Tổng quan về ISDN - Chương 1 pdf

Các đường truyền dẫn nối giữa máy tính , chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn số : Với cùng một công nghệ số hoá cho dữ liệu, tiếng nói, truyền ảnh.. Sự hợp nhất và sự phát triển công nghệ

CHƯƠNG 1 GiớI THIệU

Quyển sách này là cái nhìn tổng quát về ISDN ( B-ISDN ), cùng với

chìa khoá của công nghệ mạng : frame relay ( FR - truyền khung ) và mode

truyền không đồng bộ ( ATM ) Sự tiêu chuẩn hoá ISDN và B-ISDN , sự phát triển của FR và ATM đều chịu áp lực của thị trường phải giảm giá việc truyền tiếng nói , dữ liệu và phải mở rộng dịch vụ mạng để cung cấp khả năng truyền dữ liệu và video tốc độ cao

Trong chương này chúng ta tranh luận về 1 vài yếu tố then chốt quyết định sự tự nhiên và sự tiến triển trong lĩnh vực này

1.1 Sự đến gần của ISDN

Những tiến bộ nhanh chóng trong lĩnh vực máy tính và công nghệ thông tin đã tạo ra sự gắn bó không ngừng giữa hai linh vực này Các đường truyền dẫn nối giữa máy tính , chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn số : Với cùng một công nghệ số hoá cho dữ liệu, tiếng nói, truyền ảnh Sự hợp nhất và sự phát triển công nghệ, được liên kết với những yêu cầu đang tăng về tính hiệu quả và tính thời gian của sự thu thập , sự xử lý và sự phổ biến của thông tin đã được đưa đến sự phát triển của những hệ thống tích hợp dùng cho việc truyền và xử lý mọi loạI dữ liệu Mục đích cơ bản của sự phát triển này là mạng số đa dịch vụ ISDN

ISDN được dành cho 1 mạng viễn thông công cộng rộng rãi trên toàn thế giới để thay thế cho mạng viễn thông công cộng hiên có và chuẩn bị cho những dịch vụ phong phú sắp tới ISDN được xác định bởi tiêu chuẩn của giao diện người dùng và được sử dụng 1 bộ chuyển mạch số và cho phép 1 phạm vi rộng lớn cho các loại truyền dẫn và cung cấp dịch vụ ( xử lý ) giá trị gia tăng Trong thực tiễn , có nhiều loại mạng sử dụng trong các quốc gia, nhưng từ quan điểm cuả người sử dụng, sự triển khai rộng rãi của ISDN sẽ dẫn đến chỉ 1 mạng , giống nhau , dễ gần, sẽ được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới

Sự ảnh hưởng của ISDN tới người dùng và những người bán hàng sẽ rất sâu sắc Để điều khiển sự phát triển và sự ảnh hưởg của ISDN thì 1 nỗ lực to lớn nhằm tiêu chuẩn hoá đang được thực hiện (underway) Dù Những tiêu chuẩn ISDN vẫn đang tiếp tục phát triển nhưng cẩ công nghệ và chiến thuật thực hiện chính đã khá rõ ràng

Dù là ISDN vẫn chưa có được sự phát triển toàn diện như mong muốn ngay cả ở thế hệ thứ hai ở thế hệ đầu đôI khi nó được hiểu là ISDN băng hẹp , dựa trên việc sử dụng kênh 64 Kbps như là đơn vị cơ bản của chuyển mạch và có sự

định hướng cho chuyển mạch điện tử Sự đóng góp kỹ thuật chính cho ISDN băng

hẹp là FRAME RELAY (FR ) Thế hệ thứ 2 , đó là ISDN băng rộng ( B-ISDN ),

hỗ trợ cho tất cả chế độ dữ liệu cao (100 Mbps ) và có sự định hướng cho chuyển mạch gói Công nghệ chính bổ sung cho B-ISDN là công nghệ truyền dẫn không

đồng bộ (ATM ) còn được biết như công nghệ truyền tế bào

Ví dụ cho khuynh hướng đang chi phối ISDN và B-ISDN:

# Máy tính đang liên kết lại với nhau thay vì đứng đơn lẻ Tỷ lệ phần trăm máy tính cá nhân ( PC ) có khả năng truyền tin đang tăng Trong khi trước đây PC là những thiết bị đơn lẻ Công việc kinh doanh ngày nay dựa trên

sự kết hợp giữa các máy tính nhỏ, với các máy tính vừa và lớn có thể chia sẻ tài nguyên ( như máy in ), dữ liệu, trao đổi các bản tin Các công cụ phân tích của chúng ta cho nhiều dây : nhiều dây , dây tốt hơn và dây sẽ mở rộng khắp nơi

# Vô tuyến tế bào đang tạo nên thông tin di động Ô tô, taxi và thuyền trỏ thành những trạm làm việc Con người không chỉ nói chuyện qua điện thoại vô tuyến tế bào mà họ còn có thể truyền dữ liệu bằng cách liên kết các máy tính xách tay Để tìm kiếm sự phát triển việc kết hợp giữa máy tính và

điện thoại Lúc đó các ô tô được cung cấp việc liên lạc bởi hệ thống máy tính như mong muốn Và mỗi chiếc xe sẽ là 1 đơn vị nối với mạng thông tin toàn cầu

# PC sẽ được dùng khắp nơi Nó sẽ đặc biệt với những sinh viên và những công nhân có trình độ , những ai phải chủ yếu làm việc với giấy tờ , tài liệu, báo cáo và những con số Nhiều nhân viên văn phòng có ít nhất 1 trạm làm việc ỏ văn phòng và 1 trạm ỏ nhà Xa hơn nữa , hầu hết mọi người sẽ có 1 máy tính xách tay mạnh (powerful) và có thể được – một máy tính dành rất riêng ( VPC ) Khách sạn mà bạn ỏ trong tương lai vó thể có PC trong mỗi phòng như một thứ đồ đạc khách sạn đã có sẵn Máy tính sẽ ở mọi lĩnh vực và quan trọng hơn là chúng đều nối mạng

# Dung tích và sự phong phú của dữ liệu tăng đột ngột Chiếc PC thế

hệ 1 đã chịu thua các hệ thống Window và Machintos mới nhất với đồ hoạ mầu

và chất lượng cao Các ứng dụng văn phòng mới đang được phát triển đòi hỏi khả năng mạng cao hơn ; Việc sử lý đồ hoạ sẽ làm tăng tốc độ mạng chưa từng thấy Ví dụ cho những ứng dụng này gồm máy fax số , việc xử lý ảnh văn bản, chương trình đồ hoạ trên máy PC Độ phân giải cao 400 x 400 cho 1 trang là độ phân giải chuẩn cho những chương trình này Kể cả với các

kỹ thuật nén cũng tạo nên tải dữ liệu truyền thông lớn kinh khủng Hơn nữa ,

đĩa quang đang bắt đầu đạt tới công nghệ trưởng thành và đang được phát triển

đạt tới sự hiện thực khi vượt quá mức dung lượng 1Gbyte

#Việc nhận dạng tiếng nói và kỹ thuật xử lý ngôn ngữ tự nhiên sẽ cần những hệ thống và mạng thông minh Đây là 2 ứng dụng khó nhất ,nhưng giờ chúng từ từ hợp nhất bởi các phòng thí nghiệm trí tuệ nhân tạo Nhận dạng tiếng nói là khả năng nhận ra những từ được nói Xử lý ngôn ngữ tự nhiên là khả năng để tìm ý nghĩa của các từ và các câu Vì công nghệ phát triển 2 ứng dụng này là truy cập vào những ngân hàng thông tin và các cơ sở dữ liệu , nên chúng sẽ trở nên dễ dàng hơn và do đó sẽ tạo nên những nhu cầu lớn hơn nhiều Một người sử dụng sẽ có thể tự quản lý hay truy cập thông tin với những từ ( nói ) khoá đơn giản hay những lệnh có âm điệu Giao diện mạng

dẽ giống như việc nói chuyện với 1 người trực điện thoại , người trông thư viện rất hiểu biết , và tất cả những chuyên gia sẽ thành 1

