Đồ án tốt nghiệp ứng dụng công nghệ rpr để xây dưng mạng man

Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mng MAN ti TP H Ni lời mở đầu Trong năm gần đây, phát triển mạnh kinh tế, xà hội văn hóa môi trờng đô thị thành phố lớn nên nhu cầu trao đổi thông tin lớn, đa dạng loại hình dịch vụ tốc độ Với hình thành phát triển bùng nổ tổ hợp văn phòng, khu công nghiệp, công nghệ cao, khu chung c thêm vào dự án phát triển thông tin phủ, quan, công ty làm cho nhu cầu trao đổi thông tin nh trao đổi tiếng nói, liệu, hình ảnh, truy nhập từ xa, truy nhập băng rộng tăng dẫn đến vấn đề cần phải giải Các mạng nội LAN (Local Area Network) đáp ứng đợc nhu cầu trao đổi thông tin với phạm vi địa lý hẹp (trong khoảng vài trăm mét) Trong nhu cầu kết nối với mạng bên (truy nhập Internet, truy nhập sở liệu, kết nối chi nhánh văn phòng ) lớn Điều dẫn đến sở hạ tầng thông tin với công nghệ TDM (chuyển mạch kênh PSTN, công nghệ SDH) khó đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin lớn nh loại hình dịch vụ cờng độ lu lợng trao đổi thông tin Do việc tìm kiếm công nghệ để xây dựng sở hạ tầng mạng đô thị (MAN) đáp ứng đợc nhu cầu trao đổi thông tin nói công việc cấp thiết nhà cung cấp dịch vụ viễn thông giới nói chung Việt Nam nói riêng Trong thời gian làm tốt nghiệp em nhận đợc hớng dẫn thầy Phạm Công Hùng tìm hiểu công nghệ áp dụng xây dựng mạng MAN là: Chuyển tải gói qua mạng SONET/SDH-POS, Gigabit Ethernet-GE Ring gói phục hồi nhanh-RPR Vì đồ án tốt nghiệp em xin trình bày ứng dụng công nghệ RPR để xây dng mạng MAN Trong trình thực đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em mong muốn nhận đợc ý kiến đóng để đồ án đợc hoàn thiện Qua lời mở đầu em xin đợc gởi lời trân trọng cảm ơn thầy Phạm Công Hùng, anh Dơng Quân Bảo bạn nhóm tốt nghiệp đà tận tình giúp đỡ, hớng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng năm 2006 Chng VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN ti TP H Ni Sinh viên thực hiện: đỗ văn thắng Chng VII: ng dng cụng ngh RPR để xây dựng mạng MAN TP Hà Nội ch¬ng I: Tỉng quan vỊ m¹ng PSTN Xem xÐt l¹i dich vụ thoại thông thờng PSTN trớc vào tìm hiểu mạng MAN quan trọng Bởi thấy đợc khác biệt hai mạng I Các thành phần PSTN Các thành phần mạng điện thoại cố định bao gồm: thiết bị đầu cuối, vòng truy nhập, hệ thống tổng đài truyền dẫn vv Máy điện thoại cố định: (Telephone set) thiết bị đầu cuối mạng PSTN, đợc sử dụng để tiến hành gọi( telephone call) Nó thực chức sau: o Yêu cầu sử dụng hệ thống thoại ngời gọi nhấc máy o Báo cho ngời gọi hệ thống sẵn sàng phục vụ âm gọi âm mời quay số (dial tone) o Gửi tới hệ thống số điện thoại thuê bao bị gọi ngời gọi bấm phím quay số o Báo cho ngời gọi trạng thái thời máy bị gọi qua số âm báo (nh âm báo rung chuông, âm báo bận ) o Báo cho thuê bao bị gọi có gọi tới âm chuông âm nghe đợc khác o Chuyển tín hiệu tiếng nói thành tín hiệu điện để truyền dẫn tới đầu cuối xa ngợc lại chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu tiếng nói o Báo cho hệ thèng biÕt cc gäi kÕt thóc cã mét bªn đặt máy Vòng truy nhập nội hạt ( local loop) trung kế ( trunk ) Cơ sở hạ tầng mạng điện thoại bắt đầu với đôi dây đồng đơn giản nối từ máy thuê bao tới tổng đài nội hạt, gọi vòng truy nhập nội hạt, truyền tín hiệu thoại tơng tự Chng VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN ti TP H Ni Các đờng thông tin tổng đài gọi trung kế, thờng có độ sử dụng cao dung lợng lớn (ít E1/T1) Hệ thống chuyển mạch truyền dẫn Mạng lới điện thoại công cộng (PSTN) đợc hình thành