Đề tài: Một số vấn đề về ứng dụng giao diện V5.2 vào mạng viễn thông
Lời nói đầu
Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của x hội thông tin, nhuã
cầu sử dụng dịch vụ viễn thông của con ngời ngày càng tăng, từ dịch vụ điện
thoại đến dịch vụ số liệu, hình ảnh, đa phơng tiện. Bên cạnh đó, các công
nghệ truy nhập mới đang làm thay đổi các phơng thức truy nhập truyền
thống vào các dịch vụ viễn thông và sự phát triển năng động của các mạng
truy nhập hứa hẹn những lợi ích to lớn cho nghành viễn thông cũng nh cho
khách hàng.
Mạng truy nhập là những hệ thống truyền dẫn và ghép kênh ngày
càng phức tạp đợc sử dụng trong khoảng giữa ngời sử dụng và các tổng đài
của mạng viễn thông. Để phát triển các mạng truy nhập một cách độc lập với
các tổng đài chủ của chúng thì các giao diện mở đợc thực hiện thay vì tích
hợp chúng vào trong tổng đài. Đối với các dịch vụ thuê bao khác nhau, mạng
truy nhập phải cung cấp các giao diện dịch vụ tơng ứng để chúng có thể nối
với tổng đài chủ.
Năm 1994, ITU-T đ đã a ra định nghĩa giao diện V5.x là giao diện thuê
bao số tiêu chuẩn Quốc tế giữa mạng truy nhập và tổng đài chủ dùng để hỗ
trợ tổng đài cung cấp các dịch vụ viễn thông băng hẹp và tăng bán kính phục
vụ của tổng đài, nó có thể đồng thời hỗ trợ nhiều dịch vụ truy nhập thuê bao.
V5.x quy định các giao thức thuộc lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng
để kết nối tổng đài và thuê bao thông qua mạng truy nhập. V5.x có cấu trúc
của một giao diện mở nhằm đáp ứng yêu cầu của khách hàng truy nhập vào
mạng PSTN, ISDN, Internet, mạng riêng, Giao diện V5.x không bị giới
hạn trong bất kỳ một công nghệ truy nhập nào. Ngoài ra giao diện V5.x có
khả năng sử dụng để kết nối giữa các mạng viễn thông của các nhà khai thác
khác nhau.
Giao diện V5.x có hai dạng là V5.1 và V5.2. Giao diện V5.1 hoạt động
dựa trên nguyên lý ghép kênh tĩnh. Giao diện V5.2 hoạt động dựa trên
nguyên lý ghép kênh động và tập trung lu lợng. Giao diện V5.2 hoàn toàn có
đầy đủ các phần giống giao diện V5.1 cộng thêm nhiều tính năng điều khiển,
của các thầy cô giáo cùng các bạn sinh viên để bản đồ án đợc hoàn thiện tốt
hơn. Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội - 03/2002
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT
2
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
Chơng 1
Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
Với sự phát triển của công nghệ và yêu cầu ngày càng cao về dịch vụ của
khách hàng, mạng truy nhập đang là vấn đề đợc các nhà cung cấp viễn thông
đặc biệt quan tâm.
Cho đến nay đ có nhiều h ng đầu tã ã nghiên cứu, sản xuất hệ thống thiết bị
truy nhập số nhằm đa ra giải pháp mạng truy nhập tích hợp và có khả năng
cung cấp nhiều loại hình dịch vụ: thoại, ISDN tốc độ cơ bản (2B+D), ISDN tốc
độ sơ cấp (30B+D), truy nhập Internet tốc độ cao, Tuy nhiên, vấn đề đặt ra
cho các nhà khai thác cũng nh các h ng cung cấp thiết bị truy nhập là làm thếã
nào có thể kết nối một cách có hiệu quả nhất giữa hệ thống thiết bị truy nhập với
các tổng đài chủ của mạng viễn thông.
Giao diện số V5.x chuẩn ra đời cho phép bất kỳ hệ thống thiết bị truy
nhập nào hỗ trợ giao diện V5.x chuẩn có thể kết nối đợc với bất kỳ tổng đài chủ
nào cũng hỗ trợ giao diện V5.x chuẩn.
Do đó, trong chơng 1 sẽ giới thiệu các vấn đề sau:
Tổng quan về mạng truy nhập.
Lợi ích của việc phát triển mạng truy nhập.
Giới thiệu chung về giao diện V5.1 và giao diện V5.2.
Đồ án tốt nghiệp
3
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
1.1. Tổng quan về mạng truy nhập
PSTN : Mạng điện thoại công cộng
ISDN : Mạng số liên kết đa dịch vụ
Hình 1.1: Vị trí của mạng truy nhập trong mạng viễn thông
Mạng lõi bao gồm các tổng đài (tổng đài nội hạt và tổng đài transit) và các hệ
thống truyền dẫn liên đài dung lợng lớn nhằm cung cấp các dịch vụ cho ngời sử
dụng thông qua các điểm dịch vụ (các tổng đài nội hạt).
