GIỚI THIỆU INTERNET

Internet - cũng được biết với tên gọi Net - là mạng máy tính lớn nhất thế giới, hoặc chính xác hơn là mạng của các mạng, tức bao gồm nhiều mạng máy tính được nối lại với nhau. Một số mạng máy tính bao gồm một máy tính trung tâm (còn gọi là máy chủ hay máy phục vụ) và nhiều máy khác (còn gọi là máy khách hàng hay trạm làm việc) nối vào nó. Các mạng khác, kể cả Internet, có quy mô lớn hơn, bao gồm nhiều máy chủ và cho phép bất kỳ một máy tính nào trong mạng có thể kết nối với bất kỳ máy nào khác để trao đổi thông tin thoải mái với nhau. Một khi đã được kết nối vào Internet, máy tính của bạn sẽ là một trong số hàng chục triệu thành viên của mạng khổng lồ này.

Mạng của các trường đại học và viện nghiên cứu là những thành viên lâu đời của Internet. Sự bùng nổ Internet trong vòng hai năm trở lại đây cũng giống như khi TV xuất hiện vào đầu những năm 50. Số người dùng gia nhập Internet tăng với tốc độ rất nhanh. Theo ước tính, con số này sẽ là 16 triệu vào cuối năm nay.

Có thể làm được gì với Net?

Về thực chất, Internet là công nghệ thông tin liên lạc mới, nó tác động sâu sắc vào xã hội, cuộc sống của chúng ta, là một phương tiện cần thiết như điện thoại hay TV, nhưng ở một mức độ bao quát hơn nhiều. Chẳng hạn, điện thoại chỉ cho phép bạn trao đổi thông tin qua âm thanh, giọng nói. Với TV thì thông tin bạn nhận được sẽ trực quan hơn. Còn Internet lại hơi khác. Nó đưa bạn vào một thế giới có tầm nhìn rộng hơn và bạn có thể làm mọi thứ: viết thư, đọc báo, xem bản tin, giải trí, tra cứu và thậm chí còn có thể thực hiện những phi vụ làm ăn.

Ngày nay, khi nói về Internet, mọi người thường đề cập đến việc họ có thể làm gì và đã gặp ai. Khả năng của Internet rất lớn, và chỉ có thể tóm lược một số điểm chính sau đây.

Thư điện tử (E-mail)

Đây là dịch vụ của Internet được sử dụng nhiều nhất. Bạn có thể trao đổi thư (e-mail) với hàng triệu người khắp thế giới. Người ta sử dụng e-mail vào bất cứ việc gì mà họ có thể làm với giấy hay điện thoại: bàn công việc, tán gẫu, hỏi thăm, tỏ tình... và cả những chuyện phi pháp nữa. Danh sách thư điện tử (mailing list) cho phép bạn gia nhập vào những cuộc bàn luận theo nhóm người có cùng mối quan tâm và gặp gỡ thông qua mạng. Dịch vụ thư tín (Mail Servers) giúp bạn truy cập những thông tin cần thiết.

World Wide Web

Đây là khái niệm mà người dùng Internet quan tâm nhiều nhất hiện nay. Người ta viết tắt là WWW hay gọi ngắn gọn là Web. Web là một công cụ, hay đúng hơn là dịch vụ của Internet. Khác với các dịch vụ trước đây của Net, Web chứa thông tin bao gồm văn bản, hình ảnh, âm thanh và thậm chí cả video được kết hợp với nhau. Web cho phép bạn có thể chui vào mọi ngõ ngách trên Net, là những điểm chứa CSDL gọi là Web site. Nhờ có Web, nên dù không phải là một chuyên gia, bạn vẫn có thể sử dụng Internet. Phần mềm sử dụng để định hướng Web gọi là bộ duyệt (browser). Hiện nay, bộ duyệt thông dụng nhất là Navigator của Netscape, tiếp đó là Internet Explorer của Microsoft (kèm theo HĐH Windows 95).

Truy xuất dữ liệu

Nhiều máy tính (server) trên Internet chứa các tập tin mà bạn có thể truy xuất tự do. Đây là những thư viện catalog, sách, tạp chí, hình ảnh số hoá và vô số phần mềm máy tính, từ trò chơi đến HĐH. Nói chung, Internet là cả một kho thông tin khổng lồ mà chỉ cần ngồi một chỗ, bạn có thể với tới.

Nhưng cần lưu ý một điều: thông tin trên Net bạn có thể lấy thoải mái không mất tiền, nhưng chắc chắn khi nhận được phiếu thanh toán cước điện thoại sau đó, bạn sẽ rút ra được một điều là ít khi người ta cho không cái gì! Không tin? bạn hãy tiếp tục đọc những phần tiếp theo.

Nguồn gốc của Internet

Nếu không thích chuyện của quá khứ, bạn hãy bỏ qua mục này.

Tiền thân của Internet là ARPANET, mạng máy tính được xây dựng bởi Bộ Quốc Phòng Mỹ (DOD) vào năm 1969 vừa để thử nghiệm độ tin cậy của mạng và vừa nhằm kết nối những cơ sở nghiên cứu với mục đích quân sự, bao gồm một số lượng lớn các trường đại học, viện nghiên cứu. ARPANET khởi đầu với quy mô nhỏ, nhưng đã nhanh chóng bành trướng ra khắp nước Mỹ.

Một phần của độ tin cậy mạng thuộc về vấn đề định hướng động (dynamic routing). Nếu một trong số nhiều liên kết của mạng bị gián đoạn do tấn công từ bên ngoài, lưu thông trên đoạn đó phải được tự động chuyển sang liên kết khác. Thật may mắn, chưa có sự tấn công nào xảy ra cả ....

Thành công của ARPANET được nhân lên gấp bội, tất cả các trường đại học đều đăng ký gia nhập. Tuy nhiên, quy mô lớn của mạng đã gây khó khăn trong vấn đề quản lý. Từ đó, ARPANET được chia làm hai phần: MILNET là hệ thống mạng dành cho quân sự và ARPANET mới nhỏ hơn, không thuộc DOD. Tuy nhiên hai mạng vẫn liên kết với nhau nhờ giải pháp kỹ thuật gọi là IP (Internet Protocol), cho phép thông tin truyền từ mạng này sang mạng khác khi cần thiết. Tất cả các mạng được nối vào Internet đều sử dụng IP.

Tuy chỉ có hai mạng lúc bấy giờ nhưng IP được thiết kế cho hàng chục nghìn mạng. Một điều khác thường trong thiết kế của IP là bất kỳ một máy nào trong IP đều có thể liên lạc được với một máy khác bất kỳ. Điều này có vẻ như là hiển nhiên nhưng bạn nên biết rằng vào thời điểm đó, trong phần lớn những mạng máy tính, máy đầu cuối (terminal) chỉ có thể kết nối với máy trung tâm, mà không thể với máy đầu cuối khác.

World Wide Web xuất hiện bởi nhu cầu của các viện và trường đại học và mặc dù các cơ sở khoa học này vẫn đóng vai trò chủ đạo nhưng Web đã biến thành nơi chứa thông tin multimedia, giải trí và liên lạc. Tốc độ phát triển của Web nhanh hơn bất kỳ phương tiện nào có từ trước tới nay.

Internet có thể chống lại sự tấn công

Trong cuộc chiến tranh Vùng Vịnh năm 1991, quân đội Mỹ đã không thành công trong việc phá hủy hệ thống chỉ huy của quân đội Iraq. Sau đó, mới vỡ lẽ ra là Iraq đã sử dụng các bộ định hướng (router) mạng có trên thị trường với công nghệ khôi phục và định hướng chuẩn của Internet. Điều này cho thấy định hướng động thực sự có tác dụng.

• World Wide Web xuất hiện bởi nhu cầu của các viện và trường đại học và mặc dù các cơ sở khoa học này vẫn đóng vai trò chủ đạo nhưng Web đã biến thành nơi chứa thông tin multimedia, giải trí và liên lạc. Tốc độ phát triển của Web nhanh hơn bất cứ phương tiện nào có từ trước tới nay.

• Với người dùng Internet, Web có sức hấp dẫn bởi vài lý do. Trước hết, nó cho phép hiển thị thông tin bạn truy tìm theo chế độ đồ hoạ, hơn hẳn những dòng text buồn tẻ của Internet "trước đây".

• Web cũng là chỗ của nơi buôn bán. Tiếp thị vẫn còn là từ không mấy dễ chịu trong một số nơi trên Net, nhưng nó lại là động lực chủ đạo của Web. Người ta mua bán đủ thứ trên Web, từ phần mềm cho đến cà phê, đồ chơi trẻ em.

• World Wide Web được coi như một xa lộ thông tin tốt nhất. Với những công nghệ tiên tiến đang được triển khai, chúng ta sẽ có được âm thanh, hình ảnh chất lượng cao từ Web.

• Tuy nhiên, điều đáng nói nhất khi đề cập về Web là khả năng bao trùm rộng lớn của nó. Chẳng hạn nếu điều kiện tài chính hạn hẹp không cho phép bạn thực hiện một ấn phẩm mang tính toàn cầu, ví dụ như tạp chí Time, thì Web là giải pháp tốt nhất cho bạn. Trên Web, thông tin của bạn có thể đến với tất cả mọi người.

• Web server là máy chủ trong đó có chứa thông tin dưới dạng trang Web. Các Web server được nối với nhau trên Internet, mỗi server có địa chỉ riêng, bắt đầu bằng:

• http://...

Web server còn có tên gọi là Web site - vị trí Web.

• Nào, còn điều gì bạn muốn nói? bạn có thể cho cả thế giới biết.

INTERNET CÓ TỪ ĐÂU VÀ KHI NÀO...?

Những cột mốc quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển Internet

Thập niên 1950

1957

* Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên Sputnik. Hoa Kỳ đáp lại bằng cách thành lập Cơ quan Dự án Nghiên cứu Cao cấp (Advanced Research Projects Agency - ARPA) thuộc Bộ quốc phòng Mỹ (DOD) nhằm đưa khoa học và kỹ thuật vào quân đội.

Thập niên 1960

1962

* Paul Baran, RAND: "Mạng truyền thông phân tán" - Mạng chuyển mạch gói (Packet-switching - PS); không còn một điểm dừng duy nhất nữa.

1965

* ARPA tài trợ nghiên cứu về mạng cộng tác gồm các máy tính chia sẻ theo thời gian. - TX-2 của MIT Lincoln Lab và Q-32 của hãng System Development Corporation (Santa Monica, California) được nối trực tiếp với nhau (không dùng chuyển mạch gói).

1967

* Hội nghị ACM về những Nguyên lý Hoạt động - Kế hoạch giới thiệu mạng chuyển mạch gói. - Tài liệu đầu tiên về ARPANET do Lawrence G. Roberts xuất bản.

* Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia (NPL) ở Midlesex, Anh phát triển mạng dữ liệu NPL Data Network do D. W. Davies phụ trách.

1968

* Mạng PS được giới thiệu cho ARPA.

1969

* DOD ủy nhiệm ARPANET nghiên cứu lĩnh vực mạng.

- Nút đầu tiên tại UCLA [Network Measurements Center - SDS SIGMA 7:SEX] và không lâu sau đó tại [legend = function - system:os]

Viện nghiên cứu Stanford Research Institute (SRI) [NIC-SDS940/Genie]

UCSB [Culler-Fried Interactive Mathematics - IBM 360/75:OS/MVT]

U của Utah [Graphics-DEC PDP-10:Tenex]

-Dùng bộ xử lý thông điệp thông tin (Information Message Processors - IMP) [minicomputer Honeywell 516 với bộ nhớ 12K) do công ty Bolt Beranek và Newman (BBN) phát triển.

* Request for Comment (RFC) đầu tiên: "Host Software" của Steve Crocker

Thập niên 1970

1970

* Mạng Store-and-Forward

• Dùng công nghệ thư điện tử và mở rộng nó vào hội nghị

• ALOHAnet do Norman Abrahamson, U of Hawaii (:sk2:) phát triển

• Kết nối với ARPANET vào năm 1972

* Các máy chủ ARPANET bắt đầu dùng giao thức Network Control Protocol (NCP)

1971

* 15 nút (23 máy chủ): UCLA, SRI, UCSB, U of Utah, BBN, MIT, RAND, SDC, Harvard, Lincoln Lab, Stanford, UIU (C), CWRU, CMU, NASA/Ames

1972

* Hội nghị quốc tế về Truyền thông máy tính với sự trình diễn của mạng ARPANET giữa 40 máy và Terminal Interface Processor (TIP) do Bob Kahn tổ chức.

* InterNetworking Working Group (INWG) ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu thiết lập giao thức bắt tay (agreed-upon). Chủ tịch: Vinton Cerf.

* Ray Tomlinson của BBN phát minh chương trình e-mail để gửi thông điệp trên mạng phân tán (:amk:) Chi tiết kỹ thuật Telnet (RFC 318)

1973

* Kết nối quốc tế đầu tiên vào ARPANET: University College of London (Anh) và Royal Radar Establishment (Na Uy).

* Luận văn tiến sĩ đại học Harvard của Bob Metcalfe phác họa ý tưởng cho Ethernet (:amk:)

* Bob Kahn đưa ra vấn đề Internet, khởi đầu chương trình nghiên cứu liên mạng tại ARPA. Vào tháng 3, Vinton Cerf phác thảo cấu trúc gateway trên mặt sau phong bì tại phòng chờ của một khách sạn ở San Francisco (:vgc:).

* Cerf và Kahn trình bày những ý tưởng cơ bản của Internet tại INWG vào tháng 9 ở U of Sussex, Brighton, Vương Quốc Anh (:vgc:).

* Chi tiết kỹ thuật File Transfer (RFC 454).

1974

* Vint Cerf và Bob Kahn xuất bản quyển A Protocol for Packet Network Intercommunication, trình bày thiết kế chi tiết Transmission Control Program (TCP) [IEEE Trans Comm] (:amk:).

*BBN mở dịch vụ truyền dữ liệu Telenet đầu tiên (phiên bản thương mại của ARPANET) (:sk2:).

1975

* Điều hành hoạt động Internet được chuyển cho DCA (hiện nay là DISA)

* Phiên bản "Jargon File" đầu tiên của Raphael Finkel tại SAIL

1976

* Nữ hoàng Anh Elizabeth đệ nhất gửi thông điệp bằng e-mail (các mạng khác có e-mail từ 1971 đến 1978, nhưng e-mail 1976 là trịnh trọng nhất và được in ra).

* UUCP (Unix-to-Unix-CoPy) phát triển tại AT&T Bell Labs và được phát hành cùng với UNIX một năm sau.

1977

* Larry Landweber cho ra đời mạng THEORYNET tại U - Wisconsin cung cấp dịch vụ thư điện tử cho hơn 100 nhà nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học máy tính (dùng hệ thống thư điện tử cục bộ và TELENET để truy xuất đến server)

* Chi tiết kỹ thuật về Mail (RFC 733)

* Tymshare đưa ra mạng Tymnet

* 7/1977, lần đầu tiên trình diễn về ARPANET/Packet Radio Net/SATNET trên hoạt động của các giao thức Internet với những gateway do BBN cung cấp (:vgc:)

1979

* Họp mặt giữa U - Wiscosin, DARPA, NSF và các nhà khoa học máy tính của nhiều trường đại học khác để thành lập khoa Khoa học Máy tính (Computer Science Department) chuyên nghiên cứu mạng máy tính (do Larry Landweber tổ chức).

* Mạng USENET do Tom Truscott và Steve Bellovin thành lập dùng giao thức uucp giữa Duke và U của đại học Bắc California.

* Richard Bartle và Roy Trubshaw ở U - Essex thành lập MUD và MUD1 đầu tiên.

* ARPA thành lập Ban Điều khiển Cấu hình Internet (Internet Configuration Control Board - ICCB)

* Bắt đầu thử nghiệm mạng Packet Radio Network (PRNET) nhờ ngân sách của DARPA.

* ARPANET nối qua SRI

Thập niên 1980

1981

* Mạng BITNET (Because It's Time Network)

- Được khởi đầu như một mạng cộng tác tại đại học City University ở New York, kết nối đầu tiên với đại học Yale. (:feg:)

- Nếu thay từ Time trong tên BITNET bằng từ There thì đó là tên giao thức NJE miễn phí của IBM.

- Cung cấp dịch vụ thư điện tử và máy chủ cho phép phân phối thông tin cũng như truyền file.

* Mạng CSNET (Computer Science NETwork) do nhiều nhà khoa học máy tính phối hợp với các trường đại học University of Delaware, Purdue, University of Wisconsin, công ty RAND và BBN lập nên nhờ tài trợ của NSF. CSNET cung cấp các dịch vụ về mạng cho các khoa học gia ở trường đại học mà không cần truy xuất vào mạng ARPANET. CSNET sau này được xem như mạng phục vụ cho khoa học và máy tính (Computer and Science Network) (:amk,lhl:)

1982

* Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) và IP (Internet Protocol) được DAC và ARPA xây dựng cho ARPANET, gọi chung là bộ giao thức TCP/IP (:vgc:)

- Điều này dẫn đến một trong những định nghĩa đầu tiên về Internet như là một tập hợp các mạng nối với nhau, và đặc biệt là các mạng này đều dùng giao thức TCP/IP. Như vậy, Internet được xem như hình thành từ những mạng dùng giao thức TCP/IP kết nối với nhau.

- DOD tuyên bố bộ TCP/IP là giao thức chuẩn cho DOD (:vgc:).

* Mạng EUnet (European UNIX Network) do EUUG thiết lập nhằm cung cấp dịch vụ thư điện tử và các dịch vụ USENET khác. (:glg:)

- Nối kết trực tiếp giữa các nước Hà Lan, Đan Mạch, Thụỵ Điển và Anh quốc

* Chi tiết kỹ thuật cho giao thức gateway mở rộng (External Gateway Protocol - EGP). EGP được dùng cho các gateway giữa các mạng.

1983

* Server Name được phát triển tại trường đại học Wisconsin, không cần người dùng phải nhớ chính xác các đường dẫn đến những hệ thống khác .

* Mạng FidoNet do Tom Jennings xây dựng.

* Chuyển từ giao thức NCP sang giao thức TCP/IP.

* Gateway CSNET/ARPANET được cài đặt .

* ARPANET được tách ra thành ARPANET và MILNET. MILNET tích hợp cùng với Mạng dữ liệu quốc phòng (Defense Data Network) .

* Ban hoạt động Internet (Internet Activities Board - IAB) ra đời thay thế cho ICCB.

* Các phiên bản Berkeley 4.2BSD kết hợp với giao thức TCP/IP.

* EARN (European Academic and Research Network) được thành lập, Rất giống cách vận hành của BITNET với một gateway do IBM tài trợ.

1984

* Giới thiệu Domain Name Server (DNS) . Số lượng máy chủ vượt qua con số 1000 l Thiết lập mạng JUNET (Japan Unix Network) dùng UUCP .

* Thiết lập mạng JANET (Joint Academic Network) tại Anh dùng giao thức Coloured Book .

* William Gibson xuất bản quyển Neuromancer.

1985

* Bắt đầu kết nối Whole Earth'Lectronic Link (WELL) .

1986

* Thiết lập mạng NSFNET (tốc độ của backbone là 56 Kbps).

- NSF thành lập 5 trung tâm siêu tính toán cung cấp những khả năng tính toán cao cấp cho các nơi: JVNC@Princeton ...

- Bùng nổ kết nối, đặc biệc là ở trường đại học.

* Mạng Freenet đầu tiên (tại Cleveland) ra mắt vào ngày 16 tháng 7 dưới sự bảo trợ của công ty SoPAC (Society for Public Access Computing). Vào năm 1989, chương trình quản lý Freenet được National Public Telecomputing Network (NPTN) đảm nhận (:sk2,rab:).

* Thiết kế giao thức Network News Transfer Protocol (NNTP) nhằm mở rộng khả năng khai thác thông tin trên Usenet thông qua giao thức TCP/IP.

* Mail Exchanger (MX) do Craig Partridge phát triển, cho phép những chủ không dùng giao thức IP có địa chỉ khu vực (domain address).

* Xây dựng mạng BARRNET (Bay Area Regional Research Network) với những kết nối tốc độ cao.

1987

* Số lượng máy chủ vượt quá 10.000

* Số lượng máy chủ BITNET vượt quá 1.000 .

1988

* 1 tháng 11, virus Internet "đào bới" làm ảnh hưởng gần 6.000 trong số 60.000 máy chủ của Internet

* CERT (Computer Emergency Response Team) được DARPA thành lập đáp lại sự xuất hiện của virus làm ảnh hưởng đến mạng.

* DOD chấp nhận OSI, xem việc sử dụng giao thức TCP/IP như là một thời kỳ quá độ .

* Mạng CERFnet (California Education and Research Federation network) được Susan Estrada sáng lập.

* Một số vùng ở Canada nối vào NSFNET đầu tiên: Onet qua Cornell, RISQ qua Princeton, BCnet qua trường đại học ở Washington .

* FidoNet nối với Net, cho phép trao đổi thư điện tử và tin tức.

* Canada, Đan Mạch, Phần Lan, Pháp, Na Uy, Thụy Điển nối vào NSFNET.

1989

* Số lượng máy chủ vượt quá 100.000 l RIPE (Réseaux IP Européens) ra đời, đảm bảo sự hợp tác kỹ thuật và quản trị cần thiết cho hoạt động của mạng toàn châu Âu

* Những truyền tải đầu tiên giữa e-mail thương mại và Internet: MCI Mail và CompuServer

* CREN (Corporation for Research and Education Networking) được thành lập do phối hợp của CSNET vào BITNET.

* úc, Đức, Israel, ý, Nhật, Mexico, Hà Lan, New Zealand, Puerto Rico, U. K. nối vào NSFNET.

Thập niên 1990

1990

* Máy tính hoạt động từ xa đầu tiên: Internet Toaster được nối thành công vào Internet

* ARPANET ngừng hoạt động

* Tổ chức EFF (Electronic Frontier Foundation) do Mitch Karop sáng lập.

* Archie được đưa ra

* Hytelnet ra đời

* World - nhà cung cấp dịch vụ truy cập Internet qua điện thoại đầu tiên

* CA*net do 10 mạng khu vực khác nhau hình thành, có vai trò như một backbone quốc gia của Canada, nối trực tiếp vào NSFNET.

* Argentina, áo, Bỉ, Brazil, Chi Lê, ấn Độ, Ireland, Hàn Quốc, Tây Ban Nha, Thụy Sĩ nối vào NSFNET.

1991

* Thinking Machines Corporation công bố Wide Area Information Servers (WAIS) do Brewster Kahle phát minh.

* Paul Lindner và Mark P. McCahill ở đại học Minnesota đưa ra Gopher

* World Wide Web (WWW) ra đời, được CERN công bố, do Tim Berners-Lee phát triển.

* NSFNET backbone được nâng cấp, đạt tốc độ 44736 Mbps

* NSFNET truyền 1 tỷ tỷ byte/tháng và 10 tỷ gói tin/tháng

* Croatia, CH Séc, Hồng Kông, Hungary, Bồ Đào Nha, Singapore, Nam Phi, Đài Loan, Tunisia nối vào NSFNET.

1992

* Internet Society bước vào hoạt động Số lượng máy chủ vượt quá con số một triệu

* IAB tiếp tục vai trò Internet Architecture Board và trở thành một phần của Internet Society.

* Cameroon, Cyprus, Ecuador, Estonia, Kuwait, Latvia, Luxembourg, Malaysia, Slovakia, Slovenia, Thailand, Venezuela nối vào NSFNET

1993

* NSF cho ra đời InterNIC, cung cấp các dịch vụ Internet như:

- Dịch vụ về cơ sở dữ liệu và thư mục (AT&T).

- Dịch vụ đăng ký (Network Solution Inc.).

- Dịch vụ thông tin (General Atomics/CERFnet).

* Liên hiệp quốc trực tuyến (UN) l Bungari, Costa Rica, v.v. nối vào mạng NSFNET.

1994

* Kỷ niệm sinh nhật thứ 25 ARPANET/Internet.

* NIST (The National Institute for Standards and Technology) đề nghị thống nhất TCP/IP và giảm bớt yêu cầu chỉ dùng chuẩn OSI.

* NSFNET chuyển tải 10 tỷ tỷ byte hàng tháng.

* WWW trở thành dịch vụ phổ biến thứ nhì sau dịch vụ FTP, căn cứ trên phần trăm số gói dữ liệu và byte truyền trên mạng NSFNET.

* TERENA (Trans-European Research and Education Network Association) thành lập bằng việc sát nhập hai tổ chức RARE và EARN, đại diện cho 38 quốc gia cũng như cho cả CERN và ECMWF. Mục đích của TERENA là "thúc đẩy và tham gia vào việc phát triển cơ sở hạ tầng viễn thông và thông tin quốc tế chất lượng cao phục vụ cho lợi ích của nghiên cứu và giáo dục"

1995

* NSFNET thu lại thành một mạng nghiên cứu

* Trong tháng 3, WWW vượt trội hơn FTP trở thành một dịch vụ có sự lưu thông lớn nhất căn cứ trên số lượng gói tin truyền, và trong tháng 4 căn cứ trên số byte truyền.

* Các hệ thống quay số trực tuyến truyền thống như CompuServe, American Online, Prodigy bắt đầu cung cấp khả năng tiếp cận Internet.

* Việc đăng ký tên khu vực không còn miễn phí nữa. Bắt đầu từ ngày 14 tháng 9, lệ phí hằng năm là 50 USD, trước đây được bao cấp bởi NSF. NSF vẫn tiếp tục trả chi phí cho những đăng ký thuộc lĩnh vực giáo dục.

* Kỹ thuật trong năm: WWW, các công cụ tìm kiếm

* Những kỹ thuật nổi bật: mobile code (Java, Javascript), virtual environments (VRML), những công cụ cộng tác

1996

* Triển lãm Internet 1996 World Exposition là triển lãm thế giới đầu tiên trên Internet .

Nguồn tin từ PCworld

INTERNET - CHẲNG CÓ GÌ LÀ CAO SIÊU

Công Nghệ Thông Tin (CNTT) sẽ chẳng là gì nếu không trở thành rất quen thuộc như cái cuốc trong xã hội nông nghiệp, cái công tắc điện trong xã hội công nghiệp...

Với chuyên mục này, chúng tôi sẽ làm cho những vấn đề như Internet, Browser, Windows, Object... trong CNTT trở thành "dễ cầm" như cái cuốc, "dễ bật" như cái công tắc điện...

Nếu có hai máy tính được nối với nhau để có thể trao đổi thông tin cho nhau thì đó là mạng máy tính. Mạng máy tính là nhiều máy tính (không hạn chế số lượng) được kết nối với nhau, tương tự mạng có nhiều điện thoại liên lạc với nhau. Mục đích của việc kết nối là trao đổi thông tin giữa các máy, chia sẻ tài nguyên (đĩa cứng, máy in) của các máy trong mạng với nhau, và hơn nữa là quản lý được toàn bộ hoạt động của các máy được kết nối.

Có thể nối hai hoặc nhiều mạng máy tính thành một mạng lớn hơn. Một máy tính trong mạng nhỏ này có thể gửi thông tin đến cho một máy tính khác nằm trong mạng nhỏ thứ hai nếu hai mạng nhỏ trên được nối với nhau.

Có thể đặt ra câu hỏi: "các máy tính được nối với nhau như thế nào, bằng phương tiện gì?". Câu trả lời là các máy tính nối với nhau có thể là hữu tuyến, và cũng có thể là vô tuyến. Kết nối hữu tuyến là kết nối bằng các loại dây cáp, kể cả dây điện thoại, cáp quang. Còn kết nối vô tuyến thông qua sóng vô tuyến, hồng ngoại...

Từ đây, bắt đầu xuất hiện khái niệm Internet. Internet là mạng máy tính bao gồm nhiều mạng của các tổ chức, quốc gia trên toàn thế giới. Internet là mạng máy tính lớn nhất thế giới, hay hiểu đơn giản Internet là mạng của các mạng.

Như trên đã nói, khi đã được nối với Internet, từ bất kỳ một máy tính nào cũng có thể gửi thông tin đến một địa chỉ xác định. Ví dụ, bạn cần gửi thư điện tử (e-mail) cho một người đang ở Mỹ. Đầu tiên, bức thư từ máy tính của bạn được chuyển đến nơi bạn đăng ký dịch vụ thư điện tử - thường gọi là nhà cung cấp dịch vụ Internet (tiếng Anh là ISP, các ISP tại Việt Nam hiện nay là VDC, FPT, Sài Gòn Postel, Viện Khoa Học Công Nghệ) thường là theo đường điện thoại. Tiếp theo đó, ISP này thông qua một tổ chức khác gọi là IAP, tức là nơi quản lý cổng vào Internet (hiện nay chỉ có VDC - thuộc Tổng Công Ty Bưu Chính Viễn Thông VN - đảm trách công việc này) để gửi bức thư của bạn lên Internet. Sau khi đã lên Internet, thư của bạn sẽ đi đến địa chỉ mà bạn đã chỉ ra khi gửi - thường là một server thư tín của ISP đang cung cấp dịch vụ cho người mà bạn gửi thư. Bức thư được lưu vào

“hộp thư” riêng của người nhận nằm trên máy chủ của ISP. Người nhận thư sau đó sẽ truy cập vào hộp thư của mình (tất nhiên cũng bằng máy tính) để lấy bức thư đó. Toàn bộ quá trình trên được thực hiện tự động và chỉ xảy ra trong thời gian vài phút, tùy thuộc vào lưu lượng giao dịch trên Internet (xem hình minh họa).

Qua ví dụ trên, ta thấy Internet đóng vai trò của một đường truyền tải thông tin khổng lồ, trong đó IAP, ISP như là các trạm trung chuyển để kết nối và cung cấp dịch vụ. Như vậy, có thể hình dung Internet như một con đường cao tốc kết nối các quốc gia, các tổ chức lại với nhau. Bởi vậy khái niệm “xa lộ thông tin” cũng là một khía cạnh của Internet.

Internet tồn tại như là sự kết nối của rất nhiều mạng thông qua các phương tiện viễn thông trên toàn thế giới như vệ tinh viễn thông, cáp quang, đường điện thoại... Khả năng truyền tải của những phương tiện này rất lớn, có thể chứa được nhiều loại thông tin như dữ liệu, hình ảnh, tiếng nói, hình ảnh động...

Ta hay nói “lấy tin từ Internet”. Những thông tin mà ta gọi là “lấy từ Internet” là do các nhà cung cấp thông tin lên Internet mà ra. Ví dụ, công ty A muốn giới thiệu trên Internet các loại sản phẩm mới của mình. Trước tiên công ty A tổ chức và đưa thông tin sản phẩm lên một máy chủ. Máy chủ này phải nối với một ISP nào đó và có địa chỉ được đặt theo nguyên tắc xác định chung. ISP thông qua IAP để kết nối với Internet. Người dùng Internet có thể truy cập trực tiếp vào máy chủ của công ty A để xem thông tin (xem hình minh họa). Số máy chủ chứa dữ liệu như trên được nối với Internet lên tới hàng triệu. Từ đó có thể thấy lượng thông tin có trên Internet nhiều tới mức nào.

Đứng từ góc độ người dùng, Internet không có gì là cao siêu, khó hiểu. Tại nhiều nước phát triển, người dân bình thường có máy tính trong gia đình đã sử dụng Internet như một phương tiện truyền thông hữu ích. Vấn đề mà chúng ta quan tâm hiện nay là sử dụng và quản lý Internet như thế nào để việc "nối mạch" diễn ra trôi chảy và giá cước ngày càng rẻ. Để đạt được sự "trôi chảy" khi nối mạng điện thoại quốc tế ta cũng phải mất nhiều năm. Còn giá cước hợp lý thì nhiều năm nay vẫn chưa đạt được.

*Chi phí bao nhiêu để có thể sử dụng Internet

Muốn trở thành người dùng Internet, điều trước tiên là bạn phải có máy tính với cấu hình tối thiểu:

o Bộ xử lý 486 DX2-66MHz

o 8MB RAM

o 20 MB đĩa cứng trống

o Hệ điều hành Windows 3.1, hay Windows 95

o Và cho rằng bạn đã lắp đặt điện thoại.

Tiếp theo đây là những chi phí bổ sung để sử dụng Internet

o Modem tốc độ 14,4 kbps (loại lắp trong) 450.000 ĐVN

o Đăng ký truy nhập Internet với ISP (lắp đặt thuê bao) 450.000 ĐVN

o Cước sử dụng 400 ĐVN/phút

Như vậy, chi phí ban đầu để sử dụng Internet là 900.000 ĐVN

Với mức sử dụng Internet 1 tiếng/ngày, bạn sẽ phải trả 60 x 400 = 24.000 ĐVN mỗi ngày, và 26 x 24.000 = 624.000 ĐVN mỗi tháng.

*Intranet - một Internet thu nhỏ

Nói đến Internet, tức là ta đã nói đến một mạng máy tính rất lớn với quy mô toàn cầu, trong đó các máy tính được nối với nhau và truyền thông tin cho nhau, tuân theo những quy cách chung để đảm bảo sự nhất quán trong toàn hệ thống.

Hãy hình dung, nếu ta thu nhỏ mô hình mạng máy tính kiểu Internet vào trong một cơ quan, xí nghiệp có nhiều mạng nhỏ nằm ở những vị trí khác nhau, và cũng sử dụng những cách thức, phương tiện kỹ thuật như trong Internet để trao đổi thông tin, thì đó chính là mạng intranet.

Trong intranet, bạn cũng dùng bộ duyệt Web để xem thông tin được lưu trữ trên các máy chủ (còn gọi là Web server) trong phạm vi cơ quan, xí nghiệp của mình.

Mạng intranet có thể nối với Internet. Và để bảo vệ intranet khỏi sự truy cập không hợp pháp từ bên ngoài, người ta phải sử dụng những phương tiện kiểm soát luồng thông tin ra vào intranet, gọi là bức tường lửa.

WORLD WIDE WEB, LINH HỒN CỦA INTERNET, LẠI CÀNG ĐƠN GIẢN

Người ta nói rằng Internet chỉ trở nên thực sự hấp dẫn khi World Wide Web xuất hiện. World Wide Web - viết tắt là WWW, hay gọi ngắn gọn là Web - là công cụ, phương tiện hay đúng hơn là một dịch vụ của Internet. Hiểu thế nào là dịch vụ Internet? Đó là những phương tiện, cách thức được sử dụng trên Internet nhằm giúp cho việc trao đổi thông tin trở nên thuận tiện và dễ dàng.

Không giống với những dịch vụ khác của Internet, Web cung cấp thông

tin rất đa dạng, bao gồm văn bản, hình ảnh, âm thanh, video, nghĩa là những gì chúng ta có thể cảm nhận được. Thông tin được biểu diễn bằng “trang Web” theo đúng nghĩa của một trang mà chúng ta có thể nhìn thấy trên màn hình máy tính. Mọi

thông tin đều có thể biểu thị trên trang Web đó, kể cả âm thanh, hình ảnh động.

Nhưng nếu chỉ có như vậy thì cũng chẳng có gì phải bàn nhiều về Web.

Vấn đề lý thú nhất của Web nằm ở khía cạnh khác.

Trang Web bạn nhìn thấy trên màn hình máy tính có khả năng liên kết với những trang Web khác, dẫn ta đến những nguồn thông tin khác. Chẳng hạn trên một trang thông tin bạn đọc thấy câu thơ của Tố Hữu:

Em ơi Ba Lan mùa tuyết tan

...

