Thông tin tài liệu
Lời nói đầu
Hiện nay tất cả các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông ra đời đều nhằm mục đích
thương mại tức là thu lợi nhuận từ các dịch vụ viễn thông.
Do đó vấn đề cạnh tranh để tồn tại và phát triển là một vấn đề sống còn đối với
doanh nghiệp .
Một giải pháp để nâng cao khả năng cạnh tranh là giảm chi phí đầu vào và tăng
chất lượng dịch vụ
Trong bối cảnh hiện nay khi mà các công ty viễn thông ra đời ngày càng nhiều
thì các công ty lớn như VMS cần phải thay nhanh chóng thay đổi công nghệ để giảm chi
phí đầu vào và tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp.
Nếu như ta có thể giảm được chi phí đầu vào đó thì có thể tăng được khả năng
cạnh tranh của doanh nghiệp.
Sù ra đời của VoIP của Vietell là một trong những phương thức cạnh tranh như
vậy để nhằn giảm giá thành dịch vụ và tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiêp.
Với tiềm năng của mình về vốn và về công nghệ VMS hoàn toàn có khả năng cho
ra đời các công nghệ mới hoàn hảo hơn công nghệ VoIP của VietTell
Đó là VoATM mà so với VoIP có các khả năng vượt trội như là:
Chất lượng thoại tốt hơn
Tận dụng băng thông một cách mềm dẻo hơn dẫn đến tăng được hiệu quả sử dụng
băng thông.
Công nghệ ATM ra đời có thể giải quyết được vấn đề trên.
Thay vì nhược điểm của phương pháp chuyển mạch kênh truyền thống là cấp một
khe thời gian cho một kênh thoại cố định công nghệ ATM dựa trên khả năng ghép kênh
thống kê cho phép cấp phát băng tần khi và chỉ khi người sử dụng cần đến nó. Khả năng
đó giúp cho nhà khai thác dịch vụ mạng có khả năng phục vụ được nhiều người sử dụng
hơn.
Trong khuôn khổ hạn hẹp của đề tài, không thể trình bày hết các khía cạnh liên
quan đến công nghệ ATM và GPRS.
Đề tài chỉ trình bày các khía cạnh liên quan đến việc triển khai và ứng dụng của
các công nghệ nói trên.
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC MẠNG DỰA TRÊN CƠ SỞ CÁC
HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH GÓI ATM
1. Nguyên lý cơ sở của ATM
1.1 Mục tiêu của ATM
Định nghĩa: Chế độ truyền dị bộ ( ATM) là công nghệ ghép kênh và chuyển mạch
theo các tế bào được thiết kế cho mục đích chung. ATM là dị bộ vì các tế bào không
được phát định kỳ nh ở các khe thời gian dành cho số liệu trong chế độ truyền đồng bộ
( STM).
- ATM được áp dụng cho nhiều loại hình dịch vụ, ví dụ tại diễn đàn ATM, công nghệ
ATM được áp dụng cho LAN và các công nghệ mạng tư nhân.
- ATM có thể xử lý cả lưu lượng kết nối theo kiểu nối thông một cách trực tiếp hoặc
thông qua các lớp thích ứng, hoặc lưu lượng không nối thông bằng cách sử dụng các
lớp thích ứng.
- Nối thông ảo ATM có thể công tác ở tốc độ bit không đổi hoặc ở tốc độ bit thay đổi.
Mỗi tế bào ATM được gửi vào mạng chứa thông tin địa chỉ cho phép thiết lập kết nối
ảo từ nơi phát đến nơi nhận. Sau đó các tế bào được truyền lần lượt ở kết nối ảo này.
- ATM tạo điều kiện tốt cho việc tiêu chuẩn hoá cấu trúc mạng khi định nghĩa các
phương pháp ghép kênh và chuyển mạch với SONET/STM làm nền tảng cho việc
truyền dẫn ở tốc độ rát cao.
- ATM cung cấp nhiều chế độ chất lượng dịch vụ ( QoS) để đáp ứng các yêu cầu khác
nhau về độ trễ và khả năng tổn thất.
- Bằng cách sử dụng các kết nối chuyển mạch ảo ( SVC) ATM cung cấp các dịch vụ
theo yêu cầu chế độ băng rộng ( Bandwith on Demand) và cả thâm nhập kiểu LAN
đến độ rộng băng có sẵn.
Kết luận: Viễn cảnh của ATM là toàn bộ mạng có thể được xây dựng bằng cách sử dụng
mạng ATM và các lớp ứng dụng của nó, khả năng cung cấp các dịch vụ nhắn tin nh:
+ Tiếng nói
+ Số liệu gói
+ Video
+ Hình ảnh
1.2 Tế bào ATM và truyền dẫn
Đơn vị sơ cấp của ATM là tế bào.
1.2.1 Tế bào ATM: Tiêu chuẩn ATM định nghĩa một tế bào có độ dài cố định
53 byte trong đó 05 byte đầu đề và 48 byte tải trọng. Các bit bên trong tế bào được truyền
trên đường truyền dẫn theo trình tự từ trái sang phải. Các tế bào được sắp xếp trên đường
truyền dẫn vật lý PDH/SDH: DS1, DS3 hay SONET của Bắc Mỹ, E1, E3 và E4 hay STM
của ETSI.
-
Toàn bộ thông tin được ghép kênh, chuyển mạch trong mạng ATM ở các tế bào có
độ dài cố định.
Đầu đề tế bào xác định nơi nhận, kiểu tế bào và mức ưu tiên
Page of 14
2
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
-
-
Nhận dạng đường dẫn ảo ( VPI) và Nhận dạng kênh ảo ( VCI) xác định nơi nhận.
Trường điều khiển lưu lượng chung ( GFC) cho phép máy ghép kênh điều khiển
tốc độ của thiết bị đâù cuối ATM.
Kiểu tải trọng ( PT) chỉ thị tế bào chứa số liệu của người sử dụng, số liệu báo hiệu
hay thông tin bảo dưỡng.
Ưu tiên tổn thất tế bào ( CLP) chỉ thị mức ưu tiên tương đối của tế bào . Trong các
khoảng thời gian ứ nghẽn các tế bào có mức ưu tiên thấp hơn bị loại trước các tế
bào có mức ưu tiên cao hơn.
Kiểm tra lỗi đầu đề ( HEC) thực hiện kiểm tra và sửa lỗi của phần đầu đề. Trường
tải trọng được truyền qua mạng nguyên vẹn không được kiểm tra và sửa lỗi. ATM
căn cứ trên các giao thức lớp cao hơn để kiểm tra và sửa lỗi cho phần này. Kich
thước cố định của các tế bào cho phép đơn giản việc thực hiện chuyển mạch và
ghép kênh ATM ở tốc độ cao.
Khi sử dụng ATM, các gói dài không gây trễ các gói nhỏ vì chúng được cắt mảnh
thành nhiều gói nhỏ. Nhờ vậy, ATM có thể truyền tải lưu lượng tóc độ bit cố định
( CBR) cho tiếng nói và video cùng với các lưu lượng tốc độ thay đổi ( VBR) mặc
dù các lưu lượng này có các gói rất dài trong cùng một mạng.
1.3 Nguyên lý hoạt động
Tài liệu trình bày thí dụ phân đoạn lưu lượng của người sử dụng thành các tế bào,
chuyển mạch qua mạng và xử lý ở phần người sử dụng phía sau.
1.3.1 Thí dô ATM đơn giản
Máy công tác có 1 card giao tiếp ATM để cắt mảnh luồng số liệu thành các đoạn
48 byte. Sau đó tế bào ATM được đánh địa chỉ bằng VPI, VCI và điền vào các
trường còn lại của đầu đề để được 05 byte. Kết quả nhận được các tế bào 53 byte
từ các nguồn: tiếng, video, số liệu văn bản. Vì các tế bào này được tạo ra từ các
nguồn độc lập nên có thể xảy ra sù tranh chấp các khe thời gian cho tế bào ở card
giao tiếp với máy công tác. Nhằm tránh điều này,ba kiẻu thông tin trên được Ên
định các nối thông kênh ảo: VCI=1 cho số liệu tiếng, VCI=2 cho tiếng, VCI=3
cho video và VPI=0 chung cho cả ba. Đây là một ví dụ đơn giản, trong thực tế
thường gặp nhiều giá trị VCI trên một VPI.
Page of 14
3
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Hình 1: Thông tin đa phương tiện sử dụng ATM
1.3.2 Ví dụ chuyển mạch ATM
Minh hoạ chuyển mạch ATM được cho ở hình 2.
Kªn
h1
K
ªn
h2
K
ªn
h3
Kª
nh
n-1
Kª
nh
n
Kª
nh
2
Kªn
h1
Kª
nh
3
Kªn
h n1
Kªn
hn
125 micro s
Kªnh1
Kªnh5
Kªnh1
Kªnh7
Hình 2: Thí dụ chế độ truyền dị bộ ATM
Page of 14
4
Kªnh5
Kªnh1
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
-
-
Nguồn video được đưa vào chức năng đóng gói, được gán địa chỉ nơi nhận D:
VPI/VCI. Luồng bit liên tục được chia thành các tế bào có độ dài cố định bao gồm
đầu đề và tải trọng phần tô đậm. Tốc độ của luồng video lớn hơn tốc độ của luồng bit
liên tục DS3 có các địa chỉ lôgic nơi nhận A và máy tính tốc độ cao đóng gói trực tiếp
có địa chỉ là B. Các nguồn nói trên được ghép kênh theo thời gian trên các đường
truyền E3 hay SDH.
Chức năng đầu tiên của chuyển mạch ATM là phiên dịch địa chỉ lôgic thành các địa
chỉ vật lý tương ứng với các cửa ra của chuyển mạch và địa chỉ ra lôgic VPI/VCI. Đầu
đề chuyển mạch bổ sung được gắn vào đầu của mỗi tế bào vào.
Tại hình 5.a có 3 kết nối điểm tới điểm. E3 có địa chỉ A, địa chỉ này được phiên dịch
vào cổng C cho cổng ra vật lý 1.
Nguồn video có địa chỉ D được dịch vào địa chỉ E dành cho cổng 2.
Nguồn máy tính có địa chỉ B được dịch vào F dành cho cổng 1.
Chuyển mạch ATM sử dụng trường địa chỉ nơi nhận vật lý để chuyển các tế bào
ATM đến các cửa vật lý tương ứng và đường truyền dẫn liên kết với nó. các đấu nối
tốc độ bit không đổi ( CBR) ( ví dụ video và E3) sau đó loại bỏ các địa chỉ lôgic và
đưa đến nơi nhận thông tin qua chức năng lập chuỗi.
1.4 Chọn kích thước tải trọng
Hội nghị ATM có nhiều bàn luận về kích cỡ của tế bào tiêu chuẩn ATM, vấn đề chọn
tải trọng 32 byte hay 64 byte. Kích thước 48 byte là dung hoà giữa hai quan điểm trên.
Việc chọn đầu đề 5 byte cũng là sự cân nhắc giữa 3 và 8 byte. Tại hình 3 miêu tả sự cân
nhắc giữa kích thước tế bào, hiệu suất và thời gian trễ khi cắt mảnh.
Hình 3: Cấu trúc tế bào trong ATM.
Page of 14
5
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
1.5 Nguyên lý kết nối mạng ATM
Tồn tại 3 khái niệm ở ATM: Đường truyền dẫn, Đường dẫn ảo ( VP), Kênh ảo
( VC). Ba khái niệm này tạo nên các khối kiến trúc cơ sở của ATM.
Hình 4: Quan hệ giữa VC, VP và đường dẫn truyền dẫn.
-
Một đường truyền dẫn chứa một hay nhiều đường dẫn ảo còn mỗi đường dẫn ảo lại
chứa một hay nhiều kênh ảo. Nh vậy, nhiều kênh ảo có thể được đặt vào một đường
dẫn ảo.
Chuyển mạch có thể được thực hiện hoặc ở mức đường truyền dẫn, hoặc đường dẫn
ảo, hoặc kênh ảo.
Các mức ưu tiên hay việc chọn VCC có thể thay đổi cũng nh các mức ưu tiên giữa
các VP ở ATM. Hoàn toàn khả dĩ lập cấu hình một VCC bổ xung ngay lập tức và cho
mức ưu tiên cao nhất.
Khả năng chuyển mạch đến tận kênh ảo cũng giống nh hoạt động của các tổng đài tư
nhân hay tổng đài nhánh công cộng ( PBX) hay chuyển mạch điện thoại trong mạng
điện thoại. Ở chuyển mạch PBX, có thể chuyển mạch từng kênh trong một nhóm
trung kế ( đường dẫn).Minh hoạvề chuyển mạch VP và VC có thể được xem dưới
đây:
Page of 14
6
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Chuuyển mạch VP
Hình 4: Chuyển mạch(VC switch) và nối chéo(cross conect)
-
Các thiết bị thực hiện kết nối VC được gọi là chuyển mạch VC vì nó giống nh các
chuyển mạch điện thoại.
Các mạng truyền dẫn sử dụng các máy nối chéo, thường là các chuyển mạch phân
chia theo không gian.
Các thiết bị đấu nối các VP thường được gọi là các máy đấu chéo VP tương tự nh
mạng truyền dẫn.
Không phải bao giờ chuyển mạch các tế bào chỉ giới hạn đến chuyển mạch VC, còng
nh không phải bao giờ các máy nối chéo chỉ giới hạn đến chuyển mạch VP.
Các kết nối đường dẫn ảo ( VPC) và các kết nối kênh ảo ( VCC)
Ở líp ATM, người sử dụng được lựa chọn hoặc VPC hay VCC với định nghĩa nh sau:
-
Các kết nối đường dẫn ảo ( VPC): được chuyển mạch chỉ trên cơ sở giá trị của nhận
dạng đường dẫn ảo ( VPI). Người sử dụng VPC có thể Ên định các VCC trong suốt
đối với VPI vì chúng đi theo cùng tuyến.
Các kết nối kênh ảo ( VCC): được chuyển mạch trên cơ sở kết hợp các giá trị VPI và
nhận dạng kênh ảo.
Cả VPI và VCI được sử dụng để định tuyến tế bào qua mạng. Các giá trị VPI và VCI
phải duy nhất cho mỗi đường truyền dẫn ( TP). Nh vậy TP giữa hai thiết bị của mạng
( thí dụ giữa hai tổng đài ATM) sử dụng các VPI và VCI một cách độc lập. Mỗi tổng đài
đặt một VPI và một VCI vào lên một VPI và một VCI ra.
Page of 14
7
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
hinh6:
Trên đường truyền dẫn này có nhiều đường truyền dẫn ảo. Ở giao tiếp người sử dụng
ATM ( ATM UNI), thiết bị đầu vào của chuyển mạch 1 cung cấp kênh video ở đường
dẫn ảo 1 ( VPI 1) và kênh ảo 6 ( VCI 6).
Sau đó, kênh ảo này được định tuyến từ chuyển mạch 2 đến chuyển mạch 3 ở đường
dẫn và kênh khác ( VPI 16 và VCI 8). Nh vậy các VPI và các VCI được gắn cho từng
đường truyền trong mạng.
Sau cùng, chuyển mạch 3 phiên dịch VPI 16 vào VPI 1 và VCI 8 trên VCI 16 thành
VCI 6 trên VCI 1. Chó ý là VPI và VCI ở nơi nhận phải giống nh VPI và VCI nơi phát.
Chuỗi phiên dịch VPI/VCI qua các chuyển mạch có thể được xem nh một địa chỉ của
mạng khi thực hiện ngoại suy của mô hình lớp 3 OSI.
2. Các dịch vụ mà ATM sẽ cung cấp trong tương lai
Mạng viễn thông hiện tại phát triển đến mạng thông tin băng rộng liên kết cho phép
phục vụ tất cả các dịch vụ mà khách hàng yêu cầu từ tốc độ bit vài kbit/s đến vài trăm
Mbit/s hoặc cao hơn nữa. Công nghệ ATM sẽ là giải pháp tốt cho mạng như vậy. Các
dịch vụ mà mạng ATM đem lại chính là các dịch vụ của mạng viễn thông băng rộng liên
kết, bao gồm tất cả các dịch vụ sau:
Tiếng thoại thông thường nh ở mạng điện thoại hiện tại.
Âm thanh chất lượng cao ( giống nh truyền thanh HIFI hiện tại)
FAX
Điện thoại có hình ( Videofone)
Truyền hình hội nghị ( Tele-conferencing)
Truyền hình quảng bá với chất lượng tiêu chuẩn hoặc độ phân giải cao
( HDTV)
Page of 14
8
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Hình 6: Một số mô hình kết nối đối với mạng ATM.
Tóm lại, công nghệ ATM cho phép liên kết tất cả các dịch vụ vào một mạng
duy nhất và đây là một tiền đề để phát triển mạng truyền thông đa phương tiện. Một số
dịch vụ băng rộng mà chỉ có ATM mới đáp ứng tốt. Đề tài không đi sâu trình bày nội
dung mã hoá tốc độ bít thay đổi và mô hình truyền hình phân lớp, chủ yếu đi phân tích
ngay đối với ứng dụng ATM trong truyền số liệu.