Mạng truy nhập nằm giữa ngời sử dụng dịch vụ viễn thông và điểm dịch vụ
của mạng để truyền tải các dịch vụ sẵn có từ điểm cung cấp dịch vụ tới ngời sử
dụng. Nếu nhìn từ mạng truy nhập thì các tổng đài (quốc tế, chuyển tiếp quốc gia và
nội hạt) thuộc về mạng lõi của mạng viễn thông, năng lực của mạng lõi quyết định
các dịch vụ mà mạng truy nhập có thể cung cấp đến ngời sử dụng, bản thân mạng
truy nhập không sinh ra các dịch vụ mới.
Mạng truy nhập giao tiếp với bên ngoài thông qua 3 loại giao diện:
Giao diện ngời sử dụng mạng truy nhập (UNI): cần thiết để hỗ trợ việc
truy nhập của các loại hình dịch vụ, phụ thuộc vào loại dịch vụ do mạng truy
nhập cung cấp. UNI chia thành 2 loại: độc lập và dùng chung. UNI dùng
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT
4
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
chung là chỉ một UNI có thể đảm nhiệm nhiều node dịch vụ, mỗi một truy
nhập logic thông qua SNI khác nhau nối với node dịch vụ khác nhau.
UNI chủ yếu bao gồm giao diện điện thoại tơng tự POTS, giao diện
ISDN tốc độ nhóm cơ bản (2B+D), giao diện ISDN tốc độ nhóm sơ cấp
(30B+D), giao diện thuê kênh tơng tự loại 2 dây, giao diện thuê kênh tơng tự
loại 4 dây, giao diện trung kế tơng tự, giao diện trung kế số E1, giao diện V24,
giao diện CATV (RF),
Giao diện mạng truy nhập mạng lõi (SNI): đối với các dịch vụ thuê bao
khác nhau phải cung cấp giao diện dịch vụ tơng ứng để chúng có thể nối với
tổng đài chuyển mạch. Giao diện thuê bao của tổng đài chuyển mạch có giao
5
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
tổng đài thờng hạn chế trong khoảng 5000 đến 20.000 thuê bao. Điều này tạo ra
nhu cầu về một số lợng lớn các tổng đài nhỏ trong khu vực có mật dộ dân c lớn và
do đó hiệu quả sử dụng thấp.
Cấu trúc mạng hiện đại hớng tới việc sử dụng một số ít các tổng đài dung l-
ợng lớn phục vụ các khu vực thành thị hay ngoại thành. Với mạng truy nhập sử
dụng truyền dẫn cáp quang hay vi ba, bán kính của khu vực phục vụ có thể tăng lên
đến hơn 30km với số thuê bao từ 100.000 đến 200.000.
Cấu trúc mạng truy nhập có thể đợc mô tả nh hình 1.2. Tổng đài nội hạt sẽ là
nơi giao tiếp với mạng PSTN/ISDN và là nơi cung cấp cho thuê bao các loại dịch vụ
và thực hiện việc tính cớc.
Kết cuối tổng đài
Hệ thống
kết nối thuê bao
Hệ thống
phân phối truy nhập Mạng phân phối truy nhập:
Cấu hình: điểm-điểm, điểm-đa điểm
Phương tiện truyền dẫn: cáp đồng, cáp
quang, vi ba,
Phương thức ghép kênh: PDH, SDH,
Giao diện
Q
Mạng truy nhập có thể chia thành 3 phần chính:
Phần mạng truy nhập giao tiếp với tổng đài nội hạt đợc gọi là kết cuối tổng
đài, phần này đặt tại tổng đài. Các kết cuối này đợc kết nối với tổng đài thông
qua các giao diện tiêu chuẩn nh giao diện V5.x (hoặc giao diện riêng của nhà
cung cấp nếu tổng đài và mạng truy nhập của cùng một nhà cung cấp thiết bị).
Đây là phần quan trọng nhất trong cấu trúc mạng truy nhập. Các giao diện
truy nhập tiêu chuẩn cho phép thiết bị truy nhập của các nhà cung cấp khác
nhau có thể cùng làm việc trên một mạng.
Tại đầu xa của mạng là các điểm truy nhập mạng. Điểm truy nhập mạng có
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT
6
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
chức năng kết nối với các thuê bao sử dụng các dịch vụ khác nhau thông qua
các giao diện tơng ứng với từng loại dịch vụ. Các điểm truy nhập mạng đợc kết
nối với kết cuối tổng đài và kết nối với nhau thông qua mạng truyền dẫn. Mạng
truyền dẫn này có thể có cấu hình linh hoạt nh điểm nối điểm, điểm nối đa
điểm (hình sao tích cực hay thụ động), có thể là cấu hình vòng (ring), cấu hình
chuỗi và có thể sử dụng nhiều công nghệ truyền dẫn khác nhau. Nếu mạng truy
nhập sử dụng phơng thức truy nhập vô tuyến (nh viba) thì đợc gọi là truy nhập
vô tuyến.