# Công việc của hính phủ với việc sử dụng máy tính sẽ trở nên hiệu suất hơn Chính phủ là nhà sản xuất và người sử dụng thông tin lớn nhất

trong xã hội ISDN sẽ cải thiện và phân tán việc truy cập , giúp loại bỏ những xung khắc giữa những hệ thống phức tạp do đó sẽ dễ thành công hơn

# Sự hoạt động thương mại quốc gia hay toàn cầu sẽ được súc tiến dễ dang Việc môi giới sẽ nằm trong chính mạng máy tính , phụ thuộc vào việc truyền thông tin tức thời hay các lệnh mua-bán tự động Ngân hàng ngày nay tin tưởng nhiều hơn vào những người thông báo tự động và những tài khoản được máy tính hoá ; tiền bản thân nó trở nên giống như ( có họ hàng ) với thông tin, khi việc truyển tiền được thực hiện qua mạng Và ngân hàng sẽ bắt đầu bán dịch vụ thông tin trực tuyến như là điều thêm vào ngân hàng điện

tử Hoạt động trong 1 ngày của các công ty thuộc mọi cỡ đều phụ thuộc vào hệ thống viễn thông Đưa dữ liệu vào từ xa, thư điện tử , truyền fax và các hệ thống quyết định chỉ là 1 trong những hoạt động dựa vào việc liên lạc Những công ty xuyên quốc gia của Mỹ và những công ty nưóic ngoài làm ăn với nhau phụ thuộc hoàn toàn vào việc trao đổi thông tin nhanh chóng Mạng thông tin hoàn toàn cần thiết cho sự toàn cầu hoá thương mại và công nghiệp

# Những toà nhà văn phòng đang được mắc dây thông minh – được gọi

là những toà nhà thông minh Những toà nhà này gồm mạng tiếng nói ( thoại ) , dữ liệu , điều khiển môi trường ( nhiệt độ , độ ẩm ), điều kiện không khí , sự an toàn ( trộm, lửa ), mạng tivi … Rất nhiều các dịch vụ này cần truyền ra khỏi các toà nhà đó

# Sự trao đổi giữa người với nguời sẽ tăng lên Việc kinh doanh đảm bảo mọi người làm thuê trao đổi công việc tới lẫn nhau bằng thư điện tử , thư nói, truyền file, trao đổi văn bản và hội thảo Video Tất cả chúng phát sinh yêu cầu về mạng dữ liệu tốc độ cao

# Sự cách mạng về cáp quang sẽ mang lại dung lượng khổng lồ Kết quả của bước nhẩy về định lượng sẽ cho phép trang bị nhiều ứng dụng trong các mạng công cộng hay mạng riêng

1.2 Cuộc cách mạng trong việc liên lạc giữa các máy tính

Thời kỳ của chúng ta được gọi là hậu công nghiệp hoá Postindustrial Nó có

nghĩa là : công nghiệp hoá là yếu tố thống trị và là động lực đổi mới qua 1 vài thế

kỷ qua, không lâu nữa sẽ hoàn thành nhiệm vụ Đối nới những xã hội mà đã có trải qua cuộc cách mạng công nghiệp hoá, những thay đổi trong xã hội và trong kinh tế rất sâu sắc Kỷ nguyên công nghiệp hoá đang tạo ra những thay đổi thậm chí còn nhanh hơn và lớn hơn Nhiều khuynh hướng được nhìn nhận : lòai người đang bị kéo vào trong một cuộc sống , mà lối sống không chỉ bị ảnh hưởng bởi nền chính trị

và kinh tế mà bởi công nghệ Tất cả các chuỗi đó , dưới cùng , phụ thuộc vào 2 công nghệ chính : Máy tính và truyền thông…

