ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ
■
NGUYỄN HOÀNG
NGHIÊN cúu TRIỂN KHAI ÚNG DỤNG
CỒNG NGHỆ MỚI TRÊN MẠNG sô
ĐA DỊCH VỤ ISDN
■ ■
CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT v ồ TUYẾN ĐIỆN TỬ VÀ
THÕNG TIN LIÊN LẠC
MẢ SỐ : 2.07.00
LUẬN VĂN THẠC sĩ KHOA HỌC
• • •
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
A ^ : vị PGS. TS NGUYỄN KIM GIAO
OAI H-'r -■. .xV. ;:ù :\r5i £
ĨRUNSĨẢM
ị
I, —
-
- J . -
, , J
HÀ NỘI - 2002
MỤC LỤC
CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ X
1
2
2
-)
1
5
5
6
7
7
8
9
10
20
30
38
45
45
46
47
47
47
49
51
CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ
2B1Q
Two Binary One Quatenary Mã đường 2 nhị phân 1 tứ phân
3PTY
Three Parties Conference Call Dịch vụ cuộc gọi hội nghị 3 bên
4B3T
Hội nghị bưu chính viễn thông
and Telecommunications châu Âu
CF
Call Forward
Dịch vụ chuyển cuộc gọi
CFB
CF if Busy
Dịch vụ chuyển cuộc gọi khi thuê
bao bận
CFNR
CF if Not Response
Dịch vụ chuyển cuộc gọi khi thuê
bao không trả lời
CFU
CF Unconditional
Dịch vụ chuyển cuộc gọi không
điều kiên
CLIP
Calling Line Identification
Presentation
Dịch vụ hiện số gọi đến
CLIR Calling Line Identification Dịch vụ ngân hiện số gọi đến
Restriction
CODEC COder/DECoder Bộ mã hoá và giải mã
COLP Connected Line Dịch vụ hiện số kết nối
Identification Presentation
COLR Connected Line Dịch vụ ngăn hiện số kết nối
Identification Restriction
CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư thừa tuần hoàn
CRV Call Reference Value Giá trị chuẩn cuộc gọi
for Standardization
ISP Internet Services Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet
ISPBX ISDN PBX Tổng đài cơ quan ISDN
ISUP ISDN User Part Phần ISUP trong kiến trúc giao
thức báo hiệu sô' 7
ITU-T International Telecommunication Liên minh viễn thông quốc tế - Bộ
Union - Telecommunication phận tiêu chuẩn hoá viễn thông
Standardization Sector
LAN Local Area Network Mạng nội hạt
LAP 13 Link Access Procedures Balanced Thủ tục liên kết số liệu cân bằng
LAPD Link Access Procedures Thủ tục liên kết số liệu trèn kênh
on the D channel D
[_DN Local Directory Number Số danh bạ nội hạt
|_Ị= Local Exchange Tổng đài nội hạt
LED Light Emission Diode Đi ốt phát quang
|_u Logical Link Identifier Nhận dạng liên kết lô gích
vi
LT
Local Termination Đầu cuối nội hạt
MCID
Malicious Call Identifier Dịch vụ nhận dạng cuộc gọi có
mục đích xấu
MLPPP
Multilink PPP
Giao thức PPP đa liên kết
MODEM
MOdulation/DEModulation
Thiết bị điều chế và giải điều chế
MSN
Multi Subscriber Number
Pulse Code Modulation
Điều chế xung mã
PCMCIA
Personal Computer Memory
Hiệp hội quốc tế card bộ nhó cho
Card International Association
máy tính cá nhàn
PH
Packet Hander
Bộ điều khiển gói
PLP
Packet Layer Protocol
Giao thức lớp gói
P-MP
Point To Multipoint
Cấu hình nối điểm tới đa điểm
POTS
Plain Old Telephone Services
Các dịch vụ điện thoại analog
truyền thống
p-p
Point To Point
Cấu hình nối điểm tới điểm
ppp
Point To Point Protocol
Giao thức điểm tới điểm
PR A