2.1 Ứng dụng công nghệ ATM cho truyền số liệu
Mạng ATM có ảnh hưởng lớn lên mạng truyền số liệu. Các mạng máy tính thường gặp
hiện nay bao gồm:
LAN ( Local Area Network: Mạng cục bộ): có độ dài vào khoảng 100 m cho phép
đấu nối các máy tính trong một toà nhà.
CAN ( Campus Area Network: Mạng vùng nhỏ hay khuôn viên): có độ dài khoảng
1.0 Km cho phép dấu nối các máy tính giữa nhiều toà nhà trong một khuôn viên.
MAN ( Metropolitan Area Network: Mạng trung tâm dân cư): có độ dài vào khoảng
10 Km để đấu nối các máy tính giữa các khuôn viên ( campus) ở vùng trung tâm dân
cư.
WAN ( Wireless Area Network: Mạng vùng rộng): có có độ dài vào khoảng 100 Km
đến 1000 Km để đấu nối máy tính trong một quốc gia.
GAN ( Global Area Network : Mạng toàn cầu): có độ dài từ 1000 Km đến 10.000 Km
đấu nối các máy tính giữa các quốc gia.
Các mạng LAN có tốc độ từ vài Kbit/s đến Mbit/s và đang triển khai ở tốc độ Gbit/s.
Công nghệ ATM được áp dụng cho ba phần tử cơ bản sau đây của mạng máy tính:
-
Tổng đài hay cơ vụ trung tâm ( CO: Central Office) có thể có thông lượng lớn hơn 5
Gbit/s
Thiết bị tại nơi khách hàng ( CPE: Customer Premises Equipment)
Chuyển mạch Campus ( CA) có thể có thông lượng thấp hơn 5 Gbit/s
Page of 14
9
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Hình 7 : Một ví dụ về mạng CAMPUS VOD
Ngoài ra, công nghệ ATM cũng được sử dụng cho các bộ trung tâm ( HUB), định tuyến
( ROUTER) và cầu ( BRIDGE).
Hình 6 cho thấy vai trò của chuyển mạch CO và chuyển mạch CPE hay CAMPUS.
Bắt đầu từ nơi ở của khách hàng, các bọ định tuyến ATM hay bé trung tâm ATM cho
phép các bộ khách hàng ( C: Client) và các bộ cung cấp dịch vụ ( S: Server) liên lạc với
nhau trong một mạng ảo. Chuyển mạch ATM nội hạt kết nối các bộ định tuyến vào một
dường trục. Các máy công tác ( WS) và các Server có thể kết nối trực tiếp với chuyển
mạch ATM nội hạt để tạo nên một nhóm công tác có khả năng thực hiện cao. Các tổng
đài tư ATM ( PBX: Private Branch Exchange) cũng có thể được đấu nối để thâm nhập
đến các dịch vụ số liệu và tiếng.
Các chuyển mạch cơ vụ trung tâm
Các chuyển mạch cơ vụ trung tâm là trụ cột của một mạng ATM, thường đòi hỏi lưu
lượng lớn hơn 5 Gbit/s. Thường thì chuyển mạch cơ vụ trung tâm chứa tất cả giao tiếp
ATM ( UNI: Giao tiếp nút người sử dụng). Các chuyển mạch ATM-CO thiết lập các cuộc
gọi cho các chuyển mạch CPE giống nh các chuyển mạch CO thiết lập cuộc gọi cho các
PBX.
Các chuyển mạch ATM Campus
Các chuyển mạch này nhỏ hơn các chuyển mạch CO, có thông lượng thấp hơn
5Gbit/s nhưng chúng cung cấp nhiều giao tiếp không có ở các chuyển mạch CO nh: LAN
( thí dụ: Ethernet và Token Ring), MAN ( thí dụ: FDDI và DQDB), SNA, X25 và tiếng.
Page of 14
10
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Một số chuyển mạch còn đảm bảo chuyển đổi giao thức, mô phỏng LAN và kết nối mạng
ảo.
ATM HUB
HUB là thiết bị trung tâm để kết nối các trạm trong mạng LAN theo cấu hình topo
dạng sao bằng các đôi dây xoắn ( một đôi dây cho phát và một đôi dây cho thu). Hình 7
cho thấy chức năng tập trung các đường dây, phân đoạn và quản lý mạng mà HUB thực
hiện. Nhiều đôi dây xoắn của Ethernet và Token Ring ( trong một số trường hợp FDDI)
và trong tương lai đôi dây xoắn ATM đến các máy công tác, được đấu nối đến HUB.
Thực tế, HUB cho phép các nhà quản lý Ên định tiềm năng của mạng cho từng người sử
dụng ( chẳng hạn một đoạn Ethernet). HUB thường được áp dụng ở dạng phân cấp để tập
trung sự thâm nhập của nhiều người sử dụng đến tiềm năng dùng chung nh đến một
Server hay mét Router ( hình 7).
Page of 14
11
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Hình 7: Cấu
HUB,SWITCH,ROUTER
trúc
mạng
sử
dụng
Các HUB bậc cao nhất thường được chọn là cấu trúc trụ cột xây dựng trên cơ sở ATM
và đảm bảo tốc độ truy nhập cao đến các tài nguyên nh: Router hay các chuyển mạch.
Nếu một người sử dụng được bổ sung, thay đổi hay chuyển chỗ từ một văn phòng này
đến một văn phòng khác thì người quản lý có thể thực hiện các biện pháp để bổ sung,
thay đổi hay chuyển chỗ người sử dụng này.
Cầu ATM ( Bridge)
Cầu là một hệ thống trung gian được sử dụng để kết nối hai mạng LAN sử dụng các
giao thức LAN giống nhau. Cầu hoạt động như một bộ lọc địa chỉ, thu nhận các gói từ
một mạng LAN khác và chuyển các gói này đến mạng LAN đó. Cầu ATM không thay
đổi nội dung của các gói và cũng không bổ sung thêm vào các gói này. Cầu ATM làm
việc ở lớp 2 trong mô hình OSI ( hình 8)
Page of 14
12
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Hình 8: Các lớp của mô hình OSI
Các chuyển mạch Campus hiện nay có khả năng thực hiện đấu cầu cho các giao thức
LAN ở ATM. Các thiết bị cầu ATM biến đổi một giao thức được đấu cầu ( chẳng hạn
Ethernet) và mô phỏng các chức năng đấu cầu của giao thức được rút gọn này. Các chức
năng này bao gồm cả khả năng tự học và tự sửa.
Định tuyến ATM ( Router)
Router là một thiết bị kết nối hai mạng con có thể giống nhau hoặc không giống nhau.
Router sử dụng giao thức giữa các mạng ở lớp 3 trong mô hình OSI. Router xử lý nhiều
giao thức, vì vậy nó có thể phải xem xét kỹ các chuỗi tế bào ATM để thực hiện chức
năng này.
Router có chức năng chính là phát hiện các địa chỉ của các thiết bị được đấu nối đến
mạng các router bằng một giao thức định tuyến bên trong hay thậm chí địa chỉ của các
thiết bị đấu nối đến một mạng của các mạng sử dụng giao thức định tuyến bên ngoài.
Các gói được định tuyến trên cơ sở địa chỉ nơi nhận, đôi khi cả địa chỉ nguồn hay
thậm chí cả đặc tính định tuyến giữa hai đầu cuối.
Router kết nối các giao thức khác nhau bằng cách định tuyến và chuyển đổi giao
thức. Router có thể kết nối các môi trường ( cặp dây xoắn, cáp đồng trục, cáp quang)
khác nhau thông qua việc chuyển đổi môi trường.
Router có thể xử lý các dịch vụ định hướng theo nối thông hoặc không theo nối
thông. Các Router thường được kết nối bằng các mạch ảo hoặc thực. Router có phần
mềm rất phức tạp, hiện hướng tới sản xuất mạch cứng chuyên năng để tăng thông lượng.
Bằng cách sử dụng một số giao thức đặc biệt Router có thể phát hiện sự thay đổi cấu hình
topo và đảm bảo định lại tuyến động.
Router có thể liên tục giám sát các đường nối giữa các Router trong một mạng hay
các đường nối với các mạng khác bằng một thủ tục đặc biệt.
Router hiện đại cung cấp mô phỏng ATM LAN, giao tiếp ATM, các Card trung kế,
các khả năng chuyển mạch ATM. Các ATM Router vừa thực hiện chức năng của các
thiết bị thâm nhập vừa làm chức năng của chuyển mạch. Với chức năng thiết bị thâm
nhập chúng tiếp nhận nhiều giao thức và định tuyến các giao thức này đến cửa khác hoặc
biến đổi chúng thành các tế bào ATM để chuyển thành các tế bào ATM để chuyển tải
trên mạng ATM. Chúng cũng có thể định tuyến các gói LAN đến các chuyển mạch ATM
qua các giao tiếp tổng đài số ( DXI: Digital Exchange Interface) sau đó biến đổi gói XI
vào các tế bào ATM. ATM Router cũng có khả năng chuyển mạch các tế bào ATM giữa
các Card giao tiếp ATM.
Các thiết bị HUB, BRIDGE, ROUTER có thể hoặc hoạt động riêng rẽ hoặc được kết
hợp trong cùng một thiết bị. Bridge đảm bảo hỗ trợ lớp 1 và 2, Router và HUB đảm bảo
lớp 1,2 và 3. Thiết bị cổng ( Gateway) đấu nối các mạng với nhau đảm bảo các lớp từ 1
đến 7 của mô hình OSI.
Thí dụ về mạng Campus được cho ở hình 9.
Page of 14
13
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Hình 9: Thí dụ mạng Campus
2.2 Video theo yêu cầu ( VOD- Video on Demand)
2.2.1 Khái lược:
Ngày nay, truyền hình là phương tiện truyền thông mở rộng nhanh hơn điện thoại
và máy tính cá nhân. Một trong số các dịch vụ là cung cấp nhiều kênh TV hơn ở mạng
truyền hình cáp ( CATV), người sử dụng có nhiều khả năng lựa chọn linh hoạt các
chương trình truyền hình. Mặt khác, công nghệ hiện nay cho phép các hãng khai thác
viễn thông cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu ( khả năng linh hoạt nhất cho phép lựa
chọn chương trình phim ở thời điểm thích hợp nhất) bằng thế mạnh cạnh tranh của mình
tại giá cả cạnh tranh với kinh doanh cho thuê băng video. Có được khả năng cạnh tranh
này là nhờ áp dụng những thành tựu mới của công nghệ viễn thông điện tử:
- Hàng năm dung lượng của đĩa cứng tăng gấp đôi nhưng giá cả không thay đổi và xu
hướng này tiếp tục duy trì trong tương lai. Thời gian truy nhập không ngừng giảm.
- Bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn nén hình mới ( thí dụ tiêu chuẩn MPEG: Moving
Picture Expert Group) có thể đạt được việc truyền tải TV ở tốc độ bit từ 1.5 Mbit/s
đến 8 Mbit/s. Ở tốc độ nén này có thể lưu trữ toàn bộ một bộ phim ở vài Gbyte.
- Kỹ thuật xử lý số tín hiệu cho phép truyền tải từ 1.5 Mbit/s đến 8 Mbit/s trên đôi dây
thoại xoắn hiện có trong khoảng cách từ 1.5 km đến 5 km. Công nghệ này được gọi là
ADSL ( đường dây thuê bao không đối xứng).
Page of 14
14
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
-
Các kỹ thuật xử lý số và điều chế cho phép truyền tải tốc độ từ 15 Mbit/s đến 50
Mbit/s trên một kênh TV tương tự có dải thông 6 Mhz ở mạng cáp đồng trục hay vô
tuyến.
Hệ thống ATM cho phép chuyển mạch mọi tốc độ bit dến nhiều khách hàng đồng
thời. Hiện có hai khuynh hướng. Một là, mạng ATM sẽ thực hiện truyền thẳng từ đầu
cuối này đến đầu cuối kia. hai là, mạng ATM làm nhiệm vụ tryền tải đến nút thâm
nhập. Giải pháp thứ nhất linh hoạt hơn và cho phép người sử dụng ngoài VOD còn
truyền tải tất cả các dịch vụ khác nhờ vậy mạng đạt được tất cả dịch vụ cũng nh có thể
thực hiện trao đổi qua lại.
2.2.2 Cấu trúc của mạng VOD
Cấu trúc của mạng VOD được trình bày trong phần này đảm bảo dịch vụ VOD tương
tác được chuyển mạch từ đầu cuối này đến đầu cuối kia. Hệ thống bao gồm thiết bị cung
cấp dịch vụ ( Server), các phần tử của mạng chuyển mạch băng rộng, tổ chức thâm nhập
và thiết bị ở nơi khách hàng ( CPE). Các phần tử chính của cấu trúc mạng VOD cho trên
hình 10.
Hình 10: Cấu trúc mạng VOD với ATM đầu cuối đến đầu cuối.
Page of 14
15
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
CPE có thể hoạt động ở các kiểu sơ đồ nén tín hiệu và các yêu cầu độ rộng dải thông
khác nhau.
Video Server ( Bé cung cấp dịch vụ video)
Là nguồn cung cấp tất cả các chương trình video mà khách hàng có thể yêu cầu.
Chương trình video có thể được nén trước ( ở thời gian không thực) và được lưu giữ trên
một bộ nhớ ngoài truy nhập ngẫu nhiên, thường là đĩa cứng, nhưng trong tương lai có thể
nhớ trên bộ nhớ bán dẫn khi giá cả hợp lý. Đối với chương trình trực tiếp, Server cũng có
thể là thiết bị nén thời gian thực. Video Server cung cấp bản sao của tín hiệu video theo
yêu cầu qua mạng ATM đến người sử dụng. Các chương trình video MPEG được biến
đổi vào các tế bào ATM và được truyền qua mạng ATM. Một bộ Server hay một tập hợp
các bộ này thuộc sở hữu của một nhà cung cấp dịch vụ hoặc thuộc sở hữu chung của
nhiều nhà cung cấp dịch vụ hoạt động trên cùng một mạng. Bên cạnh đó, hãng khai thác
mạng cũng có thể sở hữu các bộ Server, khi đó nhà khai thác mạng có thể cho các nhà
cung cấp video thuê dung lượng Server. Ngoài ra, một bộ Server có thể có thư viện video
lưu trữ hệ thống các bộ phim ở dạng nén.
Mạng ATM
Mạng ATM đảm bảo kết nối các phần tử mạng khác nhau trong cấu trúc VOD. Mạng
truyền tải cả báo hiệu và số liệu chương trình, trong đó số liệu ở thời gian thực hay ở tốc
độ theo yêu cầu. Có thể sử dụng đồng thời chế độ điểm đến điểm hay điểm đa điểm trong
mạng ATM. Ngoài ra, mạng ATM cũng có thể truyền các dịch vụ khác nh đã nêu ở phẩn
trước.
Quản lý mạng
Chức năng quản lý mạng bao gồm các hệ thốngđiều hành ( các bộ quản lý phần tử) cần
thiết để khai thác và quản lý mạng VOD từ đầu cuối này đến đầu cuối kia. Hệ thống điều
hành liên lạc với các phần tử khác nhau của mạng qua các giao tiếp và các mô hình thông
tin đã được chuẩn hoá phù hợp với các tiêu chuẩn TMN ( Mạng quản lý viễn thông) hay
TNA ( Câú trúc mạng thông minh viễn thông).
Cổng dịch vụ và trung tâm khai thác dịch vụ
Cổng dịch vụ đảm bảo giao tiếp cho khách hàng để định vị và kết nối đến bộ Server
từ một người cung cấp dịch vụ được chọn. Một cổng dịch vụ quản lý một nhóm khách
hàng. Khi mật độ khách hàng tăng, có thể bổ sung thêm các cổng dịch vụ. Cổng dịch vụ
có thể là một phần tử mạng riêng ( chẳng hạn ở cấu trúc mạng thông minh) hay kết hợp
cùng với các phần tử mạng khác ( chẳng hạn Video Server hay chuyển mạch ATM).
Trung tâm khai thác dịch vụ cho phép các nhà cung câp dịch vụ quản lý tập chương
trình được phân phối trên một tập hợp các Server. Ngoài ra, nó đảm bảo các chức năng
khai thác dịch vụ liên quan đến từng nhóm khách hàng nh: tính cước, quản lý đăng ký,
tiếp thị chương trình. Các trung tâm khai thác dịch vụ cũng có thể là một phần tử mạng
riêng lẻ hay kết hợp cùng với Video Server.
Mạng thâm nhập
Page of 14
16
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Mạng thâm nhập bao gồm các tổ chức thâm nhập khác nhau từ mạng ATM đến thiết
bị tại nơi khách hàng ( CPE), nghĩa là: các bộ ghép kênh thâm nhập, các giao tiếp với
dây đồng/ cáp đồng trục/ cáp quang và các kết cuối mạng. Tồn tại các mạng thâm nhập
khác nhau: từ cáp quang trong các cấu hình điểm đến điểm hay điểm đa điểm ADSL trên
các đôi dây xoắn hiện có. Ngoài ra, cũng có thể là các đường vô tuyến mặt đất hoặc vệ
tinh.
