Một số vấn đề về ứng dụng giao diện V5.2 vào mạng viễn thông.DOC

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 xà hội thông tin, nhu
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 đà đa 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 nhËp. V5.x cã cÊu tróc
cđa mét giao diƯn më nh»m 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,
bảo vệ, hỗ trợ các giao thức phòng vệ. V5.2 có thể ®iỊu khiĨn tõ 1 ®Õn 16
lng 2048kbit/s, trong khi ®ã giao diƯn V5.1 chØ cã 1 lng 2048kbit/s duy
nhÊt.
§Õn nay nhiều hÃng chỉ đa ra giao diện V5.2 trong các thiết bị của họ
và nhiều nớc cũng chỉ yêu cầu sử dụng giao diện V5.2 hỗ trợ chức năng tập
trung lu lợng. 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.
Đồ án tốt nghiệp

1


Đề tài: Một số vấn đề về ứng dụng giao diện V5.2 vào mạng viễn thông

Vì vậy, em đà chọn ®Ị tµi: “Mét sè vÊn ®Ị vỊ øng dơng giao diện
V5.2 vào mạng viễn thông cho đồ án tốt nghiệp. Trong khuôn khổ của
đề tài em chỉ xin đợc trình bày chủ yếu về giao diện V5.2 trong mạng truy
nhập. Trong đó, sẽ trình bày chi tiết về hai giao thức là Giao thức kết nối
kênh tải và Giao thức bảo vệ tạo nên các đặc trng chính cho giao diện V5.2
trong quá trình hoạt động. Các giao thức còn lại đợc đề cập mang tính chất
giới thiệu tổng quát.
Nội dung chính của đề tài bao gồm 3 chơng nh sau:
Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diƯn V5.2
 Ch¬ng 2: Giao diƯn V5.2
 Ch¬ng 3: Giao thức kết nối kênh tải và Giao thức bảo vệ
Để hoàn thành đợc đồ án nh ngày hôm nay, em xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc đến TS. Phùng Văn Vận cùng thầy Phạm Hồng Anh đà tận tình hớng
dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án vừa qua. Em xin gửi
lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong Học viện công nghệ Bu chính Viễn

thông đà truyền đạt cho em những kiÕn thøc hÕt søc quý b¸u trong thêi gian
häc tËp tại trờng.
Trong quá trình thực hiện đồ án tuy đà cố gắng hết sức nhng cũng không
tránh khỏi những thiếu sót do trình độ, kinh nghiệm và kiến thức thực tế
còn nhiều hạn chế. Em rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến nhiều hơn nữa
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 §øc M¹nh – Líp 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 đà có nhiều hÃng đầu t 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 hÃng cung cấp thiết bị truy nhËp lµ lµm thÕ
nµo cã thĨ kÕt nèi mét cách có hiệu quả nhất giữa hệ thống thiết bị truy nhập với
các tổng đài chủ của mạng viễn thông.

Giao diƯn sè V5.x chn ra ®êi cho phÐp bÊt kú 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

1.1.1. Vị trí của mạng truy nhập trong mạng viễn thông
Mạng truy nhập nằm ở vị trí cuối của mạng viễn thông, trực tiếp đấu nối với
thuê bao, bao gồm tất cả các thiết bị và đờng dây đợc lắp đặt giữa điểm dịch vụ
(tổng đài nội hạt) với thiết bị đầu cuối của thuê bao. Với sự ra đời của mạng truy
nhập, mạng viễn thông sẽ gồm 2 thành phần: mạng lõi (core network) và mạng truy
nhập (access network), cả 2 thành phần này đều nằm dới một mạng quản lý viễn
thông TMN chung.
Mạng quản lý viễn thông
(TMN)
Q

Q

UNI

Người
sử
dụng

SNI

Mạng truy nhập
(AN)

Mạng lõi
(PSTN,ISDN)

UNI : Giao diƯn ng­êi sư dơng –
m¹ng truy nhËp
SNI : Giao diện mạng truy nhập
mạng lõi
Q : Giao diện quản lý
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 nhËp cã thĨ cung cÊp ®Õn ngêi sư dơng, bản thân mạng
truy nhập không sinh ra các dịch vụ mới.
Mạng truy nhập giao tiếp với bên ngoài thông qua 3 lo¹i giao diƯn:
 Giao diƯn ngêi sư dơng – 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 diÖn trung kÕ sè E1, giao diÖn V24,
giao diÖn CATV (RF),…
 Giao diƯn m¹ng truy nhËp – m¹ng lâi (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
diện tơng tự (giao diƯn Z) vµ giao diƯn sè (giao diƯn V). Để thích ứng với
nhiều môi trờng truyền dẫn trong mạng truy nhập, phối hợp với nhiều loại
hình truy nhập và nhiều loại dịch vụ truy nhập thì giao diện V ®· ph¸t triĨn tõ
giao diƯn V1 ®Õn giao diƯn V5. Trong đó giao diện V5 là giao diện V5 số tiêu
chuẩn quốc tế của tổng đài chuyển mạch số nội hạt, nó có thể đồng thời hỗ trợ
nhiều dịch vụ truy nhập thuê bao.
Giao diện tơng tự của SNI (giao diện Z) ứng với giao diện tơng tự âm