Primary Rate Access
Truv nhập tốc độ so cấp
PRI
Khung LAPD dạng u
SAPI
Service Access Point Identifier Nhận dạng điếm truy nhập dịch vụ
SCP
Services Control Point
Điểm điều khiển dịch vụ
SPID
Service Provider Identifier
Nhận dạng nhà cung cấp dịch vụ
SS7
Signaling System No 7
Hệ thống báo hiệu số 7
STP
Signaling Transfer Point Điểm chuvển giao báo hiệu
TA
Terminal Adaptor
Bộ phối ghép đầu cuối
TDM
Time Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia thời gian
TE
Terminal Equipment
Thiết bị đầu cuối
TE1
Terminal Equipment type 1
Thiết bị đầu cuối loại 1
TE2
Terminal Equipment type 2
Thiết bị đầu cuối loại 2
TEI
ISDN
2
1.3
Truy nhập BRA tới mạng ISDN
5
1.4 Truy nhập PRA tới mạng ISDN
6
1.5
Các điểm chuẩn và thiết bị chuyên dụng trèn mạng ISDN
8
1.6
Các điểm chuẩn của giao thức và cấu trúc đối với kẻnh D của
ISDN
9
1.7
ìMã đường 2B1Q tại giao diện Ư
11
1.8
Khung truyén dẫn 2B1Q
12
1.9
Mã giả tam phàn giao diện S/T
13
1.10
BUS thụ động cấu hình điểm điểm và điểm đa điểm
14
1.11
Định dạng khung BUS thụ động S/T 192 Kb/s
16
1.12
1.23
Định dạng các trường điều khiển khung LAPD
27
1.24
Các kiểu và chức nãng khung LAPD 28
1.25
iMã hóa bit trường điều khiển khung LAPD
28
X
1.26 Các điểm khác biệt giữa 2 giao thức LAPB và LAPD 29
1.27 Cấu trúc khung ITU-T Q.931 30
1.28 Giá trị bộ phân biệt giao thức 31
1.29 Các kiểu bản tin lớp 3 32
1.30 Định dạng thành phần thông tin 33
1.31 Quá trình thiết lập cuộc gọi 34
1.32 Quá trình giải phóng cuộc gọi 35
1.33 Trao đổi bản tin thiết lập kết nối truy nhập chế độ kênh tới
một PH ở xa 36
1.34 So sánh MSN-LDN-ĐỊa chỉ phụ 40
1.35 Cấu hình giao diện u 41
1.36 Cấu hình giao diện S/T và MSN 42
1.37 Phương pháp đánh địa chỉ phụ trong cấu hình ETSI 43
2.1 Sơ đồ khối chức năng ET 45
2.2 Sơ đồ khối chức năng điện thoại ISDN 49
2.3 Sơ đồ khối chức nãng TA 50
3.1 Mạng viễn thông số bộ mòn Viễn thông, khoa Công nghệ 53
3.2 Tổng đài Hicom 150E OfficeCom 55
3.3 Cấu hình đấu nối sử dụng hệ thống Hicom 150E tiêu chuẩn 58
3.4 Các giao diộn trên thiết bị TA ISDN MODEM 64
3.5 Dùng TA ISDN MODEM truy cập Internet trên đường ISDN 65
Đề tài '‘Nghiên cứu triển khai ứng dụng còng nghệ mới ữèn mạng số đã dịch
vụ ISD N” đươc thực hiện với mục đích tiếp cận với các dịch vụ ISDN công cộng
qua các ứng dụng thực tế. Để tài gồm hai phần . Phần thứ nhất trình bày những hiếu
biết cơ bán nhất về mạng ISDN, là những kiến thức cơ sớ không thế thiếu trong quá
trình tìm hiểu, ứng dụng và khai thác mạng cũng như dịch vụ. Phần thứ hai trình
bàv quá trình nghiên cứu triển khai ứng dụng công nghệ ISDN trèn cơ sờ xàv dựng,
vận hành một mạng viễn thông số và khai thác các dịch vụ ISDN tại phòng thí
nghiêm bộ môn Viễn thòng thuộc khoa Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người hướng dản khoa học,
PGS.TS Nguyễn Kim Giao. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình
và chu đáo cùa các cán bộ, giảng viên khoa Công nghệ, đặc biệt là các cán bộ
phòng thí nghiệm bộ môn Viễn thông trong quá trình thực hiện đề tài này.