Thiết bị tại nơi khách hàng ( CPE)
CPE bao gồm các hộp đặt ( STB: Set Top Box) trên máy được nối đến máy TV hay
đầu video và bộ điều khiển từ xa cho phép người xem kết nối đến nguồn video và quét để
chọn lựa phim hay các nội dung như: câu chuyện mới, phần mềm, các trò chơi hay các
ứng dụng mua bán tại nhà Các phần tử chính của thiết bị đặt trên máy là: bộ thu phát/ giải
điều chế đường dây ( ADSL, cáp quang), khối giải nén ( MPEG-2), giao tiếp kênh hồi
tiếp và bộ kích màn hình. Bộ thu phát tín hiệu tới từ mạng thâm nhập và cho phép phát
thông tin điều khiển ngược đến Video Server. Tín hiệu tới được giải điều chế phụ thuộc
vào mạng thâm nhập bằng thiết bị quang/điện, bộ giải điều chế QAM hay ADSL để được
tín hiệu số cho việc khôi phục luồng video số bị nén. Luồng số này được đưa đến khối
giải nén ( thường là các bộ giải mã MPEG1 hay 2) để được biến đổi vào tín hiệu tương tự
và đưa lên màn hình. Hộp để trên máy chứa bộ vi xử lý để quản lý các khối phần cứng
khác nhau bao gồm cả quản lý điều khiển từ xa, tạo ra giao tiếp đồ hoạ cho người sử
dụng trên màn hình và trao đổi các giao thức với cổng dịch vụ, Server và mạng.
3. Chuyển mạch ATM băng rộng
3.1 Tóm lược
Tổng quát, có thể phân chia chuyển mạch thành các loại sau:
- Chuyển mạch theo không gian
- Chuyển mạch theo thời gian
- Chuyển mạch theo tần số
- Chuyển mạch theo địa chỉ.
Ở loại chuyển mạch theo địa chỉ, số liệu được tổ chức theo các gói có đầu đề và tải trọng.
Đầu đề chứa thông tin về địa chỉ và được sử dụng trong việc quyết định chuyển mạch tại
từng nút chuyển mạch. Các bảng phiên dịch ở các chuyển mạch thực hiện hai thao tác:
- Phiên dịch ( chuyển đổi) giá trị đầu đề vào thành một giá trị đầu đề ra tương ứng
- Ên định cửa ra vật lý cho các gói số liệu.
Mỗi gãi số liệu ở đầu vào với một đầu đề tương ứng sẽ có một đầu đề mới và chiếm một
khe thời gian nhất định ở một cửa ra vật lý được xác định bởi bảng phiên dịch. Các khe
thời gian không Ên định cho các gói số liệu nên có thể xảy ra tranh chấp khe thời gian
của các gói số liệu khác nhau. Để tránh điều này, các gói số liệu phải xếp hàng ở bộ nhớ
đệm đầu ra. Thực tế, có thể thực hiện các nối thông sau:
- Điểm đến điểm ( Các gói đầu đề ở một đầu vào với các gói đầu đề ở một đầu ra tương
ứng)
- Điểm đa điểm ( Gói đầu đề ở một đầu vào với các gói đầu đề ở một đầu ra)
- Đa điểm điểm ( Các gói đầu đề ở nhiều đầu vào với gói đầu đề ở một đầu ra)
Xét về mặt nào đó thì chuyển mạch theo địa chỉ tương đối giống chuyển mạch ATM. Các
cấu trúc chuyển mạch ATM chịu tác động trực tiếp của hai yếu tố chính sau:
Page of 14
17
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
-
Tốc độ chuyển mạch cao ( 150 Mbit/s đến 600 Mbit/s)
Mang tính thống kê
Hiện nay, nhiều hãng viễn thông trên thế giới đưa ra nhiều loại tổng đài ATM khác
nhau từ các kích cỡ nhỏ ( bốn cửa vào, bốn cửa ra) đến các kích cỡ lớn ( hàng ngàn cửa
vào và cửa ra). Các chuyển mạch này có thể là các chuyển mạch công cộng ( thường
được gọi là ATM Central Office: Tổng đài trung tâm) hay các chuyển mạch tư ( ATM
LAN). ở đây sẽ đề cập một vài loại cấu trúc chuyển mạch điển hình.
Mỗi chuyển mạch ATM bao gồm hai phần cơ bản:
- Phần truyền tải
- Phần điều khiển.
Chủ yếu đi sâu nghiên cứu phần truyền tải.
Mạng truyền tải được định nghĩa như một môi trường ( phương tiện) vật lý chịu
trách nhiệm truyền tải chính xác thông tin ( ở đây là các tế bào ATM) từ một đầu vào
ATM đến một đầu ra ATM với chất lượng phục vụ QoS đảm bảo theo đúng qui định
( QoS thường là mức độ tổn thất tế bào, trễ tế bào, tỷ số bit lỗi, rung pha trễ tế bào ).
Phần đièu khiển của chuyển mạch là phần điều khiển mạng truyền tải. Nó quyết định
đầu vào nào được đấu đến đầu ra nào. Quyết định này dựa trên thông tin báo hiệu mà
chuyển mạch thu được hay thông tin do người khai thác thiết lập trên cơ sở bán vĩnh cửu.
Chất lượng phục vụ của phần này thường được xác định bằng: thời gian thiết lập cuộc
gọi, thời gian giải phóng cuộc gọi,
Ở chuyển mạch ATM, các tế bào ATM được truyền tải từ một đầu vào ( trong số
nhiều đầu vào) đến một hay nhiều đầu ra. Chuyển mạch từ đầu vào đến đầu ra có thể
được kết hợp với các quá trình: tập trung, mở rộng, ghép kênh và phân kênh ch olưu
lượng ATM. Ý nghĩa của các chức năng được miêu tả như sau:
- Chuyển mạch: Là sự truyền tải thông tin từ một kênh ATM lôgic vào đến một kênh
ATM lôgic ra được lựa chọn trong số nhiều kênh lôgic ra. Kênh lôgic ATM được đặc
trưng bởi:
+ Đầu vào/ra vật lý đặc trưng bởi số cửa ra vật lý.
+ Một kênh lôgic ở cửa vật lý đặc trưng bởi nhận dạng kênh ảo ( VCI) và/hoặc
nhận dạng đường dẫn ảo ( VPI).
Để đảm bảo chức năng chuyển mạch, cả hai nhận dạng kênh/đường dẫn đều phải được
lập quan hệ với nhận dạng kênh/đường dẫn ra. Hai chức năng này phải được cài đặt trong
chuyển mạch ATM. Có thể so sánh hai chức năng này với các chức năng được áp dụng
cho các tổng đài số cho tiếng ( các hệ thống STM).
Một chuyển mạch ATM thực hiện hai chức năng chính. Chức năng thứ nhất của
chuyển mạch ATM có thể so sánh với chức năng chuyển mạch không gian. Chức năng
thứ hai có thể so sánh với sự chuyển đổi khe thời gian ở chuyển mạch thời gian. Ở các hệ
thống chuyển mạch ATM, việc nhận dạng khe thời gian trong mét khung cố định dược
thay thế bằng việc nhận dạng kênh ảo. Không còn tồn tại việc Ên định trước khe thời gian
nên để giải quyết sự tranh chấp một khe thời gian của hai hay nhiều kênh lôgic được giải
quyết bằng sự sắp hàng ( queuing) cho các tế bào ATM trước khi đưa nó ra ngoài. Chức
năng sắp hàng là chức năng quan trọng của các chuyển mạch ATM.
Tập trung/Ghép kênh
Page of 14
18
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Khái niệm ghép kênh ATM muốn nhấn mạnh đến sự hội nhập thống kê các kênh ảo
ATM khác nhau vào một luồng ATM. Khi nói tới tập trung, muốn nhấn mạnh sự giảm số
đầu vào đến một lượng nhỏ hơn các đầu ra.
Mở rộng/ Phân kênh
Thao tác đơn giản nhất của một chuyển mạch ATM rất đơn giản nhận được một tế bào
thông qua một kết nối với một giá trị VCI hoặc là VPI đến một giá trị kết nối để định ra
cổng ra của kết nôí đó và các giá trị VPI/VCI mới và sau đó truyền tế bào này theo một
kết nối khác mà được chỉ ra bởi các giá trị VPI và VCI mới .
Hình 11: Nguyên lý chuyển mạch ATM
-
Các tế bào ATM được chuyển mạch vật lý từ một đầu vào I i đến một đầu ra Oj. Đồng
thời một giá trị đầu đề đầu vào α được phiên dịch sang một giá trị đầu đề đầu ra β.
- Ở mọi đường vào và đường ra các giá trị đầu đề là duy nhất, nhưng trên các đường
khác nhau có thể có các đầu đề nh nhau. Từ hình vẽ cho thấy tất cả các tế bào có đầu
đề A ở đường vào I1 đều được chuyển mạch đến đầu ra O 1 và dầu đề của chúng được
phiên dịch ( chuyển đổi) vào giá trị M. Tất cả các tế bào có đầu đề A ở đường vào I n
cũng được chuyển đến O1 nhưng đầu đề của chúng nhận giá trị P.
- Khi hai tế bào ở hai đầu vào khác nhau (I 1 và In) đến chuyển mạch ATM cùng một lúc
và dự định ra cùng một đầu ( O1), chuyển mạch không thể đồng thời đưa ra hai tế bào
này cùng một lúc. Để giải quyết vấn đề này, chuyển mạch phải có bộ nhớ đệm để lưu
giữ các tế bào chưa thể phục vụ. Đây là vấn đề điển hình của chuyển mạch ATM vì
nó phải ghép chung các tế bào một cách thống kê. Nh vậy phải đảm bảo các hàng để
lưu giữ các tế bào ATM dự định đến đồng thời cùng một đầu ra.
Tổng kết lại, ba chức năng cơ bản được thực hiện ở một chuyển mạch ATM là:
- Định tuyến ( chuyển mạch không gian)
- Sắp hàng
- Phiên dịch đầu đề.
Page of 14
19
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Một số thuật ngữ liên quan đến cáu trúc của các chuyển
mạch ATM
Kết cấu ( FABRIC) chuyển mạch:
Kết cấu hay fabric chuyển mạch bao gồm các khối cơ sở cấu thành chuyển mạch được
kết nối theo một cấu hình tôpô đặc biệt. Nh vậy, fabric chuyển mạch được định nghĩa khi
cấu hình tôpô của nó được xác định và khi các khối cơ sở cấu thành chuyển mạch được
định nghĩa.
Khối cơ sở cấu thành chuyển mạch
Khối cơ sở cấu thành chuyển mạch là khối cơ sở để cấu trúc thành một fabric chuyển
mạch. Khối cơ sở này còn được gọi là phần tử chuyển mạch. Các phần tử chuyển mạch
giống nhau sẽ tạo nên một fabric chuyển mạch.
Hệ thống chuyển mạch
là mọi phương tiện để chuyển mạch các tế bào ATM: có thể là phần tử chuyển mạch hoặc
fabric chuyển mạch.
3.2 Các yêu cầu đối với chuyển mạch
Chuyển mạch ATM phải có khả năng phục vụ:
-
Các tốc độ bit khác nhau nh: từ vài Kbit/s đến vài trăm Mbit/s
Tốc độ bit thay đổi hoặc cố định
Trong suốt ngữ nghĩa ( tỷ lệ tổ thất tế bào, tỷ lệ bit lỗi)
Trong suốt thời gian ( trễ, rung pha trễ).
Page of 14
20
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
3.2.1 Tốc độ thông tin
Do tốc độ thông tin của các dịch vụ khác nhau rất khác nhau nên các tổng đài ATM
băng rộng tương lai phải có khả năng chuyển mạch một số lượng lớn các tốc độ thông tin.
Các tốc độ bit này có thể thay đổi từ vài Kbit/s ( điều khiển từ xa) đến hàng trăm Mbit/s
( truyền hình phân giải cao)
3.2.2 Quảng cáo ( Broadcast), Đa phương ( Multicast)
Broadcast được định nghĩa là khả năng cung cấp thông tin từ một nguồn phát đến tất
cả các nơi nhận. Multicast được định nghĩa là khả năng cung cấp thông tin từ một nguồn
phát đến nhiều nơi nhận ( được chọn). Các chuyển mạch ATM trong tương lai phải đảm
bảo cả hai khả năng trên. Các chức năng trên thường cần thiết cho các dịch vụ nh:
- Thư điện tử
- Thâm nhập đến thư viện video
- Phân phối chương trình truyền hình.
Các phương tiện quảng bá, đa phương nói trên có thể không chỉ cần thiết cho một số
đường trung kế đến nhiều thuê bao mà còn cho một số đường thuê bao đến nhiều đường
thuê bao. Chẳng hạn, một thuê bao gửi thư điện tử đến 7 thuê bao khác qua mạng ATM,
hay một thuê bao yêu cầu dịch vụ thư viện truyền hình tại nhà và thuê bao này được đấu
nối đến mạng qua một đường thuê bao ATM của mình ( mạch vòng thuê bao).
3.2.3 Khả năng thực hiện
Khả năng thực hiện của một chuyển mạch STM chủ yếu được đặc trưng bởi thông
lượng, xác xuất chặn nối thông, tỷ số bit lỗi và trễ chuyển mạch. Tuy nhiên
ở môi trường ATM hai thông số quan trọng nữa được đựac trưng là:
- Xác xuất thất lạc các tế bào hay bị đưa nhầm vào các kết nối khác
- Rung pha trễ ( Jitter)
Còng nh ở các chuyển mạch STM, ở các chuyển mạch ATM thông lượng và tỷ lệ lỗi bit
chủ yếu quyết định bởi công nghệ và kích cỡ cuả hệ thống. Bằng cách sử dụng công nghệ
tốc độ cao nh CMOS, BICMOS ( Bigular CMOS) hay ECL ( Emitter Couple Logic), tốc
độ có thể đạt đến hàng trăm mbit/s với tỷ số bít lỗi cho phép. Có thể đạt được thông
lượng cao hơn bằng các cấu trúc tôpô hợp lý.
3.3 Các mô hình chuyển mạch
3.3.1 Các cấu trúc chuyển mạch
Một số kết cấu chuyển mạch hay các fabric chuyển mạch được thực hiện trong các
chuyển mạch hiện thời và tương lai. Một số chuyển mạch sẽ là lai ghép các kết cấu nói
trên, thường thì một kết cấu chuyển mạch lớn sẽ được sử dụng để kết nối một kết cấu
chuyển mạch nhỏ hơn để tạo nên một fabric chuyển mạch chung lớn hơn. Minh hoạ bằng
hình vẽ 12 sau đây
Page of 14
21
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
IC
IC
IC
IC
IC
IC
IC
OC
OC
Hình 12: Một số kết cấu chuyển mạch đơn giản
Mỗi kết cấu được mô tả ở các mặt:
- Độ phức tạp,
- Tốc độ tổng cực đại,
- Khả năng mở rộng,
- Mức độ đảm bảo khả năng đa phương,
- Mức độ chặn và các thuộc tính khác.
IC
Kiểu BUS đơn ở hình 12 là kiểu đơn giản nhất. Nhiều cửa được nối đến một BUS
( BUS này có thể là một tầm mạch nhiều dây song song). Tốc độ tổng của BUS này
thường vào khoảng 1 đến 10 Gbit/s. Cấu trúc này không phức tạp vì chỉ cần giải quyết sự
phân chia BUS kết hợp với chiến lược đệm để điều khiển mức chặn. Đa phương dễ dàng
thực hiện vì tất cả các cửa đều dùng 1 BUS chung.
Chuyển mạch đa BUS mở rộng khái niệm BUS đơn bằng cách sử dụng BUS quảng
bá cho từng cửa vào. Điều này loại bỏ được sự phân chia BUS nhưng lại tăng thêm các
yêu cầu kiểm soát chặn đối với các đầu ra. Nói chung mỗi BUS làm việc ở tốc độ hơi lớn
hơn tốc độ của Card cửa ( từ 100 đến 600 Mbit/s). Độ rộng dải thông chuyển mạch ngang
Page of 14
22
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
bằng với chuyển mạch BUS đơn. Thế hệ cũ của kết cấu này chỉ có thể nhận các tế bào từ
số lượng hạn chế các đầu vào ở cùng một thời điểm để cấu trúc có khả năng mở rộng.
Đối với các chuyển mạch nhỏ, mọi đầu ra có thể nhận đồng thời mọi đầu vào. Một
phương pháp khác là sử dụng trọng tài để đảm bảo rằng cửa ra không nhận đồng thời quá
nhiều tế bào, nhưng điều này đòi hỏi đệm ở đầu vào và tăng thêm độ phức tạp. Kiểu
chuyển mạch này hiển nhiên có khả năng đa phương vì mỗi đầu vào được đấu quảng bá
đến tất cả các đầu ra.
Các kết cấu chuyển mạch tự định tuyến kết cấu bên trong phức tạp hơn. Các chuyển
mạch này không hỗ trợ đa phương, để đạt được khả năng này cần quá trình xử lý đặc biệt.
Nếu mạng tự định tuyến hoạt động cùng tốc độ với các cửa vào thì độ chặn có thể cao.