tần 2 dây của UNI, có thể cung cấp dịch vụ điện thoại thông thờng hoặc dịch
vụ thuê kênh tơng tự. Giao diƯn sè cđa SNI gåm cã giao diƯn V5.1, giao diện
V5.2 và các loại giao diện số đối với hệ thống chuyển mạch hoặc các loại giao
diện đối với các dịch vụ băng rộng.
Giao diện quản lý Q: là giao diện tiêu chuẩn để kết nối các bộ phận của
mạng viễn thông đến hệ thống quản lý mạng viễn thông TMN. Là một bộ
phận của mạng viễn thông, quản lý mạng truy nhập cũng phải phù hợp với
chính sách của TMN nói chung. Mạng truy nhập thông qua giao diện Q nối
với TMN để TMN thực hiện chức năng quản lý và phối hợp với mạng truy
nhập, từ đó cung cấp loại truy nhập cần thiết cho thuê bao và khả năng chịu tải
của mạng truy nhập.

1.1.2. Cấu trúc mạng truy nhập
Mạng truy nhập trớc hết phải có khả năng hỗ trợ các dịch vụ cơ bản do tổng
đài cung cấp nh thoại, fax và các dịch vụ gia tăng khác của tổng đài nh chuyển tiếp
cuộc gọi, chặn cuộc gọi, gọi ba bên, Nói cách khác là đối với các dịch vụ do tổng
đài cung cấp, mạng truy nhập phải có tính trong suốt.
Ngoài ra, mạng truy nhập cần có khả năng hỗ trợ các dịch vụ khác nh ISDN
PRI (Primary Rate Interface) vµ ISDN BRI (Basic Rate Interface), hỗ trợ kết nối
PABX, dịch vụ kênh thuê riêng cố định và bán cố định, phải có khả năng mở rộng
để hỗ trợ các dịch vụ trong tơng lai.
Trong các mạng nội hạt truyền thống, vùng phục vụ của mỗi tổng đài thờng
có bán kính khoảng 4 8 km. Vì có giới hạn về mặt địa lý này mà dung lợng của
Đồ án tốt nghiệp

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 lợng lớn phục vụ các khu vực thành thị hay ngoại thành. Với mạng truy nhập sử
dụng truyền dẫn cáp quang hay vi ba, b¸n kÝnh cđa khu vùc phơc vơ 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.
Tổng đài nội hạt

Q
Hệ thống
phân phối truy nhập

Video
UNI


Q

SNI

Giao diện
V5.2

TMN

Kết cuối tổng đài

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,



Điểm truy
nhập mạng
UNI
Tổng đài
PBX

UNI
Hệ thống
kết nối thuê bao



Fax

Hình 1.2: Cấu trúc mạng truy nhập

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 – Líp 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 ®iĨm nèi ®iĨm, ®iĨm nèi ®a
®iĨm (h×nh sao tÝch cùc 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 phơc vơ cho kÕt nèi ci cïng tõ thuª 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
đồng nhằm cung cấp các dịch vụ mới đòi hỏi băng tần rộng. Các công nghệ đờng dây thuê bao số xDSL đợc sử dụng cho mụch đích trên là HDSL, ADSL,
VDSL, Cáp đồng vẫn sẽ đợc tận dụng ở phần môi trờng kết nối.

1.1.3. Các công nghệ chủ yếu của mạng truy nhập
Từ thËp kû 80 cđa thÕ kû 20, trªn thÕ giíi đà bắt đầu tiến hành nghiên cứu,

