Tìm hiểu adsl 4

Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh Chương 4: CÁC ỨNG DỤNG VÀ CÁC DỊCH VỤ NỔI TRỘI DỰA TRÊN CÔNG NGHỆ ADSL 4.1 DSL – công nghệ truy xuất kỷ Khi ứng dụng dung lượng thông tin lớn không ngừng phát triển gây khủng hoảng cho hạ tầng sở mạng công cộng nội phần nội hạt trở nên thách thức cho nhà cung cấp dịch vụ Làm để cung cấp tốc độ cao mà đầu tư nhiều cho việc nâng cấp vòng thuê bao nội hạt Trong nhiều trường hợp, công nghệ DSL câu trả lời Hình 4.1 Mô hình chuẩn chung cho dịch vụ triển khai công nghệ DSL Như nói, DSL dịch vụ mà công nghệ cung cấp phương pháp kinh tế cho truyền dẫn nội hạt tốc độ cao trái ngược với kênh T1/E1 mạch 56/64 kbps truyền thống Lý làm cho thị trường DSL tăng trưởng nhanh chóng dịch vụ dựa DSL không bắt buộc phải thay đổi dịch vụ sử dụng mà lại cho phép cung cấp chúng với tốc độ nhanh hơn, giá thành rẻ với chất lượng từ tới tốt nhiều so với trước Để minh hoạ thêm quan điểm xét dịch vụ truyền thống cách sử dụng chúng dựa công nghệ DSL, là: Dịch vụ kênh T1/E1, Dịch vụ Internet, Dịch vụ Frame Relay với khả quản lý dịch vụ đầy đủ, Dịch vụ ATM với loại có chất lượng dịch vụ tốt 123 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Hơn nữa, xét ứng dụng dịch vụ dựa DSL môi trường mạng nội mạng công sở Ở đây, mạng công sở mạng có khả quản lý hạ tầng sở cáp đồng Nó gồm cao ốc văn phòng chúng cư, trường đại học, tập đoàn công sở phủ Cuối cùng, ta đề cập đến dịch vụ trội thoại qua DSL (Voice over DSL) Như nói trước đây, phiên DSL (như ADSL, RADSL, ReachDSL) cho phép sử dụng đồng thời dịch vụ POTS truyền thống với DSL đường dây thuê bao Hơn nữa, hệ thống sử dụng phục vụ dịch vụ VoDSL hay ATM PVC kết nối DSL 4.2 Dịch vụ kênh truyền T1/E1 Dịch vụ truyền thống T1/E1 cung cấp với giá rẻ dùng hạ tầng sở cáp đồng Các nhà cung cấp dịch vụ giảm giá cung cấp dịch vụ T1/E1 với công nghệ HDSL cách loại bỏ yêu cầu kỹ thuật đặc biệt trạm tiếp vận công lao động nhân công dùng T1/E1 truyền thống Hình 4.2 minh hoạ vài công dụng chung HDSL việc cung cấp dịch vụ Việc mở rộng dịch vụ T1/E1 từ tổng đài nội hạt tới người sử dụng dịch vụ đem lại phương tiện chuyển vận suốt cho dịch vụ IP, frame relay, N×64 ATM Hình 4.2 Mở rộng dịch vụ phía người sử dụng Trong phương án thay T1/E1, tổng đài nội hạt làm chủ mạng HDSL/HDSL2 giữ card giao tiếp đường dây HDSL/HDSL2 Mỗi card giao tiếp đường dây làm việc với đường dây HDSL/HDSL2, đường truyền tải 784 kbps cho đường truyền T1 hay 1,168 kbps cho đường truyền E1 Sau đường dây kết hợp lại để chuyển thành giao diện G.703 (E1) hay giao diện DSX-1 (T1) để kết nối với thiết bị khác tổng đài, chẳng hạn DACS (Digital Access and Cross-Connect System) thiết bị để định tuyến xử lý kênh DS0 Phía khách hàng 124 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh trang bị giao tiếp đường dây độc lập HDSL/HDSL2 cấu hình với cổng V.35 hay cổng G.703/G.704 E1/DSX-1 T1 Cổng V.35 nối đến định tuyến hay thiết bị số liệu khác có khả sử dụng giao tiếp V.35 Các sản phẩm cổng G.703 hay DSX-1 nối đến tổng đài nội hạt số, ghép kênh hay thiết bị tài sản khách hàng khác có khả giao tiếp T1 hay E1 Một ứng dụng lý thú khác dịch vụ HDSL hạ tầng sở mạng thông tin di động phân phối dịch vụ T1 E1 từ MTSO (Mobile Telephone Switching Office) đến site tế bào khác minh hoạ hình 4.3 Ứng dụng đặc biệt quan trọng nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến phải thuê đường truyền T1 hay E1 từ nhà cung cấp tổng đài nội hạt Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến tiết kiệm chi phí nhiều thuê hẳn đường dây điện thoại sử dụng dịch vụ thay cho phải thuê hẳn dịch vụ T1 hay E1 Từ năm 1996, thiết bị SDSL (single pair symmetric DSL) rao bán thị trường giảm giá mạnh cho việc cung cấp đường dây T1/E1 SDSL cung cấp hầu hết lợi ích HDSL lại hoạt động dây thay dây HDSL làm cho giá thành lại giảm Tuy nhiên, hầu hết dịch vụ SDSL sử dụng ngày dịch vụ IP thay dịch vụ T1/E1 đơn Những thay dựa tiêu chuẩn dành cho HDSL/HDSL2 (ở Bắc Mỹ) G.shdsl (thế giới) phê chuẩn bắt đầu đóng vai trò mạng cung cấp dịch vụ HDSL2 G.shdsl công nghệ sử dụng đôi dây đem lại tiết kiệm giữ gìn mạng cáp đồng SDSL cách sử dụng dây thay cho dây Hình 4.3 Môi trường thông tin di động sử dụng T1/E1 Tóm lại, HDSL, HDSL2, G.shdsl hay ứng dụng dựa SDSL cung cấp đường truyền T1/E1 với chất lượng hệ thống AMI/HDB-3 thông thường Tuy nhiên, DSL cung cấp việc lắp đặt bảo dưỡng định kỳ đơn giản giảm yêu cầu kỹ thuật loại bỏ trạm tiếp vận vòng thuê bao 125 Đặng Quốc Anh 4.3 ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Dịch vụ IP – điểm đến mạng dựa Internet Từ năm vừa qua, Internet hay nói xác Word Wide Web, tác động sâu sắc đến ý tưởng lưu lượng thông tin Ý tưởng phương pháp dễ dàng rẻ tiền để cung cấp thông tin cập nhật cho người làm thuê, đồng khách hàng thực thu hút doanh nghiệp Đây phương pháp đơn giản để liên lạc cho phép tự phát triển nội dung thông tin liệu lớn nhiều so trước Nhưng tự lại có giá – chất hình ảnh dung lượng liệu tạo file lớn cần phải download xuống máy tính cá nhân Với tốc độ modem thông thường phải tốn nhiều thời gian để download dải thông mạng tăng gây tượng cổ chai vòng thuê bao nội hạt Gần có nhiều xu hướng bật môi trường Web làm tăng tốc độ truyền liệu cần thiết: Việc thêm môi trường âm thanh, hình ảnh video vào trang Web bao gồm dòng liệu RealAudio nội dung video phương tiện số khác để phân phối dịch vụ giải trí audio/video dạng file âm phổ biến đến kinh ngạc MP3 Xu hướng tăng nhà cung cấp dịch vụ Internet ngày trở thành nhà cung cấp dịch vụ ứng dụng (ASP: Application Service Provider) Với mô hình này, nhiều ứng dụng người sử dụng (từ ứng dụng máy tính để bàn phần mềm hữu dụng trình xử lý văn ứng dụng thương mại phức tạp khác giải pháp thương mại điện tử, quy hoạch tài nguyên điện tử ERP: Electronic Resource Planning quản lý phát minh) nhà cung cấp dịch vụ từ xa dẫn dắt quản lý người sử dụng tự truy xuất ứng dụng qua kết nối Internet Hội nghị tương tác hay ứng dụng cộng tác hội nghị audio dựa Internet, phân chia tài liệu ngày phổ biến Những ứng dụng cho phép người sử dụng từ xa môi trường doanh nghiệp môi trường