Giáo trình Hệ thống viễn thông

a .............................................................................. 5 1.3 Các loại mạng trong hệ thông viễn thông ..................................................................................... 8 1.4 Các công nghệ chuyển mạch trong mạng viễn thông ...................................................................10 1.5 Các hạn chế của mạng viễn thông nước ta hiện nay ....................................................................17 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG .............................................................................22 2.1. Giới thiệu về hệ thống thông tin di động ......................................................................................22 2.1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động .................................................................22 2.1.2. Mô hình tổng quát của mạng điện thoại di động .................................................................23 2.2. Tổng đài GSM ...........................................................................................................................23 2.2.1. Sơ đồ khối của hệ thống tổng đài GSM .................................................................................23 2.2.2. Trạm di động MS .................................................................................................................25 2.2.3. Phân hệ trạm gốc (BSS - Base Station Subsystem) ..............................................................26 2.2.4. Phân hệ chuyển mạch (SS - Switching Subsystem) .............................................................27 2.2.5. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS) ................................................................................30 2.3. Các thông số tiêu chuẩn của hệ thống GSM ...............................................................................31 CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN..................................................................33 3.1 Khái quát về mạng tích hợp số đa dịch vụ ISDN .........................................................................33 3.2 Kiến trúc mạng ISDN ..................................................................................................................35 3.3 Các giao diện và các nhóm chức năng chuẩn của mạng ISDN......................................................36 3.4 Các kênh trong ISDN ..................................................................................................................38 CHƯƠNG 4: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ BĂNG THÔNG RỘNG B-ISDN ....................45 4.1 Khái quát về B-ISDN .................................................................................................................45 4.2 Kiến trúc B-ISDN .......................................................................................................................46 4.3 Mô hình giao thức chuẩn của B-ISDN .......................................................................................47 4.4 Cấu trúc tế bào ATM .................................................................................................................50 4.5 Khả năng dịch vụ của B-ISDN ...................................................................................................51 CHƯƠNG 5: MẠNG THẾ HỆ MỚI NGN .........................................................................................45 5.1 Sự tiến hoá từ mạng hiện có lên NGN ........................................................................................45 5.1.1 Chiến lược tiến hoá ..............................................................................................................45 5.1.2 Sự tiến hoá từ mạng hiện có lên NGN .................................................................................50 5.1.3 Kết luận ................................................................................................................................54 5.2 Cấu trúc chức năng của mạng NGN ..........................................................................................55 5.2.1 Lớp truyền dẫn và truy nhập ..............................................................................................58 5.2.2 Lớp truyền thông .................................................................................................................59 ii 5.2.3 Lớp điều khiển .....................................................................................................................59 5.2.4 Lớp ứng dụng ......................................................................................................................60 5.2.5 Lớp quản lý ..........................................................................................................................60 5.3 Cấu trúc vật lý ............................................................................................................................62 5.3.1 Cấu trúc vật lý của mạng NGN ...........................................................................................62 5.3.2 Các thành phần mạng và chức năng ...................................................................................62 CHƯƠNG 6: MẠNG VOIP .................................................................................................................70 6.1 Khái niệm ...................................................................................................................................70 6.2 Ưu và nhược điểm ......................................................................................................................70 6.2.1 Ưu điểm................................................................................................................................70 6.2.2 Nhược điểm ..........................................................................................................................70 6.3 Các thành phần của VOIP .........................................................................................................71 6.4 Các giao thức trong mạng VoIP.................................................................................................71 6.4.1 Giao thức H.323 ...................................................................................................................71 6.4.2 Giao thức khởi tạo phiên SIP ..............................................................................................77 6.4.3 Real-time Transport Protocol (RTP) ..................................................................................82 6.4.4 Real-time Transport Control Protocol (RTCP) ..................................................................83 6.4.5 Resource Reservation Protocol (RSVP) ..............................................................................84 6.4.6 Giao thức SGCP (Simple Gateway Control Protocol) ........................................................84 6.4.7. Giao thức MGCP (Media Gateway Control Protocol) ......................................................85 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 3 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Mục tiêu: cung cấp kiến thức tổng quát về hệ thống viễn thông chủ yếu là hệ thống PSTN và các loại chuyển mạch 1.1 Tổng quan về mạng viễn thông truyền thống PSTN Mạng viễn thông là phương tiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thu. Mạng có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ cho khách hàng. Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối. Hình1.1 Các thành phần chính của mạng viễn thông - Thiết bị chuyển mạch gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp. Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vào tổng đài chuyển tiếp. Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn được dùng chung và mạng có thể được sử dụng một cách kinh tế. - Thiết bị truyền dẫn dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện. Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn phía thuê bao và thiết bị truyền dẫn cáp quang. Thiết bị truyền dẫn phía thuê bao dùng môi trường thường là cáp kim loại, tuy nhiên có một số trường hợp môi trường truyền là cáp quang hoặc vô tuyến. - Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến. Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang. Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh. - Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy tính,tổng đài PABX. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 4 Mạng viễn thông cũng có thể được định nghĩa như sau: Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn. Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau. Hình1.2 Cấu hình mạng cơ bản Mạng viễn thông hiện nay được chia thành nhiều loại. Đó là mạng mắc lưới, mạng sao, mạng tổng hợp, mạng vòng kín và mạng thang. Các loại mạng này có ưu điểm và nhược điểm khác nhau để phù hợp với các đặc điểm của từng vùng địa lý (trung tâm, hải đảo, biên giới,) hay vùng lưu lượng (lưu thoại cao, thấp,). Phân cấp các node chuyển mạch ở nước ta hiện nay như hình 1.3: CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 5 Hình 1.3 Phân cấp số các node chuyển mạch Trong mạng hiện nay gồm 5 nút: - Nút cấp 1: trung tâm chuyển mạch quá giang quốc tế. - Nút cấp 2: trung tâm chuyển mạch quá giang đường dài. - Nút cấp 3: trung tâm chuyển mạch quá giang nội hạt. - Nút cấp 4: trung tâm chuyển mạch nội hạt. - Nút cấp 5: trung tâm chuyển mạch từ xa. 1.2 Sơ lược về cấu trúc mạng viễn thông nước ta Cấu trúc mạng Để phục vụ cho các dịch vụ thông tin như thoại, số liệu, fax, telex và các dịch vụ khác như điện thoại di động , nhắn tin, nên nước ta hiện nay ngoài mạng chuyển mạch công cộng còn có các mạng của một số dịch vụ khác. Riêng mạng Telex không kết nối với mạng thoại của VNPT, còn các mạng khác đều được kết nối vào mạng của VNPT thông qua các kênh trung kế hoặc các bộ MSU (Main Switch Unit), một số khác lại truy nhập vào mạng PSTN qua các kênh thuê bao bình thường, sử dụng kỹ thuật DLC (Digital Loop Carrier), kỹ thuật truy nhập vô tuyến, Về cấu trúc mạng, mạng viễn thông của VNPT hiện nay chia thành 3 cấp: cấp quốc tế, cấp quốc gia, cấp nội tỉnh/thành phố. Xét về khía cạnh các chức năng của các hệ thống thiết bị trên mạng thì mạng viễn thông bao gồm: mạng chuyển mạch, mạng truy nhập, mạng truyền dẫn và các mạng chức năng. Mạng chuyển mạch Mạng chuyển mạch có 4 cấp (dựa trên các cấp tổng đài chuyển mạch): quá giang quốc tế, quá giang đường dài, nội tỉnh và nội hạt. Riêng tại thành phố Hồ Chí Minh có thêm cấp quá giang nội hạt. Hiện nay mạng VNPT đã có các trung tâm chuyển CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 6 mạch quốc tế và chuyển mạch quốc gia ở Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh. Mạch của các bưu điện tỉnh cũng đang phát triển mở rộng. Nhiều tỉnh, thành phố xuất hiện các cấu trúc mạng với nhiều tổng đài Host, các thành phố lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh đã và đang triển khai các Tandem nội hạt. Nhìn chung mạng chuyển mạch tại Việt Nam còn nhiều cấp và việc điều khiển bị phân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài). Mạng truy nhập Với từng mạng khác nhau sẽ cung cấp dịch vụ khác nhau, mà có mạng truy nhập tương ứng, việc tìm hiểu mạng truy nhập của các mạng hiện có trên mạng là phần SV tự nghiên cứu. Mạng viễn thông của VNPT hiện tại được chia làm 5 cấp, trong tương lai sẽ được giảm từ 5 cấp xuống 4 cấp. Mạng này do các thành viên của VNPT điều hành: đó là VTI, VTN và các bưu điện tỉnh. VTI quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang quốc tế, VTN quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang đường dài tại 3 trung tâm Hà Nội, Đà Nẵng và TpHCM, phần còn lại do các bưu điện tỉnh quản lý. Các loại tổng đài có trên mạng viễn thông Việt Nam: A1000E của Alcatel, EAX61Σ của NEC, AXE10 của Ericsson, EWSD của Siemens. Các công nghệ chuyển mạch được sử dụng: chuyển mạch kênh (PSTN), X.25 relay, ATM (số liệu). Mạng truyền dẫn Các hệ thống thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông VNPT hiện nay chủ yếu sử dụng hai loại công nghệ là: cáp quang SDH và vi ba PDH. - Cáp quang SDH: Thiết bị này do nhiều hãng khác nhau cung cấp là: Northern Telecom, Siemens, Fujitsu, Alcatel, Lucent, NEC, Nortel. Các thiết bị có dung lượng 155Mb/s, 622 Mb/s, 2.5 Gb/s. - Vi ba PDH: Thiết bị này cũng có nguồn gốc từ nhiều hãng cung cấp khác nhau như Siemens, Alcatel, Fujitsu, SIS, SAT, NOKIA, AWA. Dung lượng 140 Mb/s, 34 Mb/s và n*2 Mb/s. Công nghệ vi ba SDH được sử dụng hạn chế với số lượng ít. Mạng truyền dẫn có 2 cấp: mạng truyền dẫn liên tỉnh và mạng truyền dẫn nội tỉnh. * Mạng truyền dẫn liên tỉnh Bao gồm các hệ thống truyền dẫn bằng cáp quang, bằng vô tuyến. - Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng cáp quang: Mạng truyền dẫn đường trục quốc gia nối giữa Hà Nội và TpHCM dài 4000km, sử dụng STM-16/2F-BSHR, được chia thành 4 vòng ring tại Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Quy Nhơn và TpHCM. Vòng 1: Hà Nội - Hà Tĩnh (884km) Vòng 2: Hà Tĩnh - Đà Nẵng (834km) Vòng 3: Đà Nẵng - Qui Nhơn (817km) Vòng 4: Quy Nhơn - TpHCM (1424km) Các đường truyền dẫn khác: Hà Nội -Hải Phòng, Hà Nội- Hòa Bình, TpHCM - Vũng Tàu, Hà Nội - Phủ Lý - Nam Định, Đà Nẵng - Tam Kỳ. Các tuyến truyền dẫn liên tỉnh này dùng STM-4. Riêng tuyến Hà Nội - Nam Định, Đà Nẵng - Tam Kỳ vẫn còn sử dụng PDH, trong tương lai sẽ thay thế bằng SDH. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 7 - Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng vô tuyến: Dùng hệ thống vi ba SDH (STM-1, dung lượng 155Mbps), PDH (dung lượng 4Mbps, 6Mbps, 140Mbps). Chỉ có tuyến Bãi Cháy - Hòn Gai dùng SDH, các tuyến khác dùng PDH. * Mạng truyền dẫn nội tỉnh Khoảng 88% các tuyến truyền dẫn nội tỉnh sử dụng hệ thống vi ba. Trong tương lai khi nhu cầu tải tăng thì các tuyến này sẽ được thay thế bởi hệ thống truyền dẫn quang. Mạng báo hiệu Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam sử dụng cả hai loại báo hiệu R2 vàSS7. Mạng báo hiệu số 7 (SS7) được đưa vào khai thác tại Việt Nam theo chiến lược triển khai từ trên xuống dưới theo tiêu chuẩn của ITU (khai thác thử nghiệm từ năm 1995 tại VTN và VTI). Cho đến nay, mạng báo hiệu số 7 đã hình thành với một cấp STP (Điểm chuyển mạch báo hiệu) tại 3 trung tâm (Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh) của 3 khu vực (Bắc, Trung, Nam) và đã phục vụ khá hiệu quả. Báo hiệu cho PSTN ta có R2 và SS7, đối với mạng truyền số liệu qua IP có H.323, đối với ISDN có báo hiệu kênh D, Q.931, Hình 1.4 Mạng báo hiệu Việt Nam Mạng đồng bộ Mạng đồng bộ của VNPT đã thực hiện xây dựng giai đoạn 1 và giai đoạn 2 với ba đồng hồ chủ PRC tại Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh và một số đồng hồ thứ cấp SSU. Mạng đồng bộ Việt Nam hoạt động theo nguyên tắc chủ tớ có dự phòng, bao gồm 4 cấp, hai loại giao diện chuyển giao tín hiệu đồng bộ chủ yếu là 2 MHz và 2 Mb/s. Pha 3 của quá trình phát triển mạng đồng bộ đang được triển khai nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng mạng và chất lượng dịch vụ. Các cấp của mạng đồng bộ được phân thành 4 cấp như sau: 1. Cấp 0: cấp đồng hồ chủ. 2. Cấp 1: cấp nút quốc tế và nút quốc gia. 3. Cấp 2: cấp nút nội hạt. 4. Cấp 3: cấp nút nội hạt. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 8 Mạng được phân thành 3 vùng độc lập, mỗi vùng có 2 đồng hồ mẫu, một đồng hồ chính (Cesium) và một đồng hồ dự phòng (GSP). Các đồng hồ này được đặt tại trung tâm của 3 vùng và được điều chỉnh theo phương thức cần đồng bộ. Các tổng đài quốc tế và Toll trong vùng được điều khiển bởi đồng hồ chủ theo phương pháp chủ tớ. Các tổng đài Tandem và Host tại các tỉnh hoạt động bám theo các tổng đài Toll theo phương pháp chủ tớ. Các tổng đài huyện (RSS) cũng hoạt động bám theo các Host theo phương pháp chủ tớ. Mạng quản lý Dự án xây dựng trung tâm quản lý mạng viễn thông quốc gia đang trong quá trình chuẩn bị để tiến tới triển khai. Các nhà cung cấp dịch vụ Tại nước ta có 2 dạng nhà cung cấp dịch vụ: đó là các nhà cung cấp dịch vụ truyền thống (chủ yếu là thoại) và nhà cung cấp dịch vụ mới (các dịch vụ số liệu, Internet,). Các nhà khai thác dịch vụ truyền thống bao gồm tổng công ty bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT), công ty viễn thông quân đội (Viettel), công ty cổ phần viễn thông Sài Gòn (SPT), công ty viễn thông điện lực (ETC). Các nhà khai thác dịch vụ mới bao gồm FPT, SPT, Netnam, 1.3 Các loại mạng trong hệ thông viễn thông - Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dưới dạng ký tự đã được mã hoá bằng 5 bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s). - Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POTS (Plain Old Telephone Service): ở đây thông tin tiếng nói được số hóa và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN - Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa các máy tính dựa trên giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21. - Các tín hiệu truyền hình có thể được truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình cáp CATV (Community Antenna Television) bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, hay còn gọi là truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System). - Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua mạng cục bộ LAN (Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet, Token Bus và Token Ring. Mỗi mạng được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác. Ví dụ ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn. Đứng trên phương diện lịch sử phát triển của các mạng hiện tại mà tiêu biểu là: - Xét về góc độ dịch vụ thì gồm các mạng sau: mạng điện thoại cố định, mạng điện thoại di động và mạng truyền số liệu. - Xét về góc độ kỹ thuật bao gồm các mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn, mạng truy nhập, mạng báo hiệu và mạng đồng bộ. PSTN (Public Switching Telephone Network) là mạng chuyển mạch thoại công cộng. PSTN phục vụ thoại và bao gồm hai loại tổng đài: tổng đài nội hạt (cấp 5), và tổng CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 9 đài tandem (tổng đài quá giang nội hạt, cấp 4). Tổng đài tandem được nối vào các tổng đài Toll để giảm mức phân cấp. Phương pháp nâng cấp các tandem là bổ sung cho mỗi nút một ATM core. Các ATM core sẽ cung cấp dịch vụ băng rộng cho thuê bao, đồng thời hợp nhất các mạng số liệu hiện nay vào mạng chung ISDN. Các tổng đài cấp 4 và cấp 5 là các tổng đài loại lớn. Các tổng đài này có kiến trúc tập trung, cấu trúc phần mềm và phần cứng độc quyền. ISDN (Integrated Service Digital Network) là mạng số tích hợp dịch vụ. ISDN cung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây dựng giao tiếp người sử dụng - mạng đa dịch vụ bằng một số giới hạn các kết nối ISDN cung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối chuyển mạch và không chuyển mạch. Các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm nhiều chuyển mạch thực, chuyển mạch gói và sự kết hợp của chúng. Các dịch vụ mới phải tương hợp với các kết nối chuyển mạch số 64 kbit/s. ISDN phải chứa sự thông minh để cung cấp cho các dịch vụ, bảo dưỡng và các chức năng quản lý mạng, tuy nhiên tính thông minh này có thể không đủ để cho một vài dịch vụ mới và cần được tăng cường từ mạng hoặc từ sự thông minh thích ứng trong các thiết bị đầu cuối của người sử dụng. Sử dụng kiến trúc phân lớp làm đặc trưng của truy xuất ISDN. Truy xuất củangười sử dụng đến nguồn ISDN có thể khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ yêu cầu và tình trạng ISDN của từng quốc gia. Cần thấy rằng ISDN được sử dụng với nhiều cấu hình khác nhau tùy theo hiện trạng mạng viễn thông của từng quốc gia. PSDN (Public Switching Data Network) là mạng chuyển mạch số liệu công cộng. PSDN chủ yếu cung cấp các dịch vụ số liệu. Mạng PSDN bao gồm các PoP (Point of Presence) và các thiết bị truy nhập từ xa. Hiện nay, PSDN đang phát triển với tốc độ rất nhanh do sự bùng nổ của dịch vụ Internet và các mạng riêng ảo (Virtual Private Network). Mạng di động GSM (Global System for Mobile Telecom) là mạng cung cấp dịch vụ thoại tương tự như PSTN nhưng qua đường truy nhập vô tuyến. Mạng này chuyển mạch dựa trên công nghệ ghép kênh phân thời gian và công nghệ ghép kênh phân tần số. Các thành phần cơ bản của mạng này là: BSC (Base Station Controller), BTS (Base Transfer Station), HLR (Home Location Register), VLR ( Visitor Location Register) và MS ( Mobile Subscriber). Hiện nay các nhà cung cấp dịch vụ thu được lợi nhuận phần lớn từ các dịch vụ như leased line, Frame Relay, ATM, và các dịch vụ kết nối cơ bản. Tuy nhiên xu hướng giảm lợi nhuận từ các dịch vụ này bắt buộc các nhà khai thác phải tìm dịch vụ mới dựa trên IP để đảm bảo lợi nhuận lâu dài. VPN là một hướng đi của các nhà khai thác. Các dịch vụ dựa trên nền IP cung cấp kết nối giữa một nhóm các user xuyên qua mạng hạ tầng công cộng. VPN có thể đáp ứng các nhu cầu của khách hàng bằng các kết nối dạng any-to-any, các lớp đa dịch vụ, các dịch vụ giá thành quản lý thấp, riêng tư, tích hợp xuyên suốt cùng với các mạng Intranet/Extranet. Một nhóm các user trong Intranet và Extranet có thể hoạt động thông qua mạng có định tuyến IP. Các mạng riêng ảo có chi phí vận hành thấp hơn hẳn so với mạng riêng trên phương tiện quản lý, băng thông và dung lượng. Hiểu một cách đơn giản, VPN là một mạng mở rộng tự quản như một sự lựa chọn cơ sở hạ tầng của mạng WAN. VPN có thể liên kết các user thuộc một nhóm kín hay giữa các CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 10 nhóm khác nhau. VPN được định nghĩa bằng một chế độ quản lý. Các thuê bao VPN có thể di chuyển đến một kết nối mềm dẻo trải dài từ mạng cục bộ đến mạng hoàn chỉnh. Các thuê bao này có thể dùng trong cùng (Intranet) hoặc khác (Extranet) tổ chức. Tuy nhiên cần lưu ý rằng hiện nay mạng PSTN/ISDN vẫn đang là mạng cung cấp các dịch vụ dữ liệu. 1.4 Các công nghệ chuyển mạch trong mạng viễn thông Có nhiều loại chuyển mạch cuộc gọi bao gồm các chuyển mạch loại cơ điện và điện tử được sử dụng trong các tổng đài. Chúng có thể được phân loại rộng lớn thành các loại chuyển mạch phân chia không gian và các loại chuyển mạch