CÁC GIAO TH C CHO ISDN Ứ

5.1. Gi i thi u ớ ệ

-Nghiên c u các nghi th c truy n thông riêng cho m ng ISDN. Các nghi th c ứ ứ ề ạ ứnày đ c s d ng cho m c đích truy xu t c a ng i s d ng đ n m ng ISDN ượ ử ụ ụ ấ ủ ườ ử ụ ế ạvà m c đích riêng c a ISDN. ụ ủ

-Kh o sát các lo i k t n i đ c cung c p b i ISDN và các nghi th c đ c dùng ả ạ ế ố ượ ấ ở ứ ượđ thi t l p, duy trì và k t thúc các k t n i này. ể ế ậ ế ế ố

- Giao th c là m t t p h p các quy t c chu n dành cho vi c bi u di n d li u, ứ ộ ậ ợ ắ ẩ ệ ể ễ ữ ệphát tín hi u, ch ng th c và phát hi n l i d li u - nh ng vi c c n thi t đ ệ ứ ự ệ ỗ ữ ệ ữ ệ ầ ế ểg i thông tin qua cácử  kênh truy n thôngề , nh đó mà cácờ  máy tính (và các thi t ếbị) có th k t n i và trao đ iể ế ố ổ  thông tin v i nhau.ớ

5.2. C u trúc nghi th c ISDN ấ ứ

-Các nghi th c ISDN có s t ng đ ng gi a các l p trong mô hình h th ng ứ ự ươ ươ ữ ớ ệ ốm c a OSI.ở ủ

-M ng ISDN không liên quan đ n các l p 4÷7 c a ng i s d ng. Các l p này ạ ế ớ ủ ườ ử ụ ớlà

các l p t đ u cu i đ n đ u cu i đ c s d ng b i ng i s d ng đ trao đ iớ ừ ầ ố ế ầ ố ượ ử ụ ở ườ ử ụ ể ổ thông

tin

-Chuy n m ch ISDN.ể ạ

Có 3 ng d ng đ c cung c p: ứ ụ ượ ấ

-Đi u khi n báo hi u (control signalling):ề ể ệ nghi th c đi u khi n cu c g i ứ ề ể ộ ọđã

đ c đ nh nghĩa trong I.451/Q.931. Nghi th c này đ c dùng đ thi t l p, ượ ị ứ ượ ể ế ậ

duy trì và k t thúc các k t n i trên kênh B. ế ế ố

-Chuy n m ch gói (packet switching):ể ạ kênh D có th đ c dùng cung c p ể ượ ấ

d ch v chuy n m ch gói đ n thuê bao. Trong tr ng h p này, giao th c ị ụ ể ạ ế ườ ợ ứ

X.25 c p 3 đ c dùng.ấ ượ

-Đo l ng t xa (telemetry):ườ ừ

Kênh B đ c dùng cho chuy n m ch kênh, m ch bán th ng xuyên và ượ ể ạ ạ ườchuy n ể

m ch gói:ạ

V i chuy n m ch kênh:ớ ể ạ m ch đ c thi t l p trên kênh B khi đ c yêu c u. ạ ượ ế ậ ượ ầ

Nghi th c đi u khi n cu c g i kênh D đ c s d ng cho m c đích trên. ứ ề ể ộ ọ ượ ử ụ ụ

-M ch bán th ng xuyênạ ườ (semipermanent circuit): là m t m ch kênh B đ cộ ạ ượ

thi t l p b i s đ ng ý tr c gi a ng i đ c k t n i và m ng.ế ậ ở ự ồ ướ ữ ườ ượ ế ố ạ

-Chuy n m ch góiể ạ (hình 5.3): m t k t n i chuy n m ch kênh đ c thi t l p ộ ế ố ể ạ ượ ế ậ

trên 1 kênh B gi a ng i s d ng và nút, chuy n m ch gói dùng nghi th c ữ ườ ử ụ ể ạ ứ

đi u khi n kênh D. Khi m t m ch đ c thi t l p trên kênh B, ng i s d ng ề ể ộ ạ ượ ế ậ ườ ử ụ

dùng X.25 c p 2 và 3 đ thi t l p m ch o đ n ng i s d ng khác trên ấ ể ế ậ ạ ả ế ườ ử ụ

kênh đó và trao đ i các gói d li u.ổ ữ ệ

K t lu n:ế ậ C u trúc nghi th c kênh B D-ISDN đ c bi u di n trên hình 5.2, ấ ứ ượ ề ễ5.3.