Người thiết lập trang Web có thể cho phép bạn khi đó "nhấn chuột" vào chữ tuyết tan và lập tức bạn được xem một đoạn phim về tuyết tan được lưu trữ ở một máy chủ nằm đâu đó tận Moscow hay Warzava.

Khả năng này của Web có được nhờ thông qua các “siêu liên kết” (hyperlink). Siêu liên kết dẫn ta từ trang Web (có đoạn thơ Tố Hữu) ở Việt Nam tới trang Web khác (phim về tuyết tan) ở tận Nga. Như vậy, siêu liên kết về bản chất là địa chỉ trỏ tới nguồn thông tin (trang Web) nằm đâu đó trên Internet. Bằng những siêu liên kết này, các trang Web có thể liên kết với nhau thành một mạng chằng chịt (bản thân Web theo tiếng Anh là mạng nhện), trang này chỉ tới trang khác, cho phép ta chu du trên biển cả thông tin (người ta vẫn hay gọi là lướt trên Web là vậy).

Để có thể xem được trang Web, người ta phải sử dụng những chương trình đặc biệt gọi là Web Browser. Hiện tại có hai Web browser thông dụng nhất là Navigator của Netscape và Internet Explorer của Microsoft.

Nguồn tin từ PCworld

TỪ INTERNET VÀ WORLD WIDE WEB ĐẾN INTRANET

Intranet: Internet thu nhỏ trong cộng đồng

Là một người dùng Internet, và theo thói quen cố hữu của người làm toán, tôi thử tìm một số định nghĩa cho Intranet và thấy rằng các tài liệu có cách viết khác nhau nhưng chung quy là Intranet "na ná" như Internet thật, nhất là với trình độ tiếng Anh "miền núi" như tôi thì nghe người Mỹ họ phát âm hai từ ấy cũng chẳng thấy khác nhau. Intranet cũng dùng thủ tục truyền TCP/IP như Internet và công nghệ duyệt tin World Wide Web. Internet không có chủ sử hữu, chỉ có những trang WEB là có chủ, nhưng mạng Intranet thì luôn có người chủ thực sự của mình. Intranet thực chất là sự kết hợp công nghệ Internet và WEB trong nội bộ một công ty, một cơ quan hay một quốc gia - ta tạm gọi là một cộng đồng - với một bức tường lửa (firewall) giúp cho người dùng được đăng ký trong mạng có thể truy nhập thông tin trong Intranet và ra ngoài Internet thoải mái. Người dùng Internet có thể truy nhập vào Intranet để lấy được những thông tin lọc bởi bức tường lửa.

Intranet: Giải pháp mới cho vấn đề cũ

Ta cứ thử tưởng tượng một công ty đa quốc gia với khoảng chục ngàn nhân viên, có hàng trăm văn phòng, trụ sở trên khắp thế giới nếu muốn thiết lập một mạng toàn cầu riêng sẽ tốn kém biết bao nhiêu. Họ cần lưu trữ một số lượng lớn thông tin về văn phòng, nguồn nhân lực, vật lực, giá cả hàng hóa hay danh bạ điện thoại... Theo ông Dennis Tsu, giám đốc tiếp thị về các sản phẩm phần mềm Internet của công ty Sun Microsystems thì hàng năm, chi phí cho in ấn, phân phát tài liệu cho một nhân viên công ty từ 50 đến 100 USD. Giả sử công ty có độ 200 nhân viên thì chi phí trên trong một năm có thể mua được nửa tá Web server và mỗi phân ban chỉ cần chịu trách nhiệm cập nhật thông tin thường xuyên trên máy chủ thay vì in ấn và phân phát thì rất có thể sau 12 tháng, vốn đầu tư hàng năm cho từng nhân viên trên sẽ trở về két bạc của công ty.

Ngoài ra, các công ty đa quốc gia có thể được thành lập từ những công ty con khác nhau thuộc nhiều quốc gia nên một điều dễ xảy ra là họ có các hệ thống máy tính khác nhau về kiến trúc. Đó có thể là IBM PC, Macintosh, máy tính mini hay siêu máy tính và chạy trên hệ điều hành Unix, DOS, Windows... Chỉ có TCP/IP là ngôn ngữ giúp các máy tính khác biệt về kiến trúc "nói chuyện" được với nhau, trong khi công nghệ Web giúp người sử dụng không biết nhiều về máy tính có thể xem từ tài liệu trên siêu máy tính Cray đến văn bản Word, Excel trên PC hay Macintosh một cách dễ dàng. Chính điều này có thể giúp họ nhanh chóng hòa mạng trong nội bộ công ty và tiếp cận với thế giới Internet bên ngoài.

Công nghệ Web từ khi ra đời đã tỏ ra rất hiệu quả vì khả năng thiết lập nhanh với giá thành rẻ. Cấu hình cơ bản chỉ cần một Web server và phần mềm đi kèm. Vì mạng Internet đã có sẵn chỉ cần nối Web server vào một gateway gần nhất và trả tiền thuê bao trên đoạn đường truyền đó là có thể nối mạng với bất kỳ điểm nào trên thế giới. Trên mỗi máy lẻ của người dùng đầu cuối chỉ cần cài một phần mềm duyệt tin (browser) và nếu dùng sản phẩm của Microsoft thì có thể sao chép miễn phí bộ duyệt Internet Explorer trên Internet. Tính hiệu quả kinh tế có lẽ không cần bàn cãi ở đây.

Một nhân tố quan trọng nữa thúc đẩy sự phát triển rất nhanh của Intranet trên thế giới là công nghệ Web rất trực quan và dễ đọc, không cần đầu tư lớn cho huấn luyện và đào tạo. Sự liên kết siêu văn bản giúp người sử dụng đầu cuối đi từ văn bản này đến văn bản khác cho dù đó là bài phát biểu được ghi âm, một băng video hay đoạn phim, thậm chí có thể là các bức ảnh hay đồ thị minh họa. Tất cả các loại siêu văn bản đó được tổ chức dễ dàng trong một trang gốc (home page) đặt trên một máy chủ. Một họa sĩ với đôi chút hiểu biết về Web sẽ thiết kế các trang Web đẹp và trang nhã dễ hơn là họ vẽ trên vải. Các công ty thường tốn nhiều tiền để in ấn các hướng dẫn, giới thiệu về công ty, các báo cáo hàng năm, danh sách giá các loại mặt hàng... nhưng khi đến tay người dùng thì thông tin đã lỗi thời. Nếu được cập nhật bằng Web thì thông tin sẽ là mới nhất. Giá thành đưa sản phẩm tới thị trường sẽ thấp đi rất nhiều và thời gian cũng sẽ giảm đi tối thiểu. Intranet giúp công ty nâng cấp phần mềm, hướng dẫn tiếp thị và bán hàng. Các tài liệu về huấn luyện và đào tạo, trợ giúp trực tuyến trên Web giúp cho các nhân viên dù xa nhau về khoảng cách địa lý vẫn liên lạc với nhau nhanh chóng và hiệu quả.

Điều tiện lợi cuối cùng, Intranet sẽ giúp những người lãnh đạo cao cấp nắm được thông tin thông suốt từ trên xuống. Họ sẽ không còn sợ con "ngoáo ộp" vi tính đe dọa nữa vì giờ đây dùng máy vi tính cũng tựa ta dùng tivi trong gia đình vậy. Họ chỉ cần biết di chuột trên màn hình và nhấn vào tiêu đề của văn bản cần xem mà không cần biết thế nào là hệ điều hành DOS, thế nào là tập tin hay phải sao chép trên đĩa ra sao. Intranet đã lựa chọn những ưu điểm của Internet để sử dụng hiệu quả trong một cộng đồng.

Intranet: Sự lựa chọn cho thành công

Nếu cho rằng năm 1995 là năm Internet thì 1996 thuộc về Intranet. Chỉ riêng năm 1995, số lượng Web server dùng cho Intranet đã chiếm 55% so với 45% của Internet. Theo dự đoán của IDC thì tới năm 2000, tỷ số này sẽ là 10:1 nghiêng về Intranet. Riêng trong năm 1996, theo thống kê của Forrester sau khi phỏng vấn 50 trong số 500 công ty thành đạt nhất thế giới thì hiện có 16% đang dùng Intranet, 26% sẽ cài đặt, 24% đang xem xét, còn 34% trả lời là chưa có kế hoạch cụ thể.

Nói đến sự thành công huyền thoại trên Intranet phải kể đến công ty FedEx, chuyên vận chuyển hàng trên khắp thế giới. Mỗi ngày công ty vận chuyển khoảng 2,4 triệu kiện hàng đi khắp năm châu. Họ đã lắp đặt Web server từ tháng 11 năm 1994 và hàng ngày cho phép khoảng 12.000 khách hàng có thể theo dõi trực tiếp từng giờ xem kiện hàng của mình được luân chuyển như thế nào tới địa chỉ của người nhận thông qua vài thao thác trên máy vi tính. Người gửi và nhận không phải mất thời gian và tiền bạc để hỏi qua điện thoại hay fax xem kiện hàng đã tới nơi chưa. FedEx đã tiết kiệm 2 triệu USD mỗi năm vì có mạng Intranet. Công ty FedEx có khoảng 60 trang gốc với hàng trăm ngàn trang Web nhằm cung cấp thông tin cho khoảng 30.000 nhân viên trên toàn thế giới.

Hãng ô tô Ford dùng Intranet để nối các trung tâm thiết kế từ châu á sang châu Mỹ và châu Âu. Từ hãng AT&T đến hãng quần jean Levi Strauss đều đặt cược cho Intranet để kinh doanh. Silicon Graphics với 7200 nhân viên tạo ra 114.000 trang Web được lưu trên 800 trang Web gốc dùng trong nội bộ công ty. Họ có Intranet từ thuở Mosaic và WWW mới được sinh ra. Ngân hàng Thế giới (The World Bank) cũng trang bị một Intranet cho khoảng 10.000 nhân viên, giúp họ trao đổi thông tin và đó chính là một trong những yếu tố tạo cho hoạt động của Ngân hàng Thế giới trẻ nên hiệu quả hơn. Ngồi tại văn phòng ở Hà Nội hay Washington có thể xem chi tiết tình hình giải ngân của từng dự án đang thực hiện tại Việt Nam hay bất kỳ.

Năm 1996, tổng giá trị các phần mềm Intranet được bán ra trên thế giới khoảng 467 triệu USD. Theo dự đoán có thể lên tới 4 tỷ trong năm 1997 và đạt 8 tỷ trong năm 1998, gấp 4 lần so với Internet. Đó là chưa kể đến các ứng dụng, công cụ lập trình cho Intranet. Đây là dịp làm ăn lớn của các công ty chuyên sản xuất phần mềm cho Intranet như Netcape, Sun, Microsoft, IBM, Oracle, Computer Associates... Cuộc chiến thực sự giữa các công ty khổng lồ đã bắt đầu nhằm chiếm lĩnh thị trường Intranet. Họ đưa ra các chuẩn khác nhau, kể cả phần cứng và phần mềm nhằm thu hút khách hàng đi theo công nghệ của mình. Nhưng như người ta thường nói: "Hãy để cho trăm hoa đua nở, ta sẽ ngắt những bông nào đẹp nhất".

Intranet: Những thách thức và giải pháp

Khi tôi viết những dòng trên và đọc lại thấy Intranet quả là dễ "ăn". Chỉ cần mua server và phần mềm về cài đặt thế là xong. Nhưng sự đời đâu có dễ như ta tưởng. Nếu anh dễ dàng truy nhập tin thì chắc tôi cũng khá nhanh tìm được bí mật của công ty anh trên mạng. Vì vậy, độ an toàn của thông tin trên mạng Intranet được đặt ra hàng dầu khi các nhà quản lý đồng ý chi tiền cho Intranet. Những bí mật tế nhị như tiền lương, lý lịch từng người, doanh số bán ra, thu nhập của công ty, xa hơn nữa là bí mật quốc gia... không thể cung cấp cho mọi người cùng biết. Intranet phải đảm bảo người sử dụng truy nhập vào thông tin mà họ cần và điều quan trọng là quyền truy nhập của họ đến đâu.

Giải pháp firewall sẽ giúp người quản lý mạng thiết lập các quyền truy nhập của người sử dụng một cách dễ dàng. Những dữ liệu truyền trên mạng xuyên quốc gia, hay lục địa phải được mã hóa sao cho trên đường đi không thể có ai có khả năng đọc được những dữ liệu đó. Hệ thống bảo mật thông tin ngày nay đã phát triển tới mức mà muốn giải mã một đoạn tin được mã hóa bằng phương pháp hiện đại người ta phải mất hàng nghìn năm mới có cơ may tìm ra.

Ngay tại Việt Nam, bạn đọc có thể tìm tới nhóm phát triển phần mềm "Bảo mật thông tin" dười sự hướng dẫn của Giáo sư Phan Đình Diệu tại Hà Nội để xem một hệ thống bảo mật thông tin an toàn tuyệt đối và Giáo sư có thể chứng minh bằng phương pháp toán học chặt chẽ. Sự bí mật của công ty cũng cần được đặt ra nghiêm chỉnh khi cài Intranet. Nếu không thì mọi thư từ bí mật của cá nhân, của cơ quan bị người khác nhòm trộm không thương tiếc và đó là nguy cơ phá sản. Và điều thách thức cuối cùng là tính hiện thời của trang Web. Nếu các thông tin không được cập nhật thường xuyên thì những trang Web trở nên vô ích vì thông tin quá lỗi thời. Nhưng với một vài người luôn lo nội dung của các trang Web thì việc cập nhật định kỳ không phải là vấn đề khó.

Đôi lời kết

Năm 1945, ông Vannevar Bush, cố vấn khoa học của Tổng thống Mỹ Frank Roosevelt trong Thế chiến thứ hai đã tưởng tượng ra một thế giới mới cho các nhà khoa học cần chinh phục. Một trong những ý tưởng đó là ông tưởng tượng ra một thiết bị có tên là Mermex (nguồn gốc từ tiếng Anh Memory Mimic nghĩa là bắt chước cách suy nghĩ của bộ não người) giúp người ta có thể truy nhập thông tin như cách người ta thường tư duy: đi từ thông tin này sang thông tin khác như là đi từ ý nghĩ này sang ý nghĩ khác một cách thoải mái và thông tin lại được lưu trữ lại như ý tưởng được lưu trong bộ não người để sau này có thể lục lại dễ dàng. Memex giúp người ta liên kết các văn bản lại với nhau. Thời đó, người ta cho Memex là điều không tưởng và điên rồ. Nhưng đến hôm nay, đã trải qua nửa thế kỷ, cái Web "rối rắm" của ông V.Bush tưởng tượng đã thành hiện thực. Công nghệ Internet và Web đã sinh ra Intranet và giúp con người trong một cộng đồng liên kết với nhau, cùng chia sẻ thông tin và lao động có hiệu quả. Intranet sẽ là chìa khóa của sự thành công cho các cộng đồng trong việc ứng dụng công nghệ thông tin.

Khi bài viết tới tay bạn đọc thì có thể đất nước đã sang xuân 1997 - chỉ còn ba năm nữa sẽ tới thế kỷ 21. Hy vọng những chuyên gia hàng đầu về mạng từ các công ty tin học trẻ và năng động như ONE, hùng mạnh như FPT, 3C hay thâm trầm như Lạc Việt... sẽ thiết lập và đưa vào ứng dụng thành công mạng Intranet tại Việt Nam giúp nền công nghệ thông tin tiên tiến thêm một bước mới.

Intranet: Những công ty nên tìm đến

Dưới đây là danh sách một số công ty cung cấp các dịch vụ kể cả phần cứng và mềm cho Intranet mà tôi sưu tầm được theo quan điểm của tạp chí Fortune.

• Internet/Intranet/Web Software:

• Adobe Systems, Attachmate, Clarify, Hyperion, Software, Lotus, Microsoft, Servlets, Software.com, Vantine.

• Network Operating Software: Novell, Sun Microsystems

• Security: Information Resource Engineering

• Database: Informix

• Fast LAN Technologies: Cabletron

• Internetworking: Cascade Communications, Cisco Systems, U.S. Robotics

• Servers: Apple Computer

• Content Providers: DataTimes

Nguồn tin từ PCworld

INTERNET THẾ HỆ MỚI

Mạng tương lai, đang được các nhà nghiên cứu và hàn lâm xây dựng, sẽ sử dụng những backbones mới, các giao thức mới, và triển khai các ứng dụng mới.

Internet ngày nay, tuy tốc độ nhanh hơn trước đây và đang tăng trưởng hàng tháng, vẫn còn quá chậm và không đáp ứng nhu cầu người sử dụng. Chính vì vậy mà đang có cả "đoàn quân" chuyên gia dồn hết tâm sức xây dựng mạng Internet thế hệ mới.

Mặc dù những đường trục chính (backbone) có băng thông rộng trong khoảng OC-12 (622 Mbps), thông lượng giữa các đầu cuối trên mạng Internet công cộng được đo giữa các trạm làm việc của mạng LAN và chỉ cỡ 40 Kbps - tương đương với tốc độ liên lạc giữa hai modem và hơi chậm hơn của mạng ARPANET gốc, trục chính tiền-Internet chạy ở tốc độ 56 Kbps.

Đối với những nhà nghiên cứu, băng thông này và khả năng bất ổn của nó không đủ để hỗ trợ nhiều ứng dụng mới mà họ muốn và cần. Trong nhiều trường hợp, nếu không có được hệ thống mạng thích hợp, họ buộc phải mua các thiết bị đắt tiền, thay vì có thể dùng chung (chẳng hạn như kính hiển vi điện tử). Hoặc họ phải đi xa để xem trình diễn trực tiếp dữ liệu cần thiết từ các dự án liên quan.

Vấn đề không chỉ đơn giản là yêu cầu "làm ơn cho thêm băng thông". Internet ngày nay không hỗ trợ nhiều tính năng khác, những tính năng quan trọng đối với thế hệ phần mềm ứng dụng sắp tới cần có tốc độ cao hơn.

Internet hiện thời cung cấp cái được gọi là "dịch vụ cố gắng nhất". Phiên bản 4 của TCP/IP, đang chạy trên Internet hôm nay, không dự phòng được khả năng xác định hay bảo đảm yêu cầu chất lượng dịch vụ (quality-of-service - QoS) và các mức độ khả dĩ của những yêu cầu này. IPv4 cũng không thể dự phòng băng thông, không bảo đảm hiệu năng mạng tối đa, không cung cấp đủ tính năng an toàn cần thiết.

Các trường đại học và các viện nghiên cứu hiện nay đang cần đến những tính năng này. Còn giới các công ty và người dùng thông thường cũng bắt đầu cần đến và nhận thức được giá trị của các tính năng đó trong Internet thương mại.

Để đạt đến Internet thế hệ tiếp theo cần có phần cứng (ví dụ như các bộ chuyển mạch, bộ dẫn đường) và các dịch vụ truyền tải, viễn thông thế hệ mới. Nó còn đòi hỏi những giao thức mới, những công cụ điều hành mạng mới, và sự hiểu biết sâu sắc hơn về nhu cầu mạng đối với các ứng dụng tốc độ cao. Cũng cần có kế hoạch quản lý dự án và chương trình trọng yếu để có thể triển khai và điều phối những thay đổi này mà không làm hỏng dịch vụ Internet đang tồn tại. Cần có cách thức làm cho những tính năng này trở nên khả dụng đối với người dùng và các ứng dụng của họ, theo dạng đơn giản, dễ-đặc-tả-và-dễ-sử-dụng - cộng với việc giáo dục và đào tạo các nhà phát triển và người dùng.

Một điều dễ làm nản chí là quy mô của nó vượt khỏi tầm của bất kỳ một nhà sản xuất, một trường đại học, hay tổ chức chính quyền nào. Nhưng nó lại nằm trong khả năng của nhiều đơn vị này kết hợp thành đội ngũ cùng làm việc - đó là điều đang diễn ra hiện nay.

Bước dọn đường

Các cộng đồng giáo dục Hoa Kỳ đã hợp tác hơn một thập niên để xác định được nhu cầu mạng của họ. Một số khởi xướng có liên quan với nhau đang được thực hiện và dọn đường cho những bước phát triển Internet thế hệ mới; đó là:

• Sáng kiến Internet thế hệ mới (Next-Generation Internet - NGI) của Nhà Trắng.

• Dịch vụ mạng băng thông cực cao (VBNS) của National Science Foundation.

• Internet2, một cố gắng của nhóm các trường đại học đang làm việc với các công ty và đối tác nhà nước.

• IPng, giao thức Internet thế hệ mới - IPv6.

Những sáng kiến này đang thúc đẩy tạo ra những giao thức mới, phần cứng, phần mềm mới, kiến thức mới, và các mẫu thử nghiệm mạng mới trình diễn những ứng dụng thể hiện tính năng mới.

NGI

NGI là sáng kiến tập thể của Nhà Trắng, công bố từ tháng 10/1996. Được phát triển từ sáng kiến tính toán và truyền thông tốc độ cao, hiện giờ NGI trở thành một phần của dự án tính toán mạng qui mô lớn (Large-Scale Networking) của chính quyền Hoa Kỳ. Mùa thu năm trước, các nhà nghiên cứu đã trình diễn năm "ứng dụng tiền thân" cho Internet thế hệ mới. NGI nghiên cứu các giao thức, phát triển và khai thác các mẫu thử nghiệm đầu cuối, cộng thêm các ứng dụng minh họa. Một số mục đích tương tự cũng được đưa ra trong Internet2 và VBNS.

Trong tất cả các sáng kiến thì NGI là cấp tiến nhất, đặc biệt là loại mạng Class 1 của nó, ở đó các công nghệ mạng được kiểm nghiệm thích đáng. Một số trong những mạng này không liên quan gì đến TCP/IP. Chúng bao gồm:

• Collaborative Advanced Interagency Research Network (CAIRN) cung cấp bộ Ascend Gigarouters cho các nhà nghiên cứu trong phạm vi toàn quốc để thí nghiệm với RSVP, multicast (kỹ thuật cho phép gửi lên mạng chỉ một bản, khi cần thiết sẽ tự động nhân bản để gửi đến nơi yêu cầu), và các giao thức IPv6 khác.

• National Transparent Optical Network Consortium (NTONC) có kế hoạch xây dựng mạng mẫu trị giá 40 triệu USD ở California để làm mô hình thử nghiệm và đánh giá hiệu năng của các thành phần truyền thông quang học cao cấp. Người ta hy vọng rằng những tiến bộ kỹ thuật này giúp xây dựng được mạng có khả năng truyền dữ liệu 10-100 Tbps - dung lượng vượt xa những gì đang dự định hiện giờ.

• Mạng Multiwavelength Optical Network (MONET), trải từ Washington D.C. đến New Jersey, giúp định hình được cách xây dựng mạng quang học quốc gia hỗ trợ nhiều độ dài sóng.

• Advanced Technology Demonstration Network (ATDNet) khởi đầu là mạng ở vùng Washington D.C. có băng thông cỡ OC-48 (2,4 Gbps). Nó được tạo ra để giúp các cơ quan liên bang triển khai việc sát nhập các công nghệ chế độ truyền dẫn không đồng bộ (ATM) và mạng quang học đồng bộ (Synchronous Optical Network - SONET).

• Advanced Communi-cations Technology Satellite ATM Internetwork liên kết một vài trung tâm tính toán tốc độ cao (một phần được biết dưới mô hình thử nghiệm có tên gọi Defence Research and Engineering Network [DREN]) và các mô hình thử nghiệm Multi-dimensional Applications Gigabit Internetworking Consortium (MAGIC) và ATDNet tốc độ cỡ gigabit. Những đề tài nghiên cứu bao gồm kỹ thuật tín hiệu trên mạng, quản lý vấn đề tắc nghẽn, ATM và IP multicast, và cổng (gateway) cho các mạng LAN phi ATM.

Mục đích chủ yếu của NGI là phát triển và trình diễn hai mô hình thử nghiệm nhanh hơn 100 và 1000 lần so với Internet ngày nay nếu tính về hiệu năng liên lạc giữa các đầu cuối (end-to-end) - tức là khoảng 100 Mbps và 1 Gbps. Những dịch vụ mạng mà NGI sẽ làm việc bao gồm những lĩnh vực như an toàn tác vụ và quản trị mạng. Đang có nhiều cố gắng làm cho NGI dễ sử dụng đối với những công ty làm việc với nó. Mùa thu năm ngoái có hơn 150 công ty ở Silicon Valley đã tham gia với vai trò đối tác.

VBNS

Trước NGI, trước Internet2, NSF đã hoạt động để cung cấp những dịch vụ mà Internet thương mại chưa làm được. NSF bắt đầu bằng mạng chuyên dùng VBNS với mục đích cung cấp dịch vụ mạng thế hệ mới cho các nhà nghiên cứu cao cấp và người dùng trong giới khoa học.

Vào mùa xuân 1995, NSF ký kết hợp đồng hợp tác 5-năm thực hiện VBNS trị giá 50 triệu USD với hãng MCI. Mạng này, hoạt động từ tháng 4/1995, nối 5 trung tâm máy siêu tính của NSF, ở những nơi như Cornell Theory Center và National Center for Supercomputing Applications (NCSA). Mạng này sẽ mở rộng đến khoảng 100 viện nghiên cứu.

Đến mùa thu năm trước, "VBNS có khoảng 23.500 Km liên kết OC-12, và chúng tôi cũng cung cấp các kênh ảo chuyển mạch (switched virtual circuits - SVC)", Charles Lee, Giám đốc Chương trình VBNS của MCI Telecommunications, phát biểu. "Hai trạm có thể gửi tín hiệu trực tiếp đến các bộ chuyển mạch ATM của MCI và đi xuyên qua mạng MCI bằng tầng Layer 2 từ đầu này đến đầu kia mà không cần đến bất kỳ bộ dẫn đường (router) nào".

"Đó là lồng ấp dành cho việc phát triển những ứng dụng thế hệ mới", Lee nói. "Bạn cần phải phá vỡ nghịch lý trứng-và-gà - không ai phát triển các ứng dụng cho một mạng không tồn tại, và ngược lại. VBNS là bàn đạp tiến đến công nghệ thế hệ mới".

MCI đang cố gắng mang IPv6 vào VBNS trong tháng Ba này, nhưng điều này có thể bị kéo dài do vấn đề phần mềm hỗ trợ IPv6.

Đến tháng sáu, MCI hy vọng sẽ đưa ra được những dịch vụ hỗ trợ băng thông dự phòng (reserved-bandwidth services). "Dịch vụ khởi đầu của chúng tôi sẽ bổ sung dịch vụ băng thông dự phòng cho kỹ thuật chuyển tiếp IP-datagram truyền thống", Lee nói. "Tính năng này dành cho những ứng dụng cần băng thông cao để bảo đảm độ trễ và mất mát rất thấp. Nó thiết lập, trên cơ sở từng ứng dụng, một đường dẫn đặc biệt qua Internet bằng cách gởi tín hiệu từ hệ thống đầu cuối sử dụng RSVP, và một trong nhưng bộ dẫn đường của chúng tôi sẽ chuyển nó thành kênh ảo ATM".

Băng thông dự phòng rất quan trọng, Lee nhấn mạnh, "những khi mà các dịch vụ thương mại không thể hỗ trợ nó cho các trạm cuối". Tương tự, việc sử dụng kỹ thuật Protocol-Independent Multicast (PIM) hiện đang cho phép thực hiện một số hoạt động mà trước đây không thể làm được, chẳng hạn như kết nối đến mạng CAnet - một mạng nghiên cứu lớn của Canada, để cung cấp tính năng IP-multicasting.

Mặc dù bạn có thể sử dụng Multicast Backbone (Mbone) cho tiếng nói và video, "nói chung là được thực hiện bằng cách dùng các bộ dẫn đường hay các trạm làm việc đặc biệt để làm các IP đường ngầm", Lee nói.

Đến cuối năm này, MCI có kế hoạch tiếp tục nâng cấp cho VBNS thêm kỹ thuật dẫn đường theo nguồn, với hơn 100 đường liên lạc quốc nội và khoảng 20 đường liên lạc quốc tế. Đến năm 2000, tốc độ đường trục chính sẽ đạt đến OC-48.

"Chúng ta có thể thực hiện kỹ thuật dồn kênh phân sóng (wave division multiplexing - WDM) tốc độ rất cao và nhận được băng thông rất rộng", Rick Wilder - Giám đốc Công nghệ Internet ở MCI - phát biểu. "Chúng tôi có một số chặng 40-Gbps, và ở phòng thí nghiệm Reston, Virgina, của chúng tôi có các bộ dẫn đường Cisco 12,000 được thiết lập phù hợp với OC-48. Nhưng bạn cần có khả năng cắm nó vào chỗ nào đó, và hiện tại OC-12 là thứ mới nhất mà bạn có thể mua trong các bộ dẫn đường địa chỉ IP hay các bộ chuyển mạch ATM đáng tin cậy."

(WDM kéo theo việc đóng gói nhiều chuỗi truyền dẫn quang học vào trong một sợi quang bằng cách gửi mỗi chuỗi trên một kênh màu khác nhau.)

Trong khi đó, hoạt động liên quan VBNS đã đơm hoa kết quả. MCI đã phát triển, và đang dùng chung thông tin trên đó, khả năng quan sát cho phép họ theo dõi thông lượng IP bên trong các chuỗi tế bào khi chúng truyền qua với tốc độ cao. Đây là chuyển giao công nghệ đầu tiên mà MCI có thể đưa ra từ những cố gắng thực hiện dự án VBNS.

VBNS cũng sẽ là một phần của dự án NGI, nó cung cấp chỗ để thử nghiệm những ứng dụng mới và triển khai các công nghệ mạng tiên tiến nhất.

Internet2: Bến đỗ tiếp theo của Academia

Sau khi VBNS cất cánh, các trường đại học thỏa thuận đưa tài nguyên của mình lên một mức nối liên mạng mới. Kết quả là một dự án "mù mờ" ra đời, Internet2. Dự án này lầm lẫn theo nghĩa là mặc dù vẫn theo đuổi công nghệ Internet thế hệ mới, nó lại không có ý định thay thế Internet đang có, cũng không xây dựng một mạng mới cho người dùng tổng quát.

UCAID (University Corporation for Advanced Internet Development) được thành lập vào tháng 9/1997 để quản lý Internet2 và trợ giúp các liên đoàn khác, chẳng hạn như một Gigabit Point of Presence (GigaPOP) của North Carolina. Các GigaPOP sẽ giúp đỡ kết hợp thông lượng từ các trường đại học, tránh nhiều vấn đề nảy sinh do kiến trúc của các Network Access Point (NAP) của Internet hiện nay.

Chín công ty thành viên của UCAID - Advanced Network and Service, Bay Networks, Cisco System, Fore Systems, IBM, Newbridge Networks, Nortel, Starburst Communi-cations, và 3Com - đã liên kết ở cấp độ đối tác. Điều đó có nghĩa là họ đã cam kết mỗi bên đóng góp hơn 1 triệu USD cho Internet2 trong 3 đến 5 năm tới.

Internet2, VBNS, và NGI cũng có quan hệ tương hỗ,dù rằng Internet2 và VBNS tự thân chúng cũng có sứ mạng riêng, độc lập với NGI và độc lập với nhau. Hiện tại, VBNS cung cấp dịch vụ mạng trục chính cho Internet2. Internet2 và UCAID cũng có tham gia phần nào trong dự án NGI thông qua khối đào tạo cao cấp. Thật vậy, Internet dường như đã đạt được mục đích đầu tiên của chương trình NGI khi nó nối kết 100 trường đại học hàng đầu và phát triển những chương trình ứng dụng trên mạng thế hệ mới.

Các kế hoạch của Internet2 dự định sẽ tiến hành thử nghiệm hoạt động vào mùa thu năm nay, dù rằng khi sử dụng VBNS một số ứng dụng đã được trình diễn, trong đó có một số ứng dụng trình diễn ở các buổi hội thảo ở Washington D.C. vào mùa thu trước. Các ứng dụng Internet2 bao gồm nhiều ngành nghiên cứu, giáo dục khác nhau. Một số sẽ là môi trường cộng tác, một số khác sẽ là các thư viện số. Một số sẽ hỗ trợ nghiên cứu, và một số khác sẽ cho phép dạy học từ xa.

Internet2 cũng là nơi thử nghiệm nhiều vấn đề mang tính chính sách, chẳng hạn như làm thế nào để định giá và tính phí đối với kỹ thuật dự phòng băng thông. Nó cũng là chỗ để thí nghiệm các biện pháp thúc đẩy các GigaPOP, chẳng hạn với cache cục bộ và các server nhân bản, và với các đường liên lạc vệ tinh lên và xuống để cải tiến hiệu quả mạng.

Bên cạnh những công cụ từ xa được nhắc đến ở trên, các môi trường cộng tác sẽ cho phép các cuộc hội đàm dùng audio, video, text, và "bảng trắng" thực hiện được theo thời gian thực. Các ứng dụng khác hỗ trợ những hình thức cộng tác mới thông qua kỹ thuật trình diễn ảo 3 chiều. Cuối cùng, telemedicine, bao gồm chẩn đoán và theo dõi từ xa, sẽ được đẩy mạnh nhờ Internet2.

Loại ứng dụng sử dụng tối đa khả năng đồ họa/multimedia cũng là những ứng cử viên chính đối với NGI nhằm phục vụ cho cho khả năng trực quan hóa các kết quả khoa học, thực tại ảo (Virtual Reality - VR) cộng tác, môi trường 3-chiều, chẳng hạn như môi trường ảo hỗ trợ bởi máy tính (CAVE - computer-assisted virtual environment); mạng nghiên cứu CAVE (CAVERN);ImmersaDesk; Narrative, Immersive, Contructivist/Collaborative Environment (NICE); và Tele-Immersion (tổ hợp VR và video nối mạng).

Mặc dù những nhà tổ chức Internet2 ban đầu nghĩ rằng có ít hơn hai nhóm trường học có thể cần phần nào đó của mạng mới này, khi sự việc lan rộng ra đã có đến 114 viện đại học Hoa Kỳ muốn tham gia. Để tham gia, mỗi trường đại học phải cam kết bỏ ra nửa triệu USD để nâng cấp mạng WAN của chính họ, để trả chi phí điều phối hàng năm 25,000 USD cho nhóm trung tâm, và để tạo ra ít nhất là một ứng dụng.

Tốc độ cỡ Terabits đã là hiện thực

Không có gì ngạc nhiên khi cộng đồng nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm những mạng nhanh hơn nữa để đưa vào sử dụng. Ông Roberts của Educom nói rằng đã có những cuộc thảo luận về mạng OC-192 (gần 10 Gbps) dành cho các nhà nghiên cứu cao cấp (khoảng từ 50 đến 100 người).

"Những nhà triển khai ứng dụng tiên tiến nhất đang sẵn sàng cung cấp 40-60 Gbps trong một sợi quang ... và giới hạn lý thuyết của một sợi quang là 100 Tbps", Craig Partridge của BBN/GTE nói - 2000 lần lớn hơn khả năng phân phối hiện thời và hơn 100 lần so với giới hạn của phòng thí nghiệm.

"Điều đó có thể cần đến một thập niên nữa tùy thuộc vào mọi chuyện như thế nào ... và tất nhiên, chúng ta cũng sẽ đặt nhiều sợi quang hơn", Partridge nói.

