Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu - Chương 5: Mạng đa liên kết dịch vụ ISDN - Lê Nam Dương

Data Communication Technology 410 Chƣơng 5 Mạng đa liên kết dịch vụ ISDN  ISDN: Integrated Services Digital Network  Tích hợp các dịch vụ:  Thoại  Dữ liệu  Âm thanh, hình ảnh  Mục đích  Mở rộng một mạng WAN có chức năng cung cấp kết nối đầu cuối – đầu cuối bằng phương tiện số.  Tích hợp nhiều dạng dữ liệu trên một đường truyền. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 411 Giới thiệu về ISDN  Mô hình từ host đến user CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 412 Giới thiệu về ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 413 Giới thiệu về ISDN  Ứng dụng ISDN dựa trên các kết nối, chuyển mạch, và không chuyển mạch.  Chuyển mạch của ISDN gồm:  Chuyển mạch thực  Chuyển mạch gói  Và kết hợp hai loại trên  Hệ thống mạng ISDN khác nhau ở những nước khác nhau trên thế giới. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 414 Các dịch vụ ISDN  Có ba loại dịch vụ chính  Dịch vụ tải – Bearer services  Dịch vụ từ xa – Teleservices  Dịch vụ bổ sung – Supplementary services CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 415 Quá trình phát triển đến ISDN  Các quá trình diễn ra theo thời gian  Thông tin thoại trên và dữ liệu trên mạng tương tự  Các dịch vụ số và tương tự trên mạng điện thoại  Mạng IDN  Mạng ISDN 1 đoạn video về ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 416 Quá trình phát triển đến ISDN  Thông tin thoại trên đường mạng điện thoại công cộng (PSTN) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 417 Quá trình phát triển đến ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 418 Quá trình phát triển đến ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 419 Quá trình phát triển đến ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 420 Quá trình phát triển đến ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 421 Thuê bao truy cập đến ISDN  Các vòng thuê bao –(các ống số giữa khách hàng và tổng đài ISDN) được tổ chức thành nhiều kênh khác nhau. Có ba loại kênh:  Kênh B (Bearer) : 64 Kbps  Kênh D (Data): 16/64 Kbps  Kênh H (Hybrid): 384/1536/1920 Kbps CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 422 Phân tích các kênh trong ISDN  Kênh B  Là kênh cơ sở (64Kbps) có thể mang bất kỳ thông tin số dạng song công.  Mang được dữ liệu số, tiếng nói được số hóa, các thông tin dữ liệu số khác ở tốc độ thấp.  Nhiều cuộc truyền được dung nạp ngay lập tức nếu các tín hiệu được ghép kênh trước.  Không được tách kênh dọc đường để cung cấp cho nhiều bộ thu. Nó chỉ ứng dụng cho đầu cuối – đầu cuối. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 423 Phân tích các kênh trong ISDN  Kênh D  Là kênh dữ liệu Data (16/64Kbps) nhưng chức năng chính là mang tín hiệu để báo hiệu cho kênh B  Dùng cho việc báo hiệu kênh chung  Các thông tin kiểm soát (thiết lập cuộc gọi, chuông, ngắt quảng cuộc gọi, hoặc đồng bộ được mang trên cùng một kênh  Nếu thuê bao dùng kênh D để nối đến mạng ISDN thì phải đảm bảo nó có một kết nối kênh B. Sau đó thuê bao dùng kênh B để truyền dữ liệu.  Có tác dụng như một người trực điện thoại giữa người sữ dụng và mạng tại lớp mạng củatổng đài. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 424 Phân tích các kênh trong ISDN  Kênh H  Áp dụng cho truyền dữ liệu tốc độ cao như video, hội nghị truyền hình(teleconferenceing)  Tốc độ  H0 = 384 kbps  H1 = 1536 kbps  H2 = 1920 kbps CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 425 ISDN – giao tiếp với ngƣời sử dụng  Các vòng thuê bao số gồm hai loại chính  BRI – Basic rate interface (tốc độ cơ sở)  PRI – Primary rate interface (tốc độ sơ cấp)  BRI  ống số của nó gồm 2 kênh B và một kênh D 16kbps  Dịch vụ BRI đòi hỏi từ mão(chứa thông tin điều khiển khác) là 48 kbps nên ống số dành cho BRI là 192kbps.  Không cần thay đổi cáp vòng thuê bao đang tồn tại vì có thể truyền dẫn số trên đôi dây xoắn trong truyền tương tự đã có từ trước CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 426 ISDN – giao tiếp với ngƣời sử dụng  PRI  Gồm 23 kênh B, và một kênh D 64kbps.  Tốc độ lên đến 1,544Mbps do PRI cần băng thông của từ mão là 8Kbps.  Truyền song công tối đa 23 nút nguồn và bộ thu. Các đường truyền cá thể được ghép thành một đường đơn (đường dây thuê bao số) và gửi đến tổng đài.  Người ta phát đã phát triển thêm nhiều nhóm tốc độ cho PRI (3H0 + D, 4H0 + D, H12+D) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 427 NT1 – Network terminal 1  Là thiết bị kiểm soát vật lý và cũng là điểm kết thúc của ISDN tại người sử dụng.  Nối hệ thống bên trong của người sử dụng đến vòng thuê bao số.  Đảm nhiệm chức năng lớp vật lý trong mô hình OSI  Thực hiện chức năng ghép kênh cơ sở của các byte dữ liệu xen kẽ nhưng nó không phải là bộ ghép kênh.  Đồng bộ dữ liệu với xử lý xây dựng khung theo cách ghép kênh một cách tự động CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 428 NT1 – Network terminal 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 429 NT2 – Network terminal 2  Thực thi các lớp chức năng tại lớp vật lý, liên kết dữ liệu và mạng.  Cung cấp ghép kênh lớp 1, kiểm soát luồng lớp 2, gói hóa lớp 3.  Cung cấp xử lý tín hiệu trung gian giữa thiết bị tạo ra dữ liệu và NT1.  Thông tin giữa NT1 và NT2 là thông tin kết nối điểm điểm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 430 TE – Terminal equipment  TE1  Là bất kỳ thiết bị nào có trợ chuẩn ISDN  Điện thoại số, thiết bị tích hợp thoại và dữ liệu số, máy fax số.  TE2  Thiết bị không phải chuẩn ISDN  Đầu cuối, trạm làm việc, máy chủ, điện thoại thường  Cần kết nối đến TA để tương thích với ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 431 TA – Terminal Adapter  Biến đổi thông tin nhận được không phải chuẩn ISDN từ TE2 thành dạng có thể mang được bởi mạng ISDN Chú ý điểm tham khảo: •R: TE2 và TA •S: TE1, TA với NT1 hoặc NT2 nếu có •T: NT2 với NT1 •U: NT1 với tổng đài ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 432 Các lớp của ISDN  ISDN định nghĩa 3 lớp dưới dạng 3 mặt phẳng khác nhau (chuẩn ITU cho ISDN)  Mặt phẳng người sử dụng – User plane  Mặt phẳng điều khiển – Control plane  Mặt phẳng quản lý – Management plane  Trong mỗi mặt phẳng được chia thành mô hình 7 lớp tương ứng mô hình 7 lớp OSI CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 433 Các lớp của ISDN CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 434 ISDN băng rộng (Broadband ISDN)  Tốc độ BRI = 192Kbps  Tốc độ PRI = 1.544Mbps  ISDN thông thường có tốc độ từ 64Kbps đến 1.544Mbps không đáp ứng cho những ứng dụng truyền dữ liệu tốc độ cao.  Xu thế mới phát triển ISDN thông thường thành BISDN (Broadband ISDN)  B-ISDN tốc độ lên tới 600Mbps. Được truyền trên hệ thống cáp quang. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 435 B- ISDN Telextext text Voice Hifi Video phone Video conference TV HDTV File transfer Fax CAD/CAM Transaction 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G 10G CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 436 Dịch vụ B-ISDN  Dịch vụ tương tác  Trao đổi 2 chiều giữa hai thuê bao, thuê bao và phía cung cấp dịch vụ như đàm thoại, thông điệp, sở hữu  Đàm thoại: là các trao đổi thời gian thực:  Điện thoại, điện thoại hình, hội nghị hình, chuyển dữ liệu  Thông điệp: trao đổi hai phía cùng một thời gian nhưng không xãy ra thời gian thực. Thuê bao khi yêu cầu thì phải đợi trả lời:  Voice mail, data mail, video mail  Sở hữu: hay còn gọi là trung tâm thông tin.Có dạng thư viện, dịch vụ này cho phép truy cập công cộng và theo yêu cầu. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 437 Dịch vụ B-ISDN  Dịch vụ phân bố  Dịch vụ một chiều từ nhà cung cấp đến nhà thuê bao, mà thuê bao không được đòi hỏi, có hai dạng phân bố:  Không có kiểm soát của người sử dụng  Dịch vụ này quảng bá cho người sử dụng. Người nhận có thể chọn hoặc không chọn dịch vụ này.  TV thương mại. Người xem có thể bật TV và chọn kênh.  Kiểm soát người sử dụng  Các dịch vụ lặp đi lặp lại có chu kỳ cho phép người sử dụng chọn thời gian để nhận chúng. Các chương trình và thời gian của chương trình là do nhà cung cấp quyết định  Quảng bá giáo dục, quảng cáo từ xa, TV trả tiền CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 438 B-ISDN: phƣơng pháp truy cập  Ba phương pháp truy cập vào B-ISDN  Đối xứng 155.520Mbps  Bất đối xứng 155.20/622.080Mbps  Đối xứng 622.080Mbps 155.520Mbps 622.080Mbps 155.520Mbps 155.520Mbps CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 439 Phƣơng pháp truy cập B-ISDN  155.520Mbps full duplex đối xứng:  Phù hợp OC-3 SONET  Cho phép dịch vụ ISDN băng hẹp và dịch vụ video  155.520M_ouput/622.080M_input:  Truy cập song song bất đối xứng.  Ouput: 155.520M giống OC-3 SONET  Input : 622.080M giống OC-12 SONET  Ứng dụng: hội nghị truyền hình  622.080M full duplex đối xứng:  ứng dụng cho doanh nghiệp cung cấp và nhận các dịch vụ phân bố. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 440 Tƣơng lai của ISDN  ISDN băng hẹp được thiết kế để thay thế cho hệ thống điện thoại tương tự (PSTN)  Được xem là phương án tối ưu mặc dù có những công nghệ mới như ADSL và cable modem là vì:  Chi phi thấp, thỏa mản nhiều nhu cầu  Tốc phát triển công nghệ cho phép dùng toàn bộ băng thông ISDN (BRI và PRI).  Nghi thức khá linh hoạt cho việc nâng cấp theo công nghệ mới, đường truyền dẫn mới  B-ISDN đáp ứng được tốc độ cao, thỏa mản cho nhu cầu khách trong tương lai. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 441 Chƣơng 6: ATM  Aschynchronous Transfer Mode  Nghi thức chuyển tiếp Cell được ITU cho phép  ATM và B-ISDN kết hợp với nhau tạo hệ mạng tốc độ cao trên thế giới  ATM được xem là siêu xa lộ thông tin CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 442 ATM – Mục tiêu thiết kế  Tối ưu hóa tốc độ truyền, phương tiện truyền (Cáp Quang). Hạn chế tối đa nhiễu tác động  Có khả năng giao tiếp những hệ thống đang tồn tại  Trở thành mạng xương sống cho thông tin quốc tế với chi phí thấp  Có khả năng làm việc và trợ giúp các phân cấp viễn thông đang tồn tại (vòng thuê bao, tải đường dài)  Có khả năng định hướng kết nối, đảm bảo phân phối chính xác  Tăng tốc độ bằng cách tối ưu hóa phần cứng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 443 ATM – Lƣu Lƣợng Mạng Tổng Hợp  Kích thước có thể thay đổi được mà không có thể biết trước.  