Hình 2.1 Mơ hình chức năng của ISDN
Trong ISDN cĩ câc giao diện vật lý chung được chuẩn hô đế kết nối văo mạng. C ùng một giao diện cĩ thể được dùng cho cả mây tính, điện thoại, fax...
Với một m ạng ISDN phức tạp với hăng loạt câc dịch vụ hết sức phong phú, đa dạng về chủng loại, thiết bị như vậy thì việc bâo hiệu vă điều khiển giữa câc tổng đăi cũng như giữa câc thuí bao với nhau cần phải cĩ một hệ thống đủ mạnh, thơng minh, cĩ khả năng đâp ứng tức thời, hoạt động độc lập, khơng cĩ ảnh hưởng đến câc dịch vụ vă giữa câc thuí bao lă hết sức cần thiết. T ừ câc yíu cầu đĩ mă khả năng bâo hiệu đĩng một vai trị quan trọng trong mạng ISDN.
2 .1 .3 C ấ u tr ú c t r u y ề n d ẫ n t r o n g IS D N
Đđy lă câch thức tồ chức câc kính logic nhằm phục vụ cho việc truyền dẫn số liệu vă bâo hiệu
Với ISDN ta cĩ 3 loại kính cơ bân : • K ính B : 64 kb/s
• K ính D : 1 6 h o ặ c 6 4 k p / s
• K ính H : 384 (Ho), 1538 (H I 1) hoặc 1920 ( H I 2) kb/s Kính D cĩ hai chức năng:
Truyền bâo hiệu vă điều khiển giữa người sử dụng vă m ạng nhằm kiểm sôt câc cuộc gọi chuyín mạch kính trín kính B
Trong trường hợp khơng sử dụng hết dải thơng hoặc rỗi, kính D cĩ thể thực hiện truyền số liệu gĩi tốc độ thấp cho người sử dụng
Thư ờng dùng cho câc ứng dụng tơc độ cao hơn, cĩ thí sử dụng nĩ như một kính trung kế tốc độ cao hoặc chia nhỏ kính theo sơ đồ TDM riíng, hoặc sử dụng cho câc ứng dụng tốc độ cao như fax tốc độ cao, truyền số liệu tốc độ cao, hội nghị truyền hình, anh động...
Câc phương thức truy cập m ạng ISDN
Câc kính B vă D thường được nhĩm lại với nhau để cung cấp những tố hợp kính cho người sử dụng. Cĩ thể truy nhập theo hai phương thức:
• Truy nhập tốc độ cơ bản( BRA), cịn gọi lă Giao diện tốc độ cơ băn (BRI) • Truy nhập tốc độ sơ cấp ( PRA), cịn gọi lă Giao diện tốc độ sơ cấp (PRI)
2.1.3.1. Truy cập tốc độ co- bản
Tốc độ c ơ bản lă tổ hợp câc kính B vă D lă: 2B (64kbps) +1D( 16kbps), trong đĩ 2 kính B được dùng như hai đường dđy để m ang thơng tin người dùng, cịn kính D dùng cho bâo hiệu vă điều khiển giữa người sử dụng vă mạng. Quâ trình truyền xảy ra đồng thời trín 3 kính theo nguyín lý TDM vă tạo ra tốc độ dữ liệu tổng cộng lă 144kbps(2*64+16). Do đĩ, cĩ thể thực hiện đồng thời hai kết nối tại cùng một thời diím một câch độc lập.
Trong quâ trình truyền dẫn cần phải bổ sung thím một so bit phục vụ cho việc bâo hiệu, điều khiển, cđn b ằ n g ...n í n BRA hoạt động ớ tốc đ ộ l9 2 k b p s
2.1.3.2 Truy cập tốc độ sơ cấp
Tại Bắc Mĩ, Nhật,Canada, Hăn Quốc thì PR A sử dụng: 23B (64k bp s)+ ỈD (64kbps). Tốc độ tổng lă l,544M bps, trong đĩ tốc độ người dùng lă 1,536 Mbps. Phần cịn lại cùa thế giới sử dụng PR A gồm 30B +D, được xâc định trín cơ sở phđn cấp số T D M theo tiíu chuẩn CEPT của Chđu Đu. Tốc độ tổng lă 2.048M bps, trong đĩ tốc độ người dùng lă l,984M bps
PR A thường được sử dụng để kết nối câc tổng đăi ISPBX (ISD N PBX ) cỡ trụng hình với mạng ISDN cơng cộng, để cung cấp cho người dùng câc dịch vụ tiếng nĩi vă số liệu tốc độ cao
Ngoăi hai loại tốc độ trín, cịn cĩ một số cấu trúc khâc ,như:
• Cấu trúc kính H 0 giao diện tốc độ sơ cấp: 3H 0 + D vă 4H() cho giao diện 1,544Mbps; 5H 0 +D cho giao diện 2,048 Mbps.