khách hàng liên lạc nhờ mạng Internet Ngay trò chơi máy tính từ chỗ chương trình dành cho máy tính cá nhân có tính độc lập chuyển sang dạng mạng Nhiều trò chơi máy tính cá nhân hàng đầu có chức mạng Khả tận dụng server từ xa kết mạng dựa Internet cho phép người sử dụng tham gia vào trò chơi với nhiều đấu thủ khác toàn giới Sự tăng trưởng máy tính cá nhân gia đình mạng máy tính gia đình Các gia đình ngày thường có nhiều máy tính lúc: máy dành cho trẻ em để chơi trò chơi điện tử làm tập, máy gia đình để gửi e-mail, mua sắm máy xách tay để làm việc Tất máy tính kết nối với để san sẻ file, máy in truy xuất Internet Ở thời điểm có thiết bị đầu cuối truy xuất Internet độc lập không dùng máy tính cá nhân phát triển WebTV Một modem tương tự nhanh chóng tràn tốc độ cung cấp kết nối đa dịch vụ thời điểm Liên quan đến Internet ứng dụng Intranet Extranet mạng cộng tác nội bán nội Mạng Intranet dùng cho công ty hay tổ chức mạng Extranet lại dùng cho mạng bao gồm nhiều công ty Các mạng Intranet nội 126 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh cải thiện để cung cấp cho khách hàng doanh nghiệp dịch vụ Internet Sự phát triển nhanh chóng mạng phối hợp đem lại lòng tin giá trị công nghệ Web dựa Web thương mại Intranet Extranet đem đến cho thương mại phương pháp hiệu kinh tế để cung cấp thông tin chi tiết dung lượng cao Khái niệm truy xuất mạng LAN từ xa khái niệm phải trải qua nhiều thay đổi lớn Trong nhiều trường hợp, nhân viên từ xa ngày phải liên hệ với công ty Để cho hiệu quả, nhân viên xuất mạng user khác mạng LAN Vấn đề phương pháp truy xuất mạng LAN truyền thống không đáp ứng nhu cầu Nhân viên sử dụng modem tương tự hay ISDN để truy xuất mạng Vì phương pháp chuyển qua mạng công cộng nên phải bố trí thiết bị an toàn kiểm tra quyền truy xuất văn phòng chi nhánh với modem Những phương pháp truy xuất chậm chạp đối mạng Intranet đa phương tiện đắt văn phòng chi nhánh nhân viên từ xa Hình 4.4 Ứng dụng văn phòng từ xa/nhân viên từ xa Ở đây, DSL lại đáp ứng nhu cầu, cung cấp truy xuất tốc độ cao, kinh tế cho mạng cộng tác Tốc độ DSL hàng megabit đem lại cho LAN thực cần thiết để đáp ứng cho nhu cầu lưu lượng thông tin đa phương tiện Khi số người đăng ký mạng tải cho phép nhà cung cấp dịch vụ mạng dựa DSL đem đến việc truy xuất tốc độ cao với giá hấp dẫn Truy xuất từ xa công nghệ DSl đòi hỏi phải có an toàn kiểm tra quyền truy xuất Điều không thay đổi với dịch vụ dựa DSL Điều thay đổi thiết bị đầu cuối đặt tổng đài nội hạt văn phòng cộng tác Vì vậy, tốc độ DSL mở rộng cho nhân viên từ xa không đơn thay modem server cộng tác Dịch vụ mạng nội ảo đem lại cho nhân viên từ xa trang bị DSL phương tiện kinh tế để truy xuất mạng cộng tác hay Intranet cách tận dụng ưu điểm IP chuyển vận đường dài Khi kết hợp chất lượng dịch vụ đem lại giải pháp DSL đời nhân viên từ xa có cảm giác kết nối trực tiếp tới văn phòng cho dù họ xa hàng ngàn dặm Dịch vụ VoDSL kết hợp để nhân viên từ xa có cảm giác hoàn toàn 127 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai hãng Hình 4.4 minh hoạ truy xuất từ xa dành cho văn phòng chi nhánh nhân viên từ xa 4.4 Dịch vụ frame relay Frame relay dịch vụ kiểu gói đem lại tiết kiệm sử dụng mạng đường dây thuê hẳn Frame relay tận dụng ưu điểm khái niệm dung lượng chia xẻ, mẫu lưu lượng tải cho phép nhà cung cấp dịch vụ đem lại tốc độ cao với tài nguyên mạng đường dây thuê hẳn Mạng frame relay xem nhóm xa lộ tốc độ cao đến điểm truy xuất cố định Những điểm truy xuất chuyển mạch frame relay Nối với điểm truy xuất đường dây truy xuất người sử dụng dịch vụ gọi on-ramps (chỗ vào xa lộ) Một cách điển hình, số lớn on-ramps đem đến điểm truy xuất Về thực chất, xa lộ nguồn tài nguyên phân chia cho nhiều người sử dụng Các đường xa lộ biểu thị dải thông Càng nhiều làn, dải thông lớn Hệ thống xa lộ liên bang giống mạng trục frame relay phương pháp hiệu thời gian kinh tế để nâng cao lưu lượng hầu hết thời gian Các nhà cung cấp dịch vụ frame relay sử dụng phương pháp kỹ thuật lưu lượng để xác định dung lượng cần thiết để xử lý lưu lượng hầu hết thời gian Việc tải lưu lượng phải xét theo quan điểm kinh tế Hình 4.5 DSL Frame Relay Frame relay sử dụng mạng chuyển mạch để tập trung lưu lượng từ nhiều người sử dụng vào mạng trục tài nguyên chung Những điểm chuyển mạch cung cấp khả chống tắc nghẽn để tránh tắc nghẽn trầm trọng cao điểm (có lưu lượng lớn) Manïg frame relay thiết kế để giảm giá thành toàn mạng WAN cách tạo dải thông chia xẻ Các điểm chuyển mạch frame relay nhà thiết kế mạng bố trí địa điểm kinh tế 128 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh Người sử dụng thường truy xuất frame relay qua đường dây thuê hẳn từ phía khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ Giá đường dây truy xuất frame truyền thống (56/64bps hay T1/E1) tùy thuộc khoảng cách Khoảng cách lớn giá cao Một lónh vực khác gây ý phổ biến frame relay gây vấn đề hợp loại lưu lượng dịch vụ khác nhau, điều gây hiệu ứng cổ chai nghiêm trọng vòng thuê bao nội hạt cần phải có công nghệ DSL Dùng công nghệ DSL thay cho kết nối 56/64 kbps hay T1/E1 dễ, linh động kinh tề FRoDSL đem lại lợi ích đáng kể cho nhà cung cấp truy xuất mạng, nhà cung cấp dịch vụ Frame relay ngời sử dụng dịch vụ frame relay: DSL giảm phần giá thành truy xuất nội hạt cthuê bao mà theo vài phân tích cho thấy lên đến 38% Như dã đề cập trước công nghệ DSL loại trừ kỹ thuật đắt tiền trạm tiếp vận vốn cần thết công nghệ truy xuất kiểu cũ Việc sử dụng SLM-DSL minh hoạ hình 4.5 cho phép ứng dụng DSL loại doanh nghiệp hỗ trợ việc thực dịch vụ đầy đủ cung cấp chức SLA end-to-end DSL đem lại cách có hiệu điểm truy xuất đến gần thuê bao Việc phân chia dịch vụ thông minh hỗ trợ hai chế độ giao thức FRF.8 gồm suốt (transparent: frame relay kết thúc frame relay RFC 1490) chuyển dịch (translation: frame relay kết thúc ATM RFC 1483) Như nói đến chương trước, công nghệ DSL công nghệ vòng thuê bao Điều có nghóa thiết bị DSL không lắp đặt phía khách hàng mà lắp đặt tổng đài nội hạt, tức đầu bên đường dây cáp đồng Từ tổng đài nội hạt công nghệ DSL hỗ trợ vị trí khách hàng mà hỗ trợ vị trí thuê bao Frame Relay khác