Một kết cấu tự định tuyến tăng cường thường sử dụng các ma trận bên trong làm việc ở
tốc độ cao hơn hay sử dụng nhiều đấu nối giữa các phần tử chuyển mạch. Bảng 1 sau đây
đưa ra các tổng kết đặc tính của các kết cấu nói trên
Đặc tính
BUS đơn
Đa BUS
Tự định tuyến
Độ phức tạp
Tốc độ tổng cực đại
Khả năng mở rộng
Hỗ trợ điểm đa điểm
Mức độ chậm
Thấp
1 - 10 Git/s
Khó
Tốt
Thấp
Trung bình
1 - 10 Git/s
Dễ hơn
Tốt
Thấp Trung bình
Cao
1 - 200 Gbit/s
Tốt
Kém
Trung bình
Bảng 1: Các đặc tính chuyển mạch ATM
3.3.2 Các phương pháp xếp hàng ở chuyển mạch ATM
Có những phương pháp xếp hàng sau đây ở chuyển mạch ATM:
- Xếp hàng trung tâm ( bên trong).
- Xếp hàng ( queuing) ở đầu vào
- Xếp hàng ở đầu ra
Sau đây đi sâu phân tích từng loại xếp hàng.
Xếp hàng trung tâm
Page of 14
23
Tự định tuyến
tăng cường
Cao
1 - 200 Gbit/s
Tốt nhất
Kém
Thấp
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Hình 13: Chuyển mạch với bộ đệm ở trung tâm
Ở phương pháp xếp hàng này, các bộ đệm cho các hàng không được dành riêng cho đầu
vào hay đầu ra mà dùng chung cho cả hai đầu. Mỗi tế bào đầu vào sẽ được lưu trữ trực
tiếp ở bảng trung tâm. Mỗi đầu ra sẽ chọn tế bào dự định đưa đến nó từ hàng trung tâm
làm việc theo nguyên lý FIFO. Phải đảm bảo rằng các đầu ra biết được các tế bào dự định
đến nó. Việc viết vào đọc ra từ bộ nhớ trung tâm không phải chỉ đơn giản theo nguyên
tắc FIFO, vì các tế bào đến các nơi nhận khác nhau đềi được xếp chung vào một hàng.
Điều đó có nghĩa là bộ nhớ trung tâm có thể được đánh địa chỉ ngẫu nhiên. Tuy nhiên các
hàng lôgic phải tuân thủ nguyên tắc FIFO. Do các tế bào có thể viết vào và đọc ra từ bộ
nhớ ở các vị trí ngẫu nhiên nên cần phải có một bộ phận điều hành bộ nhớ khá phức tạp.
Phương pháp này có ưu điểm là dễ phát triển đến kích thước lớn nhưng có nhược điểm là
khó cung cấp các chức năng khác nh:
- Xếp hàng ưu tiên
- Các bộ đệm lớn và đa phương.
Xếp hàng ở đầu vào
Hình 14 : Chuyển mạch với bộ đệm ở đầu vào
Đối với phương pháp này, vấn đề tranh chấp cùng một khe thời gian ở cùng một cửa của
hai hay nhiều tế bào ở đầu vào được giải quyết ở ngay đầu vào. Mỗi đầu vào được trang
bị một bộ đệm riêng cho phép nó lưu giữ các tế bào cho đến khi lôgic trọng tài quyết định
có thể phục vụ bộ đệm này. Khi này môi trường truyền tải của chuyển mạch sẽ truyền các
tế bào ATM từ các hàng của đầu vào đến đầu ra mà không xảy ra tranh chấp bên trong.
Phương pháp này đơn giản nhưng có nhược điểm là nếu đầu hàng ( Head of Line - HOL)
không thể chuyển mạch được quan chuyển mạch thì tất cả các tế bào sau sẽ bị trễ. Hiện
tượng này được gọi là chặn HOL. Quá trình chặn được miêu tả như sau. Tế bào đầu vào i
Page of 14
24
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
được chọn để đưa ra đầu ra p, nếu ở cùng thời điểm này tế bào đầu vào j cũng dự định
được đưa ra đầu ra p thì nó bị dừng cùng với tất cả các tế bào đứng sau nã trong hàng.
Giả sử tế bào thứ hai trong hàng đầu vào j được dự định đưa ra đầu ra q và đầu ra này
hiện đang rỗi thì tế bào này cũng không thể được phục vụ vì tế bào đứng trước nó bị
chặn. Môi trường truyền tải của chuyển mạch có các hàng ở đầu vào trong khoảng thời
gian một tế bào có thể truyền được p tế bào ( p nhỏ hơn hoặc bàng số đầu vào N cho
phép) từ p đầu vào đến p đầu ra. Mặc dù phương pháp này đơn giản nhưng bị hạn chế
tổng lưu lượng chỉ bằng 50-60% tốc độ cửa vào, nên không phù hợp đối với nhiều ứng
dụng và thường được sử dụng kết hợp với các phương pháp khác.
Xếp hàng ở đầu ra
Hình 15 : Chuyển mạch với bộ đệm ở đầu ra
Phương pháp xếp hàng ở đầu ra dựa trên nguyên tắc các tế bào của các đầu vào khác
nhau dự định đưa đến cùng một đầu ra có thể được chuyển mạch trong khoảng thời gian
một tế bào. Tuy nhiên do mỗi đầu ra chỉ có thể phục vụ một tế bào nên để tránh sự tranh
chấp một bộ đệm được đặt ở mỗi đầu ra của từng phần tử chuyển mạch. Mỗi đầu ra có 1
bộ đệm riêng cho phép nó lưu giữ nhiều tế bào truyền đến trong thời gian một tế bào. Về
nguyên tắc, nhiều tế bào có thể đưa đến đồng thời tất cả các đầu vào dự định kết nối với
một đầu ra. Để không một tế bào nào bị mất trong môi trường chuyển mạch khi đi đến
đầu ra, việc chuyển mạch phải thực hiện ở tốc độ lớn hơn tốc đọ của các đầu vào N lần.
Hệ thống cũng phải có khả năng viết N tế bào vào hàng trong khoảng thời gian một tế
bào. Chuyển mạch này không cần lôgic trọng tài vì tất cả các tế bào đều có thể đến hàng
của mình. Điều khiển hàng thực hiện trên nguyên tắc FIFO.
Ngoài ra, tồn tại phương pháp xếp hàng đầu ra/đệm chung. Về lý thuyết, hai phương
pháp xếp hàng đầu ra và xếp hàng đầu ra/đệm chung là hai phương pháp tối ưu nhất vì
chúng đạt được thông lượng cao nhất với kích thước nhớ đệm cho các tế bào nhỏ nhất.
Thực tế, các chuyển mạch ATM sử dụng kết hợp các phương pháp xếp hàng nói trên.
3.3.3 Thí dụ kết cấu chuyển mạch
Page of 14
25
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Xét chuyển mạch Banyuan làm thí dụ . Mạng chuyển mạch này thuộc loại được gọi là
các mạng kết nối đa tầng ( Multistage Interconnnection Networks- MIN). Kết cấu này
thuộc loại tự định tuyến với các hàng ở đầu ra. Trên hình 13, mạng chuyển mạch bao
gồm 3 tầng, mỗi tầng chứa 4 phần tử chuyển mạch 2x2, các bộ đệm ( các hàng) được đặt
ở đầu ra của mạng. Nguyên lý làm việc của kết cấu chuyển mạch này như sau:
- Trước khi đi vào kết cấu chuyển mạch, cửa ra của một tế bào được xác định bằng các
nhận dạng kênh ảo và đường dẫn ảo. Cửa ra này được xác định bằng nhãn định tuyến
ở dạng cơ số 2 được gắn vào đầu mỗi tế bào.
- Mỗi phần tử của mạng chuyển mạch thực hiện diễn giải 1 bit của nhãn đầu đề như
sau: Nếu bit này bằng "1" thì chuyển mạch tế bào đến đầu ra 1 ( phía trên), còn nếu
bit này bằng "0" thì chuyển mạch tế bào đến đầu ra 0 ( phía dưới).
ình dưới tả đường truyền qua chuyển mạch của hai tế bào có cùng một địa chỉ đầu ra.
Nhãn định tuyến của mỗi tế bào là 100 nên ở tầng thứ nhất của chuyển mạch chúng được
chuyển đến đầu ra 1 của phần tử chuyển mạch, ở tầng thứ hai và thứ ba chúng được
chuyển đến đầu ra 0 của chuyển mạch. Vì hai tế bào này có cùng một đầu ra được xác
định bởi cùng một nhãn định tuyến nên một tế bào phải xếp hàng ở bộ đệm sau tế bào kia
trước khi ra ngoài chuyển mạch.
Hình 16: Thí dụ chuyển mạch ATM
4. Phát triển mạng
4.1 Các phương pháp phát triển mạng
Có nhiều chiến lược và hoạch định khác nhau để đưa các dịch vụ ISDN băng rộng
vào mạng viễn thông công cộng với mục đích cuối cùng là phát triển đến một mạng toàn
cầu cung cấp tất cả các dịch vụ. Để đưa ATM vào mạng, cần quy hoạch mạng tốt khi
Page of 14
26
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
xem xét đến các mạng và các dịch vụ hiện có, tuổi thọ các mạng này cũng nh ảnh hưởng
của chúng lên người sử dụng đầu cuối. Sự phát triển các dịch vụ là vấn đề cơ bản vì mục
tiêu cuối cùng của phát triển mạng là đạt được một mạng phục vụ được tốt các yêu cầu
của khách hàng cần mua nã.
Phạm vi thời gian đưa vào cũng quan trọng. Thời gian phụ thuộc vào khả năng sẵn
sàng của các dịch vụ mới, công nghệ hỗ trợ, các sản phẩm dịch vụ này và điều quan trọng
nhất là nhu cầu đối với các dịch vụ. Nhu cầu này chịu ảnh hưởng mạnh mạnh mẽ của
chính sách cước, đặc biệt đối với các khách hàng nhà riêng hay thương gia nhỏ. Để giảm
sự tăng giá thành đối với cả người sử dụng lẫn nhà khai thác thì cần có một chiến lược
tổng hợp liên kết tất cả các dịch vụ, thiết bị và mạng hiện có.
Một điểm quan trọng nữa là có thể phát triển các phần khác nhau của mạng một
cách riêng rẽ. Chẳng hạn mạng thâm nhập ở một vùng địa lý nào đó có thể phát triển
hoàn thiện đến mục tiêu trước khi mạng quốc gia phát triển đến mục tiêu này, có nghĩa,
tất cả các dịch vụ sẽ được thực hiện bởi các đường thâm nhập ATM, nhưng các dịch vụ
băng hẹp được kết nối bởi các cổng đến của các mạng ATM hiện có.
4.2 Các phương pháp đưa ATM vào mạng
Tồn tại ba phương pháp đưa ATM vào mạng băng rộng:
- Phương pháp thay thế
- Phương pháp ốc đảo
- Phương pháp chồng lấn.
Cần nhấn mạnh rằng mỗi phương pháp chỉ thể hiện giai đoạn đầu đưa ATM vào mạng,
mạng đích là mạng ATM băng rộng liên kết truyền tải tất cả các dịch vụ qua tất cả các
nước. Xét chi tiết qua từng phương pháp đưa ATM vào mạng.
Phương pháp thay thế
Bao gồm việc thay thế tất cả các mạng hiện có trong một vùng địa lý đặc thù bằng mạng
băng rộng. Phương pháp này cần một cổng trong mỗi ốc đảo ATM nối đến các mạng hiện
có xung quanh.
Phương pháp ốc đảo
Bao gồm việc đưa vào mạng ATM mang các dịch vụ băng rộng ỏ một vùng đặc thù
nhưng vẫn duy trì các dịch vụ băng hẹp ở mạng hiện có. Bằng phương pháp này có thể
đưa các dịch vụ băng rộng vào các vùng tài chính chính ở các thành phố trên toàn bộ một
nước mà không cần cản trở các dịch vụ hiện có của chúng. Mặc dù những người sử dụng
ở mỗi vùng có khả năng kết nối băng rộng, nhưng những người khác nhau ở các ốc đảo
khác nhau không có khả năng này và chỉ có thể kết nối đến các mạng băng hẹp qua các
cổng.
Phương pháp chồng lấn
Các dịch vụ băng rộng được cung cấp cho các người sử dụng trên toàn bộ vùng ( trên
toàn bộ quốc gia) chồng lấn lên các mạng hiện có. Phương pháp này cho phép cung cấp
các dịch vụ băng rộng cho nhiều người sử dụng trên một vùng rộng lớn hơn nhưng nó có
thể dẫn đến đường thâm nhập đến chuyển mạch tập trung quá dài.
Page of 14
27
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Tựu chung lại, phương pháp ốc đảo hấp dẫn đối với các hãng khai thác hoạt động trong
môi trường tự do hoá đòi hỏi dẫn đầu trong việc tiếp thị. Phương pháp chồng lấn dễ chấp
thuận bởi các nhà khai thác lấy quan điểm đầu tư cho mạng mình là chủ đạo. Địa lý của
một vùng và tính chất kinh doanh cũng là yếu tố quan trọng. Trong thực tế, có lẽ sẽ sử
dụng kết hợp các phương pháp trên. Chẳng hạn, chồng lấn các bộ nối chéo để đảm bảo
phủ mạng quốc gia cho các "đường thuê" có thể được sử dụng cho giai đoạn đầu cùng với
việc bổ sung các ốc đảo chuyển mạch ATM cho các cuộc gọi khi yêu cầu các dịch vụ
băng rộng tăng.
Để đặt ra chiến lược phát triển mạng người ta thường phân loại khách hàng thành
các nhóm, tương ứng với các nhóm này sẽ có các chiến lược phát triển mạng khác nhau.
Sau đây đề cập chiến lược phát triển mạng cho một số loại khách hàng.
4.3 Cáp quang trong mạng thâm nhập cho khách hàng doanh nghiệp
Đối với các doanh nghiệp nhỏ và khách hàng nhà riêng, nhu cầu thấp nên ta không phân
tích tại đây. Yêu cầu chủ yếu để đưa vào ISDN băng rộng là việc cung cấp một đường
thâm nhập đến khách hàng. Đối với các khách hàng doanh nghiệp vừa và lớn, dự kiến
rằng sẽ cần có một đường nối sợi quang giữa khách hàng và ISDN băng rộng. Đối với
doanh nghiệp lớn, đường này có thể kết nối trực tiếp đến tổng đài nội hạt, nhưng đối với
doanh nghiệp vừa, đường này có thể được nối qua khối kéo xa ( Remote Unit). Sau đây
trình bày ba phương pháp cung cấp các dịch vụ ( cho các dịch vụ hiện có cũng như băng
rộng). Tương ứng với từng phương pháp là cách phát triển đến mạng đích.
Thâm nhập băng rộng cách biệt
Phương pháp này các dịch vụ ISDN băng rộng được cung cấp cho khách hàng trên các
đường thâm nhập cách biệt đến tổng đài nội hạt ATM. Không xảy ra trở ngại gì đến các
dịch vụ hiện có.
Các ưu điểm của phương pháp này:
- Giá khởi đầu thấp
- Sớm thu lợi nhuận
- Phát sinh phần cứng mới tối thiểu
- Không ảnh hưởng lên mạng băng hẹp
- Cho phép sớm đưa vào kết nối ATM đầu cuối đầu cuối
-
Các nhược điểm của phương pháp này:
Liên kết thấp nhất hiữa các dịch vụ hiện có và dịch vụ mới triển khai
Không làm đơn giản việc khai thác và bảo dưỡng mạng
Sau khi đã lắp đặt, khách hàng có thể từ bỏ dịch vụ băng hẹp của mình và chuyển đến
dịch vụ băng rộng.
Thâm nhập ghép kênh
Phương pháp này sử dụng một đường thâm nhập duy nhất đến khách hàng để mang cả
thông tin băng hẹp và băng rộng. Trước khi đưa đến khách hàng lưu lượng tổng được
phân kênh để khách hàng nhận được dịch vụ băng hẹp hiện có. Có hai kỹ thuật ghép
kênh: Ghép kênh quang học ( ở mức vật lý) và ghép kênh ATM ( ở lớp ATM).
Với phương pháp ghép kênh quang, các dịch vụ băng hẹp và băng rộng sẽ đựoc
truyền ở các bước sóng khác nhau trên sợi quang của đường truyền thâm nhập. Có thể coi
Page of 14
28
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
rằng kỹ thuật này rất gần với thâm nhập cách biệt. Nếu phân kênh được thực hiện tại
hãng khai thác thì khách hàng không biết đây là kiểu thâm nhập cách biệt hay ghép kênh.
Với ghép kênh ATM, tất cả các dịch vụ sẽ được truyền tải bằng ATM và lưu lượng
băng hẹp được phân tách trước khi đưa dến khách hàng. Thiết bị ghép kênh trong trường
hợp này phải thực hiện sự thích ứng cần thiết để truyền tải các dịch vụ băng hẹp ở ATM.
Phương pháp này gần với đích hơn phương pháp ghép kênh quang vì có thể thay thế thiết
bị phân kênh ở đầu cuối tổng đài bằng một đấu nối kết hợp đến tổng đài ATM như là một
bước tiến trên lộ trình phát triển.
Ưu điểm:
- Giá thành khởi đầu trung bình
- Thu lợi nhuận nhanh
- Sớm đưa vào kết nối ATM đầu cuối đầu cuối
- Bắt đầu đơn giản hoá quản lý và khai thác mạng.
Nhược điểm:
- Đối với ghép kênh, việc biến đổi vào ATM đối với băng hẹp có thể gây ra các vấn đề
liên quan đến trễ.
