TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰCKHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

MÔN: MẠNG TRUY NHẬP

ĐỀ TÀI: Giao diện V5

Giảng viên hướng dẫn : thầy Ngọc Lớp : D7 – ĐTVT 1 Nhóm thực hiện : Nhóm 2

NĂM HỌC 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰCKHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁOMÔN: MẠNG TRUY NHẬP

ĐỀ TÀI: Giao diện V5

Nhóm 2: Lớp D7 – ĐTVT 1 1. Trần Trung Đức (Nhóm trưởng) 2. Trần Thanh Hải 3. Trần Văn Hoan 4. Nguyễn Đăng Khánh 5. Lê Thị Linh

Giảng viên hướng dẫn : thầy Ngọc

Năm học 2015

LỜI MỞ ĐẦU

2

Công nghệ viễn thông đã và đang phát triển một cách như vũ bão. Mạng viễn thông ngày càng có khả năng cung cấp nhiều loại dịch vụ tới khách hàng , như các dịch vụ truyền Data, Internet ,Video Nhưng để cung cấp cho khách hàng các dịch vụ viễn thông hiện đại ,nếu chỉ có tổng đài và mạng trung kế thôi thì vẫn chưa đủ. Một phần quan trọng tham gia vào khả năng cung cấp dịch vụ cho khách hàng là mạng truy nhập thuê bao. Mạng truy nhập truyền thống chủ yếu là mạng đôi dây cáp đồng nối trực tiếp tới tổng đài hoặc thông qua các tầng thuê bao xa. Do vậy nảy sinh một số hạn chế buộc các nhà mạng phải đưa vào các giải pháp khác, những vấn đề nảy sinh đó: - Các dịch vụ mới liên tục phát triển trong khi mạng cáp đồng hiện nay không đáp ứng được cả về nhu cầu dịch vụ cũng như tổ chức mạng lưới - Các tổng đài có dung lượng lớn và chuyên dụng, do đó làm nảy sinh sự hạn chế việc kết nối trực tiếp với các thuê bao và tổng đài Các yêu cầu nêu trên dẫn đến cần đưa ra một mạng truy nhập mới với các đặc tính linh hoạt, hiệu quả,dễ kết nối,dung lượng lớn và có khả năng đáp ứng các dịch vụ mới. Do có nhiều ưu điểm ,truyền dẫn quang đóng một vai trò quan trọng trong mạng viễn thông củ mọi quốc gia. Mạng truy nhập quang đang tạo nên một cuộc cách mạng trong việc nâng cấp mạng truy nhập băng hẹp truyền thống, đồng thời tăng bán kính phực vụ lên hàng chục Km.

Có thể nói mỗi công nghệ truy nhập là một môn khoa học mà sinh viên học ngành kỹ thuật viễn thông cần được trang bị. Ví dụ: đối với mạng băng hẹp có công nghệ truy nhập điện thoại truyền thống, với mạng băng rộng hữu tuyến có truy nhập ISDN, x.DSL, HFC, PLC, với mạng băng rộng vô tuyến có hệ thống thông tin vệ tinh cố định VSAT và các hệ thống thông tin vệ tinh di động: GEO, LEO, MEO. Nội dung chương này chúng em xin trình bày về giao diện V5. Giao diện V5 là giao diện giữa mạng truy nhập và tổng đài chủ dùng để hỗ trợ tổng đài (hay các nút cung cấp dịch vụ) cung cấp các dịch vụ viễn thông băng hẹp và tăng bán kính phục vụ của tổng đài. V5 quy định các giao thức thuộc lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp mạng để kết nối tổng đài và thuê bao thông qua mạng truy nhập. V5 có cấu trúc của một giao diện mở nhằm đáp ứng yêu cầu khách hàng truy nhập vào mạng PSTN, ISDN, internet, mạng riêng.

Qua bài báo cáo này, nhóm em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo trong khoa Điển Tử Viễn Thông, đặc biệt là thầy giáo Ngọc đã tận tình giúp chúng em hoàn thành bài báo cáo nay.Chúng em xin chân thành cảm ơn!

3

Giao diện V5 có hai dạng là V5.1 và V5.2. Giao diện V5.1 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh tĩnh. Giao diện V5.2 hoạt động dựa trên nguyên lý ghép kênh động và tập trung lu lợng. Giao diện V5.2 hoàn toàn có đầy đủ các phần giống giao diện V5.1 cộng thêm nhiều tính năng điều khiển, bảo vệ, hỗ trợ các giao thức phòng vệ. V5.2 có thể điều khiển từ 1 đến 16 luồng 2048kbit/s, trong khi đó giao diện V5.1 chỉ có 1 luồng 2048kbit/s duy nhất.

