Giáo trình Kỹ thuật chuyển mạch - Hoàng Trọng Minh

Nội dung text: Giáo trình Kỹ thuật chuyển mạch - Hoàng Trọng Minh

1. ƒ Các Gateway cũng có thể phiên dịch khuôn dạng truyền dẫn, phiên dịch các tiến trình truyền thông, phiên dịch giữa các bộ mã hoá/giải mã hoặc phiên dịch giữa các đầu cuối theo chuẩn H.323 và các đầu cuối không theo chuẩn này. ƒ Ngoài ra, nó còn tham gia vào việc thiết lập và huỷ bỏ cuộc gọi. Các thành phần của một Gateway gồm Cổng đa phương tiện MG, bộ điều khiển MG và cổng báo hiệu SG được mô tả trong hình sau: Hình 4.28: Chức năng cơ bản của Gateway H.323. Cổng đa phương tiện MG. Cổng đa phương tiện MG cung cấp phương tiện để thực hiện chức năng chuyển đổi mã hoá. Nó chuyển đổi giữa các mã truyền trong mạng IP (truyền trên RTP/UDP/IP) với mã hoá truyền trong mạng chuyển mạch kênh (PCM, GSM). MGW bao gồm các chức năng sau: ƒ Chức năng chuyển đổi địa chỉ kênh thông tin: cung cấp địa chỉ IP cho các kênh thông tin truyền và nhận. ƒ Chức năng chuyển đổi luồng: chuyển đổi giữa các luồng thông tin giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh bao gồm việc chuyển đổi mã hoá và triệt tiếng vọng. ƒ Chức năng dịch mã hoá: định tuyến các luông thông tin giữa mạng IP và mạng SCN. ƒ Bảo mật thông tin: Đảm bảo tính riêng tư của kênh thông tin kết nối với GW. ƒ Kết cuối chuyển mạch kênh: bao gồm tất cả các phần cứng và giao diện cần thiết để kết cuối cuộc gọi chuyển mạch kênh, nó phải bao gồm các bộ mã hoá và giải mã PCM luật A và PCM luật µ. ƒ Kết cuối chuyển mạch gói: chứa tất cả các giao thức liên quan đến việc kết nối kênh thông tin trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các bộ mã hoá/giải mã có thể sử dụng được. Theo chuẩn H.323 thì nó bao gồm RTP/RTCP và các bộ mã hoá giải mã như G.711, G.723.1, G.729 ƒ Giao diện với mạng chuyển mạch kênh: Kết cuối các kênh mang (ví dụ như DSO) từ mạng chuyển mạch kênh và chuyển nó sang trạng thái có thể điều khiển bởi chức năng xử lý kênh thông tin. ƒ Chức năng chuyển đổi kênh thông tin giữa IP và mạng chuyển mạch kênh: chuyển đổi giữa kênh mang thông tin thoại, fax, dữ liệu của mạng chuyển mạch kênh và các gói dữ liệu trong mạng chuyển mạch gói. Nó cũng thực hiện chức năng xử lý tín hiệu thích hợp ví dụ như: nén tín hiệu thoại, triệt tiếng vọng, triệt khoảng lặng, mã hoá, chuyển đổi tín hiệu fax và điều tiết tốc độ modem tương tự. Thêm vào đó, nó cũng thực hiện chuyển đổi giữa tín hiệu DTMF trong mạng chuyển mạch kênh và các tín hiệu thích hợp trong mạng chuyển mạch gói khi mà các bộ mã hoá tín hiệu thoại không mã hoá 128