nhờ hệ thống chuyển mạch truyền dẫn Các tổng đài đợc phân thành cấp, cấp thấp tổng đài nội hạt Tổng đài cấp đợc liên kết với thông qua hệ thống truyền dẫn Tuỳ vào hình thái địa lí, mật độ tập trung thuê bao mà việc bố trí mạng phân cấp khu vùc, tõng khu vùc, tõng qc gia ®èi víi nhà cung cấp dịch vụ khác Nhng thông thờng việc nối mạng đợc thực theo mức minh hoạ hình sau: Trung tâm vùng Trung tâm khu vực Trung tâm liên tỉnh Trung tâm nội hạt Hình1.1-Phân cấp mạng lới Tín hiệu số có u điểm hẳn tín hiệu tơng tự nh: Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN TP Hà Nội o TÝnh chèng nhiÔu tốt có khả phục hồi lại nguyên vẹn sau qua quÃng đờng truyền o Đợc xử lí phần cững phần mềm ghép kênh chuyển mạch Chuyển mạch thực dựa nguyên lí hoán đổi khe thời gian điều khiển theo chơng trình nạp sẵn Hai cách ghép kênh phân biệt cách thức đồng ghép cận đồng (với hệ thống PDH) ghép đồng (với hệ thống SDH) Máy điện thoại Hệ thống chuyển mạch phân theo thời gian Mạch giao tiếp thuê bao Tín hiệu số đợc ghép kênh tín hiệutín số hiệu tơng tự Mạng truyền dẫn số Hình 1.2-Mô tả sơ lợc mạng điện thoại chuyển mạch kênh II Báo hiệu mạng PSTN Mạng điện thoại với thành phần nh hoạt động đợc thiếu hệ thống báo hiệu Trong thông tin điện thoại, báo hiệu nghĩa chuyển hớng dẫn thông tin từ điểm tới điểm khác thích hợp để thiết lập giám sát gọi Báo hiệu đợc chia làm hai loại: o Báo hiệu mạch vòng thuê bao, báo hiệu máy điện thoại với tổng đài nội hạt o Báo hiệu tổng đài Chng VII: ng dng cụng ngh RPR để xây dựng mạng MAN TP Hà Nội Báo hiệu mạch vòng thuê bao Để bắt đầu gọi, thuê bao điện thoại nhấc máy Thao tác đợc thực tạo tín hiệu tới tổng đài, cho tổng đài biết thuê bao muốn thiết lập gọi Ngay tổng đài thu đợc tÝn hiƯu cđa thuª bao, nã gưi cho thuª bao tín hiệu mời quay số sau thuê bao bắt đầu quay số mong muốn Khi quay số xong, thuê bao thu đợc từ tổng đài tín hiệu trạng thái gọi, tín hiệu hồi âm chuông, tín hiệu gọi đà đợc nối, tín hiệu báo bận số tín hiệu đặc biệt khác Một ví dụ tín hiệu mạch vòng thuê bao đợc minh hoạ hình sau, A thuê bao gọi, B thuê bao bị gọi Số máy thuê bao bị gọi đợc gửi dTổng đài Thuê bao A A nhấc máy Tín hiệu mời quay số Thuê bao B Số đợc quay Tín hiệu hồi âm chuông Tín hiệu chuông B nhấc máy Đàm thoại Đặt máy Đặt máy Hình1.3-Báo hiệu mạch vòng thuê bao ới dạng xung dạng tone Nếu dạng tone, mà đợc dùng DTMF Báo hiệu tổng đài: Chng VII: ng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN TP H Ni Tín hiệu tổng đài bao gồm hai phần báo hiệu trạng thái (mang thông tin trạng thái đờng dây) báo hiệu ghi (mang thông tin địa điều khiển) Nội dung thông tin gần giống với tín hiệu mạch vòng thuê bao đợc quy định bảng mà báo hiệu Hình sau ví dụ tín hiệu báo hiệu tổng đài Tổng đài Thuê bao A Tổng đài Chiếm Thừa nhận chiếm Thuê bao B Số B B trả lời Đàm thoại Xoá ngợc Xoá thuận Hình1.4-Báo hiệu tổng đài Tín hiệu báo hiệu tổng đài lại đợc chia thành tín hiệu Báo Hiệu Liền Kênh, tín hiệu báo hiệu kênh thoại (trong băng) kênh liên kết với kênh thoại Tín hiệu Báo Hiệu Kênh Chung, tín hiệu báo hiệu kênh tách biệt với kênh thoại đợc dùng chung cho số lớn kênh thoại Việt nam, hai phơng pháp báo hiệu đợc sử dụng báo hiệu liền kênh R2 báo hiệu kênh chung SS7 a Phơng pháp báo hiệu R2: Phơng pháp đà đợc ITU-T tiêu chuẩn hoá năm 1968 Nó đợc phân loại thành báo hiệu giám sát báo hiệu chon läc nh sau: Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN TP Hà Nội o Báo hiệu giám sát tín hiệu giám sát đợc chuyển tới hệ thống chuyển mạch tuỳ theo kiện xảy