Đến nay nhiều người đã sử dụng giao diện V5.2 trong các thiết bị của học và nhiều nước cũng chỉ yêu cầu sử dụng giao diện V5.2 hỗ trợ chức năng tập trung lưu lượng. Vì vậy, đối với Việt Nam về lâu dài nên định hướng sử dụng giao diện V5.2 cho các ứng dụng phát triển mạng truy nhập.

3.3.3 Giao diện V5.1

 Đối với giao diện V5.1 chỉ có duy nhất một đường C báo hiệu ISDN (S_ISDN) với duy nhất một khe thời gian tương ứng. Khe thời gian này có thể hoặc không bị chia sẻ bởi các giao thức thông tin khác hoặc các loại đường C ISDN khác. Có thể có nhiều đường C P_ISDN và F_ISDN khác nhau đòi hỏi phải sử dụng tới ba khe thời gian. Nếu chỉ có một khe thời gian dùng cho tất cả các kênh C thì đó phải là khe 15 vì giao thức điều khiển được đặt trên đó. Nếu hai khe thời gian được dùng cho các đường C thì chúng phải là khe 15 và khe 16. Giao thức điều khiển cần phải dùng khe thời gian 16 và chắc chắn ít nhất một trong số các đường C khác sử dụng khe 15. Điều khiển PSTN S_ISDN F_ISDN P_ISDN Ví dụ 1 A- khe16 B- khe 15 Ví dụ 2 A- khe 16 B- khe 15. Trường hợp gán hai khe thời gian thông tin Nếu ba khe thời gian được dùng cho các đường C thì chúng phải là những khe 16, 15 và 31. Một lần nữa cần khẳng định giao thức điều khiển phải là khe thời gian 16. Vì giao thức PSTN chỉ có thể sử dụng duy nhất một khe thời gian nên các đường C ISDN hẳn cũng phải xuất hiện trong trường hợp sử dụng ba khe thời gian. Các đường C F_ISDN và P_ISDN có thể xuất hiện trên bất kỳ một trong số ba khe thời gian. Giao thức PSTN đường C S_ISDN có thể dùng hoặc khe thời gian 16 hoặc 15 hoặc 31 ( bảng dưới ).

Hình 3.3: Các trường hợp gán của V5.1 với hai khe thời gian truyền thông

4

3.3.4 Giao diện V5.2

Ngoài sự khác nhau về số luồng 2048Kb/s, V5.2 còn khác với V5.1 ở hai điểm chính. Thứ nhất giao diện V5.2 hỗ trợ các giao thức phòng vệ ( house keeping protocol ) bổ xung trên cùng một khe thời gian với giao thức điều khiển. Thứ hai giao thức V5.2 có số các khe thời gian dự phòng nhiều hơn để nâng cao độ an toàn của các kênh C ( bảng sau ) Khe thời gian Luồng thứ nhất Luồng thứ hai Các luồng khác 15 (Tuỳ chọn) (Tuỳ chọn) (Tuỳ chọn) 16 Các giao thức phòng vệ housekeeping Giao thức phòng vệ Protocol (Tuỳ chọn) 31 (Tuỳ chọn) (Tuỳ chọn) (Tuỳ chọn). Ngoài hai sự khác biệt chính này, giao diện V5.2 còn khác V5.1 ở chỗ nó có thể có nhiều đường C S_ISDN hơn do đó điều khiển cuộc gọi ISDN không bị bó hẹp trong một khe thời gian. Điều này rất cần thiết vì nó cho phép bổ xung độ rộng băng tần cho giao thức điều khiển cuộc gọi trong trường hợp số các cổng ISDN liên kết với giao diện V5.2 tăng. Việc bổ xung độ rộng băng tần trong trường hợp số cổng PSTN tăng lên là không cần thiết vì báo hiệu PSTN yêu cầu độ rộng băng tần ít hơn.