Thâm nhập dịch
Vào thời điểm đang xem xét đưa vào các mạng ATM, có thể sẽ có thiết bị tại nơi khách
hàng sử dụng ATM. Phương pháp này chủ ý cung cấp cho khách hàng sử dụng đầy đủ
nhất thiết bị ATM tư bằng cách cung cấp thâm nhập đầy đủ đến tổng đài ATM. ở thâm
nhập này các dịch vụ băng hẹp và ATM đều được truyền tải, thâm nhập đến các mạng
hiện có được bảo đảm bằng các cổng giữa các mạng này và mạng ATM. Phương pháp
này có thể là sự phát triển của phương pháp khác Ýt toàn diện hơn hay nó có thể là
phương pháp của chính nó.
Ưu điểm:
- Đây là mạng đích
- Mang lợi nhuận cực đại
- Linh hoạt nhất đối với khách hàng
- Đơn giản hoá nhất trong khai thác và bảo dưỡng đối với thâm nhập của khách hàng.
Nhược điểm:
- Giá thành ban đầu cao vì cần có các cổng đến các mạng không phải ATM và các giao
tiếp giữa thiết bị ATM và không ATM
- Mạng ATM phải đảm bảo ngay chất lượng dịch vụ để phù hợp với các dịch vụ hiện
có và phải đảm bảo mức tin cậy cao.
4.4 Các khách hàng nhà riêng và phân bố lưu lượng
Việc cung cấp dịch vụ cho khách hàng tại nhà riêng tạo cơ hội cung cấp các dịch vụ
mới để tăng thêm lưu lượng và thu nhiều lợi nhuận hơn. Nhưng đồng thời cũng nảy sinh
các vấn đề cần giải quyết: phải đảm bảo các dịch vụ mới này ở một giá thành cho phép,
phải cạnh tranh với các dịch vụ hiện có. Các yếu tố cổ vũ cho việc đưa vào các dịch vụ
mới tốc độ bit cao cho khách hàng nhà riêng:
- Xã hội thịnh vượng đến tăng thu nhập
Page of 14
29
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
-
Tăng số người sử dụng phương pháp làm việc từ xa
Giảm giá thành nhờ các tiến bộ kỹ thuật và sự tiết kiệm khi đã đảm bảo ISDN băng
rộng cáp quang cho khách hàng
- Các quyết định chính trị để cải thiện hạ tầng viễn thông cho khách hàng nhà riêng.
Một điều đáng ghi nhớ là khách hàng sẽ trả tiền cho dịch vụ chứ không phải cho mạng, vì
thế cần nghĩ ra các dịch vụ hấp dẫn có thể cung cấp ỏ giá cả chấp nhận được. Thành phần
chính trong giá thành cung cấp dịch vụ băng rộng cho khách hàng nhà riêng là giá thành
của mạng thâm nhập, vì thế vấn đề quan trọng là phải có các biện pháp kinh tế cho mạng
thâm nhập. Khi bàn về phương pháp thâm nhập cần sử dụng, cần phải xem xét kiểu dịch
vụ cần truyền tải, đặc biệt là độ rộng dải thông. Bảng 2 sau đây miêu tả chi tiết hơn phân
tích này.
Độ rộng băng tần nhỏ
Độ rộng băng tần
dùng chung
Cáp quang đến vỉa hè
Mạng cáp quang thụ động
Độ rộng băng tần lớn
Độ rộng băng tần
dùng riêng
Cáp quang trực tiếp
Hình sao lôgic
Bảng 2: Các kiểu thâm nhập
Ở mạng cáp quang thụ động ( Passive Optical Network - PON) sử dụng phương pháp
ghép kênh phân chia theo thời gian và đa thâm nhập phân chia theo tần số trên một sợi
quang dfng chung từ tổng đài đến điểm phân phối, nơi mà bộ chia nhánh sẽ phân chia
đến khách hàng.
Có thể sử dụng nguyên lý mạng quang thụ động ( PON) để phân phối các dịch vụ
băng rộng ( Broad Band Optical Network - BPON) để phân phối các dịch vụ băng rộng.
Ở mạng này các dịch vụ băng hẹp tương tác được truyền tải trong độ rộng dải thông
( trên cùng một bước sóng) dùng chung của mạng quang thụ động băng hẹp và các dịch
vụ phân bố ( một chiều) được truyền tải trên một bước sóng riêng sử dụng kỹ thuật ghép
kênh quang. Về bản chất, BPON vẫn là quan điểm đồng bộ.
Việc thay thế phương pháp TDMA bằng công nghệ ATM sẽ phù hợp hơn cho việc
kết hợp các dịch vụ vào ATM băng rộng. Đây là biện pháp hấp dẫn cho việc sớm đưa vào
ATM đến các khách hàng nhà riêng và doanh nghiệp nhỏ. Luồng tế bào 155 Mbit/s hay
622 Mbit/s được truyền quảng bá từ tổng đài đến các thiết bị đầu cuối của khách hàng. Ở
hướng ngược lại cần có một giao thức đàm phán để từng đầu cuối có thể truyền được các
tế bào của mình, quá trình này được định thời sao cho chỉ có một luồng tế bào duy nhất
được tạo ra ở đường về. Giao thức ATM có ưu điểm là mặc dù toàn bộ dải thông vẫn
dùng chung cho các khách hàng, nhưng việc Ên định dải thông không cần cố định, ở một
thời điểm định trước một khách hàng có thể được dành nhiều dải thông hơn. Nhờ vậy, có
thể sử dụng các dịch vụ tương tác băng rộng hơn. Tuy nhiên chiến lược này có thể dẫn
đến giới hạn nếu nhiều khách hàng đòi hỏi độ rộng dải thông lớn hơn ở một thời điểm
nào đó.
Phương pháp lý tưởng nhất là có mạng kết nối sợi quang hình sao từ các khách hàng
đến các khối kéo xa hay tới tổng đài nội hạt. Phương pháp này sẽ cung cấp cho khách
hàng nhiều độ rộng dải thông nhất và cho phép thâm nhập đến mọi dịch vụ. Nhược điểm
của phương pháp này là đắt tiền. Tuy nhiên tiến bộ công nghệ của cáp quang có thể dẫn
đến giải pháp quan trọng này. Ở phương pháp này, một mạng hình sao lôgic trên một cấu
Page of 14
30
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
trúc vật lý hình cây có thể được phát triển từ mạng quang thụ động dùng chung băng tần
bằng cách bổ sung thêm các bước sóng cho các khách hàng cần băng tần riêng khi nhu
cầu này xuất hiện.
Bằng cách sử dụng công nghệ hiện có với khoảng cách bước sóng vào khoảng 2nm
có thể phục vụ được khoảng 30 khách hàng với bước sóng riêng trên cả hướng đi lẫn
hướng về để cung cấp thâm nhập cho các dịch vụ tương tác 155 Mbit/s trên một cây sợi
quang. Với sự phát triển của công nghệ quang, con số này có thể đạt được tới 60 khách
hàng. Các dịch vụ phân phối vẫn tiếp tục được cung cấp trên các bước sóng riêng sử
dụng chung cho tất cả các khách hàng ở cây này. Ở hướng về, các bộ lọc dạng lưới được
đặt ở phía tổng đài, ở hướng đi, các bộ lọc này có thể được đặt ở phía kết cuối mạng.
MSC HN
Hanoi
IT
network
Router
ATM node
1E1
MSC DN
2E1
ATM
node
Router
1E1
IT
network
Danang
ATM node
HÖ thèng truyÒn dÉn/
nÐn kªnh ATM gi÷a 3 Trung t©m
Tp HCM
MSC
Page of 14
Router
31
IT
network
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Fig 1
Hình 17 Sơ bộ cấu hình kết nối của dự án ATM.
CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRIỂN
KHAI DỊCH VỤ TRUYỀN SỐ LIỆU TỐC ĐỘ CAO GPRS TRÊN MẠNG
GSM
1. Hiện trạng mạng lưới, sự cần thiết đầu tư:
Mạng thông tin di động MobiFone được xây dựng trên cơ sở công nghệ GSM,
thường xuyên được nâng cấp, mở rộng nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường và sự
phát triển công nghệ trên thế giới. Về mặt công nghệ, mạng GSM hoàn toàn hội đủ
điều kiện để tiến hoá lên các thế hệ thông tin di động 2,5G (GPRS/EDGE) và 3G
Page of 14
32
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
(IMT2000) mà vẫn khai thác tối đa tài nguyên sẵn có của mạng lưới, tận dụng tối
đa hiệu quả của thiết bị đã đầu tư.
Việc đầu tư hệ thống GPRS là thực sự cần thiết nhằm từng bước triển khai hệ
thống thông tin di động thế hệ thứ 3 trên mạng. Đây cũng là xu hướng tất yếu mà
các nhà khai thác thông tin di động phải thực hiện nhằm giữ vững thị trường và
tăng cường khả năng cạnh tranh.
Một số lợi Ých của GPRS được tóm tắt như sau:
• Giảm chi phí đầu tư: Một trong những giải pháp tốt tối ưu về mặt công nghệ
của mạng GSM là có khả năng cung cấp các dịch vụ số liệu di động cao cấp
(truyền số liệu với tốc độ cao) mà không phải xây dựng một mạng hoàn toàn
mới. Thông qua việc triển khai GPRS, nhà khai thác dịch vụ có thể nâng cấp
hệ thống GSM của minh tiến tới hệ thống thông tin di động thứ 3 - 3G. Bởi
GPRS cho phép cùng tồn tại song song với mạng GSM, tận dụng tối đa khả
năng và nguồn tài nguyên rỗi của thiết bị hiện có trên mạng GSM.
• Tính cước mềm dẻo và linh hoạt: Sau khi triển khai GPRS, việc tính cước sử
dụng dịch vụ của khách hàng có thể dựa trên nguyên tắc theo thời gian truy cập
hệ thống (như phương pháp tính cước truyền thống) hoặc dựa trên nguyên tắc
tính theo dung lượng dữ liệu được truyền thông qua hệ thống, hoặc có thể kết
hợp cả hai phương pháp. Điều này làm cho dịch vụ thông tin di động càng trở
nên hấp dẫn khách hàng, không những đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ tốc độ
cao của khách hàng mà còn cung cấp khả năng lựa chọn về phí sử dụng dịch
vụ sao cho phù hợp của khách hàng. Đó chính là tính mềm dẻo và linh hoạt
trong phương án tính cước sử dụng dịch vụ mới mà GPRS hỗ trợ.
• Nâng cao doanh thu và lợi nhuận: Bằng việc triển khai GPRS, một số các dịch
vụ mới sẽ ra đời như:
+ Truy nhập mạng nội bộ Intranet: Email/fax, truy nhập cơ sở dữ liệu
công cộng, cơ sở dữ liệu cá nhân...
+ Truy nhập Internet: Truy nhập WEB; Tin tức; Thương mại điện tử.
+ Truyền hình ảnh.
+ Giải trí.
+ Nhắn tin.
Page of 14
33
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Thông qua GPRS, nhà cung cấp dịch vụ đã tạo ra một cơ hội tốt để mang lại
các nguồn thị trường mới cho mình. Từ đó có thể nâng cao doanh thu và kèm
theo đó là nguồn lợi nhuận mới cho mình.
2. Kết luận:
Trên cơ sở những phân tích ở trên, có thể nói rằng GPRS là thực sự cần thiết và là
xu hướng, là con đường đi tất yếu hướng tới 3G của các nhà khai thác thông tin di
động GSM.
II.
Quy mô, phương án đầu tư
1. Dung lượng và phạm vi cung cấp dịch vụ GPRS
• Dung lượng dự kiến thiết kế hệ thống như sau:
+ Tại Hà Nội : 2,000 thuê bao.
+ Tại Thành phố Hồ Chí Minh: 5,000 thuê bao.
+ Tại Đà Nẵng: 1,000 thuê bao.
• Lưu lượng sử dụng trung bình của 1 thuê bao GPRS là 2Kb/s.
• Tỷ lệ người sử dụng GPRS trên giờ bận là 10%.
2. Hệ thống GPRS:
• SGSN tại ba trung tâm Hà nội, Đà nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu
ban đầu là cung cấp dịch vụ GPRS cho các thành phố lớn, thị xã và thị trấn.
• 01 cổng GGSN tại Hà nội để kết nối tới SGSN tại Hà nội, Đà nẵng và Thành
phố Hồ Chí Minh.
• 01 Charging Gateway để tính cước dịch vụ GPRS.
• 01 hệ thống quản lý & khai thác.
• Thiết lập mạch vòng truyền dẫn ATM giữa GGSN và các nút SGSN. Theo cấu
hình dự kiến, GGSN sẽ được đặt tại Hà nội và được kết nối tới các SGSN tại
các trung tâm trên các tuyến truyền dẫn ATM. Để đảm bảo an toàn cho các kết
nối số liệu, mạch vòng truyền dẫn ATM giữa Hà nội – Thành phố Hồ Chí
Minh và Đà Nẵng được thiết lập. Cụ thể là:
# 01 thiết bị đầu cuối ATM tại Hà nội.
# 01 thiết bị đầu cuối ATM tại Đà nẵng.
Page of 14
34
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
# 01 thiết bị đầu cuối ATM tại Thành phố Hồ Chí Minh.
Cấu hình thiết bị ATM như sau:
-
8 cổng giao tiếp E1 đầu ra (sau nén)
-
6 cổng Ethernet 10BaseT.
-
8 cổng V35/X25.
-
32 cổng giao tiếp E1 đầu vào.
-
Phần mềm quản lý và giám sát hệ thống truyền dẫn.
Giải thích chức năng các phần tử:
• SGSN: có chức năng định tuyến gói số liệu trong vùng phục vụ của nó.
Một thuê bao GPRS có thể được phục vụ bởi một SGSN trên mạng tuỳ
vào vị trí định vị của thuê bao.
• GGSN: có chức năng giao tiếp với các hệ thống GPRS khác hoặc mạng
Internet/Intranet... Một số chức năng của GGSN gồm:
+ Định tuyến.
+ Fire wall.
+ Gateway/Security.
Cả hai chức năng SGSN và GGSN đều tạo ra các bản ghi cước CDR.
• Quản lý và khai thác O&M: có chức năng quản lý và giám sát hoạt động
của toàn bộ hệ thống.
• Charging Gateway: Tiếp nhập các bản ghi cước từ SGSN, GGSN. Sử lý
và tổng hợp cước đối với từng trường hợp sử dụng. Giao tiếp với các hệ
thống tính cước.
Page of 14
35
Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE
Tp Ho Chi Minh
Hanoi
VDC
Internet
PSTN
MSC-HN
(STP)
2-4200
IPC=4-xxxx
WAP
MAP
ISUP
INAP
Da nang
MSC/HLR/VLR
(STP)
2-5130
HCM
Danang
VDC
Internet
PSTN
PSTN
MAP
ISUP
INAP
MAP
ISUP
INAP
HCM
HN
DN
HN
G-MSC1B
(STP/SCCP)
2-8201
IPC=4-xxxx
WAP
MAP
HLR
HLR/RCP
4202
BSC1-3,7
BSC1
BSC1
BSC4-6
BSC1B
MSC3
82 xx
MSC2
82 xx
MSC1
82 xx
MSC4
82 xx
BSC3
BSC2
BSC1
BSC4
Gb
Gb
SGSN
Gb
SGSN
SGSN
ATM trasmision
Charging
Gateway
HLR
82 xx
Domain
Name
Server
IPnetwork
network
IP
Internet/Intranet
Internet/Intranet
GGSN
Application
Server
(WEB, Mail)
Radius
Server
H×nh 1: Gi¶I ph¸p kÕt nèi GPRS cho m¹ng MobiFone
Hình 18 :Giải pháp kết nối cho mạng mobifone
Page of 14
36
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
3
Nâng cấp hệ thống mạng GSM để có khả năng kết nối GPRS:
hình 1 :giải pháp kết nối cho mạng mobifone
• Trang bị bổ xung chức năng quản lý các gói số liệu trên mạng PCU
(Package Control Unit).
• Nâng cấp phần mềm cho NSS và BSS để hỗ trợ kết nối GPRS.
• Bổ xung chức năng PCU cho các BSC trên mạng. PCU là chức năng
bổ xung tại BSC phục vụ cho kết nối số liệu dạng gói giữa thuê bao và
SGSN. Chuẩn giao tiếp là Gb.
Để có thể mở rộng khả năng triển khai dịch vụ GPRS về sau, ban đầu khi
triển khai hệ thống GPRS sẽ đồng thời tiến hành thử nghiệm trên cả hai
dải tần GSM900 và GSM1800.
4
Kết nối:
Đối tác trúng thầu GPRS có trách nhiệm triển khai dự án theo phương
thức "Turnkey", chịu hoàn toàn trách nhiệm trong việc kết nối giữa hệ
thống GPRS và mạng GSM hiện có.
III. Chuyển vùng trong GPRS
1. Giới thiệu về chuyển vùng trong GPRS
Khi GPRS lần đầu tiên được giới thiệu người ta hy vọng rằng việc chuyển vùng
của GPRS cũng diễn ra một cách tương tự như chuyển vùng trong hệ thống
GSM.Tuy nhiên GPRS cũng tạo ra một số thách thức cần được giải quyết trước
khi việc chuyển vùng được thực hiện.