Môi trờng kết nối thuê bao phục vụ cho kết nối cuối cùng từ thuê bao đến
mạng truy nhập. Kết nối này có thể dựa trên các môi trờng truyền dẫn khác
nhau, có thể là vô tuyến( hệ thống thuê bao vô tuyến cố định WLL), có thể là
hữu tuyến sử dụng đôi dây đồng hay cáp quang. Các công nghệ truyền dẫn
khác nhau đợc sử dụng trên kết nối này tuỳ theo nhu cầu về dịch vụ của khách
hàng và tuỳ theo từng hệ thống cụ thể của các nhà sản xuất. Hiện nay có nhiều
giải pháp công nghệ đợc đa ra để nâng cao dung lợng truyền dẫn của đôi dây
mạng truy nhập vô tuyến. Mạng truy nhập hữu tuyến gồm có mạng truy nhập cáp
đồng, mạng truy nhập cáp quang và mạng truy nhập hỗn hợp cáp quang/cáp đồng
trục. Mạng truy nhập vô tuyến gốm có mạng truy nhập vô tuyến cố định và mạng
truy nhập vô tuyến di động (bảng 1.1).
Mạng
truy
nhập
Mạng
truy
nhập
hữu
tuyến
Mạng
truy
nhập
dây
đồng
Tăng dung lợng trên đôi dây thuê bao số
(DGP)
Dây thuê bao số tốc độ bit cao (HDSL)
Dây thuê bao số tốc độ không đối xứng
(ADSL)
Mạng
truy
nhập sợi
quang
Cáp quang đến vỉa hè (FTTC)
Cáp quang đến toà nhà (FTTB)
Cáp quang đến thuê bao (FTTH)
Mạng truy nhập hỗn hợp
Hữu tuyến + vô tuyến
Bảng 1.1: Phân loại hệ thống truyền dẫn mạng truy nhập
Các phơng thức cụ thể thực hiện với nhiều kỹ thuật, mỗi loại có đặc điểm
riêng. Chẳng hạn khi sử dụng truy nhập hữu tuyến thì chủ yếu có một số giải pháp
kỹ thuật sau:
3 Thứ nhất là lấy đờng dây đồng đã có sẵn là chính, trên đờng dây thuê bao
thông qua công nghệ xử lý tín hiệu số tiên tiến để nâng cao dung lợng truyền
dẫn của đôi dây đồng xoắn, cung cấp biện pháp truy nhập các loại dịch vụ cho
thuê bao; dùng thiết bị kiểu mới phát huy tiềm năng truy nhập dịch vụ mới.
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT
8
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
3 Thứ hai là lấy cáp quang làm truyền dẫn đờng trục, thông qua cáp đồng trục
phân phối tới thuê bao, áp dụng một phơng thức tiến dần đến cáp quang hoá.
3 Thứ ba là thực hiện hoàn toàn cáp quang hoá, bao gồm hình thức cáp quang
đến tận nhà thuê bao.
1.1.4. Một số cấu trúc mạng truy nhập
Mạng truy nhập có cấu hình linh hoạt, sử dụng các phơng thức truyền dẫn
khác nhau trong hệ thống phân phối truy nhập và hệ thống kết nối thuê bao. Tuỳ
thuộc vào các loại hình dịch vụ đợc hỗ trợ trên mạng và loại lu lợng mà có thể sử
dụng cáp quang, viba, các đờng dây thuê bao số (xDSL), cáp đồng trục. Cấu hình
mạng có thể là mạng vòng, điểm nối điểm, điểm nối đa điểm, dạng tuyến tính,
Cấu trúc của các hệ thống truyền dẫn dây đồng
Cấu trúc mạng truy nhập thuê bao điện thoại truyền thống: (hình 1.3).
Tổng
đài
điện
thoại
Tủ
+ So với dây trung kế giữa các tổng đài thì đờng kính của dây nhỏ hơn, thông
thờng đờng kính dây trong mạng này là 0,4 mm đến 0,5 mm.
+ Khu vực phân bố của mạng rộng, diện tích lớn.
+ Đờng kính của một số đôi dây từ tổng đài điện thoại đến thuê bao có thể
không giống nhau.
Cấu trúc hệ thống đờng dây thuê bao số tốc độ cao HDSL: (hình 1.4)
Tổng
đài
điện
thoại
HDSL
Thiết bị
trạm cuối
LTU
HDSL
Thiết bị
đầu xa
NTU
Đầu cuối
thuê bao
Đầu cuối
thuê bao
(2 hoặc 3 đôi)
Đôi dây đồng
ADSL
Thiết bị
tram cuốiĐầu cuối
thuê bao
Đầu cuối
thuê bao
64 384 kb/s
1,5 6 Mb/sHình 1.5: Cấu trúc hệ thống ADSL
1.1.4.2. Cấu trúc cơ bản mạng truy nhập cáp quang
Mạng truy nhập cáp quang là trong mạng truy nhập dùng môi trờng truyền
dẫn chủ yếu là cáp sợi quang để thực hiện truyền dẫn thông tin. Nó không phải là
hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang truyền thống mà là dựa vào mạng truy nhập để
thiết kế mạng truyền dẫn cáp quang đặc biệt.