Các khe thời gian Link sơ cấp Link thứ cấp Các link khác

15 Tùy chọn Tùy chọn Tùy chọn

16 Các giao thức nội dịch

Bảo vệ nội dịch Tùy chọn

31 Tùy chọn Tùy chọn Tùy chọn

Bảng 3.4: Các khe thời gian truyền thông V5.2

Khác với V5.1 do có chức năng dự phòng V5.2 đòi hỏi một đường C cần phải được kết hợp theo phương thức động với nhiều khe thời gian. Tốt nhất là trên những luồng khác nhau đề phòng trường hợp lỗi xảy ra tại một luồng nào đó. Phòng vệ các kênh C: Giao diện V5.2 có khả năng tự động phòng vệ các kênh C logic truyền tải các giao thức phòng vệ và báo hiệu giữa mạng truy nhập và tổng đài chủ. Đặc tính này cho phép V5.2 có thể khắc phục lỗi của một trong số các luồng thành phần của nó, vì các thông tin trên luồng có lỗi có thể tự động chuyển sang các luồng khác. Điều này thực hiện được với giả thiết giao diện V5.2 phải có ít nhất hai luồng. Phòng vệ được thực hiện với các kênh C logic 64Kb/s xác định và bao gồm tất cả các đường C được gán cho kênh này. Các kênh C này có thể thuộc về nhóm phòng vệ 1 hoặc nhóm phòng vệ 2. Nhóm phòng vệ 1 quản lý kênh C logic chứa giao thức phòng vệ và sử dụng khe thời gian 16 trên cả hai luồng thứ nhất và thứ hai của giao diện V5.2. Kênh C logic này là kênh C chính và 2 khe thời gian là các khe thời gian thông tin vật lý có thể kết hợp được với nhau. Ban đầu kênh C chính được gán cho khe thời gian 16 trên luồng V5.2 thứ nhất. Giao thức phòng vệ V5.2 giám sát khe thời gian 16 trên cả 2 luồng V5.2 thứ nhất và thứ hai. Điều này đảm bảo phát hiện sự giảm cấp của luồng

5

thứ nhất và độ sẵn sàng của luồng thứ hai. Nếu chỉ tiêu chất lượng của luồng thứ nhất giảm xuống quá thấp thì kênh C lôgic chính sẽ được chuyển sang khe thời gian 16 của luồng thứ 2. Có thể có một vài bản tin sẽ bị lỗi trong khi chuyển đổi, nhưng điều này không có ý nghĩa lớn bởi vì lỗi sẽ được phát hiện và bản tin sẽ được yêu cầu truyền lại. Các kênh C lôgic khác ngoài kênh C chính được giám sát bởi nhóm phòng vệ 2. Nhóm phòng vệ 2 khác nhóm phòng vệ 1 ở chỗ nhóm này không có khe thời gian dự phòng cho mỗi khe thời gian hoạt động và giao thức phòng vệ V5.2 không được truyền trên khe thời gian dự phòng. Tối đa chỉ có 3 khe thời gian dự phòng cho nhóm phòng vệ 2 vì 3 khe thời gian là đủ để thực hiện phòng vệ khi 1 luồng có lỗi. Các kênh C lôgic trong nhóm phòng vệ 2 sẽ được chuyển sang khe thời gian dự phòng rỗi khi khe thời gian ban đầu bị lỗi. Cũng như với nhóm phòng vệ 1 bất kỳ bản tin nào bị lỗi do chuyển đổi khe thời gian sẽ được truyền lại. Thủ tục phòng vệ điều khiển chuyển đổi khe thời gian cho cả 2 nhóm phòng vệ theo cùng một cách. Điều khiển các luồng 2Mb/s: Các kênh của giao diện V5.2 được quản lý qua giao diện V5.2 bởi giao thức điều khiển luồng. Giao thức này cho phép nhận dạng các luồng và đóng hoặc mở luồng. Muốn kiểm tra được toàn bộ các kết nối vật lý của giao diện V5.2 thì việc nhận dạng luồng là không thể thiếu. Việc kiểm tra được thực hiện bằng cách giám sát luồng đã được nhận dạng theo cùng một cách mà tín hiệu tần số cao được sử dụng để giám sát một sợi dây đồng trục. Tuy nhiên ở đây tín hiệu số được sử dụng thay cho tín hiệu âm tần. Khả năng đóng hoặc mở luồng là cần thiết vì nó cho phép các luồng được bảo dưỡng mà vẫn đảm bảo giảm tới mức nhỏ nhất sự gián đoạn lưu lượng và cho phép gia tăng khả năng lưu lượng. Việc này cũng giống như với việc đóng và mở cổng UP trên giao thức điều khiển. Các khe thời gian tải lưu lượng và dung lượng tải của giao diện V5.2: Các khe thời gian tải trên giao diện V5.2 cần phải được phân chia tới các cổng UP theo cách đã được thỏa thuận rõ ràng sao cho cả mạng truy nhập và tổng đài chủ biết được khe thời gian nào được sử dụng cho cổng UP nào. Đối với một giao diện V5.1 việc phân chia các khe thời gian tải đến các cổng UP là theo nguyên tắc tĩnh nhưng có thể được đặt lại cấu hình của các giao diện quản lý tại mạng truy nhập hay tổng đài chủ. 

