52

9/29/2010 - mientayvn.commientayvn.com/Dien tu/Tai_lieu/Dien_dan/Vien_thong... · lý của hệ thống. Thường là số liệu kiểu bán cố định. Bộ nhớ số liệu:

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

9/29/2010

1

Hệ thống chuyển mạch Hệ thống chuyển mạch

Switching systemsSwitching systems

Giảng viên: Hoàng Trọng Minh

Bài giảng môn họcBài giảng môn học

Giảng viên: Hoàng Trọng MinhEmail: [email protected]

[email protected]: hoangtrongminh.info

Nội dung môn họcNội dung môn học

Mục tiêu: Cung cấp kiến thức tổng thể về các hệ thống chuyển mạch hiện đang sử dụng cho mạng viễn thông. Kiến trúc chức

năng, các đặc tính mấu chốt và các phương pháp đánh giá hiệu năng hệ thống.

9/29/2010

2

Nội dung môn họcNội dung môn học

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh2.1 Tổng quan về hệ thống chuyển mạch kênh

2.2 Kiến trúc chức năng của hệ thống chuyển mạch kênh

2.3 Kết cuối đường dây tại tổng đài

2.4 Xử lý cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch kênh

2.5 Phần mềm hệ thống chuyển mạch kênh

2.6 Hệ thống chuyển mạch kênh thực tế

Chương 1: Giới thiệu chung1.1 Vai trò và vị trí của hệ thống chuyển mạch

1.2. Quá trình phát triển của hệ thống chuyển mạch

Nội dung môn họcNội dung môn học

Chương 4: Phân tích, đánh giá hệ thống4.1. Giới thiệu chung

4.2. Độ tin cậy và các tham số đánh giá liên quan

4.3. Các mô hình phân tích đánh giá độ tin cậy của hệ thống

4.4. Phân tích, đánh giá độ tin cậy hệ thống chuyển mạch

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói3.1 Tổng quan về hệ thống chuyển mạch gói

3.2 Kiến trúc và chức năng của hệ thống chuyển mạch

3.3 Thiết kế hệ thống chuyển mạch gói

3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

3.5 Giới thiệu một số hệ thống định tuyến thực tế điển hình

9/29/2010

3

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung

Các công nghệ mạng truyền thông

1.1 Vai trò và vị trí của hệ thống chuyển mạch

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung

Máy Fax

Thiết bị chuyển mạch

Đầu cuối dữ liệu

Điện thoại

Vệ tinh truyền thông

Thiết bị đầu cuối

Điện thoại

Đường truyền dẫn Thiết bị

chuyển mạch

Thiết bị đầu cuối

Máy Fax

Máy tính

Các thành phần cơ bản của mạng viễn thông truyền thống

1.1 Vai trò và vị trí của hệ thống chuyển mạch

9/29/2010

4

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung

Vị trí chức năng của các hệ thống chuyển mạch

1.1 Vai trò và vị trí của hệ thống chuyển mạch

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung1.1 Vai trò và vị trí của hệ thống chuyển mạch

Vị trí chức năng của các hệ thống chuyển mạch (Fixed Nets)

9/29/2010

5

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung

Vị trí chức năng của các hệ thống chuyển mạch (GSM)

1.1 Vai trò và vị trí của hệ thống chuyển mạch

BTS

BTS

BSC

Gateway MSC

PSTN/ISDN

Internet

MSS

HLRVLR

BTS

BSC

MSC

PDSN

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung

Vị trí chức năng của các hệ thống chuyển mạch (NGN)

1.1 Vai trò và vị trí của hệ thống chuyển mạch

9/29/2010

6

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung

Xu hướng chuyển đổi hệ thống chuyển mạch

1.2 Quá trình phát triển hệ thống chuyển mạch

Các giao diện

Chuyển mạch

Điều khiểncuộc gọi

Máy chủ điều khiển dịch vụ

và ứng dụng

Định tuyến IP

Gateways

Chuyển mạch PSTN Các thành phần NGN

SDH/SONET Truyền tải IP MPLS

Chương 1: Giới thiệu chungChương 1: Giới thiệu chung

Lịch sử phát triển hệ thống chuyển mạch

1.2 Quá trình phát triển hệ thống chuyển mạch

9/29/2010

7

Hệ thống chuyển mạch Hệ thống chuyển mạch

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh2.1 Tổng quan về hệ thống chyển mạch kênh

2.2 Kiến trúc chức năng của hệ thống chuyển mạch kênh

2.3 Kết cuối đường dây tại tổng đài

2.4 Xử lý cuộc gọi trong hệ thống chuyển mạch kênh

2.5 Phần mềm hệ thống chuyển mạch kênh

2.6 Hệ thống chuyển mạch kênh thực tế

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.1 Tổng quan về hệ thống chuyển mạch kênh

Phân cấp các hệ thống chuyển mạch số

9/29/2010

8

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.2 Kiến trúc chức năng của hệ thống chuyển mạch kênh

Tr­êng chuyÓn m¹ch

Bé xö lýtrung t©m

C¸c bé ®/k

Lèi vµo Lèi ra

Mô hình chuyển mạch đơn giản

Tr­êng chuyÓn m¹ch

Bé xö lýtrung t©m

C¸c bé ®/k

Module ®­êng d©y

Module trung kÕ

Module ®­êng d©y

Module trung kÕ

Lèi vµo Lèi ra

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.2 Kiến trúc chức năng của hệ thống chuyển mạch kênh

Mô hình chuyển mạch điển hình

Tr­êng chuyÓn m¹ch

Bé xö lýtrung t©m

C¸c bé ®/k

Module ®­êng d©y

Module trung kÕ

Module ®­êng d©y

Module trung kÕ

Lèi vµo Lèi ra

IC

IC

C¸c bé ®/k

SC SC

9/29/2010

9

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.2 Kiến trúc chức năng của hệ thống chuyển mạch kênh

Ph©n hÖ øng dôngAPS Ph©n hÖ

chuyÓn m¹chSWNS

Ph©n hÖ xö lýtrung t©m CPS

Ph©n hÖ ngo¹i vi ®k PCS

Ph©n hÖ b¸o hiÖu SigS

Ph©n hÖ vËn hµnh vµ b¶o d­ìng O&MS

Các phân hệ cơ bản trong một tổng đài điện tử số

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.2 Kiến trúc chức năng của hệ thống chuyển mạch kênh

Mô hình kiến trúc chức năng hệ thống chuyển mạch

MDF

SLC

SLC

TSAC

DLCD

DGT

MF

SW-CRG

AT

AT

TM

DDF

TDNW

DTI

DTI

PCM

Distributor Scanner Marker

BT

CSS CAS

CC MM

IOC MMI

OMC External Mem VDUOA&MS

CPS

PCS

SWNSAPS

SiGSSign Link

Subcribers

Trunks

System BUS

AUX equips

9/29/2010

10

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ ứng dụng của hệ thống

Phân hệ ứng dụng

PABX

MDF

Thuª bao th­êng

§­êng d©y CO line

Thuª baoc«ng céng

SLC

SLC

SLCT

SAC

DTG

MF

Tíi chuyÓn m¹ch

SW-C

DL

CD

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.3 Kết cuối đường dây tại tổng đài

Kết cuối đường dây tương tự

T R O B S H

LF

LF

COD

DEC

TSAC

Bé ®iÒu khiÓn

Tõ SLC kh¸c

Tíi SLC kh¸c

Tíi SLC kh¸c

Tíi SLC kh¸c

BUS kiÓm tra

BUS chu«ng

BUS nguån§Õn c¸c SLC

SLC

9/29/2010

11

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.3 Kết cuối đường dây tại tổng đài

Kết cuối đường dây số

Codec

HybridTruyÒndÉn vµghÐpkªnh

Codec

B¶n tin b¸o hiÖu c¬ së

TX

RX

Nguån

TA

NTU

T O B TruyÒndÉn vµghÐpkªnh

sè MUX

D/SLTU

BUS kiÓm tra BUS cÊp nguånB¸o hiÖu DSS1

16kbit/s

64 kbit/s

144 kbit/s2Mb/s

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.3 Kết cuối đường dây tại tổng đài

Kết cuối đường trung kế số

DDF

RX

TX

BiÕn ®æiB/U

BiÕn ®æiU/B

§ångchØnhkhung

T¸ch ®Çu khungT¸ch TG

T¸chb¸o hiÖu

CAS

ChÌnb¸o hiÖu

CAS

BiÕn®æiS/P

BiÕn®æiP/S

MUX/

DEMUX

§ång hå tæng ®µi

Thu ph¸t b¸o hiÖu

TõTDkh¸c

9/29/2010

12

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.3 Kết cuối đường dây tại tổng đài

Chức năng khối kết cuối trung kế số : GAZPACHO

Tạo khung truyền dẫn (G) Đồng chỉnh khung (A) Triệt chuỗi xung 0 (Z) Biến đổi cực tính của tín hiệu (P) Cảnh báo từ xa (A) Khôi phục tín hiệu đồng hồ (C) Tìm từ mã đa khung (H) Báo hiệu liên đài (O)

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.3 Kết cuối đường dây tại tổng đài

Ví dụ về một card trung kế số XRT82D20v106DTI

9/29/2010

13

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ báo hiệu SiS

TDNWDTI

Ph©n hÖ øng dông Ph©n hÖ chuyÓn m¹ch Ph©n hÖ øng dông

DTI

DTI

ThiÕt bÞ b¸ohiÖu

kªnh chung

Bé xö lýgäi

Bé xö lýb¸o hiÖu

§­êng b¸n cè ®Þnh

§­êng tho¹iSTP

T§ kh¸c T§ kh¸c

Lược đồ xử lý báo hiệu trong tổng đài điện tử số

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ ngoại vi điều khiển

Chức năng quét ( Scan)

Chức năng phân bổ báo hiệu

Điều khiển chuyển mạch cục bộ ( Marker)

BUS hệ thống (system bus)

9/29/2010

14

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ xử lý trung tâm

§iÒu khiÓn b¸o hiÖu §iÒu khiÓn m¹ng Qu¶n lý vµ b¶o d­ìngXö lý gäi

Qu¶n lý tr¹ng th¸i cg Gi¸m s¸t cuéc gäi Xö lý tuyÕn tho¹i ChÈn ®o¸n kh«i phôc

Bé xö lý trung t©m

• Điều khiển tập trung

• Điều khiển phân cấp

• Điều khiển tựa phân bổ

• Điều khiển phân bổ

Điều khiển tập trung

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ xử lý trung tâm

§iÒu khiÓn b¸o hiÖu §iÒu khiÓn m¹ng Qu¶n lý vµ b¶o d­ìngXö lý gäi

Qu¶n lý tr¹ng th¸i cg Gi¸m s¸t cuéc gäi Xö lý tuyÕn tho¹i ChÈn ®o¸n kh«i phôc

Bé xö lýtrung t©m

Bé xö lý®iÒu khiÓn m¹ng

PCS Bé xö lý®iÒu khiÓn m¹ng(1) (N)

Điều khiển phân cấp

9/29/2010

15

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ xử lý trung tâm

Điều khiển tựa phân tán

§iÒu khiÓn b¸o hiÖu §iÒu khiÓn m¹ng Qu¶n lý vµ b¶o d­ìngXö lý gäi

Qu¶n lý tr¹ng th¸i cg Gi¸m s¸t cuéc gäi Xö lý tuyÕn tho¹i ChÈn ®o¸n kh«i phôc

Bé xö lýtrung t©m

Bé xö lý®iÒu khiÓn m¹ngPCS

Bé xö lý®iÒu khiÓn m¹ng(1) (N)Bé xö lý

®iÒu khiÓn m¹ng(0)

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ xử lý trung tâm

Điều khiển phân tán

§iÒu khiÓn b¸o hiÖu §iÒu khiÓn m¹ng Qu¶n lý vµ b¶o d­ìngXö lý gäi

Qu¶n lý tr¹ng th¸i cg Gi¸m s¸t cuéc gäi Xö lý tuyÕn tho¹i ChÈn ®o¸n kh«i phôc

Bé vi xö lý 1

§iÒu khiÓn b¸o hiÖu §iÒu khiÓn m¹ng Qu¶n lý vµ b¶o d­ìngXö lý gäi

Qu¶n lý tr¹ng th¸i cg Gi¸m s¸t cuéc gäi Xö lý tuyÕn tho¹i

Bé vi xö lý 2

§iÒu khiÓn b¸o hiÖu §iÒu khiÓn m¹ng Qu¶n lý vµ b¶o d­ìngXö lý gäi

Qu¶n lý tr¹ng th¸i cg Gi¸m s¸t cuéc gäi Xö lý tuyÕn tho¹i

Bé vi xö lý N

Tr

­ên

g c

hu

yÓn

ch

9/29/2010

16

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ xử lý trung tâm

1

CC

Bé nhích­¬ng tr×nh

Bé nhíbiªn dÞch

Bé nhísè liÖu

MM

PCS

OMS

Bộ nhớ chương trình : Lưu giữ các chương trình hoạt động của hệ thống tổng đài dưới dạng các tệp chương trìnhBộ nhớ biên dịch : Chứa các thông tin liên quan tới đối tượng cần quản lý của hệ thống. Thường là số liệu kiểu bán cố định.Bộ nhớ số liệu : Lưu trữ thông tin dưới dạng các số liệu tạm thời sử dụng cho quá trình xử lý cuộc gọi.

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ xử lý vận hành và bảo dưỡng

Quản lý, giám sát, bảo dưỡng

• Quá trình vận hành khai thác bao gồm:

• Quản lý đường dây thuê bao

• Quản lý số liệu biên dịch và số liệu tuyến

• Quản lý số liệu cước

• Giám sát, đo tải và lưu lượng thoại

9/29/2010

17

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Phân hệ xử lý vận hành và bảo dưỡng

1Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OA&MSPh¸t hiÖn lçi

Th«ng b¸o lçi,c¸ch ly lçi

Lçi nghiªmträng?

C¶nh b¸o

®Þnh vÞ lçi

B¶n tin lçi

KiÓm tra, söa ch÷a

Kh«ng

Giám sát liên tục: Các thiết bị được tự động kiểm

tra trước khi được đưa vào phục vụ lưu lượng.

Kiểm tra theo chương trình con: Chương trình

này được thực hiện tự động theo một chu kỳ nhất định

hoặc do yêu cầu của nhân viên khai thác.

Giám sát sự phục vụ: Phương thức này được

thực hiện theo hai cách khác nhau:

+Liên tục kiểm tra các chức năng (như kiểm tra

chẵn-lẻ, giám sát thời gian).

+ Đánh giá hiệu quả việc sử dụng thiết bị theo một

giá trị xác định trước

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.4 Xử lý cuộc gọi trong chuyển mạch kênh

11

TÝn hiÖu nhÊc m¸yNhËn d¹ngthuª bao gäi

2

3

5

6

78

9

10

CÊp ph¸t bé nhí

Ph©n tÝch ch÷ sè

ChuyÓn m¹ch t¹o kªnh

4

Thuª bao quay sè

CÊp chu«ng vµhåi ©m chu«ng

TÝn hiÖu chu«ng¢m hiÖu chu«ng

TÝn hiÖu tr¶ lêiC¾t ©m hiÖu vµdßng chu«ng

Gi¸m s¸t

Gi¶i phãng cuéc nèi

Thuª bao chñ gäi Tæng ®µi Thuª bao bÞ gäi

9/29/2010

18

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.4 Xử lý cuộc gọi trong chuyển mạch kênh

1

Rungchuông

Telephone

Đàm thoại

STP

Local SW

Local SW

Telephoneee

Nhấc máy,

nhấn sốIAM

Đàm thoại

Ringbacktone Nhấc

máy

STP

ACM

ANC

CBK

RLG

CLFGác máy

Gác máy

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.4 Xử lý cuộc gọi trong chuyển mạch kênh

1

Lưu đồ quét từ nhớ để xác định tín hiệu nhấc máy và đặt máy

9/29/2010

19

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.4 Xử lý cuộc gọi trong chuyển mạch kênh

1

Lưu đồ quét bít để xác định tín hiệu nhấc máy và đặt máy

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.5 Phần mềm hệ thống chuyển mạch kênh

11/ Phần mềm hoạt động2/ Phần mềm trợ giúpa. Phần mềm hoạt động:

* Các chương trình hệ thống* Các chương trình ứng dụng

b. Phần mềm hỗ trợ: gồm các chương trình hợp ngữ, nạp, và mô phỏng...

40% Bảo dưỡng

25% Quản lý

15% XLG

20% Hệ thống

9/29/2010

20

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.5 Phần mềm hệ thống chuyển mạch kênh

1

PHẦNMỀMỨNG DỤNG

M S D

PHẦN MỀM HỆ THỐNG

Vào/ra thoại Hội thoại người-máy, truy nhập file

Vào/ra vận hành và quản lý

Gán tài nguyên Lập lịch Phòng vệ

Xử lý gọi Quản lý Bảo dưỡng

Tổ chức phần mềm hoạt động trong hệ thống chuyển mạch kênh

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.5 Phần mềm hệ thống chuyển mạch kênh

1PHẦN MỀM HOẠT ĐỘNG

CỦA HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH

HỆ ĐIỀU HÀNH PHẦN MỀM ỨNG DỤNG

Bộ nhớ chính(các chương trình nội trú)

Bộ nhớ ngoài(các chương

trình ngoại trú)

Bộ nhớ chính(các chương trình nội trú)

Bộ nhớ ngoài(các chương

trình ngoại trú)

Điều khiển hệ thốngGiao tiếp người-máyĐiều khiển thực thiChuẩn đoán

• CompilerAssemblerText EditorGỡ rốiTruyền fileLinker

Xử lý cuộc gọi

Xử lý O&MMở rộng dung lượng

9/29/2010

21

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.5 Phần mềm hệ thống chuyển mạch kênh

1

Ngắt

Bộ điều khiểnxung đồng hồ

Thực thi Bộ kiểm soát ngắt

Bộ điều khiển bản tin: truyền thông giữa các

bộ xử lý và giữa các tiến trình

Bộ lập lịch xử lý gọi

Bộ lập lịch các tiến trình phần mềm ứng dụng khác

Module điều khiển quá tải

Giao tiếp người-máy

Bộ điều khiển vào/ra

Hệ thống quản lý CSDL và cấu hình

Phần mềm ứng dụng

Xung đồng hồ phần cứng

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.5 Phần mềm hệ thống chuyển mạch kênh

1Gồm ba nhóm phần mềm quan trọngPhần mềm xử lý cuộc gọi Phần mềm giám sát và quản lý -Phần mềm thực hiện quản lý , giám sát đường dây thuê bao-Quản lý số liệu định tuyến và biên dịch-Quản lý số liệu đo lường tải và lưu lượng thoại-Quản lý số liệu cước, quản lý báo hiệu. Phần mềm bảo dưỡng -Phát hiện lỗi, thông báo lỗi-Cách ly lỗi, định vị lỗi, chỉ thị bản tin thông báo lỗi-Kiểm tra và sửa chữa lỗi.

9/29/2010

22

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.6 Hệ thống chuyển mạch thực tế

1 Mạng báo hiệu số 7 CCITT

Mạng điện thoại

Mạng bổ sung

PABX

NT

PHÂN HỆ TRUY NHẬPTHUÊ BAO

PHÂN HỆ ĐIỀUKHIỂN VÀ ĐẤU NỐI

PHÂN HỆ ĐIỀUHÀNH VÀ BẢO

DƯỠNG

Mạng số liệu

Mạng điều hànhvà

Bảo dưỡng

PABX : Tổng đài nhánh tự động riêng ( Tổng đài cơ quan)NT: Đầu cuối mạng

Cấu trúc chức năng của A1000E10

Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh Chương 2: Hệ thống chuyển mạch kênh 2.6 Hệ thống chuyển mạch thực tế

1

9/29/2010

23

Hệ thống chuyển mạch Hệ thống chuyển mạch

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói3.1 Tổng quan về hệ thống chuyển mạch gói

3.2 Kiến trúc và chức năng của hệ thống chuyển mạch

3.3 Thiết kế hệ thống chuyển mạch gói

3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

3.5 Giới thiệu một số hệ thống định tuyến thực tế điển hình

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.1 Tổng quan về hệ thống chuyển mạch gói

1

Các hệ thống chuyển mạch ở mức truy nhập

- Định tuyến lõi- Chuyển mạch ATM- Chuyển mạch Frame Relay

Mạng lõi

Định tuyến biên

Cấu hình tổng quan của mạng chuyển mạch gói

9/29/2010

24

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.1 Tổng quan về hệ thống chuyển mạch gói

a. Hệ thống chuyển mạch ATM Tra cứu địa chỉ VPI/VCI trong tế bào trong bảng định tuyến

để chuyển mạch các tế bào Thay thế VPI/VCI cũ bằng VPI/VCI mới Chuyển tế bào đến cổng ra Phát tế bào ra đường truyền

b. Chuyển mạch Ethernet (Ethernet Switch) Tra cứu địa chỉ MAC đích trong bảng chuyển tiếp để xác định cổng ra

Nếu tìm được, chuyển ra cổngNếu không tìm được, phát quảng bá ra tất cả các cổng

Học được địa chỉ MAC nguồn từ khung gửi tới để xây dựng bảng chuyển tiếpChuyển khung ra cổng raPhát khung ra đường truyền

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.1 Tổng quan về hệ thống chuyển mạch gói

c.Bộ định tuyến IP

Tra cứu địa chỉ IP đích trong bảng định tuyến

Nếu tìm được đường đi tiếp theo, gửi gói tin ra cổng ra

Nếu không tìm được, hủy gói tin

Giảm giá trị TTL, tính lại trường Checksum

Chuyển tiếp gói tin đến cổng ra

Phát gói tin ra đường truyền

9/29/2010

25

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Các giao diện vào/ra kết nối với các mạng bên ngoài

Các module xử lí

Các bộ nhớ đệm

Các kết nối bên trong, hay còn gọi là trường chuyển mạch

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Cấu hình truy nhập tới tổng đài B-ISDN

MUX

CONMUX

CON

AXC

LEX

VB1

VB4

MUX

MUX

HED

VB2

VB6

VB4

VB1

DA

DA

VB1

VB4

S B /T B

S B /T B

S B /T B

S B /T B

S B /T B

S B /T B VB1

VB4

VB2 DA

Ds DADA

Ds Ds

9/29/2010

26

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Cấu hình trung kế tổng đài B-ISDN

LEXVBx

AXCVBx

AXC

AB

AB

AB

AB

AB

VB2

TEX

AB

AB

AB

VB2

VB2

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Giao diện của tổng đài B-ISDN

TÇngchuyÓnm¹ch

ET

ET

ET

AB TruyÒn dÉn sè 155 520 kb/s

TruyÒn dÉn sè 622 080 kb/s

ThiÕt bÞghÐp kªnh

SDH

2 396 160 kb/s

TruyÒn dÉn sè 2 396 160 kb/s

AB2

AB3

ChuyÓn m¹ch TruyÒn dÉn

9/29/2010

27

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Các đặc tính cơ bản của tổng đài B-ISDN

Cấu trúc giao diện và khả năng truyền tảiCấu trúc giao diện gồm dòng liên tục của các tế bàoGhép thông tin người sử dụng với các thông tin liên quan tới đấu nối . Khả năng truyền tải được định nghĩa cho điểm giao tiếp tốc độ AB1, AB2 và AB3. AB1 – Giao diện đối xứng thực hiện truyền cùng một tốc độ trên cả hai hướng, khả năng truyền tải là 149 760 kbit/s.AB2 – Giao diện đối xứng thực hiện truyền cùng một tốc độ trên cả hai hướng, khả năng truyền tải là 599 040 kbit/s.AB3 – Trong khi B-ISDN còn trong giai đoạn bắt đầu phát triển thì các chức năng kết cuối tổng đài cần có giao diện với các thiết bị SDH đang hiện có, khả năng truyền tải qua giao diện này là 2 396 160 kbit/s.

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Khuôn dạng tiêu đề tế bào và mã hoá

Khuôn dạng tiêu đề của tế bào và mã hoá được định nghĩa cho điểm tham khảo

giao tiếp AB1 và AB2 theo tiêu chuẩn I.361 của ITU-T .

Định thời

Chức năng định thời cung cấp các thông tin cần thiết cho truyền dẫn bit (phần tử

báo hiệu ) octet và đường biên tế bào.

Vận hành và bảo dưỡng

Các chức năng vận hành và bảo dưỡng hệ thống được hỗ trợ trên toàn mạng.

Các chức năng này được cung cấp thông qua các kênh OAM.

Đặc tính vật lý của giao diện

Các giao diện điện và giao diện quang

9/29/2010

28

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Chỉ định kênh ảo và luồng ảo

Các giá trị nhận dạng luồng ảo và kênh ảo có thể được thiết lập theo 3 cách:

Qua các chuẩn ấn định trước

Qua chức năng mặt bằng quản lý

Qua các thủ tục báo hiệu theo yêu cầu

Báo hiệu

Các thủ tục báo hiệu theo yêu cầu cho các đấu nối VC được định nghĩa bởi

khuyến nghị của ITU-T.

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Giao diện truy nhập của khách hàng

VïngtruynhËp

kh¸chhµng

B-ISDN

C¸cchøcn¨ng

kÕt cuèitæng ®µiB-ISDNVËn hµnh b¶o d­ìng

§Þnh thêi

Liªn kÕt kªnh vµ luång ¶o

Các chức năng của giao diện khách hàng VB

9/29/2010

29

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Giao diện truy nhập của khách hàng

Các chức năng của giao diện khách hàng VB

VB11 Tốc độ 155 520 kbit/s, hai hướng, tốc độ bit đối xứngVB12 Tốc độ 155 520 kbit/s hướng lên, 622 080 kbit/s hướng về, tốc độ bit bất đối xứngVB13 Tốc độ 622 080 kbit/s, hai hướng, tốc độ bit đối xứngVB14 Tốc độ 622 080 kbit/s hướng lên, 155 520 kbit/s hướng về, tốc độ bit bất đối xứngVB2 Đấu nối tới CON của mạng riêng khách hàngVB4 Đấu nối tới MUX của mạng riêng khách hàng, ghép bởi VB11, VB12.VB6 Đấu nối tới AXC của mạng riêng khách hàng

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

1

Chøc n¨ng chuyÓn m¹chc¸c tÕ bµo ATM

C¸c chøcn¨ng kÕt

cuèi tæng ®µi

C¸c chøcn¨ng kÕt

cuèi tæng ®µi

Cuéc gäi KHvµ b¸o hiÖu ®iÒu

khiÓn ®Êu nèi

Cuéc gäi m¹ngvµ b¸o hiÖu ®iÒu

khiÓn ®Êu nèi

C¸c chøc n¨ng xö lýtµi nguyªn vµ ®Êu nèi

C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ®Êu nèi

C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cuéc gäi

C¸c chøc n¨ng ®Êu nèi

C¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn

C¸c chøc n¨ng vËn hµnh vµ b¶o d­ìng

Mô hình chức năng cơ bản của tổng đài B-ISDN

9/29/2010

30

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Các chức năng đấu nối : Các chức năng này quan hệ trực tiếp tới các

đấu nối VC và CP qua nút mạng chuyển mạch B-ISDN, ví dụ chuyển mạch

và kỹ thuật truyền tải.

Các chức năng này liên quan chủ yếu tới các lớp thấp của mô hình tham

khảo giao thức B-ISDN với OSI, ví dụ lớp vật lý, các lớp ATM và tương

thích ATM (AAL).

Các chức năng này có thể chia ra thành 2 nhóm chức năng nhỏ hơn là :

chức năng kết cuối và chức năng chuyển mạch.

Các chức năng kết cuối: Cung cấp các chức năng lớp vật lý và các chức năng lớp ATM cũng như các chức năng tương thích ATM

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

1Các chức năng điều khiển : Các chức năng này chủ yếu liên quan tới lớp

cao của mô hình tham chiếu B-ISDN, từ góc độ phần cứng chức năng có thể

chia thành các chức năng báo hiệu , xử lý dịch vụ và tài nguyên hệ thống.

. Quá trình xử lý quá tải trong hệ thống được thực hiện chủ yếu trên 2 mức :

Mức đấu nối và mức tế bào nhằm chấp nhận hoặc huỷ bỏ cuộc gọi.

Các chức năng vận hành quản lý và bảo dưỡng : Các chức năng này sử

dụng cho quá trình vận hành, quản lý và bảo dưỡng hệ thống, không bao

gồm các chức năng thiết lập cuộc gọi.

9/29/2010

31

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Tr­êng chuyÓnm¹ch

Bé xö lý ®iÒu khiÓn

IC

IC

OC

OC

C¸c

cæn

g vµ

o

C¸c

cæn

g ra

Cấu trúc chung của một chuyển mạch ATM

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.2 Kiến trúc chức năng và giao diện

Các yêu cầu của trường chuyển mạch ATMCác yêu cầu của trường chuyển mạch ATM

1Khả năng thông qua của trường chuyển mạch : Đó là lưu lượng truyền qua

trường chuyển mạch, được định nghĩa như là xác suất một gói tin truyền trong

một khe qua trường chuyển mạch tới đầu ra. Độ thông qua tối đa của trường

chuyển mạch thường được gọi là dung lượng chuyển mạch, chỉ thị mức tải

thực hiện được khi đầu vào có mức tải cao nhất.

Độ trễ trung bình của gói: Số lượng thời gian trung bình yêu cầu của chuyển

mạch để chuyển các gói từ đầu vào tới đầu ra theo yêu cầu.

Xác suất mất tế bào : Nó được định nghĩa như là xác suất mà các gói nhận

được trong đầu vào mất trong trường chuyển mạch vì tràn bộ đệm hoặc do

tranh chấp.

9/29/2010

32

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.3 Thiết kế hệ thống chuyển mạch gói

•Yêu cầu khi thiết kế hệ thống chuyển mạch gói Hiệu năng chuyển gói Khả năng mở rộng Mật độ băng thông (Bandwidth Density) Khả năng đảm bảo chất lượng cho dịch vụ Độ sẵn sàng cao An ninh Tốc độ bộ nhớ Bộ phân xử khi có xung đột gói ở cổng ra Điều khiển chất lượng dịch vụ Kết nối quang Công suất tiêu thụ Độ linh hoạt

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 1

Backbone routers

Enterprise routersAccess routers

• Backbone Router– §é tin cËy – Tèc ®é/HiÖu n¨ng

• Enterprise Router– Sè l­îng cæng lín– DÔ dµng cÊu hinh– Gi¸ thµnh thÊp

• Access Router– M¹ng kh¸ch hµng/dÞch vô– Gi¸ thµnh thÊp– Modem pool

Cisco Cisco GSR GSR 1241612416

320Gb/s

Juniper Juniper T640T640

640Gb/s

9/29/2010

33

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

(Broadband)(Broadband)

(ATM/FR)(ATM/FR)

(IP)(IP)

The New IPThe New IPInfrastructureInfrastructure

Thông Thông minhminh

19961996 TodayToday

Hiệu năng

Độ tin cậy

Khả năng kết nối

Mở rộng

Thời gian

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1•• C¸c yªu cÇu tèi thiÓuC¸c yªu cÇu tèi thiÓu

•• C¸c yªu cÇu hiÖn nayC¸c yªu cÇu hiÖn nay

•Khả năng chuyển mạch lớp 3•ChuyÓn m¹ch ®èi xøng tíi tÊt c¶ c¸c cæng• ĐÖm gãi vµ ®iÒu khiÓn t¾c nghÏn•Hç trî giao thøc IS-IS, OSPF, MPLS, BGP4

•ChuyÓn tiÕp tèc ®é cao trªn tÊt c¶ c¸c cæng (líp 2)•Hç trî QoS ( Hµng ®îi, ghÐp l­u l­îng, chÝnh s¸ch)•Kü thuËt l­u l­îng •Ph©n líp vµ läc t¹i tèc ®é ®­êng d©y

9/29/2010

34

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1

IPIP SNASNA

IPXIPX

DECnetDECnet

IPIPSNASNA

IPXIPX

DECnetDECnet

EthernetEthernet ATMATM

TokenTokenRingRing

FDDIFDDI

ATMATM EthernetEthernet

TokenTokenRingRing

FDDIFDDI

IP CoreIP CoreAccessAccessEdgeEdge

IP Routing Operating SystemIP Routing Operating System

Smart IP ServicesSmart IP Services

Enriched IP ToolkitEnriched IP Toolkit

Smart IP ServicesSmart IP ServicesC¸c dÞch vô IP th«ng minhC¸c dÞch vô IP th«ng minh

Acc

ount

ing

IPv6

Laye

r 2/3

MPL

S

Mul

ticas

ting

CoS

/QoS

HÖ thèng ®iÒu hµnh ®¬nHÖ thèng ®iÒu hµnh ®¬n

C¸c lo¹i giao diÖn m¹ngC¸c lo¹i giao diÖn m¹ng

C¸c nÒn t¶ng ®Þnh tuyÕn

IPIP SNASNA

IPXIPX

DECnetDECnet

IPIPSNASNA

IPXIPX

DECnetDECnet

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

Kiến trúc bộ định tuyến thế hệ đầu tiên

9/29/2010

35

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1

Kiến trúc bộ định tuyến thế hệ thứ hai

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1

Kiến trúc của bộ định tuyến thế hệ thứ ba

9/29/2010

36

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

Kiến trúc của bộ định tuyến thế hệ thứ tư

1

LIC LICTr­êng chuyÓn m¹ch quang

Bé ®Öm quang

LËp lÞch

OOO

OOO

OOO

OOO

B¶ng ®Þnh tuyÕn

CPUBé xö lý chuyÓn tiÕp

Bé ®Öm Bé läc add

Mux Demux

I/OCPU

Bé nhí®Öm

ChuyÓn m¹ch

I/O

Bé xö lý chuyÓn tiÕp

ChuyÓn nh·n Ng¨n xÕp

DC

WC WC

WC WC

C¸c b¶ng chuyÓn tiÕp

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

Ví dụ một bộ định tuyến tốc độ 100Tbit/s

9/29/2010

37

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

C¬ cÊu ®Þnh tuyÕn

C¬ cÊu chuyÓn tiÕp

C¸c card giao diÖn

Tr­êng chuyÓn m¹ch

C¸c phÇn mÒm chøc nC¸c phÇn mÒm chøc n¨̈ng ng

ChuyÓn tiÕpChuyÓn tiÕp ®Þnh tuyÕn®Þnh tuyÕn

DÞch vôDÞch vô

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1

C¬ sëd÷ liÖu

Giao thøc ®Þnh tuyÕn

CËp nhËt sè liÖu ®Þnh tuyÕn CËp nhËt sè liÖu ®Þnh tuyÕn

Sè liÖu Sè liÖuB¶ng ®Þnh tuyÕn (FIB)

Cách gửi cập nhật,

Thông tin nào chứa trong các cập nhật,

Khi nào thì gửi cập nhật,

Router nào nhận cập nhật.

9/29/2010

38

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

Xö lý tuyÕnXö lý tuyÕn- X©y dùng, duy tri, cËp nhËt b¶ng ®Þnh tuyÕn

ChuyÓn tiÕp gãiChuyÓn tiÕp gãi- X¸c nhËn gãi

- T×m kiÕm ®Çu ra vµ chuyÓn tiÕp gãi- §iÒu khiÓn thêi gian sèng cña gãi- TÝnh to¸n tæng tiªu ®Ò- XÕp hµng vµ lËp lÞch- C¸c dÞch vô ®Æc biÖt: §ãng gãi, chuyÓn ®æi,

nhËn thùc, läc, v..v.

Xö lý mÆt b»ng ®iÒu khiÓn Xö lý mÆt b»ng ®iÒu khiÓn - Xö lý truyÒn th«ng giữa c¸c khèi xö lý

IPv4 HeaderIPv4 Header

IPv6 HeaderIPv6 Header

MPLS HeaderMPLS Header

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1

Líp 1Líp 1KÕt cuèi ®­êng d©yKÕt cuèi ®­êng d©y

Líp 2Líp 2Më gãiMë gãi Tr­êngTr­êng

chuyÓn m¹ch chuyÓn m¹ch Cæng vµoCæng vµo

Cæng raCæng raTr­êngTr­êngchuyÓn m¹ch chuyÓn m¹ch

T×m kiÕmChuyÓn tiÕpHµng ®îi

Qu¶n lý ®Öm/Hµng ®îi

Líp 2Líp 2®ãng gãi®ãng gãi

Líp 1Líp 1KÕt cuèi ®­êng d©yKÕt cuèi ®­êng d©y

ChChứức nc năăng líp ng líp 1:1: KÕt cuèi ®­êng d©y

ChChứức nc năăng líp ng líp 2: 2:

- Cæng ®Çu vµo: Më gãi theo giao thøc liªn kÕt d÷ liÖu

- Cæng ®Çu ra: Đãng gãi theo giao thøc liªn kÕt d÷ liÖu

C¸c xö lý kh¸cC¸c xö lý kh¸c

- Cæng ®Çu vµo: Tim kiÕm/ chuyÓn tiÕp/ xÕp hµng

- Cæng ®Çu ra: Qu¶n lý ®Öm/ xÕp hµng

9/29/2010

39

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1

EncapsulationEncapsulationDecapsulationDecapsulation

Bé xö lý Bé xö lý

INPUT INPUT OUTPUT OUTPUT

Duy trì bảng định tuyến

Ph©n lo¹i gãi

Qu¶n lý QoS

Qu¶n lý ®Öm

Tr­êngTr­êngchuyÓnchuyÓnm¹ch m¹ch

Tr­êngTr­êngchuyÓnchuyÓnm¹ch m¹ch

C¸c nhiÖm vô xö lý chÝnhC¸c nhiÖm vô xö lý chÝnh-- Duy Duy tri tri b¶ng ®Þnh tuyÕnb¶ng ®Þnh tuyÕn-- Xö lý gãiXö lý gãi

. . §§ãng/më gãi (thay ®æi tiªu ®Ò)ãng/më gãi (thay ®æi tiªu ®Ò)

. Qu¶n lý ®Öm. Qu¶n lý ®Öm

. Ph©n lo¹i. Ph©n lo¹i

. . Tim Tim kiÕm chuyÓn tiÕpkiÕm chuyÓn tiÕp

. Qu¶n lý QoS . Qu¶n lý QoS

C¸c nhiÖm vô kh¸cC¸c nhiÖm vô kh¸c. Accounting. Accounting

. Qu¶n lý m¹ng (SNMP, MIB). Qu¶n lý m¹ng (SNMP, MIB)

Tìm kiếm chuyển tiếp

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.4 Hệ thống định tuyến IP tốc độ cao

1 ATM VLAN IPv4 IPv6 MPLS

VCI(8 bits)VPI(16bits)

MAC address(48bits)IP subnet(8-24bits)

KiÓm tra ®Þa chØ/ Ver

®Þa chØ IP (128bits) Nh·n MPLS (20bits)

VCI(8 bits)VPI(16bits)

®Þa chØ MAC (48bits)IP subnet(8-24bits)

®Þa chØ IP (32bits) ®Þa chØ IP (128bits); Nh·n luång (20bits)

Nh·n MPLS (20bits)

TÝnh to¸n Checksum Checksum IPSec

Xö lý tiªu ®Ò TTL;CËp nhËt VCI/VPI

ChÌn ID; Checksum

B­íc kÕ tiÕp;TTL; Checksum

TTL ChÌn vµ t¸ch nh·n; TTL

Xö lý ®iÒu khiÓn

CËp nhËt VCI/VPI ;ThiÕt lËp ®­êng

CËp nhËt nhã VLAN

CËp nhËt ®­êng dÉn

Qu¶n lý gãi ®Õn Qu¶n lý gãi ®ÕnQu¶n lý tÕ bµo®Õn

CËp nhËt b¶ng®Þnh tuyÕn (RSVP)

Qu¶n lý hµng ®îi

T×m kiÕm

§Þa chØ

9/29/2010

40

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.5 Một số hệ thống định tuyến điển hình

Ma trận định tuyến TX với 4 nút định tuyến T640

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.5 Một số hệ thống định tuyến điển hình

Kiến trúc nút định tuyến T640

Các mặt phẳng trường chuyển mạch của T640

9/29/2010

41

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.5 Một số hệ thống định tuyến điển hình

Hệ thống CRS-1 của Cisco Sơ đồ mức cao của trường chuyển mạch 3 tầng của CSR-1

Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói Chương 3: Hệ thống chuyển mạch gói 3.5 Một số hệ thống định tuyến điển hình

Một số bộ định tuyến biên và lõi thông dụng

9/29/2010

42

Hệ thống chuyển mạch Hệ thống chuyển mạch

Chương 4: Phân tích, đánh giá hệ thống4.1. Giới thiệu chung

4.2. Độ tin cậy và các tham số đánh giá liên quan

4.3. Các mô hình phân tích đánh giá độ tin cậy của hệ thống

4.4. Phân tích, đánh giá độ tin cậy hệ thống chuyển mạch

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.1 Giới thiệu chung4.2 Độ tin cậy và các tham số liên quan

Các tiến trình cơ bản trong mô hình đánh giá độ tin cậy

1. Tiến trình các tham số: (Tiến trình ngẫu nhiên đa chiều)

2. Tiến trình Hỏng-Sửa chữa (Failure – Repair)

Độ tin cậy

Độ tin cậy được định nghĩa là xác suất xảy ra sự kiện mà thời gian làm

việc không hỏng T của hệ thống lớn hơn thời gian quan sát t.

tTtR Pr)(

)(1Pr)( tRtTtQ

Ngược với độ tin cậy, chúng ta có khái niệm xác suất hỏng Q(t) là xác suất của sự kiện

9/29/2010

43

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.2 Các tham số đánh giá

Tỷ lệ hỏng (hay cường độ hỏng) – Failure rate được xác định bằng tỷ số giữa hỏng hóc xảy

ra trong một đơn vị thời gian ứng với thời điểm khảo sát và số hệ thống còn lại làm việc tốt

cho tới thời điểm đó.

)()()(

tRtft

dttRd

dttdR

tRt )(ln)(

)(1)(

Đồ thị của hàm

)(t

)(t

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.2 Các tham số đánh giá

•Thời gian trung bình dẫn đến sai hỏng đầu tiên – MTFF (Mean Time to First Failure):

•Thời gian trung bình giữa các sai hỏng

•Thời gian sửa chữa trung bình

•Chu kỳ bảo dưỡng kỹ thuật

•3. Độ khả dụng

0

)( dttRMTTF

)(1)(

ttMTBF

MTBFRMTTR )1(

RRMTBF

MTTRMTBFMTTRMTBFTbd

21

MDTMTTRMDTMUTMUT

MCTMUT

MTTRMTBFMTBFA

/1/1

/1/1

9/29/2010

44

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.3 Các mô hình đánh giá

Mô hình hệ thống nối tiếp

Mô hình hệ thống song song

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.3 Các mô hình đánh giá

•Cho một hệ thống mắc hỗn hợp nối tiếp- song song

như ở hình vẽ trên: R1= 0.9; R2= 0.95; R3=R4=0.8.

Tính độ tin cậy và xác suất hỏng của hệ thống?

Mô hình hệ thống phân hỗn hợp

9/29/2010

45

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.3 Các mô hình đánh giá

•Nếu việc hỏng hóc của các phần tử là độc lập,

thì xác suất hỏng của hệ thống được xác định:

)()Pr( mkPmkFS

Độ tin cậy của hệ thống là:

)(1)Pr( mkPmkRS

n

miikPmkPmk )()()Pr(

1

0

)()(m

i

ikPmkP

ở đây và

Mô hình hệ thống phân chia tải

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.4 Mô hình Markov

•Hệ thống được mô hình hóa theo chuỗi Markov thành một tập hợp các trạng thái

chuyển dịch.

•Mỗi một trạng thái tương ứng với việc thực hiện một tập các điều kiện và mỗi một

chuyển dịch tương ứng với một sự kiện nào đó trong hệ thống làm nó thay đổi từ

trạng thái này sang trạng thái khác

•Bằng việc sử dụng chuỗi Markov, chúng ta hoàn toàn có thể xác định được độ tin

cậy của một hệ thống phức tạp có một số các trạng thái nhất định theo những quan

hệ ràng buộc nào đó có tính chất Markov.

9/29/2010

46

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.4 Mô hình Markov

Xem xét hệ thống có đồ hình ở trạng thái ổn định như hình vẽ dưới đây: là tốc độ hỏng,

là tốc độ sửa chữa, thời gian sửa chữa tuân theo phân bố hàm số mũ

R(t) = F(t) = 0p1pV à

Áp dụng mô hình Markov, chúng ta có ma trận sinh được xác định

R(t) = 0p = F(t) = 1p =

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.5 Phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống chuyển mạch

Khuyến nghị của ITU-T về phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống

chuyển mạch

Gọi là số lượng tối đa có thể chấp nhận được của sự cố phần cứng đối

trong một đơn vị thời gian.

là số lượng các đầu cuối loại i.

n số lượng chủng loại đầu cuối khác nhau.

được xác định để đếm tất cả các lỗi phụ thuộc tổng đài.

hệ số phụ thuộc vào đầu cuối loại i.

maxF

iT

0C

iC

),...,2,1(0max niTCCF ii

9/29/2010

47

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.5 Phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống chuyển mạch

Bé vi xö lýTT KÐp ®«i

CPU

MÆt 0

MÆt 1

MEM

CPU

MEM

2

1

6

33 4

2

5

7

8

9

mem

+ mem

2

Manual INIT

(CP-DP)

(1-CP)

INIT3INIT2

INIT1

f

(A)

(B)

f : Tần số chẩn đoán2: Tần số phát hiện trung bìnhd: Tốc độ trở lại chẩn đoán DP: Xác suất phát hiện lỗiCP: Xác suất khôi phục mem Tỷ lệ hỏng hóc bộ nhớ

Mô hình Markov của bộ xử lý trung tâm

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.5 Phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống chuyển mạch

Bé ®ång håKÐp ®«i

§ång hå 0

MÆt 0

MÆt 1§ång hå 1

2

1

43

56

f

INIT3

INIT2

d

(1-CP)

(CP+DP)

(1-DP)

2

(A) (B)

Mô hình Markov của phân hệ đồng hồ

9/29/2010

48

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.5 Phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống chuyển mạch

aBé ®iÒukhiÓn m¹ng

CPU - 0

MÆt 0

MÆt 1CPU - 1

1

2

4 3

INIT2 (RF)

(A)

2

(1-RF)

f

(B)

Mô hình Markov của phân hệ điều khiển mạng

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.5 Phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống chuyển mạch

Mô hình Markov của mạng chuyển mạch

aM¹ngchuyÓnm¹ch

M¹ng 0

PLANE 0

PLANE 1M¹ng 1

2

1

43

5 6

f

INIT2

d

(1-CP)

(CP+DP)

(1-DP)

2

(P)NR

(1 - P)NR

(A) (B)

: Tỷ lệ hỏng hóc2/T: Tần số phát hiện(dò) lỗi trung bìnhd: Tỉ lệ trở về chẩn đoán f :Tần số chẩn đoánDP: Xác suất phát hiệnCP: Xác suất bao trùmP: Xác suất khôi phục mạngNR: Tỉ lệ chuyển mạng

9/29/2010

49

Chương 4: Phân tích và đánh giá Chương 4: Phân tích và đánh giá 4.5 Phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống chuyển mạch

LMM¹ng

ChuyÓn m¹ch

LM 3 1

2

f

d

ChÕ ®é ®¬n

ChÕ ®é háng

LE TE

ThiÕt bÞ ®­êng d©y Trang bÞ ®¬n

ThiÕt bÞ trung kÕ T rang bÞ ®¬n

Module ®­êng d©y Module trung kÕ Xác suất rơi cuộc gọi

C =i =0

n(i)CF(i)Cdur

i Số cách thức sự cố

n Tổng số cách thức sự cố

(i) Tỉ lệ hư hỏng trong FIT với cách thức hư hỏng thứ i

CF(i) Các yếu tố đấu nối ( định nghiã kiểu đấu nối) có thể giả thiết 1 : tất cả đường dây và

trung kế mất đấu nối , các trường hợp khác bằng 2

Cdur thời gian cuộc gọi trung bình, tính theo giờ (h)

Các giá trị của CF(i) cần thiết để xác định mỗi cách thức i.

Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống 5.1 Phân tích loại phương pháp đánh giá

Mô hình hóa phân tích : Mô hình hóa phân tích sử dụng các công cụ toán học một cách xác định hoặ ngẫu nhiên hoặc dựa trên dữ liệu thu thập được khi vận hành để mô phỏng và xác định các thông số tối ưu của hệ thống .

Mô phỏng :Mô hình hóa mô phỏng sử dụng các chương trình máy tính để mô phỏng hoạt động và xác định các thông số tối ưu của hệ thống .

Đo đạc : Đối với các hệ thống đang hoạt động , việc phân tích và đánh giá hiệu năng dựa trên các dữ liệu thu thập được bởi các hệ thống giám sát cứng , hệ thống giám sát mềm hoặc hệ thống giám sát lai bằng phương pháp thử ngẫu nhiên hoặc được kích hoạt bởi các sự kiện qui định trong và ngoài hệ thống

9/29/2010

50

Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống 5.2 Hiệu năng hệ thống chuyển mạch

“Xác định về mặt định tính và định lượng chất lượng

phục vụ của một hệ thống với một bài toán nhất định”

Mô hình hóa, đo kiểm

Mối quan hệ giữa lưu lượng, thông lượng và hiệu năngCác thông số đo hiệu năng thông dụng

Độ khả dụng, thông lượng, xác suất mất gói, độ trễ

Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống 5.2 Hiệu năng hệ thống chuyển mạch

Mô hình hóa

Đánh giá hiệu năng

Đo thực tế

Hệ thống giám sát Phân tích

hiệu năng

Hardware Software Lai

Mô phỏng

hiệu năng Phương pháp lai

Xác định Ngẫu nhiên Vận hành

9/29/2010

51

Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống Chương 5: Đánh giá hiệu năng hệ thống 5.2 Hiệu năng hệ thống chuyển mạch

.

B : X¸c suÊt tæn thÊt

(Unit : Erlang)

123456789

10

11121314151617181920

0.0010.0460.1940.4390.7621.1461.5792.0512.5583.092

3.6514.2314.8315.4466.0776.7227.3788.0468.7249.412

0.0020.0650.2490.5350.9001.3251.7942.3112.8553.427

4.0224.6375.2705.9196.5827.2587.9468.6449.351

10.068

0.010.1530.4560.8701.3611.9092.5013.1283.7834.461

5.1605.8766.6077.3528.1088.8759.652

10.43711.23012.031

0.0200.2240.6021.0921.6572.2762.9353.6274.3455.084

5.8426.6157.4028.2009.0109.828

10.65611.49112.333131.82

0.0310.2820.7151.2591.8752.5433.2503.9874.7485.529

6.3287.1117.9678.8049.650

10.50511.36812.23813.11513.997

0.0530.3810.8991.5252.2192.9603.7384.5435.3706.216

7.0767.9508.8359.730

10.63311.54412.46113.38514.31515.249

0.1110.5951.2712.0452.8813.7584.6665.5976.5467.511

8.4879.474

10.47011.47412.48413.50014.52215.54816.57917.613

Bn 0.001 0.002 0.01 0.02 0.03 0.05 0.1

B¶ng x¸c suÊt tæn thÊt n : Sè ®­êng thuª bao