Bảng 2.1 liệt kê các loại tổng đài trên thế giới. Ở Bắc Mỹ tổng đài được sử dụng nhiều cho cấu hình VoDSL là tổng đài nội hạt có chức năng chuyển mạch gọi là class 5 switch. Các tổng đài nội hạt tại Bắc Mỹ có nhiều chức năng đặc biệt của một môi trường cạnh tranh viễn thông và phải hỗ trợ các dịch vụ đặc trưng như sau.
Dịch số phân vùng ảo Bảng 2.2 Các dịch vụ đặc biệt NPA Service 456 Inbound International 500 Personal Communication Service 600 Canadian Services
700 Interexchange Carrier Services 710 US Government
800 Toll-Free 866 Toll-Free
880 Paid Toll-Free Service (800) 881 Paid Toll-Free Service (888) 882 Paid Toll-Free Service (877) 888 Toll-Free
Các số điện thoại thông thường trong NANP (North American Numbering Plan: kế hoạch đánh số Bắc Mỹ) có dạng NPA-NXX-XXXX với NPA (Numbering Plan Area) thường được hiểu là mã vùng, NXX là mã đài (COC: Central Office Code) trong NPA đó và XXXX là số máy nối với tổng đài nội hạt. Có một số mã vùng đặc biệt không dùng để phân biệt vùng địa lý mà chỉ các dịch vụ đặc biệt thực hiện định tuyến nhờ báo hiệu SS7 (Signaling System 7) qua TCAP (Transaction Capabilities Application Part). Các dịch vụ đặc biệt này được liệt kê ở bảng 2.2.
Định tuyến N11
Ba chữ số hình thành N11 dùng để định tuyến các cuộc gọi đến các dịch vụ đặc biệt bằng các trung kế đặc biệt. Bảng 3.3 liệt kê các phân vùng dịch vụ đặc biệt ở Bắc Mỹ.
Định tuyến Multi-PIC
Bảng 2.3 Mã phân vùng ảo
Code Description
211 Community Information and Referral Services (US)
311 Non-Emergency Police and Other Governmental Services (US)
411 Local Directory Assistance
511 Traffic and Transportation Information (US); Reserved (Canada)
611 Repair Service
711 Telecommunications Relay Service (TRS) 811 Business Office
911 Emergency
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng bất cứ một tổng đài đường dài IXC (Inter- exchange carrier) cho tất cả các cuộc gọi đường dài của thuê bao các tổng đài nội hạt phải hỗ trợ Multi-PIC (Multi-Preferred Interexchange Carrier) cho phép thuê bao chọn tổng đài đường dài bằng nhiều phương pháp. Thuê bao có thể chọn tổng đài đường dài cố định hay tuỳ theo cuộc gọi. Nếu chọn theo cuộc gọi thì phải quay các chữ số đặc biệt gọi là Carrier Access Code dạng 1010XXX. Ví dụ, gọi tổng đài đường dài của hãng AT&T thì quay số 1010288 và thêm mã Bắc Mỹ 1, mã vùng LATA XXX và số điện thoại NXX-XXXX, tổng cộng là 18 chữ số quay.
Local Number Portability
Local Number Portability (chuyển nhà cung cấp thuê bao nội hạt) được thực hiện vào năm 1996 yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ phải cho phép các thuê bao giữ lại số điện thoại của mình khi họ chuyển từ nhà cung câáp dịch vụ này sang nhà cung cấp dịch vụ khác. Sự cung cấp này là rất quan trọng vì nó gỡ bỏ một rào chắn chủ yếu của vấn đề cạnh tranh lành mạnh trong điện thoại nội hạt: nếu các thuê bao được yêu cầu nhận số điện thoaiï mới khi chuyển từ nhà cung cấp dịch vụ này sang nhà cung cấp dịch vụ khác thì sự bất tiện do đổi số điện thoại gây ra sẽ làm cho họ không còn muốn chuyển nhà cung cấp dịch vụ nữa. Các tổng đài nội hạt có thể thực hiện dịch vụ chuyển nhà cung cấp thuê bao nội hạt mà không đổi số điện thoại nội hạt nhờ vào báo hiệu SS7 (Signaling System 7) qua TCAP (Transaction Capabilities Application Part).
Phân vùng truy xuất nội hạt LATA
Năm 1984 theo bản sửa đổi phán quyết cuối cùng (MFJ: Modification of Final Judgment) để tước bỏ độc quyền thì Bắc Mỹ được chia thành 164 vùng truy xuất và chuyển vận nội hạt (LATA: Local Access and Transport Area).