Những công nghệ cần thiết cho Internet thế hệ mới

Internet ngày nay đang muốn vỡ tung từ những chỗ chắp vá. Thiết kế ban đầu không ngờ được kích thước và tính phổ dụng như hiện nay. Xét theo nhiều tiêu chuẩn, nó hoàn toàn không đáp ứng được nhu cầu liên mạng hiện đại. Các kiến trúc sư mạng Internet chưa bao giờ ngờ đến những yêu cầu an toàn dữ liệu và quy mô phát triển quá nhanh.

Quy mô Mạng: Khả năng đánh địa chỉ 128-bit cho mạng mở rộng

Thay đổi hiển nhiên nhất đối với các giao thức Internet sẽ là tăng cường khả năng đánh địa chỉ rộng hơn nhiều so với hiện nay đang hỗ trợ. IPv6 sẽ sử dụng 128 bit - đủ để gán 665 triệu tỉ tỉ (665x1024) địa chỉ trên một mét vuông diện tích bề mặt trái đất.

Khả năng này cung cấp thừa rất nhiều chỗ so với nhu cầu trong tương lai gần. Trong thực tế, với 128 bit này người ta chỉ dành cho vài trăm triệu địa chỉ trên một mét vuông, phần không gian còn lại sẽ được dùng cho kỹ thuật dẫn đường và cho các mục đích quản lý khác. Dù sao đi nữa thì sự mở rộng không gian này vượt quá nhu cầu thực sự của chúng ta.

Kỹ thuật Multicasting: Làm cho việc truyền thông tin đến nhiều người nhận hiệu quả hơn

Thay đổi tiếp theo cho các giao thức sẽ là việc hỗ trợ kỹ thuật data-multicasting. Đây là phương tiện cho phép người sản sinh thông tin chỉ cần gửi một bản sao lên mạng, bất kể có bao nhiêu người nhận. Mạng sẽ tự động sao lại bản này khi cần thiết, dẫn nó đến những máy chủ yêu cầu nó.

Kỹ thuật Multicasting hiện đang được thực hiện trên Internet thông qua phân mạng ảo (virtual subnet) - Multicast Backbone (Mbone). Tuy nhiên, trong khuôn khổ IPv4 và tốc độ tương đối hạn chế của Internet, nó chỉ đóng vai trò "gợi ý" là có thể và sẽ làm được gì với kỹ thuật multicasting trong môi trường Internet thế hệ mới.

An toàn: Định danh nguồn gốc thông điệp và che chắn nội dung

An toàn mạng và dữ liệu là những vấn đề tối quan trọng của Internet thế hệ mới. Chúng ta đã và đang chứng kiến những khe hở trong kỹ thuật an toàn bị lợi dụng trong thực tế sử dụng, chẳng hạn như việc dùng giả địa chỉ IP và lạm dụng e-mail cũng như Usenet. Các giao thức IPng sẽ có hai tính năng được thiết kế nhằm cung cấp an toàn liên lạc ở mức cao hơn: một đầu tin chứng thực (authentication header) và một đầu tin bao bọc an toàn (encapsulating security header). Đầu tin chứng thực sẽ bảo đảm rằng thông điệp có nguồn gốc rõ ràng, xác thực, và một khi đang ở trên mạng, bạn có thể lần theo thông điệp này để truy ngược đến nguồn gốc gửi nó. Nói cách khác, đầu tin chứng thực sẽ định danh được cả nguồn gửi thông điệp lẫn sự kiện rằng nguồn này là đã biết và xác thực. Đặc tính này chỉ biết về nguồn gửi chứ không biết gì về nội dung.

Đầu tin bao bọc an toàn cung cấp công cụ bảo đảm cho các thông điệp được truyền đi nguyên vẹn một cách kín đáo, tránh được ánh mắt tò mò của những kẻ phá hoại. Định nghĩa của đầu tin này hỗ trợ nhiều dạng thức và thuật toán khả dĩ. Đây có thể là một công cụ linh động bảo đảm tính an toàn và thống nhất, sao cho khi có các biện pháp an toàn mới bạn có thể dễ dàng sát nhập chúng vào hệ thống hiện hành.

Chất lượng Dịch vụ: ở phần lõi và cả bên ngoài

Cho đến gần đây, Internet chưa bao giờ cho phép chọn lựa các mức độ, điều kiện về Chất lượng Dịch vụ (Quality of Service - QoS) có thể có được từ các nhà cung cấp, người dùng cũng không thể yêu cầu, và trả tiền tương ứng, sử dụng dịch vụ theo từng ứng dụng, từng phiên làm việc, theo thời gian, hay từng phần. Ví dụ, trên màn hình chưa bao giờ thấy biểu tượng với hàng chữ "Cho tôi dịch vụ tốt hơn, và cứ tính thêm phí", cũng như chưa bao giờ thấy "Hãy bảo đảm chất lượng cho các dịch vụ cuộc gọi video từ người cố vấn đề tài cho tôi, nhưng chỉ cần chất lượng thấp và rẻ đối với các cuộc gọi từ bạn bè nếu như họ không tự thanh toán phí". Các ISP riêng lẻ như Uunet và BBN/GTE bắt đầu cung cấp một số loại hình dịch vụ bảo đảm, nhưng vẫn còn hàng lô dịch vụ chưa thực hiện được trong khuôn khổ các giao thức hiện nay.

Nhiều loại ứng dụng khác nhau và nhiều tình huống khác nhau có độ ưu tiên khác nhau theo cấp độ QoS. Lấy ví dụ, tiếng nói thời gian thực có thể chấp nhận mất tín hiệu chứ không được trễ, trong khi dữ liệu thời gian thực có thể chịu độ trễ ở mức độ nào đó và thường cần độ chính xác 100%.

Khi các gói thông tin truyền đến đích, một số đặc tính cần được bảo đảm và được kiểm soát, chẳng hạn như:

- Dung lượng - Nếu ứng dụng yêu cầu 10Mbps giữa các điểm liên lạc, nó cần có khả năng khai thác dự trữ mạng nhằm hỗ trợ nhu cầu của nó.

- Quản lý mất mát gói thông tin - nếu sự mất mát gói thông tin là không thể tránh khỏi thì mức độ mất chừng nào là chấp nhận được?

- Thời điểm truyền, nhận gói thông tin - Vào thời điểm nào gói thông tin cần cho ứng dụng? Hạn chế về chính xác thời điểm đến chừng nào là chấp nhận được?

- Tương tự, khi các gói thông tin đạt đến đích, những đặc tính nào cần được kiểm soát?

- Kiểm soát điểm vào - Những gói thông tin nào được phép vào chỗ nhận? Đối với những tầng nào thì đây là vấn đề cần xét.

- Phân biệt các gói thông tin - Có những gói thông tin nào quan trọng hơn các gói khác? Chúng ta có thể dẫn các gói thông tin đến nơi nhận dựa trên nội dung của chúng hay không?

- Kế toán và thanh toán - Ai sẽ phải trả phí cho việc truyền gói thông tin, và chúng ta sẽ theo dõi việc thanh toán bằng cách nào?

Giao thức Internet thế hệ mới - IPng

Tổ chức Internet Engineering Task Force (IETF) đang phát triển giao thức IPng. IETF là một liên minh các nhà nghiên cứu máy tính và những thành phần quan tâm khác, và là nguồn tạo ra tất cả các chuẩn Internet chính thức. Nó sẽ triển khai IPng,ở dạng này hay dạng khác, vào lúc nào đó sau năm 1999. Những vấn đề mà tổ chức này đặt ra không phải là nhỏ.

Mẫu thử nghiệm lớn nhất cho các giao thức IPng là mạng các trạm nghiên cứu và thương mại trong 29 nước, gọi là 6-Bone. Trong phạm vi nước Mỹ, IPng cũng đang chạy VBNS.

Nguồn tin từ PCworld

GIAO THỨC INTERNET PHIÊN BẢN 6 (IPV6)

Định nghĩa: Là tập những đặc tả về nâng cấp IP phiên bản 4. IP phiên bản 6 (IPv6) đang được ủy Ban Chuyên Trách Internet Engineering Task Force (IETF) Standars Committee xem xét; nó còn được coi là giao thức Internet thế hệ mới và được thiết kế để những gói thông tin được định dạng cho IP4 hay IP6 đều có thể làm việc được. Những giới hạn về dung lượng địa chỉ và tốc độ tìm đường thấp đã thúc đẩy việc phát triển IPv6; với dung lượng 128 bit và cách định địa chỉ đơn giản hơn, giao thức mới sẽ giải quyết phần nào những vấn đề đau đầu trên. Các tính năng được tăng cường khác là mã hóa 64 bit và tự động cấu hình được thiết kế sẵn của địa chỉ IP.

Tranh luận về sự khẩn thiết của việc nâng cấp IP

Khi đường xương sống của Internet chuyển sang chuẩn mới có tên là IP Version 6 (IPv6), các mạng cộng tác cũng sẽ phải chuyển đổi để có thể bắt kịp trào lưu. Tuy nhiên, theo ý kiến thống nhất của giới quan sát viên thì đây là quá trình lâu dài và gian khó.

Nguyên nhân của việc chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 một phần là do sự thiếu hụt số lượng địa chỉ IP. Số lượng địa chỉ này trở nên bị hạn chế khi có quá nhiều máy tính và thiết bị khác nối vào Internet. Những ưu điểm của giao thức mới về sự đơn giản trong việc triển khai các thiết bị IP cũng như khả năng bảo mật được tăng cường sẽ trợ giúp cho người dùng cộng tác.

Những công ty lớn nhất cần phải bắt đầu quá trình chuyển đổi này sớm nhất. Theo khuyến cáo của một công ty nghiên cứu, công ty nào có trên 1000 địa chỉ IP thì phải có kế hoạch ngay từ bây giờ. Quá trình chuyển đổi này cũng đặc biệt quan trọng đối với những khách hàng phụ thuộc vào Internet để hoạch định tài nguyên xí nghiệp, trao đổi dữ liệu điện tử và thương mại điện tử. Những ứng dụng này thường là loại đòi hỏi nhiều băng thông cho xử lý giao dịch, môi trường tương tác hay các ứng dụng "phát tin" và tiếng nói qua IP.

Bây giờ hay tương lai?

Vấn đề gây tranh cãi nhiều nhất là nên làm gì và vào thời điểm nào. Một số người cho rằng giao thức này sẽ có mặt trước khi các mạng diện rộng cần được chuyển đổi từ 3-5 năm nhưng một số khác thì lại nói sự chuyển đổi này cần được chú ý sớm hơn và đòi hỏi của nó là không nhỏ. Phần cứng, phần mềm và các ứng dụng mạng cần được nâng cấp để làm việc với những trường địa chỉ mới, dài hơn. Các cơ sở IP lớn phải có sẵn Network Address Translation (NAT) và Dynamic Host Control Protocol (DHCP) để giải quyết những vấn đề khi gán địa chỉ mới và gia tăng tính năng của việc định danh địa chỉ này. Hiện thời, trong vòng hai năm tới, những nhà quản trị mạng vẫn còn nhiều vấn đề lớn hơn cần giải quyết là năm 2000 và chuyển sang cộng đồng chung châu Âu.

Ban chuyên trách công nghệ Internet (IETF) chịu trách nhiệm thúc đẩy và hiện thực IPv6; tổ chức này cũng đã có kế hoạch hiện thực và môi trường thử nghiệm gọi là 6bone, đặt tại úc và hiện liên kết những thiết bị IPv6 trên 32 quốc gia.

Thách thức mà IETF phải giải quyết là hoàn tất việc chuyển đổi sang IPv6 trước khi IPv4 đổ vỡ; họ cũng đã có kế hoạch thực hiện từng bước quá trình chuyển đổi này. Sẽ có giai đoạn mà cả hai giao thức cùng tồn tại trên Internet công cộng. Các chuyên gia ước tính quá trình chuyển đổi này mất khoảng từ 4-10 năm.

Tính năng tăng cường trong IPv6 so với IPv4

Mở rộng địa chỉ và tính năng dẫn đường: kích thước địa chỉ IP lên đến 128 bảo đảm rằng IPv6 sẽ là giao thức Internet lâu dài. Khả năng mở rộng của việc định tuyến một-nhiều được cải tiến để truyền một cách hiệu quả các ứng dụng băng thông cao như video và audio.

Tốc độ mạng: những thay đổi thực hiện trong định dạng địa chỉ giúp giảm yêu cầu về băng thông và cho phép tăng tính hiệu quả và linh hoạt của việc định tuyến và phát tiếp thông tin.

Khả năng bảo mật thiết kế sẵn: những mở rộng để hỗ trợ khả năng kiểm tra tính hợp lệ, tích hợp và bảo mật dữ liệu là một phần của IPv6.

Khả năng để gán các mức ưu tiên cho các gói thông tin: các gói thông tin có thể được gắn nhãn để được thao tác đặc biệt, chẳng hạn "độ ưu tiên". Gói thông tin về hội đàm video có thể có độ ưu tiên cao hơn gói về mail thông thường.

Từ vựng về IPv6

6bone: nền thử nghiệm IPv6 dựa trên giao thức IPv4; dùng cơ chế đường ống và chồng kép.

Anycast: một loại gói thông tin IPv6, cho phép cập nhật hiệu quả nhất bảng dẫn đường cho một trong các nhóm máy chủ.

Dual stacking: cơ chế truyền IPv6 "Transition Mechanics for IPv6 Hosts and Routers"; đặc tả cơ chế chồng kép như một phương pháp chuyển đổi từ IPv4 sang IPv6 và hỗ trợ cho cả IPv4 cũng như IPv6 trong các máy chủ và bộ dẫn đường.

Dynamic Host Control Protocol (DHCP): chiến lược để giảm những vấn đề thường gặp do thiếu địa chỉ IP; cho phép định vị địa chỉ IP một cách tự động.

Internet Engineering Task Force (IETF): chịu sự giám sát của Ban Kiến Trúc Internet (IAB) thuộc Hiệp Hội Internet (IA); chịu trách nhiệm phát triển và triển khai các giao thức Internet.

Địa chỉ IP (địa chỉ Internet): xác định thông tin người gửi và người nhận trên các gói thông tin. Để có mặt trên Internet, một tổ chức cần có địa chỉ mạng. Địa chỉ trong phiên bản IPv4 là 32 bit; trong phiên bản IPv6 là 128 bit, gia tăng theo cấp số mũ số địa chỉ có thể có.

Multicast: cho phép truyền thông giữa một người gửi và nhiều người nhận. Trong IPv6, cho phép nhận dữ liệu băng thông cao như video và âm thanh.

Network Address Translation (NAT): chiến lược để giảm những vấn đề thường đi kèm với thiếu địa chỉ IP; cho phép truy cập đến những địa chỉ IP riêng, không đăng ký.

Nguồn tin từ PCworld

NHỮNG ĐIỀU TRÔNG ĐỢI Ở INTERNET

Internet đang sụp đổ rồi chăng? Điều đó phụ thuộc vào việc bạn nói chuyện với ai, và đối với họ Internet là gì. Nhưng có điều không thể chối cãi được là quan điểm chung của người sử dụng cho rằng Internet - hay ít nhất là World Wide Web - dường như đang bị sa lầy.

Các nhà quản lý hệ thống thông tin có thể thực hiện một số bước để đảm bảo chất lượng truy cập Internet cho người sử dụng trong nội bộ, cũng như hiệu quả tốc độ cho các Web server được truy cập bởi người sử dụng bên ngoài. Song vấn đề là Internet đã không được thiết kế để hỗ trợ cho số lượng người sử dụng cũng như các kiểu ứng dụng và dữ liệu hiện đang lưu thông trong Internet mà người sử dụng kỳ vọng có thể đáp ứng lập tức như ở các CD-ROM hoặc các ứng dụng trên máy tính để bàn của mình.

Ngày càng nhiều đoàn thể và cá nhân tham gia vào Internet thì hố sâu ngăn cách giữa những điều trông mong của họ và thực tại giới hạn của Internet cũng ngày càng rộng lớn thêm. Một số người sử dụng nói rằng Internet chậm và không đáng tin cậy. Nhưng khi bạn hỏi những người đã xây dựng Internet họ sẽ cho bạn con số phát triển lên trong suốt hai năm qua, và bạn phải sửng sốt về khả năng của nó.

Internet sẽ phải đáp ứng như thế nào? Cho dù có cải tiến tốc độ truyền và phần cứng đến đâu đi nữa, cho dù có bao nhiêu nghi thức linh hoạt cho 'net được đưa ra, thì chất lượng phục vụ sẽ vẫn là dưới mức kỳ vọng của người sử dụng. Còn có một nhu cầu cấp thiết đối với một phương thức phân phối dữ liệu mới (tương tự như vấn đề của Usenet) có thể đưa ra những nội dung gần với người dùng trước khi yêu cầu.

Khi các công ty và cá nhân bắt đầu đặt niềm tin vào Internet và Web thì họ đều mong chờ ở nó một dịch vụ có chất lượng cao.

Mọi người trông đợi rằng nó phải luôn luôn hiệu quả, bất kể họ đang làm gì, đang cố gắng chuyển e-mail cho ai, hay họ đang xem xét trang Web nào! Netscape FTP đã chuyển tải hàng triệu bản sao chép một giờ và thường là quá tải. Như vậy nó hoạt động có hiệu quả hay không thì cũng đã rõ.

Chờ đợi kết nối

Câu chuyện về sự thoái vị sắp tới của Internet là một chủ đề mà nhiều người đã nói bóng gió trong vài năm nay. Trong mục thư tín "Com-priv" trên Internet, người ta đặt câu hỏi rằng có phải Internet không phân phối được một cách thỏa đáng, và nếu vậy phải làm gì đây? (Mục thư tín Com-priv là nơi các nhà phát triển Internet, các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISPs= Internet service providers) và những người quan tâm khác thảo luận các vấn đề liên quan đến Internet thương mại)

Đối với người sử dụng cá nhân, việc dùng Internet thường mất thời gian chờ đợi để được kết nối tới một địa chỉ hay thực hiện truy tìm vì nó chậm chạp và luôn bận rộn.

Đó thực sự không phải là lỗi của Internet. Các chủ sở hữu cơ sở Web đã không cung cấp đủ năng lực theo đòi hỏi của người dùng. Họ có thể quyết định tăng sức mạnh cho server, nhưng đó là điều không chắc xảy ra trong phút chốc. Các nhà cung cấp địa chỉ Web chủ yếu như BBN Planet Corp., Digital Express Group Inc., và The Internet Co. theo dõi mức độ máy server một cách thận trọng, và nếu như một server không thể đáp ứng được đòi hỏi của người dùng, các công ty này sẽ khuyến cáo chủ nhân của nó nên mua máy mạnh hơn.

Vấn đề đối với phương án tiếp cận này là có lẽ nó đáp ứng không kịp thời. Nếu một khách hàng đến với bạn và phải bỏ đi, hoặc buộc phải chờ đợi quá lâu, họ có thể sẽ không bao giờ quay trở lại.

Khi các ISP và các nhà quản lý địa chỉ (site administrator) đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng thì nhiều người sẽ phải kinh ngạc về khả năng của Internet - một ngành công nghiệp phát triển qua 7 - 8 năm, từ chỗ không có gì lên đến 2.000 công ty cung cấp dịch vụ, và phải chăng nó vẫn đang hoạt động tốt? Đó là một điều kỳ diệu về sự lớn mạnh của Internet.

Cơ sở hạ tầng và các dịch vụ cơ bản cũng quan trọng như đường truyền và các máy Web server trong việc hình thành nhận thức của người sử dụng về chất lượng phục vụ.

Tuỳ vào vùng lãnh thổ và thời điểm trong ngày, những người sử dụng phải chờ một phút hoặc hơn để DNS (Domaine Name System = hệ thống tên vùng) tìm kiếm khi nhập URL (Uniform Resource Locator - địa chỉ Web) trong trình duyệt xét.

DNS lấy tên vùng, chẳng hạn như www.infoworld.com, mà người dùng nhập vào trong trình duyệt xét của họ và chuyển đổi thành các địa chỉ IP (Internet Protocol) tương ứng.

Điều đó có nghĩa là việc tìm kiếm DNS đã trở thành cửa xoay thực tế để vào các địa điểm Web, mà chất lượng dịch vụ của nó thì người chủ Web không thể thấy hay đảm bảo được.

Dĩ nhiên, nếu như cơ sở Web không thể đầu tư để cải tiến dịch vụ, dù từ quảng cáo, tiền đăng ký hay kinh phí nội bộ... thì sự tắc nghẽn khó có thể khắc phục. Nếu cộng đồng Internet quan tâm đến thông tin này thì có thể tìm thấy khoảng trống trên các máy chủ khác nhằm chia sẻ gánh nặng.

Trong chừng mực nào đó, điều mà người ta thường nói "đông đến nỗi không còn ai qua đó nữa" có thể xảy ra trên Internet. Nhưng với các doanh nghiệp đang cố gắng cung cấp truy cập không hạn chế tới các dịch vụ của họ trên Internet thì không phấn khởi chút nào.

Đáng tiếc là chẳng có cách gì cho những người sử dụng cá nhân cải thiện dịch vụ của riêng họ ngay tức thời thông qua một biểu tượng kiểu "Hãy lấy thêm 50 xu nữa và cho tôi dịch vụ tốt hơn". Chuyển sang nhà cung cấp dịch vụ có chất lượng cải thiện hơn có thể cũng chẳng giúp ích được gì.

Các giả thiết đánh giá

Một phần của vấn đề là ở các ứng dụng, một số không được coi là tốt theo khái niệm chất lượng dịch vụ. SMTP (nghi thức truyền thư đơn giản) biểu hiện là tốt, còn HTTP (nghi thức truyền siêu văn bản) thì không được như vậy.

Vấn đề khác nữa là những người dùng Internet đang thử chạy các ứng dụng cao cấp dùng dịch vụ mạng hiện không hỗ trợ họ.

Hầu hết những cải tiến trong Internet hiện nay đều ở mức độ hệ thống mạng, chúng ta đang khai thác Internet thế hệ thứ ba nhưng với các ứng dụng thế hệ thứ nhất. Các ứng dụng cần tốc độ truyền lớn như vậy sẽ mở ra và chấp nhận một mô hình phân bố: dữ liệu lặp và phân tán, đó là Usenet. Chuyển dữ liệu hàng ngàn dặm tạo ra nhu cầu tốc độ truyền và hiện chẳng có gì khác nhau khi người sử dụng lựa chọn các địa chỉ Web khác nhau.

Những người xây dựng Internet cũng phải kiểm tra lại các giả định mang ý nghĩa nào đó khi mà lúc đầu Internet chỉ là công cụ nghiên cứu và phòng thủ chứ không ứng dụng rộng rãi như ngày nay.

Giả định đầu tiên là bạn có thể xây dựng nên một hệ thống mạng và cho phép người sử dụng xem nó là nguồn tài nguyên chung. Theo thông tin từ các nhà phân phối dịch vụ Internet, hiện nay Cầu đã cao hơn Cung rất nhiều, đến nỗi những gì xây dựng xong là gần như lập tức bão hoà, không có khả năng làm thỏa mãn đầy đủ những đòi hỏi không ngừng của người sử dụng.

Giả định khác là do hệ thống mạng là một nguồn tài nguyên chia sẻ và đã được xây dựng quá nhiều, nên sự phân chia hiệu quả nhất có thể chấp nhận được, thực tế, là mô hình dịch vụ. Chúng ta ngày nay đi đến một hiện thực rằng không chỉ phân phát hiệu quả nhất là mô hình dịch vụ duy nhất. Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu mà hoạt động của họ đòi hỏi hiệu suất cao, thì các hệ thống mạng tiềm năng thấp không thể đạt những khả năng như vậy từ Internet tương lai, nhất là nếu các thế hệ tiếp theo của hệ thống mạng được xây dựng từ các nhà cung cấp dịch vụ Internet chỉ nghĩ đến số lượng khách hàng.

Khi thiết kế các thế hệ tiếp theo của hệ thống mạng, chúng ta cũng phải tính đến những trường hợp như khi một nhà thiên văn cần một vài megabits mỗi giây để điều khiển kính viễn vọng, hay các nhà nghiên cứu trong một khu rừng mưa với máy tính xách tay muốn giao tiếp với các cộng sự...

Các nghi thức, kế hoạch được hoàn thiện

Còn nhiều việc phải thực hiện để Internet làm việc tốt hơn cho hôm nay và ngày mai.

Cách thức mà HTTP của Web hiện đang hoạt động gây ra những vấn đề về tốc độ do một số đặc trưng của TCP/IP không thể thực hiện đúng lúc.

Internet không xử lý tốt các nghi thức (protocol) ở mức sử dụng cao. Các protocol không được thiết kế để hỗ trợ cho các mức độ này. Một cách giải quyết là phải hoàn thiện các protocol. HTTP phiên bản 1.1 và 1.2, các phiên bản tới của protocol truyền thông của Web sẽ phải đi một con đường dài để khắc phục các vấn đề hiện tại.

Đối với người sử dụng server, các nhà phân phối dịch vụ Internet sẽ không cần địa chỉ IP cho mỗi tên vùng. Chúng ta sẽ có các kết nối bền bỉ, bạn có thể chuyển cả loạt biểu tượng hoặc các tập tin nhỏ một lúc chứ không cần từng kết nối tách biệt cho mỗi file.

Caching (truy nhập nhanh) cũng được cải tiến trong HTTP phiên bản 1.1, và một đặc tính cho phép tường trình các xung đột trong vùng truy nhập nhanh sẽ có trong HTTP 1.2.

Sử dụng HTTP 1.1 sẽ hầu như khắc phục được hiện tượng thất lạc khoảng 20% bó được truyền hiện tại. Vì thế mọi người nên chuyển sang các phiên bản mới của HTTP trong server và trình duyệt xét càng sớm càng tốt.

Còn có gánh nặng khác đè lên các nhà phân phối dịch vụ Internet và các công ty viễn thông đang hỗ trợ hoặc sẽ phân phối dịch vụ Internet.

Các nhà cung cấp Internet tự họ cần phải thực hiện thận trọng và tuần tự trước hết. Với giao dịch qua đại dương tăng 100% một năm, các hệ thống cáp ngầm dưới biển sẽ ngày càng gặp nhiều khó khăn. Dự đoán một số nhà phân phối dịch vụ Internet sẽ kết hợp với nhau mua hệ thống cáp riêng.

Tổ hợp các sự nâng cấp liên tiếp đối với router và backbone về lý thuyết thì dường như đạt được một điều gì đó, song trong thực tế thì chỉ tạo điều kiện phát triển và bão hòa. Các công nghệ mới, các cải tiến protocol, và việc thiết kế lại chuyển động dữ liệu có lẽ mang nhiều ý nghĩa thiết thực hơn. Tuy nhiên, tất cả đều là dự kiến của các nhà phân phối dịch vụ Internet và các công ty viễn thông, chưa có gì an ủi được người sử dụng trong thời gian ngắn.

Và TCP cũng sẽ cần phải hoạt động.

Trong một thời gian ngắn nữa TCP/IP sẽ hoạt động tốt. Nhưng về lâu dài, một số cải tiến, bao gồm IPv6, sẽ cải thiện chất lượng dịch vụ của IP backbone.

Dịch vụ bảo đảm

Hầu hết các chuyên gia Internet đều đồng ý rằng bản chất truyền thống chia sẻ-nhưng-không bảo đảm của dịch vụ Internet là không đáp ứng được nhiều nhu cầu sắp tới. Thêm vào đó, đa số khách hàng cần sự bảo đảm trong dịch vụ về các mức độ sẵn sàng, tốc độ, tiềm năng...

Khi Internet hoàn hảo, chúng ta sẽ thấy bước chuyển từ các mức độ dịch vụ "mặc định" sang tình trạng quan hệ hợp đồng của các nhà phân phối dịch vụ Internet nhằm tạo các mức độ dịch vụ bảo đảm cho truyền thông giữa các nhà phân phối.

Nhiều nhà phân phối dịch vụ Internet đang xem xét một số kiểu tính giá trên mức độ sử dụng: khách hàng trả tiền dựa trên mức độ sử dụng bình thường hàng tháng, trả tiền theo bó, hoặc một cách khác là dựa trên mức độ tải được xác nhận.

Để đưa ra các loại dịch vụ khác nhau, các ISP cần công nghệ cơ bản thích hợp. MIT (Viện Công Nghệ Massachusette) đang thử nghiệm mô hình nhận biết khả năng được phân phối.

Bạn có thể có hai TCP thông qua mạng và thiết lập tốc độ truyền tải mà mỗi TCP cần đạt, chẳng hạn 10 megabit/giây cho TCP thứ nhất, và 1/2 megabit/giây cho TCP thứ hai. Và bạn có thể xác định khả năng của mỗi TCP làm cơ sở để tính giá chênh lệch.

Còn một nhu cầu cấp thiết nữa là cách kiến trúc dữ liệu khác để phân phối thông tin, nếu không thì dù có thêm tốc độ truyền bao nhiêu cũng không đủ. Chúng ta sẽ có một kiểu kiến trúc dữ liệu Web thành công khi 80% giao thông được đáp ứng.

Các nỗ lực nhằm cải thiện tốc độ và độ tin cậy sẽ giúp giải quyết được nhiều vấn đề cốt lõi của Internet ngày nay. Nhưng Internet vẫn tiếp tục hoạt động tốt ở nơi này và không tốt lắm ở nơi kia bởi vì người ta đòi hỏi ở nó các dịch vụ mà nó không được xây dựng để thực hiện và những sản phẩm mà nó không hỗ trợ. Ngay cả các nhà cung cấp dịch vụ Internet lớn cũng không đáp ứng được đầy đủ. Netcom On-Line Communications Services Inc., một nhà cung cấp tầm cỡ quốc gia (Mỹ), mới đây vừa bị trục trặc làm 400.000 người dùng của họ không truy cập được Internet trong hơn 12 tiếng đồng hồ vào một ngày giữa tháng 6.

Điều cần thiết bây giờ có lẽ là việc đưa ra nhiều mức độ dịch vụ và giá cả - hoặc là, cuối cùng thì cũng phải tạo ra một kế thừa cho Internet hiện tại, có khả năng đáp ứng tốt hơn các nhu cầu về xa lộ dữ liệu cho người dùng kết hợp và cho người tiêu dùng trong thập kỷ tới.

Lịch sử ghi nhận về Internet

Chúng ta không còn ở thời kỳ mà một đường truyền chủ yếu bị đứt làm tất cả những người dùng từ bờ Đông không liên lạc được đến bờ Tây đại dương.

Theo các nhà cung cấp dịch vụ Internet hàng đầu, các nhà phát triển protocol và các chuyên gia Internet khác thì hiện Internet đang mở rộng quy mô lưu thông, trung bình từ 5 đến 10 phần trăm mỗi tuần.

Các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP - Internet Service Provider) tiếp tục nâng cấp backbone (đường mạch chính) của họ lên tốc độ T3 (45 Megabit/giây) và OC3 (155 Megabit/giây). Còn những nhà cung cấp không nâng cấp backbone hay các kết nối với các ISP khác thì thường trở nên yếu kém. Điều này cũng xảy ra với các hub cũ như NAPs (National Attachment Points), MAEs (Metropolitan Area Exchanges), FIXes (Federal Internet Exchanges) hoặc CIXes (Commercial Internet Exchange). Còn các nguồn đắt tiền và hạn chế khác như đường thông tin liên đại dương cũng đã trở nên quá tải.

Tuy nhiên, theo các nhà quan sát thì công nghệ đường truyền và các dịch vụ chuyển tải cần có khả năng phát triển gấp hàng chục lần về mức độ giao thông. Dĩ nhiên các ISP và những người phối hợp mạng (network "meet point") phải tiếp tục nâng cấp thiết bị của mình.

Một số protocol của Internet, như TCP/IP và SMTP được đánh giá tốt, còn những cái khác như HTTP thì không. Các phiên bản mới hơn và protocol mới có thể xử lý tốt hơn các lưu thông mức độ cao.

Tuy vậy, hầu hết mọi người đều tin rằng, cách thức cung cấp dịch vụ của Internet hiện tại, như phân phối hết khả năng (best-effort delivery) sử dụng nguồn tài nguyên chung, không thể cung cấp lưu lượng và tiềm năng bảo đảm cho nhu cầu của các ứng dụng mới đòi hỏi tốc độ cao như điện thoại Internet hay videoconferencing. Những gì cần thiết là cung cấp dịch vụ Internet bổ sung, bảo đảm tốc độ truyền nhanh hơn, và dĩ nhiên, sẽ phải chịu một giá cao hơn.

Tắc nghẽn nhưng vẫn hoạt động

Nếu như Internet thực sự bị bít kín hay tắc nghẽn nhưng vẫn đòi hỏi nó thực hiện một điều gì đó thì ta thực sự sửng sốt khi nó vẫn hoàn thành được.

Dĩ nhiên Internet bị bít kín và tắt nghẽn ... và nó đã luôn luôn như vậy. Điều đó phụ thuộc vào việc bạn đang so sánh nó với cái gì. Việc sử dụng dĩ nhiên thay đổi theo thời gian trong ngày.

Nhiều người cảm thấy Internet vận hành rất tốt, tùy theo tình huống.

Trong tất cả các cuộc thảo luận về sự sụp đổ đang lơ lửng trên đầu và các kết nối chậm chạp, một số người vẫn nói rằng đã nhận được dịch vụ tốt hơn trong những năm gần đây. Điều đó không chứng minh rằng mọi sự đang tốt hơn, nhưng cũng không ủng hộ cho những dự đoán về một sự kết thúc sẽ xảy ra.

Cũng khó đưa ra những kết luận chung, bởi vì Internet không phải là một thực thể đơn độc. Backbone của Internet không thể suy sụp bởi vì không chỉ có một Internet backbone duy nhất mà mỗi nhà phân phối có backbone riêng của họ. Digital Express, chẳng hạn, vừa hoàn tất việc phát triển vòng cung tốc độ DS3 (45 Megabit mỗi giây) xuyên suốt hầu khắp Hoa Kỳ.

Hỗ trợ cho một backbone mạnh

Không phải tất cả các vấn đề về tốc độ đều chồng chất lên backbone của nhà cung cấp. Có nhiều lý do sinh ra sự tắc nghẽn. Hệ thống chủ (host) quá tải; các tuyến truy cập hệ thống chủ bị quá tải hoặc khả năng quá thấp đối với nhu cầu đặt lên nó.

Có các trường hợp tắc nghẽn, như NAPs chẳng hạn, và không phải tất cả các mạng backbone trong hơn 100.000 mạng của Internet được mở rộng cùng tốc độ. MCI đã triển khai một backbone OC3 (155 Megabit/giây), các ISP khác cũng đang tiếp bước, và tất cả đang hướng tới OC12 với tốc độ chừng gigabit.

Internet có những vùng hoạt động tốt và những vùng yếu. Có những nơi bạn sẽ thấy đến 30% bó thông tin bị thất lạc và bạn chẳng thể lấy được gì hoàn thiện. ở các chỗ khác (có kiến trúc dữ liệu tốt) mọi việc rất trôi chảy. Điều này thường phản ánh qua chi phí bạn phải trả cho kết nối mạng. Nhà phân phối A chỉ lấy 300 USD mỗi tháng cho 56Kbps frame relay, trong khi nhà phân phối B là 500 USD. Sự khác biệt có lẽ sẽ là tốc độ và độ tin cậy. Bạn sẽ nhận được tương xứng với số tiền bạn bỏ ra.