ghép. Hình 1.5 Chuyển mạch xoay kiểu đứng. A. Loại chuyển mạch phân chia không gian Các chuyển mạch phân chia không gian thực hiện việc chuyển mạch bằng cách mở hoặc đóng các cổng điện tử hoặc các điểm tiếp xúc được bố trí theo cách quǎng nhau như các chuyển mạch xoay và các chuyển mạch có thanh chéo. Loại chuyển mạch này được cấu tạo bởi các bộ phận sau: 1. Chuyển mạch cơ kiểu chuyển động truyền 2. Chuyển mạch cơ kiểu mở hoặc đóng 3. Chuyển mạch cơ kiểu rơ-le điện từ 4. Chuyển mạch điện tử kiểu chia không gian Như được trình bày ở hình 1.5, loại chuyển mạch cơ kiểu chuyển động truyền là loại chuyển mạch thực hiện việc vận hành cơ tương tự như chuyển mạch xoay. Chuyển mạch lựa chọn dây rỗi trong quá trình dẫn truyền và tiến hành chức nǎng điều khiển ở mức nhất định. Do tính đơn giản của nó, nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tổng đài tự động đầu tiên phát triển. Tuy nhiên, do tốc độ thực hiện CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 11 chậm, sự mòn các điểm tiếp xúc, và thay đổi các hạng mục tiếp xúc gây ra do việc rung động cơ học, ngày nay nó ít được sử dụng. Loại chuyển mạch cơ kiểu mở hoặc đóng đã được phát triển để cải tiến yếu điểm của công tắc cơ kiểu chuyển động truyền bằng cách đơn giản hoá thao tác cơ học thành thao tác mở/đóng. Loại chuyển mạch này không có chức nǎng điều khiển lựa chọn và được thực hiện theo giả thuyết là mạch gọi và mạch điều khiển là hoàn toàn tách riêng nhau. Như vậy, với khả nǎng cung cấp điều khiển linh hoạt, nó được dùng rộng rãi hiện nay và được coi là chuyển mạch tiêu chuẩn, và loại được sử dụng nhiều nhất là loại chuyển mạch thanh chéo. Chuyển mạch kiểu rơ-le điện tử là loại chuyển mạch có rơ-le điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch loại thanh chéo. Đối với chuyển mạch cơ loại mở/đóng được mô tả trên đây, thì thao tác mở/đóng được thực hiện nhờ việc định điểm cắt thông qua thao tác cơ học theo chiều đứng/chiều ngang trong khi chuyển mạch kiểu rơ-le điện tử, thì điểm cắt có thể được lựa chọn theo hướng của luồng điện trong cuộn dây của rơ-le. Vì vậy về nguyên tắc các thao tác cơ học cũng như việc mở/đóng của các điểm tếp xúc thể được tiến hành nhanh chóng hơn. Chuyển mạch điện tử hiểu phân chia không gian có một cộng điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch có thanh cắt chéo. Nó có những bất lợi sau đây so với loại chuyển mạch điểm tiếp xúc; không tương thích với phương pháp cũ do có sự khác nhau về mức độ tín hiệu hoặc chi phí và các đặc điểm thoại khá xấu bao gồm cả hiện tượng mất cuộc gọi và xuyên âm. Theo đó, trừ trường hợp đặc biệt, nó chưa được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, do các mạch điện tử như các ICs hay các LSIs trở nên tích hợp hơn, dự kiến chúng được sử dụng nhiều hơn trong tương lai gần đây. B. Chuyển mạch ghép Các loại chuyển mạch ghép được vận hành trên cơ sở công nghệ truyền tải tập trung được sử dụng rộng rãi trong hệ thống truyền dẫn. Các chuyển mạch này có cùng chung một cổng để có hiệu quả và kinh rế cao hơn. Có các loại chuyển mạch ghép phân chia thời gian để ghép các cuộc gọi dựa vào thời gian và chuyển mạch ghép phân chia tần số để ghép các cuộc gọi trên cơ sở tần số. Nguyên lý sử dụng cho loại chuyển mạch phân chia thời gian là nó tách nhịp thông tin có pha đã định bằng cách sử dụng ma trận nhịp có pha thay đổi trong khi nguyên lý dùng cho phương pháp phân chia tần số là tách các tín hiệu có các tần số cần thiết bằng cách sử dụng bộ lọc có thể thay đổi. Phương pháp chia tần số được biết là có các vấn đề kỹ thuật như là việc phát sinh các loại tần số khác nhau và việc cung cấp và ngắt các tần số này cũng như bộ lọc có thể thay đổi, đồng thời nó không kinh tế. Theo đó, phương pháp này được nghiên cứu rộng rãi trong thời kỳ đầu của sự phát triển hệ thống tổng đài điện tử nhưng chưa được vào sử dụng cho hệ tổng đài phân tải. Mặt khác, phương pháp phân chia thời gian được đề nghị vào thời kỳ đầu phát triển hệ tổng đài điện tử và nó đang được nghiên cứu tiếp ngày nay. Phương pháp điều chế này được phân loại thêm thành điều chế theo biên độ xung (PAM) tiến hành bằng chuyển mạch PAM và điều chế xung mã được thực hiện nhờ chuyển mạch PCM. Mỗi chuyển mạch được phân loại thêm như sau: CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 12 Hình 1.6. Phân loại chuyển mạch ghép. Đã mất nhiều thời gian để phát triển thành công chuyển mạch PAM. Khi được đưa ra, do thiết kế đơn giản của nó, chuyển mạch PAM được sử dụng cho hệ tổng đài có dung lượng loại vừa. Ví dụ cụ thể của nó là ESS kiểu 101, một loại PBX điều khiển từ xa được dùng ở Mỹ cho các mục đích đặc biệt vì nó chưa phù hợp cho các hệ thống tổng đài dung lượng lớn với những vấn đề của nó về các đặc điểm thoại như tạp âm và xuyên âm. Đồng thời, vì nó là loại tương tự, tương lai của nó là không rõ ràng. Chuyển mạch PCM được dự kiến là một trong các thành phần chính của IDN hay ISDN để xử lý nhiều loại thông tin cùng một lúc bao gồm cả số liệu. Mạng số tích hợp kết hợp hệ truyền dẫn và hệ chuyển mạch thông qua sử dụng công nghệ PCM. Do phương pháp này sử dụng mạch số, nó được dự định được vi mạch hoá trực tiếp trong tương lai gần đây. Khi sử dụng loại chuyển mạch này, việc chuyển mạch được tiến hành trong giai đoạn dồn kênh theo các đặc tính thoại ổn định của PCM. Do vậy, bởi vì chuyển mạch rơ-le nhiều mức có thể thực hiện được nhờ sử dụng chuyển mạch này, một mạng lưới truyền thông mới có thể được thiết lập dễ dàng thông qua việc dùng loại chuyển mạch nay. Như đã được trình bày, phương pháp này sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai. Chuyển mạch PCM. Chuyển mạch PCM là loại chuyển mạch ghép hoạt động dựa vào công nghệ dồn kênh chia thời gian và điều chế xung mã. PCM là phương pháp truyền biên độ của PAM sau khi đã lượng hoá nó và sau đó biến đổi nó thành ra mã nhị phân. Theo đó, việc tái mã hoá có thể được tiến hành dễ dàng vì nó có thể dễ dàng phân biệt được với các tín hiệu ngay cả khi có tạp âm và xuyên âm trong đường truyền dẫn. Ngoài ra, để thực hiện chuyển mạch phân chia thời gian có thể dùng, các chuyển mạch thời gian để trao đổi khe thời gian và chuyển mạch phân chia thời gian để trao đổi theo không gian các khe thời gian được phân chia theo thời gian. A. Chuyển mạch T CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG 13 Các số liệu đưa vào được nạp vào các khe thời gian trong một khung (frame). Để kết nối một đường thoại, thông tin ở các khe thời gian được gửi từ bên đầu vào của mạch chuyển mạch đến phía đầu ra. Mỗi một đường thoại được định hình với một khe thời gian cụ thể trong một luồng số liệu cụ thể. Theo đó mạch chuyển mạch thay đổi một khe thời gian của một luồng số liệu cụ thể đến khe thời gian của một luồng số liệu khác. Quá trình này được gọi là quá trình trao đổi các khe thời gian, ở hình 1.7 mô tả qui trình chuyển mạch các khe thời gian. Khe thời gian đưa vào được ghi lại tạm thời trong bộ nhớ đệm. Như thể hiện trên hình vẽ, các khe thời gian đưa vào được lưu giữ ở địa chỉ 1 (address 1) đến chỉ x (address x) của khung thể hiện luồng đầu vào. Số liệu của khe thời gian 1, khe thời gian 2, và khe thời gian X được lưu giữ lại ở các từ thứ nhất, thứ hai và thứ X tương ứng. Vào lúc này, số liệu của mỗi frame đã được thay thế bởi số liệu mới một lần. Chức nǎng chuyển mạch khe thời gian liên quan đến việc chuyển mạch từ một khe thời gian được đưa vào đến khe thời gian được lựa chọn ngẫu nhiên được