Mạng số tích hợp dịch vụ ISDN

1Mạng số tích hợp dịch vụ ISDN (Integrated Service Digital Network) Switching Engineering Page 2 Tổng quan ! Khái niệm. ! Các kênh trong ISDN. ! Các giao diện và các điểm tham chiếu của ISDN. ! Chuyển mạch và điều khiển. ! Kết cuối ISDN. ! Các dịch vụ trong ISDN. Switching Engineering Page 3 Khái niệm ! Mạng chuyển mạch kênh được thiết kế với mục đích truyền thoại. ! Mạng chuyển mạch gói phục vụ việc truyền dữ liệu. ! Thực tế, có nhiều yêu cầu một mạng phục vụ việc truyền cho nhiều hình thức thông tin khác nhau như tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu, fax, thông tin điều khiển từ xa… ! ISDN (Integrated Service Digital Netwrok): ! Mạng số hoá hoàn toàn. ! Khả năng cung cấp các dịch vụ: ! Thoại, ! Số liệu, ! Hình ảnh, ! Âm thanh... Switching Engineering Page 4 Khái niệm ISDNISDN Điện thoại số Telex số Fax số Videosố Dữ liệu Truyền hình hội nghị Âm thanh nổi Điều khiển số Hình 4-1 Mạng số liên kết dịch vụ Switching Engineering Page 5 Các kênh trong ISDN !Kênh là đường dẫn mà thông tin chảy qua đó. !- Kênh D: Phục vụ cho việc truyền các thông điệp báo hiệu giữa người sử dụng và mạng, ngoài ra kênh D còn có khả năng sử dụng để truyền số liệu kiểu gói. Tốc độ hoạt động của kênh D là 16kbps hoặc 64kbps tuỳ thuộc giao diện lối vào người sử dụng. !- Kênh B: Truyền tín hiệu thoại, audio, số liệu, video…, nói chung phục vụ co việc truyền lưu lượng cho người sử dụng. Tốc độ kênh B là 64kbps, kênh B còn có thể áp dụng cho chuyển mạch kênh lẫn chuyển mạch gói. !- Kênh H: Phục vụ cho việc truyền lưu lượng ở tốc độ cao. Kênh H bao gồm: Kênh H0 có tốc độ bằng 6B, tức là 384kbps thường sử dụng trong dịch vụ truyền hình hội nghị, Kênh H1 tuỳ thuộc và chuẩn châu Âu hay Mỹ mà có H1=30B, với tốc độ dữ liệu là 1.920kbps (E1) và H1=24B với tốc độ dữ liệu là 1.472kbps (T1). Kênh H2 được sử dụng trong ISDN băng rộng với H21=32.768Mbps và H22 = 43 đến 45Mbps. H4 có tốc độ từ 132 đến 138.240Mbps. Switching Engineering Page 6 Các giao diện và các điểm tham chiếu của ISDN ! Các giao diện vào ISDN. ! Các nhóm chức năng và các điểm tham chiếu ISDN. Switching Engineering Page 7 Các giao diện vào ISDN ! BRI: BasicRate Interface ! Giao diện tốc độ cơ bản. BRI bao gồm 2 kênh B và 1 kênh D16 với tốc độ 16kbps, vậy tốc độ sử dụng của BRI là 144kbps và tốc độ tổng là 192kbps. ! Thường được sử dụng để cung cấp lỗi vào giữa thiết bị người sử dụng và tổng đài ISDN trung tâm. ! PRI: Primary rate Interface ! Giao diện tốc độ chính, tuỳ theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ hay Châu Âu mà ta có giao diện PRI gồm 23B+D64 với tốc độ tổng là 1,544Mbps và tốc độ dữ liệu là 1,536Mbps hoặc 30B+D64 với tốc độ tổng 2,048Mbps và tốc độ dữ liệu là 1,984Mbps. ! PRI cung cấp lối vào cho mạng cho một số thiết bị của khách hàng hoặc PBX hoặc một máy tính chủ. Switching Engineering Page 8 Các nhóm chức năng và các điểm tham chiếu ISDN ! Nhóm chức