Các đường truyền (router) quản lý NAP và các điểm kết nối khác rất khó khăn trong việc theo được tốc độ (với các nâng cấp backbone của các nhà phân phối) để cho các nâng cấp này không nhất thiết phải hỗ trợ cho tốc độ tổng thể của Internet. Một số yếu tố khác cũng gây áp lực cho NAP như sự gia tăng nhanh chóng về lưu lượng âm thanh và hình ảnh trên Internet, tăng lưu lượng từ châu á, châu Phi và châu Âu. Hiện tại cũng không ít trường hợp 20% bó thông tin bị thất lạc tại các điểm trao đổi, làm cho người dùng cuối thấy rằng Internet chậm chạp hơn.

Phương thuốc hiện đại

Các chuyên gia Internet kỳ cựu khác xem xét những vấn đề tồn tại của Internet và nói rằng họ mong nó tốt được như những ngày xưa. Họ muốn nói đến những ngày ban đầu của Internet. Ngày đó các vấn đề trục trặc chỉ ảnh hưởng đến một nhóm nhỏ người sử dụng. Chúng ta không còn ở thời kỳ mà một đường truyền chủ yếu bị đứt làm tất cả những người dùng từ bờ Đông không liên lạc được đến bờ Tây đại dương.

TCP đã làm việc kém đến nỗi Internet thực sự tắc nghẽn. Chưa bao giờ có hiện tượng như vậy với công nghệ truyền. Công nghệ vẫn luôn vận hành tốt, nó không phải là nguyên nhân của trục trặc. Mọi sự tắc nghẽn là do nguyên nhân khác, chẳng hạn không đủ tài nguyên.

Giới trí thức Internet giáo điều chứ không hiện thực

Niềm tin của giới trí thức Internet đang tụt hậu so với thời đại và những lệch lạc với thực tại ngày càng tăng. Vấn đề là chúng ta cần biết thực tế về Internet trong khi giới này lại không quan tâm đến chúng.

Đã có một số sự kiện về sự sụp đổ sắp xảy ra của Internet, nhưng giới trí thức cho là: "Internet chưa bao giờ sụp đổ. Chúng ta đang đâm thọc vào các tín điều, vào cái đã phụng sự chúng ta hàng chục năm qua. Hãy xem kết cục vào lúc 11 giờ đêm".

Điều gì đã làm chúng ta nghĩ về sự sụp đổ không nhằm mục đích khác hơn là làm mất uy tín của giới trí thức này và niềm tin của họ. Tiếp theo đó ta có thể cám ơn họ đã xây dựng nên Internet và nó đã thành công xa hơn những giấc mơ hoang tưởng, rồi chúng ta lại nói tiếp: "Hãy về nhà và phát minh ra một thứ gì đó khác kỳ diệu bằng một nửa Internet thôi!"

Internet ngày nay thiếu sự an toàn, các hệ thống quản lý, cơ cấu lập hoá đơn thích hợp, và các bảo đảm về chất lượng phục vụ. Chúng ta thường xuyên nghe giới trí thức nói rằng muốn giải quyết các thiếu hụt này có nghĩa là ta không "có nó".

Không ai ở những nơi cỡ như MIT (Viện Công Nghệ Massachussete) hoặc Harvard dám can đảm thú nhận một sự thật đơn giản là Internet bị què quặt theo những chiều hướng đó, bởi vì các nhà nghiên cứu đã xây dựng Internet trong một thời gian dài, và đã từng thấy rằng sự an toàn, quản lý và lập hoá đơn là rất đơn điệu. Còn chất lượng dịch vụ, chúng ta đã làm tất cả những gì để Internet chuyển tải e-mail dạng ASCII, chưa kể đến tiếng nói và hình ảnh tương tác hai chiều.

Hiện nay Internet đã vươn lên lớn mạnh, thành công, quan trọng, và là một Internet có sức mạnh công nghiệp, vững chắc, quản lý bằng các sự kiện, và trả tiền theo mức sử dụng, với chất lượng dịch vụ ngày càng tăng chứ không giảm. Vì thế hãy cứ tiếp tục với nó trước khi có thảm họa sụp đổ.

Trong hầu hết các báo cáo mới đây, giới trí thức Internet vẫn tiếp tục phủ nhận mọi mối đe dọa sắp xảy đến sẽ làm sụp đổ backbone của Internet. Họ nói rằng Internet vẫn còn tốt, thậm chí Internet cũng chẳng có backbone. Tốc độ và độ tin cậy của Internet thì từ xưa đến giờ cũng vẫn thấp như vậy. Rồi họ nói rằng sự xuống dốc của tốc độ là tại các server bị bận rộn.

Việc Internet hoàn thành nhiệm vụ tốt hay không còn tùy vào nơi bạn nhận dịch vụ này. Rồi họ lại nói rằng TCP/IP đang làm việc tốt, còn HTTP thì chưa được như vậy. Sau đó họ lại cho rằng những cố gắng của TCP/IP là không đủ.

Họ nói: "Đừng lo, các đường truyền (router) của Internet có thể xử lý hệ số 10 khác trong lưu thông". Điều gì sẽ xảy ra khi các router của Internet không thể vận hành các lưu thông trên Internet nữa, và điều này sẽ xảy ra với nhịp độ lưu thông này cứ tăng từ 5 đến 10% một tuần, trong vòng từ sáu tháng đến một năm tới.

Nhưng chúng ta đã từng nghe trong suốt một thời gian dài là Internet trưởng thành rất nhanh, thế thì tại sao sự lớn mạnh mau lẹ này lại làm các nhà trí thức sửng sốt?

Nhóm Routing Arbiter xác nhận sự thật mà hầu hết người sử dụng đều biết: Internet đang ngày một tồi hơn. Tỉ lệ bó tin bị thất lạc giữa các nhà cung cấp dịch vụ lớn ngày càng tăng, đầu tiên hồi tháng 12/95 là 10%, rồi bây giờ là 20%, 30%, 40% và còn cao hơn nữa.

Các sự kiện này là sai chăng? Hay chưa được thích đáng? Liệu giới trí thức có chịu ngưng cái ngón giáo điều ngớ ngẩn để bắt đầu đối mặt với các sự kiện chăng?

Nếu như Internet thực sự đang có hàng chục triệu người sử dụng, như các nhà trí thức nói, thì liệu mỗi ngày có bao nhiêu lần một người này hay người khác trong số họ nói mơ hồ rằng server mà họ đang cố gắng truy xuất đến là không tồn tại, không phản ứng hoặc từ chối yêu cầu bằng một thông báo như: "Xin hãy kiểm tra lại các yêu cầu và cố gắng thử lại vào một lúc khác!". Và bao nhiêu lần một ngày họ phải chờ đợi trong hư không cho đến khi Internet tải đầy đủ? Liệu chúng ta có thể có các protocol và công cụ để làm cho các thông báo lỗi ngày càng tăng của Internet trở nên dễ hiểu hơn?

Hàng triệu người trong chúng ta đang chờ xem hồi kết cuộc lúc 11 giờ đêm!

Nguồn tin từ PCworld

ĐIỆN ĐÀM QUA INTERNET

Điện thoại Internet (Internet telephony) là sự tích hợp tiếng nói/dữ liệu và là cơ hội giảm phí điện đàm cho bạn.

Cụm từ "Internet telephony" thường gợi lên hình ảnh những tay ham mê máy tính cắm bo mạch âm thanh vào PC của họ để có thể trò chuyện "miễn phí" với các đồng minh trên toàn thế giới vào những giờ rảnh rỗi. Hay như những kẻ vụ lợi tranh thủ các cuộc gọi điện thoại quốc tế rẻ tiền được thực hiện mỹ mãn qua Internet. Hãy loại bỏ những ý tưởng đó ra khỏi đầu bạn vì chúng đã cổ xưa rồi.

Điện thoại Internet đang nổi lên như một công cụ truyền tải tiếng nói và fax trên thế giới với cước phí rẻ. Và không chỉ có thế, các hãng còn nhìn thấy nhiều lợi ích khác từ những ứng dụng kết hợp tiếng nói và dữ liệu truyền qua các mạng dùng giao thức Internet (IP - Internet Protocol), cho phép họ hỗ trợ các trung tâm điện đàm dùng Web, và tổ chức hội đàm trao đổi cả tiếng nói lẫn dữ liệu trên bảng động (live whiteboard).

Nhiều nhà sản xuất, từ Lucent Technologies Inc., Micom Communications Corp., cho đến Array Telecom Inc. đang hướng đến các cổng điện thoại Internet và phần mềm cho môi trường truyền thông và cộng tác, đưa điện thoại và fax đến gần với Internet. Một số hãng truyền thông và các nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP - Internet Service Provider) nhỏ đang tận dụng những đặc tính của các sản phẩm này để cung ứng các dịch vụ fax và điện đàm qua Internet.

Các hãng truyền thông và ISP lớn còn lừng khừng với lời than phiền về một số vấn đề trong việc tích hợp và thiếu thiết bị truyền thông tầm cỡ. Nhưng bạn có thể trông chờ sự đổi ý của họ khi các hãng nhỏ trong ngành thúc ép và khi có nhiều thiết bị được đưa ra ứng dụng hơn.

Ngành điện thoại Internet

Tính kinh tế của điện thoại Internet rất hấp dẫn. Nó cho phép tăng hơn từ 5 đến 10 lần các cuộc điện thoại qua cùng một dải tần so với điện thoại chuyển mạch thông thường, và thậm chí còn nhiều hơn đối với truyền fax. Điều này khiến cho cước phí các cuộc gọi đường dài có thể giảm đi một nửa hoặc hai phần ba. Bạn còn tiết kiệm được hơn nữa đối với các cuộc gọi quốc tế, và đặc biệt là các dịch vụ truyền fax hoặc thông điệp, nhờ chúng không đòi hỏi đáp ứng thời gian thực (real- time) như các cuộc điện thoại.

Những công ty phải chi 10.000 USD hàng tháng cho điện thoại và fax giữa các địa điểm có thể thu hồi vốn đầu tư cho máy chủ điện thoại Internet ở mỗi địa điểm trong vòng không quá một năm nếu họ chỉ sử dụng các cuộc gọi đường dài, khoảng chừng 3 tháng nếu phải gọi cho một hay nhiều nơi ngoài nước. Họ sẽ tiết kiệm được chừng 30-40% đối với các cuộc gọi quốc nội, và khoảng 50% cho các cuộc gọi quốc tế.

Điện thoại Internet đang trở thành thực tế. Theo một nhà tư vấn hàng đầu trong ngành điện thoại Internet, đến cuối năm 1997 sẽ có ít nhất là 50 trong số 500 công ty lớn sử dụng các sản phẩm điện thoại Internet. "Fax qua Internet" sẽ là một trong những ứng dụng quan trọng nở rộ đầu tiên nhờ không gặp vấn đề thời gian thực như của điện đàm, và do nó chiếm tỉ lệ trung bình khá lớn (khoảng 40%) trong chi phí điện thoại (tính trên 1,000 công ty hàng đầu nước Mỹ). Và người ta dự báo rằng điện đàm - công nghệ đòi hỏi thời gian thực - sẽ là bước ứng dụng tiếp theo.

Những chướng ngại

Cần phải thừa nhận rằng có một số trở ngại trong việc triển khai và ứng dụng điện thoại Internet. Thứ nhất, tiếng nói có thể không có được chất lượng thực (toll quality), đặc biệt nếu như dải tần bị hạn chế hoặc nếu khả năng của mạng không đủ mạnh gây mất mát các gói thông tin trên đường truyền tải. Hiệu ứng trễ (latency) - sự chậm trễ do mất thêm thời gian cho việc số hóa, nén và "đóng gói" thông tin, và do truyền các gói thông tin này qua mạng và các bộ dẫn đường (router) - chắc chắn sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng âm thanh.

Tuy nhiên, người dùng cũng có thể chấp nhận các cuộc gọi chất lượng không cao, như đã xảy ra đối với trường hợp điện thoại di động (cellular). Hơn nữa, chất lượng điện đàm Internet đang trở nên tốt hơn, đến tháng 6/1997 nó đạt khoảng 85% chất lượng thực, tăng 65% so với đầu năm.

Chất lượng đang tiếp tục được cải tiến. Việc sử dụng các sản phẩm ở mức máy chủ thay vì dùng các card âm thanh thông thường trên máy PC đã cung cấp sức xử lý cần thiết để giảm thiểu hiệu ứng trễ và cho âm thanh chất lượng cao.

Công nghệ điện thoại Internet sử dụng trong các mạng và ứng dụng cộng tác cũng cần có các tính năng điện thoại truyền thống, chẳng hạn như hội thảo, chuyển cuộc gọi, v.v..., kể cả các hệ thống kế toán và gởi trước phiếu thanh toán. Các dịch vụ này sẽ phải tích hợp với các PBX và các nhà phân phối cuộc gọi tự động (ACD - Automatic Call Distributor). Họ đang phân phối các sản phẩm đáp ứng một số vấn đề này, tuy rằng việc tích hợp với các PBX và ACD chỉ có thể là việc trong tương lai.

Hơn nữa, các ISP và các hãng truyền thông sẽ cần các thiết bị có quy mô như các hệ thống chuyển mạch điện thoại hiện nay - có khả năng hỗ trợ không chỉ hàng chục hay hàng trăm cuộc gọi đồng thời, mà là hàng chục ngàn cuộc gọi. Điều này còn chưa hiện thực, nhưng người ta hy vọng sắp có những hệ thống chuyển mạch điện thoại Internet lớn của các nhà sản xuất tầm cỡ như Alcatel Telecom, Lucent, Northern Telecom Inc., và Vienna Systems. Một phát ngôn viên của MCI Communications Corp. cho rằng các hệ thống chuyển mạch như thế sẽ xuất hiện đầu tiên vào quý I năm 1998.

Vấn đề khác, như thông thường, là các hệ thống tiêu chuẩn. Về phía máy khách, chuẩn H.323 đã được chấp nhận, và hầu hết các nhà sản xuất đều tuân thủ chuẩn này. Các chuẩn cho cổng liên mạng (nối các mạng dùng giao thức Internet với các mạng điện thoại thông thường) sẽ ra đời trễ hơn.

Máy chủ điện thoại Internet

Hiện giờ bạn đã có thể trang bị cho mạng của mình các cổng liên mạng từ nhà cung cấp để áp dụng kỹ thuật điện thoại Internet trong nội bộ công ty. Phần mềm và phần cứng cần thiết đều có thể mua được từ hàng lô nhà cung cấp, trong đó có những hãng được liệt kê ở bảng kèm theo.

Các sản phẩm kiểu card hay kiểu máy chủ không chỉ để xây dựng các hệ thống điện thoại Internet, mà còn cho phép tích hợp chúng với các mạng PBX, LAN, và ACD hiện có. Nói chung, các sản phẩm này hỗ trợ kỹ thuật xử lý tín hiệu số, số hóa và nén/giải nén tín hiệu tiếng nói (loại tương tự), và các cổng nối mạng dùng giao thức IP với mạng điện thoại công cộng (xem hình vẽ). Một số máy chủ và cổng liên mạng cũng có các tính năng kế toán.

Chúng ta hãy thử tham khảo một số ý kiến thực tế. Dave Pearson, trưởng phòng công nghệ mới của The Boston Globe, rất quan tâm đến sản phẩm này. Ông muốn dùng điện thoại Internet để giảm chi phí và cải tiến dịch vụ khách hàng ở hai trung tâm điện thoại của Globe chuyên giải quyết việc đăng ký sử dụng và đăng quảng cáo của khách hàng. Ông cũng muốn dùng nó hỗ trợ cho việc liên lạc điện thoại giữa 40 cơ sở của Globe ở Massachusetts.

Khi khách hàng vào Web site của Globe để đăng quảng cáo, Pearson muốn cho người khách chỉ cần nhấp chuột trên biểu tượng thích hợp là có thể liên lạc điện thoại được với đại diện bán hàng. "Tôi muốn một mạng duy nhất", ông nói. "Chúng tôi sử dụng công nghệ trả lời bằng tiếng nói theo kiểu tương tác để giảm chi phí và nâng cao chất lượng dịch vụ. Tôi xem Internet như là một phương tiện khác, chứ không hoàn toàn thay thế phương tiện cũ, để đến với khách hàng."

Tất nhiên, tiền bạc cũng là một động cơ. "Chúng tôi sử dụng Centrex. Phí cài đặt cho một đường Centrex ISDN (mạng dịch vụ tích hợp dùng kỹ thuật số) khoảng 800 USD, và thêm vài trăm USD nữa cho chiếc điện thoại có màn hình. Thật là hấp dẫn, nếu như giảm được chi phí", theo lời Pearson, "nhưng còn quá sớm để khẳng định rằng điện thoại Internet sẽ giúp tiết kiệm chi phí, hay chỉ giúp tạo ra dịch vụ khách hàng tốt."

ý kiến từ những người đã sớm thiết lập các hệ thống này cho thấy ít nhất là chúng cũng giúp tiết kiệm chi phí.

Ví dụ, hãng Lucent cho biết một công ty ở Đức, khách hàng dùng cổng liên mạng điện thoại Internet của họ, trước đó gặp rắc rối về vấn đề thuê nhân viên quản lý dịch vụ khách hàng ngoài giờ hành chính. Giờ đây công ty này thuê nhân viên ở Florida và dùng các hệ thống điện thoại Internet của Lucent để xử lý liên lạc điện thoại và máy tính giữa Florida và Đức, làm giảm đáng kể chi phí liên lạc đường dài.

Jablon của IBM cho biết nhóm của ông đã xem xét các cổng điện thoại Internet của một số công ty trước khi quyết định cài cổng liên mạng của VocalTec Ltd. ở 4 văn phòng, với 4 đường dây trực tuyến bắt đầu hoạt động vào mùa hè này. Trong nỗ lực tìm hiểu xem các khách hàng của IBM sẽ sử dụng công nghệ này như thế nào và những cơ hội kinh doanh nào có thể có, nhân viên của họ ở các văn phòng đang sử dụng thiết bị điện thoại Internet để hỗ trợ cho các cuộc đàm thoại.

"Mọi người đã ngạc nhiên về chất lượng các cuộc gọi - sự ngạc nhiên thú vị, nó tốt hơn điện thoại di động", Jablon nói. Ông cho rằng công nghệ này cũng cần thiết cho môi trường viện và trường học, nó hỗ trợ liên lạc tiếng nói và dữ liệu qua một đường dây duy nhất cho hàng nghìn người dùng, có thể nằm phân tán".

Các hãng truyền thông

Có một số dịch vụ hạn chế do các ISP lớn cung cấp, đặc biệt là PSINet Inc., kết hợp với NetCentric Corp. để cung cấp dịch vụ chuyển fax với cước phí thấp nhờ sử dụng kỹ thuật truyền fax số hóa ở dạng các gói thông tin TCP/IP qua mạng dữ liệu của PSINet.

Nhưng hầu hết những bước triển khai nhiều hứa hẹn nhất lại do các hãng nhỏ thực hiện. Ví dụ GXC đang xây dựng mạng "xương sống" (backbone) điện thoại Internet dựa trên cổng của Vienna Systems - nhà sản xuất máy chủ thực hiện chức năng cổng liên mạng và xử lý các cuộc gọi điện thoại Internet kiểu PBX. Hãng sẽ bán lại dịch vụ này cho các hãng truyền thông khác để họ cung cấp dịch vụ điện thoại và fax giá hạ cho người dùng cuối.

Mạng đầu tiên sẽ có 8 cổng ở các nước khác nhau, bao gồm Mỹ, Đức, Israel, Nhật, Hàn Quốc, New Zealand và Anh, và sau đó số cổng sẽ nhanh chóng tăng lên.

Lĩnh vực kinh doanh này có vẻ đang bùng nổ. Dịch vụ của GXC bắt đầu vào tháng 6/1996 - họ là hãng đầu tiên thực hiện và thu tiền điện thoại Internet - và giờ đây đang quản lý khoảng 200.000 phút sử dụng một ngày, mà chỉ dùng 15% công suất của GXC, với tốc độ tăng trưởng gấp đôi hàng tháng. Hoạt động của GXC phần nào cho thấy sự phát triển nhanh chóng của ngành điện thoại Internet.

Rimnet Corp. ở Tokyo là một khách hàng khác của Vienna Systems. Công ty này đã triển khai các cổng IP tại 6 thành phố lớn nhất của Nhật Bản, với 600 đường liên lạc nối từ những cổng này vào mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) của nước này - đủ để phục vụ khoảng 9000 người dùng. Các cuộc gọi qua mạng của Rimnet có cước phí khoảng 60 Yen cho 3 phút, cỡ một nửa cước phí tối đa cho cuộc gọi đường dài trong những vùng này.

Theo chủ tịch Rimnet, người dùng cho biết chất lượng cuộc gọi đạt khoảng 70-90% chất lượng điện thoại thông thường, và có 85% người dùng cho rằng chất lượng tốt hơn điện thoại di động. Tại Mỹ, các ISP và hãng truyền thông có tên tuổi không vội vàng vào cuộc mặc dù họ không phủ nhận điện thoại Internet. PSINet có cung cấp dịch vụ fax Internet, nhưng không hứa hẹn gì về điện thoại Internet trong tương lai gần. Họ cho rằng không có trở ngại ở công nghệ nền tảng, mà có vấn đề lớn trong việc tích hợp các mạng điện thoại Internet với hệ thống tính cước. Quy mô hệ thống cũng là vấn đề còn ngỏ.

Các hãng truyền thông như AT&T, MCI, và Sprint Corp. thì có để mắt đến và thử nghiệm điện thoại Internet, nhưng họ không thể đưa ra khai thác dịch vụ này chừng nào chưa có các bộ chuyển mạch cỡ lớn. MCI chẳng hạn, hiện đang dùng Wintel-card của DiaLogics Corp. "Nó làm việc tốt, nhưng bị hạn chế về dung lượng giống như đường T-1", ông Robert Hagens - Giám đốc Công nghệ Internet của MCI phát biểu. "Bạn không thể cung cấp dịch vụ cho 100,000 khách hàng với thiết bị như thế được."

Ông Hagens nói MCI đang chờ các nhà cung cấp cỡ như Nortel đưa ra các bộ chuyển mạch dành cho truyền thông. Một phát ngôn viên của MCI cũng nói rằng người sử dụng có thể thấy các đợt thử nghiệm vào Quý III năm 1998.

Trong khi đó, Sprint cho rằng việc thiếu các bộ chuyển mạch cho hãng truyền tải gây khó khăn cho sự phát triển kinh doanh điện thoại Internet. Họ nói các chi phí cho việc kinh doanh này còn chưa rõ ràng: do cổng liên mạng dành cho các ISP lớn vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm beta nên họ không đủ thông tin để thiết lập mô hình chi phí nhằm xác định kỹ thuật nào kinh tế hơn.

AT&T đi trước một bước so với các đối thủ của mình. Hãng truyền thông này đang xem xét 4 hạng dịch vụ: "Hạng A" - liên lạc đường dài chất lượng thực của mạng PSTN, cho đến "Hạng D" - nối các cổng liên mạng từ/đến mạng Internet. "Chúng tôi cho rằng điện thoại Internet là một cơ hội có tiềm năng lớn", phát ngôn viên AT&T nói, mặc dù ông cũng nói thêm rằng AT&T chỉ mới có những ý tưởng "sơ khai" về hình thức hoạt động của dịch vụ này.

Những người lạc quan nhìn thấy ở điện thoại Internet khả năng kết hợp tiếng nói và dữ liệu, vấn đề mà người ta đã bàn luận quá nhiều mà vẫn chưa kết thúc. Khi công nghệ này được ứng dụng rộng rãi, sẽ xuất hiện lớp ứng dụng mới hòa trộn tốt nhất dữ liệu và tiếng nói, chẳng hạn những trung tâm điện thoại và chia sẻ dữ liệu bằng công nghệ WEB. Người ta cũng sẽ sử dụng điện thoại Internet để hội đàm, kết hợp với thuyết trình bằng hình ảnh và trao đổi dữ liệu.

Những công dụng khác có thể dành cho các bộ phận, nhân viên làm việc ở xa văn phòng chính, chẳng hạn như đại diện bán hàng ở nước ngoài, liên lạc điện thoại về văn phòng chính qua Internet thay vì chỉ trao đổi các thông điệp và dữ liệu như trước đây.

Đã đến lúc người dùng có thể bắt đầu thử nghiệm. Bạn hãy xem xét lưu lượng thông tin liên lạc của bạn, đặc biệt là truyền fax và điện thoại quốc tế, để tìm ra chỗ nào có thể ứng dụng điện thoại Internet.

Điểm hay của điện thoại Internet là các công ty có thể thiết lập dần dần, từ văn phòng này qua văn phòng khác, chứ không nhất thiết phải làm đồng loạt.

Một điều rất rõ ràng: nếu cước phí fax và điện thoại quốc tế hàng tháng của bạn khá lớn, hãy xem xét ngay vấn đề sử dụng điện thoại Internet. Nếu cước phí bạn đang phải trả không đáng cho bạn sử dụng các máy chủ riêng, hãy thăm dò nhà cung cấp dịch vụ Internet bạn đã biết, nên để ý đến những nhà cung cấp mới và các hãng truyền thông nhỏ - họ có thể cung cấp dịch vụ này trong những vùng bạn cần.

Mô hình làm việc của Điện thoại Internet

(1) Người dùng 1 quay số điện thoại thông thường cho Người dùng 2. PBX sẽ dẫn cuộc gọi này đến ITS 1, xem nó một nút PBX.

(2) ITS 1 truyền cuộc gọi qua Internet đến ITS 2.

(3) ITS 2 nối cuộc gọi này thông qua PBX liên quan với nó. Cuộc gọi này tiếp tục được thực hiện như là đang gọi qua mạng điện thoại bình thường. Các cuộc chuyển fax cũng được xử lý như vậy.

Nguồn tin từ PCworld

HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ INTERNET

Các nhà sản xuất đang nổ lực tích hợp Internet với hệ điều hành thế hệ mới của mình

Từ nay, một hệ điều hành mới phải cho phép truy cập Internet một cách liền mạch và người dùng có thể mở tập tin của mạng toàn cầu này như mở tập tin trong đĩa cứng cục bộ của mình, chưa nói đến khả năng của máy tính cầm tay (laptop) nối với các mạng LAN của công ty ở mọi nơi, mọi chổ. Bức tranh đó đang trở thành hiện thực nhờ cố gắng của các hãng lớn như Miceosoft, IBM, Novell,... Trước hết phải tìm cách kết hợp Internet browser với giao diện GUI của deskop để tạo ra một môi trường cho phép người dùng tìm kiếm và mở tập tin cho dù nằm ở bất cứ vị trí địa lý nào. Bước tiếp theo phải làm sao để người dùng cuối (end-user) không phải biết gì về nơi lưu giữ tập tin và Internet trở thành một phần của ổ đĩa phân tán lớn toàn cầu.

"Chúng ta đang phấn đấu theo hướng đó, một hướng mũi nhọn cần quan tâm", Dan Kuznetsky, một phân tích viên của International Data Corp. (IDC) ở Franingham, Mass nói. "Một số công nghệ đã và sẽ có trong tương lai gần. Các hệ điều hành mới chắc chắn phải có những tính năng như vậy".

Giữa tháng 3, tại hội nghị của các nhà phát triển Internet chuyên nghiệp tổ chức ở San Francisco, Microsoft giới thiệu bản Beta của Internet Add-on cho phép nối trực tiếp Exploner 3.0 browser với trình đơn (menu) Explorer của Windows 95. Nổ lực mới nhất này chỉ là một phần nhỏ của những gì sẽ đạt được trong thời gian tới, bởi vì nhiều vấn đề về công nghệ đã được giải quyết xong. Trong môi trường mới, các nhà quản trị IS đang gấp rút xây dựng mạng nội bộ dựa vào giao thức TCP/IP trên cơ sở các mạng ảo (Virtual network) và người dùng có thể với tới mọi nơi trên thế giới.

Tuy vậy, quản lý các môi trường như vậy là công việc hết sức khó khăn bởi vì Domain Naming System (DNS-hệ thống định danh phân vùng) của Internet Protocol rất phức tạp, đặc biệt khi phải làm việc với các môi trường cộng tác luôn biến động.

"Nếu tất cả đều tĩnh thì IP chẳng có gì đáng nói. Thế nhưng, với DNS buộc phải tự ấn định tất cả các địa chỉ IP cho mổi máy khi nối mạng", một chuyên gia kỹ thuật yêu cầu giấu tên, của Comdisco Inc. ở Rosemont, ILL., nói.

Mơ ước

Những khó khăn trong việc định hình và bảo trì hệ thống định danh phân vùng của IP làm cho việc sử dụng Internet để chia sẻ dữ liệu bị hạn chế, và giải quyết vấn đề này đang trở thành ưu tiên hàng đầu để có thể tiếp cận được các ứng dụng Client/Server phân tán.

"Các khung ứng dụng hiện đại phải đảm bảo cơ chế liên lạc. Nếu cơ chế này dùng TCP/IP như một giao thức truyền tải cơ sở thì mọi ứng dụng có thể bắt tay được với ứng dụng khác ở mọi chổ trên Internet", Steve Jobs, tổng giám đốc điều hành và chủ tịch của Next Software Inc nói. Điều này nghĩa là trong tương lại mổi Server sẽ kèm theo các dịch vụ cơ bản của Internet. Theo Kuznetsky của IDC, trong số đó ít nhất sẽ có: TCP/IP, cổng nối IPX với IP để nối các mạng Novell NetWare với Internet, server File Transfer Protocol, Simple Mail Transfer Protocol E-Mail Server, server World Wibe Web, một cơ chế quản lý CSDL và một bộ tìm kiếm Gopher. Internet Information Server của Microsoft có phần lớn các tính năng kể trên và sẽ phát hành cùng với Windows NT 4.0 Server vào tháng 6 tới.

Thế nhưng, quan trọng hơn cả là các hãng lớn như Microsoft, IBM SCO và Sun Microsystems đang quấy quá với DNS để cho phép các địa chỉ IP trở nên "động", nghĩa là được tìm thấy và được sử dụng một cách tự động mổi khi máy tính nối với mạng.

Những nổ lực này đảm bảo người dùng có khả năng tìm kiếm được mọi tài nguyên trên Internet.

"Trước kia, nếu bạn muốn tìm một tập tin nào đó trên máy cụ thể, bạn không thể tìm được máy đó nếu người quản trị không cho biết địa chỉ", Enzo Schiano, quản trị sản phẩm Windows NT Server của Microsoft nói.

Microsoft sẽ cung cấp Domain Name Service/Windows Naming Service (DNS/WINS) tích hợp với Windows NT 4.0.

Cơ chế

Khi một Client của Windows NT dùng giao thức NetBIOS-to-IP để yêu cầu được nối với tập tin cụ thể nào đó trong vùng định danh, ví dụ microsoft.com, DNS/WINS sẽ tự động cập nhật cơ sở dữ liệu NETBIOS, trong đó có địa chỉ IP của tập tin đó trong microsoft.com. "DNS động thực sự hữu ích đối với các hãng lớn, khi mà người dùng vẫn có thể sử dụng Internet để nối mạng, mặc dù nhân viên và máy tính luôn thay đổi vị trí", Jonathan Handler, một nhà quản trị IS của Blue Cross/Blue Shield cho ý kiến nhận xét.

Tuy quảng cáo rùm beng, chàng khổng lồ ở Redmond (ám chỉ Microsft) vẫn không đưa ra được DNS động thực sự: Sản phẩm này của Microsoft chỉ làm việc được với các hệ dùng NetBIOS. Hãng không cho biết thời gian đưa ra hổ trợ các chủ IP khác; trong khi đó, các hãng khác đã có những bước dài trong việc nhúng DNS như một dịch vụ trực tiếp vào các hệ điều hành của họ.

Tháng 2, OS/2 Warp Server của IBM đã được phát hành cùng với Dynamic Host Configuration Protocol/Dynamic Domain Naming System (DHCP/DDNS) cho phép mọi máy tính tự định hình mổi khi cắm vào mạng IP. Tất cả các địa chỉ DNS đều được cập nhật, không chỉ có tập con của các địa chỉ NetBIOS.

Sun cũng bắt đầu đưa ra DHCP cho Sun Solaris SCO, có kèm DNS động thực sự trong phiên bản đầu tiên của Atlas Unix Server vào tháng 4. Trong khi đó, Novell Inc. đưa ra DHCP nối với các chủ của DNS.

Từ phía người dùng, những thay đổi công nghệ như vậy là một cuộc cách mạng trên desktop.

Internet Add-on của Microsoft, cho phép hòa trộn hai giao diện của File Explorer (Windows 95) và Explorer 3.0 (Internet) để tạo ra Shell tùy biến được mà người dùng có khả năng mở các địa điểm phân vùng của IP, kể cả các địa chỉ Web, từ mọi nút trên cây thư mục. Microsoft không là hãng duy nhất nhìn thấy xu thế phát triển. Apple Computer Inc. sẽ tích hợp giao diện Cyberdog Internet với hệ điều hành Copland ra vào cuối năm.

Người dùng Copland có thể xem Internet từ mọi ứng dụng OpenDoc, trong đó có bộ quản lý tập tin của MacOS, có thể kéo và thả các liên kết vào ứng dụng.

Tại hội nghị hàng năm của Phoenix OS/2 Society vào tháng 2, tổng quản trị của Personal Systems Products (IBM) hứa rằng Big Blue sẽ tích hợp Web browser của OS/2 Warp với Merlin (Phiên bản kế tiếp của Warp) vào quý 2.

Thách thức

Các nhà sản xuất hệ điều hành đang vội vã. "Rõ như ban ngày là Microsoft và các hãng OS đang tranh cướp để nuốt gọn Internet", Edwand Wedd, một phân tích viên của Barclays de Zoet Wedd (Hồng Kông) nói. Hệ điều hành với tính năng Internet là câu trả lời trực tiếp cho những thách thức của các hãng như Netscape Comminications Corp., Sun và Oracle Corp... những hãng này đang đánh cuộc trên ý tưởng rằng Internet là công nghệ hoàn toàn khác biệt, yêu cầu các giải pháp đặc biệt mà các hãng OS truyền thống không có khả năng cung cấp.

Các công ty đó thu phần lớn lợi nhuận từ các ứng dụng Server, muốn người dùng quên đi Client OS và chỉ nghĩ về Browser cũng như các ứng dụng Java. Họ cho rằng Server với đặc tính Internet là cửa khẩu được ưa chuộng hơn cả. Thế nhưng, trong thế giới mà Internet đang trở thành một phần mở rộng của OS, cho phép các server tìm và mở mọi tập tin dựa trên IP mà không thấy sự khác biệt rõ rệt giữa Internet và ổ đĩa cục bộ, các đối thủ đó sẽ nhanh chóng nhận thức rằng các công ty sản xuất OS truyền thống đã thừa hưởng vũ khí của họ.

"Nếu tôi ở vị trí của Netscape hoặc là một trong các chàng trai này, tôi lo lắng thực sự. Có nhiều lý do để người ta vẫn trung thành với các hãng quen thuộc của mình", Rob Enderle, một nhà phân tích của Giga Information Group ở Santa Clara, Calif. nói.

Các hãng lớn dự kiến sẽ hỗ trợ Domain naming system động

Hãng Hệ điều hành Thời gian

Microsoft Corp Windows NT 4.0 Tháng 6

IBM OS/2 Warp Server đã có

Sun Microsystem Inc. Solaris đã có

The Santa Canz Openration Inc (SCO) Atlas Tháng 4

Caldera Inc Caldera Network Desktop Trong năm nay

NT 4.0 chỉ hỗ trợ động cho các Client chạy NetBIOS

Nguồn tin từ PCworld

INTERNET - KINH NGHIỆM SINGAPORE

Mặc dù có một số tranh luận nhưng Chính phủ Singapore đã nhận rõ tầm quan trọng của Internet và Internet đã phát triển rất nhanh tại Singapore trong 5 năm qua. Hiện nay đã có hàng trăm ngàn máy tính ở Singapore nối vào Internet. Singapore là nước dẫn đầu về tỷ lệ người dùng Internet tại Đông Nam á.

