III. Mạng số tớch hợp đa dịch vụ ( ISDN)
1- Giới thiệu chung về IDN và ISDN
1.2. Mạng viễn thụng số tớch hợp đa dịch vụ ISDN
năng cung cấp nhiều dịch vụ khỏc nhau và cung cấp cỏc đường nối số giữa cỏc giao diện người sử dụng và mạng (cỏc thiết bị kết cuối).
1..3Tại sao chỳng ta cần cú mạng ISDN ?
Ngày nay ngoài dịch vụ thoại thụng thường, do sự phỏt triển của cụng nghệ thụng tin nờn khỏch hàng cú nhu cầu sử dụng cỏc dịch vụ tốc độ và chất lượng cao hơn như: Fax, truyền số liệu... Tuy nhiờn, đối với mạng điện thoại thụng thường của chỳng ta hiện nay dựa trờn cụng nghệ tương tự để cung cấp được cỏc dịch vụ trờn thỡ chỳng ta phải thực hiện biến đổi cỏc tớn hiệu số thành cỏc tớn hiệu tương tự và mạng điện thoại khụng thể cung cấp cỏc dịch vụ tốc độ cao. Do đú hiện nay để cung cấp cỏc dịch vụ trờn chỳng ta phải sử dụng cỏc mạng riờng biệt .
Hỡnh 3.9: Cỏc mạng viễn thụng riờng biệt
Tuy nhiờn, với những mạng riờng lẻ như hiện nay để sử dụng nhiều dịch vụ khỏc nhau thỡ cần những đường dõy thuờ bao riờng lẻ tới nhà thuờ bao, điều này khụng thuận tiện do kế hoạch đỏnh số ở cỏc mạng là khỏc nhau.
Hỡnh 3.10: Mạng liờn kết sử dụng ISDN
Để tận dụng một đường dõy thuờ bao cho nhiều dịch vụ khỏc nhau thỡ cần cú cỏc mạng tớch hợp dịch vụ. Hơn nữa, ngày nay do cụng nghệ thụng tin núi chung phỏt triển nhanh nờn một mạng viễn thụng số tớch hợp đa dịch vụ hoàn toàn cú thể được xõy dựng. Mạng ISDN là mạng số cú khả năng tớch hợp được nhiều dịch vụ như : thoại, số liệu, hỡnh ảnh qua cỏc giao diện chuẩn. Mạng ISDN cú khả năng cung cấp nhiều dịch vụ khỏc nhau qua một mạng số cú tốc độ và chất lượng cao giữa cỏc thiết bị kết cuối.
2. Nguyờn tắc của mạng ISDN
Hỡnh 3.11: Nguyờn tắc kết nối cỏc thiết bị điện
Trong cuộc sống hàng ngày, chỳng ta sử dụng nhiều đồ gia dụng đồng thời nhờ việc kết nối (TIVI, Rađio..) vào nguồn điện chung. Hơn nữa tiền điện trả hàng thỏng tuỳ thuộc vào lượng điện dựng chứ khụng quan tõm vào dụng cụ loại nào được sử dụng. Đem ý tưởng này sang lĩnh vực viễn thụng, nú tựa như cỏc thiết bị đầu cuối 75
khỏc nhau cựng kết nối vào một đường dõy thuờ bao cho phộp cỏc thiết bị kết cuối liờn lạc đồng thời, cước phớ sẽ tớnh trờn tổng lượng thụng tin truyền đi chứ khụng phụ thuộc vào dịch vụ sử dụng.
Hỡnh 3.12: Nguyờn tắc kết nối ISDN
Cỏc khuyến nghị quỗc tế định nghĩa ISDN là "một mạng cho phộp người sử dụng
đầu cuối kết nối thụng qua cỏc mạch số để cung cấp cả dịch vụ thoại và phi thoại sử dụng cỏc giao diện tiờu chuẩn".
3. Đặc tớnh của mạng ISDN
ISDN cú thể cung cấp cỏc dịch vụ khỏc nhau cho một mạng số, với tốc độ, chất lượng thụng tin giữa cỏc đầu cuối cao.
Cỏc đặc tớnh cơ bản của ISDN được liệt kờ như sau:
3.1. ISDN đỏp ứng thoả món cỏc nhu cầu của người sử dụng
Tớch hợp cỏc dịch vụ
Hỡnh 3.13: Tớch hợp dịch vụ sử dụng ISDN
Tiờu chuẩn được thống nhất bởi cỏc khuyến nghị quốc tế
Hỡnh 3.14: Cỏc giao diện được chuẩn hoỏ quốc tế
Tốc độ và chất lượng truyền thụng cao.