Lấy ví dụ: Công nghệ sinh học - 1 trong những công nghệ mới nhất Có nhiều công ty nghiên cứu những nội dung như: chống lại bệnh ung thư , xử lý dầu tràn, và nhằm giảI quyết những vấn đề trong xã hội khác Mọi sản phẩm hay những căn bệnh nằm trong kỹ thuật sinh học sẽ không có ý nghĩa khi không còn máy tính Máy tính dùng để kiểm soát và đIều khiển việc sản xuất và nghiên cứu

Một ví dụ khác là hãng sản xuất ôtô General Motor đã được thuyết phục là cách duy nhất để cạnh tranh với người Nhật là phải giảm tối đa giá thành sản xuất

Để làm điều đó, công ty phải tăng việc dùng máy vi tính, bộ điều khiển được và rôbốt Kỹ thuật máy tính phải thay thế cho sức lao động của con người trong các giây truyền sản xuất Cho một nhà máy tự động hoá , cần thiết có những thiết bị

điều khiển và quan trọng không kém là chúng phải được nối tới mạng khu vực (LAN) Mạng LAN này liên kết mọi thiết bị trong nhà máy , dùng máy tính ta có gửi đi 1 tín hiệu điều khiển hay nhận các báo hiệu từ dây truyền

Ví dụ cuối cùng ta đề cập đến là văn phòng tự động , được xác định là văn phòng với công nghệ giúp con người quản lý thông tin Động cơ thúc đẩy lại một lần nữa là năng suất Trong tất cả các cơ sở, thư ký cà những chức năng hỗ trợ khác

là những nhân công chuyên sâu nặng nhọc Tăng giá nhân côngkết hợp nới năng suất thấp và công việc tăng làm người chủ phảI tìm cách hiệu quả hơn, đó là sự đầu tư tập trung giá thấp vào những công việc liên quan tới văn phòng Công việc cần

được làm nhanh hơn và cần phải ít thời gian thừa giữa các ca hơn Nó đòi hỏi cách tốt hơn để lấy tin và liên lạc tốt hơn và sự phối hợp Câu trả lời đó là LAN

Kể từ năm 1960 thật bình thường khi nói đến những tiến bộ phi thường trong cả hai lĩnh vực : Máy tính và Truyền thông Nhưng cáI mới là sự hợp nhất của 2 lĩnh vực này : cuộc cách mạng máy tính- truyền thông

Sụ hợp nhất này đã tạo nên những sự thay đổi sâu sắc trong công nghiệp, trong mối quan hệ kinh doanh ( business) – người dùng , sự cá nhân

1.3 Từ truyền thông đến máy tính

Sự liên lạc dễ dàng cung cấp tiếng nói, dữ liệu, và dịch vụ truyền video dựa vào

kỹ thuật số vầ hệ thống máy tính hoá đang tăng Hai yếu tố thúc đẩy là sự thay đổi

kinh tế và sự tập trung điều tiết của mạng đIện thoại (regulatory focus of the telephone network ) và yêu cầu tăng với dịch vụ người dùng đầu cuối - Mạng điện

thoại tiên tiến

Mạng điện thoại công cộng của Mỹ, gần như đã là độc quyền của hãng AT&T và giờ được chia sẻ cho nhiều công ty khác, lúc đầu là một mạng tương tự Bây giờ trong qúa trình phát triển chậm chạp để thành 1 phần của mạng số tích hợp (

integrated digital network - IDN ), là chủ đề của phần 1 cuốn sách này

Sự lựa chọn của những người thiết kế mạng là sử dụng kỹ thuật số cho truyền thông và cho chuyển mạch Mặc dù sự đầu tư to lớn vào trang thiết bị mạng tương

tự đã được AT&T đang chuyển sang cho 1 mạng toàn số Cung cấp việc truyền dẫn

xa, giống như MCI đang làm giống như thế Lý do chính cho những khuynh hướng này là:

# Giá thành thiết bị : Trong khi giá thành của các thiết bị tương tự vẫn không thay đổi thì giá của thiết bị số tiếp tục giảm mạnh Việc sử dụng công nghệ