tổng đài Lúc tổng đài nội hạt trở thành NSP (Network Service Provider: nhà cung cấp dịch vụ mạng) thực Một DSLAM tập trung tất lưu lượng từ thuê bao Frame Relay nội hạt tổng đài nội hạt Nhà cung cấp dịch vụ Frame Relay sử dụng truy xuất dựa DSL lấy lưu lượng Frame Relay tập trung gửi qua liên kết tốc độ cao đến điểm chuyển mạch Frame Relay Kết nhà cung cấp dịch vụ Frame Relay di chuyển điểm tập trung lưu lượng quản lý tắc nghẽn lại gần thuê bao 4.5 Dịch vụ ATM Có nhiều điểm khác ATM Frame Relay: Tế bào ATM có độ dài cố định khung Frame Relay có độ dài không cố định ATM có nhiều báo hiệu tham số mạng nên đạt điều khiển chất lượng dịch vụ nhiều hỗ trợ nhiều loại lưu lượng ATM mạng trục với hệ thống DSL thích hợp đem lại phương pháp hiệu cao để thực mạng WAN Đây nhân tố quan trọng mặt kinh tế việc thiết kế toàn mạng cho phép nhà cung cấp dịch vụ khai thác hết khả DSLAM đời có sẵn khả chuyển mạch ATM Ví dụ, DSLAM đa dịch vụ tập hợp để chia xẻ giao tiếp WAN để đạt mạch ảo PVC có lợi ích sau: Cung cấp hiệu đơn giản lên mạng trục ATM 129 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Cho phép nhà cung cấp dịch vụ đầu tư thêm mạng phát triển Tóm lại, ATM nội trội truyền dẫn truy xuất nội hạt chuyển vận trục mạng tổng đài 4.6 VoDSL 4.6.1 Các yêu cầu thị trường dành cho hệ thống VoDSL Để VoDSL thực hấp dẫn khách hàng trở thành giải pháp tốt cho mạng thuê bao tương lai VoDSL phải thoả mãn yêu cầu thị trường Chính yêu cầu thị trường định hình cho đặc tính kỹ thuật giải pháp VoDSL VoDSL phải dịch vụ điện thoại thực về: + chất lượng: rõ ràng, tiếng dội độ trễ không nhận biết + kết nối loại thiết bị POTS máy điện thoại quay số Pulse, Tone, loại máy fax, modem, … Ghép tối thiểu đến 12 kênh thoại hỗ trợ mạch DSL để đáp ứng nhu cầu hầu hết doanh nghiệp vừa nhỏ chi nhánh doanh nghiệp lớn Thực suốt CLASS feature (Customer Local Area Signaling Service) caller ID, selective call forwarding, automatic callback, selective call rejection, caller ID when waiting, who call me, … hay Custom calling service nhö call waiting, call forwarding (busy line, no answer), teen service, call transfer, three-way calling, … Xác định dải tần động cho âm thoại, với ưu tiên cho âm thoại để bảo đảm chất lượng dịch vụ đồng thời phải thực nén thoại, bỏ qua khoảng yên lặng để tận dụng tối đa dải tần cho thoại Phải có độ tin cậy ổn định “five nine reliable”: 99,999%: xây dựng dựa công nghệ mạng số liệu gọi computer based solution, giải pháp VoDSL phải đạt độ ổn định cao dịch vụ điện thoại thông thường công ty điện thoại thực Dễ cung cấp quản lý: giải pháp VoDSL phải tương hợp với hệ thống quản lý, điều hành, bảo dưỡng mạng điện thoại số liệu mà không làm ngưng trệ chúng 4.6.2 Các thành phần hệ thống VoDSL Có thành phần hệ thống VoDSL: Thiết bị truy xuất tích hợp VoDSL (IAD: Integrated Access Device) dùng để gói hoá âm thoại xếp tín hiệu vào tế bào ATM hay gói IP chuyển vận chúng qua liên kết DSL (và chuyển đổi ngược lại gói âm thoại thành tín hiệu kênh thoại) Ngoài nhiều port thoại để nối với máy điện thoại, IAD bao gồm port số liệu để kết nối máy tính, hub LAN định tuyến DSLAM có khả VoDSL DSLAM đa dịch vụ có khả dẫn đường cho gói liệu Internet hay mạng số liệu khác đồng thời 130 Dịch vụ ADSL - Đặng Quốc Anh dẫn đường gói hay tế bào liệu thoại qua voice gateway để đến PSTN Voice gateway chuyển thoại gói hoá thành lưu thoại dựa mạch (và ngược lại lưu thoại chuyển xuống từ IAD) sau chuyển tiếp tín hiệu mạch cho chuyển mạch Class PSTN chuẩn giao tiếp công nghiệp GR-303, TR-008 (ở Bắc Mỹ) hay V5 (ở châu Âu) Packet Backbone Network Access Data PSTN Voice Gateway Class Swith DSLAM xDSL IAD CPE Voice Data Hình 4.6 Cấu hình VoDSL tiêu biểu Ngoài ra, cấu hình mạng VoDSL tiêu biểu có: CPE (Customer Premises Equipment): thiết bị tài sản khách hàng như: điện thoại, PABX, fax, modem, … DSL line: vận chuyển liệu thoại gói hoá qua đường dây điện thoại Class switch: chuyển mạch nội hạt tổng đài nội hạt 4.6.3 Kiến trúc mạng hệ thống VoDSL Kiến trúc mạng VoDSL minh họa hình 4.9 Với thuê bao sử dụng dịch vụ thoại qua DSL vòng thuê bao kết thúc phía khách hàng modem DSL hay định tuyến Với thuê bao sử dụng dịch vụ thoại số liệu vòng thuê bao DSL kết thúc thiết bị truy xuất tích hợp IAD 131 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh loạt giống ADSL, sử dụng để hỗ trợ chuyển vận cell ATM G.lite làm cho thích ứng với hạ tầng kiến trúc mạng hỗ trợ ADSL mà không cần phải thay đổi Các mạng thuê bao ILEC hỗ trợ thoại qua ATM (Voice over ATM: VoATM) hay thoaïi qua IP (Voice over IP: VoIP) Yêu cầu phải tách rời lưu lượng thoại số liệu DSLAM mạng thông tin gói vùng để hỗ trợ kiến trúc tập trung đồng thời dù sử dụng phương pháp thoại số liệu phải kết nối kênh ảo (virtual circuit connection: VCC) ATM khác Nếu sử dụng VoIP thoại số liệu truyền VCC DSLAM, voice gateway phải tái hợp tất cell ATM thành gói IP để xác định gói chứa thoại gói chứa liệu Quá trình làm tăng thêm độ phức tạp giá thành giải pháp b Kiến trúc mạng thuê bao DSL CLEC Các mạng CLEC định hướng hỗ trợ nhiều kiến trúc khác ILEC Hiện nay, mạng thuê bao DSL CLEC chủ yếu sử dụng DSLAM DSL đối xứng (SDSL) hỗ trợ truyền tải frame relay qua DSL Hầu hết DSLAM kết nối với mạng ATM vùng qua chức giao thức frame-to-cell có sẵn hay có điểm chuyển mạch ATM cung cấp truy xuất cho loại DSLAM khác Vì gói IP chuyển suốt qua chức giao thức frame-to-cell nên xuất IP đem lại giải pháp trực tiếp cho chuyển vận thoại qua loại mạng Các kỹ thuật khác nhìn chung phức tạp nhiều thiết bị phía khách hàng phải hỗ trợ frame relay voice gateway tập trung lại kết nối qua ATM Điều nghóa thoại qua frame relay (Voice over Frame Relay: VoFR) cần thiết cho kết nối DSL giao thức frame-to-cell phải xếp tương ứng các frame chứa thoại sang cell để tương hợp với voice gateway Tuy nhiên, tới ta thấy lúc VoIP xem đơn giản lại có nhiều nhược điểm nghiêm trọng sử dụng cho VoDSL Không phải tất CLEC sử dụng DSLAM dựa kỹ thuật frame relay Có số không ngừng tăng lên CLEC sử dụng DSLAM dựa ATM dó nhiên hoàn toàn tương hợp với các mạng ATM vùng Các DSLAM dùng kỹ thuật ATM đôi lúc lại rẻ tiền