Hệ thống Bell System được phân chia thành các tổng đài nội hạt và các tổng đài đường dài. Các cuộc gọi nội hạt được các tổng đài LEC thực hiện còn các cuộc gọi đường dài được các tổng đài IXC thực hiện. Vị trí kết nối giữa tổng đài nội hạt LEC và tổng đài đường dài IXC gọi là POP (Point Of Presence). Mỗi IXC có nhiều POP trong một LATA và MFJ quy định các LEC phải đối xử công bằng với các IXC khác nhau.
Các bộ DLC
Vòng thuê bao (Local loop) là kết nối vật lý giữa MDF (Main Distribution Frame) của người sử dụng và nhà cung cấp mạng viễn thông. Công nghệ DLC (Digital Loop Carrier: bộ cung cấp đường dây thuê bao số) sử dụng kỹ thuật số đem lại cho người sử dụng nhiều dịch vụ khác nhau qua đường dây điện thoại cáp cân bằng.
Hạ tầng cơ sở của mạng viễn thông đã trải qua một sự thay đổi lớn trong thời gian gần đây và dường như tốc độ thay đổi lại tăng theo số mũ của thời gian. Chẳng hạn, công nghệ DLC và vòng thuê bao trong tương lai sẽ càng trở nên quan trọng trong việc cung cấp nhiều dịch vụ mới cho khách hàng sẽ có nhu cầu. Phần DLC này trước hết sẽ đề cập đến lịch sử của các bộ cung cấp thuê bao vì nó liên quan đến các bộ DLC hiện tại và trong tương lai. Chúng ta cũng sẽ đề cập đến các bộ DLC thế hệ mới (NGDLC: Next-generation DLC) đầu tiên xuất hiện từ những năm 1980 cũng như các bộ DLC dùng trong các giải pháp rẻ tiền
cho thông tin ở các vùng ngoại ô và nông thôn. Cuối cùng là khả năng của công nghệ vòng thuê bao trong tương lai và làm thế nào để kích thích một thị trường dịch với nhiều vụ mới.
Lịch sử của các bộ cung cấp thuê bao dựa trên sự phát triển của các nhu cầu truyền dẫn cố đạt được chất lượng truyền dẫn tốt qua những khoảng cách dài. Vì vậy sự phát triển của các bộ cung cấp thuê bao lúc đầu không chú ý mấy đến khả năng lợi dây và cũng không kinh tế lắm. Ở các vùng ngoại ô và nông thôn có ít đường dây thuê bao, thường cách xa tổng đài nội hạt và thường nhận được chất lượng dịch vụ rất kém. Nhiều bộ cung cấp thuê bao lúc đầu chỉ là các thiết bị tương tự để mở rộng dịch vụ và cải thiện chất lượng âm thoại.
Hầu hết các hệ thống cung cấp thuê bao tương tự đều được xây dựng trên công nghệ của những năm 1960 cùng với sự tiến bộ của kỹ thuật điện tử. Mục tiêu chính vẫn là cải thiện chất lượng âm thoại qua những đường dây thuê bao dài. Cũng có một vài khả năng lợi dây khiêm tốn được thực hiện, nhiều nhất là 4 đôi dây thành 1 nhưng điều này lại không phải là yếu tố chính của hệ thống. Hơn nữa, các hệ thống cung cấp đường dây thuê bao tương tự cũ đã có nhiều điểm không thuận lợi: việc bảo dưỡng rất khó khăn và chất lượng lại không ổn định. Về cơ bản, khi bộ cung cấp đường dây thuê bao tương tự hoạt động thì chấp nhận được nhưng khó có thể làm cho nó hoạt động tốt.
Kiến trúc bộ cung cấp đường dây thuê bao tương tự khá đơn giản. Nó gồm một hộp thiết bị tương tự đặt ở phía thuê bao. Phía mạng, dịch vụ điện thoại đơn thuần (POTS: Plain Old Telephone Service) là tương tự và điều này làm cho mạng khó bảo dưỡng, thiết lập và điều hành các bộ cung cấp đường dây thuê bao tương tự. Tuy nhiên, mục tiêu của hệ thống là phục vụ dịch vụ chất lượng tốt cho một số nhỏ các thuê bao ở xa hơn tầm khả năng phục vụ của tổng đài.
Kỹ thuật bộ cung cấp vòng thuê bao số xuất hiện từ những năm đầu của thập kỷ 70 thuộc thế kỷ trước. Loại bộ cung cấp vòng thuê bao này được xây dựng dựa trên công nghệ điện tử số và mục tiêu của nó là lợi dụng ưu điểm của kỹ thuật số đem áp dụng vào truyền dẫn số. Nó đem lại sự nâng cấp về chất lượng âm thoại mà người sử dụng mong chờ. Về thực chất, hệ thống mới cũng kinh tế hơn nhiều. Hệ thống đã có khả năng đem lại độ lợi dây, thường là từ 12 đôi dây xuống còn 1 đôi dây. Nó có nhiều tính năng hơn các hệ thống cung cấp vòng thuê bao tương tự và có khả năng thực hiện được các dịch vụ mới như dịch vụ số liệu số (DDS: Digital Data Service). Nhưng quan trọng hơn, nó tin cậy, dễ lắp đặt và dễ bảo dưỡng hơn.