nghi th c kênh D có th xem t ng đ ng v i 3 l p th p c a OSI vì: ứ ể ươ ươ ớ ớ ấ ủ

¾ Ch mô t giao di n ng i s d ng – m ng ỉ ả ệ ườ ử ụ ạ

¾ Không mô t các liên l c gi a ng i s d ng – ng i s d ng (l u ý r ng ả ạ ữ ườ ử ụ ườ ử ụ ư ằ

ISDN ch là môi tr ng truy n d n các thông tin gi ng nh X.25) ỉ ườ ề ẫ ố ư

Có 3 l p giao th c kênh D là: ớ ứ

-Layer 1: mô t k t n i v t lý gi a TE và NT g m: đ c tính b k t n i, b mã ả ế ố ậ ữ ồ ặ ộ ế ố ộ

đ ng dây, c u trúc khung và các đ c tính đi n. K t n i v t lý này là đ ng ườ ấ ặ ệ ế ố ậ ồ

b , n i ti p và song công, có th là đi m – đi m (BRI ho c PRI) ho c đi m ộ ố ế ể ể ể ặ ặ ể

- đa đi m (BRI). Các kênh B và D dùng chung đ ng truy n v t lý b ng ể ườ ề ậ ằ

cách s d ng ghép kênh theo th i gian. ử ụ ờ

-Layer 2: mô t các th t c đ đ m b o liên l c không có l i qua kênh v t lý ả ủ ụ ể ả ả ạ ỗ ậ

và xác đ nh k t n i ligic gi a ng i dùng – m ng. Nghi th c cũng cung c p ị ế ố ữ ườ ạ ứ ấ

các nguyên t c đ cho phép ghép nhi u TE trên 1 kênh v t lý duy nh t (đa ắ ể ề ậ ấ

đi m) trong BRI. ể

-Layer 3: xác đ nh giao ti p ng i s d ng – m ng và các thông tin v báo ị ế ườ ử ụ ạ ề

hi u đ c s d ng đ yêu c u và g i các đ ch v t m ng.ệ ượ ử ụ ể ầ ở ị ụ ừ ạ

5.3. Lớp vật lý

5.3.1. Giao diện tốc độ cơ bản (BRI) của người sử dụng - mạng

Các đặc tính của lớp 1 cho giao diện cơ bản của người sử dụng và mạng được nêu

ra trong khuyến nghị I.430. Tốc độ giao diện cơ bản là: 192 kbps (2B+1D).

Lối vào tốc độ cơ bản có thể sử dụng cấu hình điểm - điểm hoặc cấu hình điểm -

đa điểm.

Với cấu hình điểm – điểm, đầu cuối mạng (NT1 hoặc NT2) và thiết bị

đầu cuối (TE1 hoặc TA) có thể cách nhau đến 3300feet (1km) (hình 5.4).

Với cấu hình điểm – đa điểm có 2 cách lựa chọn:

-Bus thụ động ngắn có thể nối đến 8 TE vào 1 NT duy nhất trên 1 bus có

khoảng cách lên đến 500feet (150m). Các TE và NT có thể ở bất cứ đâu trên

bus (hình 5.5)

-Bus thụ động mở rộng, nhiều TE được nhóm lại với nhau ở đầu cuối bus,

cách NT lên đến 3300feet (hình 5.6)

Ta sẽ khảo sát các điểm quan trọng trong các giao diện và nghi thức ở lớp 1 gồm:

-Mã hoá đường dây

-Bộ nối vật lý

-Cấu trúc khung và ghép kênh

-Giải quyết tranh chấp cho cấu hình điểm – điểm

5.3.1.1 Mã hoá đường truyền

Tại giao tiếp giữa thuê bao và NT (điểm chuẩn T hoặc S), dữ liệu số chuyển đổi

song công. Dùng 2 đường dây vật lý phân biệt để truyền dẫn trên 2 hướng.

5.3.1.2. Đầu nối vật lý giao diện cơ bản

Đầu nối vật lý giữa TE và NT (điểm chuẩn S) cho giao diện tốc độ cơ bản được

định nghĩa bởi ISO 8877 gồm 8 chân (RJ45).