DSLAM sử dụng kỹ thuật frame relay tương đương khác biệt nhiều ưu điểm DSLAM đem lại hỗ trợ lưu thoại 4.6.4.2 Giải pháp thoại qua ATM a Mô mạch CES (Circuit Emulation Services) Giải pháp thoại qua ATM dựa kỹ thuật thuật truyền thống gọi mô “phỏng mạch” (“circiut emulation”) với cấu trúc khung xen byte T1 hay E1 chuyển đổi thành dòng cell ATM truyền tốc độ không đổi Mô mạch dựa sở sử dụng nghi thức lớp thích ứng ATM loại (ATM Adaptation Layer 1: AAL1) sử dụng rộng rãi để hỗ trợ đường truyền T1 T3 qua mạng ATM Mô mạch thật đáp ứng yêu cầu VoDSL bố trí nhiều kênh thoại chia kênh ảo VCC ATM lại không đáp ứng số yêu cầu thiết yếu khác, chi tiết là: 135 Đặng Quốc Anh - - b ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Hỗ trợ hỗn hợp thoại nén thoại không nén, giải toả lưu lượng kênh đồng thời VCC Điều cần thiết để hỗ trợ việc chuyển vận hiệu thoại dạng nén qua kết nối DSL dải tần cố định lúc hỗ trợ lưu lượng liệu dải tần thoại từ máy fax modem tốc độ đầy đủ Hỗ trợ loại bỏ khoảng yên lặng kỹ thuật tiết kiệm dải thông lên đến 50% mạng thông tin gói Một yêu cầu khác VoDSL gọi hỗ trợ định vị dải thông động thoại số liệu thực với kỹ thuật mô mạch công nghệ cần thiết lại phức tạp Mô vòng LES (Loop Emulation Services) Hình 4.11 Dịch vụ mô vòng LES Một giải pháp tốt cho VoDSL có từ lớp thích ứng ATM loại (ATM Adaptation Layer 2: AAL2), kỹ thuật thiết kế để hỗ trợ ghép dòng gói thời gian thực qua VCC ATM AAL2 định nghóa header riêng cho gói thoại (hay loại dịch vụ thời gian thực khác video) chứa thị độ dài, nhận dạng kênh chế nhận dạng loại mã hoá thoại gói Các tiện ích AAL2 cung cấp đem lại thực xuất sắc cho giải pháp VoDSL Chi tiết AAL2 nêu rõ ITU-T Rec I.363.2 xuất vào tháng chín năm 1997 Đặc tính kỹ thuật khuyến nghị bao gồm dạng gói AAL2, phương pháp ghép gói AAL2 vào cell ATM Cùng liên quan tới giải pháp VoDSL khuyến nghị I.366.1 I.366.2 ITU-T Khuyến nghị I.366.2 nêu chi tiết định dạng gói cần thiết để truyền dẫn thoại tín hiệu điều khiển gọi sử dụng AAL2 khuyến nghị I.366.1 mô tả phương pháp truyền tải gói liệu (chứa chẳng hạn, nghi thức quản lý mạng) qua VCC AAL2 với gói thoại Vào tháng tư năm 1999, ATM Forum nhận thấy quan trọng VoDSL ứng dụng công nghệ thoại qua ATM phê chuẩn công trình mang tên “Loop Emulation Service Using AAL2” (“Dịch vụ mô vòng sử dụng AAL2”) để xác định cách áp dụng tiêu chuẩn ITU-T vào việc hỗ trợ cung cấp thoại qua DSL 136 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh 4.6.4.3 Giải pháp thoại qua Frame Relay Như thảo luận đây, giải pháp VoDSL cho khách hàng DSLAM dựa sở frame relay phục vụ phức tạp hầu hết DSLAM kết nối với mạng ATM qua chức giao thức frame-to-cell Ở phía khách hàng, thoại phải chèn vào frame frame relay để truyền dẫn kến nối DSL Một phương pháp thực điều tiêu chuẩn dành cho thoại qua frame relay FRF.12 Frame Relay Forum Giao thức frame-to-cell xác định tiêu chuẩn FRF.8 Frame Relay Forum mô tả cách payload frame xếp vào payload AAL5 ATM AAL5 lớp thích ứng ATM thông thường cho liệu chế độ gói Hình 4.12 Kiến trúc nghi thức thoại qua AAL2 với DSLAM dựa frame relay Nếu ta sử dụng trình thiết lập lưu lượng thoại mạng ATM thực dạng FRF.12 payload AAL5, định dạng hoàn toàn khác với định dạng mô tả cho giải pháp tuý thoại qua ATM đề cập trước Vì có khác biệt lớn voice gateway thiết kế để xử lý cho trường hợp Một phương pháp khác để khắc phục vấn đề sử dụng định dạng gói AAL2 để truyền dẫn thoại truyền tải gói AAL2 payload frame relay Ở chức giao thức frame-to-cell FRF.8, gói AAL2 xếp vào hay nhiều cell ATM, với phần trailer nghi thức AAL5 gắn vào đuôi Nếu kích thước gói AAL2 chọn thích hợp gói AAL2 với phần trailer nghi thức AAL5 vừa vặn cell ATM Từ quan điểm voice gateway thiết kế cho thoại qua ATM AAL2 giống định dạng gói quen thuộc, khác biệt diện phần trailer nghi thức AAL5 Nếu voice gateway cấu hình bỏ qua phần trailer AAL5 gắn với gói thoại sử dụng voice gateway cho thoại qua mạng ATM end-to-end thoại qua frame kết nối DSL 4.6.4.4 Giải pháp thoại qua IP (VoIP) Vì tất mạng thuê bao DSL thực hỗ trợ lưu lượng IP nên dù dạng dựa ATM hay frame relay qua DSL VoIP mang lại giải pháp toàn cục cho tất nhu cầu VoDSL Tuy nhiên, phân tích có nhiều vấn đề với VoIP 137 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai dẫn đến việc phân thành hai phương pháp đặc biệt khác để hỗ trợ chuyển vận thoại IP thích hợp với nhu cầu VoDSL: điện thoại Internet (Internet telephony) trung kế IP (IP trunking) a Xếp chồng nghi thức Internet Telephony Xếp chồng nghi thức chấp nhận rộng rãi cho Internet telephony dựa RTP (Real-Time Protocol) qua UDP (User Datagram Protocol) qua IP RTP cung cấp nhận diện định dạng mã hoá thoại gói thoại, với số thứ tự tem thời gian (timestamp) phép tái tạo dòng thoại đồng từ dòng gói RTP UDP cung cấp số port mà từ cho phép nhiều dòng thoại ghép với hai end point IP, dó nhiên, cung cấp địa nguồn đích cho phép mạng IP chuyển mạch gói từ end-point tới end-point khác Xếp chồng nghi thức Internet telephony sử dụng rộng rãi dùng cho giải pháp VoDSL có ưu điểm tương hợp trực tiếp với định dạng gói mạng thuê bao mạng điện thoại đường dài dựa IP Những ưu điểm kết hợp với khả VoIP hoạt động tất loại mạng thuê bao DSL làm cho ta thấy lựa chọn hiển nhiên cho VoDSL Tuy nhiên, có vài khó khăn phải vượt qua mà chúng mức độ hiệu tốc độ Hiệu suất sử dụng dải thông điều ý hàng đầu cho DSL Một yêu cầu rõ ràng thị trường VoDSL sử dụng hiệu dải thông hữu dụng kết nối DSL để cung cấp nhiều kênh thoại làm cho giải pháp trở nên thực tế đáp ứng chất lượng thoại “toll quality” Chất lượng thoại hệ thống truyền dẫn điện thoại đo MOS (Mean Opinion Score) có tầm giá trị từ (Poor: nhất) (Excellent: xuất sắc) theo khuyến nghị P.800 ITU-T Thoại PCM 64 kbps không nén đạt 4,4 điểm thang MOS ADPCM 32 kbps đạt 4,2 điểm VoDSL phải đạt tối thiểu 4.0 điểm đạt “toll quality” Thật không may mắn xếp chồng nghi thức Internet telephony không đáp ứng tốt so với yêu cầu thị trường Đó lượng overhead nghi thức Để nằm tầm giới hạn chấp nhận độ trễ truyền dẫn mạng thuê bao giải pháp thoại gói phải dùng gói nhỏ chứa tín hiệu thoại mã hoá không 15 – 20 ms Nếu giả sử thoại nén với tỷ số 2:1 giải thuật ADPCM 32 kbps kích thước gói lớn dùng 80 byte, tương đương với 20 ms thoại mã hoá Header RTP, UDP IP thêm tương ứng 12, 8, 20 byte vào 80 byte Để truyền dẫn qua ATM mạng thuê bao DSL dựa ATM cần phải thêm header PPP daøi byte vaø header LLC daøi byte Sau thêm vào trailer byte AAL5 để kết thúc gói để thêm phần đệm để số nguyên lần 48 byte làm payload cho cell ATM Như truyền dẫn 80 byte thêm vào hàng loạt header trở thành 159 byte hiệu suất sử dụng dải thông 50 % chút Một kênh tải gói thoại 80 byte mã hoá ADPCM 32 kbps tương đương với 64 kbps kết nối DSL Trái lại, thoại qua ATM AAL2 sử dụng kích thước payload thoại 44 byte tiêu tốn 40 kbps cho kênh thoại bị trễ gói 11 ms so với 20 ms Internet telephony mà ví dụ vừa minh hoạ Khi dùng gói thoại 44 byte với xếp chồng nghi thức Internet hiệu giảm xuống 40 % 138 Dịch vụ ADSL b Đặng Quốc Anh IP Trunking Overhead nghi thức biết đến rộng rãi vấn đề xếp chồng nghi thức IP telephony có nhiều giải pháp đề nghị để khắc phục hiệu suất dải tần cho VoIP Trong môi trường VoDSL giải pháp đạt hiệu tận dụng đặc tính đường truyền thiết bị truy xuất tích hợp IAD phía khách hàng voice gateway kết nối với PSTN kết nối điểm nối điểm yêu cầu truyền tải nhiều kênh thoại Giải pháp biết đến với nhiều tên khác IP trunking hay RTP multiplexing mô tả tài liệu Internet Draft draft-ietf-avtmultiplexing-rtp-00.txt Hình 4.13 So sánh hiệu sử dụng dải thông VoIP AAL2 qua DSL dựa ATM Với IP trunking, gói IP bao gồm UDP RTP dùng cho Internet telephony Nhưng trường hợp payload RTP chứa nhiều gói thoại, gói dành cho kênh thoại tích cực Mỗi gói thoại truyền trước header nhỏ byte để mang thông tin độ dài gói kênh Nếu có kênh thoại sử dụng phần overhead nghi thức IP trunking gần với phần overhead xếp chồng nghi thức Internet telephony Khi có nhiều kênh thoại truyền hiệu suất sử dụng dải thông cải thiện phần overhead nghi thức kênh thoại chia Hiệu suất đạt khác tuỳ thuộc vào IP trunking hoạt động DSL dựa frame relay hay DSL dựa ATM Với kích thước gói sử dụng ứng dụng VoDSL hiệu suất sử dụng dải thông IP trunking qua frame relay xấp xỉ với hiệu suất sử dụng dải thông thoại qua AAL2 có kênh Hiệu suất sử dụng dải thông IP trunking qua DSL dựa ATM so sánh với trường hợp AAL2 hình 4.16 thấy hình vẽ IP trunking đạt không vượt hiệu suất trường hợp AAL2 số kênh truyền lên đến 16 4.6.4.5 So sánh giải pháp VoIP với VoATM hay VoFR Thảo luận tập trung vào hiệu suất sử dụng dải thông liên quan đến VoIP cho thấy kỹ thuật IP trunking đem lại cải thiện đáng kể xếp chồng nghi thức Internet telephony Nhưng hiệu suất sử dụng dải thông vấn đề của VoIP dùng cho thoại qua DSL 139 Đặng Quốc Anh lý ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Có ba lónh vực khác xoay quanh VoIP tính bảo mật, thực quản Trước phân tích chi tiết vấn đề cần phải VoIP thực qua kết nối DSL dựa frame relay hai cách khách Cách đơn giản chuyển vận gói IP thoại hay số liệu VCC ATM hay frame relay Cách lại bố trí VCC riêng cho gói thoại số liệu Hãy xét cách đơn giản trước Tất lưu lượng IP thoại hay liệu thực thiết bị truy xuất tích hợp IAD phía khách hàng mạng IP qua VCC Các gói thoại chuyển đến voice gateway địa IP chúng Cách làm tạo mức độ bảo mật trung bình voice gateway cần phải sử dụng để tránh bị ăn cắp dịch vụ tránh bị công Việc sử dụng bảo mật yêu cầu gán thêm nhãn nhận dạng người sử dụng mật làm tăng thêm nhiều gánh nặng cho quản lý phân phối dịch vụ Thực gói thoại số liệu VCC tạo vấn đề thực định tuyến thực tách lưu thoại lưu lượng số liệu hướng voice gateway bị tắc nghẽn gặp phải tải liệu nặng Có thể khắc phục cách ưu tiên gói thoại với trợ giúp trường TOS (Type of Service) header IP, việc sử dụng TOS cách xử lý hàng đợi áp dụng cho TOS chưa tiêu chuẩn hoá dù không bảo đảm cho việc thực Một vấn đề thoại số liệu chia VCC phải làm việc với độ trễ chờ đợi khác Ngay gói thoại số liệu đặt hai dãy đợi khác qua kết nối DSL với gói thoại ưu tiên việc truyền dẫn gói liệu dài độc chiếm kết nối thời gian đáng kể Ví dụ, gói IP dài 1500 byte chiếm 30 ms để truyền qua kết nối DSL tốc độ 384 kbps Điều có nghóa gói thoại vừa đến phải đợi từ tầm từ đến 30 ms trước gởi Vì vậy, gói thoại phải trải qua jitter 30 ms thêm vào thời gian trễ hàng đợi khác chuyển mạch định tuyến mạng Bộ đệm trễ đầu thu phải cho phép điều kết tổng thời gian trễ toàn đường truyền dẫn vượt 50 ms lượng trễ nhiều nhà cung cấp dịch không chấp nhận Phương pháp khác để hỗ trợ truyền gói thoại số liệu qua kết nối DSL thực qua VCC riêng biệt Phương pháp có ưu điểm giảm vi phạm tính bảo mật VCC thoại kết nối điểm nối điểm thiết bị truy xuất tích hợp IAD voice gateway Phương pháp cải thiện tình hình bảo đảm thực thoại VCC dùng để chuyển vận gói thoại cài đặt trước loại lưu lượng thích hợp (tốc độ bit không đổi – Constant Bit Rate hay tốc độ bit thay đổi – Variable Bit Rate Real Time) để bảo đảm chất lượng dịch vụ Không có vậy, lớp ATM chuyển vận việc truyền dẫn gói thoại xen kẽ với việc truyền dẫn liệu tránh tác động trễ gói liệu dài Mặt khác, voice gateway cần phải cung cấp địa IP cho kênh VCC đến thiết bị truy xuất tích hợp IAD Độ bảo mật thực xoay quanh việc sử dụng VCC để truyền thoại số liệu đủ để làm nản lòng nhà cung cấp dịch vụ sử dụng phương pháp Phương pháp thứ hai đòi hỏi phải cung cấp kênh VCC riêng biệt cho thiết bị truy xuất tích hợp IAD Nhưng tạo cho tất liên kết điểm nối điểm phải đối mặt với câu hỏi hiệu việc sử dụng IP để hiệu chỉnh phần header gì? Dùng chuyển vận ATM nguyên thủy cho thoại dó nhiên có nghóa phải cung cấp hai VCC cho khách hàng, cho thoại cho số liệu Nhưng liên kết cung cấp có hiệu suất sử dụng dải thông chất bảo mật giải pháp không cần phải quản lý địa IP không cần phải quản lý tên nhận dạng người sử dụng 140 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh mật Nếu xác định thông số chất lượng dịch vụ không cần phải quan tâm Kết luận: việc sử dụng phổ biến IP cho phép trở thành phương tiện chuyển vận ưu tiên cho thoại qua DSL việc kiểm tra chi tiết thực tế cho thấy kết luận hoàn toàn trái ngược Kết phương pháp thực VoDSL chủ yếu tương