Kiến trúc của hệ thống mới không khác nhiều so với hệ thống tương tự, chỉ khác là nó dựa trên kỹ thuật số. Phía người sử dụng là dịch vụ điện thoại thuần
tuý cùng với DDS và cấu hình mạng kiểu TR57. Phía mạng là kỹ thuật số cung cấp khả năng lợi dây.
Một thiết bị thuê bao xa (RST: Remote Subscriber Terminal) thường gom 1 đến tối đa 96 đường dây như trong hệ thống cung cấp vòng thuê bao số kiểu 96 mà độ lợi dây của nó rất kinh tế.
DLC có hai dạng phổ biến là UDLC (Universal Digital Loop Carrier) và IDLC (Integrated Digital Loop Carrier). Hình vẽ 2.17 là sơ đồ khối của một UDLC, trong đó giao tiếp ở thiết bị đầu cuối của DLC ở phía tổng đài (COT: CO Terminal) với tổng đài nội hạt và ở thiết bị đầu cuối DLC phía người sử dụng (RT: Remote Terminal) với người sử dụng đều là tương tự dù hệ thống truyền dẫn của DLC là hệ thống truyền dẫn số T1, HDSL hay Fiber. UDLC tuỳ theo ứng dụng có thể làm việc được với bất kỳ hệ thống tổng đài nào: tương tự hay số.
Tuy nhiên, UDLC trong lúc thích hợp với các tổng đài tương tự thì trong cấu hình của UDLC ghép với tổng đài kỹ thuật số có sử dụng đến mấy lần bộ CODEC. Có thể giảm bớt các mạch CODEC bằng việc sử dụng dạng IDLC như hình 2.18. Cần chú ý một điều là IDLC lại không sử dụng được cho các tổng đài tương tự.
CO
Switching CO Remote
System MDF Terminal Terminal
Hình 2.17 UDLC(Universal Digital Loop Carrier)
CODEC CODEC CODEC CODEC CODEC CODEC CODEC CODEC C O L I U CODEC CODEC R T1, HDSL,Fiber T End- Users L PSTN I U Nonswitched Services
CO
Switching Remote
System Terminal
CODEC
Hình 2.18 IDLC (Integrated Digital Loop Carrier)
Các bộ cung cấp vòng thuê bao số thế hệ mới bắt đầu xuất hiện từ những năm 1980 và hiện nay đã trở thành phổ biến. Các bộ NGDLC được xây dựng dựa trên công nghệ VLSI. Công nghệ VLSI được tích hợp vào vòng thuê bao tạo ra các mạch điện với giá thành hạ. Các bộ NGDLC là các hệ thống tốt để phân phối các dịch vụ tốc độ cao như T1, ISDN và DDS.
Hầu hết các hệ thống này có phần giao tiếp phía mạng được thiết kế sử dụng cáp quang. Các bộ NGDLC ban đầu được tối ưu cho việc tập trung thuê bao lên đến 2000 đường dây và đây là một chiến lược rất kinh tế. Hệ thống cũng đặt ra mục tiêu ở các dịch vụ tiên tiến đến một vùng diện tích rộng. Một tính năng mở rộng quan trọng khác của thiết bị này là sự hỗ trợ từ xa dựa trên phần mềm vốn đã trở thành một dạng tiêu chuẩn phổ biến. Khi người ta muốn tăng khả năng dịch vụ hay đổi dịch vụ thì tất cả phải được download bằng phần mềm. Cuối cùng, các NGDLC ban đầu đều có các bộ hoán đổi khe thời gian là chìa khoá cho hiệu quả kinh tế của công nghệ.
Ở phía thuê bao các bộ NGDLC thực hiện chức năng của một host của các dịch vụ tương tự như POTS, T1/E1, DS-0 switch 56, ISDN BRI, ISDN PRI, DDS, … Phía mạng của hệ thống thường là cáp quang với giao tiếp sơ cấp thường là OC-1 hay OC-3. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp người ta cũng dùng cáp cân bằng và dùng kỹ thuật nhiều đường truyền T1 hay E1. Các bộ NGDLC có thể phục vụ đến 2000 thuê bao mà giá thành và chi phí vận hành thấp hơn một tổng đài nội hạt nhiều.