tìm hiểu về mạng truy nhập ISDN

CCITT đã định nghĩa ISDN như một mạng hoàn toàn số hóa có khả năng cung cấp một phạm vi rộng rãi các dịch vụ thoại và phi thoại truy nhập bởi một tập hữu hạn các giao diện người sử dụng.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

BÁO CÁO

TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP ISDN

( INTERGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK )

Giảng viên : Ts Lê Anh Ngọc

8 LỜI MỞ ĐẦU

9 Các mạng truyền thông hiện nay sử dụng hai kỹ thuật chuyển mạch chính là kỹ thuật chuyển mạch gói (packet-switching) và kỹ thuật chuyển mạch kênh (circuit-switching) Các mạng chuyển mạch kênh vốn được xây dựng để truyền thoại (ví dụ như mạng điện thoại), còn các mạng chuyển mạch gói vốn để truyền dữ liệu tương tác Tuy nhiên trong thực tế có nhiều ứng dụng đòi hỏi mạng phải có khả năng đồng thời truyền dược nhiều dạng thông tin khác nhau như tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu, fax Một mạng có khả năng đáp ứng các yêu cầu

đa dạn như vậy được đặt tên là “Mạng tích hợp dịch vụ số” (Intergrated Services Digital Network – ISDN) CCITT đã định nghĩa ISDN như một mạng hoàn toàn

số hóa có khả năng cung cấp một phạm vi rộng rãi các dịch vụ thoại và phi thoại truy nhập bởi một tập hữu hạn các giao diện người sử dụng

10 Dưới sự hướng dẫn của giảng viên T.s Lê Anh Ngọc, sau đây nhóm chúng em xin trình bày tất cả những hiểu biết về công nghệ mạng truy nhập ISDN Chắc không tránh khỏi những sai sót nên chúng em mong thầy hướng dẫn thêm để bài báo cáo được hoàn chỉnh hơn Chúng em xin chân thành cảm ơn!

11.Hà Nội, tháng 8 năm 2014

12 Nhóm 213

14 MỤC LỤC

15

16

17

18 DANH SÁCH CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH

19

20

21

22 KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

23 ISDN: Integrated Services Digital Network

24 CCITT: Consultative Committee for International

Telephony and Telegraphy

25 ITU-T: International Telecommunication Union -

Telecommunication Standardization Sector

26 BRA: Basic Rate Access

27 BRI: Basic Rate Interface

28 PRA: Primary Rate Access

29 PRI: Primary Rate Interface

30 SPID: Service Profile Identifier

31 TA: Terminal Adapter

32 TE1: Terminal Equipment 1

33 TE2: Terminal Equipment 2

34 NT1: Network Termination 1

35 NT2: Network Termination 2

36 OSI: Open Systems Interconnection Reference Model

37 TDM: Time Division Multiplexing

38

39 Phần 1: Tổng quan về ISDN

1 Đặc điểm của mạng viễn thông khi chưa có ISDN

40 Trước khi có ISDN phần lớn các dịch vụ quay số (dial) sử dụng đườngkết nói điện thoại bình thường (analog) bằng modem Nhưng đường kết nối này

có tốc độ không cao (không vượt quá 9600bps) Để có thể truyền được dữ liệuvới tốc độ cao sử dụng được nhiều dịch vụ người ta tạo ra ISDN

2 Khái niệm về ISDN

41 Cho đến nay, mạng hiện tại được xây dựng riêng biệt cho mỗi dịch vụ,như mạng điện thoại, mạng fax,… Đo đó, khi sử dụng một hay nhiều mạng loạidịch vụ, người sử dụng rất bất tiện khi làm hợp đồng thuê bao, đẫn tới nhiềulọai thuê bao cho nhiều dịch vụ khác nhau ISDN nhằm đưa ra nhiều dịch vụkhác nhau dưới cùng một số, dùng cáp thuê bao bằng mạng riêng biệt liên kếtvới mạng số

