Hệ thống viễn thông điện tử, Chương 9 docx

chương 9: Thiết lập mạng lưới
1) Khái niệm về thiết lập mạng lưới
Mạng dữ liệu chuyển mạch tuyến như trong trong hình
2.19 bao g
ồm phân cấp chuyển ở mức thấp, phần từ một
trạm đầu cuối đến LS (chuyển mạch địa phương) được
sử dụng để thu nhập và ghép kênh các dữ liệu để chuyển
mạch và một phân cấp ở mức cao để thực hiện chức
nǎng chuyển mạch. Thông thường ở phân cấp mức thấp
của mạng lưới điện thoại, các bộ phận tập trung địa
phương chỉ được lắp đặt trong các trạm chuyển mạch có
trang bị các hệ thống đài. Trái lại, ở trong mạng chuyển
mạch gói các bộ tập trung địa phương mà được đặt rải
rác, ở các xa hệ thống chuyển mạch, tập trung lưu lượng
gọi về một nơi mà hệ thống tổng đài được lắp đặt.
Tín hiệu số đã được tập trung và được ghép kênh như
nói ở trên được chuyển mạch tại hệ thống chuyển mạch
phân chia thời gian và sau đó chuyển tới thuê bao đầu
cuối bị gọi.
Hình 2.19. Phân cấp mạng chuyển mạch
Trong phân cấp bộ tập trung địa phương, những tín hiệu
cần thiết cho hệ thống chuyển mạch được chuyển đổ
thành các dữ liệu dồn kênh / tách kênh từ trạm đầu cuối.
Các thuê bao được nối với các hộ tập trung địa phương
hoặc trực tiếp với các trạm địa phương LS. Trên tuyến
truyền dẫn giữa người thuê bao và hệ thống chuyển
mạch, có những mạch thuê bao, bộ phận phục hồi giữa
các tổng đài và mạch đặc nhiệm. Ngoài ra bộ phận phản
hồi không bao gồm trong mạch thuê bao của mạng điện
thoại trong khi đối với trường hợp mạng tuyến, bộ phận
phản hồi bao gồm trong bộ phận mạch thuê bao.

2. Các thiết bị mạng
1) Phương pháp Rơ
- le
Phương pháp rơ - le trong phương pháp chuyển mạch
tuyến được minh hoạ trong hình 2.20. Thiết bị dùng trong
m
ạng chuyển mạch gồm những thiết bị điều khiển thuê
bao, thi
ết bị truyền dữ liệu tốc độ cao, các bộ tập trung
địa phương và một hệ thống chuyển mạch phân chia thời
gian. Các thiết bị điều khiển thuê bao là các thiết bị đặt ở
khu vực từ trạm đầu cuối đến bộ tập trung địa phương.
Các thiết bị này bao gồm những khối dịch vụ dữ liệu, bộ
dồn kênh 0, dồn kênh 1 và một khối điều khiển mạng
(NCU). Bộ dồn kênh 0 chuyển các tốc độ dịch vụ khác
nhau của người sử dụng sang 64 Kbps và Bộ dồn kênh 1
l
ại chuyển các tín hiệu của nhóm 0 từ 64 Kbps sang
1,544 Mbps trước khi truyền chúng đi. Thiết bị truyền dữ
liệu tốc độ cao là một đường 1,544 Mbps để nối từ bộ tập
trung địa phương đến hệ thống chuyển mạch phân chia
thời gian. Nó bao gồm một thiết bị đồng bộ khung, thiết bị
đồng bộ d
òng tập trung, thiết bị cung cấp tín hiệu đồng
hồ số, và bộ dồn kênh 1. Giữa thiết bị đồng bộ dòng tập
trung của bộ tập trung địa phương và thiết bị đồng bộ
khung của hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian,
thông tin và đồng bộ cần thiết cho việc nhận dạng k
ênh
được trao đổi trong khi báo hiệu về truyền dẫn dữ liệu