lai gần dựa chuyển vận thoại sở frame relay hay ATM nguyên thủy Điều cho kiến trúc mạng phân bố (thường ILEC sử dụng) kiến trúc mạng tập trung (thường CLEC sử dụng) 4.6.5 Yêu cầu mạng thuê bao DSL Việc phân phối dịch vụ thoại qua DSL đặt số yêu cầu cụ thể cho hạ tầng sở mạng thuê bao DSL cao cung cấp dịch vụ số liệu Nhìn chung yêu cầu không khó đáp ứng phải ý đến 4.6.5.1 Các DSLAM dựa ATM Các DSLAM dựa ATM phải cung cấp chất lượng dịch vụ sở kết nối kênh ảo Trên thực tế điều có nghóa thoại số liệu phải xử lý qua dãy đợi khác port DSL chiều hướng đến người sử dụng port uplink tốc độ cao hướng phía mạng Các hàng đợi phải quản lý cho lưu thoại không vượt tốc độ cell cho phép thoại ưu tiên liệu 4.6.5.2 Các DSLAM dựa frame relay Frame relay không hỗ trợ khả chất lượng dịch vụ với ATM Dù DSLAM dựa frame relay hỗ trợ hỗn hợp lưu lượng thoại số liệu thành công việc áp dụng ưu tiên hoá sở kết nối ảo Cũng trường hợp ATM, điều có nghóa VCC thoại số liệu cần phải xử lý dãy đợi khác port DSLAM với ưu tiên thoại cao Có yêu cầu DSLAM dựa frame relay phát sinh từ đặc tính kích thước gói thay đổi frame relay Khi có trộn lẫn gói liệu kích thước lớn gói thoại vốn có kích thước nhỏ kết nối dựa frame relay gói thoại ưu tiên phải gặp độ trễ thay đổi nhiều Vấn đề nói đến phần thoại qua IP tác động tương tự cho trường hợp VoFR Độ trễ thay đổi xảy gói liệu lớn cần phải tốn thời gian dài để truyền kết nối DSL một gói liệu bắt đầu, phải xử lý toàn gói gởi Điều ngược với ATM mà gói liệu lớn chia thành cell nhỏ kích thước cố định ghép xen kẽ với gói thoại Trong VoDSL điển hình có tốc độ DSL 384 kbps dịch vụ liệu hỗ trợ gói IP dài 1500 byte gói số thoại phải trải qua thời gian trễ đợi biến đổi đến 30 ms Tầm chênh lệch tăng lên gói thoại chờ truyền dẫn đường dây không bận truyền tức thời gói thoại đến lúc có gói liệu dài 1500 byte vừa bắt đầu gởi phải chờ toàn gói số liệu dài nhằn gởi hết Thời gian truyền tải gói liệu tính số bit cần truyền chia cho tốc độ đường dây trường hợp là: 141 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai 1500 × = 31,25ms 384kbps Nếu gói thoại trải qua độ trễ hàng đợi biến đổi vượt 30 ms đệm nhảy xung (jitter buffer) máy thu phải điều tiết độ trễ cộng thêm độ trễ gói hoá độ trễ hàng đợi khác mạng Kết tổng độ trễ truyền dẫn theo chiều mạng thuê bao lên đến 50 ms hay điều làm cho nhà cung cấp dịch vụ không chấp nhận Giải pháp cho vấn đề phân mảnh frame (frame fragmentation) kỹ thuật bẻ gói liệu lớn thành nhiều mảnh nhỏ hơn, cho phép tạo thành hột gói liệu nhỏ ghép xen kẽ gói thoại liệu kết nối DSL Tiêu chuẩn phân mảnh frame Frame Relay Forum xuất FRF.12 Thủ tục phân mảnh phải thực hai đầu kết nối DSL, phía thiết bị truy xuất tích hợp IAD phía DSLAM Kích thước mảnh lớn 256 byte cung cấp việc thực nhảy xung thoại chấp nhận 4.6.5.3 Quản lý lưu lượng Dải thông mà gói thoại chiếm mạng thuê bao DSL biến đổi theo thời gian Khi máy điện thoại gác kênh VoDSL hỗ trợ kết nối rỗi, gói thoại truyền kênh hai chiều Nếu hệ thống VoDSL hỗ trợ loại bỏ khoảng yên lặng dòng gói kênh VoDSL hoạt động có thoại kênh Bản chất động dải thông dùng hệ thống VoDSL hỗ trợ lợi ích ghép thống kê mạng thuê bao DSL Vì tất người sử dụng điện thoại kết nối với hệ thống VoDSL lúc nên dung lượng toàn mạng đo lại để hỗ trợ tải vào cao điểm Với hệ thống VoDSL hỗ trợ hàng ngàn kết nối thoại tải cao điểm khoảng 15 % đến 20 % khả cực đại theo lý thuyết Tận dụng ưu điểm ghép kênh thống kê bao gồm việc tạo quy tắc thích hợp cho cho thông số lưu thoại xác định kết nối mạch ảo cho thoại dự trữ Có hai phương pháp áp dụng a Sử dụng loại dịch vụ rt-VBR Phương pháp thứ dự trữ kết nối kênh ảo cho thiết bị truy xuất tích hợp IAD tới voice gateway xác định kết nối có kiểu dịch vụ rt-VBR (real-time Variable Bit Rate: tốc độ bit thay đổi-thời gian thực) Với rt-VBR xác định tốc độ cell tối đa (PCR: Peak Cell Rate) tốc độ cell trì (SCR: Sustained Cell Rate) tương ứng với tốc độ cao điểm tốc độ trung bình dòng cell VCC Hơn nữa, cần phải xác định kích thước cụm tối đa (MBS: Maximum Burst Size) tương ứng đến số cell cần phải truyền qua VCC tốc độ cell cao trước mạng xác định thoả thuận lưu lượng bị vượt bắt đầu loại bỏ bớt cell Loại dịch vụ rt-VBR hướng đến cho phép mạng ATM thực ghép kênh thống kê với lưu lượng cụm Trong trường hợp VoDSL, thực tế có hai mức dồn cụm Mức thứ tương ứng với số thay đổi máy điện thoại nhấc máy thời điểm Mức thứ hai tương ứng với cụm thoại có kênh thoại hoạt động Nếu hệ thống VoDSL không hỗ trợ loại bỏ khoảng yên lặng có mức dồn cụm thứ áp dụng 142 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh Sự dồn cụm liên quan đến máy điện thoại nhấc máy thời điểm bao gồm cụm dài đến vài phút bao gồm việc truyền dẫn hàng ngàn hay chí hàng chục ngàn cell vượt mức tải trung bình Trong theo lý thuyết xác định giá trị MBS đáp ứng cụm dài thực tế, chuyển mạch ATM không hỗ trợ giá trị MBS lớn Điều có nghóa giá trị SCR xác định cho kết nối VoDSL phải gần với PCR để hỗ trợ trường hợp tất máy điện thoại khách hàng đồng thời sử dụng Nếu hệ thống VoDSL có hỗ trợ loại bỏ khoảng yên lặng xét đến cụm dài (sử dụng điện thoại) cụm ngắn (trong thoại) Trong vài tình huống, khác giá trị SCR cho kết nối rt-VBR giá trị PCR lớn Vì tổng tài nguyên tốc độ mạng dành cho kết nối rt-VBR xấp xỉ tổng giá trị SCR cho kết nối nên khác SCR PCR đem lại lợi ích thống kê b Tập hợp đøng thoại Hạn chế việc sử dụng rt-VBR sở VCC phát sinh từ đặc tính thống kê việc sử dụng điện thoại qua số đường dây điện thoại Nếu với 16 đường dây khách hàng rõ ràng có khả 16 đường dây sử dụng phần thời gian ngày Nhưng ta thống kê 5000 đường dây trải hàng trăm khách hàng khả tất đường dây sử dụng đồng thời thời điểm nhỏ Ta tận dụng ưu điểm hiệu thống kê cách tập hợp nhiều mạch ảo hỗ trợ thoại vào đường (path) cung cấp đường ảo với thông số đáp ứng tải cao điểm thống kê qua tất mạch đường ảo Trong mạng thuê bao DSL, đường ảo dẫn từ thiết bị truy xuất thích hợp IAD đến voice gateway tạo thành phân nhánh với voice gateway làm gốc Khi lưu lượng từ khách hàng hướng tới gốc voice gateway, nhánh tăng số kênh thoại chúng thống kê trở nên có lợi