Hiện ở Singapore có 3 con đường vào Internet:

-Một là qua Technet, mạng giáo dục, nghiên cứu triển khai được tổ chức sớm nhất tại Singapore.

-Hai là Singnet do Singapore Telecom thiết lập, và

-Ba là TeleView là một mạng Videotext cũng của Singapore Telecom.

Một lĩnh vực sôi động trong phát triển Internet ở Singapore là World Wide Web. Tại Singapore đã thiết lập được rất nhiều các Web. Mỗi Web là một mạng hoàn chỉnh (có thể bao gồm các nút đơn hoặc nút lại là các mạng hoàn chỉnh). Các Web đó có rất nhiều tại các tổ chức khác nhau, các đại học, các cơ quan chính phủ v.v...

Một số nút đặc sắc nữa của hoạt động Internet ở Singapore là các dịch vụ MBONE, Multicast Backbone, CuSeeMe cho phép giao tiếp rộng rãi các thông tin hình ảnh giữa những người sử dụng Internet, hoặc dịch vụ INTV do Tổ hợp Truyền hình Singapore tổ chức cho phép người dùng Internet lấy được nhiều loại thông tin về tài chính, thương mại và về Singapore nói chung.

Trước khi trình bày chi tiết thêm về sự phát triển Internet của Singapore, chúng tôi muốn bạn đọc hiểu thêm về một bản chất vô cùng quan trọng của vấn đề Internet. Thường chúng ta chỉ hiểu rằng nối vào Internet để mà lấy hoặc nhận thông tin nào đó từ ngoài nước, gửi thông tin nào đó ra ngoài nước hoặc cho phép người ngoài lấy thông tin nào đó của mình. Nói cách khác thường chúng ta hiểu rằng sự giao tiếp thông tin trên Internet chủ yếu diễn ra giữa trong nước và ngoài nước.

Quan niệm như vậy không sai nhưng hoàn toàn không đầy đủ. Như trên vừa nói về tình hình Singapore và ở các phần sau ta thấy rõ rằng, cái rất quan trọng là Internet trở thành môi trường giao tiếp cho rất nhiều các Web của họ, trong đó có cả các Web dịch vụ thông tin công cộng như INTV v.v...

Như vậy Internet là môi trường hòa mạng. Các Thông Tin Khoa Học - Công Nghệ "IDNET", mạng Thông Tin Thương Mại "VINANET" v.v... có thể coi là các Web đơn sơ nhất. Một mặt tự thân chúng cần được phát triển hoàn thiện thành các mạng thật sự nghiêm túc và rồi chúng phải hòa với nhau. Môi trường hòa sẽ phải là Internet. Nói rõ hơn là các chuẩn Internet, các nghi thức giao tiếp Internet sẽ giúp chúng ta hòa các mạng rất riêng rẽ trong chính nước ta.

Technet

Technet được khởi đầu dưới dạng một dự án được Bộ Khoa Học và Công Nghệ Quốc Gia (National Science and Technology Board) quản lý. Mục tiêu là xây dựng Cổng (Gateway) Internet tại Đại học Tổng hợp Quốc gia Singapore nối với Mỹ. Cổng này được thực hiện hồi tháng 3/1991 nối bởi đường thuê riêng (leased line) qua vệ tinh với mạng JVN net tại Đại học Princeton Bang New Jesey. Máy chủ do hãng DEC tặng và Cổng Internet này trở thành cổng nối mạng NUSnet (mạng của Đại Học Tổng Hợp Quốc Gia Singapore) với thế giới Internet.

Tháng 2/1992 Technet chính thức bắt đầu hoạt động phục vụ các cơ quan nghiên cứu phát triển nối với NUSnet Gateway bằng Leasedline hoặc điện thoại. Sau khoảng 1 năm thì tất cả các mạng của các tổ chức nghiên cứu - phát triển lớn bao gồm 94 mạng nhỏ và 6 mạng lớn đã kết vào Technet. Tháng 11/1992 Singapore International Foundation đã đưa vào mạng Technet một năng lực đáng kể đầu tiên phục vụ như một Server dưới hình thức dịch vụ GPHER (một loại hình dịch vụ thông tin của Internet) đó là Server SIFlash. Kho thông tin này cung cấp rất nhiều tin tức về Singapore.

Tháng 6/1994, mạng của Bộ Giáo dục cũng đã nối vào Technet. Việc kết nối mạng này được thực hiện như một dự án với tên là STW, theo đó đầu tiên là nối mạng cầu 6 trường trung học vào Technet và tiếp theo sẽ nối tất cả các trường trung học khác vào Technet trong vòng 2 năm qua.

Hiện Technet có 490 Web với trung bình là 100 máy trong mỗi mạng đó. Chúng được nối với nhau bởi giao thức SLIP/PPP thông qua các leased line. Trong số các Web này thì lớn nhất là Đại Học Tổng Hợp Quốc Gia với 17.000 máy. Đại học Công nghệ Quốc Gia với 12.000 máy, ba trường kỹ thuật với mỗi trường khoảng 2.000 máy kết nối vào Technet. Ngoài ra Technet còn có khoảng 12.000 máy lẻ kết vào Technet Gateway qua thủ tục DIAL-UP (đường điện thoại bình thường). Nhóm kết nối vào Technet lớn nữa như đã nói trên là các trường phổ thông trung học với hàng ngàn máy ở mỗi trường, tiếp đến là hơn 30 cơ quan nghiên cứu phát triển với khoảng 2.000 máy kết nối vào Technet.

Hiện Technet đang trong quá trình nâng cấp đường trục và sẽ dùng Cisco 7000 để quản lý các đường truyền của hàng trăm ngàn người dùng trong tương lai rất gần. Nói về Technet ta cần hiểu một chút về mạng Đại học Tổng hợp Quốc gia Singapore vì nó là khởi thủy của Technet. Mạng NUSnet này đã bắt đầu sử dụng giao thức FDDI (fibre Digital Data Interface) với tốc độ 100 Mbit/s từ 1990, kết nối trên 17.000 máy. Đây là mạng cục bộ lớn nhất Singapore. Máy quản lý mạng ở đây rất mạnh, họ sử dụng DEC 7000 như một máy chủ, có thể quản lý cùng một lúc 300 người. Ngoài ra hàng loạt máy DEC 5000, DEC 5500 và Sun SparStation còn được dùng làm các máy trợ lực. Ngoài các máy trên chạy với UNIX, mạng còn sử dụng máy cực lớn Cray J916.

Tháng 1 năm nay Đại học Tổng Hợp Quốc Gia bắt đầu sự nâng cấp rất đáng kể NUSnet lên thành NUSnet II như một bước chuyển NUSnet theo kế hoạch Quốc Gia về Công Nghệ Thông Tin tới năm 2000.

Những yếu tố nâng cấp cơ bản bao gồm:

* Chuyển tuyến đường trục thực sự thành 100 Mbit/s theo chuẩn FDDI.

* Đưa vào sử dụng 3 thiết bị hub SynOptics 5000 cho phép đưa NUSnet II thành mạng ATM.

* Mở thêm nhiều kho thông tin với các dịch vụ rất phong phú về tin tức hàng ngày, về thị trường chứng khoán, về các chuyến bay hàng không v.v...

Singnet

Tháng 6/1994 Singapore Telecom bắt đầu cho Singnet hoạt động. Trong 9 tháng (tới tháng 3/1995) đã có trên 3.000 máy và mạng nối vào Singnet, chủ yếu là các công ty thương mại, nhà sản xuất... Singnet cũng sử dụng DEC 7000 làm máy chủ.

Ngoài việc nối với một Internet Gateway ở Mỹ như Technet thì Technet và Singnet cũng đã nối trực tiếp với nhau. Như vậy Technet và Singnet vừa liên thông trực tiếp vừa liên thông gián tiếp qua Internet ngoài Singapore.

TeleView

TeleView là một mạng phục vụ 30.000 khách hàng và mới đây được nâng cấp để có thể phục vụ tới 100.000 khách hàng. Tháng 12 năm ngoái TeleView cho phép người sử dụng trên mạng này bắt đầu sử dụng trên mạng này bắt đầu sử dụng các dịch vụ Internet. Bản thân TeleView không tổ chức Gateway ra ngoài Singapore mà nó được nối vào cộng đồng Internet qua Singnet. Hiện có khoảng 5.000 khách hàng của TeleView đã sử dụng các dịch vụ Internet. WEB ở Singapore Rất nhiều dịch vụ Web được bắt đầu ở Singapore kể từ 9/1993 khi trạm Web đầu tiên được tổ chức ở Đại học Tổng hợp Quốc gia Singapore. Hè năm ngoái đã thống kê được hàng tháng có tới trên 60.000 yêu cầu tin hỏi tới Web Server tại ĐHTHQG. Việc tổ chức dịch vụ Web với mật độ tìm tin cao như vậy đòi hỏi giải quyết vấn đề đường truyền tải. ở Mỹ người ta dùng tới đường truyền 45 Mbit/s cho các Web trả lời tin khi mà đường truyền của các Web ở Singapore mới khoảng từ 64 Kbit/s tới 1.5 Mbit/s thì rõ ràng tốc độ bị hạn chế nhiều. Chẳng hạn hiện nay đường nối Internet của Technet thực sự mới chỉ là 768 Kbit/s, việc truy cập các nguồn lực Web sẽ khá chậm. Ngoài ĐHTHQG và Technet, nhiều kho thông tin lớn tham gia dịch vụ Web như:

* Sun MicroSystem với Sunsite Singapore

* Accel Infortech với Singapore Online

* Singapore InfoWeb v.v...

Nhiều cơ quan nhà nước Singapore cũng tổ chức các CSDL tham gia Web như Bộ Giáo Dục, cơ quan thông tin Singapore, phần lớn các đại học trung tâm nghiên cứu sinh học, Viện Khoa học Hệ thống, Viện Công Nghệ Thông Tin, Trung tâm Digital Media của ủy Ban Máy Tính Quốc Gia....

Technet đã tổ chức thông tin thị trường chứng khoán trên Web. Technet cũng tổ chức trên Web mạng SellaNet chứa đựng rất nhiều thông tin thương mại. Những kho dữ liệu thực hiện theo chuẩn Web này phục vụ rất nhiều nhu cầu khu vực kinh tế tư nhân sử dụng Internet.

Singapore SunSITE Web

Đây là một mạng dịch vụ Web cung cấp rất nhiều thông tin về các công nghệ của SUN, các phần mềm SUN. Hãng Sun có 6 trung tâm thông tin như vậy tại Brazil, London, Moscow, North Carolina (Mỹ), South Africa và Singapore.

Web này không phải chỉ bao gồm các thông tin về hãng Sun mà là mạng chứa thông tin của nhiều tổ chức lớn của Singapore như Port Authority of Singapore, Asian Mass Communication Research, Singapore Press Holdings v.v...

Singapore IntoMap Web

Đây là một mạng dịch vụ Internet Web mới tổ chức 2 năm nay bởi Bộ Thông Tin và Nghệ thuật. Hệ thống thông tin này cung cấp thông tin về các sự kiện diễn ra tại Singapore.

Giá cả dịch vụ Internet tại Singapore

Dù rằng dã có hàng trăm ngàn máy đang sử dụng các dịch vụ Internet tại Singapore, đây vẫn là lĩnh vực còn mới mẻ và giá sử dụng còn chưa định rõ. Có thể tạm coi là có 2 loại phục vụ chính:

- Theo kiểu trợ giá

- Theo kiểu thương mại

Technet được hổ trợ nhiều mặt khi tổ chức xây dạng và do đó những người dùng Internet qua Technet thực chất là không phải chịu mọi chi phí của hệ thống. Nghĩa là Technet phục vụ theo kiểu có trợ giá, do đó rẻ hơn so với Singnet là mạng thương mại. Thực ra bản thân Singnet cũng đang xây dựng để trở thành một dịch vụ Internet tự trang trải. Do đó cấu trúc giá cả dịch vụ của họ phải tính toán khá phức tạp để quản lý và thu phí hợp lý của người dùng.

Hiện nay giá của Singapore là 16,7 cent (S) cho 1 phút làm việc từ 8 giờ sáng tới 18 giờ và phân nửa (8,3 cents) vào các giờ còn lại. Singnet còn phải tính phí đăng ký vào mạng, phí không gian lưu trữ v.v...

Hiện Technet đang có khả năng sẽ tư nhân hóa và khi đó Technet và Singnet sẽ là các thực thể cạnh tranh.

Nguồn tin từ PCworld

KHÔNG CÒN GÌ RIÊNG TƯ TRÊN INTERNET

Đừng nghĩ là có thể giấu mình trong thế giới bao la của không gian điều khiển này. Hoàn toàn ngược lại: sử dụng Internet, đời tư của bạn như một trang sách mở. Từ những Web site mà bạn vào thăm cho đến bức thư điện tử mà bạn vừa gửi, có thể ai đó đang theo dõi. Sau đây là cách tự bảo vệ mình đối với những cặp mắt tò mò.

Lần đây, Christopher Kantzes mới nhận ra rằng Internet giữ bí mật rất kém.

Vào khoảng một năm nay, người kỹ sư này thỉnh thoảng vẫn lân la vào các nhóm thảo luận ít tranh cãi - như bàn về giải trí, thức ăn, đồ uống, bia, ... - và đã đóng góp ý kiến với hàng chục người khác. Cho đến khi tạp chí Minneapolis Star-Tribune ngẫu nhiên chọn ông để thử nghiệm việc chắp nối một tiểu sử sơ lược dựa trên những đóng góp trực tuyến của ông lâu nay, thì câu chuyện mới vỡ lở.

Bằng cách sử dụng DejaNews, một Web site cho phép tìm kiếm các nhóm tin Internet thông qua tên riêng, tạp chí này đã tạo được hồ sơ hoàn chỉnh về Kantzes một cách khách quan và ngay thật. Ông ta sinh ở Salisbury, Maryland; học ở các trường University of Delaware và Syracuse University; đã làm việc tại Magnavox thuộc Fort Wagne, bang Indiana, trước khi tìm được chỗ làm hiện tại; ông dự định sẽ đóng kịch tại nhà hát Theatre de la Jeune Lune ở Minneapolis, là người yêu thích Garrison Keillor, bia lên men, các nhà hàng ăn ngon, và máy tính Macintosh; ông không ưa Bill Gates, và đã đi nghỉ ở Paris và Rome vào năm 1995.

Ngay sau khi Star-Tribune cho đăng bài báo của họ, Kantzes đã chuyển đi nơi khác. Nhưng chỉ trong vòng vài tuần, trên các trang trắng điện tử của Internet đã có một bảng liệt kê địa chỉ và số điện thoại của ông ta. "Đây là một bài học mà không bao giờ tôi muốn tin - rằng, tôi không thể nào yên thân, ngay cả khi đang ngồi một mình trước máy tính", Kantzes phát biểu một cách chua chát.

Mặc dầu bài báo của Star-Tribune đã được công bố với sự cho phép của Kantzes, nhưng đó cũng là một ví dụ gây ớn lạnh về câu hỏi có bao nhiêu dữ liệu cá nhân đã bị sưu tập trộm trên Internet. Không những ai cũng có thể dễ dàng tập họp từng từ mà bạn đã ghi trên các nhóm tin và tìm ra Web site bạn hay đến, mà mọi điều, từ thư điện tử cho đến mua sắm và gửi tiền ngân hàng bằng trực tuyến, đều có thể bị rình mò.

"Điều nguy hiểm của Internet là gây ảo tưởng có thể giấu tên", lời phát biểu của Janlori Goldman, một luật sư của Centre for Democracy and Technology ở Washington, DC. Mặc dù mọi người đều tưởng rằng mình là một trực tuyến tàng ẩn, nhưng thực tế có thể nhìn thấy họ rất rõ.

Nguyên nhân mất riêng tư là do bản chất bỏ ngỏ của Internet. Không có nguyên tắc quy định loại thông tin nào trên Internet là thuộc cá nhân, và cũng không có một hạn chế nào đối với thành phần thứ ba trong việc sử dụng những thông tin này. Rất nhiều dữ liệu về bạn có thể sẵn sàng cho lấy ra. Và cũng có rất nhiều người muốn lấy. Internet đã "cưu mang" cho các hãng chuyên tiến hành theo dõi việc sử dụng Web - họ chọn lọc dữ liệu từ tiểu sử cá nhân được lập nên khi bạn đến thăm Web site, rồi gửi cho các nhân viên tiếp thị.

Dễ dàng xem trộm

Tệ hại hơn nữa, World Wide Web cực kỳ thiếu an toàn và bọn tội phạm máy tính dễ dàng xem trộm đến mức hầu như không cần thủ đoạn. Internet cũng đang trở thành thiên đường cho những người lấy thông tin bằng phương pháp điện tử. ít nhất có đến nửa tá site cung cấp hàng triệu số điện thoại và địa chỉ ở Mỹ; còn số khác thì cung cấp cả dữ liệu về các bằng lái xe. Thông điệp thư điện tử và giao dịch tài chính trên các mạng công cộng cũng đều không an toàn vì những cặp mắt xoi mói này.

Tóm lại, dù trực tuyến để kinh doanh hay giải trí, bạn đều dễ bị "lộ" đối với những ai muốn thu thập dữ liệu về bản thân bạn mà bạn không hề hay biết. Rất may, bằng cách sử dụng những biện pháp như mã hóa (encryption) hoặc hòm thư dấu tên (anonymous remailers) - và bằng cách chọn site để đến thăm cũng như chọn thông tin mà bạn sẽ cung cấp - bạn có thể giảm đến mức tối thiểu, nếu chưa loại được hẳn, khả năng bị xâm phạm "đời tư".

Ai đọc e-mail của bạn?

Hầu hết thư điện tử trên Internet đều mang nội dung riêng tư như bưu thiếp vậy. Sau khi rời khỏi máy tính của người gửi, thông điệp đó đi từ server mạng này đến server mạng khác, trên đường tới người nhận. Như vậy, bọn tội phạm rất dễ "chặn" thông điệp giữa đường - và không thể biết có ai đã đọc những thư từ được giả thiết là riêng tư này hay chưa, trước khi chúng đến đích.

Bọn tội phạm máy tính dùng nhiều thủ đoạn để "cướp" e-mail khi nó đang đi giữa các server. Ngay cả khi server được bảo vệ bằng firewall - phần mềm ngăn chặn sự thâm nhập vào hệ thống mà không được phép - thì cũng không bảo đảm an toàn tuyệt đối. Bọn tội phạm có thể cho chạy một chương trình để hoán vị các mật khẩu đơn giản qua mọi vị trí, cho đến khi đúng vào nơi có thể mở khóa vào mạng đó. Hoặc chúng cũng có thể tấn công vào server World Wide Web của một công ty - server này thường đặt ngoài firewall vì được xem như là một site ngoài - rồi lẻn vào trong mạng của công ty dưới danh nghĩa là người dùng nội bộ.

Thư điện tử có tính hấp dẫn khó cưỡng nổi việc đọc trộm vì nó thường chứa đầy thông tin lý thú, từ chiến lược hợp tác bí mật cho đến số thẻ tín dụng. Một số thư còn có cả tiêu đề chứa mật khẩu và mã đăng nhập, để cho bọn tội phạm có thể sử dụng và được thâm nhập toàn bộ, ngay cả những khu vực nghiêm ngặt nhất.

Chỉ có một cách duy nhất bảo vệ e-mail chống bọn đọc trộm là mã hóa nó - xáo trộn lẫn lộn nội dung của thông điệp sao cho chỉ có người nhận đã xác định là có thể đọc được. Bức thư này lại được bỏ vào một "phong bì" số hóa an toàn mà bọn tội phạm không thể thâm nhập. Cách mã hóa bất nghi thức tốt nhất trên Internet là dùng một chương trình có tên gọi Pretty Good Privacy, viết tắt PGP, do chuyên gia về bảo mật máy tính là Phil Zimmermann phát triển (http://www.pgp.com). RSA Data Security (http://www. rsa.com) cũng tạo ra các chương trình mã hóa rất công phu.

Cả PGP lẫn RSA đều phù hợp với cách hoạt động gọi là public key/private key (khóa chung/khóa riêng). Phương pháp này dùng một thuật toán phức tạp để mã hóa riêng cho từng e-mail bằng một công cụ gọi là public key. Khóa đó bao gồm những dữ liệu mô tả tỉ mỉ về người nhận. Chỉ có private key tương ứng mới có thể giải mã để mở khóa cho thông điệp đó.

Để hoạt động theo cách này, người gửi và người nhận phải dùng phần mềm tương hợp nhau. Mặc dù PGP và RSA là các phần mềm tương hợp, nhưng những phương pháp mã hóa khác thì không.

Trong trường hợp không mã hóa được thì phải luôn nhớ rằng e-mail của bạn không còn là của riêng nữa và phải hạn chế người nhận. Không nên gửi thông tin bằng e-mail thay cho bưu thiếp. Và nếu cần trao đổi những thông tin bí mật thì gửi bằng đĩa hay fax là an toàn hơn cả.

Hãy xem kỹ trước khi duyệt

Chỗ thiếu sót của việc bảo vệ và sự riêng tư trên Internet nằm trong bản thân browser. Cả Netscape Navigator lẫn Internet Explorer của Microsoft đều có những công cụ cho phép các Web site thâm nhập vào đĩa cứng trên PC của bạn và chạy các chương trình. Các applet này - nổi tiếng nhất là Java và ActiveX - đều có thể tuỳ biến những truy cập vào một Web site dựa trên các thông số mà bạn đã nhập trước.

Applet đó sẽ thu thập chi tiết về các hoạt động của bạn rồi ở lại trên đĩa cứng cho đến khi bạn quay về site này - khi bạn làm việc, nó sẽ chạy các chương trình nhằm tránh cho bạn khỏi phải nhập lại tên, những điều quan tâm, và các thông tin khác. Tuy nhiên, để nhận được hiệu quả này, bạn phải trả giá khá đắt. Vì applet lưu trú trong PC của bạn nên nó cũng có thể ăn trộm một cách kín đáo dữ liệu hoặc những chương trình trên đĩa cứng. Thêm vào đó, bọn tội phạm máy tính sẽ có điều kiện ẩn náu trong applet để thâm nhập vào PC của bạn, hoặc thậm chí có thể rong chơi trên mạng để lấy ra dữ liệu hợp tác hoặc gieo rắc virus cho các máy PC khác.

Microsoft và Netscape đều đã cấy sẵn các lớp bảo vệ vào trong applet browser của mình nhằm đề phòng bị lợi dụng. Tuy nhiên đội ngũ làm máy tính ở trường đại học Princeton University đã phát hiện ra hàng chục khiếm khuyết về an toàn trong Java và ActiveX. Cả Netscape lẫn Microsoft đều có những phiên bản cập nhật để lấp kín các lỗ hổng này, nhưng các nhà nghiên cứu vẫn còn lo lắng về vấn đề an toàn khi bọn tội phạm tiếp tục tạo ra các applet thù

nghịch.

Mặc dù hầu hết các Web site đều sử dụng applet một cách hoàn toàn hợp pháp, nhưng thường thì không thể phân biệt được các Web site an toàn với Web site nguy hiểm. Và bạn không làm được gì nhiều để đề phòng applet ác tâm, ngoại trừ tránh xa các Web site có nghi vấn, hoặc tắt khả năng Java và ActiveX, tức là từ chối hiệu quả và tốc độ mà chúng mang lại. Java và ActiveX đều có thể bị vô hiệu hóa thông qua các tùy chọn của trình đơn trong Navigator và Explorer.

Các cookie và e-mail rác rưởi

Applet ẩn chứa nhiều nguy cơ mất an toàn trầm trọng, nhưng thường chúng không thể được tải xuống nếu bạn không biết rõ chúng, đồng thời bạn có thể xóa các tập tin này khỏi ổ đĩa cứng của mình (nếu biết chúng đang ở đâu). Các cơ chế sưu tập dữ liệu khác thì khó đối phó hơn.

Một cơ chế như vậy được gọi là cookie (chiếc bánh quy). Các "trang bìa" cá nhân hoá này được tự động tạo thành khi bạn đăng ký tại một số Web site, và thường bạn không biết. Những người quản trị site sẽ nhận ra bạn khi bạn đến thăm lại, đồng thời chào đón bạn bằng các màn hình và dịch vụ tuỳ biến. Giống như applet, cookie

nằm trên PC.

Cookie trước hết là một công cụ tiếp thị. Nó cho phép người sở hữu Web site có thể kiểm tra xem bạn đến thăm site có thường xuyên không và bạn đã làm gì ở đó. Người quản trị site có thể tổng hợp dữ liệu này với những thông tin bạn đã đóng góp khi đăng ký, rồi tạo ra một cơ sở dữ liệu nhân khẩu học về những người dùng để bán cho nhân viên tiếp thị.

Ví dụ, các cuộc thăm viếng site World Wide Web ngày càng được theo dõi chặt chẽ bởi các tổ chức làm dịch vụ kiểm tra như Web Track và Doubleclick, họ đo lường ý thích của bạn theo những gì mà bạn đã làm tại các địa điểm này, các quảng cáo mà bạn đã đọc và đáp ứng. Người kiểm tra lập ra cơ sở dữ liệu người dùng theo phương pháp thống kê dựa vào nhân khẩu học và thị hiếu từng người rồi bán lại cho chủ nhân của Web site đó. Chủ site lại dùng dữ liệu này để thay đổi những nội dung cho bạn xem trong lần đến thăm sau.

Mặc dù rất khó tránh được các cookie, nhưng không phải là không thể làm được: bạn có thể loại bỏ các tập tin cookie bằng cách xóa tập tin cookies.txt của Netscape hoặc thư mục cookies của Explorer. Nhưng bạn sẽ phải đăng ký lại tại một số site và có thể bị mất các tính năng đã được đặt hàng.

Một phương pháp tương đương khác là sử dụng Anonymizer Web site (http:// www.anonymizer.com); dịch vụ này sẽ ngăn các tập tin cookie thành lập trong khi bạn đang tiến hành duyệt bằng browser. PGP có kế hoạch sẽ đưa ra một sản phẩm giữ cho bạn không bị cookie quấy rầy gọi là PGP cookie cutter.

Song song với việc tránh các cookie, bạn cũng có thể hạn chế một số e-mail "rác rưởi" mà bạn phải nhận. Đơn giản nhất là than phiền với những người quản lý Web site, với nhà cung cấp dịch vụ Internet, hoặc dịch vụ trực tuyến của bạn.

Vì hầu hết thông tin trực tuyến đều được cung cấp bởi chính người dùng cho nên lời khuyên tốt nhất đối với việc tránh các quảng cáo không mong muốn là: đừng khai báo gì với nhân viên tiếp thị. Nếu việc ẩn danh để tự bảo vệ là cần thiết thì chớ đưa ra tiểu sử cá nhân và điền các kết quả điều tra; nếu site có hỏi về các dữ liệu cá nhân khi đăng ký, bạn hãy sử dụng các thông tin giả.

Tán chuyện riêng tư cũng không còn riêng tư nữa

Có một thực tế đơn giản, nhưng hầu hết mọi người đều khó tiếp thu, là: không có ai là ẩn danh, và không có gì là bí mật trong "phòng" tán gẫu cũng như các nhóm tin. Mọi thông điệp mà bạn gửi đi không chỉ đến với các thành viên trong nhóm để đọc ngay lúc đó, mà còn đến với bất kỳ ai cố ý lục tìm trong kho lưu trữ nhiều tháng hoặc nhiều năm sau này.

Như Kantzes đã phát hiện, các site tìm kiếm như DegaNews và AltaVista đã cho phép những kẻ chuyên đi trinh thám có thể tìm kiếm theo tên đối với tất cả các tác phẩm trực tuyến mà bạn đã viết. Chỉ cần lộ ra đủ dữ liệu trong các thông điệp gửi đi là bạn sẽ cung cấp nội dung cho một hồ sơ thực sự hoàn chỉnh về chỗ ở, lý lịch, các mối quan hệ, và các ý nghĩ của bạn ở một nơi khác.

Do nhiều nguyên nhân chính đáng, những người tuy tôn trọng luật pháp nhưng vẫn tìm kiếm tên tuổi và những chuyện riêng tư trên Internet. Nếu bạn làm việc cho một xí nghiệp lớn, bạn lo lắng và muốn nói về khiếm khuyết của một sản phẩm mới mà xí nghiệp này lại cố ý che giấu, thì làm sao đây? Chắc bạn cũng không muốn ông chủ cho rằng bạn là kẻ "lẻo mép".

Ngay cả trường hợp muốn tránh nhận loại e-mail vớ vẩn của dân tiếp thị thì bạn cũng phải khôn ngoan tìm mọi cách giấu kín định danh trực tuyến của mình.

May mắn là bạn có thể giấu mình khi đang hoạt động trong những nhóm tin trực tuyến bằng cách dùng anonymous remailer - một chương trình giúp ngụy trang các tiêu đề thông điệp điện tử, sao cho tên và địa chỉ của người gửi trở nên không thể giải đoán nổi. Bất kỳ ai muốn trả lời cho địa chỉ mã hóa này đều phải gửi cho anonymous remailer, ở đây sẽ phát tất cả các thư trả lời trực tiếp cho bạn. Có đến hàng chục anonymous remailer đang sẵn sàng phục vụ miễn phí trên Internet.

Dĩ nhiên, anonymous remailer chỉ an toàn và bí mật với những ai dùng các dịch vụ này, vì chúng chỉ có thể giữ bí mật định danh của những người gửi thông điệp theo cách này. Cho nên phải thật thận trọng khi dùng remailer.

Vậy thì có cái gì hoàn toàn bí mật trên Internet? Rất tiếc là chưa! Hiếm gặp trường hợp báo chí địa phương công bố về đời tư của bạn dựa trên thông tin nhặt nhạnh trong số e-mail mà bạn đã gửi, nhưng những điều riêng tư của bạn thì vẫn luôn bị rủi ro.

Nếu không chú ý đúng mức thì bất cứ lúc nào gửi e-mail, thâm nhập vào một Web site, gửi thông điệp cho nhóm tin, hoặc dùng Internet để gửi tiền ngân hàng hay mua sắm, bạn đều mất khả năng chống lại âm mưu ăn cắp thông tin. Janlori Goldman, một chuyên viên của Centre for Democracy and Technology, đã nói: "Nhiều người cho là mình an toàn và không ai có thể nhìn thấy khi bước vào trực tuyến; nhưng thực tế, họ lại thể hiện rõ mồn một".

Vì việc sử dụng Internet ngày càng phát triển nên lượng dữ liệu cá nhân mà nó chuyển tải cũng ngày càng lớn. Và như Christopher Kantzes đã nhận ra: những thông tin riêng tư rất dễ trở nên công cộng.

Các Web site báo cho bạn biết những gì?

Nếu bạn quan tâm muốn biết có bao nhiêu thông tin sẽ thu gom được khi duyệt bằng browser, hãy tìm xem trang privacy demonstration, do Centre for Democracy and Technology (http://www.cdt.org) ở Washington, DC đưa ra. Đây là một tổ chức phát triển và bảo vệ những chính sách nhằm duy trì các quyền dân sự và tự do trong truyền thông và công nghệ máy tính.

Chỉ cần gõ địa chỉ (http://www.13x.com/cgi-bin/cdt/snoop.pl) là trang này sẽ phản ảnh lại tên, địa chỉ e-mail, vị trí địa chỉ e-mail của bạn, vị trí địa lý, cũng như loại máy tính và browser mà bạn đang sử dụng. Phần trình diễn cũng lần lượt hiện ra các phương pháp được dùng để thu gom dữ liệu cá nhân, giải thích tại sao bạn bị liên quan, và cung cấp những mối liên kết với các site có thể giúp bạn bảo vệ sự riêng tư của mình.

Các site khác thì có thể chỉ ra bạn bị sơ hở như thế nào, và nơi có thể giúp bạn tự bảo vệ là Home Page của Stalker (http://pages.ripco.com:8080/~glr/stalk.html), nó có nhiều nguồn tài nguyên riêng và các cơ sở dữ liệu có thể tìm của Internet. Discreet Data (http://www .discreetdata.com) cho phép bạn có thể kiểm tra xem có bao nhiêu dữ liệu sống còn của bạn đang có nguy cơ bị dòm ngó trực tuyến!

Thư điện tử ẩn danh

Các remailer ẩn danh, phương pháp dùng để che dấu định danh trực tuyến của bạn, có thể bảo vệ bạn tránh bọn chuyên nhòm ngó vào các nhóm tin, cũng như các hãng tiếp thị đang đói thông tin về nhân khẩu. Dưới đây là một số site sẽ giúp bạn gửi đi bài viết của mình trong sự bí mật.

• The Replay Remailer (http://www.replay.com/remailer)

• The Shinobi Remailer (http://www.ee.sine.edu/~avankla/mix.help.html)

• MixMaster (http://www.obscura.com/~loki)

• Raph Leviens's Remailer list (http: //www.cs.berkeley. edu/~ raph/remailer-list.html)

Những điều nên và không nên làm đối với sự riêng tư trực tuyến

Mật mã hóa e-mail

Đừng gửi đi những bức thư điện tử quan trọng trừ phi đã được mật mã hóa. Để mã hóa những thông điệp, bạn dùng PGP hoặc bất kỳ chương trình nào có khả năng mã hóa public-key/private-key. Hãy chắc chắn là người nhận cũng sử dụng cùng chương trình mã hóa như bạn, hoặc một chương trình tương thích với nó.

Giấu kín định danh

Để che giấu định danh khi trao đổi thư tín với một nhóm tin, bạn hãy dùng một anonymous remailer. Chương trình này giúp ngụy trang tiêu đề của thông điệp e-mail, làm cho tên và địa chỉ của người gửi trở nên không thể giải đoán được.

Không nên chuyện trò với người lạ

Khi sử dụng dịch vụ trực tuyến hoặc đến thăm một Web site, bạn đừng đưa số điện thoại hoặc mật khẩu của mình cho bất kỳ ai đang tìm bạn - ngay cả khi họ tự giới thiệu là cộng tác viên của hãng cung cấp.

Đứng ngoài các danh sách

Để tránh bị quấy rầy bởi các hãng tiếp thị, bạn hãy yêu cầu dịch vụ trực tuyến của mình hoặc người quản lý Web site không được bán tên bạn cho các hãng cung cấp danh sách địa chỉ thư, hay đưa thông tin về bạn vào trong các danh sách gửi thư. Chớ nên để lộ thông tin riêng tư và những điều quan tâm cá nhân trên các home page hay dịch vụ trực tuyến.

Nguồn tin từ PCworld

AN TOÀN TRÊN INTERNET

Những phần cứng và phần mềm mới có thể bảo đảm an toàn cho việc kinh doanh của bạn. Tuy nhiên, công nghệ chỉ tốt như kế hoạch an toàn mà nó hỗ trợ.

An toàn trên Internet được coi là một thuật ngữ chứa đầy mâu thuẫn. Nguy cơ xâm phạm đến từ nhiều phía: những tay chuyên bẻ khóa chương trình, những nhân viên thích "xoáy" đồ của công ty hay các tên trộm không gian. Những nguy cơ này có thể gây nên hỏng hóc trong quá trình kết nối vào Internet của các doanh nghiệp bất cứ lúc nào, nhưng có lẽ sự tồi tệ cũng chỉ đến đó mà thôi. Tiến bộ về công nghệ hiện nay đang đưa ra các công cụ để có thể biến Internet thành một nơi làm việc an toàn hơn (tất nhiên là không thể đạt tới mức tuyệt đối).