Có hai giải pháp cơ bản trong việc chuyển vùng đối với GPRS .Người sử dụng
có thể thông qua mét gateway dể kết nối mạng hiện có với mạng ngoại vi .Nếu
người sử Giới thiệu về GPRS
dụng muốn truynhập internet hoặc mạng intranet
trong một công ty có
tuy nhiên nếu người sử dụng muốn truy cập mạng intranet mà không cần
sự có mặt của một gateway
Với mục đích đó cần thiết có một kết nối IP giữa mạng home và mạng
mạng GPRS .mục đích chính khi chuyển vùng GPRS là kết nối IP cần được thiết
lập giữa mạng GPRS và mạng home home network.Hiệp hội về GSM đã tạo ra
một số hướng dẫn cho mạng xương sống .Mạng xương sống cần sử dụng các địa
chỉ IP công cộng để công cộng không có nghĩa là công cộng đối vói mạng
internet.
Mạng xương sống giũa các PLMN cần được giữ như là một mạng tư nhân
có nghĩa là không có bất cứ mmột kết nối nào với mạng internet.
37
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
Cũng giống như kênh thuê riêng sẽ tạo ra một đường xương sống giũa
các nhà khai thác hặc một mạng nhỏ kết nối một vài nhà khai thác lại với
nhau.Khi số lượng bạn hàng trong việc roaming tăng lên thì kênh thuê riêng này
có thể được thay thế bơỉ một mạng Backbone quốc tế mạng này được tạo ta bởi
một vài IP carrier được gọi là GRX(GPRS roaming exchange ) hay gọi là tổng
đài di động GPRS.
IP network được coi là có cấu trúc mở hơn nhiều mạng điện thoại truyền
thống khiến cho nó có thể dễ dàng bị tấn công hơn so với các mạng điện thoại
truyền thống.thế có nghĩa là việc bảo mật là rất quan trọng trong việc thiết kế
mạng và dịch vụ.là rất quan trọng trong việc thiết kế mạng và dịch vụ.Mức bảo
mật cần được giữ trong mạng xuơng sống quốc tế trong một số trường hợp việc
truy nhập cần được thực hiệ thông qua một tổng đài cổng vào home network để
bảo đảm mức độ bí mật.
Trong mạng GPRS sẽ có nhiều chế độ giá cả ví dụ như dụa trên cơ sở
thời gian chất lượng âm thanh độ ổn định hoặc kết hợp của các vấn đề trên.
trong trường hợp chuyển vùng visited network cần có một chế độ giá cả
khác nhau tuỳ theo cách cư xử của người sử dụng .
Rất khó khăn để giải thích cho khách hàng về giá cả sử dụng cao nếu như
nếu như thoả thuận chuyển vùng và việc định giá giữa các nhà khai thác không
được hoàn thành một cách đúng dắn.
Chuyển vùng là khả năng dể sử dụng một tạm di động trong một mạng
tạm trú dó là một trong những thành công của hệ thống GSM.
Khi GPRS được giới thiệu thì mỗi một người đêu hy vọng và đòi hỏi rằng
chuyển vùng của GPRS sẽ điễn ra như chuyển vùng trong mạng GSM.
ngày nay.Tuy nhiên đối với nhà khai thác GPRS /GSM có nhiều thách
thức dặt ra trước mắt .Một ví dụ là trong mạng IP backbone mới của việc kết nối
tất cả các nhà khai thác GPRS theo cách như trong mạng báo hiệu số 7 ngày
nay.Tài liệu này liên quan dến việc chỉ ra rằng nhà khai thác cần đánh địa chỉ để
chuẩn bị cho việc chuyển vùng của GPRS .
2.Kịch bản chuyển vùng của GPRS:
Trong GPRS có hai viễn cảnh mới cho việc chuyển vùng . Thứ nhất là sử
dụng một tổng đài cổng đối với mạng ngoại vi như là GGSN trong mạng thường
trú thứ hai là sử dụng một GGSN trong mạng tạm trú . Giải pháp thú nhất có ngụ
ý là các luồng của người sử dụng được định tuyến đến mạng thường trú thông
qua mạng xương sống IP quốc tế hặc mạng xuơng sống giữa các PLMN.
Cả hai viễn cảnh đều có các ưu và khuyết điểm nhất định và có thể được
sử dụng cho các mục đích khác nhau .
Sau đây là một số tranh luận về việc khi nào thì phù hợp để sử dụng
chúng .
2.1 Home GGSN
Khi sử dụng home GGSN các luồng luôn được sử dụng cùng một tổng đầi
cổng giữa các mạng GPRS và các mạng ngoại vi ví dụ các luồng có thể được
hướng ra ngoài khỏi mạng GSM theo cùng một phương thức.Mạng GPRS nhìn
theo cách nhìn của người sử dụng giống như một ống dài từ thiết bị đầu cuối tới
tổng đài cổng thế có nghĩa là kênh GPRS luôn được kết thúc tại một điểm mà tại
38
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
đó không cần quan tâm dến vấn đề là người sử dụng đang ở trên mạng nào .Thế
có nghĩa là người sử dụng được đấu nối thông qua một bức tường lửa, home
server để đảm bảo dịch vụ của người sử dụng sẽ hoạt động một cách bình
thường (ngoại trừ khái niệm chất lượng của dịch vụ có thể được tuỳ thuộc thay
đổi tuỳ theo các loại mạng khác nhau ).
Nếu người sử dụng truy cập mạng intranet mà được đấu nối với mạng
GPRS họ cần sử dụng GGSN trong mạng thường trú nơi mà mạng intranet được
kết nối tới.hoặc sử dụng GGSN trong mạng tạm trú để nối tới cùng một mạng
intranet.Trường hợp thứ hai có nghĩa là mạng intranet có local presence và được
đấu nối tới GGSN trong mạng tạm trú .
Thậm chí người sử dụng nếu chỉ muốn truy cập Internet thông qua dịch
vụ WAPcó thể cần được định tuyến thông qua mạng HOME GGSN.
Nguyên nhân là ở chỗ giữa GGSN và mạng internet mỗi nhà khai thác
GPRS luôn luôn cógiải pháp bảo mật riêng bịêt sử dụng FIRE wall proxies hay
gateway.
Mỗi giải pháp đều có sự liên quan đến dịch vụ mà họ đang sử dụng
ví dụ ví dụ một vài bức tường lửa được sử dụng để bảo vệ cho một luồng
ICQ(ICQ là một chương trình chat thông dụng).
Bằng cách sử dụng GGSN thường trú người sử dụng có thể cùng một
lúc có thể sử dụng chương trình đó hoặc không thể nó luôn dẩm bảo quyền truy
nhập vào cổng chinh như là cổng WAP.
2.2 GGSN tạm trú
Loị điểm chính của việc sử dụng GGSN tạm trú là không cần sử dụng
mạng xương sông giữa các PLMN.Thế có nghĩa là nó bảo tồn được dung luợng
của mạng xương sống ,dung lượng mà nhà khai thác GPSRcần phải trả tiền thuê
kênh .và bằng cách đó giá thành khai thác sẽ được giảm thiểu nếu ta sử dụng
GGSN tạm trú .
việc sử dụng GGSN tạm trú cũng có thể tạo ra khả năng tối ưu trong việc
định tuyến khi mà việc định tuyến thông qua mạng thường trú có thể tránh
được.Trombone có khả năng tạo ra những trễ không cần thiết trong mạng mà ta
có thể tranh được trong tương lai khi sử dụng dịchvụ UMTS thời
gian thực. Sử dụng GGSN tạm trú có khả năng giảm thiêu được sự truy
nhập tới các cổng nội vùng với các thồng tin về nhà hàng mua sắm cũng như
thông tin về du lịch khi ta có thể sử dụng các phương pháp truy cập
nội vùng khác nhau thông qua các cổng nội vùng hay là các đường trục
nội vùng.
Sự bất lợi của dịch vụ này có thể khác nhau tuỳ theo từng mạngvà người
sử dụng cần biết tên của gateway (APN) để đấu nôi tới .Tuy nhiên ta cũng có thể
sử dụng cùng một APN trong một vài mạng khác nhau.
.1.2.1 Chuyển vùng đốivới ISP
Khi truy cập vào một GGSN tạm trú ,một mạng ngọai vi có thể là một
mạng INTRANET của người sử dụng ,ta có thể sử dụng cùng một ISP hay là
một ISP mới. Nếu mạng ngoại vi truy nhập là một hợp nhất giứa các intranet thì
mạng intranet sẽ thực hiện quá trình nhận thực .
Mạng ngoại vi sẽ đưa ra cho người sử dụng các giải pháp sau:
Visited ISP
39
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
Multihomed ISP
Proxy ISP
Nếu mạng ngoại vi có thể truy nhập vào mạng tạm trú thì một ISP mà
người sử dụng không có một chút liên hệ nào với nó và ISP mà cho phép người
sử dụng truy cập vào mạng internet mà không cần quá trình nhận thực nào được
gọi là visited IPS roaming.
Ta cũng có thể sử dụng cùng một ISP giông như khi người sử dụng sử
dụng nó trong mạng giia đình .và được gọi là multihomed ISP .ISP này có các
gateway với hệ thống GPRS và mạng của nó trong một vài mạng GPRS của
người sử dụng.Người sử dụng có thể nhận thực nó theo cùng một cách như là
trong mạng gia đình và được gọi là một multihoned ISP .Mét ISP loại này có
thể sử dụng local GGSN cho các khách hàng của nó cũng như dể tối ưu hoá việc
định tuyến và tăng khả năng thực hiệnkhi mà ta có thể tránh được quá trinh
TROMBON.
Giải pháp cuối cùng được gọi là PROXY ISP.Giải pháp roaming của nó
cũng giống như GSM/GPRS.
Người sử dụng home ISP có sự thoả thuận với các ISP trong mạng tạm
trú mà việc nhận thực được thực hiện trong mạng thường trú .
3. Đánh địa chỉ và gán tên
Trong GPRS một vài việc đánh địa chỉ và tên logic được sử dụng với các
mục đích khác nhau.Việc đánh tên và địa chỉ cần được sự đồng ý của các bạn
hàng trong việc chuyển vùng dể tránh được việc xung đột trong việc đánh địa chỉ
.Hiệp hội GSM và ETSI dã đưa ra một số chế độ mà trong đó nhà khai thác
GPRS cần phải sử dụng các tên và địa chỉ đó .
Chế độ địa chỉ này bao gồm địa chỉ IP cho các node trong mạng xương
sống intra PLMN và inter PLMN .Cấu trúc tên logic và cho các node của mạng
xương sống GGSN,SGSN,và DNS server)và cấu trúc tên của gate way cho các
mạng ngoại vi.
3.1 Tên của điểm truy cập
Tên của điểm truy cập được sử dụng dể chỉ ra một mạngngaọi vi mà co
thể là một mạng intranet hay là một IPS hoặc truy cập tới một cổng truy cập
WAP. APN chỉ ra điểm kết cuối của kênh truy cập mà GPRS cungcấp cho
người sử dụngví dụ như đường ống có thể dược thiết lập giữa các thiết bị dàu
cuối GPRS và người sử dụng mạng intranet khi đó APN có thể là tên của mạng
intranet kết cuối của dường ống trong trường hợp này sẽ là một gate way tới
mạng intranet .
Mỗi mét GGSN chứa một vài gateway tới các mạng ngoại vi khác nhau ví
dụ như tới các điểm truy cập dịch vụ ,APN cần phải được chấp nhận bởi tất cả
các bạn hàng trong việc chuyển vùng ví dụ như trong cộng đồng của tất cả các
nhà khai thác GPRS, như một cổng giao tiếp trong mạng home khi chuyển vùng,
mạng
tạm trú có thể có khả năng đặt APN trong mạng thường trú
3.1.1Cấu trúc tên
APN được xây dựng dựa trên tên miền internet và có thể chứa hai phần
địa chỉ của mạng và địa chỉ của nhà khai thác
40
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
địa chỉ của mạng thường được gửi tới mạng bởi thiết bị đầu cuối hoặc
được đưa vào mạng bởi người sử dụng hoặc từ cấu hình dặt trước của thiết bị
đầu cuối một cách khac ID của nhà cung cấp dịch vụ thường được thêm vào bởi
SGSN.
ID của người sử dụng chỉ ra cho nhà khai thác GPRS vị trí của gateway
và bao gồm ba phần dựa theo cấu trúc sau:
mnc.mcc. GPRS
Trong đó MCC là: mã của mạngdi động
MCC là :mã di dộng của nước
cả hai đều được đưa ra bởi IMS[03.03]
.mnc.mcc.GPRS
NetworkID
Operator ID
Network ID chỉ ra mạng ngoại vi và có cùng một tên miền như là tên miền
internet phụ thuộc vào tổ chức mà sử dụng mạng ngoại vi đó ví dụ như
ERICSSON.COM.Một nhà khai thác dịch vụ GPRS có thể cho phép một ID của
một mạng kết thúc bởi một tên miền của nhà khai thác ví dụ như
eicson.com.vodafone.co.uk.việc đó có thể tạo ra sự phức tạp đối với cáckhách
hàng những người sử dụng việc định tuyến tối ưu và sử dụng GGSN tạm trú để
truy cập intranet họ có thể sử dụng local gate way để tối ưu hoá định việc tuyến
và tăng hiệu quả thực hiện.
Một ví dụ khác nữa của Multihohed ISP nếu như chỉ có một tên miền của
mạng ngoại vi được sử dụng ,khách hàng có thể lụa chọn sử dụngcùng một
network ID trong tất cả các mạng GPRS và bằng cách đó truy nhập tới cổng nội
vùng mà không cần phải thay đổi cấu hình tên của điểm truy cập trong các thiết
bị đàu cuối .
Nếu như việc đó không đạt kết quả ví dụ như mạng tạm trú không có một
APN nào có cùng một tên như vậy thì SGSN gắn thêm một ID mạng
của nhà khai thác vào đó .
ngược lại nếu sử dụng cổng nội vùng không được yêu cầu thì mạng ngoại
vi cần một số chỉ số trên ID của mạng để hợp nhấp chúng ví dụ như
gateway1.ericsson.com hoặc sweden.ericsson.com.Như một sự lưa chọn thiết bị
đầu cuối có thể gửi mã APN với cả ID của mạng và ID của người sủ dụngnhà
khai thác dịch vụ trong nước có thể ngăn cản các khách hàng trongviệc sử dụng
VGGSN bằng cách sử dụngVPLMNbàng cách đánh dấu cờ tronmg HLR khiến
cho ta co thể ngăn cản khách hàngchuyển vùng sử dụng GGSN trong mạng
PLMN tạm trú.
32Tên điểm truy cập dịch vụ
Nếu như ID của mạng chỉ chứa một trường chúng ta cần phải tính đến
việc
chóng ta cần phẩi tính đến tên điểm truy cập dịch vụ được đưa ra trong
[SE.20] để đưa ra mét kinh nghiệm tương tự như trong diểm truy cập dịch vụ
trong toàn bộ mạng mà cung cấp chúng.nếu như người sử dụng chuyển vùng toí
một mạng mà không dược hỗ trợ bởi một APN thì GGSN của mạng tạm trú sẽ
được sử dụng thay thế cho dường rut lui.
41
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
nếu như mạng trong nước khong cung cấp dịch tên điểm truycập dịch vụ
thì người sử dụng không thể sử dụng chúng .
Ví dụ như tên điểm truy cập dịch vụ có thể trong tương lai được thực hiện
thông qua truy cập internet và truy cập WAP.
3.2 Địa chỉ IP
Trong GPRS địa chỉ IP cần đượcđánh địa chỉ trong tất cả các node của
mạng xương sống (ví dụ như GGSN,SGSN,DNS,vv) cũng như thiết bị đầu cuối
của người sử dụng.Trong mạng back boncác địa chỉ công cộngcần được sử dụng
và hiệp hội GSM đã làm việc cùng với các nhà hoạch định chính sách intenet để
đưa ra một chiến lược chung và chính sách đó được chấp thuận bởi cộng đồng
người sử dụng Internet.
3.2.1 Đánh địa chỉ IP công cộng và tư nhân
chóng ta có hai loại địa chỉ IP công cộng và tư nhân Việc đánh tên và địa
chỉ xác định thẩm quyền trên tất cả các địa chỉ còn trống sử dụng trên internet.
Nã bao gồm địa chỉ IP (trong tương lai việc xác định thẩm quyền )
sẽ được cấp phát bởi Iternet Corporation for Assigned name and
number)ICCAN
IANA chỉ ra các địa chỉ internet còn trống cho các nhà cung câp internet
địa phương (regional internet register) RIPE,ARIN(north and south America)
cũng như APNIC(ASIA- PACIPHIC).Các địa chỉ IP công cộngtạo ra các
khoảng trống trong mạng INTERNET.Và các địa chỉ đó được sử dụng một cách
tự do .
Mục đích chính của việc đánh địa chỉ đó làcho phép việc thông tin từ đàu
cuối dến đàu cuối thôngqua mạng intenet.Mạng internet chỉ nhậ thức được các
địa chỉ IP công cộng và nó chỉ có thể định tuyến các địa chỉ công cộng.
mục đích thứ hai là để cho phép thông tin có thể đấu nối với các mạng
intranet tư nhân.
Một phần của nguồn địa chỉ đã được chiếm dụng bởi mạng mà không có
sự kết nối nào tới mạng internet công cộng.