toàn dải thông Với tập trung đường thoại, việc định kích thước PCR cho đường ảo mức nhánh dựa nguyên lý kỹ thuật lưu thoại cổ điển Điều cần phải sử dụng quy luật thống kê chuẩn: bảng Erlang Lưu ý răèng tất chuyển mạch ATM hỗ trợ cung cấp thông số lưu lượng mức đường ảo Điều xét đến chọn điểm chuyển mạch ATM để xây dựng mạng VoDSL 4.6.6 Nén thoại triệt tiếng dội Thoại qua DSL cung cấp phương tiện rẻ tiền đem lại nhiều đường dây diện thoại cho khách hàng doanh nghiệp nhỏ không đủ khả thuê hẳn đường dây T1 Các khách hàng cần nhiều 16 đường dây điện thoại trường hợp doanh nghiệp thuê hẳn đường dây T1 nên kết hội lớn dành cho VoDSL nằm thị trường 16 đường dây trở xuống Mạng công cộng thoại thường thực mạch 64 kbps Nếu dòng thoại 64 kbps không nén gói hóa để chuyển vận mạng thuê bao DSL overhead gói làm tốc độ cần thiết kênh thoại lên đến 80 kbps Với ADSL tốc độ chiều upstream giới hạn 640 kbps tương đương với tối đa kênh thoại không nén Nếu tất kênh thoại hoạt động lúc không chỗ cho lưu lượng liệu 143 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai SDSL chút có tốc độ đến 1,1 Mbps cho chiều Dù vậy, hầu hết ứng dụng thực SDSL cao 768 kbps tương đương với kênh thoại không nén Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu thị trường lên đến 16 đường dây rõ ràng cần vài kiểu nén thoại 4.6.6.1 Giải thuật nén thoại Sự lựa chọn giải thuật nén thoại cho giải pháp VoDSL kết dàn xếp chất lượng thoại, độ trể truyền dẫn Phân tích nêu sơ đồ mã hóa thích hợp cho VoDSL Bảng 4.4 Các tiêu chuẩn mã hoá nén thoại ITU-T Tiêu chuẩn ITU-T G.711 G.721 G.728 G.729 G.723.1 Mô tả Tốc độ (kbps) PCM ADPCM LD-CELP CS-ACELP Multirate CELP 64 32, 16, 24, 40 16 6,3-5,3 Độ trễ mã hoá (ms) < 1,00 < 1,00 2,50 15,00 30,00 Tốc độ cần thiết để truyền tín hiệu thoại số hoá giảm đáng kể kỹ thuật nén thoại thực với trợ giúp xử lý tín hiệu dùng kỹ thuật số Dùng kỹ thuật nén thoại để giảm tốc độ dịch vụ thoại qua DSL cho phép truyền tải nhiều kênh thoại nhường chỗ nhiều cho dịch vụ truyền số liệu nén thoại nhiều chất lượng thoại giảm Tuy nhiên, yêu cầu hệ thống VoDSL giảm sút chất lượng phương pháp nén thoại phải không để người sử dụng cảm giác Bảng 4.4 liệt kê tiêu chuẩn mã hoá nén thoại ITU-T Tất giải thuật nói đến đáp ứng truyền dẫn thoại toll quality, đo MOS Các kiểm tra thực nhiều phòng thí nghiệm khác để có số MOS cho giải thuật a G.726 ADPCM 32 kbps Giải thuật G.726 ADPCM tốc độ 32 kbps sử dụng rộng rãi mạng viễn thông, đặc biệt cho gọi quốc tế Nó giải thuật đơn giản với độ trễ tương đối nhỏ đặc tính hoá tốt cho việc làm trung gian, nhiều tầng nén giải nén gây ngày làm xấu chất lượng thoại Với ADPCM 32 kbps hỗ trợ đến 16 kênh thoại qua chiều upstream 640 kbps ADSL 18 hay nhiều kênh thoại qua SDSL tốc độ 768 kbps Vì vậy, sử dụng mã hoá ADPCM 32 kbps cho phép giải pháp VoDSL đáp ứng yêu cầu thị trường lên đến 16 đường dây điện thoại qua kết nối DSL 144 Dịch vụ ADSL b Đặng Quốc Anh G.728 G.728 mã hoá có độ trễ thấp chất lượng cao hoạt động 16 kbps Sự kết đặc tính lý tưởng cho VoDSL thật không may giá thực vấn đề mã hoá Cần phải có lực xử lý gấp ba lần so với ADPCM 32 kbps phải trả tiền quyền lớn cho công nghệ có sáng chế c G.729A Hình 4.14 Số đường dây thoại theo cự ly SDSL với phương pháp nén thoại khác G.729A sử dụng rộng rãi cho Internet telephony Nó kết hợp độ phức tạp tương đối thấp chất lượng thoại tuyệt vời nhược điểm G.729A độ trễ Một độ trễ mã hoá lên đến 25 ms kết hợp với độ trễ gói hoá 44 ms đặt độ trễ tổng cộng lên chấp nhận cho hầu hết ứng dụng mạng thuê bao Với kích thước gói nhỏ hơn, việc thực độ trễ cải thiện phần có số vấn đề với G.729A, đặc biệt không suốt với âm hiệu DTMF dùng cho quay số Khi sử dụng G.729A, thiết bị đầu cuối cần phải chuyển đổi chúng sang giá trị số gởi gói riêng lúc triệt tiêu việc truyền dẫn âm hiệu bị méo Ở đầu bên kia, giá trị DTMF số giải mã phát âm hiệu DTMF Một trình giải điều chế điều chế lại tương tự cần thiết với tín hiệu FSK dùng để truyền thông tin Caller ID đến khách hàng Những trình làm tăng thêm độ phức tạp giải pháp G.729A Hình 4.14 cho thấy số đường dây điện thoại phân phối qua kết nối DSL giảm dần theo độ dài vòng thuê bao Cần thấy mã hoá 32 kbps cần thiết cho yêu cầu 16 đường dây sơ đồ mã hoá 16 kbps mở rộng tầm cự ly phân phối 16 đường dây từ 3000 m lên đến 3900 m Giá trị đáng lưu ý sử dụng mã hoá thoại 16 kbps cho VoDSL mặt mở rộng cự ly phân phối dịch vụ tối đa hoá lượng dải thông liệu lại kết nối DSL nhiều kênh thoại sử dụng Tuy nhiên, mã hoá 16 kbps tiêu chuẩn đáp ứng chiến lược chất lượng với gánh nặng giá 145 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai khó điều chỉnh cho ứng dụng VoDSL Một giải pháp khác sử dụng giải thuật thích đáng với mật độ xử lý thấp G.728 thực tương tự 4.6.6.2 Truyền dẫn Fax Modem Tất sơ đồ nén thoại vấp váp thực truyền dẫn fax modem ADPCM chạy 32 kbps có tốc độ fax modem thiết lập kết nối nhanh nhất: 4800 bps G.728 giới hạn tốc độ 1200 bps G.729A không hỗ trợ fax hay modem tốc độ Rõ ràng có yêu cầu cho giải pháp VoDSL để hỗ trợ lưu lượng fax modem tốc độ tối đa Giải pháp chung hỗ trợ chuyển vận 64 kbps không nén cho loại lưu lượng Điều có nghóa giải pháp VoDSL cần hỗ trợ hỗn hợp kênh nén không nén để tận dụng ưu điểm tiết kiệm dải thông nén thoại mà cho phép lưu lượng fax, modem chuyển qua với tốc độ cao Việc chọn lựa giải thuật mã hoá kênh thoại qua kết nối DSL thực cố định cách cung cấp đường dây có hay nén hay chọn lựa động cách dò diện lưu lượng fax hay modem đường dây thay đổi giải thuật sang PCM không nén 4.6.6.3 Triệt tiếng dội Tất mạng điện thoại phân phối dịch vụ POTS tương tự phát lượng nhỏ tiếng dội Tiếng dội gây không hoàn hảo thiết bị kết hợp đường thoại phát thu đôi dây điểm dịch vụ tương tự gặp mạng điện thoại số Một phần nhỏ tín hiệu truyền đến phía máy điện thoại tương tự bị dội lại thiết bị phía người nói Hình 4.15 Triệt tiếng dội mạng VoDSL Với gọi nội hạt tiếng dội không làm người nói ý thời gian trễ tiếng dội so với tiếng nói không đáng kể Với gọi đường dài, tiếng dội cảm giác bị trễ qua thời gian truyền dẫn mạng Nếu thời gian mạng khoảng 30 ms tiếng dội