Cuối cùng, do đề tài được thực hiện trong một thời gian ngắn nèn ắt khòng
tránh khỏi những thiếu sót, tác giả cũng xin được lượng thứ.
T '
S
• *
Tác gia
PHẦN THỨ NHẤT
MẠNG VÀ THIẾT BỊ MẠNG ISDN
CHƯƠNG I : MẠNG số ĐA DỊCH vụ ISDN
1.1. Khái niệm chung về mạng sô đa dịch vụ ISDN
1.1.1. Giới thiệu
Mạng số đa dịch vụ ISDN (Integrated Services Digital Network) là một
kiến trúc mạng hiện đại có thể cung cấp nhiều dịch vụ viễn thông. Đặc biệt, các
dịch vụ truyền dẫn tiếng nói, số liệu, video và văn bản được tích hợp vào một mạng
hợp nhất.
PSTN
III
TELEX
Các thiết bị đầu cuối được phát triển cho phép sử dụng nhiều dịch vụ viễn
thông mới, hoặc cải tiến cdc dịch vụ đã được cung cấp trong các mạng riẻng trước
đây, do vậy mạng có thể cung cấp các dịch vụ sau :
• Videophone, truyền tiếng nói và hình ảnh đồng thời.
• Truyền fax và số liệu tốc độ cao.
• Trao đổi đồng thời nhiều loại thông tin như nói chuyện trên điện thoại cùng lúc
với truyền số liệu; vừa đàm thoại vừa gửi fax; truvền hình ảnh và số liệu đồng
thời.
1.1.2. Các kênh ISDN
Trong ISDN, đường dây thuê bao chỉ truyền các tín hiệu số. Đường dây thuê
bao ISDN gổm một số kênh logic cho tín hiệu báo hiệu và số liệu của người dùng.
3
Có 3 loại kênh ISDN cơ bản, được phân biệt với nhau bằng chức năng và tốc độ bit
của chúng :
Kênh D T
Các thiết bị ISDN nối với mạng bằng cách sử dụng một bộ đấu nối vật lý
được chuẩn hoá và những thồng báo giống như của tổng đài với mạng để yèu cầu
dịch vụ. Các nội dung của thông báo về báo hiệu tuỳ thuộc vào loại thiết bị đầu
cuối. Thiết bị đầu cuối sẽ trao đổi các yêu cầu về dịch vụ và các thông báo vế báo
hiệu khác với mạng qua kênh D của ISDN.
Chức năng cơ bản của kênh D là truyền báo hiệu giữa người sử dụng và
mạng. Do có thể không sử dụng hết dải thông của kênh vào việc trao đổi báo hiệu
trên nên kênh D cũng có thể thực hiện chức năng thứ hai là truyền số liệu gói của
người sử dụng.
Tốc độ của kênh D là 16 Kb/s hoặc 64 Kb/s tuỳ thuộc vào phương thức truy
nhập là BRA hay PRA, sẽ được trình bày chi tiết ở phần tiếp theo.
Kênh B
Kênh B là các kênh 64 Kb/s mang thông tin của người sử dụng. Đó có thể là
tiếng nói, audio, số liệu, video
Kênh B có thể được dùng trong cả chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói.
Kết nối vật lý giữa mạng ISDN công cộng và thiết bị đầu cuối mạng (NT)
được thực hiện song cong trên một đỏi dây (2 dây). Kết nối từ NT đến đầu cuối
người sử dụng là kết nối trên hai đôi dây (4 dây).