Trong mạng truy nhập cáp quang sử dụng tín hiệu quang truyền dẫn chủ yếu
trên môi trờng là cáp quang, còn thông tin trao đổi của tổng đài chuyển mạch và
thông tin nhận đợc của thuê bao đều là tín hiệu điện. Vì vậy ở phía tổng đài phải
bến đổi điện/quang (E/O) và ở phía mạng quang (ONU) phải biến đổi quang/điện
(O/E) mới có thể thực hiện truyền dẫn tín hiệu quang nh hình 1.6. Phần mạng
quang có thể có cấu trúc vòng, điểm-điểm, điểm-đa điểm, Trong đó có thể sử
khả năng phải áp dụng bộ khuyếch đại quang để bù công suất.
+ Giá thành đầu t lớn, quản lý mạng tơng đối phức tạp, cấp điện đầu xa tơng
đối khó khăn.
+ Phạm vi ứng dụng của mạng rất rộng lớn.
1.1.4.3. Cấu trúc mạng truy nhập vô tuyến
Truy nhập vô tuyến là phơng thức dùng toàn bộ hay một phần vô tuyến từ
giao diện node dịch vụ đến đầu cuối thuê bao. Tức là sử dụng vệ tinh, vi ba làm ph-
ơng tiện truyền dẫn cung cấp các dịch vụ cho thuê bao.
Mạng truy nhập vô tuyến bao gồm hai loại lớn là mạng truy nhập vô tuyến cố
định và mạng truy nhập di động. Mạng truy nhập vô tuyến cố định chủ yếu là phục
vụ cho thuê bao có vị trí cố định hoặc thuê bao di động chỉ trong phạm vi rất hẹp.
Đầu cuối thuê bao chủ yếu là máy điện thoại, máy fax hoặc máy vi tính, Mạng
truy nhập di động phục vụ cho thuê bao trong khi di chuyển, thuê bao có vị trí di
động. Đầu cuối thuê bao gồm máy cầm tay, máy xách tay và máy đặt trên xe.
Truy nhập vô tuyến cố định: FWA (Fixed-Wireless Access)
Cấu hình hệ thống của hệ thống truy nhập vô tuyến cố định nh hình 1.7.
Bộ điều
khiển
Trạm gốc
Thiết bị
kết nối 1
thuê bao
Trung tâm
điều hành
bảo dưỡng
Trạm gốc
Bộ điều khiển: có thể gồm nhiều bộ phận. Chức năng của nó là cung cấp giao
diện với trạm gốc, phía mạng và OAM. Bộ điều khiển cung cấp chức năng điều
khiển kênh vô tuyến và giám sát đo thử trạm gốc, hoàn thành chuyển tiếp của tổng
đài. Giữa trạm gốc với bộ điều khiển có thể căn cứ vào sự phân bố thuê bao, vị trí
địa lý, độ tin cậy của mạch vòng để lựa chọn tổ chức mạng truyền dẫn theo hình
sao, hình cây, hình vòng.
Trung tâm điều hành bảo dỡng: phụ trách điều hành và bảo dỡng toàn bộ
thiết bị hệ thống truy nhập vô tuyến. Quản lý mạng là điều hành mạng lới thờng
ngày, đồng thời cung cấp số liệu và thống kê cho quản lý và quy hoạch mạng.
Hệ thống thông tin di động toàn cầu: GSM (Global System for Mobile)
GSM là hệ thống thông tin di động tổ ong số, nó là một phơng thức ứng dụng
truy nhập di động. Trong đó nó chia một khu vực phục vụ nào đó thành nhiều khu
vực nhỏ có hình lục giác đều. Nếu ghép những hình lục giác đều này lại với nhau sẽ
có hình dạng giống với tổ ong.
Cấu trúc hệ thống GSM nh hình 1.8, trong đó bao gồm hệ thống con mạng l-
ới (NSS), hệ thống con trạm gốc (BSS) và trạm di động (MS).
+ Trạm di động MS là thiết bị đầu cuối mà thuê bao sử dụng, nó bao gồm điện
thoại di động, thiết bị đầu cuối và bộ phối hợp đầu cuối để cung cấp các dịch vụ
gia tăng.
+ BSS bao gồm: bộ điều khiển trạm gốc (BSC), máy thu phát trạm gốc (BTS) và
trung tâm điều hành bảo dỡng (OMC-R).
+ NSS bao gồm: tổng đài di động (MSC), bộ lu giữ vị trí khách (VLR), bộ lu giữ
vị trí chủ (HLR), trung tâm kiểm chứng (AUC), bộ lu giữ nhận biết thiết bị
(EIR), trung tâm điều hành bảo dỡng (OMC-S), trung tâm dịch vụ tin ngắn
(SC).