• Cấu trúc kính H | cho giao diện tốc độ sơ cấp : H || (Tốc độ l,53 6M bp s) ; H 12 (Tốc độ 1,920 M b p s + 1 kính D);
• Cấu trúc hỗn hcỵp gồm câc kính B + H 0 (vd: 3Ho +5B + D; 3H() + 6 B )
2.2 Giao thức trong ISDN
2 .2 .1 . K h â i q u â t v ề g ia o th ứ c t r o n g I S D N
Bất kì hai thực thể năo muốn trao đổi thơng tin được với nhau đều phải sử dụng m ột giao thức. Chúng bao gồm câc quy định vă câc thủ tục để bắt đầu vă kết thúc một cuộc liín lạc trong quâ trình trao đổi đĩ. Câc giao thức năy cĩ nhiệm vụ thiết
C âc giao thức ISDN đối với kính D tương ứng với 3 lĩp thấp trong mơ hình OSI. Vì câc giao thức năy chỉ điều khiển liín lạc giữa thuí bao - mạng mă khơng hỗ trợ cho liín lạc giữa câc thuí bao nín khơng cĩ giao thức kính D đối với câc lớp đầu cuối đến đầu cuối trong OSI. Cịn đối với câc kính B, với chuyển mạch kính thì khi kết nối đê được thiết lập, kính B lă khả dụng trong cả quâ trình liín lạc, cho đến khi năo cĩ tín hiệu kết thúc thì kính B mới được giải phĩng. Vì vậy, ta chi quan tđm đến câc giao thức trín kính D lă chủ yếu. Câc kính B vă D cĩ cùng tiíu chuẩn cua lĩp vật lý vì chúng được ghĩp T D M trín cùng một đường truyền.
U ser - U ser S ignalling
C h a n n e l B N etw ork S ignalling SS7 C h a n n e l B
La ye r 7 La ye r 6 L a ye r 5 La ye r 4 L a ye r 3 L a ye r 2 L a ye r 1 U ser/ Net C h a n n e l D U ser/ Net C h a n n e l D 3 t a f f L a yer 7 Layer 6 L a yer 5 L a yer 4 L a yer 3 L a yer 2 L a yer 1 U ser A U ser A
Hình 2.2 Trao đồi bâo hiệu trong ISDN
Phđn lớp giao thức trín kính D bao gồm:
Lớp l : Lớp vật lý, mơ tả câc kết nối vật lý giữa thiết bị đầu cuối (TE) vă thiết bị đầu cuối - mạng (NT), bao gồm câc đặc tả cơ khí, mê đường dđy, cấu trúc khung vă câc đặc tả về điện. Câc kết nối vật lý lă đồng bộ, nối tiếp, song cơng vă cĩ thể lă cấu hình điểm-điểm hoặc điềm-đa điểm (trong B R A ,P R A ) hoặc điểm - đa điểm (chỉ cĩ trong BRA). Câc kính B vă D đi chung trín một đường truyền trín c ơ sở ghĩp kính TDM.
Lớp 2: Lớp liín kết dữ liệu kính D (LAPD: Link Access Procedure on the D channel). Chúng mơ tả thủ tục để đăm bảo liín lạc khơng lồi qua kính vật lý vă xâc định một kết nối logic giữa người sử dụng vă mạng.
Giao thức lĩp 2 cũng cung cấp câc quy tắc đề ghĩp câc kính tương ứng với câc TE trín m ột kết nối vật lý duy nhất (cấu hình điểm - đa điểm trong BRA)
Lớp 3: Lớp mạng bâo hiệu, xâc định giao diện người sử dụng - mạng vă câc thơng tin về bâo hiệu để yíu cầu câc dịch vụ từ mạng.