thực hiện đối với mạng truy nhập. Nhng do những nguyên nhân nh nhu cầu của thuê
bao, kỹ thuật nén tín hiệu, giá thành đầu t làm cho sự phát triển mạng truy nhập tơng đối chậm. Bớc vào thập kỷ 90, cùng với sự hoàn thiện của công nghệ truyền
dẫn đồng bộ số (SDH), bắt đầu thơng mại hoá phơng thức truyền không đồng bộ
ATM, mạng đờng trục đờng dài và mạng trung kế ngày càng hoàn thiện, đồng thời
thuê bao yêu cầu các loại dịch vụ ngày cang đa dạng, các công nghệ mới của mạng
truy nhập không ngừng xuất hiện. Trên thế giới, nhiều quốc gia bắt đầu tiến hành
các thử nghiệm cùng một lúc truyền thông hình ảnh, số liệu, điện thoại và đẩy mạnh
việc sử dụng với quy mô lớn. Từ đó thúc đẩy nhanh tiến trình triển khai và ứng
dụng mạng đa dịch vụ băng rộng.
Cùng thời gian này, cũng đà xuất hiện nhiều công nghệ mới nh:
3 Hệ thống truy nhập trên cơ sở cáp đồng xoắn đôi: xuất hiện kỹ thuật mới nh
hệ thống tăng dung lợng thuê bao trên đôi dây đồng; hệ thống mạch vòng thuê
bao số tốc độ bit cao (HDSL); hệ thống mạch vòng số không đối xứng
(ADSL);
3 Hệ thống truy nhập trên cơ sở cáp quang: cáp quang đến khu vực (FTTZ),
cáp quang đến vỉa hè (FTTC), cáp quang đến toà nhà (FTTB) và cuối cùng là
cáp quang đến từng thuê bao (FTTH). Ngoài ra còn có cả mạng truy nhập hỗn
hợp cáp quang/cáp đồng trục.
Đồ án tốt nghiệp

7


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diƯn V5.x

3 VỊ truy nhËp v« tun: cã kü tht vi ba điểm-đa điểm, kỹ thuật di động tổ
ong, thông tin vƯ tinh,…
Nh vËy, m¹ng truy nhËp cã thĨ chia thành mạng truy nhập hữu tuyến và
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
hữu
tuyến

Mạng
truy
nhập

Mạng
truy
nhập
vô
tuyến

Mạng
truy
nhập
dây
đồng
Mạng
truy
nhập sợi
quang

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)
Cáp quang đến vỉa hè (FTTC)
Cáp quang đến toà nhà (FTTB)
Cáp quang đến thuê bao (FTTH)

Mạng truy nhập hỗn hợp
Cáp quang/cáp đồng trục (HFC)
Mạng
Điểm - đa điểm (DRMA)
Vi ba
truy
truy nhập vô tuyến cố định (FWA)
nhập vô
Trạm VSAT
tuyến cố Vệ tinh Vệ tinh quảng bá trực tiếp
định
Mạng Điện thoại không dây
Điện thoại di động tổ ong
truy
nhập di Nhắn tin vô tuyến
động
Điều Độ nhóm

Mạng
truy
nhập
Hữu tuyến + vô tuyến

tổng
hợp
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 đà 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 M¹nh – Líp 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).

Cáp trục

Tủ
phối
dây

Cáp phân phối

Hộp
phân
dây

Dây dẫn

Thuê bao 1



Tổng
đài
điện
thoại

Dây dẫn

Thuê bao n

Hình 1.3: Mạng truy nhập thuê bao điện thoại truyền thống

Cấu trúc của mạng truy nhập thuê bao điện thoại truyền thống này có các đặc

điểm sau đây:

+ Căn cứ vào khu vực phục vụ của tổng đài điện thoại khác nhau mà chiều dài
của đôi dây xoắn từ tổng đài điện thoại đến thuê bao cũng rất khác nhau, từ
vài chục mét đến hàng chục km nhng nói chung trong khoảng 3 đến 4 km.
+ 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)
HDSL
Thiết bị
trạm cuối
LTU

Đôi dây đồng
(2 hoặc 3 đôi)

HDSL
Thiết bị
đầu xa
NTU



Tổng
đài
điện
thoại

Đầu cuối
thuê bao

Đầu cuối
thuê bao

Hình 1.4: Cấu trúc hệ thống HDSL
Đồ án tèt nghiÖp

9


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Khối đầu cuối đờng dây (LTU) của HDSL là thiết bị đầu cuối tổng đài của hệ
thống HDSL, nó cung cấp giao diện giữa tổng đài chuyển mạch và hệ thống mạng,
đồng thời truyền thông tin trong suốt từ tổng đài đến thiết bị khối đầu cuối (NTU)
mạng ở phía thuê bao đầu xa. Tác dụng của NTU là cung cấp giao diện phía thuê
bao đầu xa cho hệ thống HDSL, nó truyền thông tin đi ra từ tổng đài chuyển mạch
qua giao diện truyền thông đến thiết bị thuê bao, đồng thời đa thông tin đi vào từ
thiết bị thuê bao qua giao diện đến node dịch vụ.