Các bộ chuyển mạch, ghép kênh và định tuyến phải kết hợp với phần mềm để quản lý dung lượng, kích thước của các gói  Việc phân phối dữ liệu không được chắc chắn. Nên để đảm bảo thì lưu lượng phải được ghép kênh theo TDM lên các đường truyền dùng chung  Rất khó khi ghép các gói từ hai mạng khác nhau với chiều dài khác nhau CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 444 ATM – Các Mạng Cell  Cell là đơn vị dữ liệu nhỏ có kích thước cố định.  Khi các gói (package) có kích thước khác nhau đến mạng Cell từ các mạng phụ lưu- chúng sẽ được chia cắt thành nhiều đơn vị dữ liệu nhỏ có chiều dài bằng nhau và tạo thành các Cell.  Các Cell được ghép kênh và định tuyến bởi mạng Cell. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 445 ATM – Ƣu Điểm Của Cell CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 446 ATM – Ƣu Điểm Của Cell  Trong mạng Cell, Cell là đơn vị nhỏ nhất chứ không phải là bit  Vì các Cell bằng nhau nên ghép kênh là việc thực hiện dễ dàng. Vì vậy hoạt động của mạng hiệu quả hơn và giảm chi phí hơn  Chuyển mạch và ghép kênh có thể thực hiện bằng phần cứng hơn là phần mềm. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 447 ATM – TDM không đồng bộ  Cơ chế TDM (Time Division Modulation) dùng để ghép các Cell đến từ những kênh khác nhau  Các khe thời gian là cố định bằng với kích thước Cell.  Ghép kênh ATM theo TDM là điền vào một khe thời gian bởi một Cell đến từ bất kỳ kênh nào có Cell và Khe sẽ trống nếu không có Cell để gửi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 448 ATM – TDM không đồng bộ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 449 ATM – Kiến Trúc  Là mạng chuyển mạch Cell  Điểm cuối của mạng ATM là Thiết bị truy cập người sử dụng – UNI (User to Network Interface)  Các bộ chuyển mạch được nối qua giao tiếp mạng – NNIs (Network to Network Interfaces) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 450 ATM – Kiến Trúc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 451 Kiến trúc ATM – kết nối ảo  Kết nối ảo giữa hai End Point được thực hiện qua  TPs – Transmission Paths: đường truyền  Là kết nối vật lý như dây cáp, vệ tinh  Là tập hợp các xa lộ thông tin  Bao gồm nhiều VPs  VPs – Virtual Paths: Các đường ảo  Gồm nhiều VCs  VCs – Virtual Circuits: Các mạch ảo  Các mạng Cell CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 452 Kiến trúc ATM – kết nối ảo CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 453 Kiến trúc ATM – kết nối ảo – định danh  VPI – Virtual Path Identifier: định danh đường ảo  VPI định nghĩa VP cụ thể  VPI giống nhau cho tất cả các kết nối ảo được bó thành một VP  VCI – Virtual Circuit Identifier: định danh mạch ảo  VCI định nghĩa VC cụ thể  Kết nối ảo được làm rõ bằng một cặp số VPI và VCI CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 454 Chƣơng 7:Kỹ thuật chuyển mạch  Giới thiệu về chuyển mạch  Các loại chuyển mạch  Định tuyến CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 455 Chuyển mạch  Tạo kết nối từ nguồn đến đích  Dùng mạng chuyển mạch để tạo kết nối  Mạng chuyển mạch gồm một mạng các nút, một nút gọi là một bộ chuyển mạch  Bộ chuyển mạch là bộ bao gồm cả phần cứng và phần mềm  Trong mạng chuyển mạch một số nút được nối đến thiết bị, còn lại là dùng để định tuyến. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 456 Chuyển mạch – mô hình CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 457 Mô hình WAN  dựa vào ??? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 458 Mô hình WAN  dựa vào ??? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 459 Switching Network – mạng chuyển mạch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 460 Phƣơng pháp chuyển mạch  Có ba phương pháp chuyển mạch  Chuyển mạch mạch  Chuyển mạch gói  Chuyển mạch thông điệp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 461 Chuyển mạch mạch  Tạo một kết nối trực tiếp vật lý đến hai thiết bị (điện thoại, máy tính)  Dùng bộ chuyển mạch có n ngõ vào, m ngõ ra. 1 2 3 . . n-1 n 1 2 3 . . m-1 m CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 462 Ví dụ về chuyển mạch mạch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 463 Chuyển mạch mạch A B C E F G K CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 464 Kỹ thuật chuyển mạch mạch  Chuyển mạch không gian  Chuyển mạch ngang dọc  Chuyển mạch đa tầng  Chuyển mạch thời gian  Chuyển mạch kết hợp không gian và thời gian CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 465 Chuyển mạch không gian  Các đường kết nối cắt nhau trong không gian  Áp dụng cho cả mạng tương tự và số  Gồm hai loại  Chuyển mạch ngang dọc  Chuyển mạch đa tầng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 466 Chuyển mạch ngang dọc  Bộ chuyển mạch có n đầu vào, m đầu ra kết nối theo dạng lưới.  Các nút của lưới là các khóa điện tử  Có m x n nút trong lưới.  Số nút trong lưới lớn, trong thực tế tại một thời điểm chỉ có 25% số nút lưới được dùng. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 467 Chuyển mạch ngang dọc 1 2 3 4 I II III IV Bộ chuyển mạch ngang dọc Nút Chuyển mạch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 468 Chuyển mạch đa tầng  Kết hợp, ghép nối nhiều bộ chuyển mạch ngang dọc theo đa tầng  Phụ thuộc vào số tầng và số bộ chuyển mạch trong một tầng.  Giảm số nút chuyển mạch, tiết kiệm chi phí thiết kế  Cung cấp được nhiều lựa chọn kết nối  Nguy cơ bị nghẽn mạch cao, do lưu lượng kết nối tăng. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 469 Chuyển mạch đa tầng Bộ chuyển mạch đa tầng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 470 Chuyển mạch thời gian  Dùng nguyên lý ghép kênh theo thời gian  Có hai phương pháp:  Đổi lẫn khe thời gian (TMI- time slot interchange)  TDM bus CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 471 Đổi lẫn khe thời gian (TSI)  Bộ TSI dùng để thay đổi thứ tự của các khe kết nối.  Bộ TSI gồm nhiều vùng nhớ (RAM)  Chứa dữ liệu đúng thứ tự nhận  Số vùng nhớ bằng số đầu vào  Ngõ ra của TSI được điều khiển có lựa chọn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 472 Đổi lẫn khe thời gian (TSI) T S I D C B A B A D C 1 2 3 4 1 2 3 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 473 Đổi lẫn khe thời gian (TSI) B A D C D C B A 13 24 31 42 Điều khiển có lựa chọn Điều khiển tuần tự TSI Control Unit CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data Communication Technology 474 TDM bus  Ngõ vào và ngõ ra được nối đến một bus tốc độ cao qua các cổng giữa ngõ vào và ra  Trong mỗi khe thời gian có một ngõ vào được nối đến một ngõ ra.  Việc đóng kết nối do bộ điều khiển thực hiện.  Bộ TDM bus bẽ gấp tạo nên đường song công CuuDuongThanCong.com https://fb.com