2. ƒ Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết cuối mạng chuyển mạch gói. MG và MGC khác nhau ở các phần tử tài nguyên mức thấp và mức cao. MGC chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên mức cao, nó có thể hiểu được tính sẵn sàng của các tài nguyên và quyết định sử dụng chúng một cách hợp lý (ví dụ như các bộ triệt tiếng vọng được đặt trong GW VoIP chịu sự quản lí của MGC). MG chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên mức thấp như là các thiết bị phần cứng để chuyển mạch và xử lý luồng thông tin trong một GW. Cổng báo hiệu SG SG cung cấp kênh báo hiệu giữa mạng IP và mạng chuyển mạch kênh. Nó có thể hỗ trợ chức năng kênh báo hiệu giữa mạng IP (ví dụ như H.323) hoặc báo hiệu trong mạng chuyển mạch kênh (ví dụ như R2, CCS7). SG có thể bao gồm các khối chức năng sau: ƒ Kết nối các giao thức điều khiển cuộc gọi trong chuyển mạch kênh. ƒ Kết nối báo hiệu từ mạng chuyển mạch kênh: phối hợp hoạt động với các chức năng báo hiệu của MGWC. ƒ Chức năng báo hiệu: chuyển đổi giữa báo hiệu mạng IP với báo hiệu mạng chuyển mạch kênh khi phối hợp hoạt động với MGC. ƒ Bảo mật kênh báo hiệu: bảo đảm tính bảo mật của kênh báo hiệu từ GW. ƒ Chức năng thông báo: ghi các bản tin sử dụng, xác định và ghi các bản tin thông báo ra thiết bị ngoại vi. ƒ OA&M: vận hành, quản lý và bảo dưỡng thông qua các giao diện logic cung cấp các thông tin không trực tiếp phục vụ cho điều khiển cuộc gọi tới các phần tử quản lý hệ thống. ƒ Chức năng quản lý: giao diện với hệ thống quản lý mạng. ƒ Giao diện mạng chuyển mạch gói: kết nối mạng chuyển mạch gói. SG sẽ làm nhiệm vụ phân tích và chuyển các bản tin báo hiệu trong mạng PSTN vào mạng H.323. Các bản tin báo hiệu như ISUP, SCCP, TSUP được chuyển đổi thành dạng hợp lý tại GW báo hiệu và chuyển vào mạng IP. Gatekeeper Gatekeeper là một thực thể tuỳ chọn trong mạng H.323 để cung cấp các chức năng biên dịch địa chỉ và điều khiển truy nhập mạng cho các thiết bị đầu cuối H.323, các Gateway và các MCU. Ngoài ra, Gatekeeper cũng có thể cung cấp các dịch vụ khác cho các phần tử mạng trên như quản lý băng thông hay định vị các Gateway. Về mặt logic, Gatekeeper là một thiết bị độc lập nhưng trong thực tế nó thường được tích hợp với các phần tử mạng khác trong cùng một thiết bị vật lý. Mỗi GK quản lý một vùng mạng, nếu trong mạng có một GK thì các điểm cuối phải đăng ký và sử dụng các dịch vụ do nó cung cấp. Một vùng mạng H.323 được hiểu như một tập hợp các node như đầu cuối, Gateway hay MCU. Một vùng được quản lý bởi một GK và các điểm cuối trong mạng phải đăng ký với GK này. Khi sử dụng Gatekeeper sẽ chỉ có duy nhất một Gatekeeper trong một vùng H.323 tại bất kỳ thời điểm nào cho dù có nhiều thiết bị có thể cung cấp chức năng này ở trong vùng đó. Nhiều thiết bị cung cấp chức năng báo hiệu RAS cho Gatekeeper được đề cập đến như là các Gatekeeper dự phòng. Gatekeeper cung cấp các dịch vụ cơ bản sau đây: 130
3. Hình 4.29: Kiến trúc kết nối liên mạng IMS – CS ƒ Chức năng điều khiển cổng phương tiện (MGCF): MGCF là một cổng hỗ trợ thông tin giữa các người sử dụng IMS và miền CS. Chức năng điều khiển cổng phương tiện MGCF và cổng phương tiện IM (IM MGW) chịu trách nhiệm cho báo hiệu và chuyển đổi các phương tiện giữa miền mạng PS và các mạng chuyển mạch kênh (PSTN chẳng hạn). MGCF giao tiếp với S-CSCF (hoặc BGCF) qua giao thức SIP. Báo hiệu cuộc gọi (SS7/ISUP) được chuyển từ cổng báo hiệu của