Bài giảng
Mạng Viễn thông (33BB)
Trần Xuân Nam
Khoa Vô tuyến Điện tư
Học viện Kỹ thuật Quân sự


Bài 3
Circuit-Switching
Networks
The Telephone Network


Mạng điện thoại


Mạng điện thoại được thiết lập cung cấp







Truyền dẫn tín hiệu thoại analog real-time hai chiều qua các
thiết bị chuyển mạch và truyền dẫn
Khả năng truyền dẫn tín hiệu số với tốc độ 45kbps
 Shannon capcity@40dB~44.8kbps
Đáp ứng được nhu cầu truyền thông máy tính cơ bản

Hoạt động trên cơ sở chuyển mạch kênh





Mạng điện thoại ban đầu
 Tạo đường kết nối từ một máy điện thoại qua mạng đến một
máy khác
 Tài nguyên vật lý (dây, kết nối chuyển mạch), được giành
riêng cho cuộc gọi trong suốt thời gian
Mạng điện thoại hiện đại
 Kết hợp chuyển mạch kênh, truyền dẫn số và chuyển mạch số

Trần Xuân Nam/HVKTQS


Telephone Call


Ba giai đoạn của truyền thông định
hướng kết nối:


Thiết lập kết nối





Trao đổi thông tin







Source

Hội thoại

Ngắt kết nối


Thiết lập kết nối

Người sư dụng yêu cầu kết nối
Báo hiệu mạng thiết lập kết nối

Người dùng đặt máy
Mạng ngắt tài nguyên kết nối

Hội thoại

Ngắt kết nối

Signal
Signal

Destination
Trần Xuân Nam/HVKTQS


Go
ahead

Signal

Message

Release


Định tuyến Cuộc gọi
(a)

4

C

D
3

2
A



1



5

B

Các cuộc gọi nội bộ, ví dụ,
cùng tới switch A, được nối
qua mạng nội hạt
Nếu hai user nối tới 2 switch
khác nhau trong cùng mạng
MAN, cần xác định tuyến



(b)

Net 1
Net 2
Nhà cung cấp
dịch vụ đường dài

LATA 1
Trần Xuân Nam/HVKTQS

LATA 2
LATA: Local Access & Transport Areas

Các cuộc gọi đường dài
được nối tới nhà cung
cấp dịch vụ đường dài


Phương tiện truyền dẫn

Local Loop: “Last Mile”
 Đôi dây đồng từ điện thoại tới CO
 Pedestal tới SAI tới Main
Distribution Frame (MDF)
 2700 đôi cáp trong sợi cáp
 MDF nối
Pedestal




Serving
area
interface

Distribution frame

Local telephone office

Distribution
cable
Serving
area
interface

Trần Xuân Nam/HVKTQS

Tín hiệu thoại tới telephone switch
DSL signal nối tới routers


Feeder
cable

Switch


FTTH hay FTTC




FTTH: Fiber-to-the-Home: kết nối cáp quang tới nhà
cung cấp băng tần siêu rộng, nhưng modem quang
vẫn có giá thành cao
FTTC: Fiber-to-the-curb (hộp đấu dây) với khoảng
cách ngắn từ hộp đấu dây (pedestal) tới nhà có thể
cung cấp tốc độ cao qua đôi dây đồng

Trần Xuân Nam/HVKTQS


Kết nối Hai & Bốn dây






Từ điện thoại tới CO, hai dây mang tín hiệu trên cả hai
chiều

Bên trong mạng, mỗi hướng một đôi dây
Cần chuyển đổi từ 2-dây thành 4-dây sư dụng hybrid
transformer ở CO
Có thể xảy ra phản xạ tín hiệu tạo nên tiếng vọng
Echo cancellers sư dụng để tách tín hiệu thoại khỏi echo
Transmit pair

Original
signal
Four

Wires

Echoed
signal

Received signal
Hybrid
transformer
Two

Trần Xuân Nam/HVKTQS

Receive pair

Wires


Truyền ADSL qua Local Loop



ADSL: Asymmetrical Digital Subscriber Line


Sư dụng đường dây thuê bao kết nối tín hiệu số không
đối xứng tới Internet

Trần Xuân Nam/HVKTQS

POTS: Plain old telephone service


Integrated Services Digital Network
(ISDN)





Mạng cung cấp kết nối số end-to-end đầu tiên
Định nghĩa B channel = 64 kbps, D channel = 16 kbps
ISDN xác định giao tiếp tới mạng
Mạng gồm các mạng con cho thoại, data, signaling
Circuitswitched
network

BRI

PRI


Private
channelswitched
network
Packetswitched
networks
Signaling
network

Trần Xuân Nam/HVKTQS

Basic rate interface
(BRI): 2B+D

BRI
D channel for signalling
or access to packet network

PRI
Primary rate interface

(PRI): 23B+D


Bài 3
Circuit-Switching
Networks
Signaling


Signaling

 Signaling

message cần thiết để thiết lập cuộc

gọi
 Có 2 loại báo hiệu



Báo hiệu giữa người sư dụng và mạng
Báo hiệu trong mạng

Cần cả 2 để
thiết lập
kết nối

 Signaling

message tạo control signals để xác
định cấu hình của switch


Chỉ thị cho switch về trạng thái nối đầu vào với đầu
ra

Trần Xuân Nam/HVKTQS


Thiết lập Kết nối
Nhân công

 Do can thiệp của con
người
 Mạng điện thoại cu




Câu lệnh thoại do người
gọi nói
Nhân viên tổng đài thực
hiện kết nối

Trần Xuân Nam/HVKTQS

Tự động
 Do switch tự động thực
hiện




Yêu cầu kết nối tạo
signaling message gưi đến
switch
Control system điều khiển
thiết lập kết nối ở switch