42 ISDN là viết tắt của từ Integrated Services Digital Network: mạng sốtích hợp đa dịch vụ

43 ISDN được CCITT (tiền thân của ITUT: Liên minh viễn thông quốc tế tiêu chuẩn hóa viễn thông) định nghĩa là: Một mạng viễn thông dựa trên kỹthuật chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói, cung cấp các đường truyền số, cókhả năng phục vụ nhiều loại dịch vụ khác nhau, bao gồm dịch vụ thoại và phithoại

-3 Mục đích của ISDN

44 Theo quan điểm sử dụng line (đường), các mạng riêng biệt đã xây dựngđược để phục vụ các dịch vụ riêng biệt hiệu quả Tiền bị lãng phí cho người sửdụng cáp thuê bao chiếm phần lớn hơn của chi phí mạng đối với các dịch vụriêng biệt Ngày nay, việc xây dựng mạng số tiết kiệm hơn việc xây dựng mạnganalog do sự phát triển nhanh của công nghệ LSI và công nghệ truyền dãn sợiquang học Điều này góp phần to lớn đê thực hiện ISDN

45

Page 6

bớt thuê bao đối với hợp đồng riêng biệt cho mỗi dịch vụ, các số riêng, và cápthuê bao riêng biệt.

4 Đặc điểm của ISDN

• Sự liên kết dịch vụ

50 Trong mạng ISDN, có thể đưa ra các dịch vụ thông tin phức tạp(điện thoại, thông tin số liệu, fax) và các phương thức thông tin phức tạp(chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói) bằng một mạng

51

• Tiêu chuẩn hóa

52 Trong mạng ISDN, việc tiêu chuẩn hóa quốc tế cho phép các dịch

vụ viễn thông đa dạng có thể được chấp nhận bởi bất kỳ người sử dụngđầu cuối nào trên toàn thế giới Các tiêu chuẩn kỹ thuật của ISDN đượckhuyến nghị bới ITU-T

• Sử dụng đồng thời các kênh phức tạp

53 Trong mạng ISDN, với hợp đồng với một thuê bao, thông tin cóthể được chuyển tới các diểm khác nhau bằng việc sử dụng nhiều kênh

• Phân tách các thông tin và các kênh báo hiệu

54 Bằng việc phân tách các kênh báo hiệu, tín hiệu có thể được traođổi trong suốt quá trình truyền tin, do đó cho phép cung cấp các dịch vụ

58 Sử dụng với 1 kênh B hoặc 2, 6, 30 kênh B để truyền hình ảnh và âm thanh với chất lượng từ thấp đến cao Thường sử dụng các chuẩn nén.

• Âm thanh chất lượng cao:

59 Âm thanh chất lượng cao có thể được truyền qua BRA, trong quá trình

mã hoá, âm thanh chất lượng gần như CD được nén và truyền qua mạng, sau đó giải nén thì tín hiệu ngõ ra gần như tín hiệu gốc ban đầu

• Truyền dữ liệu và Internet:

- Khả năng truyền lên đến 2Mbps

- Cảnh báo và giám sát từ xa: Cho phép dịch vụ cảnh báo và giám sát từ xa qua mạng với chi phí thấp và chất lượng cao, bao gồm âm thanh, hình ảnh

- Kết hợp các dịch vụ: Đào tạo từ xa, làm việc từ xa (mô hình văn phòng tại gia), y tế từ xa,di động…

60

61

62

63 Phần 2: Các kênh trong mạng

1 Khái niệm.

64 Kênh được định nghĩa là đường truyền dẫn thông tin giữa người sử dụng

và mạng, hay kênh thuê bao Trong ISDN, kênh thuê bao chỉ truyền các tín hiệu

số và được chia làm 2 loại: Kênh D và Kênh B

65 Ngoài ra còn có Kênh H, là tổ hợp của các kênh B, dùng để truyền tin với tốc độ cao hơn nhiều lần

7 64Kb/s(PRI)8

Ho 12.Tổ hợp 6 kênh B(6B)