Những công cụ này chiếm lĩnh thị trường với tốc độ khá nhanh; và sẽ không dễ dàng chút nào nếu bạn muốn điểm mặt từng công cụ để chọn ra cho mình một sản phẩm tốt nhất. Theo các chuyên gia, sự an toàn của Internet có thể giúp định hướng cho những đầu tư của một doanh nghiệp.

Bức tường lửa: Hàng rào chắn đầu tiên

Bức tường lửa (Firewall)* là hàng rào chắn đầu tiên của một công ty chống lại những kẻ chuyên rình mò trên Internet. Kế hoạch xây dựng một firewall nghiêm chỉnh phải là một phần trong chiến lược bảo toàn của một doanh nghiệp. Trong khi việc định nghĩa chính xác firewall là gì vẫn còn phải tranh cãi thì đa số các sản phẩm trong lĩnh vực này vẫn đảm bảo một trong hai tiêu chuẩn chính là gateway (thiết bị điều khiển giao dịch giữa các mạng dựa trên địa chỉ mạng) và bộ lọc các gói thông tin (packet filter). Một số sản phẩm lại phối hợp cả 2 tiêu chuẩn trên.

Gateway, bản thân nó đã có rất nhiều hình thức khác nhau. Cổng ứng dụng, thông thường, hạn chế người dùng truy cập vào một ứng dụng cụ thể nào đó. Theo cách này, người dùng buộc phải đăng nhập theo một thủ tục riêng để đến được cơ sở dữ liệu hay ứng dụng do gateway bảo vệ. Hai kỹ thuật gateway phổ biến khác nữa là circular gateway và proxy server cũng có tác dụng giữ không cho những người dùng không hợp pháp xâm nhập vào vùng cần được bảo vệ. Mặc dù gateway đảm bảo tính an toàn cao nhưng nó lại làm cho các nhà quản trị mạng khó định được cấu hình, còn người dùng cuối thì khó mà kiểm soát được. Ngoài ra, sự cần thiết phải dẫn toàn bộ lưu thông cả trong và ngoài luồng qua một điểm duy nhất sẽ làm tăng nguy cơ tạo các tắc nghẽn dữ liệu nghiêm trọng. Cuối cùng, các nhà sản xuất gateway trộn lẫn kỹ thuật này với bộ lọc gói thông tin, mặc dù tính an toàn của giải pháp này kém hiệu quả hơn. Bộ lọc gói thông tin gửi đi những gói giao thức Internet Protocol (IP) theo địa chỉ khởi đầu của một gói thông tin. Một gói chỉ được chấp nhận khi nó gửi đi từ 1 điểm đã được đăng ký. Điều đó đảm bảo rằng các gói thông tin từ những người dùng hợp pháp sẽ có thể đi vào mạng được, còn từ các nguồn khác thì không.

Tuy nhiên, do có cấu trúc không phức tạp, ví dụ như loại chuẩn với nhiều kiểu router khác nhau, nên bộ lọc các gói thông tin có thể bị những tay hacker chuyên nghiệp làm vô hiệu hóa. Một địa chỉ IP có thể dễ dàng bị thay đổi để trở thành như một gói thông tin đến từ một hệ thống hợp pháp.

Một cách tiếp cận an toàn hơn đòi hỏi phải có bộ lọc gói thông tin kiểm tra tính hợp pháp của gói thông tin đó và cũng để đọc dữ liệu chứa trong nó. Kỹ thuật này cho phép firewall thực hiện những động tác đặc biệt trên cơ sở thông tin nó đọc được (ví dụ như ngắt kết nối FTP khi giao dịch hoàn tất). Nhiều bộ lọc gói thông tin còn phân tích được đến từng packet riêng để đảm bảo rằng nguyên bản về mặt vật lý phù hợp với địa chỉ IP của nó.

Trong hai lựa chọn về firewall trên, bộ lọc gói thông tin có vẻ ưu thế hơn, nhất là những sản phẩm có cài đặt sẵn "trí tuệ". Bộ lọc gói thông tin hiện nay đang trở thành một tiêu chuẩn trong lĩnh vực an toàn trên Internet.

Bên cạnh việc giúp chống lại những tên trộm chương trình và người dùng bất hợp pháp, firewall còn có tác dụng trong việc ngăn chặn virus tin học và các mã lạ, mặc dù việc sử dụng khía cạnh công nghệ này còn chưa được phổ biến. Các công cụ có thể quét được các loại virus khi dữ liệu đến firewall hiện đang bắt đầu có trên thị trường. Frend Micro Inc. chẳng hạn đưa ra InterScan VirusWall. Sản phẩm này chạy trên các hệ thống của Sun Solaris và có thể quét được một số virus trên e-mail và FTP, gồm cả unencode, base64, binhex và PKZIP đối với các loại virus có thể. Người ta có thể làm cho nó có khả năng thông báo đến cho nhiều người về một nguy cơ có thể xảy ra, lưu file đe dọa bị hỏng vào vùng an toàn hay xóa hẳn nó đi. Giá khởi điểm là 20 USD cho 50 người sử dụng và tất nhiên cho nhiều người dùng thì giá còn rẻ hơn nữa.

Ngoài ra, firewall còn giúp chống các loại virus bằng cách hạn chế truy cập tới người dùng hợp pháp.

Tuy nhiên, có người lại phản đối việc sử dụng firewall như một công cụ phòng chống virus, bởi đối với một tên trộm chương trình chuyên nghiệp, việc "trèo qua" firewall bằng những thủ thuật dấu hoặc nén mã quả là quá dễ dàng. Kiểm tra file bằng các chương trình quét virus thông thường là một giải pháp dễ chấp nhận hơn, thậm chí trong cả trường hợp nó đòi hỏi nhiều hơn thế nữa.

Công nghệ tunnell

Trong khi các loại firewall đang đảm đương nhiệm vụ bảo vệ an ninh cho Internet thì nhiều tổ chức vẫn tiếp tục tìm kiếm một công nghệ khác tốt hơn và hiện nay tunneling - khái niệm về việc sử dụng gói IP được mã hóa để tạo nên một mạng riêng biệt ảo, đang bắt đầu được chấp nhận.

Hy vọng chi phí thấp cho mạng là lý do chính yếu của những ai đang quan tâm đến tunnel, đặc biệt là những công ty cần kết nối nhiều mạng hoặc nhiều nhân viên làm việc ở xa mạng. Hay cụ thể hơn nữa là những công ty cần kết nối hai mạng LAN riêng biệt đặt xa nhau bằng một đường dây riêng và tạo thành một mạng WAN. Với tunnel, các mạng được nối với nhau qua Internet, từ firewall này đến firewall kia, và dữ liệu được gửi qua những gói IP được mã hóa. Về bản chất chính đây là sự chuyển từ việc sử dụng đường thuê bao (leased-line) đắt tiền sang một Internet rẻ tiền hơn.

Công nghệ tunnel còn có thể được sử dụng để bảo vệ cho những mạng riêng biệt trong một công ty. Ví dụ, firewall có thể ngăn chặn những nhân viên không hợp pháp thuộc phòng kế toán của công ty muốn truy cập file trên mạng của phòng quản lý nhân sự.

Thông tin gửi qua các tunnel Internet được đảm bảo an toàn đến từng bit như phương pháp truyền bằng đường thuê bao.

Việc kết nối từ một PC đến mạng khi một nhân viên ở xa văn phòng muốn thực hiện cũng dễ như kết nối giữa 2 mạng với nhau.

Tuy nhiên tunnel cũng thể hiện một vài yếu điểm, đặc biệt là về khả năng tương thích. Thực tế là các công nghệ tunnel hiện nay do nhiều nhà sản xuất khác nhau cung cấp, điều đó có nghĩa là tất cả các điểm cuối của một mạng (cả về phiá mạng và người dùng từ xa) phải được xem xét và phối hợp với nhau chặt chẽ.

Một nhược điểm khác là những người ủng hộ cho tunnel lại bị hạn chế tính "tuyệt đối", điều mà họ nghiễm nhiên có được khi sử dụng các đường thuê bao. Nhưng theo kinh nghiệm của Digital thì tunnel có tốc độ cao hơn một đường thuê bao 56Kbps.

Những hạn chế về mặt an toàn

Mặc cho firewall và tunnel phô trương sức mạnh của mình, người ta vẫn khuyên là chỉ nên coi chúng như những chiếc hòm có khóa chứ không phải hầm cất tiền kiên cố của nhà băng. Và đặc biệt là firewall không thể đảm bảo cho toàn bộ nhu cầu an toàn đối với đường nối vào Internet của một công ty. Điều này giống như bạn phải xây một bức tường bao xung quanh thành phố chỉ vì không muốn mỗi gia đình trong thành phố đó phải khóa cửa nhà họ.

Để đạt được hiệu quả tối đa, firewall phải được thiết kế một cách sáng tạo và thông minh mới đáp ứng được nhu cầu của người sở hữu nó. Điều đó có thể là cất những file không thể sử dụng công khai vào một server riêng được bảo vệ kỹ càng hay hạn chế bớt một vài tính năng của server.

Nhưng firewall hay tunnel gì thì cũng chỉ tốt như kế hoạch an toàn mà nó hỗ trợ. Firewall thường không được sử dụng một cách đúng đắn. Có thể có rất nhiều lỗ hổng trên firewall nếu đó là công cụ bảo toàn duy nhất. Điều đó cũng giống như việc xây một cổng khổng lồ bằng đá ở giữa sa mạc.

Những nhân viên trung thực nhưng không được hướng dẫn đầy đủ có thể gây hại cho tính an toàn của Internet bất cứ lúc nào. Giá modem bây giờ rất rẻ, vì thế người ta có thể cài đặt chúng trực tiếp lên máy tính của họ và quay số vào buổi tối để tránh những bất tiện do firewall gây ra.

Ngoài ra, còn một số không nhỏ các nhân viên đã để cho password, địa chỉ IP và khóa mã hóa của họ rơi vào tay người lạ. Công nghệ là một thứ công cụ tuyệt vời nhưng nó không thể thay thế những nguyên tắc bảo mật truyền thống như việc thay đổi thường xuyên các password, giải thích cho các nhân viên hiểu rõ về những đe dọa an ninh có thể xảy ra. Thậm chí với công nghệ tunnel, việc quản lý an ninh luộm thuộm có thể gây ra những rắc rối đau đầu.

Các công ty cũng cần phải xem xét tính an toàn trên Internet từ bên ngoài, Việc giảm bớt những gì đi ra từ Internet cũng quan trọng như hạn chế những gì đi vào đó.

Việc quản lý an ninh

Người ta đã nhận thấy rằng việc thực hiện, định cấu hình hay quản lý firewall hoặc tunnell là công việc rất phức tạp và khó khăn đối với nhiều công ty. Từ khi các firewall điển hình hay phối hợp firewall-tunnel được cấu thành bởi nhiều công cụ, thường là từ những nhà sản xuất khác nhau, việc đưa công nghệ vào thực hiện những gì có thể là rất đơn giản. Mặc dù hầu hết các sản phẩm đều đưa ra giao diện sử dụng đồ họa (GUI), còn những tính năng khác được thiết kế theo hướng dễ sử dụng thì thách thức vẫn còn đó.

Công nghệ tunnel có thể trở nên đặc biệt rối rắm. Đây không phải là loại công nghệ mà một ai đó có thể đọc bảng hướng dẫn rồi có thể mua nó ngay.

Các công ty và nhà quản lý cũng nên phải theo sát thị trường để có thể chọn ra các giải pháp an ninh cho Internet. Nếu chỉ có một sản phẩm duy nhất được tung ra thị trường, tất cả mọi người sẽ dùng nó. Sự lựa chọn phải được dựa trên cơ sở môi trường và giá cả cuối cùng đối với công ty của bạn nếu những thông tin quan trọng lại đi lạc địa chỉ.

________________________________________

* Bức tường lửa: là sự kết hợp phần cứng - phần mềm, có tác dụng như một tấm ngăn cách giữa nguồn thông tin Internet của một công ty với thế giới bên ngoài.

Nguồn tin từ PCworld

MẠNG MÁY TÍNH TOÀN CẦU INTERNET: CƠ HỘI VÀ THỬ THÁCH

Trong thời gian Đại hội Đảng 8, tôi có dịp theo dõi bài phát biểu của các đại biểu đủ mọi ngành nghề trên tivi, báo chí. Hầu hết, họ đều có nhắc đến nhóm từ "sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa" không chỉ một lần. Điều đó cũng đủ nói lên tầm quan trọng của sự nghiệp này trong những năm sắp tới của đất nước ta. Nhìn vào thực tế thì Việt Nam bị xếp vào những nước nghèo trên thế giới và nhất là nghèo về thông tin dẫu rằng những năm qua chúng ta đã đạt được một số thành tích nhất định về kinh tế. Chúng ta thành công nhờ cơ chế mở cửa với thế giới bên ngoài. Nhưng cũng có thất bại vì nhiều lý do trong đó có lý do thiếu thông tin: thiếu thông tin tại chỗ, thiếu thông tin về đối tác, thiếu phương pháp xử lý thông tin hiện đại dựa trên cơ sở hệ thống máy tính và mạng máy tính.

Khi gia nhập mạng Internet sẽ có một lợi thế rất lớn đó là quyền truy nhập vào tất cả các kho dữ liệu điện tử cài đặt trên máy chủ ở các quốc gia khác nhau. Tài liệu về chính trị, luật pháp, nghiên cứu khoa học, tin tức, hội họa, nghệ thuật, các loại sách mới xuất bản, tin tức về thị trường chứng khoán, giá cả thị trường, giới thiệu các mặt hàng... được cập nhật liên tục trên mạng. Các hãng thông tấn lớn trên thế giới đều dùng Internet để đưa tin. Ngồi tại Tokyo truy cập qua mạng có thể biết được giờ tàu ở Paris, chàng sinh viên ở New York có thể dự lớp tiếng Việt ở Hà Nội.

Trong một "cộng đồng ảo" (virtual communit), người ta có thể dùng thư tín điện tử để cùng bàn một vấn đề hết sức nhanh chóng và hiệu quả trong khi vẫn ở rất xa nhau trên trái đất. Nhiều công ty lớn đã bắt đầu giao dịch bán hàng trên Internet. Người Việt sống xa tổ quốc sẽ rất cảm động nếu được nhìn thấy tin tức nóng hổi từ báo chí Việt Nam xuất bản hàng ngày trên những trang WEB. Nhiều công ty đã lưu trữ các tài liệu kỹ thuật trên Internet nhằm giúp người sử dụng xa hàng ngàn dặm có thể truy nhập nhanh chóng và tìm ra giải đáp. Các hãng bán máy tính, ô tô, máy móc đều có công bố giá trên mạng nếu khách hàng quan tâm. Hãng Toyota có trang WEB giới thiệu những mẫu ô tô mới nhất cùng đơn đặt hàng đã viết sẵn, người dùng chỉ việc điền họ, tên và tất nhiên là số tiền gửi theo. Chỉ vài ngày, thậm chí trong ngày là có thể mua được chiếc ô tô họ muốn. Với một máy tính xách tay nếu được nối mạng, trên đường đi công tác, ta có thể tìm hiểu khá chi tiết về nơi sẽ đến, mặt mạnh hay yếu của công ty đối tác thậm chí cả lý lịch của người sẽ đối thoại.

Với các công ty đa quốc gia, cơ quan, chính phủ, các bộ, ngành thì việc có một hay nhiều trang WEB trên Internet là điều không thể thiếu trong thời đại thông tin. Các nguyên tắc bảo mật đang được phát triển để việc sao chép các giao dịch trên mạng được an toàn và bí mật. Ngày nay, trên danh thiếp của các doanh nhân, các nhà khoa học hay chuyên viên, ngoài địa chỉ, số phone, fax còn có cả địa chỉ trên Internet. Hòa mạng Internet sẽ giúp quốc gia tiến nhanh tới xã hội được tin học hóa. Theo Bill Gates - chủ tịch hãng Microsoft - nếu ai đặt cược cho Internet rất có thể là người chiến thắng, còn ai chống lại Internet chắc chắn sẽ thua cuộc.

Nhưng Internet cũng có mặt trái. Vì là hệ thống mở nên ai cũng có thể truy nhập và tạo ra những trang WEB riêng cho mình (tất nhiên là phải bỏ ra ít tiền để đăng ký tài khoản với một máy chủ nào đó). Những quốc gia đối địch thì dùng Internet như một phương tiện để tuyên truyền kích động. Những kẻ rời bỏ tổ quốc ra đi vì hận thù thì Internet là công cụ tuyệt vời để "chuyển lửa về quê". Nhiều thông tin về quốc gia, cơ quan nhà nước và các công ty bị lộ bí mật. Có những ngân hàng bị thất thoát hàng triệu đô la chỉ vì các dịch vụ chuyển tiền trên mạng không an toàn. Các sản phẩm trí tuệ bị đánh cắp một cách không thương tiếc. Tạp chí về tình dục, sách kích động tội ác thậm chí cả tình dục trẻ em cũng đầy rẫy trên Internet. Điều nguy hại là trẻ em, thanh thiếu niên mới lớn rất tò mò trên mạng và gặp phải những trò tiêu khiển độc hại trong khi Internet lại không phân biệt người dùng là ai miễn anh có đăng ký là có thể hòa mạng. Có chăng hệ thống cũng chỉ đưa ra câu nhắc nhở ngớ ngẩn đại loại: "Nếu anh dưới 18 tuổi hãy ra khỏi trang WEB này" hay "Đây là vấn đề dành cho người lớn". Một đứa bé lớp ba hoàn toàn có thể trả lời "Vâng, tôi là người lớn đây!" và vào được trang WEB bậy bạ này để thỏa trí tò mò trong khi bố mẹ chúng đi vắng suốt ngày.

Có hai thái cực về cách nhìn nhận Internet. Một số cho rằng hoàn toàn mở và ai muốn làm gì thì làm, không cần có luật pháp, là cái ao làng ai rửa chân cũng được. Những vấn đề như sở hữu trí tuệ, bí mật quốc gia, tình dục rẻ tiền có thể tự do đưa lên Internet. Thái độ này hoàn toàn sai vì Internet cũng là một phần của cuộc sống và như thế, nó phải dựa trên nền tảng pháp luật và hợp với chuẩn mực đạo đức của xã hội chúng ta đang sống. Một số khác thì cho rằng phải kiểm tra thật gắt gao. Thái độ này lại làm cho Internet mất hết ý nghĩa quan trọng trong thời đại bùng nổ thông tin như hiện nay và sẽ kìm hãm sự phát triển của công nghệ.

Giải pháp dung hòa là cần thiết với mỗi quốc gia. Chính phủ nào trên thế giới cũng đều đau đầu vì Internet. Quốc hội Mỹ có hẳn đạo luật cấm đưa hình ảnh khiêu dâm trẻ em lên Internet. Tại Anh, vấn đề nhạy cảm là đời tư và bí mật quốc gia được pháp luật luôn để mắt tới trên từng trang WEB. Người Trung Quốc thì lo về an ninh chính trị vì muốn có sự ổn định để đi lên nên người dùng Internet phải đăng ký với nhà nước. Họ đã cấm khoảng 100 địa chỉ trên mạng. Nếu người dùng cố truy nhập vào đó thì chỉ nhận được những trang trắng. Người Pháp luôn tự hào về tự do báo chí cũng đang ầm ĩ về vụ xuất bản cuốn sách đời tư của cố tổng thống Mitterand trên Internet. Người Đức lại sợ bọn tuyên truyền cho chủ nghĩa phát xít mà dùng những trang WEB thì sẽ rất nguy hại.

Mỗi quốc gia đều có biên giới của mình và họ muốn rằng những gì đi qua biên giới phải được kiểm soát. Họ có hàng rào biên phòng, hải quan để bảo vệ đất nước. Chỉ có điều, kiểm soát những gì đi qua cổng Interent phải có những phương pháp hiện đại, người lính biên phòng bấy giờ phải là điện tử, phần mềm máy tính, người quản lý các cổng đó phải là những chuyên gia tin học, truyền thông, mạng máy tính và tất nhiên có phẩm chất chính trị tốt. Mỗi trang WEB đều có một địa chỉ vật lý tại một máy chủ đặt ở đâu đó trên thế giới. Nhóm quản lý cổng Internet chỉ cần thấy nội dung trang WEB đó không phù hợp với yêu cầu thì có thể đưa địa chỉ đó vào hệ thống phần mềm gọi là "bức tường lửa" (firewall) ngăn không cho thông tin từ trang WEB đi qua cổng. Bức tường lửa thực chất là đội biên phòng điện tử. Có thể tạo ra một danh sách các địa chỉ "cấm" và cung cấp cho firewall. Đây là công việc rất khó vì có hàng triệu trang WEB cần phải duyệt và số lượng tăng lên hàng ngày. Tuy nhiên điều đó không có nghĩa là không thể làm được.

Hiện nay, để đảm bảo bí mật cho công ty hay quốc gia, người ta tạo ra một kiểu mạng nội bộ diện rộng Intranet. Nguyên tắc kết nối giống như mạng Internet nhưng có một bức tường lửa canh gác sao cho người trong Intranet có thể truy nhập thoải mái nhưng người ngoài thì chỉ nhận được những gì mà bức tường lửa cho qua. Có rất nhiều công ty đang phát triển các phần mềm firewall. Giải pháp firewall không thể gọi là hoàn hảo, sẽ có một số thông tin không có lợi vượt tuyến nhưng ta cũng phải nhìn vào thực tế là biên giới nước nào chả có buôn lậu, người vượt biên trái phép nhưng vì lợi ích lớn hơn của đất nước, không chính phủ nào lại đi đóng cửa biên giới cả! Một thực tế nữa khó ngăn ngừa được là người ta có thể dùng một máy tính có gắn modem gọi tới một địa chỉ Internet ở nước ngoài giống như ta gọi điện thoại quốc tế để lấy tin. Với cách này thì không bức tường lửa nào có thể kiểm soát nổi, cũng may là cước phí đàm thoại quốc tế quá cao nên chắc ít người đủ tiền để dùng Internet kiểu này.

Hiện nay tại Việt Nam, chúng ta cũng đang nói rất nhiều về Internet. Sớm muộn gì thì chúng ta cũng sẽ hòa mạng Internet. ở Hà Nội có nhiều cơ quan, công ty có thể cung cấp dịch vụ Internet vì thực ra tạo ra một mạng để cung cấp các dịch vụ Internet không phải là vấn đề quá khó hiện nay. Tôi cũng để ý thấy là một vài cơ quan, công ty có dịch vụ trao đổi thư điện tử với Internet - một dịch vụ khá đơn giản và dễ thực hiện - nhờ tạm vào cổng ở nước ngoài mà lại luôn tuyên truyền là chính họ mới có quyền và đủ kỹ thuật để cung cấp dịch vụ Internet. Thực chất, nhà nước chỉ cần cho phép mở hai cổng tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh và quản lý thật tốt hai cổng này. Các công ty và cơ quan khác có thể tự do khai thác dịch vụ do hai cổng này cung cấp. Tương lai không xa chúng ta sẽ bước vào "Xa lộ thông tin" của thế giới một cách thoải mái mà không phải lo sợ khi mở cửa thì "rác rưởi sẽ vào theo". Hy vọng rằng các nhà hoạch định chính sách thông tin đừng vì sợ một số "rác rưởi" mà đánh mất đi phần lớn rất tốt đẹp của Internet. Và tôi tin rằng sự nghiệp công nghệp hóa, hiện đại hóa chắc chắn sẽ thành công một phần nhờ có Internet - sự diệu kỳ của nhân loại vào cuối thế kỷ 20.

Nguồn tin từ PCworld

Double click vaøo networking service vaø moät baûng danh saùch nöõa hieän ra.

Tieáp theo laø ñaùnh daáu check vaøo muïc Dynamic Hots Configuration Protocol (DHCP)

Choïn OK, khôûi ñoäng laïi maùy

 DHCP ñaõ ñöôïc caøi ñaët

C. TAÏO SCOPE ÑEÅ QUAÛN LYÙ IP CHO MAÙY TRAÏM

1. TAÏO SERVER

+ Ñeå quaûn lyù caùc maùy khaùch, ta phaûi taïo cho chuùng moät scope. Trong scope naøy chöùa ñòa chæ IP, caùc ñòa chæ IP naøy töông öùng vôùi caùc maùy khaùch trong heä thoáng maïng.

+ Tröôc heát, ta add Server vaøo dòch vuï DHCP ñeå quaûn lyù Scope:

+ Vaøo Start -> Programs ->Administrator Tools -> DHCP ( chuù yù laø DHCP phaûi ñöôïc caøi ).

+ Nhaáp phaûi vaøo bieåu töôïng DHCP ôû cöûa soå beån traùi ->Add Server.

Moät baûng xuaát hieän :

+ Ta phaûi ñaùnh teân maùy chuû voâ muïc this Server ( ta phaûi ñaùnh ñuùng teân cuûa maùy chuû maø ñöôïc ñaët trong quaù trình caøi ñaët Server), tieáp theo ta nhaán OK. Neáu thieát laäp ñuùng thì seõ coù hình sau:

( Do thieát laáp IP treân maùy ñôn neân khoâng hieän IP maùy chuû maø hieän loopback)

+ Maùy chuû ñaõ ñöôïc ADD vaøo trong cöûa soå DHCP. Neáu DHCP hoaït ñoäng toát thì seõ coù bieåu töôïng muøa xanh luïc hình muõi teân höôùng leân ( bieåu töôïng naøy saùt phaàn teân cuûa Server khi ADD vaøo cöûa soå DHCP. Neáu khoâng coù bieåu töôïng nhö vaäy, chöùng toû DHCP chöa hoaït ñoäng. Ñeå cho DHCP hoaït ñoäng , ta nhaán chuoät phaûi vaøo Server trong cöûa soå DHCP ->All Tasks -> Start.  DHCP ñaõ hoaït ñoäng

2. TAÏO SCOPE

+ Choïn start -> Programs ->Addministrator Tools -> DHCP.

+ Nhaán chuoät phaûi leân teân maùy chuû trong cöûa soå DHCP -> New Scope

Moät baûng thoâng baùo hieân ra." Well come to the new scope wizard". Ta nhaán Next. Moät baûng thoâng baùo nöõa hieân ra:

+ Taïi muïc Name, ta ñaët teân naøo cuõng ñöôïc mieãn sao cho deã nhôù.

+ Tai muïc Description, ta mieâu taû hay ñeå troáng cuõng ñöôïc. Taïo xong, nhaán Next

+ Moät baûng New Scope Wizard xuaát hieän. Baûng naøy cho ta thieát laäp soá löôïng IP ñeå DHCP caáp cho caùc maùy con khi maùy con yeâu caàu. Tuyø theo löôïng maùy con trong heä thoáng maø ta taïo ra löôïng IP caàn thieát. Toát nhaát ta neân laáy ñòa chæ cuoái cuûa maùy chuû ñeå deã quaûn lyù.(Giaû söû IP cuûa maùy chuû laø 169.254.144.148 vaø heä thoáng maïng coù 10 maùy con). Ta taïo nhö sau :

- Taïi doøng Start IP Address ( ñòa chæ IP baét ñaàu), ta ñieàn vaøo : 169.254.144.149

- Taïi doøng End IP Address ( ñòa chæ IP cuoái), ta ñieàn vaøo: 169.254.144.159

 Vôi ñòa chæ treân, ta ñaõ taïo ra ñöôïc moät löôïng IP ñeå cung caáp cho caùc maùy con töø 169.254.144.149, 169.254.144.150, . . . , 169.254.144.159. Taïo xong. Nhaán Next.

- Taïi baûng keá tieáp, maùy baét ta ñieàn laïi ñòa chæ vöøa thieát laäp, xong ta nhaán ADD, hoaëc ta chæ caàn nhaán Next taïi baûng naøy, vaø ñòa chæ IP vöøa taïo ñöôïc caäp nhaät. Xong böôùc naøy , ta nhaán Next vaø ta nhaán Next moät laàn nöõa.

- Ta chon muïc : I want to cofigure these options now ( toâi muoán thieát laäp nhöõng muïc löïa choïn baây giôø), ta nhaán Next. Vaø nhaán Next moät laàn nöõa.

Moät baûng thoâng baùo nöõa xuaát hieän :

- Taïi ñaây ôû doøng Parent Domain, ta ñieàn teân nhoùm laøm vieäc ( hay coøn goïi workgroup), Taïi muïc server name ta goõ teân cuûa maùy chuû ,nhaán Resovle vaø sau ñoù nhaán Next.

- Taïi baûng thoâng baùo keá tieáp, maùy baùo cho ta ñieàn teân maùy chuû vaø IP cuûa maùy chuû moät laàn nöõa. Ta coù theå ñieàn vaøo hoaëc chæ caàn nhaán Next ñeå cho maùy töï caäp nhaät. Xong ta nhaán Next.

- Moät baûng thoâng baùo nöõa xuaát hieän. Maùy hoûi : Do you want to activate this scope now ? ( Baïn coù muoán hoaït ñoäng scope baây giôø khoâng?), ta choïn : Yes, I want to activate this scope no,( toâi muoán hoaït ñoäng scope baây giôø ), xong ta nhaán Next.

- Cuoái cuøng ta chon Finish ñeå hoaøn taát coâng vieâc taïo Scope.

+ Neáu taïo hoaøn taát thì trong cöûa soå beân traùi cuûa DHCP, tröôùc teân cuûa maùy chuû coù muõi teân maøu xanh luïc höôùng leân treân ( ví duï :server1[169.254.0.0]maychu.). Nhö vaäy chöùng toû raèng DHCP ñang hoaït ñoäng

+ Neáu khoâng coù hình muõi teân maøu xanh höôùng leân, chöùng toû raèng DHCP chöa hoaït ñoäng. Ñeå DHCP hoaït ñoäng ta phaûi khôûi ñoäng laïi cho noù baèng caùch : Taïi thanh menu-> Action -> All Stask -> start.

Chöông 11

IP- GIAO THÖÙC MAÏNG

Moãi maùy tính khi keát noái vaøo Internet ñeàu coù moät ñòa chæ duy nhaát, ñoù chính laø ñòa chæ IP. Ñòa chæ naøy dung ñeå phaân bieät maùy tính ñoù vôùi caùc maùy tính khaùc treân maïng Internet.

Vaäy ñòa chæ IP laø gì : ñòa chæ IP laø moät soá nguyeân 32 bit ñöôïc chia thaønh 4 byte ngaên caùch bôûi daáu chaám, moãi byte coù giaù trò töø 0->255. Moãi ñòa chæ IP goàm hai phaàn laø ñòa chæ maïng (Network) vaø ñòa chæ maùy (Host).

Ví duï 1: 45.10.0.1 ( ñòa chæ maïng laø 45,ñòa chæ maùy laø 10.0.1)

Ví duï 2: 168.10.45.12 (ñòa chæ maïng laø 168.10, ñòa chæ maùy laø 45.12)

A. CAÙC LÔÙP ÑÒA CHÆ IP:

Toaøn boä ñòa chæ IP ñöôïc chi thaønh saùu lôùp khaùc nhau : A,B,C,D,E vaø loopback. Moãi lôùp seõ coù caùch xaùc ñònh ñòa chæ Network vaø ñòa ñòa chæ Host khaùc nhau.

+ Lôùp A: coù bit ñaàu tieân baèng 0, 7 bit coøn laïi N daønh cho ñòa chæ network neân coù toái ña laø 2^7-2=126 treân lôùp A. 24 bit coøn laïi daønh cho ñòa chæ Host neân moãi maïng thuoäc lôùp A coù toái ña laø 2^24-2=17.777.214 maùy. Nguyeân nhaân phaûi tröø ñi 2 vì coù hai ñòa chæ ñöôïc daønh rieâng laø ñòa chæ maïng (x.x.x.0) vaø ñòa chæ broadcast (x.x.x.255). Lôùp A chæ daønh rieâng cho caùc ñòa chæ cuûa caùc toå chöùc lôùn treân theá giôùi. Vuøng ñòa chæ IP cuûa lôùp A laø 1.0.0.1 ñeán 126.0.0.0

+ Lôùp B: coù hai bit ñaàu tieân laø 10, 14 bit tieáp theo daønh cho ñòa chæ network, 16 bit coøn laïi daønh cho ñòa chæ host. Toång soá maïng treân lôùp B baèng 2^14-2=16382, moãi maïng chöùa toái ña laø 2^16-2=65.643 maùy. Lôùp daønh cho caùc toå chöùc haïng trung treân theá giôùi. Vuøng ñòa chæ duøng chi lôùp B laø 128.1.0.0 ñeán 191.254.0.0

+ Lôùp C: coù ba bit ñaàu tieân laø 110, 22 bit tieáp theo daønh cho ñòa chæ lôùp maïng, 8 bit coøn laïi daønh rieâng cho ñòa chæ host. Soá maïng toái ña treân lôùp C laø 4194302, soá host ( maùy) toái ña treân moãi maïng laø254. Lôùp C ñöôïc söû duïng trong caùc toå chöùc nhoû , trong ñoù coù caû maùy tính cuûa chuùng ta. Vuøng ñòa chæ cuûa lôùp C töø 192.0.1.0 ñeán 223.255.254.0

+ Lôùp D: coù 4 bit ñaàu tieân luoân laø 1110, lôùp D ñöôïc daønh cho phaùt caùc thoâng tin (multicast/broadcast), coù ñòa chæ töø 224.0.0.0 ñeán 239.255.255.255

+ Lôùp E: coù 4 bit ñaàu tieân luoân laø 1111, lôùp E ñöôïc daønh rieâng cho vieäc nhieân cöùu, lôùp naøy coù ñòa chæ töø 240.0.0.0 ñeán 254.255.255.255

+ Loopback : ñòa chæ 127.x.x.x ñöôïc duøng rieâng ñeå kieåm tra voøng laëp quy hoài (loopback) vaø truyeàn thoâng lieân quy trình treân maùy tính cuïc boä, ñaây khong phaûi laø ñòa chæ maïng hôïp leä.

 Chuùng ta coù theå döïa vaøo caùc bit hoaëc caùc byte ñaàu tieân ñeå xaùc ñònh lôùp cuûa IP moät caùch nhanh choùng.

Ví duï IP laø : 128.7.15.1

Ta coù baûng sau:

Heä nhò phaân 10000000 00000111 00001111 00000001

Heä thaäp phaân 128 7 15 1

Ta thaáy hai bit cuûa byte ñaàu tieân laø 10 => IP thuoäc lôùp B

Hoaëc ta coù theå nhaän ñöôïc qua byte ñaàu tieân cuûa ñòa chæ IP

Ta coù baûng sau :

Lôùp Byte ñaàu tieân cuûa ñòa chæ IP

A 1-126

B 128-191

C 192-223

D 224-239

E 240-254

Loopback 127

B. SUBNET (MAÏNG CON)

Ñeå caáp phaùt ñòa chæ IP cho caùc maïng khaùc nhau moät caùch hieäu quaû vaø deã quaûn lyù, nhaø quaûn trò thöôøng phaân chia maïng cuûa hoï thaønh nhieàu maïng nhoû hôn goïi laø Subnet. Subnet seõ vay möôïn moät soá bit cuûa host ñeå laøm Subnet mask (maët na ïmaïng).