đưa ra. Ví dụ, nếu chuyển từ khe thờ...nh hợp lệ của ME thông qua số liệu nhận dạng di động quốc tế (IMEI-International Mobile Equipment Identity) và chứa các số liệu về phần cứng của thiết bị. Một ME sẽ có số IMEI thuộc một trong ba danh sách sau: 1. Nếu ME thuộc danh sách trắng (White List ) thì nó được quyền truy nhập và sử dụng các dịch vụ đã đăng ký. 2. Nếu ME thuộc danh sách xám (Gray List ), tức là có nghi vấn và cần kiểm tra. Danh sách xám bao gồm những ME có lỗi (lỗi phần mềm hay lỗi sản xuất thiết bị) nhưng không nghiêm trọng tới mức loại trừ khỏi hệ thống 3. Nếu ME thuộc danh sách đen ( Black List ), tức là bị cấm không cho truy nhập vào hệ thống, những ME đã thông báo mất máy. ực AuC (Authentication Center) Khối này có chức năng giải mã thông tin thuê bao thông qua khoá bảo mật của nhà sản xuất, nhằm hai mục đích: bảo mật thông tin thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ Dữ liệu thuê bao nằm hoàn toàn trong SIM card. mỗi khách hàng khi đăng ký sẽ được cấp một thông số bảo mật, được sao chép và lưu trữ trong Sim card và cái còn lại được lưu trữ tại AuC. Khi bắt lần đầu kết nối AuC sẽ tạo ra một dãy số ngẫu nhiên và gửi đến mobile. Cả mobile và AuC sẽ dùng dãy số ngẫu nhiên đó trong các hoạt động sau này. AuC được nối đến HLR, chức năng của AuC là cung cấp cho HLR các tần số CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 30 nhận thực và các khoá mật mã để sử dụng cho bảo mật. Đường vô tuyến cũng được AuC cung cấp mã bảo mật để chống nghe trộm, mã này được thay đổi riêng biệt cho từng thuê bao. Cơ sở dữ liệu của AuC còn ghi nhiều thông tin cần thiết khác khi thuê bao đăng ký nhập mạng và được sử dụng để kiểm tra khi thuê bao yêu cầu cung cấp dịch vụ, tránh việc truy nhập mạng một cách trái phép. - Gate Mobile services switching center) Để thiết lập một cuộc gọi từ ngoài vào, hay từ trong ra ngoài của hệ thống GSM trong nội vùng của MSC, trước hết cuộc gọi phải được định tuyến đến một tổng đài cổng được gọi là GMSC mà không cần biết hiện thời thuê bao đang ở đâu. Các tổng đài cổng có nhiệm vụ lấy thông tin về vị trí của thuê bao và định tuyến cuộc gọi đến tổng đài đang quản lý thuê bao ở thời điểm hiện thời ( MSC tạm trú ) Để vậy, trước hết các tổng đài cổng phải dựa trên số thoại danh bạ của thuê bao để tìm đúng HLR cần thiết và hỏi HLR này. Tổng đài cổng có một giao diện với các mạng bên ngoài thông qua giao diện này nó làm nhiệm vụ cổng để kết nối các mạng bên ngoài với mạng GSM Ngoài ra tổng đài này cũng có giao diện báo hiệu số 7 ( CCS No 7 ) để có thể kết nối giao tiếp với các thông tin khác hệ; PTN , PLMN,Về phương diện kinh tế không phải bao giờ tổng đài cổng cũng đứng riêng mà thường được kết nối với MSC 2.2.5. Phân hệ khai thác và bảo dưỡng (OSS) Là hoạt động cho phép nhà khai thác mạng theo dõi hành vi của mạng như tải của hệ thống, mức độ chặn, số lượng chuyển giao giữa hai cell.v.v.. Nhờ vậy nhà khai thác có thể giám sát được toàn bộ chất lượng dịch vụ mà họ cung cấp cho khách hàng và kịp thời nâng cấp. Khai thác còn bao gồm việc thay đổi cấu hình để giảm những vẫn đề xuất hiện ở thời điểm hiện thời, để chuẩn bị tăng lưu lượng trong tương lai và mở rộng vùng phủ sóng. Ở hệ thống viễn thông hiện đại, khai thác được thực hiện bằng máy tính và được tập trung ở một trạm. Có nhiệm vụ phát hiện, định vị và sửa chữa các sự cố và hỏng hóc, nó có một số quan hệ với khai thác. Các thiết bị ở hệ thống viễn thông hiện đại có khả năng tự phát hiện một số các sự cố hay dự báo sự cố thông qua kiểm tra. Hệ thống khai thác và bảo dưỡng có thể được xây dựng trên nguyên lý của TMN (Telecommunication Management Network - Mạng quản lý viễn thông). Lúc này, một mặt hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối đến các phần tử của mạng viễn thông (MSC, HLR, VLR, BSC, và các phần tử mạng khác trừ BTS). Mặt khác hệ thống khai thác và bảo dưỡng được nối tới máy tính chủ đóng vai trò giao tiếp người - máy. Theo tiêu chuẩn GSM hệ thống này được gọi là trung tâm vận hành và bảo dưỡng (OMC - Operation and Maintenance Center). Bao gồm các hoạt động quản lý đăng ký thuê bao. Nhiệm vụ đầu tiên là nhập và xoá thuê bao khỏi mạng. Đăng ký thuê bao cũng có thể rất phức tạp, bao gồm nhiều dịch vụ và các tính năng bổ sung. Nhà khai thác có thể thâm nhập được các thông số nói trên. Một nhiệm vụ quan trọng khác của khai thác là tính cước các cuộc gọi rồi gửi CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 31 đến thuê bao. Khi đó HLR, SIM-Card đóng vai trò như một bộ phận quản lý thuê bao. Quản lý thiết bị di động được bộ đăng ký nhận dạng thiết bị EIR thực hiện. EIR lưu trữ toàn bộ dữ liệu liên quan đến trạm di động MS. EIR được nối đến MSC qua đường báo hiệu để kiểm tra tính hợp lệ của thiết bị. 2.3. Các thông số tiêu chuẩn của hệ thống GSM Uplink : 890MHz − 915MHz Downlink : 935MHz − 960MHz các mobile/carrier và mạng 270K bit/s -LTP (Regular Pulse Excitation-Long Term Prediction-Linear Prediction Coder) CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 32 CÂU HỎI Câu 1: Trình bày mô hình tổng quát của một mạng điện thoại di động ? Câu 2: Trình bày mô hình trạm di động MS trong một hệ thống GSM ? Câu 3: Định nghĩa khối BTS, TRAU trong hệ thống GSM ? Câu 4: Trình bày chức năng nhiệm vụ của khối BSC ? Câu 5: Trình bày chức năng chuyển mạch MSC ? Câu 6: Trình bày sự khác nhau của bộ ghi định vị thường trú và bộ ghi định vị tạm trú? Câu 7: Trình bày thanh ghi nhận dạng thiết bị EIR ? Câu 8: Trình bày khối trung tâm AuC ? Câu 9: Nêu chức năng cơ bản của cổng MSC trong hệ thống GSM ? Câu 10: Trình bày phân hệ khai thác và bảo dưỡng OSS ? CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 33 CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN Mục tiêu: trình bày cấu trúc maṇg ISDN, các dic̣h vu ̣maṇg ISDN được ứng dụng ngoài thực tế. 3.1 Khái quát về mạng tích hợp số đa dịch vụ ISDN Mạng số đa dịch vụ tích hợp ISDN là một mạng viễn thông thế hệ mới cung cấp truyền thông hiệu quả cho các dịch vụ viễn thông khác nhau, bao gồm thoại và phi thoại (dữ liệu, hình ảnh, kí tự). Tất cả các dịch vụ này được tích hợp vào một mạng duy nhất. (Hình 3.1) và (hình 3.2). Hình 3.1. Các mạng và các dịch vụ truyền thông trước khi có mạng ISDN Với mạng ISDN (hình 3.2) các loại dịch vụ kể trên cùng với một số loại dịch vụ mới đã được tích hợp trên một mạng thống nhất: Hình 3.2. Các mạng và các dịch vụ truyền thông trong mạng hợp nhất. Sự phát triển của ISDN CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 34 Mạng ISDN phát triển từ mạng số tích hợp (ISDN). Sự phát triển của IDN được điều khiển bởi sự cần thiết phải cung cấp các truyền dẫn thoại một cách kinh tế. Nhưng rồi kết quả là mạng lại thích hợp để bắt gặp sự cần thiết lớn mạnh không ngừng của dịch vụ dữ liệu số. Ở đây, chữ “I” trong IDN phù hợp truyền dẫn và chuyển mạch số tích hợp, còn chữ “I” trong ISDN phù hợp với sự tích hợp hàng loạt các dịch vụ truyền dẫn thoại và dữ liệu. ITU-T đã chỉ ra sự phát triển của ISDN Sự phát triển từ điện thoại IDN: Mạng ISDN phát triển từ mạng điện thoại đang tồn tại, có thể rút ra 2 kết luận từ quan điểm này: - Công nghệ IDN được xây dựng và phát triển trong phạm vi các mạng điện thoại hiện tại sẽ tạo ra nền tảng cho các dịch vụ sẽ được ISDN cung cấp. - Mặc dù các cơ sở khác, chẳng hạn như các mạng được chuyển mạch gói và các kết nối vệ tinh của một bên thứ 3 nào đó (không phải là nhà cung cấp dịch vụ thoại), sẽ đóng một