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT
12
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
PSTN
BSS
MS
Mạng truy nhập di động
Hình 1.8: Cấu trúc hệ thống GSM
1.2. Lợi ích của việc phát triển mạng truy nhập
Phần mạng giao tiếp trực tiếp với khách hàng hiện nay là các mạng cáp đồng
nội hạt, bán kính vùng phục vụ của một tổng đài bị hạn chế do khả năng truyền tín
hiệu của cáp đồng. Tại các thành phố lớn, vì lý do an toàn mà dung lợng tổng đài
không thể quá lớn, điều này tạo ra nhu cầu về một số lợng lớn các tổng đài (node
chuyển mạch) trong khu vực có mật độ dân c cao làm cho hiệu quả khai thác thấp.
Còn ở các cấp dới của mạng do mật độ thuê bao không cao, dung lợng của tổng đài
(hay node chuyển mạch) thờng hạn chế trong khoảng vài trăm đến vài nghìn thuê
bao, số điểm cần phục vụ lại nhiều. Điều này cũng tạo nên số lợng lớn các tổng đài
độc lập, việc kết nối các tổng đài độc lập này cũng góp phần làm tăng số cấp của
mạng.
Mạng cáp đồng hiện tại không thể thoả mãn nhu cầu đang phát triển nhanh
chóng về các dịch vụ mới nh các dịch vụ băng rộng.
Trong điều kiện công nghệ phát triển, trình độ quản lý nâng cao, các nhà
khai thác đòi hỏi:
3 Tăng bán kính phục vụ của một node chuyển mạch.
3 Sẵn sàng cung cấp các dịch vụ mới (kể cả dịch vụ băng rộng) trên cùng
một hạ tầng mạng.
3 Giảm chi phí quản lý, khai thác mạng.
Cùng với sự phát triển của công nghệ và yêu cầu ngày càng cao về dịch vụ
của khách hàng, mạng truy nhập ra đời nhằm đáp ứng các đòi hỏi trên.
Việc phát triển mạng truy nhập không chỉ giúp các nhà khai thác hiện nay có
thể lựa chọn rộng rãi hơn về các nhà cung cấp tiềm năng và các loại công nghệ, mà
những công nghệ và giao tiếp mới còn cho phép các nhà khai thác mới tham gia vào
Việc áp dụng mạng truy nhập cũng cho phép giảm giá thành thiết bị, nhà
trạm, giá thành lắp đặt, bảo dỡng và khai thác, tăng hiệu quả đầu t.
Về mạng:
Giảm cấp mạng viễn thông, mạng truy nhập cùng với các tổng đài nội hạt sẽ
thuộc 1 cấp của mạng viễn thông quốc gia.
Tối u cấu trúc của mạng viễn thông, giảm số lợng node chuyển mạch trên
mạng, tăng bán kính phục vụ của tổng đài nội hạt (từ ~8 km nh hiện nay lên ~100
km). Thực hiện các giải pháp phát triển mạng cáp quang nội hạt FTTH, FTTB,
FTTC, trong một mạng chung.
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT
14
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
Việc xây dựng mạng truy nhập quang góp phần thực hiện chiến lợc cáp
quang hoá tới nông thôn, phát huy hiệu quả tổng hợp, tăng chất lợng phục vụ và
hiện đại hoá mạng lới.
Về quản lý mạng:
Mạng truy nhập có hệ thống quản lý để có thể hoạt động ổn định với các khả
năng khắc phục lỗi, chuẩn đoán và sửa chữa tốt. Việc quản lý mạng có thể tiến hành
tập trung, do đó giảm chi phí khai thác, quản lý hệ thống, quản lý dịch vụ. Ngoài ra,
với giao diện Q, mạng truy nhập có thể đợc kế nối vào mạng quản lý viễn thông
TMN.
1.3. Giao diện V5.x
1.3.1. Khái quát
Giao diện V5.x là giao diện giữa mạng truy nhập và tổng đài chủ dùng để hỗ
trợ tổng đài (hay các node cung cấp dịch vụ) cung cấp các dịch vụ viễn thông băng
hẹp và tăng bán kính phục vụ của tổng đài.
V5.x quy định các giao thức thuộc lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng
để kết nối tổng đài và thuê bao thông qua mạng truy nhập. V5.x có cấu trúc của một
giao diện mở nhằm đáp ứng yêu cầu của khách hàng truy nhập vào mạng PSTN,
ISDN, Internet, mạng riêng,
theo tiêu chuẩn Châu Âu, hơn nữa do bản tiêu chuẩn V5 của ETSI chi tiết và rõ ràng
hơn nên Việt Nam sử dụng tiêu chuẩn ETSI của Châu Âu cho V5 là phù hợp.
1.3.2. So sánh giao diện V5.1 và giao diện V5.2
Một số đặc tính chính của giao diện V5.1 và giao diện V5.2 đợc so sánh theo
bảng 1.2.
Giao diện V5.1 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh tĩnh còn giao diện
V5.2 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh động và tập trung lu lợng. Việc sử
dụng các giao diện V5.1 và V5.2 đợc lựa chọn tuỳ theo yêu cầu thực tế:
Đối với những vùng có lu lợng thấp, dịch vụ chủ yếu là thoại, fax và truyền
số liệu tốc độ thấp thì có thể sử dụng các giao diện V5.1.