LSI và VLSI ( very large scale integrate) làm giảm không chỉ kích thước mà

cả giá tất cả các thiết bị dùng trong xử lý tín hiệu số

# Chia sẻ đường dây : Qua quãng đường dài, những tín hiệu từ những cuộc gọi điện thoại sẽ chia sẻ dường truyền chung nhờ sự hợp kênh Hợp kênh theo thời gian ( TDM ) sử dụng công nghệ số, hiệu quả hơn công nghệ cơ bản của kỹ thuật tương tự là hợp kênh theo tần số.( FDM ) Do đó , tiếng nói vào từ địên thoại được chuyển thành tín hiệu số cho những liên kết xa

# Điều khiển mạng : Dùng tín hiệu điều khiển diểm soát trạng thái cà điều khiển hoạt động của mạng số vốn có Ta có thể dễ dàng hơn trong việc kết hợp tất cả trong 1 mạng số

Do đó, ngày càng nhiều, kỹ thuật số được ứng dụng nhiều hơn cho mạng

điên thoại Kỹ thuật được dùng giống với hệ thống máy tính Một cách ngày càng tăng, những thiết bị chính của mạng điện thoại chính là những máy tính hay được máy tính điều khiển

Sử lí và tính toán từ xa

Trước đây cũng như bây giờ, mạng điện thoại là lý do chính cho việc liên lạc

ỏ khoảng cách xa Tuy nhiên trước đây khoảng 25 năm , nhu cầu về việc truyền dữ liệu ngày càng tăng Trong tương lai , những thiết bị của nhu cầu dữ liệu số sẽ là cho truyền thông giữa 2 người dùng và 1 máy tính ở xa Những chức năng truyền thông cung cấp sự truy cập của thiết bị đầu cuối ở xa được biết là quá trình xử lý

từ xa (teleprocessing) Một cách gần hiên tại hơn, các dịch vụ cộng thêm vào các chức năng xử lý từ xa cơ bản được gọi là telematic , đã xuất hiện

Để hiểu được những khuynh hướng này, chúng ta cần nói đến cách mà sự sử dụng máy tính tăng Trong những năm 50, máy tính điển hình là to và đắt Đó là 1 tài nguyên hạn chế do đó cần sử dụng hiệu quả Cho mục đích này hệ điều hành

đã được phát triển Hệ điều hành lúc đầu là sự xử lý theo khối (batch), nó điều khiển việc thực hiện chuỗi các chương trình người sử dụng, được gọi là công việc

(job) Người sử dụng có thể đề xướng 1 job , các job đó được xếp hàng nối đuôi nhau ( queued up ), chờ đến sự xử dụng của máy tính Ngay khi 1 job kết thúc, hệ

điều hành tìm đến job tiếp theo

Khi máy tính trở nên máy tính cá nhân và yêu càu tăng, hệ điều hành theo

khối (batch operation system ) trở nên lỗi thời Vấn đề là nếu chỉ có 1 job được xử

lý thì tại thời điểm đó nhiều tài nguyên bị lãng phí Để khắc phục, hệ điều hành chia

sẻ thời gian đã ra đời ( time-sharing operation system) Nó sắp đặt để tài nguyên

được tận dụng Và trong khi với hệ theo khối ( batch-oriented system), người sử

dụng đề nghị 1 job tới bộ vận hành của máy tính và đợi một lúc sau để có kết quả, thì với hệ chia sẻ thời gian, người dùng tương tác trực tiếp với hệ điều hành

Những người sử dụng hệ điều hành chía sẻ thời gian dã sử dụng những thiết

bị đầu cuối gần với máy tính Nhưng những yêu cầu truy cập thiết bị đầu cuối ở xa teleprocessing được phát triển Một tổ chức lớn ( ngân hàng hay một hãng bảo hiểm lớn) có thể có sự dễ dàng trong xử lý dữ liệu trung tâm nhưng những người sử dụng

tiềm năng ở những văn phòng vệ tinh Dịch vụ chia sẻ thời gian ( time- sharing service) nở rộ (sprang up) Giống như các dịch vụ thuê theo giờ ( service “reanted-time”) cho những người dùng không có đIều kiện có riêng hệ thống Hệ thống điểm

bán hàng , hệ thống đặt vé máy bay… nối với nhiều trạm người dùng thực hiện giao dịch với các thông số được lưu trong cơ sở dữ liệu tại 1 máy tính ở xa