hai đầu trung kế, ví dụ nh: rỗi, chiếm, chấp nhận chiếm, trả lời, xoá về, xoá Với trung kế số E1 tín hiệu đợc biểu diễn thay đổi trạng thái bit a,b khe thêi gian TS16 cđa c¸c khung 115 mét chu kì đa khung o Báo hiệu lựa chọn hay báo hiệu liên ghi có 15 tín hiệu hớng 15 tín hiệu hớng đợc tạo thành cách sử dụng kết hợp tần số tần số băng để truyền nhận loại thông tin khác nh số thuê bao gọi bị gọi, loại thuê bao, v.v Tín hiệu hớng có nghĩa khác tuỳ vào nhóm đợc sử dụng Tín hiệu hớng phân hai nhãm: I-1, I-2, , I-15 vµ II-1, II-2, , II-15 TÝn hiƯu híng vỊ ph©n hai nhãm: A-1, A-2, , A-15 vµ B-1, B-2, , B-15 ViƯc chun nghÜa chuyển nhóm đợc thực tín hiệu A-3 A-5 b Báo hiệu số (SS7): SS7 hệ thống báo hiệu kênh chung đợc phát triển để đáp ứng yêu cầu báo hiệu tiên tiến mạng thoại số hoá hoàn toàn SS7 không hỗ trợ báo hiệu mạng PSTN việc thiết lập gọi, xử lí trao đổi thông tin mà chọn đờng, khai thác, tính cớc đặc biệt hỗ trợ dịch vụ IN (Intelligent Network) Vì báo hiệu số phần kiến thức lớn, nên dới xin trình bày sơ lợc Mạng SS7 đợc sử dụng để chuyển tin nhằm thiết lập, quản lí giải phóng gọi nh trì mạng báo hiệu Là mạng báo hiệu kênh chung nên toàn thông tin báo hiệu đợc mang mặt phẳng báo hiệu chung mặt logic tách khỏi mặt phẳng kênh thoại Mạng SS7 bao gồm loại phần tử báo hiệu: o Điểm chuyển mạch dịch vụ (SSP): chuyển mạch nội hạt hay tandem kết nối kênh thoại thực chức chuyển mạch cần thiết để bắt đầu hay kết thúc gọi o Điểm chuyển giao báo hiệu (STP): chọn đờng chuyển tin báo hiệu mạng Chng VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN ti TP H Ni o Điểm điểu khiển dịch vụ (SCP): cung cấp truy nhập tới sở liệu, phần tử để cung cấp ứng dụng IN mạng STP STP SCP SCP STP STP SSP SSP Hình1.5-Kiến trúc mạng SS7 Các tuyến báo hiệu kết nối điểm báo hiệu với nhau, tuyến song công đồng thời truyền nhận tin Tuyến báo hiệu thờng 56 hay 64 kb/s, đờng riêng kênh đờng E1 Tuỳ vào chức điểm cuối mà tuyến đợc gọi theo tên khác Chồng giao thức SS7 so sánh với mô hình tham chiếu OSI đợc mô hình hình sau: Mô hình OSI Lớp SS7 TCAP ISUP TUP Líp Líp Líp SCCP Líp MTP L3 Líp MTP L2 Líp MTP L1 Hình1.6-Chồng giao thức SS7 so sánh với mô hình OSI Chương VII: Ứng dụng công nghệ RPR để xây dựng mạng MAN TP Hà Nội o PhÇn chun giao tin (MTP) L1, L2, L3 cung cấp giao thức truyền tải cho tất giao thức SS7 khác Chức MTP bao gồm đặc tả giao diện mạng, chế chuyển thông tin tin cậy, chọn đờng xử lí tin o Phần điều khiển kết nối báo hiệu (SCCP) định địa chọn đờng từ đầu cuối tới đầu cuối cho giao thức nh TCAP o Phần ngời sử dụng thoại (TUP) dùng để kết nối gọi thoại hay fax o Phần ngời sử dụng ISDN (ISUP) thiết lập trì kết nối cho thoại liệu o Phần ứng dụng khả giao dịch (TCUP) cung cấp truy nhập tới sở liệu xa để lấy thông tin định tuyến sử dụng tính thực thể mạng xa Trong tầng MTP (L1) định nghĩa đặc tính vật lí, điện chức đờng liên kết số liệu báo hiệu phơng tiện truy nhập Tuyến báo hiệu đợc truy nhập chức chuyển mạch có khả tự động cấu hình lại tuyến báo hiệu Tầng MTP (L2) thực chức liên kết báo hiệu, tạo liên kết điểm tới điểm tin cậy phần tử báo hiệu mạng, có chế sau: phát sửa lỗi, truyền lại gói, thị trạng thái kênh liên kết Tầng sử dụng gói gọi đơn vị báo hiệu, gồm ba loại: FISU, LSSU, MSU thực chức nh phát lỗi, giám sát độ sẵn sàng kênh, thị trạng thái kênh chuyên trở tin báo hiệu Tầng MTP (L3) với chức mạng báo hiệu, đa định nghĩa chức thủ tục truyền chung độc lập với tuyến báo hiệu riêng rẽ Có hai loại chức tầng : xử lí tin báo hiệu quản lí mạng báo hiệu