Trong mạng thoại truyền thống sử dụng đường truyền tương tự, tốc độ truyền số liệu chỉ khoảng 9,6 kbps, hoặc tới 56 kbps nhờ cỏc cụng nghệ điều chế hiện đại. Trỏi lại trong ISDN, tốc độ tối thiểu cú thể đạt tới 64 kbps, cũn tốc độ tối đa cho người sử dụng đầu cuối là 384 kbps và 1536 kbps hoặc 2048 kbps. Mặt khỏc, tớn hiệu số cũng chống nhiễu tốt hơn, dễ sửa sai hơn và do đú làm chất lượng truyền dẫn tốt hơn.
Một vớ dụ: Trong mạng thoại để gửi 1 trang A4 qua fax thỡ mất khoảng 1 phỳt, cũn trong mạng ISDN (G4 fax) chỉ mất khoảng 4 giõy và chất lượng bức fax hơn hẳn.
Khả năng mở rộng cỏc dịch vụ tốt
3.2. ISDN đỏp ứng thoả món cỏc yờu cầu của nhà khai thỏc
• Tốc độ, băng thụng đỏp ứng nhu cầu tăng của dịch vụ.
Theo cỏc khuyến nghị quốc tế, cỏc giao diện cho người sử dụng chuẩn hoỏ cả về mặt logic và vật lý. Nú cho phộp kết nối với cỏc loại thiết bị đầu cuối khỏc nhau. Do đú một thuờ bao cú thể sử dụng nhiều thiết bị truyền thụng theo nhu cầu.
• Dễ phỏt triển dịch vụ mới
Bằng việc tỏch xen tớn hiệu của hệ thống ngoài kờnh.
• Kinh tế khi xõy dựng mạng
Bằng việc tỏch xen tớn hiệu của hệ thống ngoài kờnh.
77
Hỡnh 3.16: Cỏc chức năng phõn phối của ISDN
(4) Chuyển mạch kờnh
tốc độ cao – trung bỡnh (5) Đường thuờ riờng tốc
độ cao – trung bỡnh
(8) Chức năng xử lý thụng tin
4. Cấu hỡnh mạng ISDN
4.1. Cấu trỳc chức năng cơ bản
ISDN mang lại nhiều dịch vụ với tốc độ và thiết bị khỏc nhau sử dụng cựng một đường dõy thuờ bao, một giao diện. Do đú, mạng phải cú cỏc chức năng chuyển mạch tương ứng với từng loại dịch vụ và cỏc chức năng đú theo yờu cầu từ thiết bị đầu cuối. Bảng 3.1 mụ tả cỏc chức năng này.
Bảng 3.1 mụ tả cỏc chức năng của ISDN.
TT Chức năng Mụ tả
1 Phõn bố cỏc chức năng
Lựa chọn và phõn bố cỏc chức năng bờn trong mạng để phự hợp với yờu cầu dịch vụ của người sử dụng, nú cũng xử lý cỏc tớn hiệu điều khiển để thiết lập cỏc mạch giữa cỏc kết cuối.
2 Chuyển mạch kờnh - 64 kbps
Thiết lập/giải phúng tuyến thụng tin giữa cỏc kết cuối và truyền dẫn tớn hiệu số tốc độ 64 kbps.
Tuyến thụng tin bị chiếm dựng từ khi bắt đầu cho tới khi giải phúng tuyến nối.
3 Đường thuờ riờng - 64 kpbs
Thiết lập tuyến thụng tin giữa cỏc kết cuối, và truyền tớn hiệu số 64 kbps. 4 Chuyển mạch
kờnh tốc độ cao - trung bỡnh
Thiết lập/giải phúng tuyến thụng tin giữa cỏc kết cuối và truyền dẫn tớn hiệu số tốc độ cao hơn 64 kbps.
5
Đường thuờ riờng tốc độ cao - trung bỡnh.
Thiết lập tuyến thụng tin giữa cỏc kết cuối, và truyền tớn hiệu số tốc độ cao hơn 64 kbps.
6 Chuyển mạch gúi
Tuyến thụng tin chỉ bị chiếm khi thụng tin được phỏt đi. Cỏc tớn hiệu số được truyền đi trong cỏc gúi.