Sự truy cập của những trạm từ xa có thể được và được kết nối bởi mạng

điện thoại công cộng Dữ liệu số được chuyển sang tín hiệu tương tự và được truyền như là tín hiệu tiếng nói - Nhưng nó không hiệu quả Khi 1 cuộc gọi được đặt, tài ngyên trong mạng được dành cho việc thiết lập và bảo trì cuộc gọi Kết quả là 1 mạch điện qua mạng được dành ra trong thời gian liên lạc Giờ đây với 1 cuộc gọi

điện, thông thường người này hoặc người kia nói hầu hết thời gian và nhờ mạch

điện mà việc sử dụng tốt Nhưng với 1 cuộc kết nối giữa trạm-máy tính (terminal-to-cumputer) nhiều thời gian mạch rỗi, trong khi bên kia đang truyền

Để khắc phuc có hiệu quả, chuyển mạch gói ra đời Dữ liệu trạm và của máy tính được gửi theo từng khối nhỏ, gọi là gói Những gói này được định hướng qua

mạng sử dụng tuyến (path) và những tài nguyên được chia sẻ giữa 1 số người đang gửi Do đó, mạng phải hiểu cách kết nối (handle) và xử lý gói : 1 ví dụ khác của

thông tin liên lạc (computerization of communication)

Yêu cầu truyền dẫn dữ liệu và việc sử dụng chuyển mạch gói tiếp tục tăng Dịch vụ telematic cũng xuất hiện thêm vào và dịch vụ teleprocessing truyền thống Telematic cung cấp cho 1 người dùng từ trạm truy cập tới cơ sở dữ liệu hoặc 1 ứng dụng cụ thể Ví dụ dịch vụ yêu cầu mẫu (catalog ordering) Người dùng kết nối tới dịnh vụ và có thể xem thông tin của nhiều mặt hàng trên màn hình máy trạm Sau

đó họ có thể đặt hàng

1.4 Từ truyền thông tới máy tính

Truyền thông làm việc sử dụng công nghệ máy tính tăng và đồng thời phần cứng và phần mềm trong máy tính cũng chủ yếu phục vụ truyền thông Lý do là việc

xử lý dữ liệu đang được thêm vào như là 1 bộ sưu tập của việc kết hợp với máy tính thay vì là 1 chiếc máy tính lớn đơn lẻ Nó được biết đến như là sự phân phối máy tính, vì chức năng xử lý được phân phối cho 1 số máy tính Theo cách nó thực hiện chúng ta cần xem xét 3 vấn đề:

# áp lực của kinh tế làm việc phân phối xử lý là hợp lý

# Những lợi ích tiềm năng của phân phối việc xử lý thúc đẩy nó phát triển

# Sự lôi kéo về mặt chức năng truyền thông

Những áp lực kinh tế và lợi ích tiềm năng

Hai khuynh hướng được kết hợp làm thay đổi sự cân bằng kinh tế cho xử lý phân phối Sự giảm giá đột ngột và không ngừng của giá phần cứng máy tính cùng với năng lực của chúng ngày càng tăng

Bộ vi xử lý ( microprocessor ) ngày nay có tốc độ, có bộ phận thiết bị (instruction set) và dung lượng bộ nhớ có thể so sánh với các bộ xử lý mini (miniprocessor) hay thậm chí là các mainframe chỉ vài năm trước đây Khuynh

hướng này làm nảy sinh nhiều thay đổi trong cách thu thập, xử lý và sử dụng thông tin Có sự gia tăng chut ít về các máy tính nhỏ , đơn chức năng cũng như các máy tính kinh doanh nhỏ , các máy vi tính mục đích chung và các máy tính cá nhân hay các máy tính trạm Các hệ thống nhỏ, phân tán này dễ dùng hơn, dễ tiếp