mạng CS đến MGCF qua giao thức SIGTRAN. MGCF phải phiên dịch các bản tin giữa SIP và ISUP để đảm bảo tương tác giữa hai giao thức này. Tất cả các báo hiệu điểu khiển cuộc gọi từ các người sử dụng CS đều được đưa đến MGCF để chuyển đổi ISUP (hay BICC) vào các giao thức SIP, sau đó chuyển phiên đến IMS. Tương tự tất cả các báo hiệu phiên khởi nguồn từ IMS đến các người sử dụng CS được gửi đến MGCF. MGCF cũng điều khiển các kênh phương tiện trong thực thể liên quan của mặt phẳng người sử dụng: CIMS-MGW của cổng phương tiện IMS. Ngoài ra MGFC cũng có khả năng báo cáo thông tin thanh toán cho CCF. ƒ Chức năng điều khiển cổng chuyển mạng (BGCF): Quyết định nơi kết nối liên mạng xảy ra khi một phiên khởi tạo từ một người dùng IMS. Nếu kết nối liên mạng xuất hiện trong cùng mạng, BGCF sẽ lựa chọn một MGCF, trong trương hợp ngược lại, nó liên lạc với một BGCF thuộc mạng của nhà khai thác khác, nơi kết nối liên mạng sẽ thực hiện. Tóm tắt chương 4 Trong chương 4 đã trình bày về các khía cạnh liên quan tới các giải pháp công nghệ chuyển mạch tiên tiến, nội dung chương tập trung vào các vấn đề liên quan tới mạng IP/ATM và công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS. Các vấn đề liên quan tới các kỹ thuật định tuyến và báo hiệu đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS đã được đưa ra trong chương, nhằm kết hợp với các cơ chế chuyển mạch trong chương 3 nhằm giúp người đọc nhìn nhận tổng quan về các ứng dụng và phát triển của kỹ thuật chuyển mạch tiên tiến hiện nay. Trong chương này cũng trình bày một hướng phát triển kỹ thuật chuyển mạch thường được coi là chiến lược cho mạng hội tụ trên nền IP - chuyển mạch mềm. Các ứng dụng của công nghệ chuyển mạch mềm được trình bày trong phần cuối của chương là các ứng dụng cơ bản nhất của chuyển mạch mềm hiện nay. 132
4. CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH TIÊN TIẾN 4.1 Giới thiệu tổng quan về công nghệ IP/ATM 75 4.1.1 Tổng quan về IP/ATM 75 4.1.2 Công nghệ chuyển mạch IP 79 4.1.3 Công nghệ chuyển mạch MPLS/GMPLS 81 4.2 Kỹ thuật chuyển mạch ATM 83 4.2.1 Mô hình phân lớp ATM 83 4.2.2 Nguyên lý chuyển mạch ATM 86 4.3 Kỹ thuật định tuyến trong mạng tốc độ cao 90 4.3.1 Định tuyến PNNI 90 4.3.2 Các giải pháp chuyển mạch và định tuyến IP/ATM 95 4.3.3 Kỹ thuật định tuyến đảm bảo QoS trong MPLS 105 4.4 Kỹ thuật lưu lượng trong MPLS 108 4.4.1 Tổng quan về kỹ thuật lưu lượng 108 4.4.2 Điều khiển quản lý và truy nhập 109 4.4.3 Điều khiển chống tắc nghẽn trong MPLS 111 4.4.4 Điều khiển lưu lượng đa lớp 111 4.5 Các giải pháp nâng cao hiệu năng chuyển mạch 112 4.5.1 Báo hiệu đảm bảo chất lượng dịch vụ 112 4.5.2 Định tuyến và chuyển tiếp đảm bảo QoS 113 4.5.3 Các giải pháp thực tiễn 114 4.6 Các khái niệm về NGN và chuyển mạch mềm 115 4.6.1 Mạng thế hệ kế tiếp NGN 115 4.6.2 Mô hình phân cấp chuyển mạch trong NGN 118 4.6.3 Mô hình kiến trúc chuyển mạch mềm 120 4.6.4 Các ứng dụng của chuyển mạch mềm 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133 134