năng là một tập hợp các chức năng nhất định được thực hiện bởi các phần tử vật lý của thiết bị người sử dụng. ! Điểm tham chiếu là khái niệm để phân tách các nhóm chức năng khác nhau. • ET (Exchange Terminal) tương hợp các hệ thống chuyển mạch của tổng đài (thuộc tổng đài). • LE (Local Exchange) tổng đài ISDN. • TE1 (Terminal Equipment 1) thiết bị đầu cuối ISDN. • TE2 (Terminal Equipment 2) thiết bị đầu cuối phi ISDN. TE1 NT2 NT1 LE ET TE2 TA S T U V R S Hình 4-2 Các nhóm chức năng và các điểm tham chiếu Switching Engineering Page 9 Các nhóm chức năng và các điểm tham chiếu ISDN ! NT1 (Network Termination 1) đầu cuối đường dây thuê bao, lầ đầu cuối đường dây giữa khách hàng với tổng đài nội hạt LE. Nhiệm vụ của NT1 là giám sát đặc tính chất lượng đường dây, định thời, truyền đạt công suất, ghép các kênh B và D. ! NT2 (Network Termination 2) cung cấp chuyển mạch cho khách hàng, ghép kênh, tập trung. ! TA (Terminal Adaptor) tương hợp đầu cuối cho các thiết bị phi ISDN, phối hợp giữa TE2 và NT2. ! Như vậy, ISDN có 4 điểm tham chiếu từ tổng đài đến thuê bao và 1 điểm tham chiếu từ tổng đài đến tổng đài khác. Mỗi điểm tham chiếu xác định việc sử dụng các giao thức khác nhau. ! Điểm R: TE2-TA có thể sử dụng chuẩn RS232C hoặc V.35, điểm S: TE1-NT2, điểm T: NT2-NT1, điểm U: NT1-LE và điểm V: LE-ET Switching Engineering Page 10 Chuyển mạch và điều khiển ! Giới thiệu. ! Yêu cầu cơ bản. ! Điều khiển chuyển mạch. Switching Engineering Page 11 Giới thiệu ! ISDN và PSTN thường kết hợp ở dạng mạng kép để sử dụng cùng nguồn tài nguyên. ! Khi cả ISDN lẫn PSTN sử dụng chuyển mạch kênh 64kbps thì hai mạng có thể chia xẻ chuyển mạch tập trung thuê bao cũng như chuyển mạch nhóm. Hình 4-3 Dùng chung ISDN với PSTN Switching Engineering Page 12 Yêu cầu cơ bản Hình 4-2 Tổng đài nội hạt trong ISDN Switching Engineering Page 13 Yêu cầu cơ bản ! Từ sơ đồ khối, ta thấy rằng một tổng đài PSTN/ISDN khác với tổng đài PSTN ở những điểm sau: ! Truy cập thuê bao số được bổ sung. ! Điều khiển phức tạp hơn vì liên quan đến một số vật mang lớn của ISDN, ví dụ tốc độ của truyền dẫn là nx64kbps. ! Dữ liệu thuê bao phức tạp hơn do tính đa dạng của TE. ! Phải có khả năng nối với các tổng đài khác như ISDN, PSTN, PSPDN, Internet. ! Điều khiển gói với lưu lượng trên kênh B hoặc D cho X.25. Switching Engineering Page 14 Điều khiển chuyển mạch ! Các tham số truyền tin: • Kiểu truyền dẫn. • Dung lượng truyền (audio, thoại). • Tốc độ truyền. • Giao thức báo hiệu. • Dịch vụ xa với giao thức cấp cao hơn. • Số thuê bao bị gọi. • Loại thuê bao bị gọi. ! Các tham số này là một phần trong các tham số trong thông điệp báo hiệu SETUP được trao đổi với tổng đài. Switching Engineering Page 15 Điều khiển chuyển mạch ! Phân tích Hình 4-5 Phân tích cơ bản việc thiết lập cuộc gọi cho thuê bao ISDN Switching Engineering Page 16 Điều khiển chuyển mạch ! Phân tích dịch vụ ! Cuộc gọi cho thuê bao ISDN được tiến hành