Nghiên cứu triển khai công nghệ ATM và GPRS trên mạng Mobifone

m chi phí đầu vào và tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp. Nếu như ta có thể giảm được chi phí đầu vào đó thì có thể tăng được khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp. Sự ra đời của VoIP của Vietell là một trong những phương thức cạnh tranh như vậy để nhằn giảm giá thành dịch vụ và tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiêp. Với tiềm năng của mình về vốn và về công nghệ VMS hoàn toàn có khả năng cho ra đời các công nghệ mới hoàn hảo hơn công nghệ VoIP của VietTell Đó là VoATM mà so với VoIP có các khả năng vượt trội như là: Chất lượng thoại tốt hơn Tận dụng băng thông một cách mềm dẻo hơn dẫn đến tăng được hiệu quả sử dụng băng thông. Công nghệ ATM ra đời có thể giải quyết được vấn đề trên. Thay vì nhược điểm của phương pháp chuyển mạch kênh truyền thống là cấp một khe thời gian cho một kênh thoại cố định công nghệ ATM dựa trên khả năng ghép kênh thống kê cho phép cấp phát băng tần khi và chỉ khi người sử dụng cần đến nó. Khả năng đó giúp cho nhà khai thác dịch vụ mạng có khả năng phục vụ được nhiều người sử dụng hơn. Trong khuôn khổ hạn hẹp của đề tài, không thể trình bày hết các khía cạnh liên quan đến công nghệ ATM và GPRS. Đề tài chỉ trình bày các khía cạnh liên quan đến việc triển khai và ứng dụng của các công nghệ nói trên. chương i: Nghiên cứu cấu trúc mạng dựa trên cơ sở các hệ thống chuyển mạch gói atm Nguyên lý cơ sở của ATM 1.1 Mục tiêu của ATM Định nghĩa: Chế độ truyền dị bộ ( ATM) là công nghệ ghép kênh và chuyển mạch theo các tế bào được thiết kế cho mục đích chung. ATM là dị bộ vì các tế bào không được phát định kỳ như ở các khe thời gian dành cho số liệu trong chế độ truyền đồng bộ ( STM). ATM được áp dụng cho nhiều loại hình dịch vụ, ví dụ tại diễn đàn ATM, công nghệ ATM được áp dụng cho LAN và các công nghệ mạng tư nhân. ATM có thể xử lý cả lưu lượng kết nối theo kiểu nối thông một cách trực tiếp hoặc thông qua các lớp thích ứng, hoặc lưu lượng không nối thông bằng cách sử dụng các lớp thích ứng. Nối thông ảo ATM có thể công tác ở tốc độ bit không đổi hoặc ở tốc độ bit thay đổi. Mỗi tế bào ATM được gửi vào mạng chứa thông tin địa chỉ cho phép thiết lập kết nối ảo từ nơi phát đến nơi nhận. Sau đó các tế bào được truyền lần lượt ở kết nối ảo này. ATM tạo điều kiện tốt cho việc tiêu chuẩn hoá cấu trúc mạng khi định nghĩa các phương pháp ghép kênh và chuyển mạch với SONET/STM làm nền tảng cho việc truyền dẫn ở tốc độ rát cao. ATM cung cấp nhiều chế độ chất lượng dịch vụ ( QoS) để đáp ứng các yêu cầu khác nhau về độ trễ và khả năng tổn thất. Bằng cách sử dụng các kết nối chuyển mạch ảo ( SVC) ATM cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu chế độ băng rộng ( Bandwith on Demand) và cả thâm nhập kiểu LAN đến độ rộng băng có sẵn. Kết luận: Viễn cảnh của ATM là toàn bộ mạng có thể được xây dựng bằng cách sử dụng mạng ATM và các lớp ứng dụng của nó, khả năng cung cấp các dịch vụ nhắn tin như: + Tiếng nói + Số liệu gói + Video + Hình ảnh 1.2 Tế bào ATM và truyền dẫn Đơn vị sơ cấp của ATM là tế bào. 1.2.1 Tế bào ATM: Tiêu chuẩn ATM định nghĩa một tế bào có độ dài cố định 53 byte trong đó 05 byte đầu đề và 48 byte tải trọng. Các bit bên trong tế bào được truyền trên đường truyền dẫn theo trình tự từ trái sang phải. Các tế bào được sắp xếp trên đường truyền dẫn vật lý PDH/SDH: DS1, DS3 hay SONET của Bắc Mỹ, E1, E3 và E4 hay STM của ETSI. Toàn bộ thông tin được ghép kênh, chuyển mạch trong mạng ATM ở các tế bào có độ dài cố định. Đầu đề tế bào xác định nơi nhận, kiểu tế bào và mức ưu tiên Nhận dạng đường dẫn ảo ( VPI) và Nhận dạng kênh ảo ( VCI) xác định nơi nhận. Trường điều khiển lưu lượng chung ( GFC) cho phép máy ghép kênh điều khiển tốc độ của thiết bị đâù cuối ATM. Kiểu tải trọng ( PT) chỉ thị tế bào chứa số liệu của người sử dụng, số liệu báo hiệu hay thông tin bảo dưỡng. Ưu tiên tổn thất tế bào ( CLP) chỉ thị mức ưu tiên tương đối của tế bào . Trong các khoảng thời gian ứ nghẽn các tế bào có mức ưu tiên thấp hơn bị loại trước các tế bào có mức ưu tiên cao hơn. Kiểm tra lỗi đầu đề ( HEC) thực hiện kiểm tra và sửa lỗi của phần đầu đề. Trường tải trọng được truyền qua mạng nguyên vẹn không được kiểm tra và sửa lỗi. ATM căn cứ trên các giao thức lớp cao hơn để kiểm tra và sửa lỗi cho phần này. Kich thước cố định của các tế bào cho phép đơn giản việc thực hiện chuyển mạch và ghép kênh ATM ở tốc độ cao. Khi sử dụng ATM, các gói dài không gây trễ các gói nhỏ vì chúng được cắt mảnh thành nhiều gói nhỏ. Nhờ vậy, ATM có thể truyền tải lưu lượng tóc độ bit cố định ( CBR) cho tiếng nói và video cùng với các lưu lượng tốc độ thay đổi ( VBR) mặc dù các lưu lượng này có các gói rất dài trong cùng một mạng. 1.3 Nguyên lý hoạt động Tài liệu trình bày thí dụ phân đoạn lưu lượng của người sử dụng thành các tế bào, chuyển mạch qua mạng và xử lý ở phần người sử dụng phía sau. Thí dụ ATM đơn giản Máy công tác có 1 card giao tiếp ATM để cắt mảnh luồng số liệu thành các đoạn 48 byte. Sau đó tế bào ATM được đánh địa chỉ bằng VPI, VCI và điền vào các trường còn lại của đầu đề để được 05 byte. Kết quả nhận được các tế bào 53 byte từ các nguồn: tiếng, video, số liệu văn bản. Vì các tế bào này được tạo ra từ các nguồn độc lập nên có thể xảy ra sự tranh chấp các khe thời gian cho tế bào ở card giao tiếp với máy công tác. Nhằm tránh điều này,ba kiẻu thông tin trên được ấn định các nối thông kênh ảo: VCI=1 cho số liệu tiếng, VCI=2 cho tiếng, VCI=3 cho video và VPI=0 chung cho cả ba. Đây là một ví dụ đơn giản, trong thực tế thường gặp nhiều giá trị VCI trên một VPI. Hình 1: Thông tin đa phương tiện sử dụng ATM Ví dụ chuyển mạch ATM Minh hoạ chuyển mạch ATM được cho ở hình 2. Kênh 1 Kênh2 Kênh3 Kênh n-1 Kênh n Kênh 1 Kênh2 Kênh3 Kênh n-1 Kênh n 125 micro s Kênh1 Kênh5 Kênh1 Kênh7 Kênh5 Kênh1 Hình 2: Thí dụ chế độ truyền dị bộ ATM Nguồn video được đưa vào chức năng đóng gói, được gán địa chỉ nơi nhận D: VPI/VCI. Luồng bit liên tục được chia thành các tế bào có độ dài cố định bao gồm đầu đề và tải trọng phần tô đậm. Tốc độ của luồng video lớn hơn tốc độ của luồng bit liên tục DS3 có các địa chỉ lôgic nơi nhận A và máy tính tốc độ cao đóng gói trực tiếp có địa chỉ là B. Các nguồn nói trên được ghép kênh theo thời gian trên các đường truyền E3 hay SDH. Chức năng đầu tiên của chuyển mạch ATM là phiên dịch địa chỉ lôgic thành các địa chỉ vật lý tương ứng với các cửa ra của chuyển mạch và địa chỉ ra lôgic VPI/VCI. Đầu đề chuyển mạch bổ sung được gắn vào đầu của mỗi tế bào vào. Tại hình 5.a có 3 kết nối điểm tới điểm. E3 có địa chỉ A, địa chỉ này được phiên dịch vào cổng C cho cổng ra vật lý 1. Nguồn video có địa chỉ D được dịch vào địa chỉ E dành cho cổng 2. Nguồn máy tính có địa chỉ B được dịch vào F dành cho cổng 1. Chuyển mạch ATM sử dụng trường địa chỉ nơi nhận vật lý để chuyển các tế bào ATM đến các cửa vật lý tương ứng và đường truyền dẫn liên kết với nó. các đấu nối tốc độ bit không đổi ( CBR) ( ví dụ video và E3) sau đó loại bỏ các địa chỉ lôgic và đưa đến nơi nhận thông tin qua chức năng lập chuỗi. 1.4 Chọn kích thước tải trọng Hội nghị ATM có nhiều bàn luận về kích cỡ của tế bào tiêu chuẩn ATM, vấn đề chọn tải trọng 32 byte hay 64 byte. Kích thước 48 byte là dung hoà giữa hai quan điểm trên. Việc chọn đầu đề 5 byte cũng là sự cân nhắc giữa 3 và 8 byte. Tại hình 3 miêu tả sự cân nhắc giữa kích thước tế bào, hiệu suất và thời gian trễ khi cắt mảnh. Hình 3: Cấu trúc tế bào trong ATM. 1.5 Nguyên lý kết nối mạng ATM Tồn tại 3 khái niệm ở ATM: Đường truyền dẫn, Đường dẫn ảo ( VP), Kênh ảo ( VC). Ba khái niệm này tạo nên các khối kiến trúc cơ sở của ATM. Hình 4: Quan hệ giữa VC, VP và đường dẫn truyền dẫn. Một đường truyền dẫn chứa một hay nhiều đường dẫn ảo còn mỗi đường dẫn ảo lại chứa một hay nhiều kênh ảo. Như vậy, nhiều kênh ảo có thể được đặt vào một đường dẫn ảo. Chuyển mạch có thể được thực hiện hoặc ở mức đường truyền dẫn, hoặc đường dẫn ảo, hoặc kênh ảo. Các mức ưu tiên hay việc chọn VCC có thể thay đổi cũng như các mức ưu tiên giữa các VP ở ATM. Hoàn toàn khả dĩ lập cấu hình một VCC bổ xung ngay lập tức và cho mức ưu tiên cao nhất. Khả năng chuyển mạch đến tận kênh ảo cũng giống như hoạt động của các tổng đài tư nhân hay tổng đài nhánh công cộng ( PBX) hay chuyển mạch điện thoại trong mạng điện thoại. ở chuyển mạch PBX, có thể chuyển mạch từng kênh trong một nhóm trung kế ( đường dẫn).Minh hoạvề chuyển mạch VP và VC có thể được xem dưới đây: Chuuyển mạch VP Hình 4: Chuyển mạch(VC switch) và nối chéo(cross conect) Các thiết bị thực hiện kết nối VC được gọi là chuyển mạch VC vì nó giống như các chuyển mạch điện thoại. Các mạng truyền dẫn sử dụng các máy nối chéo, thường là các chuyển mạch phân chia theo không gian. Các thiết bị đấu nối các VP thường được gọi là các máy đấu chéo VP tương tự như mạng truyền dẫn. Không phải bao giờ chuyển mạch các tế bào chỉ giới hạn đến chuyển mạch VC, cũng như không phải bao giờ các máy nối chéo chỉ giới hạn đến chuyển mạch VP. Các kết nối đường dẫn ảo ( VPC) và các kết nối kênh ảo ( VCC) ở lớp ATM, người sử dụng được lựa chọn hoặc VPC hay VCC với định nghĩa như sau: Các kết nối đường dẫn ảo ( VPC): được chuyển mạch chỉ trên cơ sở giá trị của nhận dạng đường dẫn ảo ( VPI). Người sử dụng VPC có thể ấn định các VCC trong suốt đối với VPI vì chúng đi theo cùng tuyến. Các kết nối kênh ảo ( VCC): được chuyển mạch trên cơ sở kết hợp các giá trị VPI và nhận dạng kênh ảo. Cả VPI và VCI được sử dụng để định tuyến tế bào qua mạng. Các giá trị VPI và VCI phải duy nhất cho mỗi đường truyền dẫn ( TP). Như vậy TP giữa hai thiết bị của mạng ( thí dụ giữa hai tổng đài ATM) sử dụng các VPI và VCI một cách độc lập. Mỗi tổng đài đặt một VPI và một VCI vào lên một VPI và một VCI ra. hinh6: Trên đường truyền dẫn này có nhiều đường truyền dẫn ảo. ở giao tiếp người sử dụng ATM ( ATM UNI), thiết bị đầu vào của chuyển mạch 1 cung cấp kênh video ở đường dẫn ảo 1 ( VPI 1) và kênh ảo 6 ( VCI 6). Sau đó, kênh ảo này được định tuyến từ chuyển mạch 2 đến chuyển mạch 3 ở đường dẫn và kênh khác ( VPI 16 và VCI 8). Như vậy các VPI và các VCI được gắn cho từng đường truyền trong mạng. Sau cùng, chuyển mạch 3 phiên dịch VPI 16 vào VPI 1 và VCI 8 trên VCI 16 thành VCI 6 trên VCI 1. Chú ý là VPI và VCI ở nơi nhận phải giống như VPI và VCI nơi phát. Chuỗi phiên dịch VPI/VCI qua các chuyển mạch có thể được xem như một địa chỉ của mạng khi thực hiện ngoại suy của mô hình lớp 3 OSI. Các dịch vụ mà ATM sẽ cung cấp trong tương lai Mạng viễn thông hiện tại phát triển đến mạng thông tin băng rộng liên kết cho phép phục vụ tất cả các dịch vụ mà khách hàng yêu cầu từ tốc độ bit vài kbit/s đến vài trăm Mbit/s hoặc cao hơn nữa. Công nghệ ATM sẽ là giải pháp tốt cho mạng như vậy. Các dịch vụ mà mạng ATM đem lại chính là các dịch vụ của mạng viễn thông băng rộng liên kết, bao gồm tất cả các dịch vụ sau: Tiếng thoại thông thường như ở mạng điện thoại hiện tại. Âm thanh chất lượng cao ( giống như truyền thanh HIFI hiện tại) FAX Điện thoại có hình ( Videofone) Truyền hình hội nghị ( Tele-conferencing) Truyền hình quảng bá với chất lượng tiêu chuẩn hoặc độ phân giải cao ( HDTV) Hình 6: Một số mô hình kết nối đối với mạng ATM. Tóm lại, công nghệ ATM cho phép liên kết tất cả các dịch vụ vào một mạng duy nhất và đây là một tiền đề để phát triển mạng truyền thông đa phương tiện. Một số dịch vụ băng rộng mà chỉ có ATM mới đáp ứng tốt. Đề tài không đi sâu trình bày nội dung mã hoá tốc độ bít thay đổi và mô hình truyền hình phân lớp, chủ yếu đi phân tích ngay đối với ứng dụng ATM trong truyền số liệu. 2.1 ứng dụng công nghệ ATM cho truyền số liệu Mạng ATM có ảnh hưởng lớn lên mạng truyền số liệu. Các mạng máy tính thường gặp hiện nay bao gồm: LAN ( Local Area Network: Mạng cục bộ): có độ dài vào khoảng 100 m cho phép đấu nối các máy tính trong một toà nhà. CAN ( Campus Area Network: Mạng vùng nhỏ hay khuôn viên): có độ dài khoảng 1.0 Km cho phép dấu nối các máy tính giữa nhiều toà nhà trong một khuôn viên. MAN ( Metropolitan Area Network: Mạng trung tâm dân cư): có độ dài vào khoảng 10 Km để đấu nối các máy tính giữa các khuôn viên ( campus) ở vùng trung tâm dân cư. WAN ( Wireless Area Network: Mạng vùng rộng): có có độ dài vào khoảng 100 Km đến 1000 Km để đấu nối máy tính trong một quốc gia. GAN ( Global Area Network : Mạng toàn cầu): có độ dài từ 1000 Km đến 10.000 Km đấu nối các máy tính giữa các quốc gia. Các mạng LAN có tốc độ từ vài Kbit/s đến Mbit/s và đang triển khai ở tốc độ Gbit/s. Công nghệ ATM được áp dụng cho ba phần tử cơ bản sau đây của mạng máy tính: Tổng đài hay cơ vụ trung tâm ( CO: Central Office) có thể có thông lượng lớn hơn 5 Gbit/s Thiết bị tại nơi khách hàng ( CPE: Customer Premises Equipment) Chuyển mạch Campus ( CA) có thể có thông lượng thấp hơn 5 Gbit/s Hình 7 : Một ví dụ về mạng CAMPUS VOD Ngoài ra, công nghệ ATM cũng được sử dụng cho các bộ trung tâm ( HUB), định tuyến ( ROUTER) và cầu ( BRIDGE). Hình 6 cho thấy vai trò của chuyển mạch CO và chuyển mạch CPE hay CAMPUS. Bắt đầu từ nơi ở của khách hàng, các bọ định tuyến ATM hay bộ trung tâm ATM cho phép các bộ khách hàng ( C: Client) và các bộ cung cấp dịch vụ ( S: Server) liên lạc với nhau trong một mạng ảo. Chuyển mạch ATM nội hạt kết nối các bộ định tuyến vào một dường trục. Các máy công tác ( WS) và các Server có thể kết nối trực tiếp với chuyển mạch ATM nội hạt để tạo nên một nhóm công tác có khả năng thực hiện cao. Các tổng đài tư ATM ( PBX: Private Branch Exchange) cũng có thể được đấu nối để thâm nhập đến các dịch vụ số liệu và tiếng. Các chuyển mạch cơ vụ trung tâm Các chuyển mạch cơ vụ trung tâm là trụ cột của một mạng ATM, thường đòi hỏi lưu lượng lớn hơn 5 Gbit/s. Thường thì chuyển mạch cơ vụ trung tâm chứa tất cả giao tiếp ATM ( UNI: Giao tiếp nút người sử dụng). Các chuyển mạch ATM-CO thiết lập các cuộc gọi cho các chuyển mạch CPE giống như các chuyển mạch CO thiết lập cuộc gọi cho các PBX. Các chuyển mạch ATM Campus Các chuyển mạch này nhỏ hơn các chuyển mạch CO, có thông lượng thấp hơn 5Gbit/s nhưng chúng cung cấp nhiều giao tiếp không có ở các chuyển mạch CO như: LAN ( thí dụ: Ethernet và Token Ring), MAN ( thí dụ: FDDI và DQDB), SNA, X25 và tiếng. Một số chuyển mạch còn đảm bảo chuyển đổi giao thức, mô phỏng LAN và kết nối mạng ảo. ATM HUB HUB là thiết bị trung tâm để kết nối các trạm trong mạng LAN theo cấu hình topo dạng sao bằng các đôi dây xoắn ( một đôi dây cho phát và một đôi dây cho thu). Hình 7 cho thấy chức năng tập trung các đường dây, phân đoạn và quản lý mạng mà HUB thực hiện. Nhiều đôi dây xoắn của Ethernet và Token Ring ( trong một số trường hợp FDDI) và trong tương lai đôi dây xoắn ATM đến các máy công tác, được đấu nối đến HUB. Thực tế, HUB cho phép các nhà quản lý ấn định tiềm năng của mạng cho từng người sử dụng ( chẳng hạn một đoạn Ethernet). HUB thường được áp dụng ở dạng phân cấp để tập trung sự thâm nhập của nhiều người sử dụng đến tiềm năng dùng chung như đến một Server hay một Router ( hình 7). Hình 7: Cấu trúc mạng sử dụng HUB,SWITCH,ROUTER Các HUB bậc cao nhất thường được chọn là cấu trúc trụ cột xây dựng trên cơ sở ATM và đảm bảo tốc độ truy nhập cao đến các tài nguyên như: Router hay các chuyển mạch. Nếu một người sử dụng được bổ sung, thay đổi hay chuyển chỗ từ một văn phòng này đến một văn phòng khác thì người quản lý có thể thực hiện các biện pháp để bổ sung, thay đổi hay chuyển chỗ người sử dụng này. Cầu ATM ( Bridge) Cầu là một hệ thống trung gian được sử dụng để kết nối hai mạng LAN sử dụng các giao thức LAN giống nhau. Cầu hoạt động như một bộ lọc địa chỉ, thu nhận các gói từ một mạng LAN khác và chuyển các gói này đến mạng LAN đó. Cầu ATM không thay đổi nội dung của các gói và cũng không bổ sung thêm vào các gói này. Cầu ATM làm việc ở lớp 2 trong mô hình OSI ( hình 8) Hình 8: Các lớp của mô hình OSI Các chuyển mạch Campus hiện nay có khả năng thực hiện đấu cầu cho các giao thức LAN ở ATM. Các thiết bị cầu ATM biến đổi một giao thức được đấu cầu ( chẳng hạn Ethernet) và mô phỏng các chức năng đấu cầu của giao thức được rút gọn này. Các chức năng này bao gồm cả khả năng tự học và tự sửa. Định tuyến ATM ( Router) Router là một thiết bị kết nối hai mạng con có thể giống nhau hoặc không giống nhau. Router sử dụng giao thức giữa các mạng ở lớp 3 trong mô hình OSI. Router xử lý nhiều giao thức, vì vậy nó có thể phải xem xét kỹ các chuỗi tế bào ATM để thực hiện chức năng này. Router có chức năng chính là phát hiện các địa chỉ của các thiết bị được đấu nối đến mạng các router bằng một giao thức định tuyến bên trong hay thậm chí địa chỉ của các thiết bị đấu nối đến một mạng của các mạng sử dụng giao thức định tuyến bên ngoài. Các gói được định tuyến trên cơ sở địa chỉ nơi nhận, đôi khi cả địa chỉ nguồn hay thậm chí cả đặc tính định tuyến giữa hai đầu cuối. Router kết nối các giao thức khác nhau bằng cách định tuyến và chuyển đổi giao thức. Router có thể kết nối các môi trường ( cặp dây xoắn, cáp đồng trục, cáp quang) khác nhau thông qua việc chuyển đổi môi trường. Router có thể xử lý các dịch vụ định hướng theo nối thông hoặc không theo nối thông. Các Router thường được kết nối bằng các mạch ảo hoặc thực. Router có phần mềm rất phức tạp, hiện hướng tới sản xuất mạch cứng chuyên năng để tăng thông lượng. Bằng cách sử dụng một số giao thức đặc biệt Router có thể phát hiện sự thay đổi cấu hình topo và đảm bảo định lại tuyến động. Router có thể liên tục giám sát các đường nối giữa các Router trong một mạng hay các đường nối với các mạng khác bằng một thủ tục đặc biệt. Router hiện đại cung cấp mô phỏng ATM LAN, giao tiếp ATM, các Card trung kế, các khả năng chuyển mạch ATM. Các ATM Router vừa thực hiện chức năng của các thiết bị thâm nhập vừa làm chức năng của chuyển mạch. Với chức năng thiết bị thâm nhập chúng tiếp nhận nhiều giao thức và định tuyến các giao thức này đến cửa khác hoặc biến đổi chúng thành các tế bào ATM để chuyển thành các tế bào ATM để chuyển tải trên mạng ATM. Chúng cũng có thể định tuyến các gói LAN đến các chuyển mạch ATM qua các giao tiếp tổng đài số ( DXI: Digital Exchange Interface) sau đó biến đổi gói XI vào các tế bào ATM. ATM Router cũng có khả năng chuyển mạch các tế bào ATM giữa các Card giao tiếp ATM. Các thiết bị HUB, BRIDGE, ROUTER có thể hoặc hoạt động riêng rẽ hoặc được kết hợp trong cùng một thiết bị. Bridge đảm bảo hỗ trợ lớp 1 và 2, Router và HUB đảm bảo lớp 1,2 và 3. Thiết bị cổng ( Gateway) đấu nối các mạng với nhau đảm bảo các lớp từ 1 đến 7 của mô hình OSI. Thí dụ về mạng Campus được cho ở hình 9. Hình 9: Thí dụ mạng Campus 2.2 Video theo yêu cầu ( VOD- Video on Demand) 2.2.1 Khái lược: Ngày nay, truyền hình là phương tiện truyền thông mở rộng nhanh hơn điện thoại và máy tính cá nhân. Một trong số các dịch vụ là cung cấp nhiều kênh TV hơn ở mạng truyền hình cáp ( CATV), người sử dụng có nhiều khả năng lựa chọn linh hoạt các chương trình truyền hình. Mặt khác, công nghệ hiện nay cho phép các hãng khai thác viễn thông cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu ( khả năng linh hoạt nhất cho phép lựa chọn chương trình phim ở thời điểm thích hợp nhất) bằng thế mạnh cạnh tranh của mình tại giá cả cạnh tranh với kinh doanh cho thuê băng video. Có được khả năng cạnh tranh này là nhờ áp dụng những thành tựu mới của công nghệ viễn thông điện tử: Hàng năm dung lượng của đĩa cứng tăng gấp đôi nhưng giá cả không thay đổi và xu hướng này tiếp tục duy trì trong tương lai. Thời gian truy nhập không ngừng giảm. Bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn nén hình mới ( thí dụ tiêu chuẩn MPEG: Moving Picture Expert Group) có thể đạt được việc truyền tải TV ở tốc độ bit từ 1.5 Mbit/s đến 8 Mbit/s. ở tốc độ nén này có thể lưu trữ toàn bộ một bộ phim ở vài Gbyte. Kỹ thuật xử lý số tín hiệu cho phép truyền tải từ 1.5 Mbit/s đến 8 Mbit/s trên đôi dây thoại xoắn hiện có trong khoảng cách từ 1.5 km đến 5 km. Công nghệ này được gọi là ADSL ( đường dây thuê bao không đối xứng). Các kỹ thuật xử lý số và điều chế cho phép truyền tải tốc độ từ 15 Mbit/s đến 50 Mbit/s trên một kênh TV tương tự có dải thông 6 Mhz ở mạng cáp đồng trục hay vô tuyến. Hệ thống ATM cho phép chuyển mạch mọi tốc độ bit dến nhiều khách hàng đồng thời. Hiện có hai khuynh hướng. Một là, mạng ATM sẽ thực hiện truyền thẳng từ đầu cuối này đến đầu cuối kia. hai là, mạng ATM làm nhiệm vụ tryền tải đến nút thâm nhập. Giải pháp thứ nhất linh hoạt hơn và cho phép người sử dụng ngoài VOD còn truyền tải tất cả các dịch vụ khác nhờ vậy mạng đạt được tất cả dịch vụ cũng như có thể thực hiện trao đổi qua lại. 2.2.2 Cấu trúc của mạng VOD Cấu trúc của mạng VOD được trình bày trong phần này đảm bảo dịch vụ VOD tương tác được chuyển mạch từ đầu cuối này đến đầu cuối kia. Hệ thống bao gồm thiết bị cung cấp dịch vụ ( Server), các phần tử của mạng chuyển mạch băng rộng, tổ chức thâm nhập và thiết bị ở nơi khách hàng ( CPE). Các phần tử chính của cấu trúc mạng VOD cho trên hình 10. Hình 10: Cấu trúc mạng VOD với ATM đầu cuối đến đầu cuối. CPE có thể hoạt động ở các kiểu sơ đồ nén tín hiệu và các yêu cầu độ rộng dải thông khác nhau. Video Server ( Bộ cung cấp dịch vụ video) Là nguồn cung cấp tất cả các chương trình video mà khách hàng có thể yêu cầu. Chương trình video có thể được nén trước ( ở thời gian không thực) và được lưu giữ trên một bộ nhớ ngoài truy nhập ngẫu nhiên, thường là đĩa cứng, nhưng trong tương lai có thể nhớ trên bộ nhớ bán dẫn khi giá cả hợp lý. Đối với chương trình trực tiếp, Server cũng có thể là thiết bị nén thời gian thực. Video Server cung cấp bản sao của tín hiệu video theo yêu cầu qua mạng ATM đến người sử dụng. Các chương trình video MPEG được biến đổi vào các tế bào ATM và được truyền qua mạng ATM. Một bộ Server hay một tập hợp các bộ này thuộc sở hữu của một nhà cung cấp dịch vụ hoặc thuộc sở hữu chung của nhiều nhà cung cấp dịch vụ hoạt động trên cùng một mạng. Bên cạnh đó, hãng khai thác mạng cũng có thể sở hữu các bộ Server, khi đó nhà khai thác mạng có thể cho các nhà cung cấp video thuê dung lượng Server. Ngoài ra, một bộ Server có thể có thư viện video lưu trữ hệ thống các bộ phim ở dạng nén. Mạng ATM Mạng ATM đảm bảo kết nối các phần tử mạng khác nhau trong cấu trúc VOD. Mạng truyền tải cả báo hiệu và số liệu chương trình, trong đó số liệu ở thời gian thực hay ở tốc độ theo yêu cầu. Có thể sử dụng đồng thời chế độ điểm đến điểm hay điểm đa điểm trong mạng ATM. Ngoài ra, mạng ATM cũng có thể truyền các dịch vụ khác như đã nêu ở phẩn trước. Quản lý mạng Chức năng quản lý mạng bao gồm các hệ thốngđiều hành ( các bộ quản lý phần tử) cần thiết để khai thác và quản lý mạng VOD từ đầu cuối này đến đầu cuối kia. Hệ thống điều hành liên lạc với các phần tử khác nhau của mạng qua các giao tiếp và các mô hình thông tin đã được chuẩn hoá phù hợp với các tiêu chuẩn TMN ( Mạng quản lý viễn thông) hay TNA ( Câú trúc mạng thông minh viễn thông). Cổng dịch vụ và trung tâm khai thác dịch vụ Cổng dịch vụ đảm bảo giao tiếp cho khách hàng để định vị và kết nối đến bộ Server từ một người cung cấp dịch vụ được chọn. Một cổng dịch vụ quản lý một nhóm khách hàng. Khi mật độ khách hàng tăng, có thể bổ sung thêm các cổng dịch vụ. Cổng dịch vụ có thể là một phần tử mạng riêng ( chẳng hạn ở cấu trúc mạng thông minh) hay kết hợp cùng với các phần tử mạng khác ( chẳng hạn Video Server hay chuyển mạch ATM). Trung tâm khai thác dịch vụ cho phép các nhà cung câp dịch vụ quản lý tập chương trình được phân phối trên một tập hợp các Server. Ngoài ra, nó đảm bảo các chức năng khai thác dịch vụ liên quan đến từng nhóm khách hàng như: tính cước, quản lý đăng ký, tiếp thị chương trình. Các trung tâm khai thác dịch vụ cũng có thể là một phần tử mạng riêng lẻ hay kết hợp cùng với Video Server. Mạng thâm nhập Mạng thâm nhập bao gồm các tổ chức thâm nhập khác nhau từ mạng ATM đến thiết bị tại nơi khách hàng ( CPE), nghĩa là: các bộ ghép kênh thâm nhập, các giao tiếp với dây đồng/ cáp đồng trục/ cáp quang và các kết cuối mạng. Tồn tại các mạng thâm nhập khác nhau: từ cáp quang trong các cấu hình điểm đến điểm hay điểm đa điểm ADSL trên các đôi dây xoắn hiện có. Ngoài ra, cũng có thể là các đường vô tuyến mặt đất hoặc vệ tinh. Thiết bị tại nơi khách hàng ( CPE) CPE bao gồm các hộp đặt ( STB: Set Top Box) trên máy được nối đến máy TV hay đầu video và bộ điều khiển từ xa cho phép người xem kết nối đến nguồn video và quét để chọn lựa phim hay các nội dung như: câu chuyện mới, phần mềm, các trò chơi hay các ứng dụng mua bán tại nhà Các phần tử chính của thiết bị đặt trên máy là: bộ thu phát/ giải điều chế đường dây ( ADSL, cáp quang), khối giải nén ( MPEG-2), giao tiếp kênh hồi tiếp và bộ kích màn hình. Bộ thu phát tín hiệu tới từ mạng thâm nhập và cho phép phát thông tin điều khiển ngược đến Video Server. Tín hiệu tới được giải điều chế phụ thuộc vào mạng thâm nhập bằng thiết bị quang/điện, bộ giải điều chế QAM hay ADSL để được tín hiệu số cho việc khôi phục luồng video số bị nén. Luồng số này được đưa đến khối giải nén ( thường là các bộ giải mã MPEG1 hay 2) để được biến đổi vào tín hiệu tương tự và đưa lên màn hình. Hộp để trên máy chứa bộ vi xử lý để quản lý các khối phần cứng khác nhau bao gồm cả quản lý điều khiển từ xa, tạo ra giao tiếp đồ hoạ cho người sử dụng trên màn hình và trao đổi các giao thức với cổng dịch vụ, Server và mạng. Chuyển mạch ATM băng rộng Tóm lược Tổng quát, có thể phân chia chuyển mạch thành các loại sau: Chuyển mạch theo không gian Chuyển mạch theo thời gian Chuyển mạch theo tần số Chuyển mạch theo địa chỉ. ở loại chuyển mạch theo địa chỉ, số liệu được tổ chức theo các gói có đầu đề và tải trọng. Đầu đề chứa thông tin về địa chỉ và được sử dụng trong việc quyết định chuyển mạch tại từng nút chuyển mạch. Các bảng phiên dịch ở các chuyển mạch thực hiện hai thao tác: Phiên dịch ( chuyển đổi) giá trị đầu đề vào thành một giá trị đầu đề ra tương ứng ấn định cửa ra vật lý cho các gói số liệu. Mỗi gói số liệu ở đầu vào với một đầu đề tương ứng sẽ có một đầu đề mới và chiếm một khe thời gian nhất định ở một cửa ra vật lý được xác định bởi bảng phiên dịch. Các khe thời gian không ấn định cho các gói số liệu nên có thể xảy ra tranh chấp khe thời gian của các gói số liệu khác nhau. Để tránh điều này, các gói số liệu phải xếp hàng ở bộ nhớ đệm đầu ra. Thực tế, có thể thực hiện các nối thông sau: Điểm đến điểm ( Các gói đầu đề ở một đầu vào với các gói đầu đề ở một đầu ra tương ứng) Điểm đa điểm ( Gói đầu đề ở một đầu vào với các gói đầu đề ở một đầu ra) Đa điểm điểm ( Các gói đầu đề ở nhiều đầu vào với gói đầu đề ở một đầu ra) Xét về mặt nào đó thì chuyển mạch theo địa chỉ tương đối giống chuyển mạch ATM. Các cấu trúc chuyển mạch ATM chịu tác động trực tiếp của hai yếu tố chính sau: Tốc độ chuyển mạch cao ( 150 Mbit/s đến 600 Mbit/s) Mang tính thống kê Hiện nay, nhiều hãng viễn thông trên thế giới đưa ra nhiều loại tổng đài ATM khác nhau từ các kích cỡ nhỏ ( bốn cửa vào, bốn cửa ra) đến các kích cỡ lớn ( hàng ngàn cửa vào và cửa ra). Các chuyển mạch này có thể là các chuyển mạch công cộng ( thường được gọi là ATM Central Office: Tổng đài trung tâm) hay các chuyển mạch tư ( ATM LAN). ở đây sẽ đề cập một vài loại cấu trúc chuyển mạch điển hình. Mỗi chuyển mạch ATM bao gồm hai phần cơ bản: Phần truyền tải Phần điều khiển. Chủ yếu đi sâu nghiên cứu phần truyền tải. Mạng truyền tải được định nghĩa như một môi trường ( phương tiện) vật lý chịu trách nhiệm truyền tải chính xác thông tin ( ở đây là các tế bào ATM) từ một đầu vào ATM đến một đầu ra ATM với chất lượng phục vụ QoS đảm bảo theo đúng qui định ( QoS thường là mức độ tổn thất tế bào, trễ tế bào, tỷ số bit lỗi, rung pha trễ tế bào ). Phần đièu khiển của chuyển mạch là phần điều khiển mạng truyền tải. Nó quyết định đầu vào nào được đấu đến đầu ra nào. Quyết định này dựa trên thông tin báo hiệu mà chuyển mạch thu được hay thông tin do người khai thác thiết lập trên cơ sở bán vĩnh cửu. Chất lượng phục vụ của phần này thường được xác định bằng: thời gian thiết lập cuộc gọi, thời gian giải phóng cuộc gọi, ở chuyển mạch ATM, các tế bào ATM được truyền tải từ một đầu vào ( trong số nhiều đầu vào) đến một hay nhiều đầu ra. Chuyển mạch từ đầu vào đến đầu ra có thể được kết hợp với các quá trình: tập trung, mở rộng, ghép kênh và phân kênh ch olưu lượng ATM. ý nghĩa của các chức năng được miêu tả như sau: Chuyển mạch: Là sự truyền tải thông tin từ một kênh ATM lôgic vào đến một kênh ATM lôgic ra được lựa chọn trong số nhiều kênh lôgic ra. Kênh lôgic ATM được đặc trưng bởi: + Đầu vào/ra vật lý đặc trưng bởi số cửa ra vật lý. + Một kênh lôgic ở cửa vật lý đặc trưng bởi nhận dạng kênh ảo ( VCI) và/hoặc nhận dạng đường dẫn ảo ( VPI). Để đảm bảo chức năng chuyển mạch, cả hai nhận dạng kênh/đường dẫn đều phải được lập quan hệ với nhận dạng kênh/đường dẫn ra. Hai chức năng này phải được cài đặt trong chuyển mạch ATM. Có thể so sánh hai chức năng này với các chức năng được áp dụng cho các tổng đài số cho tiếng ( các hệ thống STM). Một chuyển mạch ATM thực hiện hai chức năng chính. Chức năng thứ nhất của chuyển mạch ATM có thể so sánh với chức năng chuyển mạch không gian. Chức năng thứ hai có thể so sánh với sự chuyển đổi khe thời gian ở chuyển mạch thời gian. ở các hệ thống chuyển mạch ATM, việc nhận dạng khe thời gian trong một khung cố định dược thay thế bằng việc nhận dạng kênh ảo. Không còn tồn tại việc ấn định trước khe thời gian nên để giải quyết sự tranh chấp một khe thời gian của hai hay nhiều kênh lôgic được giải quyết bằng sự sắp hàng ( queuing) cho các tế bào ATM trước khi đưa nó ra ngoài. Chức năng sắp hàng là chức năng quan trọng của các chuyển mạch ATM. Tập trung/Ghép kênh Khái niệm ghép kênh ATM muốn nhấn mạnh đến sự hội nhập thống kê các kênh ảo ATM khác nhau vào một luồng ATM. Khi nói tới tập trung, muốn nhấn mạnh sự giảm số đầu vào đến một lượng nhỏ hơn các đầu ra. Mở rộng/ Phân kênh Thao tác đơn giản nhất của một chuyển mạch ATM rất đơn giản nhận được một tế bào thông qua một kết nối với một giá trị VCI hoặc là VPI đến một giá trị kết nối để định ra cổng ra của kết nôí đó và các giá trị VPI/VCI mới và sau đó truyền tế bào._. này theo một kết nối khác mà được chỉ ra bởi các giá trị VPI và VCI mới . Hình 11: Nguyên lý chuyển mạch ATM Các tế bào ATM được chuyển mạch vật lý từ một đầu vào Ii đến một đầu ra Oj. Đồng thời một giá trị đầu đề đầu vào a được phiên dịch sang một giá trị đầu đề đầu ra b. ở mọi đường vào và đường ra các giá trị đầu đề là duy nhất, nhưng trên các đường khác nhau có thể có các đầu đề như nhau. Từ hình vẽ cho thấy tất cả các tế bào có đầu đề A ở đường vào I1 đều được chuyển mạch đến đầu ra O1 và dầu đề của chúng được phiên dịch ( chuyển đổi) vào giá trị M. Tất cả các tế bào có đầu đề A ở đường vào In cũng được chuyển đến O1 nhưng đầu đề của chúng nhận giá trị P. Khi hai tế bào ở hai đầu vào khác nhau (I1 và In) đến chuyển mạch ATM cùng một lúc và dự định ra cùng một đầu ( O1), chuyển mạch không thể đồng thời đưa ra hai tế bào này cùng một lúc. Để giải quyết vấn đề này, chuyển mạch phải có bộ nhớ đệm để lưu giữ các tế bào chưa thể phục vụ. Đây là vấn đề điển hình của chuyển mạch ATM vì nó phải ghép chung các tế bào một cách thống kê. Như vậy phải đảm bảo các hàng để lưu giữ các tế bào ATM dự định đến đồng thời cùng một đầu ra. Tổng kết lại, ba chức năng cơ bản được thực hiện ở một chuyển mạch ATM là: Định tuyến ( chuyển mạch không gian) Sắp hàng Phiên dịch đầu đề. Một số thuật ngữ liên quan đến cáu trúc của các chuyển mạch ATM Kết cấu ( FABRIC) chuyển mạch: Kết cấu hay fabric chuyển mạch bao gồm các khối cơ sở cấu thành chuyển mạch được kết nối theo một cấu hình tôpô đặc biệt. Như vậy, fabric chuyển mạch được định nghĩa khi cấu hình tôpô của nó được xác định và khi các khối cơ sở cấu thành chuyển mạch được định nghĩa. Khối cơ sở cấu thành chuyển mạch Khối cơ sở cấu thành chuyển mạch là khối cơ sở để cấu trúc thành một fabric chuyển mạch. Khối cơ sở này còn được gọi là phần tử chuyển mạch. Các phần tử chuyển mạch giống nhau sẽ tạo nên một fabric chuyển mạch. Hệ thống chuyển mạch là mọi phương tiện để chuyển mạch các tế bào ATM: có thể là phần tử chuyển mạch hoặc fabric chuyển mạch. Các yêu cầu đối với chuyển mạch Chuyển mạch ATM phải có khả năng phục vụ: Các tốc độ bit khác nhau như: từ vài Kbit/s đến vài trăm Mbit/s Tốc độ bit thay đổi hoặc cố định Trong suốt ngữ nghĩa ( tỷ lệ tổ thất tế bào, tỷ lệ bit lỗi) Trong suốt thời gian ( trễ, rung pha trễ). Tốc độ thông tin Do tốc độ thông tin của các dịch vụ khác nhau rất khác nhau nên các tổng đài ATM băng rộng tương lai phải có khả năng chuyển mạch một số lượng lớn các tốc độ thông tin. Các tốc độ bit này có thể thay đổi từ vài Kbit/s ( điều khiển từ xa) đến hàng trăm Mbit/s ( truyền hình phân giải cao) Quảng cáo ( Broadcast), Đa phương ( Multicast) Broadcast được định nghĩa là khả năng cung cấp thông tin từ một nguồn phát đến tất cả các nơi nhận. Multicast được định nghĩa là khả năng cung cấp thông tin từ một nguồn phát đến nhiều nơi nhận ( được chọn). Các chuyển mạch ATM trong tương lai phải đảm bảo cả hai khả năng trên. Các chức năng trên thường cần thiết cho các dịch vụ như: Thư điện tử Thâm nhập đến thư viện video Phân phối chương trình truyền hình. Các phương tiện quảng bá, đa phương nói trên có thể không chỉ cần thiết cho một số đường trung kế đến nhiều thuê bao mà còn cho một số đường thuê bao đến nhiều đường thuê bao. Chẳng hạn, một thuê bao gửi thư điện tử đến 7 thuê bao khác qua mạng ATM, hay một thuê bao yêu cầu dịch vụ thư viện truyền hình tại nhà và thuê bao này được đấu nối đến mạng qua một đường thuê bao ATM của mình ( mạch vòng thuê bao). Khả năng thực hiện Khả năng thực hiện của một chuyển mạch STM chủ yếu được đặc trưng bởi thông lượng, xác xuất chặn nối thông, tỷ số bit lỗi và trễ chuyển mạch. Tuy nhiên ở môi trường ATM hai thông số quan trọng nữa được đựac trưng là: Xác xuất thất lạc các tế bào hay bị đưa nhầm vào các kết nối khác Rung pha trễ ( Jitter) Cũng như ở các chuyển mạch STM, ở các chuyển mạch ATM thông lượng và tỷ lệ lỗi bit chủ yếu quyết định bởi công nghệ và kích cỡ cuả hệ thống. Bằng cách sử dụng công nghệ tốc độ cao như CMOS, BICMOS ( Bigular CMOS) hay ECL ( Emitter Couple Logic), tốc độ có thể đạt đến hàng trăm mbit/s với tỷ số bít lỗi cho phép. Có thể đạt được thông lượng cao hơn bằng các cấu trúc tôpô hợp lý. Các mô hình chuyển mạch Các cấu trúc chuyển mạch Một số kết cấu chuyển mạch hay các fabric chuyển mạch được thực hiện trong các chuyển mạch hiện thời và tương lai. Một số chuyển mạch sẽ là lai ghép các kết cấu nói trên, thường thì một kết cấu chuyển mạch lớn sẽ được sử dụng để kết nối một kết cấu chuyển mạch nhỏ hơn để tạo nên một fabric chuyển mạch chung lớn hơn. Minh hoạ bằng hình vẽ 12 sau đây IC IC IC IC IC IC IC IC OC OC Hình 12: Một số kết cấu chuyển mạch đơn giản Mỗi kết cấu được mô tả ở các mặt: Độ phức tạp, Tốc độ tổng cực đại, Khả năng mở rộng, Mức độ đảm bảo khả năng đa phương, Mức độ chặn và các thuộc tính khác. Kiểu BUS đơn ở hình 12 là kiểu đơn giản nhất. Nhiều cửa được nối đến một BUS ( BUS này có thể là một tầm mạch nhiều dây song song). Tốc độ tổng của BUS này thường vào khoảng 1 đến 10 Gbit/s. Cấu trúc này không phức tạp vì chỉ cần giải quyết sự phân chia BUS kết hợp với chiến lược đệm để điều khiển mức chặn. Đa phương dễ dàng thực hiện vì tất cả các cửa đều dùng 1 BUS chung. Chuyển mạch đa BUS mở rộng khái niệm BUS đơn bằng cách sử dụng BUS quảng bá cho từng cửa vào. Điều này loại bỏ được sự phân chia BUS nhưng lại tăng thêm các yêu cầu kiểm soát chặn đối với các đầu ra. Nói chung mỗi BUS làm việc ở tốc độ hơi lớn hơn tốc độ của Card cửa ( từ 100 đến 600 Mbit/s). Độ rộng dải thông chuyển mạch ngang bằng với chuyển mạch BUS đơn. Thế hệ cũ của kết cấu này chỉ có thể nhận các tế bào từ số lượng hạn chế các đầu vào ở cùng một thời điểm để cấu trúc có khả năng mở rộng. Đối với các chuyển mạch nhỏ, mọi đầu ra có thể nhận đồng thời mọi đầu vào. Một phương pháp khác là sử dụng trọng tài để đảm bảo rằng cửa ra không nhận đồng thời quá nhiều tế bào, nhưng điều này đòi hỏi đệm ở đầu vào và tăng thêm độ phức tạp. Kiểu chuyển mạch này hiển nhiên có khả năng đa phương vì mỗi đầu vào được đấu quảng bá đến tất cả các đầu ra. Các kết cấu chuyển mạch tự định tuyến kết cấu bên trong phức tạp hơn. Các chuyển mạch này không hỗ trợ đa phương, để đạt được khả năng này cần quá trình xử lý đặc biệt. Nếu mạng tự định tuyến hoạt động cùng tốc độ với các cửa vào thì độ chặn có thể cao. Một kết cấu tự định tuyến tăng cường thường sử dụng các ma trận bên trong làm việc ở tốc độ cao hơn hay sử dụng nhiều đấu nối giữa các phần tử chuyển mạch. Bảng 1 sau đây đưa ra các tổng kết đặc tính của các kết cấu nói trên Đặc tính BUS đơn Đa BUS Tự định tuyến Tự định tuyến tăng cường Độ phức tạp Thấp Trung bình Cao Cao Tốc độ tổng cực đại 1 - 10 Git/s 1 - 10 Git/s 1 - 200 Gbit/s 1 - 200 Gbit/s Khả năng mở rộng Khó Dễ hơn Tốt Tốt nhất Hỗ trợ điểm đa điểm Tốt Tốt Kém Kém Mức độ chậm Thấp Thấp - Trung bình Trung bình Thấp Bảng 1: Các đặc tính chuyển mạch ATM Các phương pháp xếp hàng ở chuyển mạch ATM Có những phương pháp xếp hàng sau đây ở chuyển mạch ATM: Xếp hàng trung tâm ( bên trong). Xếp hàng ( queuing) ở đầu vào Xếp hàng ở đầu ra Sau đây đi sâu phân tích từng loại xếp hàng. Xếp hàng trung tâm Hình 13: Chuyển mạch với bộ đệm ở trung tâm ở phương pháp xếp hàng này, các bộ đệm cho các hàng không được dành riêng cho đầu vào hay đầu ra mà dùng chung cho cả hai đầu. Mỗi tế bào đầu vào sẽ được lưu trữ trực tiếp ở bảng trung tâm. Mỗi đầu ra sẽ chọn tế bào dự định đưa đến nó từ hàng trung tâm làm việc theo nguyên lý FIFO. Phải đảm bảo rằng các đầu ra biết được các tế bào dự định đến nó. Việc viết vào đọc ra từ bộ nhớ trung tâm không phải chỉ đơn giản theo nguyên tắc FIFO, vì các tế bào đến các nơi nhận khác nhau đềi được xếp chung vào một hàng. Điều đó có nghĩa là bộ nhớ trung tâm có thể được đánh địa chỉ ngẫu nhiên. Tuy nhiên các hàng lôgic phải tuân thủ nguyên tắc FIFO. Do các tế bào có thể viết vào và đọc ra từ bộ nhớ ở các vị trí ngẫu nhiên nên cần phải có một bộ phận điều hành bộ nhớ khá phức tạp. Phương pháp này có ưu điểm là dễ phát triển đến kích thước lớn nhưng có nhược điểm là khó cung cấp các chức năng khác như: Xếp hàng ưu tiên Các bộ đệm lớn và đa phương. Xếp hàng ở đầu vào Hình 14 : Chuyển mạch với bộ đệm ở đầu vào Đối với phương pháp này, vấn đề tranh chấp cùng một khe thời gian ở cùng một cửa của hai hay nhiều tế bào ở đầu vào được giải quyết ở ngay đầu vào. Mỗi đầu vào được trang bị một bộ đệm riêng cho phép nó lưu giữ các tế bào cho đến khi lôgic trọng tài quyết định có thể phục vụ bộ đệm này. Khi này môi trường truyền tải của chuyển mạch sẽ truyền các tế bào ATM từ các hàng của đầu vào đến đầu ra mà không xảy ra tranh chấp bên trong. Phương pháp này đơn giản nhưng có nhược điểm là nếu đầu hàng ( Head of Line - HOL) không thể chuyển mạch được quan chuyển mạch thì tất cả các tế bào sau sẽ bị trễ. Hiện tượng này được gọi là chặn HOL. Quá trình chặn được miêu tả như sau. Tế bào đầu vào i được chọn để đưa ra đầu ra p, nếu ở cùng thời điểm này tế bào đầu vào j cũng dự định được đưa ra đầu ra p thì nó bị dừng cùng với tất cả các tế bào đứng sau nó trong hàng. Giả sử tế bào thứ hai trong hàng đầu vào j được dự định đưa ra đầu ra q và đầu ra này hiện đang rỗi thì tế bào này cũng không thể được phục vụ vì tế bào đứng trước nó bị chặn. Môi trường truyền tải của chuyển mạch có các hàng ở đầu vào trong khoảng thời gian một tế bào có thể truyền được p tế bào ( p nhỏ hơn hoặc bàng số đầu vào N cho phép) từ p đầu vào đến p đầu ra. Mặc dù phương pháp này đơn giản nhưng bị hạn chế tổng lưu lượng chỉ bằng 50-60% tốc độ cửa vào, nên không phù hợp đối với nhiều ứng dụng và thường được sử dụng kết hợp với các phương pháp khác. Xếp hàng ở đầu ra Hình 15 : Chuyển mạch với bộ đệm ở đầu ra Phương pháp xếp hàng ở đầu ra dựa trên nguyên tắc các tế bào của các đầu vào khác nhau dự định đưa đến cùng một đầu ra có thể được chuyển mạch trong khoảng thời gian một tế bào. Tuy nhiên do mỗi đầu ra chỉ có thể phục vụ một tế bào nên để tránh sự tranh chấp một bộ đệm được đặt ở mỗi đầu ra của từng phần tử chuyển mạch. Mỗi đầu ra có 1 bộ đệm riêng cho phép nó lưu giữ nhiều tế bào truyền đến trong thời gian một tế bào. Về nguyên tắc, nhiều tế bào có thể đưa đến đồng thời tất cả các đầu vào dự định kết nối với một đầu ra. Để không một tế bào nào bị mất trong môi trường chuyển mạch khi đi đến đầu ra, việc chuyển mạch phải thực hiện ở tốc độ lớn hơn tốc đọ của các đầu vào N lần. Hệ thống cũng phải có khả năng viết N tế bào vào hàng trong khoảng thời gian một tế bào. Chuyển mạch này không cần lôgic trọng tài vì tất cả các tế bào đều có thể đến hàng của mình. Điều khiển hàng thực hiện trên nguyên tắc FIFO. Ngoài ra, tồn tại phương pháp xếp hàng đầu ra/đệm chung. Về lý thuyết, hai phương pháp xếp hàng đầu ra và xếp hàng đầu ra/đệm chung là hai phương pháp tối ưu nhất vì chúng đạt được thông lượng cao nhất với kích thước nhớ đệm cho các tế bào nhỏ nhất. Thực tế, các chuyển mạch ATM sử dụng kết hợp các phương pháp xếp hàng nói trên. Thí dụ kết cấu chuyển mạch Xét chuyển mạch Banyuan làm thí dụ . Mạng chuyển mạch này thuộc loại được gọi là các mạng kết nối đa tầng ( Multistage Interconnnection Networks- MIN). Kết cấu này thuộc loại tự định tuyến với các hàng ở đầu ra. Trên hình 13, mạng chuyển mạch bao gồm 3 tầng, mỗi tầng chứa 4 phần tử chuyển mạch 2x2, các bộ đệm ( các hàng) được đặt ở đầu ra của mạng. Nguyên lý làm việc của kết cấu chuyển mạch này như sau: Trước khi đi vào kết cấu chuyển mạch, cửa ra của một tế bào được xác định bằng các nhận dạng kênh ảo và đường dẫn ảo. Cửa ra này được xác định bằng nhãn định tuyến ở dạng cơ số 2 được gắn vào đầu mỗi tế bào. Mỗi phần tử của mạng chuyển mạch thực hiện diễn giải 1 bit của nhãn đầu đề như sau: Nếu bit này bằng "1" thì chuyển mạch tế bào đến đầu ra 1 ( phía trên), còn nếu bit này bằng "0" thì chuyển mạch tế bào đến đầu ra 0 ( phía dưới). ình dưới tả đường truyền qua chuyển mạch của hai tế bào có cùng một địa chỉ đầu ra. Nhãn định tuyến của mỗi tế bào là 100 nên ở tầng thứ nhất của chuyển mạch chúng được chuyển đến đầu ra 1 của phần tử chuyển mạch, ở tầng thứ hai và thứ ba chúng được chuyển đến đầu ra 0 của chuyển mạch. Vì hai tế bào này có cùng một đầu ra được xác định bởi cùng một nhãn định tuyến nên một tế bào phải xếp hàng ở bộ đệm sau tế bào kia trước khi ra ngoài chuyển mạch. Hình 16: Thí dụ chuyển mạch ATM Phát triển mạng 4.1 Các phương pháp phát triển mạng Có nhiều chiến lược và hoạch định khác nhau để đưa các dịch vụ ISDN băng rộng vào mạng viễn thông công cộng với mục đích cuối cùng là phát triển đến một mạng toàn cầu cung cấp tất cả các dịch vụ. Để đưa ATM vào mạng, cần quy hoạch mạng tốt khi xem xét đến các mạng và các dịch vụ hiện có, tuổi thọ các mạng này cũng như ảnh hưởng của chúng lên người sử dụng đầu cuối. Sự phát triển các dịch vụ là vấn đề cơ bản vì mục tiêu cuối cùng của phát triển mạng là đạt được một mạng phục vụ được tốt các yêu cầu của khách hàng cần mua nó. Phạm vi thời gian đưa vào cũng quan trọng. Thời gian phụ thuộc vào khả năng sẵn sàng của các dịch vụ mới, công nghệ hỗ trợ, các sản phẩm dịch vụ này và điều quan trọng nhất là nhu cầu đối với các dịch vụ. Nhu cầu này chịu ảnh hưởng mạnh mạnh mẽ của chính sách cước, đặc biệt đối với các khách hàng nhà riêng hay thương gia nhỏ. Để giảm sự tăng giá thành đối với cả người sử dụng lẫn nhà khai thác thì cần có một chiến lược tổng hợp liên kết tất cả các dịch vụ, thiết bị và mạng hiện có. Một điểm quan trọng nữa là có thể phát triển các phần khác nhau của mạng một cách riêng rẽ. Chẳng hạn mạng thâm nhập ở một vùng địa lý nào đó có thể phát triển hoàn thiện đến mục tiêu trước khi mạng quốc gia phát triển đến mục tiêu này, có nghĩa, tất cả các dịch vụ sẽ được thực hiện bởi các đường thâm nhập ATM, nhưng các dịch vụ băng hẹp được kết nối bởi các cổng đến của các mạng ATM hiện có. 4.2 Các phương pháp đưa ATM vào mạng Tồn tại ba phương pháp đưa ATM vào mạng băng rộng: Phương pháp thay thế Phương pháp ốc đảo Phương pháp chồng lấn. Cần nhấn mạnh rằng mỗi phương pháp chỉ thể hiện giai đoạn đầu đưa ATM vào mạng, mạng đích là mạng ATM băng rộng liên kết truyền tải tất cả các dịch vụ qua tất cả các nước. Xét chi tiết qua từng phương pháp đưa ATM vào mạng. Phương pháp thay thế Bao gồm việc thay thế tất cả các mạng hiện có trong một vùng địa lý đặc thù bằng mạng băng rộng. Phương pháp này cần một cổng trong mỗi ốc đảo ATM nối đến các mạng hiện có xung quanh. Phương pháp ốc đảo Bao gồm việc đưa vào mạng ATM mang các dịch vụ băng rộng ỏ một vùng đặc thù nhưng vẫn duy trì các dịch vụ băng hẹp ở mạng hiện có. Bằng phương pháp này có thể đưa các dịch vụ băng rộng vào các vùng tài chính chính ở các thành phố trên toàn bộ một nước mà không cần cản trở các dịch vụ hiện có của chúng. Mặc dù những người sử dụng ở mỗi vùng có khả năng kết nối băng rộng, nhưng những người khác nhau ở các ốc đảo khác nhau không có khả năng này và chỉ có thể kết nối đến các mạng băng hẹp qua các cổng. Phương pháp chồng lấn Các dịch vụ băng rộng được cung cấp cho các người sử dụng trên toàn bộ vùng ( trên toàn bộ quốc gia) chồng lấn lên các mạng hiện có. Phương pháp này cho phép cung cấp các dịch vụ băng rộng cho nhiều người sử dụng trên một vùng rộng lớn hơn nhưng nó có thể dẫn đến đường thâm nhập đến chuyển mạch tập trung quá dài. Tựu chung lại, phương pháp ốc đảo hấp dẫn đối với các hãng khai thác hoạt động trong môi trường tự do hoá đòi hỏi dẫn đầu trong việc tiếp thị. Phương pháp chồng lấn dễ chấp thuận bởi các nhà khai thác lấy quan điểm đầu tư cho mạng mình là chủ đạo. Địa lý của một vùng và tính chất kinh doanh cũng là yếu tố quan trọng. Trong thực tế, có lẽ sẽ sử dụng kết hợp các phương pháp trên. Chẳng hạn, chồng lấn các bộ nối chéo để đảm bảo phủ mạng quốc gia cho các "đường thuê" có thể được sử dụng cho giai đoạn đầu cùng với việc bổ sung các ốc đảo chuyển mạch ATM cho các cuộc gọi khi yêu cầu các dịch vụ băng rộng tăng. Để đặt ra chiến lược phát triển mạng người ta thường phân loại khách hàng thành các nhóm, tương ứng với các nhóm này sẽ có các chiến lược phát triển mạng khác nhau. Sau đây đề cập chiến lược phát triển mạng cho một số loại khách hàng. 4.3 Cáp quang trong mạng thâm nhập cho khách hàng doanh nghiệp Đối với các doanh nghiệp nhỏ và khách hàng nhà riêng, nhu cầu thấp nên ta không phân tích tại đây. Yêu cầu chủ yếu để đưa vào ISDN băng rộng là việc cung cấp một đường thâm nhập đến khách hàng. Đối với các khách hàng doanh nghiệp vừa và lớn, dự kiến rằng sẽ cần có một đường nối sợi quang giữa khách hàng và ISDN băng rộng. Đối với doanh nghiệp lớn, đường này có thể kết nối trực tiếp đến tổng đài nội hạt, nhưng đối với doanh nghiệp vừa, đường này có thể được nối qua khối kéo xa ( Remote Unit). Sau đây trình bày ba phương pháp cung cấp các dịch vụ ( cho các dịch vụ hiện có cũng như băng rộng). Tương ứng với từng phương pháp là cách phát triển đến mạng đích. Thâm nhập băng rộng cách biệt Phương pháp này các dịch vụ ISDN băng rộng được cung cấp cho khách hàng trên các đường thâm nhập cách biệt đến tổng đài nội hạt ATM. Không xảy ra trở ngại gì đến các dịch vụ hiện có. Các ưu điểm của phương pháp này: Giá khởi đầu thấp Sớm thu lợi nhuận Phát sinh phần cứng mới tối thiểu Không ảnh hưởng lên mạng băng hẹp Cho phép sớm đưa vào kết nối ATM đầu cuối đầu cuối Các nhược điểm của phương pháp này: Liên kết thấp nhất hiữa các dịch vụ hiện có và dịch vụ mới triển khai Không làm đơn giản việc khai thác và bảo dưỡng mạng Sau khi đã lắp đặt, khách hàng có thể từ bỏ dịch vụ băng hẹp của mình và chuyển đến dịch vụ băng rộng. Thâm nhập ghép kênh Phương pháp này sử dụng một đường thâm nhập duy nhất đến khách hàng để mang cả thông tin băng hẹp và băng rộng. Trước khi đưa đến khách hàng lưu lượng tổng được phân kênh để khách hàng nhận được dịch vụ băng hẹp hiện có. Có hai kỹ thuật ghép kênh: Ghép kênh quang học ( ở mức vật lý) và ghép kênh ATM ( ở lớp ATM). Với phương pháp ghép kênh quang, các dịch vụ băng hẹp và băng rộng sẽ đựoc truyền ở các bước sóng khác nhau trên sợi quang của đường truyền thâm nhập. Có thể coi rằng kỹ thuật này rất gần với thâm nhập cách biệt. Nếu phân kênh được thực hiện tại hãng khai thác thì khách hàng không biết đây là kiểu thâm nhập cách biệt hay ghép kênh. Với ghép kênh ATM, tất cả các dịch vụ sẽ được truyền tải bằng ATM và lưu lượng băng hẹp được phân tách trước khi đưa dến khách hàng. Thiết bị ghép kênh trong trường hợp này phải thực hiện sự thích ứng cần thiết để truyền tải các dịch vụ băng hẹp ở ATM. Phương pháp này gần với đích hơn phương pháp ghép kênh quang vì có thể thay thế thiết bị phân kênh ở đầu cuối tổng đài bằng một đấu nối kết hợp đến tổng đài ATM như là một bước tiến trên lộ trình phát triển. Ưu điểm: Giá thành khởi đầu trung bình Thu lợi nhuận nhanh Sớm đưa vào kết nối ATM đầu cuối đầu cuối Bắt đầu đơn giản hoá quản lý và khai thác mạng. Nhược điểm: - Đối với ghép kênh, việc biến đổi vào ATM đối với băng hẹp có thể gây ra các vấn đề liên quan đến trễ. Thâm nhập dịch Vào thời điểm đang xem xét đưa vào các mạng ATM, có thể sẽ có thiết bị tại nơi khách hàng sử dụng ATM. Phương pháp này chủ ý cung cấp cho khách hàng sử dụng đầy đủ nhất thiết bị ATM tư bằng cách cung cấp thâm nhập đầy đủ đến tổng đài ATM. ở thâm nhập này các dịch vụ băng hẹp và ATM đều được truyền tải, thâm nhập đến các mạng hiện có được bảo đảm bằng các cổng giữa các mạng này và mạng ATM. Phương pháp này có thể là sự phát triển của phương pháp khác ít toàn diện hơn hay nó có thể là phương pháp của chính nó. Ưu điểm: Đây là mạng đích Mang lợi nhuận cực đại Linh hoạt nhất đối với khách hàng Đơn giản hoá nhất trong khai thác và bảo dưỡng đối với thâm nhập của khách hàng. Nhược điểm: Giá thành ban đầu cao vì cần có các cổng đến các mạng không phải ATM và các giao tiếp giữa thiết bị ATM và không ATM Mạng ATM phải đảm bảo ngay chất lượng dịch vụ để phù hợp với các dịch vụ hiện có và phải đảm bảo mức tin cậy cao. 4.4 Các khách hàng nhà riêng và phân bố lưu lượng Việc cung cấp dịch vụ cho khách hàng tại nhà riêng tạo cơ hội cung cấp các dịch vụ mới để tăng thêm lưu lượng và thu nhiều lợi nhuận hơn. Nhưng đồng thời cũng nảy sinh các vấn đề cần giải quyết: phải đảm bảo các dịch vụ mới này ở một giá thành cho phép, phải cạnh tranh với các dịch vụ hiện có. Các yếu tố cổ vũ cho việc đưa vào các dịch vụ mới tốc độ bit cao cho khách hàng nhà riêng: Xã hội thịnh vượng đến tăng thu nhập Tăng số người sử dụng phương pháp làm việc từ xa Giảm giá thành nhờ các tiến bộ kỹ thuật và sự tiết kiệm khi đã đảm bảo ISDN băng rộng cáp quang cho khách hàng Các quyết định chính trị để cải thiện hạ tầng viễn thông cho khách hàng nhà riêng. Một điều đáng ghi nhớ là khách hàng sẽ trả tiền cho dịch vụ chứ không phải cho mạng, vì thế cần nghĩ ra các dịch vụ hấp dẫn có thể cung cấp ỏ giá cả chấp nhận được. Thành phần chính trong giá thành cung cấp dịch vụ băng rộng cho khách hàng nhà riêng là giá thành của mạng thâm nhập, vì thế vấn đề quan trọng là phải có các biện pháp kinh tế cho mạng thâm nhập. Khi bàn về phương pháp thâm nhập cần sử dụng, cần phải xem xét kiểu dịch vụ cần truyền tải, đặc biệt là độ rộng dải thông. Bảng 2 sau đây miêu tả chi tiết hơn phân tích này. Độ rộng băng tần dùng chung Độ rộng băng tần dùng riêng Độ rộng băng tần nhỏ Cáp quang đến vỉa hè Mạng cáp quang thụ động Độ rộng băng tần lớn Cáp quang trực tiếp Hình sao lôgic Bảng 2: Các kiểu thâm nhập ở mạng cáp quang thụ động ( Passive Optical Network - PON) sử dụng phương pháp ghép kênh phân chia theo thời gian và đa thâm nhập phân chia theo tần số trên một sợi quang dfng chung từ tổng đài đến điểm phân phối, nơi mà bộ chia nhánh sẽ phân chia đến khách hàng. Có thể sử dụng nguyên lý mạng quang thụ động ( PON) để phân phối các dịch vụ băng rộng ( Broad Band Optical Network - BPON) để phân phối các dịch vụ băng rộng. ở mạng này các dịch vụ băng hẹp tương tác được truyền tải trong độ rộng dải thông ( trên cùng một bước sóng) dùng chung của mạng quang thụ động băng hẹp và các dịch vụ phân bố ( một chiều) được truyền tải trên một bước sóng riêng sử dụng kỹ thuật ghép kênh quang. Về bản chất, BPON vẫn là quan điểm đồng bộ. Việc thay thế phương pháp TDMA bằng công nghệ ATM sẽ phù hợp hơn cho việc kết hợp các dịch vụ vào ATM băng rộng. Đây là biện pháp hấp dẫn cho việc sớm đưa vào ATM đến các khách hàng nhà riêng và doanh nghiệp nhỏ. Luồng tế bào 155 Mbit/s hay 622 Mbit/s được truyền quảng bá từ tổng đài đến các thiết bị đầu cuối của khách hàng. ở hướng ngược lại cần có một giao thức đàm phán để từng đầu cuối có thể truyền được các tế bào của mình, quá trình này được định thời sao cho chỉ có một luồng tế bào duy nhất được tạo ra ở đường về. Giao thức ATM có ưu điểm là mặc dù toàn bộ dải thông vẫn dùng chung cho các khách hàng, nhưng việc ấn định dải thông không cần cố định, ở một thời điểm định trước một khách hàng có thể được dành nhiều dải thông hơn. Nhờ vậy, có thể sử dụng các dịch vụ tương tác băng rộng hơn. Tuy nhiên chiến lược này có thể dẫn đến giới hạn nếu nhiều khách hàng đòi hỏi độ rộng dải thông lớn hơn ở một thời điểm nào đó. Phương pháp lý tưởng nhất là có mạng kết nối sợi quang hình sao từ các khách hàng đến các khối kéo xa hay tới tổng đài nội hạt. Phương pháp này sẽ cung cấp cho khách hàng nhiều độ rộng dải thông nhất và cho phép thâm nhập đến mọi dịch vụ. Nhược điểm của phương pháp này là đắt tiền. Tuy nhiên tiến bộ công nghệ của cáp quang có thể dẫn đến giải pháp quan trọng này. ở phương pháp này, một mạng hình sao lôgic trên một cấu trúc vật lý hình cây có thể được phát triển từ mạng quang thụ động dùng chung băng tần bằng cách bổ sung thêm các bước sóng cho các khách hàng cần băng tần riêng khi nhu cầu này xuất hiện. Bằng cách sử dụng công nghệ hiện có với khoảng cách bước sóng vào khoảng 2nm có thể phục vụ được khoảng 30 khách hàng với bước sóng riêng trên cả hướng đi lẫn hướng về để cung cấp thâm nhập cho các dịch vụ tương tác 155 Mbit/s trên một cây sợi quang. Với sự phát triển của công nghệ quang, con số này có thể đạt được tới 60 khách hàng. Các dịch vụ phân phối vẫn tiếp tục được cung cấp trên các bước sóng riêng sử dụng chung cho tất cả các khách hàng ở cây này. ở hướng về, các bộ lọc dạng lưới được đặt ở phía tổng đài, ở hướng đi, các bộ lọc này có thể được đặt ở phía kết cuối mạng. Hệ thống truyền dẫn/ nén kênh ATM giữa 3 Trung tâm Tp HCM ATM node ATM node ATM node Danang Hanoi MSC Router IT network MSC HN Router IT network Router IT network MSC DN 2E1 1E1 1E1 Fig 1 Hình 17 Sơ bộ cấu hình kết nối của dự án ATM. chương ii: nghiên cứu giải pháp kỹ thuật triển khai dịch vụ truyền số liệu tốc độ cao gprs trên mạng gsm 1. Hiện trạng mạng lưới, sự cần thiết đầu tư: Mạng thông tin di động MobiFone được xây dựng trên cơ sở công nghệ GSM, thường xuyên được nâng cấp, mở rộng nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường và sự phát triển công nghệ trên thế giới. Về mặt công nghệ, mạng GSM hoàn toàn hội đủ điều kiện để tiến hoá lên các thế hệ thông tin di động 2,5G (GPRS/EDGE) và 3G (IMT2000) mà vẫn khai thác tối đa tài nguyên sẵn có của mạng lưới, tận dụng tối đa hiệu quả của thiết bị đã đầu tư. Việc đầu tư hệ thống GPRS là thực sự cần thiết nhằm từng bước triển khai hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 trên mạng. Đây cũng là xu hướng tất yếu mà các nhà khai thác thông tin di động phải thực hiện nhằm giữ vững thị trường và tăng cường khả năng cạnh tranh. Một số lợi ích của GPRS được tóm tắt như sau: Giảm chi phí đầu tư: Một trong những giải pháp tốt tối ưu về mặt công nghệ của mạng GSM là có khả năng cung cấp các dịch vụ số liệu di động cao cấp (truyền số liệu với tốc độ cao) mà không phải xây dựng một mạng hoàn toàn mới. Thông qua việc triển khai GPRS, nhà khai thác dịch vụ có thể nâng cấp hệ thống GSM của minh tiến tới hệ thống thông tin di động thứ 3 - 3G. Bởi GPRS cho phép cùng tồn tại song song với mạng GSM, tận dụng tối đa khả năng và nguồn tài nguyên rỗi của thiết bị hiện có trên mạng GSM. Tính cước mềm dẻo và linh hoạt: Sau khi triển khai GPRS, việc tính cước sử dụng dịch vụ của khách hàng có thể dựa trên nguyên tắc theo thời gian truy cập hệ thống (như phương pháp tính cước truyền thống) hoặc dựa trên nguyên tắc tính theo dung lượng dữ liệu được truyền thông qua hệ thống, hoặc có thể kết hợp cả hai phương pháp. Điều này làm cho dịch vụ thông tin di động càng trở nên hấp dẫn khách hàng, không những đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ tốc độ cao của khách hàng mà còn cung cấp khả năng lựa chọn về phí sử dụng dịch vụ sao cho phù hợp của khách hàng. Đó chính là tính mềm dẻo và linh hoạt trong phương án tính cước sử dụng dịch vụ mới mà GPRS hỗ trợ. Nâng cao doanh thu và lợi nhuận: Bằng việc triển khai GPRS, một số các dịch vụ mới sẽ ra đời như: + Truy nhập mạng nội bộ Intranet: Email/fax, truy nhập cơ sở dữ liệu công cộng, cơ sở dữ liệu cá nhân... + Truy nhập Internet: Truy nhập WEB; Tin tức; Thương mại điện tử. + Truyền hình ảnh. + Giải trí. + Nhắn tin. Thông qua GPRS, nhà cung cấp dịch vụ đã tạo ra một cơ hội tốt để mang lại các nguồn thị trường mới cho mình. Từ đó có thể nâng cao doanh thu và kèm theo đó là nguồn lợi nhuận mới cho mình. 2. Kết luận: Trên cơ sở những phân tích ở trên, có thể nói rằng GPRS là thực sự cần thiết và là xu hướng, là con đường đi tất yếu hướng tới 3G của các nhà khai thác thông tin di động GSM. Quy mô, phương án đầu tư 1. Dung lượng và phạm vi cung cấp dịch vụ GPRS Dung lượng dự kiến thiết kế hệ thống như sau: + Tại Hà Nội : 2,000 thuê bao. + Tại Thành phố Hồ Chí Minh: 5,000 thuê bao. + Tại Đà Nẵng: 1,000 thuê bao. Lưu lượng sử dụng trung bình của 1 thuê bao GPRS là 2Kb/s. Tỷ lệ người sử dụng GPRS trên giờ bận là 10%. 2. Hệ thống GPRS: SGSN tại ba trung tâm Hà nội, Đà nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. Mục tiêu ban đầu là cung cấp dịch vụ GPRS cho các thành phố lớn, thị xã và thị trấn. 01 cổng GGSN tại Hà nội để kết nối tới SGSN tại Hà nội, Đà nẵng và Thành phố Hồ Chí Minh. 01 Charging Gateway để tính cước dịch vụ GPRS. 01 hệ thống quản lý & khai thác. Thiết lập mạch vòng truyền dẫn ATM giữa GGSN và các nút SGSN. Theo cấu hình dự kiến, GGSN sẽ được đặt tại Hà nội và được kết nối tới các SGSN tại các trung tâm trên các tuyến truyền dẫn ATM. Để đảm bảo an toàn cho các kết nối số liệu, mạch vòng truyền dẫn ATM giữa Hà nội – Thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng được thiết lập. Cụ thể là: # 01 thiết bị đầu cuối ATM tại Hà nội. # 01 thiết bị đầu cuối ATM tại Đà nẵng. # 01 thiết bị đầu cuối ATM tại Thành phố Hồ Chí Minh. Cấu hình thiết bị ATM như sau: 8 cổng giao tiếp E1 đầu ra (sau nén) 6 cổng Ethernet 10BaseT. 8 cổng V35/X25. 32 cổng giao tiếp E1 đầu vào. Phần mềm quản lý và giám sát hệ thống truyền dẫn. Giải thích chức năng các phần tử: SGSN: có chức năng định tuyến gói số liệu trong vùng phục vụ của nó. Một thuê bao GPRS có thể được phục vụ bởi một SGSN trên mạng tuỳ vào vị trí định vị của thuê bao. GGSN: có chức năng giao tiếp với các hệ thống GPRS khác hoặc mạng Internet/Intranet... Một số chức năng của GGSN gồm: + Định tuyến. + Fire wall. + Gateway/Security. Cả hai chức năng SGSN và GGSN đều tạo ra các bản ghi cước CDR. Quản lý và khai thác O&M: có chức năng quản lý và giám sát hoạt động của toàn bộ hệ thống. Charging Gateway: Tiếp nhập các bản ghi cước từ SGSN, GGSN. Sử lý và tổng hợp cước đối với từng trường hợp sử dụng. Giao tiếp với các hệ thống tính cước. Hình 18 :Giải pháp kết nối cho mạng mobifone Nâng cấp hệ thống mạng GSM để có khả năng kết nối GPRS: hình 1 :giải pháp kết nối cho mạng mobifone Trang bị bổ xung chức năng quản lý các gói số liệu trên mạng PCU (Package Control Unit). Nâng cấp phần mềm cho NSS và BSS để hỗ trợ kết nối GPRS. Bổ xung chức năng PCU cho các BSC trên mạng. PCU là chức năng bổ xung tại BSC phục vụ cho kết nối số liệu dạng gói giữa thuê bao và SGSN. Chuẩn giao tiếp là Gb. Để có thể mở rộng khả năng triển khai dịch vụ GPRS về sau, ban đầu khi triển khai hệ thống GPRS sẽ đồng thời tiến hành thử nghiệm trên cả hai dải tần GSM900 và GSM1800. 4 Kết nối: Đối tác trúng._.