5.3.1.3. Cấu trúc khung và ghép kênh

Việc truyền dẫn trên giao diện BRI được cấu trúc thành các. Mỗi khung có chiều

dài xác định 48 bit trong thời gian 250 µs (mỗi giây truyền được 1000 khung). Do

đó đưa đến tốc độ bit của khung là 192 kbps (5,2 µs).

c. Đồng bộ khung

Để đảm bảo bộ phát (NT hoặc TE) và bộ thu (TE hoặc NT) không bị mất đồng bộ khung, cấu trúc khung phải chứa một số vi phạm trong mã hoá đã được xác định trước. Khi đầu thu tìm thấy sự vi phạm này, sẽ biết rằng quá trình đồng bộ vẫn đang được duy trì. Có 2 vi phạm.

d. Cấu trúc đa khung

Kênh dự phòng cho được thêm vào để tăng lưu lượng trên hướng TE Ỉ NT gọi là kênh Q (800bps)

5.3.1.4. Giải quyết tranh chấp cho cấu hình đa điểm

Trong cấu hình đa điểm có nhiều TE được nối vào điểm chuẩn S/T nên có khả

năng xảy ra vấn đề tranh chấp.

Giải thuật giải quyết tranh chấp cho kênh D trình bày sau đây:

-Khi một thuê bao không có khung LAP-D để phát, nó sẽ phát chuỗi các bit 1

trên kênh D.

- NT, khi nhận được một bit của kênh D, sẽ phản hồi về bit phản hồi E.

- Khi một thiết bị đầu cuối đã sẵn sàng để phát một khung LAP-D, nó lắng

nghe chuỗi bit phản hồi E của D trên kênh D.

-Để tránh xung đột TE quan sát bit dội và so sánh các bit đã phát của nó. Nếu phát hiện có sự khác nhau, TE ngưng phát và trở về trạng thái lắng nghe. Quá trình được mô

tả trên hình 5.9.

5.3.2. Giao diện PRI của người sử dụng mạng

CCITT cũng xác định giao diện tốc độ chính ở lớp vật lý. Giao diện PRI dùng cấu hình song công, điểm – điểm, nối tiếp, ghép kênh đồng bộ cho nhiều kênh trên 1 môi trường truyền dẫn. Giao diện thông thường ở điểm chuẩn T, thường dùng như là trung kế với thiết bị

Các tốc độ số liệu 1.544Mbps và 2.048Mbps.

5.3.2.1. Giao diện 1.544Mbps

Giao diện ISDN 1,544 Mbps dựa chính vào cấu trúc truyền dẫn ở Bắc Mỹ DS-1,

dùng các dịch vụ truyền dẫn T1. (hình 5.11a) mô tả cấu trúc khung ở tốc độ 1,544

Mbps. Một khung PRI bao gồm 1 bit tạo khung (F) và 24 khe thời gian 8 bit, tổng

cộng 193 bit trên một khung. Với 8000 khung /giây sẽ cho tốc độ bit tổng 1,544

Mbps trong đó 1,536 Mbps là số của người sử dụng.

5.3.2.2. Giao diện tốc độ 2.048Mbps

Giao diện ISDN ở tốc độ 2,048 Mbps dựa trên cấu trúc truyền dẫn của Châu Âu ở

cùng tốc độ dữ liệu.Dạng khung gồm 256 bits/khung gồm 32 khe thời gian 8 bit (0

÷31). Khe thời gian đầu tiên (time slot 0) được dùng tạo khung và đồng bộ, 31 khe

còn lại cung cấp kênh cho người sử dụng. Khe 1÷15 và 17÷31 tạo thành 30 kênh B

và khe 16 được dùng cho kênh D.

Tốc độ số liệu người dùng là 1,980 Mbps và tốc độ số liệu tổng cộng là 2,048

Mbps, mã hóa đường dây là HDB3.

5.4. LAPD (Link Access Protocol – D channel)

Nghi thức đường số liệu kênh D-ISDN được gọi là nghi thức định hướng bit (bit-oriented). LAPD có thủ tục tương tự như các thủ tục trên X.25 (LAPB) và cả hai

đều là tập con của nghi thức điều khiển liên kết dữ liệu mức cao HDLC (High-Level Data Link Control).

5.4.1. Các dịch vụ

Mục đích LAPD là truyền tải thông tin người sử dụng giữa 2 thực thể của lớp 3 (lớp

mạng) qua mạng ISDN dùng kênh D. Dịch vụ LAPD sẽ hỗ trợ cho phép nhiều thiết

bị đầu cuối khác nhau có thể được kết nối tới giao diện mạng – người sử dụng cấu

hình điểm – đa điểm.