13.384Kb/s

18.1.920Mb/s

23.45Mb/s

132-66 Bảng 1: So sánh các kênh trong mạng ISDN

6 Kênh B.

67 Kênh B thực hiện các dịch vụ ISDN qua mạng và truyền tin tức (thoại vàphi thoại) giữa các người dùng

68 Kênh B là kênh truyền độc lập cho các Bits và truyền tại tốc độ 64Kbps

69 Kênh B không cần biết các thông tin dạng bit truyền qua nó Nhiệm vụ của mạng là tiếp nhận các bits được cung cấp bởi một người dùng tại một đầu cuối của kênh B và gửi chúng đến người dùng bên kia kênh

70 Trong một giao diện, kênh B được đánh số Trong giao diện cơ sở, chúng được đánh số là 1&2 Trong giao diện sơ cấp, chúng được đánh số từ 1 đến 30 (hoặc từ 1 đến 23)

71 Khi hai người dùng kết nối, không có sự liên quan giữa các kênh tại các đầu cuối Người dùng có thể kết nối kênh B số 17 với kênh B số 2 ISDN chịu trách nhiệm quản lý sự liên kết này

72 Lưu ý rằng kênh số 17 chỉ tồn tại với kênh PRI, trong khi kênh số 2 có thể tồn tại trên cả kênh PRI và BRI Mạng ISDN không hạn chế các kết nối giữa các kênh B giữa hai loại giao diện BRI và PRI

7 Kênh D.

73 Kênh D thực hiện dịch vụ ISDN giữa người dùng và mạng Nó giám sát

sự liên quan giữa người dùng và mạng, bao gồm:

- Các yêu cầu và trả lời được sử dụng khi người dùng thiết lập hoặc nhậnmột cuộc gọi

- Thông báo tiến trình cuộc gọi

- Thông báo người dùng, nhom cuộc gọi bị ngắt

- Thông báo lỗi khi không thiết lập được cuộc gọi

74 Vì khối lượng trao đổi các thông báo báo hiệu có thể không sử dụng hết

độ rộng băng tần dùng cho kênh nên có thể dùng kênh D để truyền các gói tin

của người sử dụng Kênh D hoạt động tại tốc độ 16Kbps với kênh BRI và

64Kbps với kênh PRI

8 Đặc điểm của kênh B và D.

75 Một kênh ISDN có đầu cuối, kênh B định giới hạn tại một người dùng, như vậy một kênh B kết nối chỉ 2 đầu cuối, không thể vận hành với mô hình dạng Y-shaped, có thể mô tả kênh B là end-to-end

76 Kênh D không là end-to-end

77 Lưu ý kênh D không qua mạng, mỗi một người dùng chỉ có một kênh D

và nó không kết nối với kênh D của người dùng khác

78 Kênh B truyền trực tiếp qua mạng

9 Truy nhập

79

80 Hai kênh B và một kênh D tạo lên một đường cơ sở BRI, sự kết hợp này

sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo thời gian TDM

81 Với giao diện kênh sơ cấp chuẩn Châu Âu 30 kênh B và một kênh D, 23 kênh B và một kênh D chuẩn Bắc Mỹ

82 Kênh B hoạt động ở tốc độ 64Kbps trong giao diện kênh sơ cấp, đây là

sự khác nhau giữa kênh BRI và PRI, trong kênh BRI kênh D chỉ có tốc độ là 16Kbps

Page 12

83 Giao diện kênh sơ cấp sử dụng cân bằng thời gian truyền số liệu cho mỗikênh B và cho kênh D tất cả chúng hoạt động ở cùng tốc độ.