vai trò trong ISDN, nhưng các mạng điện thoại vẫn có vai trò chủ đạo. Mặc dù các nhà cung cấp vệ tinh và chuyển mạch gói có thể không thoải mái lắm với cách diễn giải này, nhưng việc rất thịnh hành của mạng điện thoại quyết định rằng những mạng này sẽ tạo nên cơ sở cho ISDN. Việc chuyển đổi trong một hoặc một vài thập kỷ: Sự phát triển thành ISDN sẽ là quá strình chậm chạp. Điểm này là đúng cho mọi sự thay đổi của một ứng dụng phức tạp hoặc một loạt các ứng dụng từ một cơ sở kỹ thuật sang cơ sở mới hơn. Việc đưa vào các dịch vụ ISDN sẽ được thực hiện trong bối cảnh các cơ sở kỹ thuật số và các dịch vụ hiện có. Sẽ có một giai đoạn cùng tồn tại, trong đó các kết nối và có thể cả các chuyển đổi giao thức là cần thiết giữa các cơ sở và dịch vụ thay thế. Việc sử dụng các mạng hiện có: ISDN cung cấp dịch vụ chuyển mạch gói. Trước mắt, giao diện với dịch vụ đó sẽ là X25. Cùng với sự đưa vào kĩ thuật chuyển mạch gói nhanh và điều khiển cuộc gọi tầm thường phức tạp hơn, có thể cần một giao diện mới trong tương lai. Các xắp xếp mạng-người dùng: Đầu tiên, mối quan tâm là việc thiếu các đường thuê bao số có thể làm chậm trễ việc đưa vào sử dụng các dịch vụ số, đặc biệt tại các nước đang phát triển (ví dụ: Việt Nam). Với việc sử dụng các Modem và các thiết bị khác, các cơ sở hạ tầng analog hiện có có thể cung cấp ít nhất là một vài dịch vụ ISDN trên mạng đó. Các chi tiết về sự phát triển dịch vụ và cơ sở ISDN không giống nhau ở các nước, và cũng khác nhau ở các nhà cung cấp tại cùng một nước. Những điểm này đơn giản cho một mô tả chung về quá trình phát triển trên quan điểm ITU-T. Nguyên tắc của mạng ISDN § Đáp ứng cả các ứng dụng thoại và phi thoại với một số giới hạn các phương tiện đã được chuẩn hoá: Đây vừa là mục đích vừa là phương thức để xây dựng mạng ISDN. Mạng ISDN phải đáp ứng một loạt các dịch vụ thoại (các cuộc gọi điện thoại) và phi thoại (truyền dữ liệu số). Các loại hình dịch vụ này tuân theo các tiêu chuẩn (khuyến cáo của ITU-T), qua đó hạn chế số lượng giao diện và tạo điều kiện dễ dàng cho việc truyền dữ liệu. Do vậy, ISDN khác với mạng bình thường là mạng sẽ bổ sung thêm nhiều CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 35 dịch vụ trong thoại và đặc biệt là truyền dữ liệu số phi thoại. § Đáp ứng các ứng dụng chuyển mạch và phi chuyển mạch: Mạng ISDN đáp ứng được cả hai loại công nghệ chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói. Ngoài ra, ISDN đáp ứng cả các dịch vụ phi chuyển mạch dưới dạng đường dây chuyên dụng. § Sử dụng kết nối dựa trên tốc độ cơ bản 64kbps: Mục tiêu đầu tiên là ISDN phải được chuẩn bị để cung cấp các kết nối chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói tốc độ cơ bản 64kbps. Đây không phải là tốc độ cao nhưng chính là thành phần nền tảng của ISDN. Ta lựa chọn tốc độ này là vì vào lúc đó nó là tốc độ tiêu chuẩn cho tiếng nói số hoá, do đó được ứng dụng để phát triển mạng IDN. Ưu điểm của mạng tích hợp số ISDN Về mặt kỹ thuật § Hệ thống truyền dẫn thông tin số là hoàn toàn đồng nhất với mọi loại thông tin: tiếng nói(Voice), video, dữ liệu, kí tự (text) § Hệ thống chuyển mạch nhanh hơn (chuyển mạch kênh số và chuyển mạch gói). § Hệ thống quản lý và bảo dưỡng tốt hơn do có sử dụng hệ thống báo hiệu thông minh, đó là báo hiệu số 7. § Đa phần thiết bị đầu cuối trước kia đều được dễ dàng kết nối vào mạng ISDN, nhờ việc tận dụng những kỹ thuật hiện có và có thêm các bộ thích ứng. § Chất lượng kết nối tốt hơn so với các mạng truyền dẫn tương tự khác. § Nhiều loại thông tin, dữ liệu đều có thể truyền đồng thời. § Đặc biệt là chất lượng truyền thông cao do nó là mạng số nên khả năng chống nhiễu cao, khả năng khôi phục và sửa lỗi tốt hơn nhiều so với tín hiệu tương tự. Về phía khách hàng Tính mềm dẻo, linh hoạt cao và giá thành rẻ, có nhiều dịch vụ thể hiện ở các điểm sau: § Tổ hợp các dịch vụ: Người dùng chỉ phải chịu phí tổn cho một đường truy cập duy nhất mà vẫn có thể thoả mãn được nhiều nhu cầu dịch vụ khác nhau, không cần sử dụng nhiều đường truyển như trước. § Dịch vụ ứng dụng phong phú: Khác biệt giữa mạng truyền thống và ISDN là ISDN không dùng chung kênh thông tin và kênh điều khiển cuộc gọi, mà nó dùng riêng và tất cả các thông tin được dồn trên cùng một đường dây thuê bao. Khi đó ta thực hiện được nhiều dịch vụ. 3.2 Kiến trúc mạng ISDN Mạng ISDN là mạng số bởi vậy thiết bị của người sử dụng phải được số hóa. Trong các mạng điện thoại truyền thống trước khi truyền các tín hiệu số phải được chuyển thành tương tự, ví dụ với modem. ISDN chỉ mang tín hiệu số do đó các tín hiệu tương tự phải được chuyển thành số. Mạng số có các thuận lợi chính như sau: CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 36 Hình 3.3. Cấu hình tổng quan mạng ISDN Hệ thống mạng thông tin là đồng nhất đối với bất kỳ loại thông tin nào (âm thanh, Video, dữ liệu, văn bản). Điều này làm cho cấu trúc mạng tối ưu hơn và giảm giá thành của thiết bị truyền thông. Người sử dụng có thể kết nối bất kỳ thiết bị nào đến mạng, nếu nó phù hợp với chuẩn ISDN. Các loại đầu cuối khác nhau như thoại, truyền dữ liệu, thoại, hình ảnh dùng chung một loại đầu cuối như nhau. 3.3 Các giao diện và các nhóm chức năng chuẩn của mạng ISDN Các điểm tham chiếu trong ISDN xác định việc truyền thông giữa các thiết bị khác nhau. Nó quy định việc kết nối giữa hai thành phần và mạng và dạng thông tin giữa hai thành phần đó. Tại mỗi điểm chuẩn sử dụng một giao thức khác nhau. Tiêu chuẩn ISDN xác định 4 điểm tham chiếu là R, S, T, U quy định giữa các thiết bị thuê bao và mạng. CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 37 Hình 3.4 Các điểm tham chiếu và các nhóm chức năng ISDN. - Giao diện U: ITU-T đưa ra khuyến nghị G961, giao diện này mô tả tín hiệu dữ liệu song công trên dường thuê bao, tốc độ truy cập cơ sở là 160kbps. Nó là tiêu chuẩn truyền dẫn giữa NT1và LE (Local Exchange). Kỹ thuật mã đường là 2B1Q - Kỹ thuật này cung cấp hiệu quả sử dụng băng truyền với mỗi phần tử mô tả 2 bit thay vì 1 bit và sử dụng 4 mức điện thế khác nhau. Ðiểm chuẩn U được sử dụng ở Mĩ với kỹ thuật huỷ tiếng vọng, có tác dụng chuyển giao diện 2 dây thành giao diện 4 dây trong giao diện T và S. - Giao diện T: Là giao diện giữa NT1 và NT2, thông thường được định nghĩa giữa thuê bao và mạng. - Giao diện S: Là giao diện quan trọng nhất có liên quan đến người sử dụng. Nó không phải là điểm nối giữa người dùng và mạng nhưng nó mô tả một số trường hợp mà ở đó NT2 không tồn tại ( vd: PBX không dùng). - Trong trường hợp này, điểm S trùng với điểm R và gọi là điểm chuẩn S/T. - Giao diện R: Là giao diện giữa TE2 và TA. Nó hỗ trợ giao diện phi ISDN giữa các thiết bị người sử dụng không tương thích với ISDN và thiết bị phối hợp. Các nhóm chức năng Các nhóm chức năng được xác định trong chuẩn ISDN gồm các nhóm như: NT1, NT2 (Network Teminal 1, Network Teminal 2 - Thiết bị kết cuối mạng loại 1, loại 2); TE1,TE2 (Teminal Equiqment 1, Teminal Equiqment 2) Thiết bị đầu cuối người sử dụng loại 1,loại 2) và bộ đầu cuối thích nghi TA (Teminal adapter). Ta sẽ xem xét lần lượt từng thiết bị. Cấu hình đầu cuối mạng loại 1 (NT1 Network Terminal 1) và đầu cuối mạng loại 2 (NT2 - Network Terminal 2 ) được coi là mạng của hệ thống thuê bao. CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 38 NT1 cung cấp giao diện vật lí giữa đường truyền dẫn từ tổng đài nội hạt và đầu cuối tiền khách hàng, bao gồm các đầu cuối ISDN (TE1) và các bộ phối hợp đầu cuối (TA- Teminal