Cấu trúc hệ thống đờng dây thuê bao số không đối xứng ADSL:
Hệ thống cũng dùng đôi dây xoắn làm môi trờng truyền dẫn nhng đà áp dụng
công nghệ tiên tiến để nâng cao tốc độ truyền dẫn, có thể cung cấp cho thuê bao
dịch vụ băng rộng một chiều (nh HDTV), dịch vụ số liệu tốc độ trung bình kiểu trao
đổi và dịch vụ thoại thông thờng. Ưu điểm chđ u nhÊt cđa ADSL so víi HDSL lµ
cã thĨ truyền dẫn dịch vụ băng rộng, cung cấp sự phục vụ cho thuê bao phân tán đÃ
có sẵn dây điện thoại thông thờng muốn có dịch vụ truyền hình băng rộng. Cấu trúc

hệ thống ADSL nh hình 1.5.
ADSL
Thiết bị
trạm cuối

1,5 Mb/s
6
64
384 kb/s

ADSL
Thiết bị
tram cuối



Tổng
đài
điện
thoại

Đầu cuối
thuê bao

Đầu cuối
thuê bao

Hình 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 nhËp c¸p quang sư dơng tÝn hiƯu quang trun 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) míi cã thĨ thùc hiƯn trun dÉn tÝn hiƯu quang nh hình 1.6. Phần mạng
quang có thể có cấu trúc vòng, điểm-điểm, điểm-đa điểm, Trong đó có thể sử
dụng các bộ chia quang tạo ra mạng quang tích cực PON.
Trạm
chuyển
mạch

Điện

E/O

Quang

Quang O/E

Điện

Sợi quang

Thuê
bao

Hình 1.6: Sơ đồ khối mạng truy nhập sợi quang
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT

10


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Đặc điểm chính của mạng truy nhập cáp quang là:
+ Có thể truyền dẫn dịch vụ băng rộng, có chất lợng truyền dẫn tốt và độ tin
cậy cao.
+ Đờng kính của mạng tơng đối nhỏ, có thể không cần bộ khuyếch đại hay bộ
lặp, nhng do thuê bao rất nhiều nên phải phân phối công suất quang và có
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. Tøc lµ sư dơng vƯ tinh, vi ba lµm phơng 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)
CÊu h×nh hƯ thèng cđa hƯ thèng truy nhËp vô tuyến cố định nh hình 1.7.
SNI

I

Um
Trạm gốc

Bộ điều
khiển
Tổng đài

Trung tâm
điều hành
bảo dưỡng

Trạm gốc

Thiết bị
kết nối 1
thuê bao

Thiết bị kết
nối nhiều
thuê bao

UNI
Đầu cuối

Đầu cuối
Đầu cuối

Um: giao diện vô tuyến
I: giao diƯn néi bé
H×nh 1.7: CÊu h×nh hƯ thèng cđa hƯ thống truy nhâp vô tuyến cố định

Các khối chức năng của hệ thống nh sau:
Thiết bị kết nối đầu cuối thuê bao cố định: cung cấp giao diện tiêu chuẩn đầu
cuối điện thoại, fax, điều chế và giải điều chế cho thuê bao. Nó nối với giao diện vô
Đồ án tèt nghiÖp

11


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

tuyến thông qua trạm gốc, dịch vụ và chức năng mà hệ thống chuyển mạch có thể
cung cấp cho thuê bao đầu cuối.
Trạm gốc: bộ điều khiển điều khiển thiết bị thu phát vô tuyến phục vụ một
hoặc nhiều khu vực nhỏ của cùng một địa chỉ trạm của trạm gốc. Thông qua giao
diện vô tuyến để cung cấp và cố định kênh vô tuyến giữa các thiết bị kết nối đầu
cuối thuê bao cố định.
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 nhËp di ®éng. Trong ®ã nã chia mét khu vùc 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 gåm hƯ thèng con m¹ng líi (NSS), hƯ thèng 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

BTS

HRL/AUC/EIR

BTS
PSTN
ISDN

PLMN


OMC-S

BSC
BTS

MSC/VLR

OMC-R
SC
NSS

BSC

MS

DSC1800BTS

BSS
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
Đồ án tốt nghiệp

13


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

thị trờng vốn bị chi phối bởi các nhà khai thác truyền thống. Điều này cũng thúc
đẩy việc phát triển các dịch vụ mới đợc hỗ trợ bởi các công nghệ mới.

Sự phát triển mạnh mẽ của mạng truy nhập cũng hứa hẹn lợi ích to lớn cho
nền công nghiệp viễn thông và các khách hàng.