Sự tươ n g tâc qua lại giữa 3 lớp giao thức phù hợp với mơ hình OSI. Câc giao thức về bâo hiệu ở lớp 3 dược chứa trong nội dung của câc khung lớp 2 vă được truyền trín đường truyền vật lý của lớp l .
Giao thức lớp l của ISDN xâc định kít nơi vật lý giữa câc thiít bị đđu cuơi ISDN (T E |, T A ) vă câc thiết bị kết cuối mạng (N T |, N T 2), kít nơi vật lý giữa N T | với tổng đăi nội hạt vă đường truyền dẫn số được coi lă trong nội bộ của mạng. Trong trường hợp bất kì, cuộc liín lạc qua đường dđv thuí bao nội hạt (điím U) chí tạo nín lĩp vật lý mă thơi.
Giao thức lớp 2 vă 3 của ISDN xâc dịnh câc thủ tục liín kết sơ liệu vă bâo hiệu tương ứng giữa thiết bị đầu cuối ISDN (T E|,TA ), thiết bị đđu cuơi mạng ( N I 2)
vă tổng đăi nội hạt. Thiết bị đầu cuối mạng NTị chi cung cấp câc dịch vụ lớp 1. D o vậy, câc dịch vụ lớp 2 vă 3 lă “trong suốt” với N T 1.
Câc giao thức ISDN của ITU -T chỉ được định rõ qua câc điểm chuẩn S/T vă chỉ trín bâo hiệu kính D.
Mơ hình phđn lớp giao thức của mạng ISDN vă câc phương thức truy cập mạng ISDN nĩi chung khơng quan tđm đến lớp cao. Truy cập mạng chí quan tđm khai thâc câc lớp 1, 2 vă 3.
) I Ì C j f Ĩ 4 l t l - } h m l - t o - e m l u s e r sig n alin g Q.9U ca l l c o n t r o l X.25 p acket lt*\ el F o r f u r t h e r s f t i t h i.A P P (Ọ .92 1 ) X.25 p ack et level 1'ríềiiiv Relay 1.430 l»a&ic ill ic-rfac? * 1.431 p rim a rx in te rlac e
( out ml
siiinaliii” P acket T d e m t'lr ) n u iC ircu it IcIkmI p e r m a n e n t Scini- .\v>ĩicliv«iPacket
ỈI c h a m t c l B a m i II c lit fii iie K
Hinh 2.3 Phản lớp giao thức kính B vă D của ISDN tham chiếu với mơ hình OSI
Lớp 1 được định nghTa trong 1.430 vă 1.431 nhằm xâc định giao diện vật lý cơ bản vă sơ cấp. câc chuẩn năy được âp dụng cho cả hai loại kính. Trín lớp năy, cấu trúc của câc giao thức cho 2 loại kính lă khâc nhau. Đối với kính D sử dụng L A P D dựa trín H D LC vă được cải tiến theo yíu cầu của ISDN. LA PD lă giao thức bâo hiệu trín lớp 2 ứng với mơ hình tham chiếu chuẩn OSI. Tất cả câc truyền dẫn trín kính D đều cĩ khuơn dạng khung LAPD. L A P D hỗ trợ cho 3 ứng dụng:
• Điều khiển bâo hiệu • C huyển mạch gĩi • Đo xa (Telemetry)
Lớp mạng sử dụng giao thức Q.931 để thiết lập, duy trì vă huỷ bỏ kết nối trín kính B.
2 .2 .2 G ia o th ứ c I S D N trín g ia o d iện n g u ị i d ù n g - m ạ n g . 2.2.2.1 G iao thức lĩp 1 - L ĩp vật lý
* Giao diín u lớp 1 của BRA
Giao diện u lă kết nối song cơng 2 dđy tới tổng đăi nội hạt. Đố truyền tín hiệu theo cả hai hướng đồng thời, người ta dùng phương phâp: “Huỷ tiếng vọng theo nguyín lý lai(ECH)” . Trong kỹ thuật năy, N T nhận dạng tín hiệu vọng lại của mình vă loại bỏ phần vọng lại ra khỏi tín hiệu nhận được sau đĩ, chi đề lại tín hiệu do thiết bị đầu kia tạo ra mă thơi.