Stored-Program Control Switches






Signaling message do người dùng tạo ra được đưa đến switch
qua đường dây và được nối đến control system (SPC)
SPC Crossbar switches (1960s)
 Chương trình máy tính điều khiển đóng/mở điểm nối để thiết
lập kết nối giữa các đầu vào và đầu ra
Báo hiệu cần để điều phối thiết lập đường qua mạng
SPC
Control

Trần Xuân Nam/HVKTQS

Signaling Message


Trao đổi Signaling Message




Để thực hiện báo hiệu trong mạng, các bộ xư lý điều khiển
các switches trao đổi bản tin báo hiệu với nhau
Cần có modems và đường dây riêng để truyền các digital
signaling qua các đường trung kế thoại giữa các bộ điều
khiển
Office A


Office B

Trunks

Switch

Processor
Trần Xuân Nam/HVKTQS

Switch

Modem

Signaling

Modem

Processor


Mạng Báo hiệu





Báo hiệu kiểu kênh chung (Common Channel Signaling)
Mạng báo hiệu được sư dụng để kết nối các bộ điều khiển
switch bằng cách trao đổi các signaling message
Mạng telephone network được chia thành 2 mạng:

 Signaling network: mang thông tin điều khiển kết nối
 Transport network: mang thông tin người sư dụng
Báo hiệu Truy nhập
Dial tone

SSP

STP

STP

STP

STP

Signaling Network

SC
P
SSP

Transport Network
SSP = service switching point (signal to message), STP = signal transfer point (packet switch)
Trần=Xuân
Nam/HVKTQS
SCP
service
control point (processing)



Mạng Báo hiệu


Truyền thông từ người dùng chia thành 2 nhánh tại SSP:






Control information: tới signaling network, không tới người sư
dụng do security
User information: tới transport network

Tổ chức mạng báo hiệu bằng packet switching network,
truyền thông tin ở dạng packet giữa các node
Báo hiệu Truy nhập
Dial tone

SSP

STP

STP

STP

STP

Signaling Network


SC
P
SSP

Transport Network
SSP = service switching point (signal to message), STP = signal transfer point (packet switch)
Trần=Xuân
Nam/HVKTQS
SCP
service
control point (processing)


Mạng Báo hiệu


Tổ chức signaling network tin cậy:





Mỗi vùng có 2 STP (packet switch)
Các STP được nối với nhau kiểu mesh

SCP có thể bao gồm database và các bộ xư lý đặc biệt




VD: gọi DT bằng credit card
Báo hiệu được chuyển đến SCP, SCP yêu cầu nhập PIN, kiểm tra PIN
với database  kết nối
Báo hiệu Truy nhập
Dial tone

SSP

STP

STP

STP

STP

Signaling Network

SC
P
SSP

Transport Network
SSP = service switching point (signal to message), STP = signal transfer point (packet switch)
Trần=Xuân
Nam/HVKTQS
SCP
service
control point (processing)



Bộ Giao thức Hệ Báo hiệu SS7


Application layer
Presentation layer
Session layer
Transport layer

TUP TCA
P

ISUP



SCCP



Network layer

MTP level 3

Data link layer

MTP level 2

Physical
layer


MTP level 1

ISUP = ISDN user part
SSCP = signaling connection control part
Trần Xuân Nam/HVKTQS
TUP = telephone user part





SS7 network là mạng packet
điều khiển thiết lập, quản lý, ngắt
các cuộc gọi mạng PSTN
Hỗ trợ cho mạng cellular, ISDN
Có cấu trúc phân lớp theo “part”
MTP1: hỗ trợ các tốc độ: E1, T1,
V.35/DS0 (64kbps), DS0A(56kbps)
MTP2: đảm bảo truyền packets
tin cậy
MTP3: phân phối message giữa
các signaling points, routing and
congestion control

MTP = message transfer part
TCAP = transaction capabilities part


Bộ Giao thức Hệ Báo hiệu SS7



Application layer
Presentation layer

TUP

TCAP

ISUP



Session layer
Transport layer



SCCP



Network layer

MTP level 3

Data link layer

MTP level 2


Physical
layer

MTP level 1





ISUP = ISDN user part
SSCP = signaling connection control part
Trần Xuân Nam/HVKTQS
TUP = telephone user part

ISUP: thực hiện thiết lập, quản
lý, ngắt cuộc gọi
Một số nước sư dụng TUP thay
cho ISUP
MTP cho phép đánh địa chỉ các
signaling point
SCCP cho phép đánh địa chỉ các
ứng dụng tại các signaling point
qua dịch vụ connectionless or
connection-oriented
TCAP xác định các bản tin và
giao thức giữa các ứng dụng sưử̉
dụng SS7 networks như 1-800,
calling card,…
TUP thay thế ISUP ở một số
nước


MTP = message transfer part
TCAP = transaction capabilities part