yêu cầu thủ tục và giao thức của Việt Nam đối với giao diện V5.1 giữa mạng truy nhập (AN) và tổng đài nội hạt (LE) để

hỗ trợ các kiểu truy nhập

- Truy nhập điện thoại tương tự

- Truy nhập cơ sở ISDN với hệ thống truyền dẫn đường dây tuân theo Khuyến Nghị G.960 của ITU-T trong trường hợp TN1 tách biệt với AN

- Truy nhập cơ sở ISDN với giao diện khách hàng mạng tuân theo Tiêu chuẩn TCN 68 – 184 – 1999 ở phía khách hàng của AN

- Các truy nhập số và tương tự khác cho các kết nối bán cố định không có thông tin báo hiệu ngoài băng thông liên quan

5 Kiến trúc vật lí , phân tầng

 Kiến trúc vật lí

- Cấu trúc trong tầng phụ thuộc vào hướng liên kết từ thiết bị đầu cuối đến mạng hay từ mạng đến thiết bị đầu cuối

- Mô hình kiến trúc để mô tả V5 chỉ liên quan đến các giao diện V5 vàkhông quan tâm đến các chi tiết liên quan đến công nghệ riêng Mô hình cơ bản được trình bày như sau :

- Hệ thống truyền dẫn feeder ( FTS- Feeder Trasmission System) cho phép headend của mạng truy nhập đặt cách xa Host Exchange và cũngtại các vị trí headend của mạng truy nhập

-Giao diện V5 quy định các giao thức thuộc lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng của mô hình OSI

 Lớp liên kết dữ liệu

Chức năng của tầng : khởi tạo , tổ chức các khung tin và xử lí các thông tin liên quan đến khung tin

Hoạt động : sử dụng giao thức chuẩn có liên quan LAPV5-EF ,

LAPV5 – DL , V5- Link Control, V5- BCC, V5- PSTN, V5- Control, V5- Bảo vệ

 Lớp mạng

Chức năng : Thiết lập , duy trì và giải phóng các liên kết

Hoạt động : Các thực thể của tầng mạng sẽ cung cấp một đơn vị dữ liệu để truyền trong các trường tầng liên kết dữ liệu Có nhiều loại đơn

vị dữ liệu sử dụng trong các trường hợp khác nhau

6 Kiến trúc logic , giao thức được sử dụng trong V5

 Giao thức PSTN

- AN chăm sóc:

+ thời gian và thời gian của tín hiệu tương tự

+điện áp và tần số của xung đồng hồ - chuông hiện tại

+nhiệm vụ tự chủ quy định trên toàn quốc

- FE

+ nguyên thủy mô tả yếu tố chức năng

+ nguyên thủy mô tả trạng thái của mạch tương tự

+ AN hoặc LE mô tả các giao diện tương tự tín hiệu thuê baoTiếp nhận DTMF và thế hệ tông thường trong LE

• Trình tự cơ bản trong giao thức PSTN

L3-địa chỉ trong các bản tin = số cổng PSTN

 LAVP5-EF (Link Access Protocol V5-Envelope Function)

Các lớp phụ của LAVP5-EF trao đổi thông tin giữa AN và LE Khuôn dạng của khung như sau:

8 1 otet

1 2

3

4…n-3 n-2 hình 3.1: Cấu trúc khung

EF n-1 n Trường địa chỉ EF (Envenlope Function): gồm 2 octet Khuôn dạng trường địa chỉ EF như sau :

3-8 2 Địa chỉ EF 0 EA0

Địa chỉ EF (tiếp theo) EA1

Hình 3.3 trường địa chỉ EF

Địa chỉ EF (Envelope Function): là một số 13 bit,với 3 bit cố định bao gôm các giá trị từ 0 đến 8191

EA (Extension Address): bit đầu tiên của trường EF là bit

mở rộng địa chỉ Bit thứ hai của octet thứ nhất là bit CR (Command/Resonse) của khung ISDN,nhưng ở đây nó được cài đặt bằng 0 vì chức năng của nó do bit C/R của lớp con liênkết dữ liệu bên trong thực hiện

Trường tin tức : trường EI (Envelope Information ) của một khung theo sau trường địa chỉ EF và trước trường FCS (Frame Check Sequence) Các nội dung của trường EI chứa một số nguyên các octet Số octet tối đa mặc định của trường

EI là 533 octet Số octet tối thiểu của trường EI là 3 octet FCS (Frame Check Sequence) :chuỗi kiểm tra khung trong

mã kiểm soát lỗi CRC

 LAVP5-DL (LAVP5-Data Link)