M ê đường truyền trín giao diện u được sư dụng phổ biến lă mê 2B1Q. Đđy lă chuẩn được định nghĩa trong T. 1601.
Số liệu 2B +D được gửi theo cấu trúc "khung truvền" được ghĩp kính với tốc độ 144 kb/s, câc bít số liệu năy được bổ sung thím một số bít đồng bộ vă điều khiến tạo thănh tốc độ 160 kb/s tại điểm tham chiếu u. số bit trín khung truyền dẫn cố định vă lặp lại.
Định dạng khung:
Mồi khung gồm 240 bit, tốc độ truyền dẫn 160kbps. Câc khung lặp lại với tốc độl ,5 ms.
n u m b er D ibits 18
---1.5 m sec---
214 t
n u m b er Oỉ q u ats 9 1UX J
function synch 12 g ro u p s of ov er w ord 211 ♦ D head s w / r s w 12 (21) + 1 » M ntinibci of bit's Itimibc r |/ íỊilttK liala
V ’u u t i K M w b t |h ,. V ’y hjyfcjj,
4 1
«2
Hình 2.4 câu trúc khung truyền lớp vật lý của BRA
K hung truyền được chia lăm 3 trường cơ bản:
Trường đồng bộ: 18 bit đầu (9 kí tự đầu) tạo thănh một từ đồng bộ. Từ dồng bộ cĩ tâc dụng nhận diện một khung vă một siíu khung. Đđy lă phần duy nhất của khung 2B 1Q khơng bị xâo trộn trước khi truyền.
Bít dữ liệu người dùng: 12 nhĩm tiếp theo, mỗi nhĩm 18bil (2*19 =108 quat hay 216 bits)mang d ữ liệu kính B vă D. Mồi một khung cĩ 96 bít Bị +96 bít B2 +24 bít D. Định dạng lă: 8B !+8B 2+2D. Lặp lại 12 lần mỗi khung giữa câc bít đồng bộ vă bít M, tạo thănh 216 bít (tức 108 Quats) trín một khung.
Bít M: 6 bít cuối cùng của khung tạo thănh 1 kính M tốc độ 4 kbps, được sử dụng với mục đích:
• D ùng cho câc lệnh đấu mạch vịng từ LE • C R C của khung
• Câc bít trạng thâi, nhằm hiển thị trạng thâi LT vă N T
Đđy lă câch để tổng đăi điều khiển vă giâm sât hoạt động của kính truyền
Cấu trúc đa kh ung :
8 khung được nhĩm lại thănh một đa khung. K hung đầu tiín trong một siíu khung được nhận dạng bới sự đảo dấu cực tính của từ đồng bộ trong khung đĩ, với mẫu (-3-3+3+3+3-3+3-3-3). Bín trong một siíu khung cĩ 48 bít M được sử dụng cho câc mục đích khâc nhau. Trường kiểm lồi lă CRC-12.
G iao diện S/T lĩp 1 BRA được quy dịnh trong ITU-T 1.430 cho phĩp cấu hình 2 kiểu Bus khâc nhau, điểm-điểm vă điểm-đa điểm.
Định dạng kh ung vă họp kính
Tại điểm S/T, giao diện BRA chứa 2B (64kbps)+lD (16kbps). Câc kính năy cĩ tốc độ 144kbps, được hợp kính với một sổ bít định dạng khung, đồng bộ vă câc mục đích khâc được truyền với tốc độ 192kbps.
Mỗi khung cĩ một cấu trúc lặp lại vă cĩ độ dăi cố định lă 48 bít (trong đĩ cĩ 36 bít số liệu vă 12 bít tiíu đề), lặp lại ờ tốc độ 250ụ.s/khung.