Về dịch vụ:
Các dịch vụ do mạng truy nhập hỗ trợ bao gồm:
Các dịch vụ cơ bản: thoại, fax và các dịch vụ gia tăng khác nh chuyển tiếp
cuộc gọi, chặn cuộc gọi, gọi ba bên,
Các dịch vụ tiên tiến: ISDN PRIvà ISDN BRI, kết nối PABX, dịch vụ kênh
thuê riêng cố định và bán cố định.
Các loại dịch vụ mới trong tơng lai nh VoD, CATV, các ứng dụng
multimedia, truy nhập internet băng rộng,
Mạng truy nhập cho phép đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng
về dịch vụ mới cả loại hình dịch vụ lẫn giải thông (VoD, CATV, các dịch vụ
multimedia, kết nối LAN, WAN,). 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) và các mục tiêu về truy nhập đa dịch vụ. Các dịch vụ mới này đòi hỏi phải có
các kết nối có chất lợng thoại cao, ít nhiễu; có khả năng hỗ trợ truyền số liệu và
băng tần cao mà chỉ có mạng truy nhập mới có khả năng đảm bảo. Việc phát triển
các dịch vụ mới cũng trở nên dễ dàng hơn bằng cách thêm các loại card mới và phát
triển phần mềm tơng ứng.
Về đầu t phát triển và chi phí khai thác:
Mạng truy nhập chiếm khoảng một nửa tổng chi phí đầu t của toàn bộ mạng
viễn thông, do đó tính kinh tế của việc triển khai mạng truy nhập là rất quan trọng.
Trong cấu trúc mạng nội hạt hiện đại sẽ có số lợng tổng đài ít hơn và có dung lợng
cao hơn so với mạng hiện tại. Mạng truy nhập cho phép triển khai dịch vụ một cách
nhanh chóng, tạo ra khả năng tích hợp dịch vụ.
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 m¹ng truy nhËp. V5.x cã cÊu tróc cđa mét

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 hạn chế bất kỳ một công nghệ hoặc phơng tiện truy
nhập nào, nó có khả năng đợc ứng dụng trong nhiều phơng thức truy nhập thuê bao
nh DLC, RLC, PON. Đây là một chuẩn quốc tế có xu hớng đợc nhiều nhà sản xuất
quốc tế tuân thủ do hiệu quả kết nối giữa các điểm cung cấp dịch vụ và mạng truy
nhập.
Độ phức tạp của giao diện V5.x là do phải đáp ứng nhiều yêu cầu cơ bản
riêng rẽ. Để giảm độ phức tạp trong chừng mực có thể thì cần thiết phải xoá bỏ các
chức năng không cần thiết. Điều này đà trở thành mối quan tâm chính đối với các tổ
chức biên soạn tiêu chuẩn. Một kết quả của việc trên là các âm báo hiệu đợc truyền
qua giao diện V5.x một cách trong suốt, còn việc tạo ra và nhận biết chúng là trách
nhiệm của tổng đài chủ chứ không phải của mạng truy nhập.
Dựa trên quan ®iĨm giao tiÕp, giao diƯn V5.x cã 2 chn là V5.1 và V5.2.
Việc sử dụng các giao diện V5.1 và V5.2 sẽ đợc lựa chọn tuỳ theo yêu cầu thực tế.
Hiện nay, tiêu chuẩn V5.x đợc quy định khá chi tiết do các tổ chức tiêu
chuẩn trên thế giới biên soạn. Cả ITU và Châu Âu đều có tiêu chn cho giao diƯn
V5:
+ ITU: G964 – tiªu chn V5.1 (ban hành 6/1994).
G965 tiêu chuẩn V5.2 (ban hành 3/1995).
+ Châu Âu: ETSI 300-324-1 chuẩn V5.1 (ban hành 1/1994).
ETSI 300-347-1 chuẩn V5.1 (ban hành 11/1994).
Đồ án tốt nghiệp

15


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Tại Mỹ, tiêu chuẩn TR 303 (tiêu chuẩn của Bell Core) sử dụng tơng đơng nh

giao diệnV5.2 tại Châu Âu.
Về nội dung, tiêu chuẩn V5 của ITU và ETSI không khác nhau nhiều, tiêu
chuẩn ETSI đầy đủ hơn một số chi tiết nhất là phần giao thức PSTN. Đến năm 1997,
bản bổ xung của ETSI về V5.1 và V5.2 có thêm nhiều chi tiết mới và rõ ràng hơn so
với bản tiêu chuẩn của ITU.
Trên mạng viễn thông Việt Nam hiện nay chủ yếu sử dụng các thiết bị tuân
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
Dịch vụ

Dung lợng
Cấp phát khe thời gian
Ghép kênh/tập trung

V5.1

POTS, kênh thuê riêng số
hoặc analog, thuê bao
ISDN tốc độ cơ bản
(2B+D)
1 x E1
(30 thuê bao POTS)
Cố định
Ghép kênh

Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT

V5.2
Giống V5.1 và thêm
dịch vụ ISDN tốc độ sơ
cấp (30B + D)
(1 16) x E1
(~ 4000 thuê bao POTS)
Động
Tập trung thuª bao
16