Chuù yù:

+ Subnet mask coù taát caû caùc bit network vaø subnet baèng 1, caùc bit host ñeàu baèng 0.

+ Taát caû caùc maùy treân cuøng moät maïng phaûi coù cuøng subnet.

+ Ñeå phaân bieät ñöôïc caùc subnet (maïng con ) khaùc nhau, boä ñònh tuyeán duøng pheùp logic AND.

Ví duï: ñòa chæ maïng lôùp C coù subnet 192.10.0.0 coù theå nhö sau :

a) Duøng 8 bit ñaàu tieân cuûa host ñeå laøm subnet.

Subnet mask = 255.255.255.0

Network Network Subnet Host

11111111 11111111 11111111 00000000

255 255 255 0

Nhö vaäy, soá bit daønh cho subnet laø 8 bit neân coù taát caû laø 2^8-2=254 subnet (maïng con). Ñòa chæ cuûa caùc subnet laàn löôït laø :192.10.0.1, 192.10.0.2, 19210.0.3, . . ., 192.10.0.254. 8 bit 0 daønh cho daønh cho host neân moãi subnet coù 2^8-2=254 host. Ñòa chæ cuûa caùc host laàn löôït laø : 192.10.xxx.1, 192.10.xxx.2, 192.10.xxx.3, . . . , 192.10.xxx.254

b) Chæ duøng 7 bit ñaàu tieân cuûa host ñeå laø subnet

Subnet mask = 255.255.254.0

Network Network Subnet Host

11111111 11111111 11111110 00000000

255 255 254 0

Nhö vaäy, moãi bit daønh cho subnet laø7, neân coù taát caû laø 2^7-2 = 254 subnet (maïng con). Nhöng buø laïi, moãi subnet coù tôùi 510 host do 9 bit sau ñöôïc daønh cho host. 2^9-2 = 510 host.

A. THEÁ NAØO LAØ IP ÑOÄNG -IP TÓNH

Khi maùy tính keát noái vaøo maïng internet thöôøng xuyeân, chaúng haïn nhö 1 web server hoaëc FPT server luoân phaûi coù moät ñòa IP coá ñònh neân goïi laø ñòa chæ IP tónh. Ñoái vôùi caùc maùy tính thænh thoaûng keát noái vaøo internet. Chaúng haïn nhö maùy A quay soá keát noái ñeán ISP (Internet Service Provider : dòch vuï cung caáp internet). Moãi laàn maùy A söû duïng internet, DHCP server cuûa ISP seõ cung caáp cho maùy A moät ñòa chæ IP chaúng haïn 203.162.30.209, vaø neáu laàn sau maùy tính A keát noái vaøo Internet thì DHCP server cuûa nhaø cung caáp dòch vuï internet seõ cung caáp cho maùy tính A moät ñòa chæ IP môùi, chaúng haïn: 230.162.30.168. Nhö vaäy, ñòa chæ IP cuûa maùy tính A laø ñòa chæ IP ñoäng.

D. CAÁU TAÏO ÑÒA CHÆ IP BAÈNG TEÂN:

Ñeå taïo söï deã daøng cho ngöôøi söû duïng, ngöôøi ta ñaõ ñaët ra ñòa chæ IP baèng teân. Ñòa chæ baèng teân naøy ñöôïc taïo ra sao cho deã nhôù, roõ raøng vaø giuùp ngöôøi söû duïng coù khaùi nieäm sôû höõu vaø vi trí cuûa ñòc chæ ñoù. Thoâng thöôøng ñòa chæ baèng teân ñöôïc caáu taïo nhö sau : aaa.bbb.ccc

aaa coù theå teân cuûa moät maùy tính hay teân cuûa moät ngaønh, moät nhoùm. bbb laø teân cuûa moät toå chöùc, moät tröôøng hoïc, moät hoäi ñoaøn . . . vaø ccc töông tröng cho hoäi, vuøng, quoác gia. . . Toùm laïi, ñòa chæ IP baèng teân cho ta bieát ñöôïc phaàn naøo veà nôi choán, khu vuøng cuûa maùy tính. . .

Thí duï ñòa chæ sau: dientoan.namsaigon.edu

Töø phaûi sang traùi : edu laø heä thoáng giaùo duïc, namsaigon laø teân tröôøng NAM SAØI GOØN, dientoan laø ngaønh ñieän toaùn maùy tính maø tröôøng ñang daïy.

Phaàn cuoái cuûa ñòa chæ coù theå ngöôøi ta cho bieát phaàn naøo cho bieát caùc ñòa chæ ôû ñaâu hoaëc thuoäc veà chính quyeàn, toå chöùc naøo . . .

EDU : heä thoáng caùc tröôøng ñaïi hoïc

COM : haõng xöôûng, thöông maïi.

GOV : cô quan chính quyeàn.

MIL : quaân ñoäi.

NET : nhöõng trung taâm lôùn cung caáp dòch vuï Internet.

CA : Canada

Chöông 12

PROTOCOL-GIAO THÖÙC

A. PROTOCOL ( GIAO THÖÙC ) LAØ GÌ :

Vieäc trao ñoåi thoâng tin duø laø ñôn giaûn nhaát cuõng phaûi tuaân theo nhöõng nguyeân taéc nhaát ñònh. Ñôn giaûn nhö hai ngöôøi noùi chuyeän vôùi nhau, muoán cho cuoäc noùi chuyeän coù keát quaû thì ít nhaát caû hai ngöôøi phaûi ngaàm tuaân thuû quy öôùc : Khi moät ngöôøi noùi thì ngöôøi kia phaûi bieát laéng nghe vaø ngöôïc laïi. Vieäc truyeàn thoâng treân maïng cuõng vaäy. Caàn coù caùc quy taéc, quy öôùc truyeàn thoâng veà nhieàu maët : khuoân daïng cuù phaùp cuûa döõ lieäu, caùc thuû tuïc göûi, nhaän döõ lieäu, kieåm soaùt hieäu quaû nhaát chaát löôïng truyeàn thoâng tin. Taäp hôïp nhöõng quy taéc, quy öôùc truyeàn thoâng ñoù ñöôïc goïi laø giao thöùc cuûa maïng (protocol).

Moät taäp hôïp tieâu chuaån ñeå trao ñoåi thoâng tin giöõa hai heä thoáng maùy tính hoaëc hai thieát bò maùy tính vôùi nhau ñöôïc goïi laø giao thöùc. Caùc giao thöùc coøn ñöôïc goïi laø caùc nghi thöùc hoaëc ñònh öôùc cuûa maùy tính.

B. HOAÏT ÑOÄNG CUÛA GIAO THÖÙC :

Toaøn boä hoaït ñoäng truyeàn döõ lieäu treân maïng phaûi ñöôïc chia thaønh nhieàu böôùc rieâng bieät coù heä thoáng. Ôû moãi böôùc, moät soá hoaït ñoäng seõ dieãn ra vaø khoâng theå dieãn ra ôû baát kyø böôùc naøo khaùc. Moãi böôùc coù nhöng nguyeân taéc vaø giao thöùc rieâng.

Caùc böôùc phaûi ñöôïc thöïc hieän theo moät trình töï nhaát quaùn gioáng nhau treân moãi maùy tính maïng. Ôû maùy tính gôûi, nhöõng böôùc naøy phaûi ñöôïc thöï hieän tu treân xuoáng. Ôû maùy tính nhaän, chuùng phaûi ñöôïc thöïc hieän töø döôùi leân.

1. MAÙY TÍNH GÔÛI:

- Chia döõ lieäu thaønh thaønh caùc phaàn nhoû hôn (goïi laø goùi) maø giao thöùc coù theå xöû lyù ñöôïc.

- Theâm thoâng tin ñòa chæ vaøo goùi ñeå maùy tính ñích treân maïng bieát ñöôïc döõ lieäu ñoù thuoäc sôû höõu cuûa noù.

- Chuaån bò döõ lieäu vaø cho truyeàn thaät söï qua card maïng roài leân caùp maïng.

2. MAÙY TÍNH NHAÄN :

- Laáy goùi döõ lieäu ra khoûi caùp.

- Ñöa goùi döõ lieäu vaøo maùy tính thoâng qua card maïng.

- Töôùc boû khoûi goùi döõ lieäu thoâng tin truyeàn do maùy tính gôûi theâm vaøo.

- Sao cheùp döõ lieäu töø goùi vaøo boä nhôù ñeäm ñeå taùi laép gheùp.

- Chuyeån döõ lieäu ñaõ taùi laép gheùp vaøo chöông trình öùng duïng döôùi daïng söû duïng ñöôïc.

Caû maùy tính gôûi vaø maùy tính nhaän caàn thöïc hieän töøng böôùc theo cuøng moät caùch ñeå döõ lieäu luùc nhaän luùc gôûi seõ khoâng thay ñoåi so vôùi luùc gôûi.

Chaúng haïn, hai giao thöùc coù theå chia thaønh nhieàu goùi vaø boå sung theâm caùc thoâng tin thöù töï, thoâng tin thôøi löôïng vaø thoâng tin kieåm loãi, tuy nhieân moãi giao thöùc laïi thöïc hieän vieäc naøy theo caùch khaùc nhau. Do ñoù, maùy tính duøng giao thöùc naøy seõ khoâng theå giao tieáp thaønh coâng vôùi maùy tính duøng giao thöùc khaùc.

C. MOÄT SOÁ GIAO THÖÙC THOÂNG DUÏNG

 IPX (Internetworking Packet eXchange : trao ñoåi goùi döõ lieäu maïng):

Laø nghi thöùc cuûa maïng Netware, IPX gioáng IP laø khoâng caàn quan taâm ñeán caáu hình maïng cuûa heä thoáng cuõng nhö vieäc phaân tuyeán döõ lieäu giöõa hai ñaëc ñieåm truyeàn vaø nhaän nhö theá naøo.

Tuy nhieân khaùc vôùi IP, IPX coù theå töï caáu hình. Noù coù theå taïo caùc ñòa chæ maïng töø söï keát hôïp giöõu ñòa chæ maïng ñöôïc taïo ra bôûi nhaø quaûn trò maïng vôùi ñòa chæ card maïng ôû lôùp MAC. Tính naêng naøy laøm cho vieäc thieät laäp maïng trôû neân ñôn giaûn vì khi maïng ñöôïc keát noái veà maët vaät lyù, IPX coù theå töï ñoäng caáu hình vaø phaân tuyeán döõ lieäu raát nhanh, nhaø quaûn trò maïng khoâng caàn taïo ra moät ñòa chæ maïng rieâng bieät cho moãi maùy tính.

Moät öu ñieåm khaùc nöõa laø goùi döõ lieäu cuûa IPX raát gioáng goùi döõ lieäu cuûa IP neân chuùng ta coù theå chuyeån ñoåi caùc goùi döõ lieäu cuûa IPX sang IP ñeå phaân tuyeán treân internet. Ñaây laø caùch höõu hieäu nhaát ñeå keát noái ngöôøi duøng vôùi internet maø khoâng phaûi caáu hình TCP/IP laïi cho töøng maùy. Tuy nhieân ñieàu baát lôïi laø tính töông thích vôùi internet khoâng haøon haûo vaø phaûi maát moät khoaûng thôøi gian ñeå chuyeån ñoåi töø IPX sang IP cho caùc goùi döõ lieäu. Nhöng noùi chung, IPX coù theå coi laø giaûi phaùp thay theá cho IP neáu heä thoâng maïng khoâng yeâu caàu keát noái internet.

 NETBIOS-NETBEUI

IBM ñöa ra nghi thöùc NetBios ñeå söû duïng cho caùc maïng nhoû, coù caáu hình chæ moät Segment. Töông töï nhö Bios cuûa maùy tính caù nhaân chuyeân xöû lyù caùc giao tieáp giöõa heä ñieàu haønh vôùi phaàn cöùng maùy tính. NetBios vaø NetBeui ( NetBios Extended User Interface) laø caùc nghi thöùc hoã trôï cho caùc thao taùc Input/Output (I/O) treân maïng.

NetBios (vaø NetBeui) ñöôïc thieát keá vôùi yù ñoà söû duïng cho caùc maïng LAN nhoû neân khoâng theå hoaït ñoäng treân moâi tröôøng WAN. Neáu muoán söû duïng trong WAN, chuùng ta phaûi ñoùng goùi caùc Packet NetBios theâm moät laàn nöõa trong Packet cuûa IPX hoaëc IP thoâng qua quaù trình goïi laø NBT (NetBios treân TCP/IP).

NetBios vaø NetBeui coù öu ñieåm hôn IP vaø IPX laø khoâng söû duïng caùch ñaùnh ñòa chæ baèng soá maø bieåu dieãn ñòa chæ theo teân.

Ví duï: moät maùy tính teân Kim vaø moät maùy tính teân Moäc. Maùy Kim gôûi ñòa chæ cho maùy Moäc thì ñòa chæ nguoàn laø Kim, coøn ñòa chæ ñích laø Moäc. Vaø cuõng khoâng caàn bieán ñoåi teân cuûa maùy tính töø daïng kyù töï sang daïng soá trong quaù trình truyeàn döõ lieäu.

Yeáu ñieåm cuûa phöông phaùp theo ñòa chæ theo teân laø moãi maùy tính maïng phaûi coù caùch naøo ñoù ñeå nhaéc nhôû caùc maùy tính khaùc trong maïng nhaän bieát ñöôïc söï hieän dieän cuûa noù ( ví duï : tieáng ñoäng vaät keâu trong moät khu vöïc naøo ñoù baùo hieäu raèng ñang coù söï hieän dieän cuûa noù...). Netbios cuõng chieám moät ít dung löôïng ñöôøng truyeàn khi chuùng thöïc hieän nhaéc nhôû laãn nhau veà söï hieän dieän cuûa caùc maùy tính maïng khaùc. Chính ñaëc tính naøy laø moät trong nhöõng lyù do laøm cho NetBios vaø NetBeui chæ thích hôïp cho maïng nhoû.

 TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol : Giao thöùc ñieàu khieån truyeàn/ giao thöùc maïng):

Neáu coù moät giaûi phaùp naøo ñöôïc goïi laø toång quan cho theá giôùi maïng thì doù chính laø TCP/IP. TCP/IP goàm taäp hôïp moät boä nghi thöùc ñöôïc xaây döïng vaø coâng nhaän bôûi caùc toå chöùc Quoác Teá.

TCP/IP laø moät nghi thöùc hoaït ñoäng maø khoâng quan taâm ñeán söï phaân tuyeán giöõa caùc goùi döõ lieäu treân maïng giöõa maùy tính gôûi vaø maùy tính nhaän, ñoù laø lyù do taïi sao TCP/IP ñöôïc söû duïng nhieàu treân Internet. TCP/IP coù theå hoaït ñoäng treân nhieàu maïng coù neàn (phaàn cöùng) heä thoáng khaùc nhau vaø cung caáp moät caùch thöùc caáu hình ñòa chæ maïng khaù hieäu quaû.

IP coù haiù khuyeát ñieåm laø: tính phöùc taïp vaø soá löôïng ñòa chæ maïng döï tröõ ngaøy ñang caïn daàn. Tuy nhieân, IP version 6 ( IP v.6) ñaõ giaûi quyeát ñöôïc vaán ñeà naøy vaø ñang ñöôïc chaáp nhaän.

Maëc duø phöc taïp nhöng TCP/TP toû ra raát hieäu quaû cho pheùp keát noái nhieàu kieåu maùy tính khaùc nhau chaïy treân caùc heä ñieàu haønh khaùc nhau thaønh moät heä thoáng maïng duy nhaát deã kieåm soaùt veà caáu hình.

TCP/IP HOAÏT ÑOÄNG NHÖ THEÁ NAØO ? Internet laø maïng chuyeån maïch boù, nghóa laø khi chuùng gôûi thoâng tin qua internet töø maùy tính cuûa mình ñeán maùy tính khaùc thì döõ lieäu ñöôïc chia thaønh boù nhoû. Chuoãi caùc boä phaän chuyeån maïch ñöôïc goïi laø boä haønh trình gôûi töøng boù qua internet moät caùch rieâng leû. Sau khi taát caû caùc boù ñöôïc gôûi tôùi maùy tính nhaän, chuùng phaûi ñöôïc keát hôïp trôû laïi veà daïng ban ñaàu. Hai nghi thöùc thöïc hieän vieäc phaân chia döõ lieäu thaønh caùc boù, chuyeån taûi caùc boù qua internet vaø keát hôïp caùc boù nôi nhaän ñoù laø TCP/IP.

Vì nhieàu lyù do keå caû giôùi haïn phaàn cöùng, döõ lieäu ñöôïc gôûi thoâng qua internet phaûi ñöôïc chia thaønh caùc boù nhoû khoâng quaù 1500 kyù töï. Moãi boù ñeàu chöùa tieâu ñeà cuûa thoâng tin, chaúng haïn thöù töï cuûa caùc boù seõ ñöôïc toå hôïp vôùi caùc boù coù lieân quan. Khi TCP taïo ra töng boù, noù seõ tính toaùn vaø coäng soá kieåm tra vaøo tieâu ñeà laø soá maø TCP söû duïng ôû ñaàu nhaän seõ xaùc ñònh caùc loãi sai coù theånaûy sinh trong quaù trình truyeàn daãn boù döõ lieäu. Soá naøy döïa treân soá löôïng döõ lieäu chính xaùc trong ñoù.

Moãi boù ñöôïc ñöa vaøo moät IP rieâng leû chöùa thoâng tin veà nôi gôûi döõ lieäu. Taát caû caùc goùi döõ lieäu cho tröôùc ñeàu coù cuøng thoâng tin ñòa chæ ñeå coù theå gôûi ñeán cuøng vò trí nôi chuùng coù theå ñöôïc toång hôïp toång hôïp laïi. Caùc goùi IP coù tieâu ñeà vôùi thoâng tin ñòa chæ gôûi, ñòa chæ nhaän, thôøi gian duy trì boù thoâng tin tröôùc khi loaïi boû.

Khi caùc boù ñöôïc gôûi qua internet, caùc boä haønh trình seõ kieåm tra caùc bao IP vaø tìm ñòa chæ cuûa chuùng. Caùc boä naøy xaùc ñònh hieäu quaû nhaát ñeå gôûi töøng boù ñeán boä haønh trình gaàn ñích nhaát. Sau khi qua caùc boä haønh trình, caùc boù ñeán cuøng ñòa chæ. Do phaûi löu thoâng treân internet thay ñoåi lieân tuïc, caùc boù coù theå gôûi theo nhieàu ñöôøng khaùc nhau vaø coù theå ñích khoâng theo thöù töï.

Sau khi caùc boù ñeán ñích,TCP tính toaùn soá kieåm tra töøng boù, so saùnh soá naøy vôùi soá kia ñaõ gôûi trong boù. Neáu hai soá khoâng töông hôïp, TCP bieát döõ lieäu trong ñoù bò toån thaát trong quaù trình truyeàn taûi lieàn loaïi boû goùi naøy vaø yeâu caàu gôûi goùi khaùc. Khi caùc boù nguyeân veïn ñeàu ñeán cuøng ñòa chæ, TCP seõ toång hôïp chuùng laïi thaønh daïng döõ lieäu nhö khi gôûi.

HOAÏT ÑOÄNG CUÛA BOÄ HAØNH TRÌNH: boä haønh trình coù caùc coång nhaän caùc boù IP vaø coång Out ñeå gôûi caùc boù. Khi moät boù ñeán coång Input boä haønh trình xem xeùt tieâu ñeà cuûa boù naøy vaø xaùc ñònh ñích ñeán treân baûng haønh trình, cô sôû döõ lieäu baùo cho boä haønh trình veà caùch thöùc gôûi caùc boù ñeán caùc ñíc khaùc nhau.

Döïa treân thoâng tin theo baûng haønh trình, boù ñöôïc gôûi ñeán coång Output thích hôïp, coång naøy gôûi boù thoâng tin ñeán boä haønh trình gaén vôùi ñích cuûa boù ñoù.

Neáu boù ñeán caùc coång Input nhanh hôn toác ñoä xöû lyù cuûa boä haønh trình, boù naøy ñöôïc giöõ laïi trong thöù töï Input. Boä haønh trình seõ söû lyù caùc boù töø daõy naøy theo thöù töï nhaän caùc boù. Neáu soá löôïng caùc boù nhaän ñöôïc vöôït quaù chieàu daøi daõy thöù töï, caùc boù coù theå bæ thaát, khi ñieàu naøy xaûy ra, nghi thöùc TCP treân maùy tính gôûi vaø nhaän seõ gôûi laïi caùc boù ñoù.

 CSMA/CD - Carier Sense Multiple Access with Collision Detection: (toå chöùc xaâm nhaäp nhieàu moái baèng caûm nhaän soùng maïng coù doø xung ñoät).

Khi söû duïng giao thöùc naøy caùc traïm coù quyeàn chuyeån döõ lieäu treân maïng vôùi soá löôïng nhieàu hay ít moät caùch ngaãu nhieân hoaëc baát kyø khi coù nhu caàu truyeàn döõ lieäu ôû moãi traïm. Moãi traïm seõ kieåm tra tuyeán vaø khi naøo tuyeán khoâng baän môùi baét ñaàu chuyeån caùc goùi döõ lieäu.

Vôùi phöông phaùp CSMA/CD,thænh thoaûng seõ coù hôn moät traïm ñoàng thôøi truyeàn döõ lieäu vaø taïo ra sö xung ñoät laøm döõ lieäu thu ñöôïc ôû caùc traïm bò sai leäch. Ñeå traùnh söï tranh chaáp naøy, moãi traïm phaûi ñeàu phaûi phaùt hieän ñöôïc söï xung ñoät döõ lieäu. Traïm phaùt phaûi kieåm tra Bus trong khi gôûi döõ lieäu ñeå xaùc ñònh raèng tín hieäu treân Bus thaät suï ñuùng. Nhö vaäy, seõ phaùt hieän ñöôïc baát kyø xung ñoät naøo coù theå xaûy ra. Khi phaùt hieän coù söï xung ñoät, laäp töùc traïm seõ gôûi ñi moät maãu laøm nhieãu ñaõ ñöôïc ñònh tröôùc ñeå baùo cho caùc traïm bieát laø coù söï xung ñoät xaûy ra vaø chuùng seõ boû qua caùc goùi döõ lieäu naøy. Sau ñoù, traïm phaùt seõ trì hoaõn moät khoaûng thôøi gian ngaãu nhieân tröôùc khi phaùt laïi döõ lieäu. Öu ñieåm cuûa CSMA/CD laø ñôn giaûn, meàm deûo, hieäu quaû truyeàn thoâng tin cao khi löu löôïng thoâng tin cuûa maïng thaáp. Vieäc theâm vaøo hay dòch chuyeån caùc traïm treân tuyeán khoâng aûnh höôûng ñeán caùc thuû tuïc cuûa giao thöùc. Ñieåm baát lôïi cuûa CSMA/CD laø hieäu suaát cuûa tuyeán giaûm xuoáng nhanh khi phaûi taûi quaù nhieàu thoâng tin.

Chöông 13

MAÏNG ETHERNET

Ethernet laø moät trong nhieàu daïng maïng thoâng duïng vaø phoå bieán nhaát hieän nay. Trong maïng Ethernet, caùc maùy ñöôïc noái chung moät caùp theo moâ hình sau :

Taàm hoaït ñoäng cuûa maïng Ethernet khoâng lôùn. Moãi maùy coù theå keát noái vaøo daây chung ôû taàm 400 m (coù theå leân tôùi 2000m hoaëc 4000m). Neáu muoán keát noái xa hôn thì phaûi coù caùc traïm chuyeån tieáp (hup, repeater, switch, router, . . .). Toác ñoä truyeàn cuûa Ethernet cuõng khaù cao. Hieân nay thöôøng duøng laø Mbps ( Fastethernet) vaø cuõng coù 1000Mbps (Gigaethernet).

Maïng Ethernet duøng cheá ñoä CSMA/CD (carrier sense media access/ collsion detection :phöông thöùc ña truy caäp caûm nhaän soùng mang tín hieäu xung ñoät ) ñeå xem maïng coù raûnh maø truyeàn thoâng tin ñi khoâng. Vì Ethernet duøng caùp chung, neân moãi maùy tröôùc khi gôûi tín hieäu phaûi xem thöû coi caùp chung coù roãi hay khoâng. Moãi maùy laéng nghe tín hieäu cuûa daây caùp chung ñeå xem xeùt xem luùc naøo daây chung ñang roãi vaø luùc naøo daây chung ñang baän. Neáu maïng ñang baän, maùy ñoù seõ phaûi chôø ( thöôøng laø vaøo khoaûng 10m/s) sau ñoù laéng nghe laïi. Giaû söû, cuøng moät luùc maïng ñang roãi maø coù hai maùy gôûi tín hieäu cuøng moät luùc, seõ xaûy ra hieân töôïng bò chuyeån sai leäch hoaëc tín hieäu naøy ñeø choàng leân tín hieäu khaùc goïi laø collsion ( söï va chaïm ). Phaùt hieän ra ñieàu ñoù, hai maùy phaûi chôø moät thôøi gian ngaãu nhieân. Neáu voâ tình thôøi gian chôø ngaãu nhieân cuûa caùc maùy cheânh leäch khoâng nhieàu thì söï va chaïm ñoù laïi xaûy ra, khi ñoù thôøi gian chôø cuûa hai maùy seõ gaáp ñoâi thôøi gian chôø ban ñaàu. Laàn thöù ba gaáp 4, laàn thöù tö gaáp 8 . . .Söï laëp laïi nhö vaäy daãn tôùi vieäc moät maùy seõ gôûi tín hieäu ñi tröôùc vaø maùy coøn laïi seõ truyeàn tín hieäu ñi sau. Ñoù laø yù töôûng cuûa Carrier Sense Media Access - Collsion Detection (phöông thöùc ña truy caäp caûm nhaän soùng mang tín hieäu xung ñoät).

Cuõng chính vì lyù do duøng chung caùp neân moïi thoâng tin gôûi ñi töø moät maùy seõ ñöôïc truyeàn khaép nôi trong maïng. Vieäc nhaän hay boû laø do NIC (Network Interface Card : Card maïng giao tieáp) ñaûm nhaän. Giaû söû maùy A gôûi thoâng ñieäp cho maùy B trong cuøng maïng. Maùy C, neáu ôû trong cuøng maïng ñoù cuõng seõ nhaän ñöôïc tín hieäu do maùy A gôûi. Vaäy laøm sao hai maùy coù theå giöû thoâng ñieäp cho nhau ñöôïc ?

Vaán ñeà naøy ñöôïc giaûi quyeát ôû taàng lieân keát döõ lieäu ( Data Link Layer ) cuûa moâ hình OSI. Taàng lieân keát döõ lieäu coù moät sublayer ( lôùp phuï) goïi laø Media Access Control (MAC) sublayer ( lôùp ñieàu khieån ña truy caäp). Lôùp naøy coù nhieäm vuï nhaän vaø gôûi tín hieäu vaøo caùp chung döïa treân ñòa chæ card maïng.

Ñòa chæ card maïng hay coøn goïi laø MAC address goàm moät chuoãi bao haøm 12 kyù töï (goàm soá vaø chöõ). Cöù hai kyù töï thì ñöôïc ngaên caùch nhau bôûi moät daáu chaám ( ví du:ï FF.00.FF.E0.01.56) vaø ñöôïc phaân ra laøm hai phaàn. Phaàn ñaàu tieân goàm ba nhoùm ñaàu ñöôïc quy ñònh bôûi IEEE (Institute Electrical and Electronic Engineers : vieän caùc kyõ thuaät ñieän vaø ñieän töû) cho nhaø saûn xuaát. Moãi nhaø saûn xuaát coù ba nhoùm phaân bieät. Ba nhoùm cuoái do nhaø saûn xuaát quyeát ñònh.

Ví duï:ñòa chæ MAC : FF.00.FF.E0.01.56 thì phaàn xaùc ñònh cho nhaø saûn xuaát laø FF.00.FF coøn phaàn xaùc ñònh card laø E0.01.56. Vôùi caùch chia ñòa chæ MAC nhö vaäy seõ khoâng coù moät card maïng naøo coù ñòa chæ MAC truøng nhau vôùi moät card maïng naøo treân theá giôùi. Do ñoù , khi moät maùy trong Ethernet maïng gôûi thoâng tin ñeán maùy khaùc, maùy ñoù duøng ñòa chæ MAC cuûa maùy kia. Maùy nhaän so saùnh MAC ñöôïc gôûi ñi vôùi ñòa chæ cuûa card mình. Neáu laø thoâng tin gôûi cho mình thì hai ñòa chæ ñoù gioùng nhau vaø maùy nhaän nhaän thoâng tin ñoù. Neáu khoâng phaûi, maùy nhaän seõ boû qua.

Moät maùy A muoán bieát ñòa chæ MAC cuûa maùy khaùc (maùy B chaúng haïn), maùy A gôûi thoâng ñieäp ARP ( Address Resolution Protocol: giao thöùc tra cöùu ñòa chæ, neáu tra cöùu töø IP ra MAC ) vaø neáu tra cöùu töø MAC ra IP thì gôûi thoâng dieäp RARP : Reverse Address Resolution Protocol) ñi khaép subnet, neáu maùy A bieât ñöôïc bieát maùy B trong cuøng subnet. Maùy B seõ traû lôøi maùy A vôùi ñòa chæ MAC cuûa mình vaø cuõng löu laïi ñòa chæ MAC cuûa maùy A ñeå duøng cho sau naøy.

Chöông 14

NGHI THÖÙC TÌM ÑÒA CHÆ MAC

ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL - ARP

Ñòa chæ IP ñaõ taïo ra söï deã daøng cho ngöôøi söû duïng vaø coøn deã hôn nöõa khi chuùng ta hieåu bieát söï lieân quan giöõa ñòa chæ IP baèng soá vaø IP baèng teân. Vôùi ñòa chæ IP thì moät maùy tính A muoán lieân laïc vôùi moät maùy tính B thì maùy tính A seõ gôûi moät tuùi tín hieäu ñeán maùy tính B caên cöù vaøo ñòa chæ IP cuûa maùy B. Nhöng thaät ra, maùy A muoán lieän laïc vôùi maùy B thì phaûi bieát ñòa chæ MAC cuûa maùy cuûa baûng truyeàn tin (Communication Adapter) cuûa maùy B. Ñòa chæ MAC cuûa baûng truyeàn tin khaùc haún voùi ñòa chæ IP. Nhö vaäy laøm sao maø maùy A lieân laïc ñöôïc vôùi maùy B trong khi maùy A chæ bieát ñòa chæ IP cuûa maùy B ?.

Ta coù moâ hình tìm ñòa chæ nhö sau :

Ví duï nhö hình veõ treân, maùy A muoán lieân laïc vôùi maùy C thí maùy A phaûi bieát ñòa chæ IP cuûa maùy C laø 201.5.10.3 nhöng maùy laïi khoâng bieát bieát ñòa chæ MAC cuûa maùy C. Vì vaäy, maùy A phaûi duøng nghi thöùc tìm ñòa chæ ( ARP) ñeå tìm ñòa chæ MAC cuûa maùy C.

Theo nhö hình minh hoaï treân ta thaáy, taát caû caùc maùy A,B,C vaø D cuøng maéc vaøo chung moät maét löôùi laø X vaø ñòa chæ maét löôùi laø 201.5.10.0. Khi maùy A muoán lieân laïc vôùi maùy C laàn ñaàu tieân thì naùy A saõ duøng moät khung tín hieäu theo nghi thöùc tìm ñòa chæ (ARP). Trong khung tín hieäu naøy seõ chöùa ñòa chæ MAC, ñòa chæ IP cuûa maùy gôûi, ñoàng thôøi cuõng gôûi luoân ñòa chæ MAC vaø ñòa chæ IP cuûa maùy caàn tìm ( vuøng ñòa chæ MAC cuûa maùy caàn tìm noù ñeå troáng vì noù chöa bieát ñòa chæ MAC cuûa maùy caàn tìm). Sau khi ñöa caùc thoâng tin vaøo trong khung tín hieäu, maùy A gôûi khung tín hieäu naøy tôùi ñòa chæ maét löôùi X. Khi khung tín hieäu tôùi maét löôùi X, maét löôùi X phaùt ra khung döõ lieäu naøy ra treân maïng. Taát caû caùc maùy treân maïng X (maét luôùi X) so saùnh ñòa chæ IP ñoù vôùi chính IP cuûa mình. Nhö ví duï treân, taát caû caùc maùy B,C vaø D ñeàu so saùnh nhöng trong ñoù chæ coù maùy C laø coù ñòa chæ cuûa mình truøng hôïp vôùi ñòa chæ caàn tìm trong khung tín hieäu maø thoâi. Tuy raèng khoâng truøng hôïp vôùi ñòa chæ cuûa mình nhöng hai maùy naøy seõ caát ñòa chæ IP vaø ñòa chæ MAC vaøo moät boä nhôù ñeå söû duïng sau naøy.

Khi maùy C phaùt giaùc ra söï truøng hôïp giöõa ñòa chæ IP caàn tìm va ñòa chæ IP chính noù thì maùy A maùy C seõ bieát laø maùy A ñang caàn ñòa chæ MAC cuûa maùy C ñeå lieân laïc. Khi bieát ñöôïc nhö vaät thì maùy C seõ boû ñòa chæ MAC cuûa noù vaøo khung tín hieäu vaø gôûi tröïc tieáp veà cho maùy A ( maùy C gôûi tröïc tieáp ñòa chæ MAC cuûa noù veà cho maùy A vì trong khung döõ lieäu maø maùy C nhaän ñöôïc ñaõ coù ñòa chæ cuûa MAC cuûa maùy A. Maùy ghi nhôù ñòa chæ naøy vaøo boä nhôù). Sau khi maùy A nhaän ñöôïc khung tín hieäu gôûi veà töø maùy C , trong ñoù mang theo ñòa chæ MAC cuûa maùy C thì maùy A seõ duøng ñòa chæ MAC cuûa maùy naøy ñeå baét ñaàu gôûi nhöõng khung tín hieäu mang döõ lieäu ñeán maùy C. Maùy A cuõng caát ñòa chæ MAC cuûa maùy C vaøo boä nhôù ñeå vieäc truyeàn gôûi seõ nhanh choùng hôn. Khi hai maùy ñaõ bieát ñöôïc ñòa chæ MAC cuûa nhau thì vieäc söû duïng Giao Thöùc Tìm Ñia Chæ ñöôïc hoaøn thaønh.

Sô ñoà maùy C gôûi MAC laïi cho maùy A :

Chöông 15

TUYEÁN THUEÂ BAO KYÕ THUAÄT SOÁ BAÁT ÑOÁI XÖÙNG (ADSL :Asynmetric Digital Subscriber Line)

Moät trong caùc lôïi ích cuûa ADLS laø khoâng caâfn heä thoáng daây ñaëc bieät, thoâng tin ñöôïc phaân phoái qua caùc tuyeán ñieän thoaïi hieän höõu.

Dòch vuï ADSL yeâu caàu caùc modem ADSL ôû hai ñaàu noái keát- trong nhaø chuùng ta vaø toång ñaøi ñieän thoaïi. Caùc modem ADSL hoaøn toaøn khaùc vôùi modem truyeàn thoáng. Modem truyeàn thoáng nhaän tín hieäu kyõ thuaät soá chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu töông öùng vaø chuyeån tín hieäu ñoù ñeán tuyeán ñieän thoaïi, modem seõ nhaän caùc tín hieäu naøy vaø chuyeån chuùng trôû laïi daïng kyõ thuaät soá. Coøn modem ADSL thì khaùc, modem ADSL gôûi vaø nhaän toaøn boä döõ lieäu ôû daïng kyõ thuaät soá - khoâng chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu analog vaø ngöôïc laïi.