5
Do có cấu tạo bao gồm hai kênh B, mỗi kồnh mang thông tin ở tốc độ 64
Kb/s, nên BRA có thể cho phép gọi điện thoại và gửi fax cùng một lúc, hoặc gọi
điện thoại và truyền số liệu đồng thời
Hai kênh B có thể sử dụng độc lập, ví dụ như truyền các thông tin khác nhau
tới cùng một người dùng hoặc tới hai người dùng khác nhau, hoặc kết hợp lại với
nhau khi dung lượng kênh truyền yêu cầu lớn hơn 64 Kb/s. Trong ứng dụng này,
người ta có thể truyển tín hiệu video hay truyền file ờ tốc độ 128 Kb/s (64 Kb/s +
64 Kb/s) giữa hai máy tính.
1.2.2. Truy nhập tốc độ sơ cấp
Trên hình 1.4, truy nhập PRA có thể có một số cấu hình. Tại Bắc Mỹ, Nhật,
Hàn Quốc, PRA gồm 23 kênh B 64 Kb/s và l kênh D 64 Kb/s, gọi là 23B+D. Tuỳ
theo kênh D ở giao diện đó có thể hoạt động hay không mà cho phép sử dụng khe
thời gian đó làm thêm một kênh B, thành cấu hình 24B. PRA 23B+D hoạt động trèn
cơ sở phân cấp TDM Bắc Mỹ, có tốc đô 1,544 Mb/s, tốc độ bit số liệu của người sử
dụng là 1,536 Mb/s. Phần còn lại của thế giới PRA có cấu hình 30B+D, đươc xác
định trên cơ sờ phản cấp số TDM theo tiêu chuán CEPT của châu Âu. Nó gổm 30
kênh B 64 Kb/s và 1 kênh D 64 Kb/s, hoạt đông ở tốc độ 2,048 Mbps, tốc độ bit số
liệu của người dùng là 1,984 Mbps.
PRA thường được dùng để kết nối các tổng đài ISPBX (ISDN PBX) cỡ trung
bình với mạng ISDN công cộng, nhằm cung cấp cho người dùng các dịch vụ tiếng
nói và số liệu tốc độ cao.
PUBLIC NETWORK USER
NETWORK
TERMINAL
(ISPBX)
Hình 1.4 : Truy nhập PRA tới mạng ISD N
In North America
LT = Line Termination card in the
telephone switch
Hình 1 .5: Các điểm chuẩn và thiết bị chuyên dụng trên mạng ISDN
1.3.2. Các điểm chuẩn
Các điểm chuẩn xác định giao tiếp giữa các thiết bị chuyên dụng khác nhau.
Điểm chuẩn R nằm giữa thiết bị đầu cuối không tương thích ISDN (TE2) và
bộ phối ghép đầu cuối (TA), cho phép TE2 xuất hiện đối với mạng như là một thiết
bị đầu cuối tương thích ISDN. Không tồn tại tập tiêu chuẩn cho điểm R, mà chính
các nhà sản xuất TA xác định cách thức mà TA và TE2 liên lạc với nhau như thế
nào (tiêu chuán rièng của nhà chế tạo). Có thể sử dụng một số chuẩn phố thống như
EIA-232, V.35
Điểm chuẩn s nằm giữa thiết bị người sử dụng ISDN (TE 1 hoặc TA) và thiết
bị đầu cuối mạng (NT2 hoặc NT1).
Điểm chuẩn T nằm giữa NT2 và NT1. Khi không có NT2, giao diện người
dùng và mạng thường được gọi là điếm chuẩn S/T. Giao tiếp S/T là BUS bốn dây
giữa NT1 và thiết bị đầu cuối ISDN. Điểm chuẩn S/T được định nghĩa trong ANSI
T1.605 1991 vàlTU-T 1.430 Layer 1.