Đối với những vùng đô thị, thành phố có nhu cầu lu lợng lớn, các dịch vụ
tiên tiến (nh ISDN BRA hay ISDN PRA, truy nhập Internet, ) và đòi hỏi chất
lợng dịch vụ khắt khe hơn thì việc sử dụng V5.2 sẽ rất hiệu quả, an toàn và
thuận tiện.
Đặc tính V5.1 V5.2
Dịch vụ POTS, kênh thuê riêng số
hoặc analog, thuê bao
ISDN tốc độ cơ bản
(2B+D)
Giống V5.1 và thêm
dịch vụ ISDN tốc độ sơ
cấp (30B + D)
Dung lợng 1 x E1
(30 thuê bao POTS)
(1 16) x E1
(~ 4000 thuê bao POTS)
Cấp phát khe thời gian Cố định Động
Ghép kênh/tập trung Ghép kênh Tập trung thuê bao
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT
16
Mỗi luồng có 31 khe thời gian, trong đó có 2 luồng tuỳ theo khe thời gian 16
làm chức năng hạt động hay dự phòng mà tạo ra luồng sơ cấp hay thứ cấp.
Các khe thời gian 16 của các luồng khác cũng có thể dụng làm kênh B nên
các luồng còn lại có thể có đến 31 kênh B.
3 Giao diện V5.2 cũng hỗ trợ sự kết hợp của các thuê bao PSTN, ISDN và
thuê kênh với số lợng theo hệ số tập trung đã đợc thiết kế trớc để tránh hiện
tợng nghẽn mạch.
3 Giao diện V5.2 bao gồm toàn bộ các chức năng của giao diện V5.1, ngoài
ra V5.2 còn có khả năng ấn định linh hoạt khe thời gian cho bất kỳ một cổng
khách hàng nào khi gọi đi hay tiếp nhận cuộc gọi. Việc sắp xếp các kênh tải
tại các cổng khách hàng vào các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 đợc
điều khiển bởi giao thức kết nối kênh tải. Các khe thời gian tải đợc phân chia
cho các cổng khách hàng một cách linh hoạt theo yêu cầu.
Đồ án tốt nghiệp
17
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
Việc phân chia động các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 đảm bảo độ an
toàn cao hơn vì dịch vụ đợc duy trì ngay cả khi một luồng hỏng (tất nhiên điều này
yêu cầu phải có từ 2 luồng trở lên trên giao diện V5.2). Các cuộc gọi riêng rẽ có thể
bị mất nếu một luồng V5.2 bị hỏng, nhng các cuộc gọi này có thể đợc thiết lập lại
trên một luồng khác nếu cổng khách hàng gọi lại. Chất lợng dịch vụ sau khi xảy ra
lỗi sẽ thấp hơn vì lu lợng đợc hỗ trợ bởi số khe thời gian ít hơn.
3 Việc phân chia động các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 cũng hỗ trợ
chức năng tập trung lu lợng tải vì giao diện có thể hỗ trợ nhiều kênh tại cổng
khách hàng, do đó làm giảm số giao tiếp cần thiết giữa tổng đài và thiết bị
của mạng truy nhập. Chức năng tập trung lu lợng tận dụng u điểm của một
thực tế là chỉ có một phần các cổng khách hàng sẽ hoạt động tại mỗi thời
điểm xác định.
Tập trung lu lợng qua giao diện V5.2 khác với tập trung lu lợng trong bản
thân mạng truy nhập. Hệ thống truyền dẫn của mạng truy nhập không cần thiết phải
Lớp liên kết
Định tuyến gói thông tin
(Message Routing)
X X
Phát hiện lỗi
(Error Detection)
X X
Lớp vật lý
TS 16/TS 15/TS 31 X X
E1 link X X
Bảng 1.3: Cấu trúc phân lớp giao diện V5.1 và giao diện V5.2
Thông qua các bảng so sánh trên, có thể thấy rằng giao diện V5.2 hoàn toàn
có đầy đủ các phần giống giao diện V5.1 cộng thêm nhiều tính năng điều khiển,
bảo vệ. V5.2 có thể điều khiển từ 1 đến 16 luồng E1. Đến nay nhiều hãng chỉ đa ra
giao diện V5.2, nhiều nớc cũng chỉ yêu cầu sử dụng giao diện V5.2 và ghép kênh
tập trung.
Vì vậy đối với Việt Nam về lâu dài nên định hớng sử dụng giao diện V5.2
cho các ứng dụng phát triển mạng truy nhập.
1.3.3. Mô hình truy nhập thông qua giao diện V5.x
Các mô hình đợc giới thiệu ở đây không đề cập sâu đến cấu trúc bên trong
của mạng truy nhập mà chủ yếu giới thiệu mối quan hệ giữa mạng truy nhập và
tổng đài thông qua giao diện V5.x.