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Thuê bao
Giao thức điều khiển
cuộc gọi
Điều khiển giao diện
Điều khiển luồng
Điều khiển kết nối

kênh lu lợng
Điều khiển bảo vệ
Phạm vi ứng dụng

Có

Có

Có
Không
Không

Có
Có
Có

Không
Có
Tốc độ dịch vụ tối đa là Tốc độ dịch vụ tối đa là
2B + D.
30B + D.
Nhu cầu dung lợng nhỏ.
Nhu cầu lu lợng lớn.
Bảng 1.2: Một số đặc tính chính của giao diện V5.1 và giao diƯn V5.2

ϖ Giao diƯn V5.1:
3 KÕt nèi mµ V5.1 cung cấp bao gồm: kênh thoại analog, kênh thuê riêng số
hoặc analog, kênh thuê bao ISDN tốc độ cơ bản.
3 Giao diÖn V5.1 chØ cã 1 luång E1 2048 kb/s, cã 30 khe thời gian cho 30
thuê bao điện thoại tơng tự hoặc 15 thuê bao ISDN tốc độ 2B + D hoặc kết

hợp 2 loại nhng không vợt quá 30 kênh B.
3 Các khe thời gian dành cho mỗi thuê bao là cố định, đợc ấn định trớc khi
lắp đặt.
Giao diƯn V5.2:
3 KÕt nèi mµ V5.2 cung cÊp bao gồm: kênh thoại analog, kênh thuê riêng số
hoặc analog, kênh thuê bao ISDN tốc độ cơ bản và sơ cấp.
3 Giao diện V5.2 có khả năng cung cấp tối đa tới 16 luồng E1 2048 kb/s.
Mỗi luồng có 31 khe thêi gian, trong ®ã cã 2 luång tuú theo khe thời gian 16
làm chức năng hạt động hay dự phòng mà tạo ra luồng sơ cấp hay thứ cấp.
Các khe thêi gian 16 cđa c¸c lng kh¸c cịng cã thĨ 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 đà 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 ¸n tèt nghiÖp

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
tập trung lu lợng nếu giao diện V5.2 có chức năng tập trung. Sử dụng V5.2 với chức
năng tập trung sẽ có giá thành cổng khách hàng thấp hơn mặc dù giao diện sẽ phức
tạp hơn do yêu cầu ít luồng hơn để hỗ trợ lu lợng.
Chức năng phân chia động các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 khác với
chức năng tập trung lu lợng tải ở chỗ không xác định tỷ số các cổng khách hàng với
các khe thời gian tải có trên giao diện V5.2. Một giao diện V5.2 không nhất thiết
phải có chức năng tập trung lu lợng nhng bắt buộc phải có chức năng phân chia
động các khe thời gian tải.
Giao diện V5.1 và giao diện V5.2 đợc cấu trúc thành 3 phân lớp với các giao
thức nh bảng 1.3.

V5.1

Lớp mạng

Giao thức bảo vệ
(Protection Protocol)
Giao thức kết nối kênh tải

(Link Control Protocol)
Giao thức điều khiển luồng
(Bearer Control Protocol)
Giao thức điều khiển
(Control Protocol)
Giao thức PSTN
(PSTN Protocol)

Sinh viên: Nguyễn §øc M¹nh – Líp D97 VT

V5.2
X
X
X

X

X

X

X

18


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Định tuyến gói thông tin
X

X
(Message Routing)
Lớp liên kết
Phát hiện lỗi
X
X
(Error Detection)
TS 16/TS 15/TS 31
X
X
Lớp vật lý
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 vƯ. V5.2 cã thĨ ®iỊu khiĨn tõ 1 ®Õn 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.

Thiết bị
thuê bao

Thiết bị
số đầu xa
(không
bắt buộc)

Mạng
truy nhập

Hệ thống
truyền dẫn
phiđơ (không
bắt buộc)

Tổng
đài
chủ
(Host)

Mạng phân bố đường dây nội hạt
Hình 1.9 : Mô hình cấu trúc truy nhập thông qua giao diện V5

FTS có thể trở thành chức năng của mạng truy nhập khi và chỉ khi nó thực
hiện một phần chức năng và đợc quản lý nh một thành phần của mạng truy nhập.