bằng việc gởi thông điệp SETUP. Nội dung của thông điệp này xác định dịch vụ mà đầu cuối sử dụng. ! Nối kết được điều khiển tuỳ theo dạng dịch vụ được cung cấp. ! Nếu yêu cầu của thuê bao là một dịch vụ bổ sung trong ISDN (ví dụ gọi chuyển tiếp vô điều kiện) thì phân tích dịch vụ sẽ xác nhận yêu cầu này. ! Phần mềm liên quan sẽ được kích hoạt và cung cấp tham số logic điều khiển cuộc gọi trong khoảng thời gian rất ngắn. ! Dịch vụ xa hay dung lượng truyền yêu cầu một kiểu phân tích dịch vụ khác. Mục đích kiểm tra mạng có thể cung cấp dịch vụ được yêu cầu hay không và nếu được thì phải thoả mãn. ! Cung cấp thông tin kiểm tra phù hợp cho tổng đài của thuê bao bị gọi. Switching Engineering Page 17 Điều khiển chuyển mạch ! Phân tích số ! Khi phân tích dịch vụ kết thúc, phân tích số có thể bắt đầu, phân tích số của thuê bao bị gọi và có thể phân tích cả số của thuê bao chủ gọi để cung cấp thông tin tính cước. Hình 4-6 Phân tích cuộc gọi tại thời điểm khởi xướng nối kết ISDN Switching Engineering Page 18 Điều khiển chuyển mạch ! Phân tích đường truyền ! Đường dẫn ngõ ra phải được chọn để nối kết cuộc gọi tới tổng đài khác. Thông thường qua một vài router trong mạng. ! Mục đích tìm đường dẫn ngõ ra thích hợp đến địa chỉ đích. ! Phân tích cước ! Tuỳ thuộc vào loại hình dịch vụ, tham số ngõ vào thường là: ! Dịch vụ thuê bao sử dụng và kết quả sử dụng. ! Nguồn gốc cuộc gọi (thuê bao khởi xướng). ! Các dịch vụ được kết hợp với cuộc gọi. ! Các thiết bị tổng hợp được nối (ví dụ bộ xử lý gói). Switching Engineering Page 19 Điều khiển chuyển mạch Hình 4-7 Ví dụ phân tích đường truyền qua nhiều LE và STP khác nhau Switching Engineering Page 20 Kết cuối ISDN ! Giao tiếp thuê bao ISDN. ! Kiểm soát kênh D. ! Kết cuối mạng. ! Thiết bị đầu cuối. ! Thiết bị của thuê bao. Switching Engineering Page 21 Giao tiếp thuê bao ISDN. · Thuê bao tương tự PSTN được nối với mạch giao tiếp đường dây tương tự trong tổng đài PSTN. · Tập trung thuê bao xa hoặc “thuê bao mở rộng” được nối với mạch giao tiếp theo chuẩn V5.1. · BRA được nối với giao tiếp đường dây số 2B+D. · PRA được nối với đường dây số 30B+D. ! Trong trường hợp chỉ có thuê bao tương tự của PSTN thì chuyển mạch thời gian sẽ tập trung lưu lượng vào chuyển mạch nhóm nhưng khi có các thuê bao ISDN thì chuyển mạch thời gian phải chia xẻ lưu lượng cho các kênh ISDN. ! Giao tiếp V5.1 cho tốc độ truy cập 2.048Mbps với cấu trúc khung gồm 32 khe thời gian cho lưu lượng, báo hiệu, điều khiển và đồng bộ. Switching Engineering Page 22 Giao tiếp thuê bao ISDN. Hình 4-8 Truy cập vào tổng đài ISDN/PSTN Switching Engineering Page 23 Kiểm soát kênh D Hình 4-9 Định tuyến kênh D Switching Engineering Page 24 Kiểm soát kênh D ! Nhiệm vụ chính của kênh D trong ISDN là thực hiện báo hiệu giữa các đầu cuối của thuê bao với tổng đài ISDN. Chúng còn có thể mang lưu lượng kiểu gói giữa thuê bao và mạng dữ liệu chuyển mạch gói (PSDN). Vậy, tổng đài phải có khả năng kiểm soát nó theo hai cách: ! Khi kênh D được sử dụng để báo hiệu thì hệ thổng điều khiển sẽ sử dụng thông tin của nó cho việc điều khiển chuyển mạch. ! Khi kênh D được sử dụng cho dữ liệu chuyển mạch gói thì thông tin được trao đổi với bộ kiểm soát gói. ! Thiết bị báo hiệu của tổng đài ISDN tiến hành hai quá trình để đảm bảo thông tin báo hiệu lẫn dữ liệu gói có thể được tải trên kênh D. Switching Engineering Page 25 Kết cuối mạng ! NT (Network Termination) được sử dụng để nối thiết bị ISDN với mạng công cộng. NT1 và NT2 có chức năng khác nhau. ! NT1 kiểm soát thông tin ở lớp 1, NT2 kiểm soát thông tin ở lớp 2 và 3 trong mô hình OSI. Hình 4-10 Kết cuối mạng truy cập LE ISDN Switching Engineering Page 26 Thiết bị đầu cuối ! Đơn vị kết cuối được thiết lập tại thuê bao gọi là thiết bị đầu cuối TE (Terminal Equipment). Hai dạng kết cuối: ! TE1: thiết bị được xây dựng trên giao tiếp ISDN. ! TE2: thiết bị được xây dựng trên giao tiếp khác (ví dụ như V24 hoặc X.21) Hình 4-11 Thiết bị đầu cuối nối với ISDN Switching Engineering Page 27 Thiết bị của thuê bao ! Tương hợp đầu cuối (TA): ! TA (Terminal Adapter) được sử dụng để nối với các thiết bị phi ISDN vào ISDN. ! Ví dụ: ! Tương hợp với PC. ! Tương hợp với kết cuối dữ liệu X.25. ! Tương hợp với kết cuối dữ liệu X.21. ! Tương hợp với điện thoại tương tự. ! Tương hợp với Fax tương tự. ! … Switching Engineering Page 28 Thiết bị của thuê bao ! Tổng đài nội bộ: ! PABX có thể nối với ISDN qua PRA hoặc BRA tuỳ thuộc tốc độ truy cập, thông thường là PRA. Hình 4-12 Nối các thiết bị phi ISDN vào ISDN qua TA Switching Engineering Page 29 Thiết bị của thuê bao ! Video-telephony. ! Video-conferencing (H320). ! Destop conferencing system (H320). ! Fax nhóm 4 (fax số). ! Bộ ghép kênh đảo. ! … Hình 4-14 Bộ ghép kênh đảo 384kbps. Switching Engineering Page 30 Các dịch vụ trong ISDN ! Vật mang dịch vụ: ! Cung cấp 3 kiểu vật mang dịch vụ: 3.1kHz âm thanh, 64kbps thoại và 64 kbps dữ liệu. ! Dịch vụ xa: ! Điện thoại 3.1kHz. ! Điện thoại 7kHz. ! Fax nhóm 2/3. ! Fax nhóm 4. ! Videotex. ! Teletex. ! Điện thoại thấy hình. ! Truyền hình hội nghị. Switching Engineering Page 31 Các dịch vụ trong ISDN ! Điện thoại: ! ISDN có khả năng hỗ trợ cho điệ thoại thông thường, ngoài ra, còn hỗ trợ cho điện thoại có chất lượng thoại cao hơn gọi là điện thoại 7Khz. ! Fax: ! Fax nhóm 4 được thiết kế đặc biệt cho ISDN, loại này sử dụng tốc độ 64kbps ứng với tốc độ kênh B. ! Fax nhóm 3 được nối với ISDN qua bộ tương hợp để thích hợp tốc độ 64kbps. Tốc độ của fax nhóm 3 đạt thường là 9600bps hoặc 14400bps. Fax nhóm 4 có thể được trao đổi với fax nhóm 3, lúc này, tốc độ tương hợp của fax nhóm 3 sẽ được sử dụng. ! Truyền hình hội nghị và điện thoại thấy hình: ! 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. Switching Engineering Page 32 Các dịch vụ trong ISDN ! Âm thanh chất lượng cao: ! 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…