5. Hình 3.14 Kiến trúc các trường chuyển mạch đa đường 52 Hình 3.15 Ví dụ về mạng Banyan (8x8) 54 Hình 3.16 Hiện tượng nghẽn nội trong chuyển mạch Banyan 55 Hình 3.17 Mạng phân lô kết nối kiểu Banyan 55 Hình 3.18 Trường chuyển mạch bố trí đệm đầu vào 57 Hình 3.19 Lưu đồ xử lý 3 giai đoạn chống tranh chấp 59 Hình 3.20 Trường chuyển mạch đệm đầu ra 60 Hình 3.21 Trường chuyển mạch đệm trung tâm 61 Hình 3.22 Các khía cạnh của chất lượng dịch vụ 72 Hình 3.23 Mô hình hệ thống kênh trung kế 73 Hình 4.1 Mô hình tham chiếu TCP/IP với OSI 79 Hình 4.2 Cấu trúc tiêu đề gói tin IP và ATM 81 Hình 4.3 Thiết bị chuyển mạch IP 83 Hình 4.4 Mô hình kết nối theo chuyển mạch IP 84 Hình 4.5 Mô hình tham chiếu của ATM-BISDN và OSI 88 Hình 4.6 Chuyển mạch VP và VC 91 Hình 4.7 Nguyên lý chuyển mạch ATM 92 Hình 4.8 Mô hình phân cấp định tuyến PNNI 96 Hình 4.9 Mô hình chuyển mạch IP điều khiển luồng 100 Hình 4.10 Giao thức giải bước kế tiếp 101 Hình 4.11 Chuyển mạch IP điều khiển topo 102 Hình 4.12 Định tuyến PNNI mở rộng 104 Hình 4.13 Proxy-PAR 105 Hình 4.14 PNNI tích hợp 107 Hình 4.15 Nguyên lý định tuyến dựa trên các điều kiện ràng buộc 110 Hình 4.16 Thiết lập CR-LSP dùng RSVP mở rộng 111 Hình 4.17 Vị trí của LDP trong chồng giao thức của MPLS 112 Hình 4.18 Sắp xếp lưu lượng tại LER trong mạng MPLS 114 Hình 4.19 Mô hình mạng đa lớp 115 Hình 4.20 Mô hình phân lớp mạng NGN của ITU-T 117 Hình 4.21 Các phần tử cơ bản trong mạng NGN 123 Hình 4.22 Mô hình tham chiếu các thực thể chức năng trong NGN 125 Hình 4.23 Kết nối MGC với các thành phần khác của NGN 127 Hình 4.24 Các chức năng của cổng điều khiển đa phương tiện MGC 128 Hình 4.25 Ứng dụng làm cổng báo hiệu SS7 của chuyển mạch mềm 129 Hình 4.26 Ứng dụng làm tổng đài Tandem 130 Hình 4.27 Kết nối các phần tử trong mạng VoIP 131 Hình 4.28 Chức năng cơ bản của Gateway H.323 132 Hình 4.29 Kiến trúc kết nối liên mạng IMS-CS 136 136
6. DANH MỤC BẢNG BIỂU Danh mục Trang Bảng 1.1 Một số mô hình và hàm phân bố cho các ứng dụng cơ bản 5 Bảng 2.1 Bit F trong cấu trúc đa khung 24 24 Bảng 2.2 Cấu trúc TS0 của đa khung PCM30 sử dụng CRC-4 25 Bảng 3.1 So sánh một số đặc điểm của dịch vụ thoại và dữ liệu 40 Bảng 3.2 Tóm tắt chức năng các lớp trong mô hình OSI 42 Bảng 3.3 Các giao thức định tuyến và tiêu chí so sánh 65 Bảng 4.1 Phân loại các dịch vụ lớp tương thích ATM 85 Bảng 4.2 Các dịch vụ được PNNI hỗ trợ 102 Bảng 4.3 Các lớp dịch vụ lưu lượng 109 138
7. TỪ VIẾT TẮT 3G Thirth Generation Thế hệ thứ 3 3GPP Thirth Generation Partnership Project Dự án cho các đối tác mạng thế hệ 3 AAA Authentification, Authorization, Accounting Nhận thực, cấp phép, tính cước AAL ATM Adaptation Layer Lớp tương thích dịch vụ ADM Add/Drop Multiplexing Bộ ghép tách luồng ADSL Asymetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số không đối xứng AF Address Filter Bộ lọc địa chỉ A-F Acounting Function Chức năng tính cước AMG Access Media Gateway Cổng phương tiện truy nhập API Application Programable Interface Giao diện lập trình