Các địa chỉ trong phạm vi này có thể được sử dụng bởi bất kỳ một người
nào đấy trong mạng loại này vàvà ta không có sự liên kết nào giữa mạng này và
mạng internet.Khi các địa chỉ này được sử dụng một cách tự do thì nó phụ thuộc
vào người sử dụng chúng để chắc chán rằng chúng hợp nhất với mạng hiện tại
mà họ đang sử dụng.
Nếu mạngvới các địa chỉ riêng cần được đấu nối tới các mạng ngoại vi thì
một thiết bị gọi là NAT(network adreess translator :bộ chuyển đổi địa chỉ mạng )
cần được sử dụng trong việc kết nối giữa các mạng.
Một bản đồ các NAT hoặc một vài địa chỉ riêng biệt hướng về phía mạng
công cộng và thực hiện việc chuyển đổi địa chỉ của nguồn và đích đối với các
gói đi qua.
3.2.2Địa chỉ IP cho GPRS hoặc cho đường xương sống giữa các
mạngPLMN:
Hiệp hội GSM đã quyết định rằng địa chỉ công cộng cần được sử dụng cho
GPRS là mạng xương sống IP quốc gia.
Nguyên nhân dằng sau quyết định này là
42
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
-
Nó đảm bảo tính duy nhất của tất cả các địa chỉ đã vàđang
được sử dụng.
Nó đảm bảo tính hợp nhất của các địa chỉ nếu như tiêu chuẩn
chuyển vùng được thiết lập giữa các mạng IP xương sống trong
tương lai
Rất dễ dàng trongviệc sử dụng mạng xương sống cho các luồng
khác nhau hơn là trong các luông GP như là báo hiệu sỗ bảy
qua mạng IP, hoặc là truy cập dữ liệu thông qua các thiết bị
xách tay.
Nếu mộtnhà khai thác cần sử dụng các địa chỉ riêng trong đường trục xương
sống nội bộ thì họ cần vẫn cần phải được thông tin về các địa chỉ công cộng của
họ cho các bạn hàng trong việc chuyể vùng.Với mục đích đó NAT cần được sử
dụng trong các BG để chuyển các địa chỉ riêng biệt nội vùng thành các địa chỉ
công cộng.
Vấn đề là ở chỗ NAT bao gồm:
-Một số thông điệp GTP kể cả các địa chỉ IP của SGSN và GGSNthế có
nghĩa là NAT cần phải hiểu GTP để chuyển đổi các địa chỉ đó.
các sản phẩm đó không tồn tại ngày nay và cần được nghiên cứu và phát
triển trong tương lai.
-Yêu cầu của DNS sẽ đi từ cả hai phía :internal và external node
- Nếu như IP sec được sử dụng thì nó cà ohải được tiến hành một
cách cẩn thận trong tất cả các node nếo không sẽ dẫn dến hỏng
kết nối nếu như việc biên dịch các địa chỉ do sự không phù hợp
khi kiểm tra hoặc dẫn tới việc biên dịch các địa chỉ không thể
thực hiện được(bởi vì các địa chỉ dã được mật mã hoá).
- Tuy nhiên cần phải thấy rằng các điều kiệ trên chỉ co hiệu lực
với các node mà cần đánh địa chỉ bởi mạng ngoại vi.
- Các node khác trong mạng như routers ,thiết bị O&M có thể
sử dụng các địa chỉ riêng biệt.
- 3.2.2.1 Yêu cầu đối với RIPE và IANA
Cũng như nơi cấp thẩm quyền đăng ký internet chóng ta có thể
quản lý các địa chỉ IP bằng hiệp hội GSM, mà làm việc gắn liền
với RIPE và các tổ chức khác để quản lý nguồn tài nguyênđịa chỉ
IP trong mạng xương sống giữ các PLMN.Hiện nay có một vấn
đề là các địa chỉ IP công cộng hầu hết phù hợp cho việc sử dụng
trong đuờng xương sống .Trên cơ sở đó hiệp hội GSM dưa ra một
chế đọ địa chỉ cho các PLMN backbone với địa chỉ IP công cộng
cần dược sử dụng trong tất cả các node mà cần tới việc thông tin
với các node khác trong các mạng PLMN khác ví dụ GSN,DSN.
Thông qua thử nghiệm ta có thể chỉ ra rằng nhà khai thác GPRS có
thể đòi hỏi khoảng 2000 địa chỉ ỉptong mạng BACKBONE.
Tuy nhiên hầu hết các nhà khai thác chỉ co thể đạt tới dưói 100.Và
chúng ta cần biết rằng thế có nghĩa là trong trường hợp xấu nhất là
có 400 lần 2000=800 000 địa chỉ cần dến thì vẫn còn xa so với số
43
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
liệu mà được dề cập đến tại tháng 3 năm 2000(17-33 triệu địa chỉ
cần đến trong vòng hai tháng ).
Thủ tục bình thường cho các địa chỉ IP ứng dụng trongamngj
xương sống PLMN nghĩa là cho tất cả các đề nghị khác trong
trường hợp địa chỉ IP công cộng .Các nhà khai thác GPRS có thể
sử dụng các địa chỉ IP sẵn có (việc dăng ký cần phải được cập
nhật dựa theo việc sử dụng các địa chỉ mới ).
Mạng xương sống giữa các PLMNcó khả năng để đáp ứng các đòi
hỏi đó.
3.2.3 Các địa chỉ đầu cuói IP
Trong GPRS ( và trong UMTS) Mỗi thiết bị đầu cuối cần một địa
chỉ IP để có thể liên lạc với nhau.Các địa chỉ đó có thể được Ên
định một cách dộng hoặc tĩnh.
Do sự thiếu các địa chỉ IP công cộng nên các địa chỉ tĩnh có thể
không được sử dụng
thậm chí kể cả khi các địa chỉ động được sử dụng thì số lượng các
địa chỉ công cộng cũng không đủ.Thế có nghĩa là hầu hết các
người sử dụng sẽ sử dụng các địa chỉ tư nhân và nhà khai thác
GPRS sẽ sử dụng NAT và PROXY để có thể có làm cho một vài
người sử dụng dùng chung một địa chỉ công cộng .
Làm thế nào để giải quyết vấn đề đó phụ thuộc vào từng nhà khai
thác và giải pháp tốt hơn sẽ đưa dến dịch vụ tốt nhất cho người sử
dụng.
các thông tin phụ có thể tìm thấy trong [IP addr] có thể đạt được
tại trung tâm thông tin củahiệp hôi GSM.
hay là tại IREG và GPRSWP.Trong hầu hết các trường hợp
chuyển vùng người sử dụng có thể sử dụng địa chỉ IP của nhà khai
thác .
Trong tương lai khi số lượng các thiết bị đàu cuối GPRS và UMTS
tăng lên và chất lượng dịch vụ ngày càng hoàn hảo sự cần thiết của
các địa chỉ IP sẽ tăng lên và hiệp hội GSM sẽ phải mất nhiều công
sức để đảm bảo rằng việc triển khai dịch vụ 3G sẽ không bị chậm
do thiếu địa chỉ IP.
4. Mạng xương sống giữa các PLMN
Như đã mô tả ở trên việc chuyển vùng giữa các nhà khai thác
GPRS
sẽ đòi hỏi một kết nối IP giữa các nhà khai thác nếu như GGSN
trong mạng home network cần được sử dụng đến .Điều đó là hoàn
toàn mới mẻ đối với cộng đồng GSM.
Ngày nay hệ thông báo hiệu số bảy được sử dụng nhưng trong
tương lai hệ thống mạng IP sẽ được sử dụng ngày càng nhiều hơn.
Mạng xương sống GPRS quốc tế sẽ là một trong các mạng IP
phức tạp nhất để có thể thực hiện các nhiêm vụ dặc biệt.Nó sẽ đưa
ra một loạt các đòi hỏi mới đối với nhà khai thác dịch vụ truyền tải
dựa trên công nghệ IP.
44
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
Nó có nghĩa là mạng backbon giữa các PLMN sẽ phát triển lên
thành mạng back bone giữa các nhà khai thác GPRS hơn là phát
triển từ đầu.Kết nối đầu tiên giữa các nhà khai thác GPRS có thể
là một kết nối được chỉ định từ trước giữa hai hoặc ba nhà khai
thác .hơn là một mạng lớn .
Hiệp hội GSM hiện nayđang cố gắng để thiết lập một mạng
backbone giữa các PLMN một cách càng sớm càng tốt. Tuy nhiên
hiệp hội GSM sẽ không chạy mạng này một cách cưỡng Ðp việc
có sử dụng mạng đó hay không phụ thuộc vào nhu cầu tự nhiên
của thị trường.
4.1 Sự lựa chọn:
Về cơ bản có hai khả năng kết nối giữa các nhà khai thác internet
- Kết nối trực tiếp giữa các nhà khai thác GPRS
- Thiết lập một mạng chuyển vùng của GPRS
Kết nối trực tiếp có thể được coi như một giải pháp tạm thời để
thực hiện kết nối IP giữa các nhà khai thác .Trong thời kỳ dài hơn
mạng chuyển vùng GPRS như được mô tả trong hình 4.2 cần được
tính đến .Kết nối trực tiếp có thể đưựoc sử dụng ngay từ đàu khi
mà tổng số các kết nối là nhỏ .Tuy nhiên tổng số lượng các kết
nối tăng lên cân xứng với bình phương của số lượng người chuyển
vùng .Một kết nối trực tiếp có thể thực hiện được thông qua một
đường ống riêng biệt thông qua mạng IP công cộng(việc bẩo mật
được thực hiện một cách nghiêm mật). thông qua kênh thuê riêng
trực tiếp (FR,ATM hoặc IP/PPP)hay là thông qua mạng dữ liệu
riêng ảonhư là một dịch vụ phụ trên kênh thuê riêng đó.
4.2 Mạng chuyển vùng GPRS
Trong hiệp hội GSM , một khuyến nghị đối với vai trò của mạng
back bon quốc tế được đưa ra [IR 34] . Này tương tự như hình
mẫu của thế giới ngày nay.Một vài nhà cung cấp dịch vụ truyền tải
và cung cấp các luồng cho các khách hàng của họ.Nhưng họ cũng
trao đổi các luồng giữa bản thân họ sao cho khách hàng của mạng
này có thể trao đổi thông tin với khách hàng mạng khác.Các nhà
khai thác tạo ra các mức dịch vụ khac nhauvới từng loại khách
hàng .thế có nghĩa là khách hàng chỉ cần có một thoả thuận với
một nhà khai thác và nhà khai thác này sẽ có những thoả thuận cần
thiết với các nhàkhai thác dịch vụ khác.Một nhà khai thác truyền
tải các dịch vụ IP dạt đến các đòi hỏi đó gọi là GRX(GPRS
Roaming Exchange).
oprerator.Mạng backbone sẽ định tuyến tất cả các luồng dựa theo
các thông tin định tuyến thông qua giao thức BGP-4.Tất cả điều đó
phụ thuộc vào các bức tường lửa của người sử dụng khi kết nối tới
boder gateway để block một luồng mà không cần thiết bởi nhà
khai thác ví dụ như các luồng không từ các bạn hàng trongviệc
chuyển vùng hoặc các luồng trong cùng một NODE.
45
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
Cấu trúc của GPRS backbone. Như được đưa ra bởi hiệp hội GSM.
Một số lợi thế của giải pháp GRX
Một nhà khai thác GPRS không cần phải kiến tạo ra một kết
nối cho tất cả các bạn hàng trong việc chuyển vùng thay bởi 10
hay 100 kết nối riêng biệt nhà khai thac có thể bắt đàu giớo thiệu
các dịch vụ chuyển vùng với số lượng các bạn hàng chuyển vùng
với một kết nối tới các tổng đài chuyển vùng GPRS.
Một nhà khai thác GPRS có thể lựa chọ để bắt đàu voí các kết nối
chất lượng thấp và dung lượng thấp tới các GRX và nâng cấp nó
tới một mức cao hơn khi mà điều kiện kinh tế có khả năng thực
hiện được.
IV. Yêu cầu kỹ thuật, công nghệ.
1. SGSN
• Tuân thủ theo khuyến nghị GSM 03.60 các chức năng sau phải được
hỗ trợ bởi SGSN:
+ Attach/Detach và quản lý lưu động thuê bao (Mobility
Management).
+ Tìm gọi thuê bao GPRS.
+ Cập nhật HLR...
+ Quản lý chuyển giao giữa các SGSN.
• Chức năng an toàn bảo mật chống truy nhập trái phép tại SGSN.
Ngoài ra SGSN phải có cơ chế nhận thực đối với thuê bao.
• Giao diện kết nối với các hệ thống SMS cho phép thuê bao gửi và
nhận tin nhắn. Trao đổi giữa SGSN và MS tuân theo khuyến nghị
GSM 04.11.
• Kết nối báo hiệu giữa SGSN với HLR/MSC/VLR trên giao diện MAP
V3.
• Quản lý các trạng thái thuê bao trên SGSN:
o Trạng thái nghỉ: thuê bao không kết nối GPRS. SGSN không cần
cập nhật số liệu của thuê bao và coi thuê bao là ở trạng thái nghỉ.
o Trạng thái kết nối, không truy nhập (Standby): thuê bao ở chế độ
chờ dữ liệu.
46
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
o Trạng thái sẵn sàng: Sẵn sàng để trao đổi thông tin số liệu trên
GPRS.
2. GGSN
• GGSN phải hỗ trợ các tính năng sau:
+ Kết nối số liệu dạng gói.
+ Quản lý các phiên kết nối số liệu.
+ Quản lý tài nguyên hệ thống.
+ Ghi cước.
+ Quản lý cấu hình.
+ Quản lý bảo mật.
+ Chống lỗi và bảo dưỡng.
3. PCU
• Dung lượng bộ đệm.
• Khả năng tương thích khi triển khai EDGE.
PCU là chức năng bổ xung cho BSC để kết nối với SGSN. PCU sẽ được
trang bị bởi các hãng cung cấp BSC mà cụ thể là ERICSSON ở miền
Nam và miền Trung, Alcatel ở miền Bắc.
4. OMC.
• Giao diện đồ hoạ với người sử dụng.
• Quản lý cảnh báo và bảo dưỡng. Thời gian lưu cảnh báo tối thiểu là 7
ngày.
• Quản lý cấu hình hệ thống.
5. Các giao diện.
• Tuân thủ các khuyến nghị của ETSI về chuẩn giao tiếp GPRS.
• Kết nối vật lý giao diện IP trên E1 và Ethernet 10/100 Mbps
• Cho phép định nghĩa tới 150,000 hướng trong bảng định tuyến
Internet.
47
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
6 Thiết bị đầu cuối ATM để kết nối SGSN và GGSN.
• Tuân thủ các tiêu chuẩn GSM được nêu trong khuyến nghị của
ETSI/GSM Technical Specification.
• Các thiết bị, phần tử chức năng của hệ thống phải hoạt động theo các
tiêu chuẩn ITU liên quan.
• Tương thích và Kết nối được với hệ thống mạng viễn thông, GSM
hiện có.
• Tương thích và đáp ứng các công nghệ và dịch vụ GPRS, EDGE.
• Có khả năng tương thích với việc phát triển thế hệ điện thoại di động
thứ 3 (3G): Nó phải đảm bảo khả năng tương thích với các giao diện
IMT2000 khi kết nối với các chuyển mạch ATM của mạng TTDĐ.
• Cổng kết nối mạng tin học, các mạng X25, frame relay.
• Truyền tín hiệu DTMF.
• Tối thiểu 6 cổng kết nối Ethernet 10/100 Base T.
• Hỗ trợ Ethernet over ATM.
• Thiết lập các kênh trong suốt: Cho phép khả năng cài đặt các kênh
trong suốt, không bị tác động bởi mã ho các kênh tín hiệu báo hiệu
SS7 giữa SGSN và các HLR trên mạng.
• Hệ thống giám sát, quản lý cho truyền dẫn ATM:
+ Tương thích với tiêu chuẩn ITU về mạng quản lý. X11R5: cho
phép tích hợp với các hệ thống quản lý mạng hiện có. Phục vụ quản
lý và điều hành tập chung.
+ Cho phép tối đa 255 phiên truy nhập đồng thời qua mạng
LAN/WAN.
V.
khái toán kinh phí đầu tư.
1. Tổng mức đầu tư:
Tổng khái toán kinh phí:
4,220,000.00 USD
(Bằng chữ: Bốn triệu hai trăm hai mươi ngàn Dollar Mỹ).
Qui đổi theo tỷ giá 1 USD = 15.200 VND thì tổng mức đầu tư tương
đương là:
48
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
64.144.000.000V
ND
(Sáu mươi tư tỷ, một trăm bốn mươi bốn triệu đồng chẵn)
Chi tiết cụ thể như bảng sau:
STT
Khoản mục chi phí
Khái toán (USD)
1
SGSN, GGSN, OMC, Charging
Gateway
2,500,000
2
PCU cho 3 BSC miền Nam và 1
BSC Đà nẵng
640,000
3
PCU cho 3 BSC miền Bắc
480,000
4
Mạch vòng truyền dẫn ATM để kết
nối SGSN và GGSN.
600,000
Tổng cộng
4,220,000
2. Nguồn vốn:
-
Sử dụng nguồn vốn do VMS/CIV đóng góp theo BCC
V I kế hoạch thầu.