LAPD có thể cung cấp 2 dạng dịch vụ: dịch vụ chuyển đổi thông tin không có sự

thừa nhận và dịch vụ chuyển đổi thông tin có sự thừa nhận.

Với dịch vụ chuyển đổi thông tin không có xác nhận:

-Không đảm bảo dữ liệu được phân phối đến người sử dụng.

-Không phản hồi cho người phát biết khi dữ liệu bị lỗi truyền.

-Không cung cấp điều khiển lỗi và lưu lượng.

-Có thể dùng cấu hình điểm - điểm hoặc quảng bá cho nhiều TE.

Dịch vụ này cung cấp sự chuyển đổi nhanh nhưng có độ tin cậy kém và thường

dùng cho các thông điệp cảnh báo và quảng bá cho nhiều người sử dụng.

Dịch vụ chuyển đổi thông tin có xác nhận:

Có ba giai đoạn cho kết nối này: thiết lập kết nối, trao đổi dữ liệu (đảm

bảo các khung được phân phối không lỗi và đúng số thứ tự), kết thúc kết nối.

5.4.2. Các đặc tính cơ sở của nghi thức LAPD

LAPD có 2 phương thức hoạt động tương ứng với 2 dịch vụ đó là: có xác nhận và không có xác nhận.

Với hoạt động không có sự thừa nhận: thông tin lớp 3 được chuyển đổi bởi các

khung có đánh số (uF). Tách lỗi được dùng để loại bỏ các khung bị hỏng nhưng

không có điều khiển sai và điều khiển lưu lượng.

Với hoạt động có sự thừa nhận: thông tin lớp 3 được chuyển đổi bởi các khung có

đánh số thứ tự và có thừa nhận khi thông tin đã được nhận không bị lỗi. Trong nghi

thức có bao hàm điều khiển sai và điều khiển lưu lượng. Loại này cũng được tham

khảo thành các chuẩn như là hoạt động đa khung.

Hai hoạt động này có thể tồn tại trên cùng một kênh D. Với hoạt động có xác

nhận, LAPD có khả năng cung cấp đồng thời nhiều kết nối. Điều này cũng

tương tự với X.25 cấp 3 hỗ trợ nhiều mạch ảo.

Tất cả thông tin của người sử dụng và các thông điệp nghi thức truyền dẫn dưới

dạng là các khung (hình 5.12). Gồm có các trường sau:

FLAG: Mẫu bit 01111110 (7EH) là cờ đánh dấu đầu và kết thúc khung. Mẫu bit

này được dùng ở bộ thu để đồng bộ khung. Kỹ thuật chèn bit 0 mỗi sau 5 bit một tại

đầu phát được sử dụng để tránh trường hợp dữ liệu trùng với FLAG.

ADDRESS: Để nhận dạng thiết bị người sử dụng (và dịch vụ) đang gửi đi. Vùng

này có 16 bit và có 2 cấp để ghép kênh.

LAPD dùng địa chỉ gồm có 2 phần:

¾ TEI (Terminal Endpoint Identifier): xác nhận điểm cuối thiết bị đầu cuối.

¾ SAPI (Service Access Point Identifier): xác nhận điểm truy xuất dịch vụ.

CONTROL: dùng để xác định loại khung được phát đi. LAP-D xác định 3 loại

khung (5.12c):

¾ Các khung thông tin (I): mang thông tin quản lý hoặc số liệu từ các lớp cao.

¾ Các khung đánh số (U): điều khiển trạng thái của tuyến logic và cho phép

chuyển số liệu không đánh số.

¾ Các khung giám sát (S):.

INFORMATION: chứa các thông tin quản lý hay dữ liệu của người sử dụng.

FCS: là bộ mã phát hiện sai theo chuẩn đưa ra của CRC-CCITT.

5.4.3. Hoạt động có xác nhận

Hoạt động có xác nhận của LAPD bao gồm chuyển đổi I-frame, S-frame và U-frame giữa thuê bao TE và mạng trên kênh D. Các loại khung lệnh và đáp ứng của

5.5. Giao thức lớp 3 của kênh D

Giao thức lớp 3 của kênh D nhằm mô tả các giao thức báo hiệu được sử dụng giữa

thiết bị đầu cuối của người sử dụng và mạng ISDN. Trong lớp mạng có 3 Protocol

cơ bản:

- Protocol Q 930 (I450): mô tả các nguyên lý chung của báo hiệu người sử

dụng và mạng.

- Protocol Q 931 (I451): mô tả các thông tin giữa người dùng và mạng để điều

khiển cuộc gọi cơ bản.

- Protocol Q 932 (I452): mô tả thông tin cho các dịch vụ phụ trợ.

5.5.1. Cuộc gọi phương thức cơ bản

Các thông tin báo hiệu để thiết lập một cuộc gọi cơ chế mạch (hình 5.14):

-Phía gọi liên tiếp gởi thông điệp SETUP đến mạng để yêu cầu mạng kết nối

-Dựa vào thông điệp SETUP, mạng kiểm tra để đảm bảo truyền thông chính

xác cũng như đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng. Nếu tất cả thỏa mãn,

mạng gởi thông điệp CALL PROCEEDING cho người dùng để thông báo

rằng cuộc gọi có hiệu lực và tiếp tục thiết lập cuộc gọi.

-Mạng gởi thông điệp SETUP (các thông số khác với thông điệp SETUP của

bước 1) đến phía được gọi.

-Phía bị gọi đáp ứng bằng cách gởi thông điệp CALL PROCEEDING hoặc

ALERTING để thông báo cho mạng biết thiết bị đầu cuối người sử dụng đã

nhận được yêu cầu cuộc gọi hoặc cảnh báo người dùng.

-Nếu ở trạng thái cảnh báo, mạng tiến hành thông báo cho phía gọi một

thông điệp ALERTING.

-Nếu đầu cuối được gọi chấp nhận, thì nó gởi thông báo CONNECT cho

mạng.

-Khi mạng thu được thông điệp CONNECT, nó dừng các bộ định thì, hoàn

chỉnh đường truyền đồng thời gởi thông báo CONNECT ACK đến phía được

gọi và thông báo CONNECT đến phía gọi.

-Phía gọi gởi thông báo CONNECT ACK đến mạng, cuộc gọi đã được thiết

lập và dữ liệu được truyền trên kênh B.

Phía gọi và phía được gọi đều có thể hủy bỏ kết nối trước, phía hủy kết nối ta gọi

là phía kích khởi và phía kia là phía kết thúc, quá trình diễn ra như sau (hình 5.15):

-Một phía gởi thông báo DISCONNECT đến mạng và tự mình ngắt kết nối ra

khỏi kênh B

- Mạng trả lại thông điệp RELEASE đến phía kích khởi và gởi

DISCONNECT đến phía kết thúc

- Phía kết thúc gởi thông điệp RELEASE đến mạng

- Phía kích khởi sau khi nhận thông điệp RELEASE gửi trả lại mạng thông

báo RELEASE COMPLETE đến phía kết thúc. Lúc này, kênh B đã được

giải phóng ở cả 2 phía và chuẩn bị cho cuộc gọi khác.

Chú ý: thông báo DISCONNECT có ý nghĩa từ đầu cuối đến đầu cuối, trong khi đó

các thông báo RELEASE và RELEASE COMPLETE chỉ có ý nghĩa qua các giao

tiếp cục bộ người dùng – mạng.

5.5.2. Các cuộc gọi X.25 cơ bản

Các cuộc gọi chuyển mạch gói cần nghi thức trợ giúp trong giai đoạn truyền các

thông số cuộc gọi. Vì vậy, các đầu cuối X.25 cần phải có kết nối qua đó chúng có

lối vào dịch vụ mạch ảo xuất phát hoặc từ mạng số liệu công cộng chuyển mạch

gói (PSPND) hoặc từ bộ điều khiển gói riêng của ISDN. Nhiệm vụ đối với ISDN là

cung cấp việc kết nối các thiết bị đầu cuối X.25 và dịch vụ mạng ảo phục vụ nó.

ISDN trợ giúp 3 kỹ thuật thiết lập các cuộc gọi kết nối này:

-Quay số các cuộc gọi kết nối quá kênh B bằng cách sử dụng cuộc gọi cơ chế

mạch cơ bản để nối đến bộ điều khiển gói từ xa (hình 5.2). Quá trình được

mô tả trên hình 5.16.

-Kết nối bằng phương thức gói qua kênh B đến bộ điều khiển gói ISDN (hình

5.3a)

-Kết nối bằng phương thức gói qua kênh D đến bộ điều khiển gói ISDN (hình