ứng dụng AS Autonomous System Hệ thống tự trị AS Application Server Server ứng dụng ASG Access Signalling Gateway Cổng báo hiệu truy nhập ATCA Advanced Telecom Computing Architecture Kiến trúc máy tính viễn thông tiên tiến ATM Asynchorous Transfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ AuC Authentification Centre Trung tâm nhận thực BAN Broadband Access Node Nút truy nhập băng rộng BGCF Border Gateway Control Function Chức năng điều khiển cổng đường biên BGP Border Gateway Protocol Giao thức cổng đường biên BICC Bearer Independent Call Control Điều khiển cuôc gọi độc lập kênh mang B-ISDN Broadband Intergrated Service Digital Network Mạng số tích hợp dịch vụ băng rộng CA Call Agent Agent cuộc gọi CAP CAMEL Application Part Phần ứng dụng Carmel CBR Constraint Bit Rate Tốc độ bit ràng buộc CCF Charging Collector Function Chức năng tập hợp thông tin cước CLP Cell Loss Priority Ưu tiên tổn thất tế bào COPS Common Open Policy Service Dịch vụ chính sách mở chung CoS Class of Service Lớp dịch vụ CQ Class-based Queuing Hàng đợi theo yêu cầu Constraint-Based Routing-label Distribution Giao thức phân bổ nhãn định tuyến ràng CR-LDP Protocol buộc CS Call Server Máy chủ cuộc gọi CS (ATM) Convergence Sevice Hội tụ dịch vụ CS (IMS) Circuit Switched Chuyển mạch kênh CSCF Call Session Control Function Chức năng điều khiển phiên cuộc gọi CSPF Constraint Shorted Path First Định tuyến ràng buộc tìm đường ngắn nhất DG DataGram Dữ liệu đồ DSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số DSLAM Digital Subcriber Line Acess Multiplexer Bộ ghép kênh truy nhập DSL DTL Designated Transit List Danh sách đường đi định sẵn iii
8. LER Label Edge Router Bộ định tuyến biên (LSR biên) LGN Logical Group Node Nút đại diện nhóm logic LOC LOcal Controler Bộ điều khiển nội bộ LSA Link State Algorithm Thuật toán trạng thái đường LSP Label Switched Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn M3UA MTP3 User Adaptation Layer Lớp tương thích người dùng MTP3 MAP Mobile Application Part Phần ứng dụng di động MG Media Gateway Cổng phương tiện MGC Media Gateway Controler Điều khiển cổng phương tiện MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng phương tiện MHA Min Hop Algorithm Thuật toán bước nhảy tối thiểu MIRA Min Interference Routing Algorithm Thuật toán định tuyến nhiễu tối thiểu MMAS Multi Media Application Server Server ứng dụng đa phương tiện MMCS Multi Media Call Server Server gọi đa phương tiện MMG Mobile Media Gateway Cổng phương tiện cho mạng di động MMPP Markov Modulete Poisson Process Tiến trình Poisson mô phỏng Markov MNO Mobile Network Operator Nhà điều hành mạng di động MoS Mean of Service Thang điểm đánh giá trung bình MPLS MultiProtocol Label Switch Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPOA MultiProtocol over ATM Đa giao thức qua ATM Điều khiển chức năng tài nguyên đa phương MRFC Media Resource Function Control tiện Bộ xử lý chức năng tài nguyên đa phương MRFP Media Resource Function Processor