Các lớp phụ của LAVP5-DL định nghĩa trao đổi tin tức peer-to-peer giữa AN và LE Các khung LAVP5-DL có thể có hoặc không có một trường tin tức Khuôn dạng của khung như sau :

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

octet

1 1

2 2

3 … 3

Khuôn dạng A

… Khuôn dạng B Hình 3.4: cấu trúc lớp phụ LAVP5-DL

Địa chỉ link : địa chỉ V5 data link là một số 13 bit các giá trị nằm trong dãy có giá trị nằm từ 0 đến 8175 sẽ không sử dụng để xác định một thể giáo thức lớp 3,bởi vì dãy đó được sử dụng để xác định các cổng người dùng ISDN

Điều khiển : Xác định loại khung trong đó hoặc là một lệnh hoặc là đáp ứng.Trường điều khiển chứa các số thứ tự ở đó có thể dùng được

Tin tức : là một số nguyên các octet, số octet tối đa trong

trường tin tức là 260

 V5 Link Control

Giao thức V5 Link Control được gửi đi bởi AN hoặc LE để truyền đạt tin tức yêu cầu cho sự phối hợp của các chức năng điều khiển luồng trong mỗi luồng 2048Kbps riêng biệt Khuôn dạng của giao thức V5 Link Control như sau:

8

7 octet

1

2 3

Phần tử phân biệt giao thức

Số tham chiếu BCC

0 Loại bản tin

Các thành phần tin tức khác

Bộ phận phân biệt giao thức : phân biệt các bản tin tương ứng với một trong các giao thức V5.

Địa chỉ lớp 3: xác định thực thể lớp 3 Trong giao diện V5 mà nó phát hoặc nhận bản tin ứng dụng

Loại bản tin : xác định chức năng của bản tin gửi đi hoặc nhận

về Loại bản tin đó có thể là LINK CONTROL hoặc LINK

CONTROL ACK

Các thành phần tin tức khác : Chỉ có IE của giao thức điều khiển

luồng mới có chức năng điều khiển luồng Khuôn dạng của nó như

IE chức năng điều khiển luồng 3

Hình 3.10: Cấu trúc giao thức điều khiển

Phần tử phân biệt giao thức: Phân biệt giữa các bản tin tương ứng

với một trong các giao thức V5

Địa chỉ lớp 3: Xác định thực thể lớp 3 trong giao diện V5.2 mà nó

phát hoặc nhận bản tin ứng dụng

Loại bản tin: Xác định chức năng của bản tin sẽ được gửi hoặc nhận Có các loại bản tin của điều khiển sau đây:

PORT CONTROL (điều khiển cổng)

.PORT CONTROL ACK (điều khiển cổng ACK)

.COMMON CONTROL (điều khiển chung)

.COMMON CONTROL ACK (điều khiển chung ACK)

0 0 1 0 0 0 0 1

Chiều dài của chức năng điều khiển luồng

1 Chức năng điều khiển luồng

Các thành phần tin tức khác: Đối với điều khiển có các thành

phần tin tức như sau:

Các thành phần tin tức có 1 octet:

.Performance grading (hiệu suất phân loại)

.Rejection cause (nguyên nhân từ chối)

Các thành phần tin tức có kích thước thay đổi:

.Control function element (điều khiển các yếu tố chức năng)

.Control function ID (chức năng điều khiển ID)

.Variant interface ID (giao diện biến thể ID)

 V5-Protection

Giao diện V5 đơn bao gồm tối đa 16 luồng 2048 kbps Tùy thuộc vào kiến trúc giao thức và cấu trúc ghép kênh của đường truyền thông

mà việc vận chuyển tin tức có thể liên kết với một vài luồng 2048

kbps Sự cố của đường truyền dẫn làm cho dịch vụ của một số lớn

thuê bao không thực hiện được Đây thực sự là mối quan tâm của giaothức điều khiển và giao thức điều khiển luồng, ở đó các cổng người dùng bị ảnh hưởng bởi một số sự cố có liên quan đến đường truyền Nhằm tăng cường độ tin cập của giao diện V5, một quy trình bảo

vệ được xây dựng cho các kết nối chuyển mạch khi có sự cố xảy ra Các cơ chế bảo vệ được sử dụng để bảo vệ tất cả các kênh C khi đang