3.3.5 So sánh V5.1 và V5.2 Giống nhau:

Cả 2 giao thức đều có giao thức điều khiển cuộc gọi. Cả 2 giao thức đều có điều khiển giao diện

Khác nhau:

Đặc tính V5.1 V5.2Dịch vụ POTS, kênh thuê riêng số

hoặc analog, thuê bao ISDN tốc độ cơ bản (2B+D)

- POTS, kênh thuê riêng số hoặc analog,

thuê bao ISDN tốc độ cơ bản (2B+D)

- Thêm dịch vụ ISDN tốc độ sơ cấp

6

(30B+D)Dung lượng 1 x E1

(30 thuê bao POTS)(1 – 16)

(~4000 thuê bao POTS)Cấp phát khe thời gian Cố định ĐộngGhép kênh/ tập trung

thuê baoGhép kênh Tập trung thuê bao

Điều khiển luồng Có KhôngĐiều khiển kết nối

kênh lưu lượngKhông Có

Điều khiển bảo vệ Không CóPhạm vi ứng dụng Tốc độ dịch vụ tối đa là

2B+D. Nhu cầu dung lượng nhỏ.

Tốc độ dịch vụ tối đa là 30B+D. Nhu cầu dung

lượng lớn.

Bảng so sánh một số đặc tính chính của V5.1 và V5.2 Nhận xét:

V5.2 hoàn toàn đầy đủ các phần giống V5.1 công thêm nhiều tính năng vượt trội như: điều khiển, bảo vệ v/v (V5.2 có thể điều khiển 1 đến 16 luồng E1)Cho đến nay nhiều hãng chỉ đưa ra V5.2 và nhiều nước cũng yêu cầu sử dụng V5.2 và ghép kênh tập trung. Do vậy ở Việt Nam nên định hướng sử dụng giao diện V5.2 cho các ứng dụng mạng truy nhập.

3.3.6 Chồng giao thức V5- Chồng giao thức V5 là hình thức cài đặt phần mềm cho bộ giao thức V5.x- Sử dụng cho kết nối mạng truy nhập ( AN – access network ) đến tổng đài nội hạt ( LE – local exchange )- Được dùng cho các truy nhập sau:+ Truy nhập điện thoại tương tự+ Truy nhập ISDN tốc độ cơ bản+ Truy nhập ISDN tốc độ sơ cấp (V5.2)+ Các truy nhập số và tương tự khác đối với kết nối bán cố định không cần tin tức báo hiệu kênh riêng ngoài băng.3.3.6.1 Nguyên lý cơ bản

7

- Giao điện V5 dựa trên cơ sở các giao diện G.703/G.704 có tốc độ 2.048 kbps(E1). + V5.1 (ETS 300 324) là một giao diện đơn 2.048 kbps+ Trong khi V5.2 (ETS 300 324) có thể gồm 1 hoặc tối đa 16 luồng 2.048 kbps.Lưu ý: AN thông thường tham chiếu kết nuối cuối đường dây (LT-Line Termination) và LE như là kết nối cuối tổng đài (ET-Exchange Termination).

- Khe thời gian 0 (TS0) sử dụng cho đồng bộ khung, báo lỗi, và giám sát thực thi lỗi bằng thủ tục CRC (Cyclic redundancy Check). Trong trường hợp các luồng V5.2, TSO còn sử dụng để giám sát tính đúng đắn kết nối vật lý luồng 2.048 kbps.

- Có đến 3 khe thời gian trong mỗi luồng 2048 kbps có thể được chỉ định là các called – comunication channel (C-channel). Các C-channel này truyền dẫn báo hiệu PSTN, tin tức kênh D ISDN, tin tức điều khiển và trong trường hợp của V5.2 là giao thức kết nối kênh bearer (BCC – Bearer Channel Conection protocol) và giao thức bảo vệ. Tất cả khe thời gian 64 kbps không phải là kênh C thì là kênh B của PSTN hoặc ISDN hoặc có thể là các kênh tương tự hoặc số thuê riêng.3.3.6.2 Cấu trúc khung của tín hiệu 2M

8

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Trong đó: Bit Sa7 dùng để điều khiển luồng chỉ khi nào giao diện sử dụng là V5.2.

9

Bit Sa4 dùng để đồng bộ và là 1 tùy chọn phụ thuộc yêu cầu cung cấp. Trong truy nhập ISDN PRA sử dụng Sa4 đến Sa6 để quản lý luồng.

10