tiện MSF MultiService Forum Diễn đàn đa dịch vụ MTU Maximum Transfer Unit Đơn vị truyền bản tin lớn nhất NGN Next Generation Network Mạng thế hệ kế tiếp NHC Next Hop Client Trạm con bước kế tiếp NHRP Next Hop Resolution Protocol Giao thức giải bước kế tiếp NHS Next Hop Server Trạm chủ bước kế tiếp OMA Open Mobile Alliance Liên minh dịch vụ di động mở OSA Open Service Architecture Kiến trúc dịch vụ mở OSPF Open Shortest Path First Giao thức đường ngắn nhất trước tiên OXC Optical Cross-Connect Bộ đấu nối chéo quang PAM Pulse Amplitude Modulation Điều biên xung PAR PNNI Augmented Routing Định tuyến PNNI mở rộng PCM Pulse Code Modulation Điều xung mã P-CSCF Proxy- CSCF CSCF đại diện PDF Policy Decicion Function Chức năng quyết định chính sách PDU Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức PG Peer Group Nhóm ngang hàng PGL Peer Group Leader Trưởng nhóm trong nhóm cùng cấp PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất v
9. TDS Time Division Switching Chuyển mạch phân chia thời gian TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng TL Total Length Tổng độ dài TLV Type/ Length/ Value Các tham số kiểu/độ dài/giá trị TMG Trunk Media Gateway Cổng phương tiện trung kế TOS Type Of Service Kiểu phục vụ TTL Time to Live Thời gian sống TUA TCAP User Adaptation Layer Lớp tương thích người dùng TCAP UA Common Signalling User Adaptation Layer Lớp tương thích người dùng báo hiệu CCS UDP User Datagram Protocol Giao thức dữ liệu người dùng UE User Equipment Thiết bị người dùng UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống viễn thông di động toàn cầu UNI User-Network Interface Giao diện người dùng - mạng VBR Variable Bit Rate Tốc độ bit thay đổi VC Virtual Chanel Kênh ảo VCC Virtual Chanel Connection Kết nối kênh ảo VCI Virtual Chanel Identifier Nhận dạng kênh ảo VoIP Voice over IP Thoại qua IP VPI Virtual Path Indentifier Nhận dạng luồng ảo WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây WCDMA Wireless Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã phiên bản R4 Release 4 4 WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng WFQ Weighted Fair Queuing Hàng đợi cân bằng trọng số WLAN Wireless LAN Mạng nội hạt không dây Thuật toán tìm đường ngắn nhất và rộng WSPA Widest Shortest Path Algorithm nhất vii
10. MỤC LỤC Tiêu đề Trang Mục lục i Danh sách các kí hiệu, từ viết tắt iii Danh sách bảng biểu, hình vẽ viii Lời nói đầu 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH 1.1 Nhập môn kỹ thuật chuyển mạch 2 1.2 Các khái niệm và lý thuyết cơ bản 2 1.2.1 Một số khái niệm cơ sở 2 1.2.2 Các mô hình toán học của lưu lượng 4 1.2.3 Lý thuyết hàng đợi 12 1.3 Quá trình phát triển của kỹ thuật chuyển mạch 14 1.3.1 Chuyển mạch mềm và hướng tiếp cận máy chủ cuộc gọi CS 16 1.3.2 Hướng tiếp cận phân hệ đa phương tiện IP (IMS) 17 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH KÊNH 2.1 Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch kênh 19 2.1.1 Kỹ thuật điều chế xung mã PCM 