Điếm chuẩn u là giao tiếp hai dây giữa LT và NT. Tại Mỹ, NT1 được coi là
thuộc về phía khách hàng nèn điểm u là ranh giới giữa người dùng và mạng. Nó
được ANSI định nghĩa ưong chuẩn TI .601 1992. ITU-T coi các điểm chuẩn S/T là
ranh giới giữa người dùng và mạng, nên các khuyến nghị của ITU-T chì nhằm vào
các vận hành trong mạng mà không đề cập đến tiêu chuẩn truyền dẫn qua đường
dây thuê bao.
8
1.4. Các giao thức người sử dụng - mạng ISDN
Các giao thức ISDN đối với kênh D tương tương với ba lớp thấp của mô hình
chuẩn bảy lớp kết nối các hệ thống mở (OSI) của ISO. Vì các giao thức này chỉ mô
tả giao tiếp người sừ dụng - mạng mà không để cập đến liên lạc giữa những người
sử dụng nên không có phần đối tác của kênh D đối với các lớp đầu cuối đến đầu
LE
Hình 1.6: Các điểm chuẩn cua giao thức và cấu trúc đối với kênh D cua ISDN
9
Sự tương tác qua lại giữa ba lớp giao thức phù hợp với mô hình OSI. Các
thông báo về báo hiệu của lớp 3 được chứa trong nội dung của các khung lớp 2 và
được truyền trên đường truyền vật lý của lớp 1.
Các giao thức ISDN của ITU-T mô tả giao tiếp người sử dụng - mạng của
kênh D tại các điểm chuẩn s và T như ở hình 1.6. Các lớp khác của giao thức quan
niệm các điểm chuẩn này không giống nhau.
Giao thức lớp 1 của ISDN xác định cuộc nối vật lý giữa các thiết bị đầu cuối
ISDN (TE1, TA) và thiết bị đầu cuối mạng (NT2, NT1). Các khuyến nghị liên quan
của ITU-T không mô tả cuộc nối vật lý giữa NT1 và tổng đài nội hạt và đường
truyền dẫn được coi là trong nội bộ của mạng. Trong trường hợp bất kỳ, cuộc liên
lạc ngang qua vòng nội hạt đường thuê bao (điểm U) chỉ tạo nên lớp vật lý mà thôi.
Giao thức lớp 2 và 3 của ISDN xác định các thủ tục liên kết số liệu và báo
hiệu tương ứng giữa thiết bị đầu cuối ISDN (TE1, TA), thiết bị đầu cuối mạng
(NT2) và tổng đài nội h ạt. Thiết bị đầu cuối mạng NT1 chỉ cung cấp dịch vụ lớp l.
Do vậy các lớp 2 và 3 xuyên suốt qua NT1. Cần lưu ý rằng các giao thức ISDN của
ITU-T chì được định rõ qua các điểm chuẩn s, T và chỉ trên kênh báo hiệu D. Người
sử dụng có thể chọn các giao thức khác cho các dịch vụ ISDN trên kênh B. Các
kênh B và D cùng có tiêu chuẩn của lớp vật lý vì chúng được ghép kênh phân chia
thời gian trên cùng một đường truyền vật lý.
1.4.1. Lớp 1 - Lớp vật lý
1.4.1.1. Giao diện u lớp 1 của Truy nhập tốc độ cơ bản
Điểm chuẩn u là một kết nối song công hai dây tới tổng đài nội hạt. Để
rruyển tín hiệu trên cả hai hướng đồng thời, người ta sử dụng một phương pháp gọi
là H uỷ tiếng vọng theo nguyên lý lai (ECH). Trong kỹ thuật này, NT nhận dạng tín
hiệu vọng lại của mình và loại bỏ phần vọng lại ra khỏi tín hiệu nhận được sau đó,
chỉ để lại tín hiệu do thiết bị đầu kia tạo ra mà thôi.