7 Bỏo hiệu kờnh chung
Chuyển giao cỏc tớn hiệu thụng tin điều khiển phục vụ cho quỏ trỡnh thiết lập/giải phúng tuyến thụng tin trong mạng.
8 Xử lý thụng tin Tuỳ theo loại tin và việc xử lý dữ liệu yờu cầu tốc độ xử lý khỏc nhau, nú chuyển đổi giữa cỏc phương tiện khỏc nhau và thay đổi thụng tin.
78
Hỡnh 3.16: Cỏc chức năng phõn phối của ISDN
(4) Chuyển mạch kờnh
tốc độ cao – trung bỡnh (5) Đường thuờ riờng tốc
độ cao – trung bỡnh
(8) Chức năng xử lý thụng tin
Hỡnh 3.15: Mụ hỡnh của cấu trỳc ISDN cơ bản 4.2. Cỏc chức năng của ISDN:
a. Chức năng phõn phối :
Do ISDN là mạng số tớch hợp nhiều dịch vụ khỏc nhau nờn đặc tớnh của nú là người sử dụng dịch vụ tự do lựa chọn dịch vụ. Để thực hiện điều này cỏch hiệu quả 79 Cỏc chức năng chuyển mạch kờnh 64 kbit/s Cỏc chức năng chuyển mạch kờnh tốc độ cao Cỏc chức năng chuyển mạch gúi Cỏc chức năng bỏo hiệu kờnh chung Thiết bị đầu cuối(Terminals) 1 2 3 4 Chỳ ý: 1-Thoại 2-Image 3-Gúi 4- Điều khiển 1 2 3 4 ISDN
Hỡnh 3.16: Cỏc chức năng phõn phối của ISDN
Thiết bị đầu cuối P hõ n bố c ỏc ch ức n ăn g (2) Chuyển mạch kờnh 64 Kbps
(3) Đường thuờ riờng
64 kbps
(4) Chuyển mạch kờnh
tốc độ cao – trung bỡnh (5) Đường thuờ riờng tốc
độ cao – trung bỡnh (6) Chuyển mạch gúi
(7) Bỏo hiệu kờnh chung
P hõ n bố c ỏc ch ức n ăn g (8) Chức năng xử lý thụng tin (1) (1) Thiết b ị đ ầu c uố i v à nh à cu ng c ấp d ịc h vụ
thỡ ISDN phải cung cấp chức năng phõn bố . Cỏc chức năng được dựng để đỏp ứng những yờu cầu về dịch vụ của khỏch hàng thỡ được gọi là cỏc chức năng phõn phối. Trong mạng thực tế, cỏc chức năng phõn phối nằm trong hệ thống chuyển mạch đường dõy thuờ bao.
b. Chức năng chuyển mạch kờnh:
Đối với dịch vụ điện thoại thụng thường thỡ hệ thống chuyển mạch trong mạng thiết lập đường nối cho việc trao đổi thụng tin giữa cỏc thiết bị kết cuối nhờ vào con số địa chỉ của thuờ bao được gọi mà thuờ bao chủ gọi gửi tới. Đường nối giữa cỏc thiết bị kết cuối bị chiếm trong suốt thời gian đàm thoại. Đú chớnh là cỏc chức năng chuyển mạch kờnh. Cỏc dịch vụ mà sử dụng cỏc chức năng chuyển mạch kờnh như : Fax, DDX-C và dịch vụ điện thoại tương tự thụng thường.
Tốc độ truyền dẫn cơ sở cho cỏc chức năng chuyển mạch kờnh trong ISDN là 64kbit/s, phự hợp cho tớn hiệu thoại. Đối với những tốc độ lớn hơn 64 kbit/s được chia thành hai loại : Tốc độ trung cao 384,1536 kbit/s, tốc độ cao 30-140 Mbớt/s. Đối với những tốc độ nhỏ hơn 64 kbit/s như 8,16 và 32kbit/s được biến đổi để truyền trờn kờnh 64kbit/s .
c.Cỏc chức năng đường thuờ
Cỏc chức năng đường thuờ thiết lập cỏc mạch cố định hay bỏn cố định giữa cỏc thiết bị kết cuối. Cỏc dịch vụ thuờ đường thỡ được đưa ra cho cỏc hệ thống tốc độ thấp trong khoảng 50-9600 bits/s và tốc độ cao từ 64kbit/s -6Mbit/s.
d.Cỏc chức năng chuyển mạch gúi.