19 2.1.2 Cấu trúc khung tín hiệu PCM 23 2.1.3 Trao đổi khe thời gian nội TSI 26 2.2 Kiến trúc trường chuyển mạch kênh 27 2.2.1 Trường chuyển mạch không gian số 27 2.2.2 Trường chuyển mạch thời gian số 29 2.2.3 Trường chuyển mạch ghép TST 30 2.3 Định tuyến trong chuyển mạch kênh 34 2.3.1 Kế hoạch đánh số trong mạng PSTN 34 2.3.2 Các phương pháp định tuyến trong mạng chuyển mạch kênh 35 2.4 Một số trường chuyển mạch trong thực tiễn 37 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH GÓI 3.1 Cơ sở kỹ thuật chuyển mạch gói 40 3.1.1 Mô hình kết nối hệ thống mở OSI 41 3.1.2 Nguyên tắc cơ bản của chuyển mạch gói 43 3.2 Các kiến trúc của trường chuyển mạch gói 46 3.2.1 Tổng quan về kiến trúc trường chuyển mạch gói 48 3.2.2 Các trường chuyển mạch mạng Banyan 53 3.2.3 Các chiến lược sử dụng bộ đệm trong trường chuyển mạch 56 3.3 Kỹ thuật định tuyến trong mạng chuyển mạch gói 62 3.3.1 Các thuật toán tìm đường ngắn nhất 63 3.3.2 Các giao thức định tuyến nội miền và liên miền 64 i
11. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Danh mục Trang Hình 1.1 Các kiểu mạng chuyển mạch cơ bản 4 Hình 1.2 Hàm mật độ xác suất của phân bố Erlang 6 Hình 1.3 Chuyển tiếp hai trạng thái chuỗi Markov rời rạc 8 Hình 1.4 Sự chuyển đổi trạng thái trong chuỗi Markov thời gian liên tục 9 Hình 1.5 Lưu đồ chuyển trạng thái cuộc gọi 9 Hình 1.6 Hàm phân bố mật độ xác suất của phân bố Poisson 11 Hình 1.7 Thời gian trễ phụ thuộc vào tốc độ đến và tốc độ phục vụ của hàng đợi 14 Hình 1.8 Xu hướng hội tụ công nghệ mạng công cộng 15 Hình 1.9 Các thiết bị chuyển mạch trong mô hình mạng công cộng điển hình 16 Hình 2.1 Một hệ thống PCM điển hình 20 Hình 2.2 Các bước biến đổi trong nguyên lý PCM 20 Hình 2.3 Đặc tuyến nén lượng tử theo luật A 22 Hình 2.4 Cấu trúc đa khung PCM 24 23 Hình 2.5 Cấu trúc khung và đa khung PCM 30 24 Hình 2.6 Nguyên lý trao đổi khe thời gian nội TSI 26 Hình 2.7 Nguyên lý chuyển mạch không gian S 27 Hình 2.8 Nguyên lý chuyển mạch thời gian T 29 Hình 2.9 Ma trận kết nối 3 tầng chuyển mạch 31 Hình 2.10 Trường chuyển mạch ghép TST 33 Hình 2.11 Phương pháp chọn kênh rỗi theo mặt nạ chọn kênh 34 Hình 2.12 Định tuyến luân phiên 35 Hình 2.13 Cấu trúc phân hệ chuyển mạch tổng đài NEAX-61∑ 37 Hình 2.14 Sơ đồ cấu trúc của CCX 38 Hình 2.15 Ma trận chuyển mạch phân chia thời gian của SMX 39 Hình 3.1 Mô hình phân lớp OSI RM 41 Hình 3.2 Các phương pháp chuyển mạch cơ bản 44 Hình 3.3 Đóng gói dữ liệu theo mô hình OSI 44 Hình 3.4 Chuyển mạch Datagram và chuyển mạch kênh ảo 45 Hình 3.5 Kiến trúc bộ định tuyến thế hệ đầu tiên 46 Hình 3.6 Kiến trúc bộ định tuyến thế hệ thứ hai 47 Hình 3.7 Kiến trúc bộ định tuyến thế hệ thứ ba 47 Hình 3.8 Phân loại trường chuyển mạch gói 48 Hình 3.9 Cấu trúc trường chuyển mạch chia sẻ phương tiện 49 Hình 3.10 Kiến trúc trường chuyển mạch chia sẻ bộ nhớ 50 Hình 3.11 Kiến trúc ma trận chuyển mạch Crossbar 51 iii
12. Hình 4.28 Chức năng cơ bản của Gateway H.323 132 Hình 4.29 Kiến trúc kết nối liên mạng IMS-CS 136 v