Đồ án tốt nghiệp

19


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diƯn V5.x

FTS cã thĨ xt hiƯn trong m¹ng theo nhiỊu cách. Nó có thể xuất hiện trong một
mạng truy nhập với 2 thành phần:

3 Phần thứ nhất dùng để truyền tải tổng lu lợng giữa tổng đài chủ và nhiều
điểm ở xa.
3 Phần thứ hai dùng để truyền tải tổng lu lợng nhỏ hơn giữa những điểm ở xa
và những ®Ých ci cïng.
Tuy nhiªn, FTS cịng cã thĨ xt hiƯn nh một phần tử truyền dẫn duy nhất
trong mạng truy nhËp (vÝ dơ nh mét hƯ thèng trun dÉn 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 đà 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 đà đợc ấn định cho cổng ISDN cơ bản/sơ cấp, hoặc các kênh 64
kbit/s đợc mà 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 đờng 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.
+ Tất cả các số liệu ISDN loại p (gói) từ 1 hay nhiều cổng khách hàng.
+ Tất cả các số liệu ISDN loại f (chuyển tiếp khung) từ 1 hay nhiều cổng khách
hàng.
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh – Líp D97 VT

20


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Liên quan đến kênh C còn có khái niệm kênh C logic và kênh C vật lý. Kênh
C logic không trùng với khái niệm kênh C ở chỗ nó không chứa C-path truyền tải
giao thức phòng vệ. Kênh C vật lý là một khe thời gian trên giao diện V5.2 đợc gán
để truyền tải kênh C logic. Một kênh C vật lý có thể không đợc dùng để tải lu lợng.

Sau đây là những chức năng chính của giao diện V5.x:

3 Cung cấp những kênh tải.
3 Truyền tải thông tin trên kênh D của ISDN từ cổng khách hàng tốc độ truy
nhập cơ bản.
3 Truyền tải thông tin báo hiệu PSTN.
3 Điều khiển các cổng khách hàng: thực hiên truyền dẫn hai chiều tải thông
tin trạng thái và điều khiển từng cổng khách hàng riêng rẽ.
3 Điều khiển trong mét luång 2048 kbit/s : ph©n chia khung, ph©n chia đa
khung, các thông tin chỉ thị cảnh báo và CRC (Cylic Redundancy Check) của
luồng 2048 kbit/s.
3 Điều khiển các đờng lớp 2: các khả năng thông tin 2 chiều để truyền các
thủ tục khác nhau.
3 Điều khiển để hỗ trợ cho các chức năng chung: chọn và sử dụng đồng bộ
các dữ liệu từ nguồn dữ liệu có sẵn và khả năng khởi động lại.
3 Định thời: các thông tin định thời cần thiết cho truyền bit, nhận dạng octet
và đồng bộ khung.
Riêng đối với giao diện V5.2 còn có thêm các chức năng sau:
3 Điều khiển các luồng 2048 kbit/s trên giao diện.
3 Điều khiển kết nối kênh tải: tách và nhập các kết nối kênh tải theo yêu cầu
cho các chức năng tập trung.
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 ®é thÊp,
trun sè liƯu tèc ®é thÊp. Cã mét sè 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 vỊ giao diƯn V5.1 vµ TCN

68 – 185: 1999 vỊ giao diƯn V5.2 do Tỉng cơc Bu ®iƯn 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 diƯn V5.x

 ë níc ta hiƯn t¹i chØ cã mét tổng đài HOST tại Hải Dơng có giao diện V5.2
và mét bé truy nhËpcã V5.2 cđa LG. ë Hµ Néi và thành phố Hồ Chí Minh đÃ
sở dụng nhiều thiết bÞ truy nhËp víi giao diƯn V5.1. Mét sè 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 đà 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 cđa 15 h·ng vµ
cÊp chøng nhËn cho 9 h·ng lµ Huawei, Julong, ZhongXing, UTStarcom,
Siemens, Ericsson, Nokia, Bosch vµ TTS. Tõ 1998, MPT yêu cầu các thiết bị
mới phải tuân thủ vµ cung cÊp V5.2. Trung Qc hiƯn nay lµ níc đang dẫn
đầu trong việc sản xuất và áp dụng thiết bị truy nhập với V5.2.
Các nớc ASEAN: hầu hết các nhà khai thác chính ở Indonesia, Thailand,
Malaysia, Philippines, Singapore đà ban hành và áp dụng tiêu chuẩn V5.2 trên
mạng. Tại Philippines có hơn 1 triệu lines truy nhập.
Nhiều nớc khác đà hoàn thành thử nghiệm và đánh giá lựa chọn thiết bị truy
nhập. Hiện tại, tất cả các đấu thầu thiết bị mới đều yêu cầu tuân thủ và cung