Cỏc chức năng chuyển mạch gúi chuyển cỏc thụng tin được gửi giữa cỏc thiết bị đầu cuối theo địa chỉ bị gọi. Cỏc chức năng này khỏc chuyển mạch kờnh ở chỗ là đường thụng tin chỉ bị chiếm dựng khi cú thụng tin truyền qua. Cỏc đường truyền dẫn giữa hai thiết bị kết cuối là một chiều. Hỡnh 3.22 minh hoạ quỏ trỡnh làm việc của mạng chuyển mạch gúi.
80 P hõ n bố c ỏc ch ức n ăn g
Dịch vụ chuyển mạch gúi thỡ hiệu quả nhất khi khối lượng thụng tin được gửi thỡ ớt hơn một cuộc gọi (chuyển mạch kờnh). Vớ dụ: khi thiết bị kết cuối số liệu thường trực (on line) truy cập vào mỏy tớnh chủ. Cước cho dịch vụ chuyển mạch gúi này được tớnh theo khối lượng thụng tin. DDX-P là một trong những dịch vụ sử dụng cỏc chức năng chuyển mạch gúi. Trong ISDN một thiết bị kết cuối cú thể lựa chọn cỏc chức năng chuyển mạch kờnh hay chuyển mạch gúi trờn cựng một giao diện chuẩn.
e. Chức năng bỏo hiệu kờnh chung :
Cỏc chức năng bỏo hiệu kờnh chung được dựng để truyền cỏc tớn hiệu điều khiển trong quỏ trỡnh thiết lập, giỏm sỏt và giải toả cuộc gọi trong mạng chuyển mạch kờnh.
Nếu như thụng tin cần được trao đổi của khỏch hàng được truyền cựng với tớn hiệu điều khiển thỡ cú một số nhược điểm như sau: Tớn hiệu điều khiển khụng thể được truyền trong khi cuộc gọi đang diễn ra và dung lượng tớn hiệu bỏo hiệu thấp do đú khụng thể triển khai cỏc dịch vụ mới . Do đú trong ISDN một kiểu bỏo hiệu mới được yờu cầu, đú là hệ thống bỏo hiệu kờnh chung. Trong hệ thống này tớn hiệu bỏo hiệu được truyền trờn một kờnh độc lập với kờnh tiếng và phục vụ cho nhiều kờnh thoại. Cỏc chức năng bỏo hiệu kờnh chung thỡ cần thiết cho việc đa dạng hoỏ cỏc loại hỡnh dịch vụ mới bổ xung cho cỏc dịch vụ thụng thường. Do đú chỳng là cỏc chức năng quan trọng để hỡnh thành nờn ISDN.
81 Đầu cuối Đầu cuối B/Nhớ B/Nhớ Đầu cuối Đầu cuối Thụng bỏo A Thụng bỏo B Thụng bỏo A Thụng bỏo B Hệ thống chuyển mạch gúi Hệ thống chuyển mạch gúi Đớch Đường truyền dẫn
Hỡnh 3.17: Quỏ trỡnh làm việc của mạng chuyển mạch gúi
P hõ n bố c ỏc ch ức n ăn g
Hỡnh 3.18: Chức năng bỏo hiệu kờnh chung trong ISDN f. Cỏc chức năng xử lý thụng tin
Cỏc chức năng xử lý thụng tin cú nhiệm vụ lưu giữ thụng tin gửi tới/ từ cỏc thiết bị kết cuối trong khối xử lý (trong hay ngoài mạng) và biến đổi tốc độ, mụi trường truyền dẫn và là trạm trung gian trợ giỳp cho cỏc thiết bị kết cuối.
Vớ dụ một mỏy Fax muốn trao đổi thụng tin với một mỏy tớnh cỏ nhõn, cỏc chức năng xử lý thụng tin thực hiện biến đổi tớn hiệu fax thành tớn hiệu mà cú thể được xử lý trong mỏy tớnh. Cỏc chức năng này cũn cho phộp hai mỏy Fax nhúm 3 và nhúm 4 trao đổi thụng tin hai chiều với nhau. Để thực hiện cỏc chức năng này thỡ cần nhiều
82 Tớn hiệu phự hợp với mỏy tớnh Bộ nhớ Tớn hiệu fax
Tốc độ cao Biến đổi Tốc độ thấp
tốc độ
Biến đổi dạng thụng tin
Số liệu Tiếng núi
Hỡnh 3.19: Cỏc chức năng xử lý thụng tin Mạch thoại Thụng tin khỏch hàng Hệ thống chuyển mạch Hệ thống chuyển mạch
Mạch bỏo hiệu kờnh chung
Thụng tin điều khiển
phương phỏp khỏc nhau. Cú thể được thực hiện trong hoặc ngoài mạng ISDN thậm chớ được thực hiện ở thiết bị kết cuối.