cao tốc. Bộ dồn kênh 1, trong trường hợp là bộ phận của
thuê bao, ghép tốc độ nhóm 0 từ 64 Kbps thành nhóm sơ
cấp 1,544 Mbps hoặc ngược lại. Đồng hồ đồng bộ cần để
kích hoạt thiết bị này nhận được từ thiết bị cung cấp tín
hiệu đồng hồ số. Bộ tập trung địa phương thu nhập
những tín hiệu dữ liệu được ghép thành nhóm 0 với 64
Kbps từ những trạm đầu cuối khác nhau và ghép chúng
thành nhóm sơ cấp 1,544 Mbps. Ngoài ra, nó cũng phát
hiện nguồn chủ gọi và ngắt mạch theo yêu cầu của từng
trạm đầu cuối.
Hình 2.20. Phương pháp rơ-le của mạng chuyển mạch
tuyến
2) Hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian
Hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian, như đã bàn
t
ới trước đây, bao gồm một thiết bị đường thoại phân
chia thời gian, thiết bị xử lý trung tâm và thiết bị vào ra.
Thi
ết bị xử lý trung tâm là một thiết bị điều khiển, một
trong những thiết bị quan trọng nhất của hệ thống chuyển
mạch. Thiết bị vào/ra chuyển và nhận thông tin để xử lý
chuyển mạch giữa các thiết bị xử lý trung tâm và kết quả
của nó đến và đi từ bảo dưỡng và sửa chữa. Nó gồm
một thiết bị đĩa từ, thiết bị bǎng từ, thiết bị hiển thị và máy
in dòng. Thi
ết bị gọi phân chia thời gian là một thiết bị
trong đó chuyển mạch phân chia thời gian được thực
hiện, thiết lập một đường gọi bằng cách biến đổi các khe
thời gian trên đường truyền ghép kênh phân chia thời
gian của nhóm sơ cấp, dưới sự điều khiển của CPU.

Hình 2.21. Nguyên tắc hệ thống chuyển mạch số phân chia
thời gian
Trong hình 2.21 minh hoạ hệ thống chuyển mạch số
phân chia thời gian gồm các chuyển mạch thời gian và
không gian. Nh
ư hình vẽ, có 2 đường vào và mỗi đường
được ghép với 3 kênh, và 2 đường ra mỗi đường được
ghép với 3 kênh. Đường vào/ra đã được ghép kênh được
gọi là xa lộ (Đường truyền tốc độ cao - highway). Chuyển
mạch thời gian thực hiện chức nǎng thay đổi trật tự thời
gian của các khe thời gian trên highway, còn chuyển
mạch không gian bố trí các cổng theo cách đặc biệt và
thay đổi các kênh highway với nhau để kết nối. Khi định
kết nối cuộc gọi X vào kênh thứ nhất của đường ra 1 với
đường ra 1, thứ tự k
ênh của X phải thay đổi vì kênh thứ
nhất của đường ra 1 đã bị A chiếm. Như vậy việc biến
đổi khe thời gian được thực hiện ở chuyển mạch thời
gian và do đó X của k
ênh thứ nhất bị chuyển sang kênh
th
ứ 2. Sau đó, cuộc gọi X được nối vào kênh thứ 2 của
đường ra 1 khi cổng phân
chia thời gian G22 được
mở/đóng trong pha thứ 2 của xung P2. Việc kết nối được
thực hiện trên cơ sở các thủ tục trên. Trong hệ thống
chuyển mạch phân chia thời gian, những tín hiệu đã
được ghép kênh được chuyển mạch và được đưa đến
những tuyến dồn kênh theo hướng mong muốn mà
không ph