ở chế độ tích cực Cơ chế bảo vệ này cũng bảo vệ cả kênh C dùng để truyền giao thức bảo vệ (tự bảo vệ) Ngoài ra, các ờ liên tục được

giám sát trong tất cả các C vật lý (các kênh C ở chế độ tích cực và chế

độ chờ), nhằm bảo vệ chống lại các sự cố mà chúng không được bảo

vệ với các cơ chế bảo vệ tron lớp 1 Nếu có một sự cố xảy ra trong

kênh C đang ở chế độ chờ (standby) thì đơn vị quản trị mạng được

thông báo và kết quả là chuyển mạch kênh C ở chế độ chờ thành chế

độ không hoạt động Cấu trúc của giao thức bảo vệ được cho trong

Hình 3.11: Cấu trúc giao thức bảo vệ

Phần tử phân biệt giao thức: Phân biệt giữa các bản tin ứng dụng

với một trong các giao thức V5

Địa chỉ lớp 3: Xác định thực thể lớp 3 trong giao diện V5.2 mà nó

phát hoặc nhận bản tin ứng dụng

Loại bản tin: Xác định chức năng của bản tin sẽ được gửi hoặc

nhận Có các loại bản tin của giao thức bản vệ sau đây:

.SWITCH-OVER COM (công tắc trên COM)

.OS-SWITCH-OVER COM (hệ điều hành công tắc trên COM)

.SWITCH-OVER ACK (công tắc trên ACK)

.SWITCH-OVER REQ (công tắc trên REQ)

.SWITCH-OVER REJECT (công tắc trên reject)

.PROTOCOL-ERROR (giao thức lỗi)

.RESET SN COM (thiết lập lại SN COM)

.RESET SN ACK (thiết lập lại SN ACK)

Các thành phần tin tức khác: Đối với giao thức bảo vệ có các

thành phần tin tức như sau:

Các thành phần tin tức có kích thước thay đổi:

.Sequence number (số chuỗi)

.Physical C-channel identification (nhận dạng kênh vật lý C)

.Rejection cause (loại bỏ nguyên nhân)

.Protocol error cause (giao thức nguyên nhân lỗi)

ULC-100AN

1100E

(Mỹ)

OPNET(Đài Loan)

Hitron(Đài Loan)Dịch vụ

CóCóCó

CóCóCóDịch vụ truyền dữ liệu:

CóCóCóCó

CóCóCóCó

CóCó

Có

CóCóDung lượng (có V5.2):

61201008

61201008

Thử nghiệmvới một số tổng đài củaTrung Quốc

Nâng cấp từ giao diện

2 dây lên giao diện

V5.x

Chỉ cần đặt lại cấu hình bằng phần mềm

-Thay card giao tiếp 2 dây bằng card V5.2-Nâng cấp phần mềmHình 3.12: Một số hệ thống thiết bị truy nhập có V5.x

II Các kĩ thuật cơ bản

1.Phương pháp điều chế

Giao diện V5 sử dụng phương pháp điều chế PCM ( Pluse Code Modulation )

- Lượng tử hoá :

- Khái niệm : Làm tròn biên độ xung lấy mẫu tới một mức lượng

tử gần nhất ( bằng một số nguyên lần các bước lượng tử )

- Mục đích : Rời rạc hoá tín hiệu về mặt biên độ

- Phương pháp :

+ Lượng tử hoá đều:

Chia biên độ tín hệu thành các khoảng đều nhau ( các mức lượgn tửhoá có biên độ cách đều nhau ) – bước lượng tử hoá đều

+ Lượng tử hoá không đều :

Chia biên độ tín hiệu thành các khoảng không đều nhau theo một qui luật nhất định ( các mức lượng tử hoá có biên độ cách không đều nhau )

Theo tiêu chuẩn Châu Âu thì N=30, ghép được 30 kênh thoại Theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ N=24 Phía âm tần có N bộ sai động (SĐ) đóng vai trò chuyển 2 dây âm tần thàng 4 dây âm tần và ngược lại Đầu ra

và đầu vào phía mạng kết nối với thiết bị kết nối bậc cao qua cáp đồngtrục

Quá trình như sau:

• Nhánh phát

- Tín hiệu thoại analog qua SĐ, qua bộ lọc băng thấp để hạn chế băng tần tiếng nói đến 3,4KHz

- Khối LM có chức năng lấy mẫu tín hiệu thoại với tốc độ 8KHz

- Khối mã hóa –nén số MH-NS thực hiện lượng tử hóa không đều và

mã hóa mỗi xung lượng tử thành 8 bit Tín hiệu đầu ra đưa vào khối ghép kênh Tín hiệu của 30 kênh thoại , kênh báo hiệu và kênh đồng bộ được ghép xen bit tạo thành luồng E1

- Dãy số liệu nhị phân được khối lập mã đường chuỷen thành dãy xung ba mức HDB-3

4 Cấu trúc khung và đa khung

a Cấu trúc khung

- Mỗi khung có thời hạn 125us, được chia thànhh 32 khe thời gian và đánh số thứ tự từ TS0 đến TS31 Từ mã đồng bộ khung 0011011 ghép