1.3.3.1. Mô hình vật lý
Khi định nghĩa giao diện V5.x cần phải phân biệt rõ giữa mạng phân bố đờng
dây nội hạt (LLDN Local Line Distribution Network) trải dài từ tổng đài chủ đến
thiết bị khách hàng (CPE Customer Premises Equipment) và mạng truy nhập khi
nó đợc định nghĩa cho giao diện V5. Sự khác biệt giữa 2 mạng này là mạng phân bố
đờng dây nội hạt cũng có thể chứa bất kỳ hệ thống truyền dẫn phiđơ (FTS
Feeder Transmission System) cùng phần số ở đầu xa (rDS Remote Digital
Section) nào nếu có.
3 Phần thứ hai dùng để truyền tải tổng lu lợng nhỏ hơn giữa những điểm ở xa
và những đích cuối cùng.
Tuy nhiên, FTS cũng có thể xuất hiện nh một phần tử truyền dẫn duy nhất
trong mạng truy nhập (ví dụ nh một hệ thống truyền dẫn quang). Hệ thống này rất
linh hoạt, nó cho phép nhiều phơng án định tuyến đến những điểm xa để đảm bảo
độ an toàn và có thể hoạt động với nhiều cự ly khác nhau đến các đầu cuối xa. Nếu
chức năng của FTS đợc thực hiện trong mạng truy nhập, khi đó trong mô hình mạng
truy nhập sẽ phức tạp hơn nhng đợc kết nối trực tiếp vào tổng đài chủ. Khối FTS chỉ
xuất hiện trong mô hình khi nó cần đợc quản lý nh một thực thể độc lập, tách biệt
khỏi mạng truy nhập.
Có thể cũng có một rDS giữa CPE thuộc về một thuê bao ISDN và mạng truy
nhập đích thực. Trong nhiều trờng hợp ngời ta không cần tới một rDS nào, bởi vì
tính năng này đã nằm trong mang truy nhập.
1.3.3.2. Mô hình chức năng
Nếu xét về chức năng thì giao diện V5.x có kênh tải (Bearer channel) dùng
để tải lu lợng và kênh truyền thông (Communication channel) dùng để tải các thông
tin dành cho báo hiệu và điều khiển. Kênh tải đợc dùng để thực hiện truyền dẫn 2
chiều các kênh B đã đợc ấn định cho cổng ISDN cơ bản/sơ cấp, hoặc các kênh 64
kbit/s đợc mã hoá theo luật A-PCM đợc ấn định cho các cổng khách hàng PSTN.
Các kênh tải cũng có thể là nhiều kênh 64 kbit/s ghép lại để hỗ trợ các dịch vụ
ISDN nào đó. Kênh truyền thông (hay gọi là kênh C) đợc dùng để truyền tải các đ-
ờng truyền thông (Communication path hay còn gọi là C-path). Đờng truyền thông
này có thể là một trong những đờng sau đây:
+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức điều khiển.
+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức điều khiển luồng.
+ Một trong số các đờng truyền số liệu (lớp 2) truyền tải báo hiệu PSTN.
+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức điều khiển phòng vệ.
+ Đờng số liệu (lớp 2) truyền tải giao thức kết nối kênh tải.
+ Tất cả các số liệu ISDN loại Ds (báo hiệu kênh D) từ 1 hay nhiều cổng khách
hàng.
3 Phòng vệ các thông tin: để điều khiển việc bảo vệ chuyển mạch cho các
kênh thông tin không bị ảnh hởng bởi sự cố của tuyến nối 2048 kbit/s.
1.3.4. Tình hình nghiên cứu, áp dụng mạng truy nhập với giao diện V5.x
trong và ngoài nớc
Trong nớc:
Về dịch vụ: chủ yếu là thoại. Ngoài ra là fax, truy nhập internet tốc độ thấp,
truyền số liệu tốc độ thấp. Có một số đờng dây cho thuê 64 kbs.
Phát triển thuê bao: tổng đài lớn và nhỏ + cáp đồng; bộ tập trung thuê bao
RLU, một số hệ thống truy nhập vô tuyến điểm - đa điểm nối về tổng đài bằng
2 dây thuê bao.
Các tiêu chuẩn nghành TCN 68 184: 1999 về giao diện V5.1 và TCN
68 185: 1999 về giao diện V5.2 do Tổng cục Bu điện Việt Nam ban hành
ngày 17/11/1999 trên cơ sở các khuyến nghị liên quan của ITU và ETSI làm
căn cứ cho việc thiết kế và triển khai áp dụng trên mạng lới.
Đồ án tốt nghiệp
21
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
ở nớc ta hiện tại chỉ có một tổng đài HOST tại Hải Dơng có giao diện V5.2
và một bộ truy nhậpcó V5.2 của LG. ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã
sở dụng nhiều thiết bị truy nhập với giao diện V5.1. Một số Bu điện tỉnh đã
dùng một vài hệ thống truy nhập thuê bao, nhng do HOST cha có giao diện
V5.2 nên phải sử dụng bộ giao diện 2 dây (COT) để nối vào thuê bao analog
của tổng đài HOST. Vì vậy giá thành tăng và quản lý phức tạp.
