NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG AAL2 ĐỂ CHUYỂN TIẾP MẠNG VOICE VÀ TELEPHONY QUA MẠNG ATM ThS. NCS. VÕ TRƯỜNG SƠN Liên Bộ môn Điện – Điện tử - Cơ sở II Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo này giới thiệu phương pháp sử dụng AAL2 và mạng ATM để đưa các tín hiệu voice và telephony vào một mạng đa dịch vụ mà không làm ảnh hưởng đến dung lượng của các loại dịch vụ đang tồn tại trên mạng đó. Với phương pháp này, các nhà khai thác mạng có được lợi ích rất lớn trong việc tiết kiệm băng thông dành cho các kênh thoại và có thể sử dụng phần băng thông này cho các dịch vụ khác. Summary: This paper presents the method of using AAL2 and ATM to introduce voice and telephony signals to a multiservice network without reducing capacity of the existing services. Thus, operators can enjoy the full capabilities of voice and telephony over ATM in order to converge the different services into the same network. I. GIỚI THIỆU Trước đây, các loại dịch vụ thông tin khác nhau phát triển một cách tương đối độc lập, điều này dẫn đến việc tồn tại các loại mạng khác nhau như mạng điện thoại, mạng số liệu, mạng truyền hình v.v Xu hướng hiện nay là nghiên cứu các giải pháp hội tụ các loại dịch vụ nói trên vào chung trong một mạng đa dịch vụ. Khi đó, một mạng kết nối nói chung có thể đáp ứng nhu cầu của các dịch vụ mới đồng thời với các dịch vụ truyền thống, như telephony, với chi phí hoạt động giảm xuống. Phương thức truyền dẫn không đồng bộ (ATM) là công nghệ có khả năng cung cấp chất lượng của dịch vụ (QoS) một cách chặt chẽ, linh hoạt theo yêu cầu của loại mạng này. Với voice và telephony, việc tương thích dịch vụ với mạng ATM được thực hiện thông qua lớp tương thích ATM (AAL), cụ thể là AAL1 hoặc AAL2. ĐT Các phương pháp cơ bản để chuyển thoại qua một mạng ATM, bao gồm: dịch vụ mô phỏng kênh tiêu chuẩn(CES), dịch vụ mô phỏng kênh sử dụng băng thông linh động (DBCES), trung kế ATM của các dịch vụ băng hẹp sử dụng AAL2, và truyền dẫn thoại thông qua các giao thức khác như VoIP hoặc VoFR, còn gọi là các kỹ thuật bao bọc. Bài viết này giới thiệu và đánh giá phương thức sử dụng AAL2 để đưa các tín hiệu voice và telephony và mạng ATM nhằm hướng tới mục tiêu hội tụ dịch vụ trên một mạng băng rộng. II. GIẢI PHÁP THOẠI VBR SỬ DỤNG LỚP THÍCH NGHI AAL2 Cơ chế CES và DBCES xem thoại là một luồng bit tốc độ không đổi (CBR). Trong thực tế voice có các khoảng lặng trong cuộc thoại khi một người nói và người kia nghe. Không cần thiết để chiếm băng thông để chiếm khoảng lặng này. Hơn nữa, phương pháp này giải quyết vấn đề trễ bằng cách truyền thoại như một luồng 64 Kbps không nén. Điều này làm cho các nhà khai thác mất đi cơ hội tận dụng được băng từ các phương pháp nén thoại. Để khắc phục hai hạn chế kể trên, Diễn đàn ATM đã đưa ra thêm một cơ chế nữa để truyền thoại dưới dạng một luồng bit được nén, có tốc độ biến đổi (VBR). Cơ chế này được mô tả trong af-vtoa-0113.000, được hoàn thành vào tháng 2-1999, mang tên “Trung kế ATM sử dụng AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp”. Phương pháp này có thể loại trừ các khoảng lặng trong cuộc thoại với kỹ thuật nén và khả năng để ghép nhiều kênh thoại vào một VCC đơn. Việc ghép kênh còn giúp khắc phục hiện tượng trễ đóng gói do việc sử dụng mã hoá thoại tốc độ bit thấp. Như vậy, giải pháp này cho phép ghép các kênh thoại và dữ liệu với đặc tính khác nhau vào chung một luồng tế bào ATM (hình 2). Chuẩn này cũng cung cấp tuỳ chọn cho cơ chế chuyển mạch mạng dựa trên sự phiên dịch các kênh báo hiệu thoại. Điều này sẽ cho phép xây dựng chuyển mạch tư nhân hoặc các mạch thoại công cộng. Lớp thích nghi AAL-2 đảm bảo yếu tố thời gian thực của lưu lượng bit tốc độ thay đổi trong một mạng ATM. Điều này hoàn toàn phù hợp với nhu cầu của lưu lượng thoại được nén VBR. Mạng băng hẹp Mạng băng hẹp IWF MẠNG IWF Kết nối ảo (ALL2/AAL5) IWF Mạng băng hẹp TDM TDM TDM ATM ATM ATM ĐT Hình 1. Mô hình tham khảo trung kế ATM sử dụng AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp Mô hình tham khảo ở hình 1 có thể bao gồm các thiết bị viễn thông khác nhau. Các mạng phía băng hẹp có thể là PBX, mạng chuyển mạch riêng, mạng chuyển mạch công cộng và có thể kết nối tới một IWF qua một hay nhiều giao tiếp vật lý. Các giao tiếp vật lý này có thể dựa trên báo hiệu kênh chung ISDN (CCS) hoặc báo hiệu kênh liên kết (CAS). Mạng ATM có thể là mạng đầy đủ, một phần tử chuyển mạch ATM đơn hoặc một liên kết trực tiếp giữa hai IWF. Khối IWF trong mô hình tham khảo là một đơn vị chức năng, nó có thể đứng độc lập một mình, có thể là một phần trong một thiết bị lớn hơn hoặc được phân tán trong một vài thiết bị. Các kênh ảo qua mạng ATM có thể là SVC, PVC hoặc SPVC: mang lưu lượng và CAS sử dụng AAL2, CCA sử dụng AAL2 hoặc AAL5. Các IWF trong kiến trúc tham khảo có thể cung cấp hai hình thức họat động là chuyển mạch và không chuyển mạch. Trung kế chuyển mạch hàm việc phân tích báo hiệu của cuộc gọi từ mạng băng hẹp đến và định tuyến thông tin của nó đến một kênh AAL2 với một VCC giữa các IWF. Với các cuộc gọi đến từ mạng ATM cũng yêu cầu sự phân tích và định tuyến tương tự như vậy. Sau khi cuộc gọi băng hẹp kết thúc, các cuộc gọi khác đến sau chiếm lĩnh cùng kênh băng hẹp (cùng khe thời gian TDM với cuộc gọi trước) có thể được chuyển mạch tới các kênh AAL2 khác và VCC khác. Nói theo cách khác, không có mối quan hệ ràng buộc nào giữa một kênh băng hẹp với một kênh AAL2. AAL2 - CPS PHẦN CHUNG ĐT Hình 2. Đóng gói các kênh vào tế bào ATM thông qua AAL2 Trung kế không chuyển mạch: luồng thông tin của một kênh băng hẹp luôn luôn được mang trên một kênh AAL2 trong một VCC và ngược lại. Nói theo cách khác, có sự tương ứng cố định giữa kênh băng hẹp với kênh AAL2 và VCC được chỉ định trước. Như vậy, trung kế không chuyển mạch bao hàm không có kết cuối báo hiệu và không có định tuyến cho các cuộc gọi băng hẹp giữa các IWF. Giải pháp sử dụng AAL2 có các hai ứng dụng chính là: trung kế truy nhập PSTN và trung kế PBX-PBX. 2.1. Trung kế truy nhập PSTN Ứng dụng này kết nối một PBX tới một mạng PSTN để cung cấp phương tiện truy nhập các dịch vụ mạng (hình 3). Đây là một giải pháp để tập trung nhiều kênh băng hẹp đến một kênh băng rộng. Kênh băng rộng giữa các IWF có thể là kết nối vật lý trực tiếp (sợi quang), một vòng SONET, hoặc một mạng ATM hoàn chỉnh. Các IWF có thể hoạt động theo mode chuyển mạch hoặc không chuyển mạch. Hình 3. Mô hình trung kế truy nhập PSTN E1/DS1 với CAS/CCS PBX IWF MẠNG ATM IWF Kết nối ảo AAL2/AAL5 ATM ATM E1/DS1 với CAS/CCS PSTN CO Tế bào ATM Tế bào ATM Voice Voice Data Voice Im lặng Im lặng Voice AAL2 ATM Header của AAL2 Header của tế bào ATM 2.2. Trung kế PBX - PBX Ứng dụng này sử dụng nhiều IWF để cung cấp trung kế chuyển mạch giữa các PBX (hình 4). Một nhóm các IWF được liên kết bằng một mạng ATM thông qua các IWF. Kết nối PBX có được bằng cách thiết lập một hay nhiều VCC sử dụng ALL2 giữa từng cặp IWF nếu cần truyền thông. Hình 4. Trung kế PBX-PBX PBX IWF MẠNG ATM IWF PBX Kết nối ảo (AAL2/AAL5) IWF PBX E1/DS1 ATM ATM ATM PBX E1/DS1 với CAS/CCS E1/DS1 với CAS/CCS E1/DS1 - Phương pháp này có một số ưu điểm sau: + Ưu điểm về chuyển mạch: trong mạng điểm - điểm, cần có một kênh ảo (và đôi khi là kênh vật lý) để kết nối giữa hai điểm. Số điểm trên mạng tăng lên thì số kênh kết nối giữa các điểm tăng lên rất lớn, tức là cần số lượng VCC rất lớn. Nếu mạng có thể định tuyến các cuộc gọi nhờ vào việc phiên dịch báo hiệu thì số lượng kênh cần thiết sẽ giảm xuống đáng kể. Rõ ràng rằng thuận lợi từ loại giải pháp này rất lớn và tăng dần theo kích thước mạng. ĐT + Một thuận lợi chính của trung kế ATM sử dụng AAL2 cho các dịch vụ băng hẹp là tiết kiệm băng thông nhờ vào các kỹ thuật như nén thoại, giải phóng băng thông khi ứng dụng thoại không cần (triệt khoảng lặng), định tuyến và chuyển mạch các cuộc gọi băng hẹp trên nền tảng mỗi cuộc gọi. III. KẾT LUẬN Dễ dàng nhận thấy rằng giải pháp thoại VBR sử dụng AAL2 tuy phức tạp hơn các giải pháp sử dụng AAL1 nhưng mang lại nhiều lợi ích cho các nhà khai thác mạng. Các lợi ích này bao gồm: sử dụng chuyển mạch nên ứng dụng linh hoạt, tiết kiệm tài nguyên mạng; nén thoại, triệt khoảng lặng nên tiết kiệm băng thông của hệ thống một cách triệt để. Có thể nói rằng, giải pháp thoại VBR sử dụng AAL2 là phương pháp tương đối hoàn hảo trong việc chuyển tiếp mạng Voice và telephony qua mạng ATM nhằm mục đích hội tụ đa dịch vụ. Tài liệu tham khảo [1]. ATM Forum, Practice Guide to Carrying voice over ATM. [2]. Voice and Telephony Networking over ATM, Jan Holler, Ericsson Review No 1, 1998. [3]. ITU-T, I.363.1, B-ISDN ATM adaptation layer (AAL) specification types 1 and 2, 1996. [4]. ITU-T, I.363.2, B-ISDN ATM adaptation layer specification types 2, 1997. [5]. ITU-T, I.Trunk, AAL2 SSCS for Trunking, Draft. [6]. ATM Forum, af-vtoa-0089.000, ATM trunking using AAL2 for narrowband services 1.0, 1997. [8]. ATM Forum, af-vtoa-0113.000, ATM trunking using AAL2 for narrowband services, 1999♦ . NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG AAL2 ĐỂ CHUYỂN TIẾP MẠNG VOICE VÀ TELEPHONY QUA MẠNG ATM ThS. NCS. VÕ TRƯỜNG SƠN Liên Bộ. thiệu và đánh giá phương thức sử dụng AAL2 để đưa các tín hiệu voice và telephony và mạng ATM nhằm hướng tới mục tiêu hội tụ dịch vụ trên một mạng băng rộng. II. GIẢI PHÁP THOẠI VBR SỬ DỤNG. thiệu phương pháp sử dụng AAL2 và mạng ATM để đưa các tín hiệu voice và telephony vào một mạng đa dịch vụ mà không làm ảnh hưởng đến dung lượng của các loại dịch vụ đang tồn tại trên mạng đó.