cấp giao diện V5.2.
Tại Mỹ: các thiết bị Integrated Digital Loop Carrier (IDLC) với giao diện
mở đợc sử dụng vào giữa thập niên 80 theo tiêu chuẩn Bellcore TR008/TR303
đà khẳng định tính kinh tế so với RLU và đến nay có xấp xỉ 45 triệu lines
(khoảng 30% mạng) là DLC.
Hàng năm, trong số 8 triệu lines mới lắp đặt thì đa số là DLC. Broadband
capable IDLC băng rộng đang đợc phát triển để cung cấp Internet tốc độ cao
cho khu vực khách hàng gia đình.
Có thể nói, công nghệ mạng truy nhập với giao diện V5.2 đà đợc lựa chọn là
công nghệ truy nhập cho tơng lai.
1.4. Kết luận
Giao diện V5.x chuẩn, về nguyên tắc 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. Điều này rất quan trọng đối với những nhà khai
thác mạng nội hạt vì họ không bị phụ thuộc nhiều vào hÃng cung cấp thiết bị. Đồng
thời các nhà khai thác mạng còn có điều kiện lựa chọn đợc hệ thống thiết bị phù
hợp nhất với nhu cầu và điều kiện của họ. Thêm vào đó, với mạng truy nhập các
nhà khai thác có thể nâng cao chất lợng mạng, truyền tải dịch vụ hiệu quả hơn và an
toàn hơn tới các khách hàng.
Trên các mạng truy nhập hiện nay của nớc ta đà có nhiều loại hệ thống thiết
bị truy nhập đợc sử dụng nhng hầu hết các thiết bị truy nhập cha có giao diện V5.x
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Lớp D97 VT

22


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

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 đà giới thiệu về mạng truy nhập và giao diện V5.x. Thông
qua đó đà thấy đợc 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 lợng mạng. Thông qua so sánh hai giao diện V5.1 và V5.2 ta cũng đà thấy đợc
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 nhËp (AN): lµ hƯ thèng cung cÊp sù kÕt nèi giữa tổng đài (LE)
và ngời sử dụng, nó thay thế một phần hay tất cả mạng phân phối thuê bao. Chức
năng kết hợp trong giao diện V5.2 của AN có thể đợc cấu hình và khai thác mềm
dẻo thông qua giao diện quản lý Q.
Tổng đài (LE): là nơi cung cấp các dịch vụ đến ngời sử dụng thông qua
mạng truy nhập AN.
Giao diện V5: là thuật ngữ chung cho họ các giao diện V dùng cho việc kết
nối giữa AN và LE.
Sự cung cấp (provision): một thông số đợc xác định là cung cấp nếu giao
diện Q có khả năng kiểm tra và thay đổi. Thông số này có giá trị mặc định và/hoặc
có thể đợc thay đổi bởi giao diện nội tại.
Giá trị định trớc (pre-defined): khi một tham số đợc coi là định trớc trong
giao diện V5 thì tham số đó không cần có trong thiết bị thông qua giao diện Q. Nói
cách khác, thông số này thực chất đợc cung cấp bên trong thiết bị hay đợc cung cấp
lúc cài đặt.
Sinh viên: Nguyễn Đức Mạnh Líp D97 VT

24


Chơng 1: Tổng quan về mạng truy nhập và giao diện V5.x

Kênh thuê riêng bán cố định (Semi-permanent leased line): là kết nối lâu
dài thành lập giữa hai giao diện mạng-ngời sử dụng (UNI) thiết lập thông qua mạng
chuyển mạch số.
Kênh cố định (permanent line): là kết nối lâu dài đợc cung cấp cho hai
thuê bao ISDN kết nối thông qua mạng truyền dẫn mà bỏ qua các nút của mạng

chuyển mạch số. Kênh cố định giảm khả năng truy nhập của các thuê bao của dịch
vụ chuyển mạch.
Mạch thuê bao (line circuit LC): các cổng khách hàng hỗ trợ truy nhập
PSTN hoặc truy nhập tơng tự hay số cho các kênh riêng.
Địa chỉ của đờng số liệu V5 (V5DLaddr): V5DLaddr là địa chỉ sử dụng
trong các khung dữ liệu LAPV5-DL dùng để xác định các kết nối dữ liệu V5 lớp dới khác nhau, mỗi địa chỉ V5Dladdr đợc sử dụng để cung cấp giao thức riêng biệt
lớp 3 cđa V5.x (nh giao thøc PSTN, giao thøc ®iỊu khiển). Địa chỉ này sẽ luôn có
trong mỗi khung dữ liƯu LAPV5-DL vµ sÏ lµ sù sao chÐp trùc tiÕp của EFaddr. Địa
chỉ này là số 13 bit và dạng mà 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 hiÖu khe thêi gian (Time slot number): sè hiÖu khe thời gian xác định
kênh 64 kbit/s trong kênh giao tiếp V5.x 2048 kbit/s.
Sè hiƯu kªnh B (B- channel number): sè 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 mà hoá PCM 64 kbit/s theo luật A từ các cổng khách hàng PSTN.
Khung LAPV5 (LAPV5 frame): khung LAPV5 lµ cÊu tróc khung sư dơng
trong giao diƯn 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.
ChØ sè ID giao diƯn (Interface ID): lµ mét sè 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 sư

dơng; sù thiÕt lËp c¸c giao diƯn V5.x líp 1 và 2 và các thủ tục thông thờng khác.
Đồ án tèt nghiÖp

25