ải qua quá trình mã hoá và giải mã.
2.5.4 M
ạng dữ liệu chuyển mạch gói
A. Lịch sử phát triển
Công nghệ chuyển mạch gói do lực lượng không quân
Mỹ sáng tạo dựa theo đề nghị của Paul Baran nǎm 1961
để đáp ứng nhu cầu lập một hệ thống truyền thông có độ
tin cậy cao. Không quân Mỹ đã khởi đầu việc nghiên cứu
công nghệ này nhằm có được hệ thống truyền tin cậy có
thể chống lại sự tấn công bất ngờ của kẻ địch. Kết quả
của cuộc nghiên cứu như sau:
 (1) Mạng truyền tin phân tán
 (2) Dữ liệu lưu trữ trong các khối (gói)
 (3) Cần phải có chuyển mạch lưu trữ
Cǎn cứ vào những kết quả nghiên cứu này, Bộ Quốc
phòng Mỹ đã ký một hợp đồng phát triển với công ty BBN
(Bolt Beranek and Newman) và trong nǎm 1969, công ty
này đ
ã sáng chế thành công mạng ARPA (Các công trình
nghiên c
ứu tiên tiến). Để truyền tin, mạng ARPA gắn với
hệ thống chuyển mạch IMP (bộ xử lý thông báo giao tiếp)
và nối với các trung tâm máy tính lớn của Đại học Illinois,
U.S.C., và các nơi khác qua một mạng 50 Kbps nối giữa
các hệ thống chuyển mạch. Trên cơ sở thành công của
mạng PRPA và công nghệ chuyển mạch gói, nhiều nước
đ
ã khởi xướng nghiên cứu về mạng dữ liệu chuyển mạch
gói và dựa trên kiến nghị chuẩn X.25 cần cho việc tiêu
chu

ẩn hoá việc giao tiếp giữa mạng chuyển mạch gói
công cộng và trạm đầu cuối của ITU - T, phát triển thành
công và đưa vào sử dụng các dịch vụ khoảng nǎm 1975.
Những ví dụ điển hình là TYMENET của Hoa Kỳ, GTE
TELENET dịch vụ thương mại của mạng ARPA,
DATAPAC của Canada, TRANSPAC của Pháp, PSS của
Anh, DATEX-P của Đức, DDX-P của Nhật, và
DACOMNET c
ủa Hàn Quốc.
2) Những nguyên tắc:
Mạng dữ liệu chuyển mạch gói chỉ sử dụng những ưu
điểm của chuyển mạch tuyến v
à mạng dữ liệu chuyển
thông báo; dữ liệu truyền dẫn được chia thành các đơn vị
truyền dẫn có kích thước nhất định gọi là gói (128 bytes
ho
ặc 256 bytes) trước khi đưa vào mạng chuyển mạch
gói (từ đây gọi là "mạng gói"). Mạng gói chuyển mạch
các đơn vị gói v
à rồi chuyển tới trạm đầu cuối nhận gói.
Những nguyên tắc này được minh hoạ trong hình 2.22.
D
ữ liệu do người sử dụng gửi đi được chia thành những
đơn vị gói và sau đó chuyển theo tr
ình tự và mạng gói.
Do đó, thông tin ngắn được đưa vào một gói, trong khi
thông tin dài chỉ được gửi đi sau khi bị chia thành nhiều
gói. Trong mỗi gói có địa chỉ của trạm đầu cuối gọi là ID
c
ủa trạm. Các gói chuyển đi từ trạm chủ gọi được tạm

thời giữ trong hệ thống chuyển mạch gói. Hệ thống
chuyển mạch gói, dựa theo địa chỉ của trạm đầu cuối ghi
trong gói nhận, lựa chọn con đường tốt nhất tới địa chỉ
đ
ã cho và rồi chuyển nó vào hệ thống chuyển mạch tiếp
theo. Hệ thống chuyển mạch ở địa chỉ đến nhận lấy và
phân ph
ối cho các trạm đầu cuối tương ứng và như vậy
truyền toàn bộ thông tin của một gói. Các thủ tục
(Protocol) truyền tin như lập đường truyền dẫn, xoá bỏ
những lỗi trong truyền dẫn và gói lại những thông báo
truyền dẫn được thực hiện khi trao đổi dữ liệu giữa trạm
đầu cuối v
à hệ thống chuyển mạch và giữa các hệ thống
chuyển mạch với nhau. Các trạm đầu cuối để trao đổi gói
lại được phân loại thành trạm đầu cuối chế độ gói và
tr
ạm đầu cuối chế độ không gói tuỳ theo chế độ trao đổi
thông tin, nghĩa là có dùng các thủ tục hay không. Khác
với các mạng truyền dẫn thông suốt như điện thoại hiện
nay hay các mạng chuyển mạch, chế độ chuyển mạch
gói trì hoãn việc truyền dẫn vì nó thực hiện truyền dẫn
lưu trữ trong mạch v
à hoạt động dựa theo các thủ tục
truyền tin. Tuy nhiên, do những lý do trên, những trạm
đầu cuối chạy theo những tốc độ khác nhau v
à các mã
s
ử dụng có thể trao đổi với nhau để có thể cung cấp
nhiều dịch vụ hơn, có khả nǎng mở rộng và chất lượng