Ngoài nớc:
Trung quốc: Thiết bị truy nhập với giao diện V5.2 đã đợc đa vào sử dụng ở
nhiều nớc, nhất là Trung Quốc. Năm 1996 MPT ban hành tiêu chuẩn V5.2
của Trung Quốc. Năm 1997 hoàn thành thử nghiệm thiết bị của 15 hãng và
cấp chứng nhận cho 9 hãng là Huawei, Julong, ZhongXing, UTStarcom,
Siemens, Ericsson, Nokia, Bosch và TTS. Từ 1998, MPT yêu cầu các thiết bị
mới phải tuân thủ và cung cấp V5.2. Trung Quốc hiện nay là nớc đang dẫn
với tổng đài. Do đó mạng truy nhập mới chỉ cung cấp đợc các dịch vụ cơ bản đồng
thời cha phát huy đợc hết những điểm mạnh của các hệ thống truy nhập. với giao
diện V5.x thì mạng truy nhập mới phát huy hết tính năng u việt. Vì vậy, yêu cầu
giao diện V5.x đối với các tổng đài và các hệ thống truy nhập là cần thiết trong quá
trình phát triển và hiện đại hoá trang thiết bị mạng truy nhập nói riêng và mạng viễn
thông nói chung.
Phát triển mạng truy nhập trên cơ sở giao diện V5.x là một hớng đi đúng đắn,
phù hợp với xu thế chung của công nghệ viễn thông hiện đại.
Chơng 2
Giao diện V5.2
Trong chơng 1 đ giới thiệu về mạng truy nhập và giao diện V5.x. Thôngã
qua đó đ thấy đã ợc u điểm của việc phát triển mạng truy nhập với giao diện V5.x
để các nhà khai thác mạng có điều kiện phát triển dịch vụ và nâng cao chất l-
ợng mạng. Thông qua so sánh hai giao diện V5.1 và V5.2 ta cũng đ thấy đã ợc
các tính năng của giao diện V5.2 hoàn toàn giống giao diện V5.1 cộng thêm
nhiều tính năng điều khiển và bảo vệ khác. Vì vậy trong chơng 2 sẽ trình bày
các vấn đề về giao diện V5.2 nh sau:
Một số định nghĩa liên quan đến mạng truy nhập và giao diện V5.2
Đồ án tốt nghiệp
23
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x
Các dịch vụ và cổng khách hàng đợc giao diện V5.2 hỗ trợ
Cấu trúc giao diện V5.2
Cấu trúc các khung dữ liệu trong giao diện V5.2
Giao thức PSTN
Giao thức điều khiển cổng khách hàng
Giao thức điều khiển luồng
2.1. Một số định nghĩa
Mạng truy nhập (AN): là hệ thống cung cấp sự kết nối giữa tổng đài (LE)
và ngời sử dụng, nó thay thế một phần hay tất cả mạng phân phối thuê bao. Chức
chỉ này là số 13 bit và dạng mã nhị phân.
Địa chỉ lớp 3 (L3addr): địa chỉ L3addr là địa chỉ của các bản tin lớp 3 của
EF addr dạng báo hiệu trong PSTN hay chỉ điều khiển. Mục đích của chúng là chỉ
tới một thuê bao đơn lẻ hay chức năng điều khiển chung. Trong trờng hợp của thuê
bao PSTN, địa chỉ này sẽ là số 15 bit. Trong trờng hợp của thuê bao ISDN hoặc các
chức năng điều khiển chung nó sẽ là số 13 bit.
Số hiệu khe thời gian (Time slot number): số hiệu khe thời gian xác định
kênh 64 kbit/s trong kênh giao tiếp V5.x 2048 kbit/s.
Số hiệu kênh B (B- channel number): số hiệu kênh B dùng để xác định
kênh B trong thuê bao ISDN băng cơ bản với các kết nối theo yêu cầu.
Kênh tải (Bearer channel): là kênh 64kbit/s trong giao diện V5.2 tạo ra khả
năng truyền tải 2 chiều phân phối cho các kênh B của các cổng khách hàng ISDN
hoặc các kênh mã hoá PCM 64 kbit/s theo luật A từ các cổng khách hàng PSTN.
Khung LAPV5 (LAPV5 frame): khung LAPV5 là cấu trúc khung sử dụng
trong giao diện V5.x cho tất cả các loại nh báo hiệu, gói dữ liệu hay thông tin điều
khiển.
Sự thay đổi cung cấp (Provisioning variant): là các nhãn riêng biệt của tập
hợp dữ liệu hoàn chỉnh đợc cung cấp thông qua giao diện Q.
Chỉ số ID giao diện (Interface ID): là một số riêng biệt cho mỗi giao tiếp
V5.x của AN và đợc gán thông qua giao diện Q của AN và LE. Chỉ số ID là một số
24 bit.
Điều khiển (Control): là theo dõi trạng thái và điều khiển các cổng ngời sử
dụng; sự thiết lập các giao diện V5.x lớp 1 và 2 và các thủ tục thông thờng khác.
Đồ án tốt nghiệp
25
Copyright: Tài liệu đại học ©