84 Lưu ý: có một khe thời gian không mang chức năng kênh Khe này dành riêng cho mạng mà nhà cung cấ sử dụng cho mục đích chẩn đoán Kênh xuất hiện giữa kênh B số 15 và kênh B số 16

85 Mạng ISDN cung cấp cho thuê bao các loại dịch vụ khác nhau bằng sử dụng kết nối cơ bản hoặc kết nối ghép kênh sơ cấp.

• Truy nhập tốc độ cơ bản: Một kết nối cơ bản, còn gọi là truy nhập tốc độ cơ bản BRA (Basic Rate Access), cung cấp 2 kênh B Mỗi kênh có thể truyền số liệu

ở tốc độ 64Kbps Hai kênh này có thể sử dụng hoàn toàn độc lập với nhau Để

hệ thống kết nối thuê bao hoạt động với mạng không bị lỗi, truy nhập tốc độ cơ bản BRA còn có kênh báo hiệu D với tốc độ 16Kbps Như vậy một BRA được sử dụng 2B+D = 2x64+16 = 144kbps

• Truy nhập tốc độ sơ cấp: Trường hợp các thuê bao cần truyền với tốc độ cao, các kênh cơ bản trên có thể được ghép lại bằng phương pháp ghép kênh theo thời gian TDM Phương thức này được gọi là truy nhập tốc độ sơ cấp PRA (Primary Rate Access)

86 Theo tiêu chuẩn Châu Âu, PRA có thể gồm 30 kênh B độc lập với nhau trên đường dây (line) Việc giám sát giữa các thiết bị đầu cuối TL và tổng đài thực hiện qua kênh báo hiệu riêng, kênh D Do yêu cầu báo hiệu co dung lượng cao hơn nên kênh báo hiệu D có tốc độ 64Kbps Như vậy một PRI có thể gồm 30B+D

87 Đối với tiêu chuẩn Bắc Mỹ, một PRI gồm 23B+D

88 Phần 3: Cấu hình ISDN

1 Các điểm liên kết trong ISDN

89 Chuẩn ISDN định nghĩa các nhóm chức năng là các nhóm thiết bị phần cứng cho phép người dùng truy cập dịch PRI Các hãng sản xuất có thể tạo ra một thiết bị phần cứng thực hiện một hoặc nhiều chức năng Chuẩn ISDN cũng định nghĩa bốn điểm liên kết giữa các thiết bị ISDN

90 Bảng 2: Thiết bị và chức năng của từng loại91

92.Loạithiết bị 93.Chức năng của thiết bị

94

95.TerminalEquipme

nt 1

96.(Thiết bịđầu cuốiloại 1)

97.Thiết bị đầu cuối có cổngtương thích với ISDN, ví

dụ như ISDN router,điện thoại ISDN

98

99.TerminalEquipme

nt 2

100 (Thiế

t bị đầucuối loại2)

101 Thiết bị đầu cuốikhông có cổng tươngthích với ISDN Để kếtnối loại thiết bị đầu cuốinày vào mạng ISDN thìcần phải có thiết bịchuyển đổi TA

102

103 TerminalAdapter

104 (Thiế

t bịchuyểnđổi)

105 Chuyển đổi tín hiệuEIA/TIA – 232, V.35 vàcác loại tín hiệu khácsang tín hiệu BRI

Page 14

107 NetworkTermination 2

108 (Thiế

t bị kếtcuốimạng

109 loại2)

110 Là điểm tập trungmọi đường dây ISDNphia khách hàng và thựchiện chuyển mạch giữacác thiết bị đầu cuốibằng switch của khách

hàng

111

112 NetworkTermination 1

113 ( thiế

t bị kếtcuốimạng

114 loại1)

115 Điều khiển kết cuối

về mặt vật lý và tín hiệuđiện phía khách hàng

116 Chuyển đổi tín hiệuBRI dây sang tín hiệu

2dây

117 Để kết nối các thiết bị khác nhau với các chức năng khác nhau các điểm giao tiếp giữa hai thiết bị phải được chuẩn hoá Các điểm giao tiếp bên phía khách hàng trong kết nối ISDN bao gồm những điểm sau:

• R – là điểm liên kết giữa thiết bị đầu cuối loại 2 (TE2) không tương thích vớiISDN và thiết bị chuyển đổi TA

• S – là điểm kết nối vào thiết bị chuyển mạch của khách hàng NT2 và cho phép thực hiện cuộc gọi giữa nhiều loại thiết bị khác nhau của khách hàng

• T - Tương tự như giao tiếp S về mặt tín hiệu điện Đây là điểm kết nối từ NT2 vào mạng ISDN hay cho NT1

• U – là điểm kết nối giữa NT1 và mạng ISDN của nhà cung cấp dịch vụ

119 Hình 3.3: Mô hình các điểm liên kết

120 Điểm giao tiếp S và T tương tự nhau về mặt tín hiệu điện nên có nhiều cổng giao tiếp dán nhãn là S/T Mặc dù hai giao tiếp này thực hiện chức năng khác nhau nhưng do tương tự nhau về mặt tín hiệu điện nên có thể dùng chung cho cả hai chức năng

2 Các hoạt động trong ISDN

121 Có nhiều hoạt động trao đổi thông tin diễn ra khi một router sử dụngISDN để kết nối đến router khác Kênh D được sử dụng để thiết lập kết nối giữarouter và ISDN switch Tín hiệu SS7 được sử dụng giữa các switch trong mạngcủa nhà cung cấp dịch vụ

122 Kênh D giữa router và ISDN switch luôn luôn trong trạng thái hoạtđộng Q.921 mô tả tiến trình hoạt động của LAPD ở lớp 2 của mô hình OSI.Kênh D được sử dụng để truyền tín hiệu khiển như thiết lập cuộc gọi kết thúccuộc gọi điều khiển cuộc gọi Những chức năng này định nghĩa trong giao thứcQ.931 ở lớp 3 của mô hình OSI.Q.931 định nghĩa kết nối mạng giữa thiết bị đầucuối và ISDN switch nhưng không định nghĩa kết nối end-to-end Có nhiều

Page 16

ISDN switch đã được phát triển trước khi Q.931 được chuẩn hoá, do đó có nhiềunhà cungcấp dịch vụ ISDN và nhiều loại ISDN switch triển khai Q.931 khácnhau Cũng chính vì không có chuẩn chung cho loại ISDN switch nên trong cấuhình router phải có câu lệnh khai báo ISDN switch mà router kết nối đến.

123

124 Hình 3.1: Cấu hình ISDN

125 Sau đây là thứ tự các bước diễn ra trong quá trình thiết lập một cuộc gọi BRI hoặc PRI

127 Hình 3.2: Trao đổi dữ liệu trên 2 kênh B và D

- Kênh D gửi số cần gọi đến cho ISDN switch nội bộ

- Switch nội bộ sử dụng giao thức tín hiệu SS7 để thiết lập đường truyền và chuyển số cần gọi cho ISDN switch đầu xa

- ISDN switch đầu xa chuyển tín hệu đến cho máy đích trên kênh D

- Thiết bị đích ISDN NT – 1 gửi thông điệp kết nối cuộc gọi cho ISDN switch đầu xa

- ISDN switch đầu xa sử dụng SS7 để gửi thông điệp kết nối cuộc gọi cho switchnội bộ

- ISDN switch nội bộ thực hiện kết nối một kênh B, kênh B còn lại dành cho kết nối mới Cả hai kênh B cũng có thể được sử dụng đồng thời

3 Xác định cổng ISDN trên router

128 Ở Bắc Mỹ, NT1 là thiết bị thuộc sở hữu của khách hàng Điều này có nghĩa là khách hàng phải cung cấp thiết bị có tích hợp chức năng của NT1 Do đó

ở Bắc Mỹ các router ISDN thường có cổng ISDN BRI U trong đó có tích hợ chứcnăng của NT1 Ở Châu Âu , nhà cung cấp dich vụ cung cấp thiết bị NT1 riêng

Page 18

Do đó, phía khách hàng chỉ cần cung cấp thiết bị có thể kết nối vào NT1, ví dụ như router có cổng ISDN BRI S/T.