không đáng ý Vì lý đó, PSTN chèn triệt tiếng dội vào mạng cho gọi đường dài để loại bỏ tiếng dội Khi thoại nén gói hoá để truyền dẫn mạng thuê bao DSL, độ trễ truyền dẫn lớn ngưỡng nhận biết tiếng dội Vì vậy, thiết bị truy xuất tích 146 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh hợp IAD voice gateway cần thiết phải loại bỏ tiếng dội để thoả yêu cầu làm cho chất lượng thoại chấp nhận 4.6.7 Trong suốt với tín hiệu báo Yêu cầu quan trọng VoDSL hỗ trợ suốt đặc tính CLASS, Custom Calling Centrex Những đặc tính không mong muốn nhu cầu khách hàng mà tạo thu nhập đáng kể cho nhà cung cấp dịch vụ Để xác định giải pháp VoDSL làm cách đáp ứng việc truyền suốt đặc tính cần phải kiểm tra cách thực cung cấp vòng thuê bao số Điều dễ dàng thực hệ thống VoDSL mô tốt cung cấp vòng thuê bao số nhìn từ phía tổng đài nội hạt Các cung cấp vòng thuê bao số đại diện cho giao tiếp POTS tương tự đến khách hàng nối đến tổng đài nội hạt qua giao tiếp số tiêu chuẩn dựa DS1 GR-303, TR-008 4.6.7.1 Tín hiệu báo dải tần thoại Tín hiệu báo dải tần thoại bao gồm âm hiệu âm hiệu DTMF phát từ bàn phím quay số, tần số FSK mang thông tin số máy gọi đến (Caller ID) từ tổng đài nội hạt Tất sơ đồ mã hoá thoại nói đến ngoại trừ G.729A thực truyền suốt loại âm hiệu Như mô tả, G.729A cần phải có bước đặc biệt để bảo đảm âm hiệu phát lại đầu bên Các hệ thống VoDSL phải truyền tải suốt âm hiêu DTMF (để quay số), tần số FSK (để báo số máy gọi đến) qua kênh thoại voice gateway thiết bị truy xuất tích hợp IAD dịch vụ phụ thuộc vào âm hiệu hoạt động hệ thống cung cấp vòng thuê bao số thông thường 4.6.7.2 Tín hiêäu báo giám sát Tín hiệu báo giám sát liên quan đến trạng thái đường dây tương tự Các trạng thái gác máy nhấc máy tín hiệu giám sát từ phía khách hàng truyền đến tổng đài chiều ngược lại tín hiệu chuông xoay chiều để đổ chuông máy điện thoại khách hàng, lại tín hiệu giám sát đường dây rỗi Ở port cung cấp đường dây thuê bao số DLC, tín hiệu báo giám sát thực trạng thái dòng điện điện áp Chẳng hạn, gác máy tạo mạch điện hở đường dây nhấc máy lại tạo điện trở chiều làm cho có dòng điện chiều chảy mạch vòng thuê bao Các tín hiệu báo trạng thái phải có port điện thoại thiết bị truy xuất tích hợp IAD CPE phải truyền qua mạng thông tin gói đến voice gateway chuyển tới tổng đài nội hạt Giao tiếp voice gateway tổng đài nội hạt giao tiếp số tín hiệu báo giám sát phải truyền qua giao tiếp dạng số thích hợp 147 Đặng Quốc Anh a ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai Tín hiệu báo CAS (Channel-Associated Supervisory: giám sát liên kết kênh) Trong mạng dựa tiêu chuẩn Bắc Mỹ báo hiệu giám sát truyền voice gateway tổng đài nội hạt từ mã bit phát lặp lặp lại kênh thoại Từ mã gọi bit “ABCD” Để bảo đảm hệ thống VoDSL cung cấp mức độ suốt DLC cách tốt cho mạng Bắc Mỹ chuyển nguyên vẹn bit ABCD tổng đài nội hạt thiết bị truy xuất tích hợp IAD thực tương ứng giá trị bit ABCD trạng thái đường dây thiết bị truy xuất tích hợp IAD Phương pháp bảo đảm hệ thống VoDSL hoàn toàn suốt với dịch vụ CLASS, Custom Calling Centres Một phương pháp khác để ánh xạ tín hiệu báo truyền bit ABCD thành thông điệp truyền qua kênh báo hiệu chung từ voice gateway đến thiết bị truy xuất tích hợp IAD Kênh báo hiệu chung phải dựa tiêu chuẩn Q.931 định nghóa thông điệp cho báo hiệu thuê bao ISDN Tuy nhiên, định nghóa tương ứng trực tiếp trạng thái báo hiệu ABCD với thông điệp Q.931 số dịch vụ Distinctive Ringing (rung nhiều loại chuông khác nhau) Caller ID không tương ứng Điều có nghóa hệ thống VoDSL dùng báo hiệu kênh chung voice gateway thiết bị truy xuất tích hợp IAD phải dùng số dạng thông điệp riêng gây khó khăn cho hãng khai thác điều hành thứ ba b Tín hiệu báo CCS (Common Channel Supervisory: giám sát kênh chung) Trong mạng dựa tiêu chuẩn châu Âu báo hiệu giám sát truyền tải voice gateway tổng đài nội hạt thực thông điệp gởi từ kênh báo hiệu chung Nguyên tắc mở rộng kênh báo hiệu giám sát tổng đài nội hạt voice gateway đến thiết bị truy xuất tích hợp IAD Thật không may điều không đơn giản vậy, tất báo hiệu giám sát tổng đài nội hạt voice gateway truyền kênh tách để phân phối cho thiết bị truy xuất tích hợp IAD khác voice gateway phục vụ Một phương pháp khác môi trường tiêu chuẩn châu Âu chuyển đổi thông điệp báo hiệu giám sát voice gateway truyền qua bit ABCD đến thiết bị truy xuất tích hợp IAD Trong phân tích CAS báo hiệu bit ABCD từ tổng đài không tương ứng hoàn toàn với thông điệp báo hiệu kênh chung tiêu chuẩn phía khách hàng Tuy nhiên, trường hợp ngược lại tương ứng thông điệp kênh chung từ tổng đài sang bit ABCD Vì vậy, hệ thống VoDSL dùng báo hiệu CAS voice gateway thiết bị truy xuất tích hợp đáp ứng nhu cầu thị trường Bắc Mỹ châu Âu mà đặc tính báo hiệu đặc biệt 4.6.8 Quản lý mạng Với quan điểm quản lý, xem mạng VoDSL dạng DLC phân bố Điều có nghóa rộng theo quản lý thực tế tồn với DLC Tuy 148 Dịch vụ ADSL Đặng Quốc Anh nhiên, mạng thông tin gói kết nối gateway VoDSL với thiết bị truy xuất tích hợp IAD CPE đem lại nhiều thách thức cho việc đạt giải pháp quản lý DLC phần tử mạng “network elements” quản lý “hêä thống quản lý phần tử “(“element management system”: EMS) Trong trường hợp VoDSL, EMS liên lạc với nhiều voice gateway cung cấp hỗ trợ ứng dụng cho việc cấu hình, dự trữ thu thập cảnh báo EMS lâàn lượt liên hệ với “hệ thống quản lý mạng” (“network management system”: NMS) có liên hệ với ứng dụng EMS hỗ trợ lónh vực khác mạng thuê bao DSL bao gồm DSLAM chuyển mạch ATM Hình 4.16 kiến trúc quản lý maïng VoDSL 149 ... xuất sắc) theo khuyến nghị P.800 ITU-T Thoại PCM 64 kbps không nén đạt 4, 4 điểm thang MOS ADPCM 32 kbps đạt 4, 2 điểm VoDSL phải đạt tối thiểu 4. 0 điểm đạt “toll quality” Thật không may mắn xếp... giác hoàn toàn 127 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai hãng Hình 4. 4 minh hoạ truy xuất từ xa dành cho văn phòng chi nhánh nhân viên từ xa 4. 4 Dịch vụ frame relay Frame relay... 131 Đặng Quốc Anh ADSL – Thực tiễn, giải pháp triển khai 4. 6.3.1 Kiến trúc tập trung Hình 4. 7 Hệ thống VoDSL theo kiến trúc tập trung Kiến trúc mạng tập trung minh hoạ hình 4. 7 đáp ứng nhu cầu