truyền tin cao. Ngoài ra, nó khác với các mạng điện thoại
hiện có là hệ thống ghi hoá đơn của nó có thể tính cước
các cuộc gọi theo tỷ lệ khối lượng thông tin được truyền
dẫn.
Hình 2.22. Nguyên tắc chuyển mạch gói
3) Đặc điểm
Đây là một mạng truyền tin rất tin cậy có thể chọn đường
bình thường khác bằng đơn vị gói để có thể gọi thay thế
ngay cả khi hệ thống chuyển mạch và mạch của mạng
gói có lỗi vì đã có địa chỉ của đối tác trong gói được
truyền đi.
(1) Độ tin cậy cao
Đây là một mạng truyền tin rất tin cậy có thể chọn đường
bình thường khác bằng đơn vị gói, có thể gọi thay thế
ngay cả khi hệ thống chuyển mạch và mạch của mạng
gói có lỗi vì đã có địa chỉ của đối tác trong gói được
truyền đi.
(2) Chất lượng cao
Vì chuyển mạch gói hoạt động theo chế độ truyền dẫn số
biểu hiện bằng 0 và 1, chất lượng truyền dẫn của nó là
tuy
ệt hảo. Nó cũng có thể thực hiện truyền dẫn chất
lượng cao bằng cách kiểm tra xem có lỗi không trong khi
truyền dẫn gói giữa các hệ thống chuyển mạch và giữa
thuê bao với mạng.
(3) Kinh tế
Hệ thống chuyển mạch gói dùng các đường truyền tin tốc
độ cao để nối với các hệ thống chuyển mạch nằm trong
mạng nhằm ghép kênh các gói của các thuê bao khác
nhau để tǎng tính kinh tế và hiệu quả truyền dẫn của các

đường truyền dẫn.
(4) Tiến trình chuyển mạch
Do hệ thống chuyển mạch gói, để chuyển mạch, phải sử
dụng chế độ chuyển mạch lưu trữ để đưa dữ liệu vào bộ
nhớ trong hệ thống chuyển mạch bằng đơn vị gói, những
tiến trình này có thể thực hiện dễ dàng trong hệ thống
chuyển mạch và có thể phát triển một phạm vi dịch vụ
rộng lớn. Ngoài ra, hệ thống này có thể thay đổi tốc độ
truyền tin của từng thuê bao, chuyển đổi mã thuê bao và
th
ủ tục truyền và nhận theo trình tự điều khiển truyền dẫn
thuê bao. Nghĩa là, hệ thống này cho phép thuê bao đǎng
ký ở những dạng hệ thống chuyển mạch khác nhau hoạt
động với các tốc độ v
à chế độ thủ tục khác nhau để liên
l
ạc với nhau.
(5) Các dịch vụ bổ sung
Hệ thống chuyển mạch gói có thể cung cấp những dịch
vụ bổ sung như trao đổi thông báo, thư điện tử và dịch vụ
khép kín khi các gói được lưu trữ trong hệ thống chuyển
mạch. Hơn nữa, một dịch vụ lựa chọn nhanh chóng đưa
dữ liệu vào các gói yêu cầu cuộc thoại của thuê bao chủ
gọi, quay số tắt và các dịch vụ thay thế tiếp viên có thể
được thực hiện.