Xĩt chiều truyền từ TE đến NT:
Mồi khung bắt đầu bằng một bít định dạng khung (bít F) luơn cĩ cực tính dương, tiếp theo lă một bít cđn bằng thănh phần một chiều (L) luơn cĩ cực tính đm. Mầu F-L lăm nhiệm vụ đồng bộ hô bộ thu tại thời điểm bắt đầu khung. Sau 2 bít đầu tiín năy, bít 0 cĩ cực tính đm xuất hiện đầu tiín vă quy luật giả bậc 3 được âp dụng, 8bít B| đầu tiín, sau đĩ lă 1 bít cđn bằng L, 1 bít kính D cùng với ỉ bít cđn bằng kính D, tiếp đĩ lă 1 bít khung Fa được đặt bằng 0 nếu nĩ khơng được sử dụng trong cấu trúc đa khung. Đến bít cđn bằng L, rồi 8 bít B2, bít cđn băng L, 1 bít kính D cùng với bít cđn bằng của nĩ, rồi 8 bits B J, 1 bít D ,8bits,l bít D cùng với câc bít cđn băng kỉm theo. Tĩm lại, cấu trúc khung cĩ dạng: FLB| Bi B| B) B| B| B, B ,L D L F AL B 2 B2 B2 B2 B2 B 2 B2 B2LDL B| B, B| B| B| B, B| B |L D L
B 2 bõ B2 B2 b 2 b 2 b 2 b 2l d l
Câc khung từ N T đến TE vă TE đến N T bị dịch đi 2 bit, cĩ hướng ngược nhau. N hững bít mới thay thể một số bít cđn bằng một chiều. Bít vọng kính D (bít E) truyền theo chiều ngược lại bởi N T của hầu hết hít D thu được từ TE. Bít kích hoạt (A) được sử dụng để kích hoạt hoặc khơng kích hoạt TE, cho phĩp thiết bị ớ trạng thâi sẵn săng hoặc trong trạng thâi tiíu thụ năng lượng ít nhất. Bít N được dăt b ằ n g l, bít N vă M cĩ thế sử dụng cho cấu trúc đa khung, bít s dược sử dụng cho chuẩn hô trong tương lai.
Giao diện lớp vật lý truy nhập tốc độ sơ cấp PRA
Giao thức vật lý cho PRA được định nghĩa trong khuyến nghị ITU-T 1.431
PRA chi tồn tại cấu hình điểm-điểm. Đặc biệt giao diện năy tồn tại điểm tham chiếu T với m ột PBX số hoặc một bộ tập trung điều khiển nhiều TE vă được thực hiện hợp kính T D M đồng bộ cho việc truy cập tới ISDN.
Tốc độ truy cập PR A thường sử dụng cho câc kính trung kế với câc chuyến mạch của thuí bao đín tơng đăi nội hạt ISDN hơn lă sử dụng bởi người dùng đđu cuối.
Giao diện v ĩ i tốc độ 1,544M bps (23B+D)
Giao diện ở tốc độ l,544M bps sử dụng dịch vụ truyền dẫn TI
Một khung PRA gồm 1 bít tạo khung 8 mẫu bít từ 24 kính, tồng cộng lă 193bít/khung (24*8+1 = 193). Do tiếng nĩi cĩ dải tần lấy trong khoảng 4kH z nín tốc độ khung 8000 khung/s, do vđy tốc dộ tổng cộng lă l,544M bps trong đĩ tốc độ người dùng lă l,536M bps. Câc khung lặp lại với chu kì 125 JJ.S.
23 khe thời gian đầu tiín cùa mỗi khung PRA được ấn định cho câc kính B| đến B23. khe thời gian cuối cùng sử dụng cho bâo hiệu kính D. 24 khung được nhĩm lại thănh một đa khung.
Giao diện với tốc độ 2,048M bps (30B+D)
Giao diện năy dựa trín cấu trúc truyền dẫn E| của Chđu Đ u vă được định nghĩa trong G.704
M ột khung PRA gồm 32 khe thời gian đânh số từ 0 đến 31. Khe thời gian thứ 0 dănh riíng để tạo khung vật lý, đồng bộ, bâo hiệu. Câc khe thời gian từ 1 đến 15 vă từ 17 đến 31 được dùng cho 30 kính B. Khe thời gian thứ 16 được dùng cho bâo hiệu kính D. trong câc ứng dụng khâc, khe 16 được dùng cho bâo hiệu khơng kết họp.Vì kính D được bố trí ở khe thời gian thứ 16, nín câch đânh số