Mã đường truyển trên giao diện
+3
Bits
10
11
00
00 11
10 00 01 01
11 01
00 10
10 01
11 11
10
Hình l. 7: Mã đường 2B1Q tại giao diện u
Số liệu 2B+D được gửi trên mạch điện theo một cấu trúc gọi là khung truyền
dẫn 2B1Q. Cũng như bất cứ khung TDM nào khác, mỗi một khung truyền dẫn
2B1Q có một số bit cố định và được lặp lại. Mỗi khung gồm 240 bit được định dạng
theo ba trường cơ bản như trên hình 1.8. Tám khung truyền dẫn 2B1Q hợp thành
một siêu khung 2B1Q. Các khung trên hướng từ NT đến LE bị dịch so với các
khung trên hướng ngược lại đi 60+/-2 Quats
11
SyncW ord
12x2B4-Qdata M Bits
Bits 1 - 18
Bits 19-234
Bits 235 - 240
Sync:Won&
18 Bits
9 2B1Q Quats 12000 Bitsteec
2B*DSfMdifcÆ
216 Bits 108 2B1Q Quarts
bị
NT1
có
trang
bị
không những bộ biến đổi
u
sang S/T mà còn
cả chức năng TA. Một số chức năng NT1 bổ xung khác là người dùng có thể cắm
điện thoại analog 2 dây thông thường vào thẳng NT1 mà không cán qua TA. NT1
còn có cả khả năng định tuyến.
12
Trừ Bắc Mỹ, hầu hết các nước đều cấp nguồn cho NT1 trên giao diện u.
Điện áp DC được cấp trên cùng cặp dây tín hiệu 2B1Q. Điểu này đặc biệt quan
trọng vì nó đảm bảo nguồn cho NT1 ngay cả khi nhà thuê bao mất điện AC. Một số
trường hợp còn cho phép NT1 ở trạng thái chờ, sử dụng tiết kiệm điện khi không có
kết nối nào hoạt động. Còn tại Bắc Mỹ, nguồn cho NT1 được cấp tại nhà thuê bao
(nguồn ngoài).
I.4.I.2. Giao diện S/T lớp 1 của BRA
Giao diện S/T lớp 1 BRA được quy định trong ITU-T 1.430, cho phép cấu
hình hai kiểu BUS khác nhau, điểm điểm và điểm đa điểm như trên hình 1.10. Đa
điểm theo nghĩa ISDN cho phép tới 8 TE hay TA giao diện S/T đấu song song trên
cùng một BUS thụ động. Khi có nhiều TE trên BUS, chỉ một TE có thể sử dụng một
kènh B tại một thời điểm. Ví dụ một TE sử dụng kênh BI trong khi một TE khác sử
dụng kênh B2. Chừng nào nào một trong các kênh B này chưa được giải phóng thì
khòng TE nào khác có thể truyền và nhận tín hiệu trên kênh B.
BUS thụ động là BUS kiểu bốn dây sử dụng một cặp dây để phát và một cặp
dây để thu tín hiệu. Giao diện S/T hoạt động ờ tốc độ 192 Kb/s với mã đường dây
gọi là giả tam phân. Trong mã này, bit 1 tương ứng với 0 V hay không có tín hiệu,
còn bit 0 là các xung 750 mV có cực tính đảo nhau tuần tự như trên hình 1.9. NT có
bộ từ NT trên cặp dây thu và phải duy trì nhịp bit truyền để hoạt động chính xác.
Toàn bộ TE coi mỗi thời gian bit trong khung như một khe thời gian bít và sẽ chỉ
phát một bit D trong khe thời gian bit D, một bit BI trong khe thòi gian bit BL—
Nếu khoảng cách giữa các TE quá lớn thì các khe thời gian phát của chúng sẽ mất
đồng bộ với nhau. Kết quả là NT sẽ nhận các bit trong các khe thời gian sai.
Vấn đề cần quan tâm nhất trong cấu hình BUS thụ động là sự xung đột.
Người ta sử dụng một bit vọng (E) của bit D từ NT được giám sát bởi tất cả các TE
14
Copyright: Tài liệu đại học ©