Việc thực hiện dự án được chia thành 4 gói thầu như sau:
• Gói thầu 1: Gồm hệ thống GPRS với các chức năng SGSN, GGSN,
OMC, Charging Gateway và dịch vụ lắp đặt kết nối.
• Gói thầu 2: Trang bị bổ xung chức năng PCU cho 3 BSC miền Nam
và 1 BSC miền Trung.
• Gói thầu 3: Trang bị bổ xung chức năng PCU cho 3 BSC miền Bắc
• Gói thầu 4: Trang bị thiết bị đầu cuối ATM tại Hà nội, Thành phố Hồ
Chí Minh và Đà nẵng để kết nối giữa các SGSN và GGSN.
ST
T
1
Tên gói thầu
Hệ thống GPRS với các
Kinh phí
2 500 000,00
USD
49
Hình thức
lựa chọn
nhà thầu
loại hợp đồng
Đấu thầu
Hợp đồng
Thời gian
thực hiện
Quí II
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
2
3
4
chức năng SGSN, GGSN,
OMC, Charging Gateway
và dịch vụ lắp đặt, kết nối
Trang bị bổ xung chức
năng PCU cho 3 BSC tại
miền Nam và 1 BSC
miền Trung
Trang bị bổ xung chức
năng PCU cho 3 BSC
miền Bắc
Trang bị thiết bị đầu cuối
ATM tại Hà Nội, Thành
phố Hồ Chí Minh và Đà
Nẵng
hạn chế
chìa khoá trao tay năm 2002
640 000,00
USD
Mua sắm trực
Hợp đồng
Quí II
tiếp của
chìa khoá trao tay năm 2002
ERICSSON
480 000,00
USD
Mua sắm trực
Hợp đồng
Quí II
tiếp của
chìa khoá trao tay năm 2002
ALCATEL
600 000,00
USD
Đấu thầu
hạn chế
Hợp đồng
Quí II
chìa khoá trao tay năm 2002
VII.kết luận.
Qua phân tích về kinh tế kỹ thuật nhận thấy việc đầu tư thiết bị để triển
khai dịch vụ GPRS trên mạng thông tin di động GSM MobiFone là cần thiết và
đem lại hiệu quả kinh tế. Triển khai thành công dịch vụ GPRS cũng là góp phần
đẩy nhanh việc xây dựng hạ tầng Viễn thông của Việt Nam bắt kịp các nước tiến
tiến trên thế giới và cũng là thực hiện ý kiến chỉ đạo của Lãnh đạo Tổng cục Bưu
điện cũng như Tổng Công ty Bưu chính - Viễn thông Việt Nam: "Đi tắt, Đón
đầu".
50
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
Chương III:Mô hình triển khai chi tiết cho ATM và GPRS
trên mạng
51
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
3.1 Triển khai ứng dụng GPRS trên mạng VMS-MOBIFONE.
Tp Ho Chi Minh
Hanoi
VDC
Internet
PSTN
PSTN
MSC-HN
(STP)
2-4200
IPC=4-xxxx
WAP
MAP
ISUP
INAP
MAP
ISUP
INAP
Da nang
MSC/HLR/VLR
(STP)
2-5130
HCM
Danang
VDC
Internet
PSTN
MAP
ISUP
INAP
HCM
HN
DN
HN
G-MSC1B
(STP/SCCP)
2-8201
IPC=4-xxxx
WAP
MAP
HLR
HLR/RCP
4202
BSC1-3,7
BSC1
BSC1
BSC4-6
BSC1B
MSC3
82 xx
MSC2
82 xx
MSC1
82 xx
MSC4
82 xx
BSC3
BSC2
BSC1
BSC4
Gb
Gb
SGSN
SGSN
ATM trasmision
Charging
Gateway
GGSN
Gb
SGSN
Domain
Name
Server
network
IPIPnetwork
Internet/Intranet
Internet/Intranet
Application
Server
(WEB, Mail)
Radius
Server
H×nh 1: Gi¶I ph¸p kÕt nèi GPRS cho m¹ng MobiFone
3.1.Triển khai ứng dụng ATM trên mạng VMS-MobiFone
52
HLR
82 xx
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
H a n o i - H C M C ity - D a N a n g
A T M s o lu tio n
H N M SC
W o r k s ta tio n (s )
S e rv e r (s )
E th e rn e t
G PR S
S G S N /G G S N
E th e rn e t
1 0 /1 0 0 M b s
C is c o 4 7 0 0
A T M S w itc h
H A N O I
E
1
Leased Lines:
5 x E1
2E
1
G P R S
S G S N /G G S N
D anang
E
1
A T M s w itc h
D N M S C
E th e rn e t
1 0 /1 0 0 M b
C is c o 4 7 0 0
E th e rn e t
H C M C
A T M S w itc h
W o r k s ta tio n (s )
S e rv e r(s )
E th e rn e t
1 0 /1 0 0 M b /s
C is c o 4 7 0 0
G PR S
S G S N /G G S N
E th e rn e t
W o r k s ta tio n (s )
H C M M SC s
(0 3 )
S e rv e r(s )
N o te :
- C u r re n tly ,
120 O hm G
- C u r re n tly ,
u s in g P D H
a ll in t e r f a c e s t o t h e M S C s in l lu s t r a t e d a b o v e a r e E 1
703
th e IP tr a ffic is c o n n e c te d th o u g h th e b a c k b o n e s
m u ltip le x e r .
CÁC TỪ VIẾT TẮT
A
Tiếng Anh
Tiếng Việt
3GPP
Third-generation Partnership Project
Dự án hội nhập thế hệ 3
8-PSK
AMR
8-phase-shift Keying
Adaptive Multirate
API
Application Program Interface
Điều chế dịch pha 8 pha
Đa tốc độ thích nghi
Giao diện trình ứng dụng
ATM
Asynchronous Transfer Mode
B
53
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
BICC
Bearer Independent Call Control
Điều khiển cuộc gọi tải độc lập
Call Detail Record
Customer Relationship Management
Bản ghi chi tiết cuộc gọi
Quản lý quan hệ khách hàng
Digital Subscriber Line
Đường thuê bao sè
EFR
Enhanced Circuit-switched Data
Enhanced Data Rates for Global
Evolution
Enhanced full-rate
Dữ liệu chuyển mạch nâng cao
Tốc độ dữ liệu nâng cao thích
ứng tiến hoá toàn cầu
Tốc độ nâng cao
EMS
Enhanced Messaging Services
Dịch vô tin nhắn nâng cao
GERAN
GSM/EDGE Radio Access Network
GIF
GMM
GPRS
GSN
Graphic Interchange Format
GPRS Mobility Management
General Packet Radio Services
GPRS Support Node
Mạng truy nhập vô tuyến
GSM/EDGE
Khuôn dạng trao đổi đồ hoạ
Quản lý mềm dẻo GPRS
Dịch vụ truyền gói vô tuyến
Nút mạng hỗ trợ GPRS
C
CDR
CSR
D
DSL
E
ECSD
EDGE
G
H
H..263
ITU standard for video compression
( coding) for video-conferencing and
video -telephony applications
Hypertext transfer protocol
High-speed Downlink Packet-data Access
Tiêu chuẩn ITU cho nén ảnh,
ứng dụng cho hội nghị truyền
hình và điện thoại truyền hình
Thủ tục truyền siêu văn bản
Truy nhập dữ liệu gói đường
xuống tốc độ cao
IMAP
Internet Message Access Protocol
IMT-2000
International Mobile
Telecommunications-2000
Internet Protocol
International Telecommunication UnionTelecommunications Standardization
Sector
Thủ tục truy nhập tin nhắn qua
Internet
Viễn thông Di dộng quốc tế
2000
Thủ tục Internet
Liên hiệp viễn thông quốc tế Viện tiêu chuẩn viễn thông
HTTP
HSDPA
I
IP
ITU-T
J
54
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
JPEG
Joint Photographic Experts Group
Tổ chức chuyên gia ảnh đồ hoạ
M
MIDI
Musical Instrument Digital Interface
MIME
Multipurpose Internet Mail Extension
MMS
MMS-C
MMSE
MPEG
MP3
Multimedia Messaging Services
MMS Center
MMS Environment
Moving Picture Experts Group
MPEG layer-3
Giao diện số cho dụng cụ âm
nhạc
Mở rộng đa mục đích cho
Internet Mail
Đa dịch vụ nhắn tin
Trung tâm MMS
Môi trường MMS
Tổ chức chuyên gia ảnh động
P
PCU
PDU
POP3
PS
Packet Control Unit
Protocol Data Unit
Post Office Protocol 3
Packet-switched
Khối điều khiển gói dữ liệu
Khối dữ liệu thủ tục
Thủ tục Internet
Chuyển mạch gói
Quality of Srervice
Chất lượng dịch vụ
Routing Area
Radio Access Network
RAN Application Part
Radio Link Control
Radio Network Controller
Vùng định tuyến
Mạng truy nhập vô tuyến
Phần ứng dụng RAN
Điều khiển kết nối vô tuyến
Bộ điều khiển mạng vô tuyến
Serving GPRS Support Node
Synchronized Multimedia Intergration
Language
Simple Mail Transfer Protocol
Simple Network Management Protocol
Synchronization Markup Language
Nút mạng hỗ trợ dịch vụ GPRS
Ngôn ngữ tích hợp
multimedia đồng bộ
Thủ tục truyền mail đơn giản
Thủ tục quản lý mạng đơn giản
Ngôn ngữ đánh dấu đồng bộ
Transmission Control Protocol
Thủ tục điều khiển truyền dẫn
UMTS Mobility Management
Universal Mobile Telecommunications
System
Quản lý mềm dẻo UMTS
Hệ thống Viễn thông Di dộng
Tổng hợp
Q
QoS
R
RA
RAN
RANAP
RLC
RNC
S
SGSN
SMIL
SMTP
SNMP
SyncML
T
TCP
U
UMM
UMTS
55
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
UTRAN
UMTS Terresrial Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến mặt
đất UMTS
Virtual Private Network
Mạng riêng ảo
Extensible Markup Language
Ngôn ngữ đánh dấu có khả
năng mở rộng
WAP
WAV
Wireless Application Protocol
Windows Audio Volume
WBMP
W-CDMA
Wireless Bitmap
Wideband code-division Multiple Access
WSP
Wireless Session Protocol
Thủ tục ứng dụng vô tuyến
Dung lượng âm thanh trên nền
Windows
Bitmap vô tuyến
Đa truy nhập dải rộng phân
chia theo mã
Thủ tục chia vô tuyến
V
VPN
X
XML
W
TÀI LIỆU THAM KHẢO
GSM to 3G Migration – Aspira from Motorola – Steve Dubberstein, Director of
3G Engineering, Asia Pacific Telecom Carrier Solutions Group - 2000
GSM Evolution towards 3rd Generation Systems – Zoran Zvonar, Peter Jung,
Kal Kammer – 2000
Third generation technologies – Gwenn Larsson – 1998
GSM Technical Specification – ETSI TC-SMG – 1996
Mobile Communications Design Fundamentals – William C.Y.Lee – 1999
Wireless Digital Communications – Dr.Kamilo Feher – 1995
Ericsson Review - The Telecommunications Technology Journal 3/2001.
3GSM World Focus 2002. Published by Mobile Communications. Part of
Informa Telecoms Group.
56
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền
số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSM/VMS
Mobile Communications- International. The future of wireless 2/2002.
Mobile Communications- International. The future of wireless 5/2002
Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống dữ liệu viễn thông phục vụ cho mạng
thông minh IN – Nguyễn Hữu Dũng, Nguyễn Thức Kiên – 2000
Motorola Data & GPRS – 1998.
57
[...]... 1E1 MSC DN 2E1 ATM node Router 1E1 IT network Danang ATM node HÖ thèng truyÒn dÉn/ nÐn kªnh ATM gi÷a 3 Trung t©m Tp HCM MSC Page of 14 Router 31 IT network Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE Fig 1 Hình 17 Sơ bộ cấu hình kết nối của dự án ATM CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT TRIỂN KHAI DỊCH VỤ TRUYỀN SỐ LIỆU TỐC ĐỘ CAO GPRS TRÊN MẠNG GSM 1 Hiện trạng mạng lưới, sự... cần thiết đầu tư: Mạng thông tin di động MobiFone được xây dựng trên cơ sở công nghệ GSM, thường xuyên được nâng cấp, mở rộng nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường và sự phát triển công nghệ trên thế giới Về mặt công nghệ, mạng GSM hoàn toàn hội đủ điều kiện để tiến hoá lên các thế hệ thông tin di động 2,5G (GPRS/ EDGE) và 3G Page of 14 32 Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE (IMT2000)... cho phép truyền tải từ 1.5 Mbit/s đến 8 Mbit/s trên đôi dây thoại xoắn hiện có trong khoảng cách từ 1.5 km đến 5 km Công nghệ này được gọi là ADSL ( đường dây thuê bao không đối xứng) Page of 14 14 Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE - Các kỹ thuật xử lý số và điều chế cho phép truyền tải tốc độ từ 15 Mbit/s đến 50 Mbit/s trên một kênh TV tương tự có dải thông 6 Mhz ở mạng cáp... đối với chuyển mạch Chuyển mạch ATM phải có khả năng phục vụ: - Các tốc độ bit khác nhau nh: từ vài Kbit/s đến vài trăm Mbit/s Tốc độ bit thay đổi hoặc cố định Trong suốt ngữ nghĩa ( tỷ lệ tổ thất tế bào, tỷ lệ bit lỗi) Trong suốt thời gian ( trễ, rung pha trễ) Page of 14 20 Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE 3.2.1 Tốc độ thông tin Do tốc độ thông tin của các dịch vụ khác... ưu về mặt công nghệ của mạng GSM là có khả năng cung cấp các dịch vụ số liệu di động cao cấp (truyền số liệu với tốc độ cao) mà không phải xây dựng một mạng hoàn toàn mới Thông qua việc triển khai GPRS, nhà khai thác dịch vụ có thể nâng cấp hệ thống GSM của minh tiến tới hệ thống thông tin di động thứ 3 - 3G Bởi GPRS cho phép cùng tồn tại song song với mạng GSM, tận dụng tối đa khả năng và nguồn tài... ISDN băng rộng vào mạng viễn thông công cộng với mục đích cuối cùng là phát triển đến một mạng toàn cầu cung cấp tất cả các dịch vụ Để đưa ATM vào mạng, cần quy hoạch mạng tốt khi Page of 14 26 Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE xem xét đến các mạng và các dịch vụ hiện có, tuổi thọ các mạng này cũng nh ảnh hưởng của chúng lên người sử dụng đầu cuối Sự phát triển các dịch... đến một Server hay mét Router ( hình 7) Page of 14 11 Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE Hình 7: Cấu HUB,SWITCH,ROUTER trúc mạng sử dụng Các HUB bậc cao nhất thường được chọn là cấu trúc trụ cột xây dựng trên cơ sở ATM và đảm bảo tốc độ truy nhập cao đến các tài nguyên nh: Router hay các chuyển mạch Nếu một người sử dụng được bổ sung, thay đổi hay chuyển chỗ từ một văn phòng... dụ về mạng Campus được cho ở hình 9 Page of 14 13 Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE Hình 9: Thí dụ mạng Campus 2.2 Video theo yêu cầu ( VOD- Video on Demand) 2.2.1 Khái lược: Ngày nay, truyền hình là phương tiện truyền thông mở rộng nhanh hơn điện thoại và máy tính cá nhân Một trong số các dịch vụ là cung cấp nhiều kênh TV hơn ở mạng truyền hình cáp ( CATV), người sử dụng. .. queuing) cho các tế bào ATM trước khi đưa nó ra ngoài Chức năng sắp hàng là chức năng quan trọng của các chuyển mạch ATM Tập trung/Ghép kênh Page of 14 18 Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE Khái niệm ghép kênh ATM muốn nhấn mạnh đến sự hội nhập thống kê các kênh ảo ATM khác nhau vào một luồng ATM Khi nói tới tập trung, muốn nhấn mạnh sự giảm số đầu vào đến một lượng nhỏ hơn.. .Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng MOBIFONE Một số chuyển mạch còn đảm bảo chuyển đổi giao thức, mô phỏng LAN và kết nối mạng ảo ATM HUB HUB là thiết bị trung tâm để kết nối các trạm trong mạng LAN theo cấu hình topo dạng sao bằng các đôi dây xoắn ( một đôi dây cho phát và một đôi dây cho thu) Hình 7 cho thấy chức năng tập trung các đường dây, phân đoạn và quản lý mạng mà ... địa công cộng cần sử dụng cho GPRS mạng xương sống IP quốc gia Nguyên nhân dằng sau định 42 Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPRS mạng TTDĐ... khai thác dịch vụ truyền tải dựa công nghệ IP 44 Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPRS mạng TTDĐ GSM/VMS Nó có nghĩa mạng backbon PLMN... kênh GPRS kết thúc điểm mà 38 Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPRS mạng TTDĐ GSM/VMS không cần quan tâm dến vấn đề người sử dụng mạng
Ngày đăng: 02/10/2015, 10:10
Xem thêm: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSMVMS , Nghiên cứu ứng dụng công nghệ truyền dẫn ATM và công nghệ truyền số liệu tốc độ cao GPRS trên mạng TTDĐ GSMVMS , Dung lượng và phạm vi cung cấp dịch vụ GPRS, Tổng mức đầu tư: