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
sè
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
m¹
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
Cã
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
Và
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