5- Cỏc dịch vụ của ISDN
5.1. Phõn loại dịch vụ
ISDN cung cấp nhiều dịch vụ khỏc nhau cho khỏch hàng dựa trờn cỏc chức năng thụng tin. Cú thể định nghĩa dịch vụ ISDN là tất cả cỏc dịch vụ mà khỏch hàng cú thể được sử dụng qua giao diện người sử dụng và mạng bao gồm cả tiếng núi, hỡnh ảnh hay số liệu. Cỏc dịch vụ này thường được chia thành hai loại: dịch vụ mang, nú được định nghĩa như là cỏc chức năng chuyển tiếp thụng tin giữa cỏc thiết bị kết cuối đấu nối tới giao diện S/T và dịch vụ xa được coi như cỏc dịch vụ cung cấp cho người sử dụng thụng qua cỏc thiết bị kết cuối. Ngoài ra cũn cú một số dịch vụ bổ xung khỏc hỗ trợ cho cỏc dịch vụ viễn thụng cơ bản giỳp cho khỏch hàng ngày càng tiện lợi hơn. 83 ISDN Dịch vụ mang Dịch vụ xa Dịch vụ xa cơ bản + Dịch vụ bổ xung S/T/ S S/T/ S NT1 NT2 TE1 TA TE 2 Hệ thống chuyển mạch ma 1 2 3 4 5 T- Point S Point S Point R Point
Dịch vụ mạng (bear service):
Cỏc dịch vụ viễn thụng được mụ tả tại điểm truy nhập 1 và 2.
Dịch vụ xa (tele service):
Cỏc dịch vụ viễn thụng được mụ tả tại điểm truy nhập 3,5.
Điểm truy nhập 4 là điểm mà tại đú cỏc thiết bị kết cuối thuộc loại X và V sử dụng dịch vụ ISDN qua bộ thớch nghi (TA).
5.2. Cỏc dịch vụ mang
Hỡnh 3.26 cho thấy cỏc dịch vụ mang đảm bảo cung cấp tuyến thụng tin hai chiều giữa cỏc thiết bị kết cuối ISDN. Bởi vậy cỏc dịch vụ này chỉ đúng vai trũ là vật mang chứ khụng phải là dịch vụ cung cấp tại thiết bị kết cuối. Do đú một chức năng kết cuối phải được kết hợp với dịch vụ mang để cung cấp dịch vụ trao đổi thụng tin mà con người cú thể hiểu được. Cỏc thuộc tớnh của dịch vụ mang là sự phõn loại và cỏc quy định về đặc tớnh của cỏc dịch vụ được cung cấp bởi mạng, chỳng được chia thành 3 loại: cỏc thuộc tớnh về truyền thụng tin đề cập tới phương thức truyền và chuyển mạch( chuyển mạch kờnh hay gúi) và tốc độ truyền dẫn. Cỏc thuộc tớnh truy nhập quy định cỏc loại kờnh tại giao diện người sử dụng và mạng (S/T interface) và cỏc hệ thống thụng tin, cỏc thuộc tớnh chung chỉ ra việc ỏp dụng cỏc dịch vụ bổ xung và chất lượng dịch vụ.
84
Đầu cuối Đầu cuối
Cỏc thuộc tớnh truyền thụng tin
S/T Point S/T Point
Cỏc thuộc tớnh
truy nhập Cỏc thuộc tớnh truy nhập
Dịch vụ mang ISDN
Cỏc thuộc tớnh chung
Bảng3.2: Cỏc thuộc tớnh của dịch vụ mạng trong ISDN
THUỘC TÍNH GIÁ TRỊ CÁC THUỘC TÍNH
TRUYỀN THễNG TIN TRUY NHẬP CHUNG
1. Cỏc phương thức truyền Chuyển mạch kờnh, gúi