Adapter). NT1 có cấu trúc điểm-điểm, có thể được cung cấp bởi nhà cung cấp ISDN và tạo thành một biên giới cho mạng. Biên giới này sẽ cô lập người sử dụng với vòng thuê bao và tạo thành một giao diện kết nối vật lí gắn với thiết bị người dùng. Có thể lập đến 8 thiết bị TE1 và TA đến NT1 theo cấu hình điểm - đa điểm qua BRA. NT2 ( Thiết bị đầu cuối mạng loại 2) là thiết bị cung cấp chuyển mạch phía khách hàng, ghép kênh và tập trung. NT2 có thể là PBX, LAN, một bộ điều khiển thiết bị đầu cuối. Có thể có trường hợp không có NT2 (vd: dịch vụ ISDN nhà riêng). Thiết bị đầu cuối loại 1 (TE1 Thiết bị đầu cuối mạng chuẩn) là thiết bị đầu cuối tương thích với chuẩn ISDN (vd : điện thoại số, máy fax G4 ). Thiết bị đầu cuối loại 2 (TE2) là thiết bị không tương thích với chuẩn ISDN, (vd : Các thiết bị đầu cuối vật lí như RS-232, các máy tính chủ với giao diện X25. Ðể truyền thông được với mạng ISDN, TE2 cần phải dùng một bộ phối hợp đầu cuối (TA) cắm vào giao diện ISDN. 3.4 Các kênh trong ISDN Kênh B Tốc độ kết nối 64kbps. Kênh B là kênh cho người dùng truyền dữ liệu số, tín hiệu thoại số PCM, hoặc hỗn hợp các đường truyền tốc độ thấp cao gồm dữ liệu số và tiếng nói số hóa được mã hóa với tốc độ bít là ước của 64kbps. Tuy nhiên, trong trường hợp này, tất cả các kênh truyền trong kênh B phải được giành riêng cho cùng một điểm cuối. Nếu kênh B có hai hay nhiều kênh phụ thì tất cả các kênh phụ phải được truyền qua cùng một mạch giữa các thuê bao. Có thể thiết lập ba kiểu kết nối qua kênh B: § Chuyển mạch kênh: Giống như chuyển mạch dịch vụ số đang được sử dụng. Một người sử dụng tiến hành cuộc gọi thì một kết nối chuyển mạch kênh được thiết lập với một người sử dụng khác. Một đặc biệt là việc thiết lập cuộc gọi không phải được tiến hành qua kênh B mà sử dụng phương thức báo hiệu kênh chung. § Chuyển mạch gói: Người sử dụng được kết nối với một nút chuyển mạch gói và dữ liệu được chuyển đến người sử dụng thông qua giao thức X.25. § Các kết nối bán cố định: Đây là kiểu kết nối với một người sử dụng được thiết lập bởi một sắp xếp từ trước và không đòi hỏi giao thức thiết lập cuộc gọi. Nó giống đường dây cho thuê riêng. Kênh D Có tốc độ 16kbps hoặc 64kbps có chức năng chủ yếu là để truyền tín hiệu báo hiệu kênh chung CCS giữa người sử dụng và mạng. Do tín hiệu báo hiệu có thể không phải sử dụng tất cả độ rộng băng tần kênh D nên kênh D có thể sử dụng cho các dịch vụ chuyển mạch gói hay truyền tín hiệu đo lường từ xa tốc độ thấp (nhỏ hơn 100bps). Kênh D hoạt động ở tốc độ 16kbps hay 64kbps phụ thuộc vào giao diện lối vào của người sử dụng. Chú ý các thiết bị khi sử dụng kênh D thì phải đổi các thông báo về báo hiệu cần thiết cho các dịch vụ yêu cầu trên kênh B. Kênh H CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 39 Bảng 1.1. Các loại kênh trong ISDN Tốc độ 384kbps (H0), 1536kbps (H11) hoặc 1920 (H12). Dùng cho các loại thông tin đòi hỏi tốc độ bit cao. Người sử dụng có thể dùng kênh này như một trung kế tốc độ cao hay chia kênh theo giản đồ TDM của riêng người sử dụng đó. Các ví dụ ứng dụng như Fax Có 3 kênh H: 0 : H0 = 6B (Tốc độ là 384 kbps). 11: H11 = 24B (Tốc độ là 1, 536 Mbps-Phù hợp với chuẩn T1 của Bắc Mĩ). Kênh H12: H12 = 30B (Tốc độ là 1,984 Mbps-Phù hợp với chuẩn E1 của Châu Âu) 3.5 Các phương thức truy cập trong mạng ISDN Các kênh B và D thường nhóm lại với nhau để cung cấp những tổ hợp kênh cho người sử dụng. Có thể truy cập theo hai phương thức: - Truy cập tốc độ cơ bản (BRA), còn gọi là giao diện tốc độ cơ bản (BRI). - Truy cập tốc độ sơ cấp (PRA), còn gọi là giao diện tốc độ sơ cấp (PRI). Mạng ISDN cung cấp một loạt các dịch vụ trợ giúp cả thoại và các ứn dụng dữ liệu hiện đang sử dụng, cũng như để các ứng dụng này tiếp tục được phát triển. Một vài ứng dụng quan trọng nhất được nêu ra dưới đây: Dịch vụ truyền Fax Đây là dịch vụ để truyền và tái tạo lại các hình ảnh, chữ viết màng tay và các chữ được in ra. Kiểu dịch vụ này đã được dùng từ rất nhiều năm nhưng bị kém đi do thiếu sót về sự chuẩn hóa và giới hạn của mạng thoại tương tự. Hiện nay, chuẩn Fax số có thể được sử dụng để truyển các trang dữ liệu tới tốc độ 64-Kb/s trong 5 giây. Dịch vụ Teletex Dịch vụ này cho phép các đầu cuối thuê bao thư từ với nhau. Các đầu cuối truyển CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 40 tin được sử dụng chuẩn bị, hiệu đính, truyển và in ra các bản tin. Tốc độ truyền dẫn một trang mất 2 giây với 9600-b/s. Dịch vụ Videotex Là một dịch vụ tìm kiếm thông tin tương hỗ. Một trang dữ liệu có thể được truyển trong 1 giây với tốc độ 9600-b/s. Các dịch vụ này nằm trong bảng các danh mục của thoại, dữ liệu số, ký tự và hình ảnh. Hầu hết các dịch vụ này có thể được cấp với dung lượng truyền dẫn 64-Kb/s hay nhỏ hơn. Một vài dịch vụ đòi hỏi truyền với tốc độ dữ liệu cao hơn và có thể được cấp bởi phương tiện truyền dẫn tốc độ cao nằm ngoài mạng ISDN (chẳng hạn như đường cáp truyền hình) hoặc trong tương lai sẽ làm tăng đường truyền cho mạng ISDN. CHƯƠNG 3: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ ISDN 41 CÂU HỎI Câu 1: Mạng tích hợp số đa dịch vụ ISDN là gì ? Câu 2: Trình bày ưu điểm của mạng tích hợp ISDN ? Câu 3: Trình bày kiến trúc mạng ISDN ? Câu 4: Trình bày giao diện U, T trong mạng ISDN ? Câu 5: Trình bày giao diện S, R trong mạng ISDN ? Câu 6: Có bao nhiêu kênh trong ISDN ? Câu 7: Trình bày kênh B trong ISDN ? Câu 8: Trình bày kênh D trong ISDN ? Câu 9: Trình bày kênh H trong ISDN ? Câu 10: Trình bày các phương thức truy cập trong mạng ISDN ? CHƯƠNG 4: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ BĂNG THÔNG RỘNG B-ISDN 45 CHƯƠNG 4: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ BĂNG THÔNG RỘNG B-ISDN (BROADBAND INTEGRATED SERVICES DIGITAL NETWORK) Mục tiêu: cung cấp cho sinh viên kiến thức về cấu trúc mạng B-ISDN, cấu trúc tế bào ATM và các dịch vụ mạng B-ISDN 4.1 Khái quát về B-ISDN B-ISDN là mạng truyền dẫn tốc độ cao hỗ trợ các dịch vụ băng thông rộng dựa trên khái niệm ISDN. Mạng băng rộng là mạng cung cấp được các dịch vụ thoả mãn nhu cầu của khách hàng. Đó là mạng có khả năng truyền tải nhiều loại hình dịch vụ, từ các dịch vụ viễn thông truyền thống như điện thoại, fax đến các loại hình dịch vụ cao cấp hơn như truyền hình số, HDTV, điện thoại Video, truyền dữ liệu tốc độ cao, VOD, Multimedia, Internet, Telephony CCITT đã định nghĩa các dịch vụ như sau: - Băng hẹp (Narrowband): các dịch vụ có tốc độ 64 Kbps. - Băng trung (Wideband): các dịch vụ có tốc độ 64Kbps đến 1.5 Mbps (T1, E1). - Băng rộng (Broadband): > 1.5 Mbps (T1, E1). Trong đó dịch vụ thuộc nhóm 1 và 2 là N–ISDN. Dịch vụ thuộc nhóm 3 là B– ISDN. Khái niệm B-ISDN cũng được CCITT trình bày là “B-ISDN là một dịch vụ yêu cầu kênh truyền dẫn có khả năng hỗ trợ tốc độ lớn hơn tốc độ cơ bản”. Điều đó có nghĩa là B - ISDN sử dụng băng thông rất lớn để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng và dich vụ cao cấp. B-ISDN được xây dựng trên cơ sở như minh hoạ bằng hình vẽ sau: Hình 4.1. Nền tảng của B-ISDN Các mục đích cơ bản của B-ISDN là thiết lập một mạng số có khả năng liên kết và cung cấp các hình loại dịch vụ băng rộng khác nhau thông qua việc sử dụng truyền dẫn tốc độ cao, chuyển mạch tốc độ cao, xử lý tín hiệu, máy tính, phần mềm và công nghệ cấu kiện. Vả lại, thông qua B-ISDN, các dịch vụ giao lưu và phân phối cũng như các dịch vụ chế độ kênh và chế độ nhóm cũng được cung cấp. Thêm vào đó, các dịch vụ băng hẹp và các dịch vụ băng rộng được cung cấp một cách đồng CHƯƠNG 4: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ BĂNG THÔNG RỘNG B-ISDN 46 thời. Để đạt được các mục đích nói trên, BISDN phải có khả năng hỗ trợ các nối kết truyền thông bán cố định cố định các nối kết điểm - nối - điểm đa điểm - nối - điểm và các nối kết dành dùng các dấu riêng/cố định; Như vậy, BISDN cần phải có khả năng thông minh để mở rộng và cải tiến các dịch vụ và để quản lý hoạt động, bảo dưỡng và điều khiển mạng một cách hiệu quả. Vì B-ISDN dựa trên cơ sở toàn bộ các khái niệm của ISDN nên cấu hình chuẩn truy xuất của ISDN cũng làm cơ sở cho cấu hình chuẩn truy xuất của B-ISDN. B-ISDN sử dụng chế độ chuyển thông tin ATM (Asynchronous Transfer Mode: chế độ chuyển thông tin bất đồng bộ) độc lập với lớp phương tiện truyền tải ở lớp vật lý. 4.2 Kiến trúc B-ISDN B-ISDN được xây dựng trên nền của ISDN. Do vậy, ở một khía cạnh nào đó thì cấu hình của B -ISDN cũng có nhiều điểm tương đồng với ISDN. Việc xây dựng cấu hình rất có ý nghĩa, đặc biệt là trong nghiên cứu lý thuyết cũng như trong ứng dụng thực tế. Cấu trúc của B-ISDN như sau: Hình 4.2. Cấu trúc quan điểm của B-ISDN Chú giải: B-NT: Đầu cuối mạng B-TE: Thiết bị đầu cuối B - ISDN cũng dựa trên những quan điểm chung tương tự như N - ISDN trên cơ sở cấu hình tham chiếu, nhóm chức năng kết cuối mạng và các điểm chuẩn. Hình 4.2 minh hoạ nguyên lý xây dựng cấu hình chuẩn B-ISDN. Trong hình phác hoạ những cấu hình UNI có thể ứng dụng thực tiễn. Các điểm chuẩn là Tb, Sb, R và các nhóm chức năng là B - NT1, B - NT2, B – TE1, B-TE2, và B - TA, trong đó chữ B đầu ý chỉ các chuẩn sử dụng cho mạng băng rộng. CHƯƠNG 4: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ BĂNG THÔNG RỘNG B-ISDN 47 Hình 4.3. Cấu hình chuẩn B-ISDN NT1 kết cuối mạng loại 1 thực hiện chức năng lớp 1 của mô hình OSI. Chức năng của NT1 bao gồm truyền dẫn trên đường dây tín hiệu số, cấp nguồn DC, định thời và ngoài ra NT1 cũng thực hiện chức năng bảo dưỡng sơ bộ. NT2 là kết cuối mạng loại 2, NT2 là kết cuối mạng thông minh (ví dụ như PABX ) tương ứng với mức 1 và mức mạng cao hơn của mô hình OSI. Nó thực hiện chức năng thích ứng môi trường ghép kênh, tập trung lưu lượng. Trên thực tế NT1 vầ NT2 có thể kết hợp vào một thiết bị chung chỉ có một trong hai kiểu tuỳ thuộc vào thuộc tính thuê bao cụ thể. TE1: Thiết bị đầu cuối loại 1 thực hiện chức năng tương tác với lớp 1 và lớp cao hơn, chức năng của TE1 bao gồm các giao diện user to user, user to machine và các giao thức quản lý báo hiệu, quản lý OA& M và điều khiển trao đổi thông tin cho user. TE1 xử lý và thực hiện các chức năng được chuẩn hoá bởi giao diện chuẩn cho mạng B-ISDN theo khuyến nghị của CCITT. TE2: Thiết bị đầu cuối loại 2. Chức năng tương ứng như TE1 chỉ có điều khác là không tuân theo giao diện chuẩn của CCITT. TA: Bộ thích ứng đầu cuối (Terminal Adapter) có vai trò thích ứng cho TE2 với mạng B - ISDN. Các điểm chuẩn Sb và Tb cung cấp phương tiện tiện ích xác định các thuộc tính vật lý điện khí dọc theo tuyến truyền tin. Cụ thể là giao diện lớp vật lý tại các điểm chuẩn này có thể chọn hay là cho các phương thức truyền tin theo SDH-Based hoặc Cell-based. Tại các điểm chuẩn Tb - giao diện đơn dùng cho B - NT1 và môi trường vật lý phục vụ cho kiểu kết nối điểm - điểm. 4.3 Mô hình giao thức chuẩn của B-ISDN Mô hình chuẩn giao thức (PRM) của B-ISDN được hình thành từ mặt phẳng quản lý, mặt phẳng điều khiển, và mặt phẳng khách hàng như được trình bày trong hình 4.4. CHƯƠNG 4: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ BĂNG THÔNG RỘNG B-ISDN 48 Hình 4.4. Mô hình giao thức chuẩn B-ISDN Mặt phẳng người sử dụng (User plane): với cấu trúc phân lớp cung cấp cho việc chuyển thông tin người sử dụng cùng các thông tin điều khiển liên quan như điều khiển lưu lượng, kiểm soát sai, Mặt phẳng điều khiển (Control plane): có cấu trúc phân lớp thực hiện các chức năng điều khiển kết nối và điểu khiển cuộc gọi liên quan tới báo hiệu cần thiết cho việc thiết lập, giám sát, giải toả các cuộc gọi và các kết nối. Mặt phẳng quản lý (Management plane): cung cấp hai loại chức năng là quản lý lớp (Layer Management) và chức năng quản lý mặt phẳng (Plane Management). Chức năng quản lý mặt phẳng: mặt phẳng quản lý thực hiện các chức năng quản lý liên quan tới hệ thống và cung cấp sự phối hợp giữa các mặt phẳng. Mặt phẳng quản lý không có cấu trúc phân lớp. Chức năng quản lý lớp: mặt phẳng quản lý thực hiện các chức năng quản lý liên quan tài nguyên và tham số nằm ở các thực thể nghi thức của nó. Quản lý lớp xử lý các dòng thông tin điều hành bảo dưỡng của các lớp đang xử lý. Các giao thức của mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng khách hàng được phân loại thành lớp mức cao (Higher layer), lớp thích ứng ATM (ATM Adaptation Layer), lớp ATM và lớp vật lý (Physical layer) Lớp vật lý gồm hai phân lớp là phân lớp môi trường vật lý (Physical medium sublayer) và phân lớp hội tụ truyền dẫn (Transmission convergence sublayer). Phân lớp môi trường vật lý: gồm các chức năng phụ thuộc vào môi trường vật lý. Phân lớp này cung cấp khả năng truyền dẫn bit bao gồm chuyển bit và đồng bộ bit. Nó bao gồm việc mã hoá đường dây và chuyển đổi điện-quang. Phân lớp hội tụ truyền dẫn: thực hiện tất cả các chức năng cần thiết để chuyển đổi dòng cell thành các đơn vị dữ liệu (ví dụ: bit) có thể gửi và nhận được qua môi trường vật lý. Khối số liệu SDU (Service Data Unit): chuyển qua ranh giới giữa lớp ATM và lớp vật lý là các dòng cell hợp lệ. CHƯƠNG 4: MẠNG TÍCH HỢP SỐ ĐA DỊCH VỤ BĂNG THÔNG RỘNG B-ISDN 49 Phân lớp hội tụ truyền dẫn thực thiện các chức năng sau: + Cách ly tốc độ tế bào (Cell rate decoupling): cung cấp luồng bit tốc độ không đổi cho lớp vật lý bằng cách chèn và thu hồi các cell trống để biến đổi tốc độ các cell ATM hợp lệ sang dung lượng payload của hệ thống truyền dẫn. + Phát và phục hồi các khung truyền dẫn (Transmission frame generation/recovery) + Biến đổi khung truyền dẫn (Transmission frame adaptation): chức năng này để cấu trúc dòng cell theo cấu trúc payload của khung truyền dẫn (theo hướng phát) và tách dòng cell này ra khỏi khung truyền dẫn (theo hướng thu). + Phân tách cell (Cell delineation): ở chiều phát dòng cell ATM được ngẫu nhiên hoá, ở chiều thu các giới hạn cell được nhận biết bằng cơ chế HEC (Header Error Control) và dòng cell được giải ngẫu nhiên hoá. + Tạo và kiểm tra HEC (HEC header sequence generation/ verification): ở chiều phát HEC được tính và chèn vào header của cell. Ở chiều thu các header của cell được kiểm tra lỗi và sửa lỗi nếu có. Các cell có header lỗi không sửa được sẽ bị loại bỏ. Lớp ATM không phụ thuộc vào lớp vật lý dưới nó. Các chức năng của lớp ATM bao gồm: + Ghép và tách các cell (Cell multiplexing and demultiplexing): Ở chiều phát chức năng ghép cell kết hợp các cell từ các kênh ảo (VC: Virtual Channel) và các đường ảo (VP: Virtual Path) thành một dòng cell không liên tục đến các VP và VC đúng của chúng. + Dịch tên đường ảo (VPI: Virtual Path Identifier) và tên kênh ảo (VCI: Virtual Channel Identifier): chức năng này xảy ra tại các vùng chuyển mạch ATM (ATM switching fields) và/ hoặc các nút nối xuyên (Cross-connect nodes) gồm cả B-NT2. Giá trị của VPI và/ hoặc VCI của mỗi cell ATM nhận được xếp tương ứng với một giá trị VPI và / hoặc VCI mới. + Tạo / tách header cell (Cell header generation/extraction): Những chức năng này áp dụng tại các điểm bắt đầu và kết thúc lớp AT