129 Để chọn Cisco router có cổng ISDN phù hợp, các bạn cần đi theo các bước sau:

130 1 Xác định vị trí cổng ISDN BRI trên router Chúng ta nhìn phía sau router để xách định vị trị cổng BRI hoặc vị trí để gắn BRI WAN Interface (WIC)

131 2 Xác định ai là người cung cấp NT1 NT1 là điểm kết nối của mạch vòng nội bộ đến tổng đài trung tâm của nhà cung cấp dich vụ Ở Bắc Mỹ, NT1 thuộc phần sở hữu của khách hàng Còn ở Châu Âu, nhà cung cấp dịch vụ sẽ cung cấp thiết bị NT1 riêng

132 3 Nếu NT1 thuộc phía khách hàng thì nên chọn router có cổng U Nếu router có cổng S/T thì cần phải có NT1 bên ngoài để kết nối router vào mạng ISDN của nhà cung cấp dich vụ

133

134 Nếu router có cổng BRI thì có nghĩa là nó đã sẵn sàng để sử dụng ISDN Router như vậy chính là TE1 và có thể kết nối trực tiếp vào NT1 Nếu trên router

đã có cổng U có nghĩa là đã tích hợp luôn NT1 bên trong

135 Nếu router không có cổng BRI và thuộc loại cấu trúc cố định, không thể gắn thêm card bên ngoài vào thì chúng ta bắt buộc phải sử dụng cổng Serial Khi

đó chúng ta cần phải có thêm thiết bị đổi TA bên ngoài để có thể thực hiện kết nối BRI trên cổng Serial Nếu router có khả năng gắn thêm card bên ngoài thì chúng ta có thể gắn thêm card BRI WIC cho router

4 Cấu hình ISDN

9.1 Cấu hình ISDN BRI

136 Lệnh ISDN switch type là câu lệnh khai báo loại ISDN switch mà router cần kết nối đến Câu lệnh này có thể sử dụng ở chế độ cấu hình toàn cục hay ở chế độ cấu hình cổng BRI Nếu khai báo câu lệnh này ở chế độ cấu hình toàn cục thì mọi cổng ISDN trên router đều sẽ có áp dụng loại ISDN switch được khai báo Chúng ta cũng có thể khai báo loại ISDN switch riêng tương ứng cho từng cổng BRI Sau đây là ví dụ về câu lệnh khai báo loại switch National ISDN - 1 ở chế độ cấu hình toàn cục:

137 Sau khi lắp đặt dịch vụ ISDN xong, nhà cung cấp dịch vụ sẽ cho biết cácthông tin về loại ISDN switch và số SPID Mỗi số SPID định nghĩa một cấu hình dịch vụ tương ứng cho mỗi khác thuê báo Tuy theo từng loại switch mà ta có thểcần hoặc không cần khai báo số SPID trong cấu hình router Switch loại National ISDN - 1 và DMS - 100 đòi hỏi phải có số SPID nhưng switch AT&T 5ESS thì không cần số SPID

138 Định dạng của số SPID cũng phụ thuộc vào loại ISDN switch và quy ước của nhà cung cấp dịch vụ Chúng ta sử dụng lệnh ISDN Spidl và ISDN Spid trong chế độ cấu hình cổng BRI để khai báo số SPID

139 Tham số ldn định nghĩa số danh bạ nội bộ Thông số khai báo cho ldn phải đúng với thông số khai báo trên ISDN switch Tham số này không bắt buộc phải khai báo

Page 20