Söï chuyeån phaùt tín hieäu analog truyeàn thoâng qua caùc daây ñieän thoaïi baèng ñoàng chæ söû duïng moät phaàn nhoû cuûa baêng thoâng coù theå chuyeån phaùt qua caùc daây ñoù. ADSL cho pheùp ngöôøi noùi chuyeän baèng ñieän thoaïi vaø söû duïng ñoàng thôøi internet toác ñoä cao - taát caû chæ caàn moät tuyeán ñieän thoaïi.

ADSL chia tuyeán ñieän thoaïi thaønh 3 keânh : moät keânh duøng ñeå nhaän döõ lieäu, moät keânh gôûi döõ lieäu vaø keânh coøn laïi duøng ñeå noùi chuyeän qua ñieän thoaïi. Ñieàu naøy coù nghóa laø moät tuyeán ñieän thoaïi ñöôïc duøng ñeå duyeät internet ñoàng thôøi ñeå noùi chuyeän qua ñieän thoaïi.

Tuyeán ñieän thoaïi thöïc söï khoâng taùch thaønh 3 keânh rieâng leû, thay vaøo ñoù caùc kyõ thuaät ñieàu bieán coù theå ñöôïc duøng ñeå taùch 3 kieåu tính hieäu :noùi, gôûi vaø nhaän. Caùc keânh gôûi vaø nhaän ñöôïc chia thaønh nhieàu toác ñoä khaùc nhau. Daïng ADSL phoå bieán coù khaû naêng nhaän döõ lieäu vôùi toác ñoä laø 1.5MB/s vaø gôûi vôùi toác ñoä laø 640Kb/s. Do ñöôøng gôûi vaø ñöôøng nhaän khoâng töông xöùng vôùi nhau neân goïi laø ñöôøng truyeàn baát ñoái xöùng.

Ñeå vaän haønh chuaån xaùc, modem ADSL cuûa chuùng ta phaûi trong phaïm vi khoaûng caùch nhaát ñònh ñoái vôùi modem cuûa coâng ty ñieän thoaïi. Khoaûng caùch chính xaùc thay ñoåi tuyø theo dòch vuï ADSL vaø toác ñoä truyeàn taûi döõ lieäu.

A. ÖU ÑIEÅM CUÛA ADSL :

- toác ñoä truy nhaäp cao, toác ñoä taûi xuoáng töø 1,5-8Mb/s, nhanh hôn modem quay soá (56Kb/s) laø 140 laàn, nhanh hôn truy nhaäp vaøo dòch vuï ISDN laø 60 laàn. Toác ñoä taûi leân töø 64-640Kb/s.

- Toái öu cho vieäc truy nhaäp internet , toác ñoä taûi xuoáng cao hôn nhieàu laàn so vôùi toác doä taûi leân.

- Vöøa truy caäp internet vöøa söû dung ñieän thoaïi. Tín hieäu truyeàn ñoäc laäp ñoái vôùi tín hieäu ñieän thoaïi/fax.

- Keát noái lieân tuïc, khoâng tín hieäu baän m khoâng tín hieäu chôø.

- Khoâng phaûi quay soá truy caäp.

B. KHUYEÁT ÑIEÅM CUÛA ADSL:

- toác ñoä taûi xuoáng, leân phuï thuoäc vaøo khoaûng caùch töø nhaø thueâ bao ñeán ñeán nôi ñaët toång ñaøi ADSL. Khoaûng caùch caøng xa thì toác ñoä taûi döõ lieäu leân xuoáng giaûm vaø ngöôïc laïi.

Chöông 16

SÖÏ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA ISDN

ISDN (Intergrated Services Digital Network :dòch vuï maïng kyõ thuaät soá tích hôïp) laø phöông phaùp thieát laäp caùc noái keát internet toác ñoä cao söû duïng caùc giaây ñieän thoaïi hieän höõu, khoâng caàn coù daây ñieän thoaïi môùi. Ñeå coù theå söû duïng ISDN, coâng ty ñieän thoaïi phaûi laép boä chuyeån maïch soá ISDN. Trong ISDN, moïi thoâng tin ñöôïc gôûi giöõa maùy tính cuûa baïn vaø internet ôû daïng kyõ thuaät soá. ISDN chöa ñöôïc laëp ñaët roäng raõi, do ñoù coù theå nhieàu vuøng chöa ñöôïc laép ISDN.

Ñeå söû duïng ISDN, maùy tính phaûi coù modem ISDN. Modem naøy khoâng phaûi laø modem thoâng thöôøng, coù theå goïi ñoù laø thieát bò ñaàu cuoái. Modem thoâng thöôøng chuyeån thoâng tin trong maùy tính cuûa baïn töø tín hieäu kyõ thuaät soá thaønh tín hieäu töông töï ñeå chuyeån qua caùc tuyeán ñieän thoaïi. ISDN laø coâng ngheä kyõ thuaät soá, do ñoù khoâng caàn chuyeån ñoåi tín hieäu kyõ thuaät soá sang tín hieäu töông töï. Thay vaøo ñoù, modem ISDN gôûi thoâng tin töø maùy tính cuûa baïn qua caùc tuyeán ñieän thoaïi ISDN vaø nhaän daïng thoâng tin töø kyõ thuaät soá töø caùc tuyeán ñieän thoaïi.

Khaùc vôùi caùc tuyeán ñieän thoaïi thoâng thöôøng, caùc tuyeán ISDN khoâng nhaän ñieän naêng töø coâng ty ñieän thoaïi. Thay vaøo ñoù, chuùng söû duïng ñieän naêng töø nguoàn beân ngoaøi. Noùi chung, caùc modem ISDN caàn coù nguoàn ñieän rieâng. Do ñoù, neáu coù söï coá veà ñieän thì caùc tuyeán ISDN seõ khoâng hoaït ñoäng.

Tuy nhieân, phoå bieán nhaát laø Basic Rate Interface (BRI). Vôùi BRI, tuyeán ñieän thoaïi cuûa baïn ñöôïc chia thaønh 3 keânh logic. Caùc keânh naøy laø phöông tieän ñeå gôûi vaø nhaän döõ lieäu thoâng qua tuyeán ñieän thoaïi cuûa baïn. BRI coù 2 keânh B, moãi keânh coù toác ñoä laø 64kb/s vaø moät keânh D vôùi toác ñoä laø16kb/s. Do ñoù coøn ñöôïc goïi laø 2B+D.

Caùc keânh B ñöôïc söû duïng ñeå gôûi döõ lieäu cuûa baïn vaø coù theå söû duïng ñoàng thôøi. Do ñoù, chuùng ta coù theå noùi chuyeän qua ñieän thoaïi thoâng qua moät keânh B vaø khaùm phaù internet thoâng qua keânh B thöù hai. Keânh D ñöôïc duøng ñeå gôûi thoâng tin tín hieäu veà hnaøh trình cuûa döõ lieäu ñang ñöôïc gôûi qua caùc keânh.

Moät soá coâng ty ñieän thoaïi chöa coù ñuû khaû naêng söû duïng keânh D ñeå gôûi tín hieäu. Trong caùc tröôøng hôïp keânh D khoâng ñöôïc duøng ñeå gôûi tín hieäu thoâng tin, thoâng tin ñoù ñöôïc phaân phoái qua caùc keânh B. khi ñoù, chæ coù theå gôûi vaø nhaän tín hieäu vôùi toác ñoä laø 56kb/s do phaûi söû duïng 8kb ñeå gôûi thoâng tin tín hieäu. Chöông 17

MOÂ HÌNH OSI

(OPEN SYSTEM INTERCONECTION : heä thoáng noái keát môû )

A. MOÂ HÌNH OSI:

Thöïc ra trong quaù khöù, vieäc truyeàn thoâng giöõa caùc maùy tính töø caùc nhaø cung caáp khaùc nhau raát khoù khaên, bôûi leõ chuùng söû duïng caùc giao thöùc vaø ñònh daïng döõ lieäu khaùc nhau. Do ñoù toå chöùc tieâu chuaån hoaù quoác teá ( International Standard Organizations :OSI) ñaõ phaùt trieån moät kieán truùc truyeàn thoâng ñöôïc bieát ñeán nhö laø moâ hình keát noái laãn nhau qua heä thoáng môû-Open System Interconnection (OSI) - moät moâ hình ñònh nghóa caùc tieâu chuaån lieân keát caùc maùy tính töø caùc nhaø cung caáp khaùc nhau. Moâ hình OSI ñöôïc chia laøm 7 lôùp (7 taàng) :

7. Taàng öùng duïng (Application)

6. Taàng bieåu dieãn (Presentation)

5. Taàng hoäi (Session)

4. Taàng vaän chuyeån (Transport)

3. Taàng maïng (Network)

2. Taàng lieân keát döõ lieäu (Data Link)

1. Taàng vaät lyù (Physical)

Caùc lôùp ñöôïc ñònh nghóa theo moät caùch thöùc maø nhöõng söï thay ñoåi trong moät lôùp naøy seõ khoâng caàn thieát phaûi daãn ñeán söï thay ñoåi trong caùc lôùp khaùc. Caùc lôùp cao hôn nhö ( 5,6 vaø 7) coù tính naêng maïnh hôn caùc lôùp thaáp hôn. Lôùp öùng duïng coù theå xöû lyù cuøng caùc giao thöùc vaø ñònh daïng döõ lieäu ñöôïc söû duïng bôûi caùc lôùp khaùc vaø nhieàu thöù khaùc. Do vaäy coù söï khaùc bieät lôùn giöõa lôùp vaät lyù vaø lôùp öùng duïng. Vì sao coù suï khaùc bieät giöõa caùc lôùp nhö vaäy ? Ñoù laø do moãi lôùp coù nhieäm vuï rieâng cuûa noù.

B. CHÖÙC NAÊNG VAØ NHIEÄM VUÏ CUÛA MOÃI TAÀNG :

1. TAÀNG VAÄT LYÙ : laø taàng thaáp nhaát cuûa moâ hình OSI. Taàng naøy chi phoái caùch thöùc gôûi, nhaän döõ lieäu thoâ, chöa thaønh caáu truùc coù daïng luoàng bit ( bit-tream) thoâng qua phöông tieän vaät lyù. Taàng vaät lyù moâ taû caùc giao dieän ñieän, quang ... daønh cho phöông tieän maïng vaät lyù. Taàng vaät lyù truyeàn taûi tín hieäu cho taát caû caùc taàng naèm treân. Hoaït ñoäng maõ hoaù döõ lieäu thay ñoåi maãu hình tín hieäu soá ñôn giaûn ( 0 vaø 1) do maùy tính söû duïng cho phuø hôïp vôùi ñaëc ñieåm cuûa phöông tieän truyeàn vaät lyù.

2. TAÀNG LIEÂN KEÁT DÖÕ LIEÄU: Taàng lieân keát döõ lieäu cung caáp chuyeån khung döõ lieäu khoâng loãi töø maùy tính naøy ñeán maùy tính khaùc thoâng qua taàng vaät lyù. Caùc taàng naèm treân taàng Data-link coù theå ñaûm traùch vieäc truyeàn döõ lieäu khoâng loãi qua maïng.

• Thieât laäp vaø keát thuùc moät lieân keát logic giöõa hai maùy tính ñöôïc nhaän dieän theo ñòa chæ card maïng (NIC) khoâng truøng laëp cuûa chuùng

• Truyeàn vaø nhaän khung döõ lieäu theo thöù töï

• Cung caáp vaø chôø ñôïi tín hieäu baùo nhaän khung, phaùt hieän vaø phuïc hoài caùc loãi xaûy ra ôû taàng vaät lyù.

• Kieåm tra loãi ôû khung döõ lieäu ñeå xaùc nhaän tính toaøn veïn cuûa khung döõ lieäu nhaäc ñöôïc

• Kieåm tra ñòa chæ ñích cuûa moãi khung döõ lieäu nhaän ñöôïc vaø quyeát ñònh coù neân chuyeån khung ñeán taàng treân hay khoâng.

3. TAÀNG MAÏNG : lôùp maïng nhaèm ñaûm baûo trao ñoåi thoâng tin giöõa caùc maïng con trong moät maïng lôùn, lôùp naøy coøn ñöôïc goïi laø lôùp thoâng tin giöõa caùc maïng con vôùi nhau. Trong lôùp maïng caùc goùi döõ lieäu coù theå truyeàn ñi theo töøng ñöôøng khaùc nhau ñeå tôùi ñích. Do vaäy, ôû lôùp naøy phaûi chæ ra con ñöôøng naøo döõ lieäu coù theå ñi vaø con ñöôøng naøo bò caámvaøo thôøi ñieåm ñoù. Thöôøng trong lôùp maïng ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp maïng coù nbieàu maïng con hoaëc caùc maïng lôùn vaø phaân boå treân moät khoâng gian roäng lôùn vôùi nhieàu nuùt thoâng tin khaùc nhau.

Taàng maïng chòu traùch nhieäm thieát laäp, duy trì chaám döùt keát noái vôùi moät hoaëc nhieàu heä thoáng trung gian trong maïng con giao tieáp. Ôû taàng maïng vaø hai taàng beân döôùi, caùc giao thöùc ngang haøng naèm giöõa moãi maùy tính vaø maùy tính ngay beân caïnh noù thöôøng khoâng phaûi laø maùy tính ñích cuoái cuøng. Maùy tính ñòch vaø maùy tính nguoàn coù theå bò chia caùch bôûi nhieàu heä thoáng trung gian.

4. TAÀNG VAÄN CHUYEÅN : Taàng naøy ñaûm baûo thoâng tin truyeàn ñi khoâng bò loãi vaø ñuùng thöù töï, khoâng bò maát maùt hoaëc sao cheùp. Taàng naøy chia thoâng ñieäp daøi thaønh nhieàu goùi nhoû vaø goäp caùc goùi laïi thaønh moät boä. Taïi ñaàu nhaän, taàng naøy môû goùi thoâng ñieäp laép gheùp laïi thaønh thoâng ñieäp goác vaø gôûi tín hieäu baùo nhaän.

5. TAÀNG HOÄI (Coøn goïi laø phieân laøm vieäc): Cho pheùp thieát laäp caùc chöông trình öùng duïng coù chöùc naêng baûo maät. Taàng naøy cho pheùp chöông trình öùng duïng treân hai maùy tính ñöôïc thieát laäp, söû duïng vaø chaám döùt moät keát noái goïi laø phieân laøm vieäc. Taàng naøy cho pheùp thi haønh thuû tuïc nhaän bieát teân vaø thöï hieän caùc chöc naêng caà thieát.( baûo maät).

6. TAÀNG BIEÅU DIEÃN (BOÄ DÒCH MAÏNG) : Taàng Presentation hoaït ñoäng nhö moät boä phieân dòch döõ lieäu cho maïng. Taàng Presentation treân mayù tính truyeàn seõ phieân dòch döõ lieäu töø daïng thöùc do taàng application (öùng duïng ) gôûi ñi sang moät daïng thöùc chung. Taïi maùy tính nhaän, taàng Presentation phieân dòch daïng thöùc chung sang daïng thöùc maø taàng application nhaän bieát. Taàng Presentation cung caáp caùc chöùc naêng sau:

+ Phieân dòch maõ kyù töï, chaúng haïn töø maõ ASCII sang maõ EBCDIC.

+ Bieán ñoåi döõ lieäu, chaúng haïn traät töï bit.

+ Neùn döõ lieäu, nhaèm giaûm soá löôïng bit phaûi truyeàn.

+ Maõ hoaù döõ lieäu, töùc laø bieåu dieãn döõ lieäu döôùi daïng thöùc khoâng ñoïc ñöôïc cho ñeán khi döõ lieäu ñöôïc maõ hoaù, nhaèm muïc ñích baûo maät döõ lieäu.

( EBCDIC : Extended Binary Coded Decimal Enterchange Code-söï trao ñoåi maõ soá thaäp phaân sang heä nhò phaân môû roäng: ñaây laø moät nguyeân taéc maõ hoùa kyù töï maùy theo tieâu chuaån, thöôøng duøng deå bieåu dieãn 256 kyù töï tieâu chuaån. Caùc maùy tính lôùn cuûa caùc haõng IBM duøng nguyeân taéc maõ hoaù EBCDIC, coøn caùc maùy tính caù nhaân thì duøng maõ hoaù ASCII. Caùc maïng truyeàn thoâng noái maùy tính caù nhaân vôùi maùy tính lôùn IBM phaûi coù moät thieát bò dieãn dòch ñeå laøm trung gian giöõa hai heä thoáng).

7. TAÀNG ÖÙNG DUÏNG : Taàng öùng duïng coù chöùc naêng nhö moät cöûa soå daønh cho ngöôøi duøng vaø caùc chöông trình öùng duïng truy caäp dòch vuï maïng. Taàng öùng duïng coù caùc chöùc naêng sau:

+ Chia seû taøi nguyeân vaø taùi ñònh höôùng thieát bò.

+ Truy caäp taäp tin ôû xa.

+ Hoã trôï truyeàn thoâng lieân quy trình.

+ Truy caäp giao dòeân in töø xa.

+ Hoã trôï cuoäc goïi thuû tuïc töø xa.

+ Quaûn lyù maïng.

+ Dòch vuï thö muïc.

+ Gôûi thoâng ñieäp ñieän töû, bao goàm thoâng ñieäp e-mail.

+ Moâ phoûng caùc terminal aûo.

C. SÖÏ DI CHUYEÅN LUOÀNG DÖÕ LIEÄU CUÛA MOÂ HÌNH OSI:

Moâ hình OSI bieåu dieãn kieán truùc luoàng döõ lieäu chuaån. Vôùi nhöõng giao thöùc ñöôïc ñònh roõ theo caùch thöùc, qua ñoù taàng N taïi maùy tính ñích seõ nhaän ñuùng ñoái töôïng ñöôïc gôûi bôûi taàng N taïi maùy tính nguoàn.

Quy trình gôûi (Sending process) chuyeån döõ lieäu ñeán taàng Application, taïi ñaây döõ lieäu ñöôïc noái theâm moät ñoaïn ñaàu öùng duïng roài chuyeån xuoáng taàng Presentation. Taàng Presentstion coù theå bieán ñoåi döõ lieäu theo nhieàu caùch khaùc nhau neáu caàn, chaúng haïn bieân dòch döõ lieäu vaø theâm vaøo ñoaïn daàu. Sau ñoù gôûi keát quaû ñeán taàng Session. Taàng Presentation khoâng nhaän bieát ñöôïc phaàn naøo cuûa döõ lieäu nhaän ñöôïc töø taàng Application laø application header (taàng ñaàu öùng duïng), vaø phaàn naøo laø döõ lieäu thaät söï cuûa ngöôøi duøng, bôûi vì thoâng tin ñoù khoâng lieân quan ñeán vai troø cuûa taàng Presentation.

Quy trình laëp laïi töø taàng naøy sang taàng kia cho ñeán khi khung döõ lieäu xuoáng ñeáng taàng Data-link. Taïi ñaâyy, ngoaøi moät ñoaïn ñaàu coøn coù theâm moät ñoaïn cuoái döõ lieäu (data trailer) ñöôïc theâm vaøo ñeå hoã trôï hoaït ñoäng ñoàng boä hoaù khung döõ lieäu. Sau ñoù, khung döõ lieäu ñöôïc chuyeån xuoáng taàng vaät lyù-nôi noù thöïc söï ñöôïc chuyeån ñeán maùy tính nhaän.

Treân maùy tính nhaän, caùc ñoaïn ñaàu vaø ñoaïn cuoái laàn löôït bò töôùc boû khi khung döõ lieäu ñeán töøng taàng moät vaø cuoái cuøng ñeán ñöôïc quy trình tieáp nhaän.

Chöông 18

THIEÁT BÒ SÖÛ DUÏNG TRONG MAÏNG MAÙY TÍNH

A. CARD GIAO TIEÁP MAÏNG ( NETWORK INTERFACE CARD)

Caùc boä phaän giao tieáp coù theå ñöôïc thieát keá ngay trong baûng maïch chính (mainboard) cuûa maùy tính hoaëc ôû daïng taám giao tieáp maïng goïi laø card giao tieáp maïng NIC (Network Interface Card) hoaëc laø caùc boä thích nghi ñöôøng truyeàn.

Moät NIC coù theå ñöôïc caøi vaøo moät khe caém (slot) cuûa maùy tính. Ñaây laø thieát bò phoå duïng nhaát ñeå noái maùy tính vôùi maïng. Trong NIC coù moät boä thu phaùt (transceiver) vôùi moät soá kieåu ñaàu noái. Boä thu phaùt chuyeån ñoåi caùc tín hieäu beân trong maùy tính thaønh tín hieäu maø maïng ñoøi hoûi.

Card giao tieáp phaûi coù moät ñaàu noái hôïp vôùi caùp. Neáu duøng caùp ñoàng truïc loaïi nhoû thì chaéc chaén laø card giao tieáp maïng phaûi coù ñaàu noái BNC, neáu laø caùp xoaén doâi thì card phaûi coù ñaàu noái RJ-45.

B. THIEÁT BÒ TAÄP TRUNG DAÂY (HUB) :

Söï khaùc nhau giöõa vieäc dung caùp ñoàng truïc vôùi UTP laø khi duøng UTP coøn phaûi duøng theâm thieát bò Hub. Vôùi caùp UTP seõ deã daøng hôn khi boå sung maùy tính vaøo maïng, di chuyeån maùy tính, tìm vaø söûa chöõa caùc sai hoûng cuûa caùp vaø khi caàn coù theå taùch maùy tính ra khoûi maïng. Hub laø boä chia hay goïi laø boä taäp trung daây duøng ñeå ñaáu noái maïng. Theo hoaït ñoäng vaø chöùac naêng, ngöôøi ta phaân bieät coù caùc loaïi Hub khaùc nhau nhö sau :

HUB THUÏ ÑOÄNG : Loaïi hub naøy khoâng chöùa caùc linh kieän ñieän töû vaø cöng khoâng söû lyù caùc tín hieäu döõ lieäu. Caùc hub thuï ñoäng coù chöù naêng duy nhaát laø toå hôïp caùc tín hieäu töø moät ñoaïn caùp maïng, khoaûng caùch giöõa moät maùy tính vaø hub khoâng lôùn hôn moät nöûa khoaûng caùch toái ña cho pheùp giöõa hai maùy tính treân maïng ( ví duï khoaûng caùch toái ña cho pheùp giöõa hai maùy tính treân maïng laø 200 m thì khoaûng caùch toái ña giöõa maùy tính vaø hub laø 100 m).

HUB CHUÛ ÑOÄNG : loaïi hub naøy coù caùc linh kieän ñieän töû coù theå khueách ñaïi vaø xöû lyù tín hieäu ñieän töû tryueàn qua giöõa caùc thieát bò maïng. Quaù trình xöû lyù tín hieäu ñöôïc goïi laø taùi sinh tín hieäu, noù laøm cho maïng hoaït ñoäng toát hôn, ít nhaïy caûm vôùi loãi vaø khoaûng caùch giöõa caùc thieát bò coù theå taêng leân. Tuy nhieân nhöõng öu ñieåm ñoù cuõng coù theå keùo theo giaù thaønh cuûa buh chuû ñoäng cao hôn ñaùng keå so vôùi hub bò ñoäng.

HUB THOÂNG MINH : ñaây laø hub chuû ñoäng nhöng coù theâm chöùc naêng quaûn trò hub: nhieàu hub hieân nay ñaõ hoã trôï caùc giao thöùc quaûn trò maïng cho pheùp hub gôûi caùc goùi tin veà traïm ñieàu khieån maïng trung taâm. Noù cuõng cho pheùp maïng trung taâm quaûn lyù hub, chaúng haïn ra leänh cho hub huyû boû moät lieân keát ñang gaây roái cho maïng.

HUB CHUYEÅN MAÏCH : ñaây laø loaïi hub môùi nhaát bao goàm caùc maïch cho pheùp choïn ñöôøng raát nhanh cho caùc tín hieäu giöõa caùc coång treân hub. Thay vì chuyeån tieáp moät goùi tin tôùi taát caû caùc coång cuûa hub, moät hub chuyeån maïch chæ chuyeån tieáp caùc goùi tin tôùi coång noái vôùi traïm ñích cuûa goùi tin. Nhieàu hun chuyeån maïch coù khaû naêng chuyeån maïch caùc goùi tin theo con ñöôøng nhanh nhaát. Do tính öu vieät nhieàu maïng cuûa hub chuyeån maïch neân noù ñang daàn daàn thay theá caàu noùi vaø boä diinh tuyeán treân nhieàu maïng.

C. BOÄ LAËP (REPEATER)

Boä laëp (repeater) laø moät thieât bò noái hai ñaàu ñoaïn caùp vôùi nhau khi caàn môû roäng maïng. Noù ñöôïc duøng khi ñoä daøi toång coäng cuûa caùp vöôït quaù ñoä daøi cöïc ñaïi cho pheùp. Boä laëp chæ duøng vôùi caùc maïng Ethrnet noái vôùi caùp ñoàn truïc, coøn ôû maïng duøng caùp UTP thì chính hub cuõng laø moät boä laëp.

D. CAÀU NOÁI (BRIDGE)

Caàu noái (Bridge) laø moät thieát bò laøm vieäc ôû lôùp lieân keát döõ lieäu ( Data link layer) cuûa moâ hình OSI. Noù laø moät thieát bò duøng ñeå noái hai maïng sao cho chuùng hoaït ñoäng nhö moät maïng. Caàu noái coù theå chuyeån ñi caùc tín hieäu coù ñích ôû phaàn maïng phía beân kia. Caàu noái laøm ñöôïc ñieàu ñoù vì moãi thieát bò maïng ñeàu coù moät ñòa chæ duy nhaát vaø ñòa chæ ñích ñöôc ñaët trong tieâu ñeà cuûa moãi goùi tin ñöôïc truyeàn. Giaû söû coù hai maïng LAN A vaø LAN B

Ta coù moâ hình sau :

1. Hoaït ñoäng cuûa caàu noái:

+ Nhaän moïi goùi thoâng tin treân LAN A vaø LAN B.

+ Kieåm tra caùc ñòa chæ ñích ghi trong goùi ( caùc goùi tin trong LAN A maø coù ñích cuõng ôû treân LAN A thì caùc goùi tin ñoù coù theå ñöôïc gôûi ñeán ñích ma khoâng caàn ñeán caàu noái. Caùc goùi tin trong LAN B coù cuøng ñòa chæ treân LAN B cuõng vaäy. Caùc goùi tin co ñòa chæ ñích treân LAN A hoaëc LAN B cuõng hoaït ñoäng töông töï.

Caùc caàu noái theá heä cuõ ñoøi hoûi phaûi caáu hình tröïc tieáp caùc baûng ñòa chæ. Coøn caùc caàu noái theá heä môùi ( goïi laø learning bridge) coù theå caäp nhaät töï ñoäng caùc baûng ñòa chæ cuûa noù khi caùc thieát bò ñöôïc theâm vaøo hoaëc bôùt ñi treân maïng

Caàu noái coù theå duøng ñeå noái hai maïng khaùc nhau, chaúng haïn nhö noái maïng Ethernet vaø maïng Token Ring. Nhöng chuùng hay ñöôïc duøng hôn trong vieäc chia moät maïng lôùn thaønh hai maïng nhoû ñeå naâng cao hieäu naêng söû duïng

2. Tính naêng cuûa moät soá loaïi caàu noái :

+ Loïc vaø chuyeån tieáp chæ ra khaû naêng nhaän vaø kieåm tra döõ lieäu ñeå chuyeån khung tôùi maïng khaùc hay trong cuøng moät maïng.

+ Hoã trôï nhieàu coång cho pheùp noái nhieàu hôn hai maïng vôùi nhau.

+ Hoã trôï giao tieáp LAN vaø WAN

+ Khoâng neán döõ lieäu khi truyeàn.

+ Phieân dòch khung, chuyeån ñoåi hai khuoân daïng döõ lieäu khac nhau giöõa hai maïng.

+ Boùc goùi khung: theâm vaøo phaàn tieâu ñeà cho moãi goùi khi ñi qua moãi lôùp.

+ Phöông thöùc ñònh tuyeán : caàu noái loaïi naøy coù khaû naêng töï ñoâng thay ñoåi baûng ñònh tuyeán coù theå löïa choïn ñöôøng ñi tôùi ñích cuûa döõ lieäu ñöôïc toât nhaát.

E. BOÄ ÑÒNH TUYEÁN (ROUTER) :

Boä ñònh tuyeán laø moät thieát bò thoâng minh hôn haún caàu noái vì noù coøn coù theå thöïc hieän caùc giaûi thuaät caùc ñöôøng ñi toái öu ( theo chæ tieâu naøop ñoù). Noùi caùch khaùc, boä ñònh tuyeán töông töï nhö moät caàu noái " sieâu thoâng minh" cho caùc maïng thöïc söï lôùn.

Caàu noái chöùa ñòa chæ cuûa taát caû caùc maùy tính ôûi hai beân caàu vaø coù theå göûi caùc thoâng ñieäp theo ñuùng ñòa chæ. Nhöng caùc boä ñònh tuyeán coøn bieát nhieàu hôn phaïm vi trong maïng, moät boä ñinh tuyeán khoâng nhöõng chæ bieát caùc ñò chæ cuûa taát caû caùc maùy tính maø coøn bieát caùc caàu noái vaø caùc boä ñònh tuyeán khaùc ôû treân maïng vaø coù theå quyeát ñònh loä trình coù hieäu quaû nhaát cho moãi thoâng ñieäp.

Caùc boä ñònh tuyeán cuõng ñöôïc duøng ñeå noái caùc maïng caùch xa nhau veà maët ñòa lyù qua caùc boä ñieàu cheá modem maø khoâng theå thöïc hieän ñieàu naøy baèng caàu noái.

Veà maët kyõ thuaät phaân bieät giöõa caàu noái vaø boä ñònh tuyeán: caáu noái hoaït ñoäng ôû lôùp ñieàu khieån truy caäp moâi tröôøng MAC (Media Access Control) hay lôùp lieân keát döõ lieäu. Trong khi ñoù boä ñònh tuyeán hoaït ñoäng ôù lôùp maïng.

Nhö vaäy, caàu noái coù chöùc naêng töông öùng vôùi hai lôùp thaáp ( lôùp vaät lyù, lôùp lieân keát döõ lieäu) cuûa moâ hình OSI, trong khi caùc boä ñònh tuyeán hoaït ñoäng ôû lôùp maïng cuûa ,oâ hình OSI. Boä ñònh tuyeán cho pheùp noái caùc kieåu maïng khaùc nhau thanh lieân maïng. Chöùc naêng cuûa boä ñònh tuyeán ñoøi hoûi phaûi hieåu moät giao thöùc naøo ñoù tröôùc khi thöïc hieän vieäc choïn ñöôønh cho giao thöùc ñoù. caùc boä ñinh tuyeán do vaäy seõ phuï thuoäc vaøo giao thöùc cuûa caùc maïng ñöôïc noái keát.

F. MODEM (GIAÛI ÑIEÀU CHEÁ):

Modem ( giaûi ñieàu cheá ) laø thieát bò coù chöùc naêng chuyeån ñoåi tín hieäu soá thaønh tín hieäu töông töï maø ngöôïc laïi. Noù ñöôïc duøng ñeå keát noái thoâng caùc maùy tính thoâng qua ñöôøng ñieän thoaïi, ñaây laø moät loaïi thieát bò khaù phoå duïng.

Modem khoâng theå duøng ñeå noái caùc maïng xa vôùi nhau vaø trao ñoåi döõ lieäu tröïc tieáp. Hay noùi caùch khaùc, modem khoâng phaûi laø thieát bò lieân maïng nö boä ñònh tuyeán. Tuy nhieân modem coù theå döôïc duøng keát hôïp vôùi moät boä ñònh tuyeán ñeå keát noái caùc maïng qua ñieän thoaïi.

Coù hai loaïi modem : modem trong vaø modem ngoaøi. Modem trong ñöôïc gaén trong bo maïch chính ( mainboard), coøn modem ngoaøi laø moät thieát bò ñoäc laäp, noù ñöôïc noái vôùi maùy tính thoâng qua coång RS-232.

Chöông 19

SÖÏ VAÄN HAØNH CUÛA HEÄ THOÁNG TEÂN MIEÀN

( DNS : DOMAIN NAME SYSTEM )

Cô sôû cuûa söï vaän haønh cuûa internet laøheä thoáng teân mieàn (DNS), trong ñoù maùy tính coù theå tieáp xuùc vôùi nhau vaø thöïc hieän nhieàu chöùc naêng nhö trao ñoåi thö tín, hieän thò caùc trang web . . .khi baïn keát noái internet vaø muoán tieáp xuùc vôùi moät ñòa chæ - chaúng haïn nhö website, baïn phaûi goõ ñòa chæ website ño thì IP söû duïng thoâng tin ñòa chæ internet vaø heä thoáng teân nieàm (DNS) ñeå phaân phoái thö tín vaø thoâng tin töø maùy tính naøy ñeán maùy tính khaùc.

Heä thoáng teân mieàn (DNS) ñoùng vai troø la ødòch caùc ñòa chæ cuûa caùc trang web töø chöõ thaønh caùc soá ñeû maùy tính treân internet coù theå hieåu ñöôïc. Ñeå thöï hieän ñieàu naøy moät caùch hieäu quûa, internet ñöôïc toå chöc thaønh caùc mieàn chính:

.com : chæ veà caùc lónh vöïc thöông maïi ( commercial)

.edu : chæ veà caùc lónh vöïc giaùo duïc ( education)

.org : chæ veà caùc toå chöùc (organisation)

.gov : chæ veà caùc toå chöùc chính phuû (government)

.net : caùc toå chöùc cung caáp dich vuï internet

.mil : caùc toå chöùc thuoäc veà quaân ñoäi (military)

.int :caùc toå chöùc quoác teá (international organization)...

Nhöng do ñòa chæ internet luoân phaùt trieån khoâng ngöøng, heä thoáng teân mieàn ñöôïc ñöôïc môû roäng vaø boå sung theâm caùc mieàn môùi. Moät soá teân mieàn ñaïi dieän cho quoác gia thöôøng coù hai kyù töï:

.au : cuûa nöôùc Uùc

.vn : cuûa nöôùc Vieät Nam

.ca : cuûa nöôùc Canada

.uk : cuûa nöôùc Anh

.fr : cuûa nöôùc Phaùp . . .

Caùc mieàn ñöôïc toå chöùc theo thöù baäc, döôùi teân caùc mieàn chính laø teân caùc mieàn phuï.

Ví duï :

www.spacelink.longhai.com

Trong ñoù mieàn lôùn nhaát laø .com, mieàn phuï laø cô quan longhai, spacelink laø maùy tính chaïy chöông trình spacelink.

Heä thoáng teân mieàn (DNS) thöôøng xuyeân theo doõi caùc thay ñoåi ñeå khi ñòa chæ IP thay ñoåi thì ñòa chæ e-mail khoâng thay ñoåi, e-mail vaãn ñöôïc phaân phoái duùng theo ñòa chæ. Caùc maùy chuû ñöôïc goïi laø maùy chuû heä thoáng teân mieàn (DNS Server) chòu traùch nhieäm theo doõi caùc thay ñoåi ñoù vaø dieãn dòch ñòa chæ IP vaø ñòa chæ mieàn. Caùc maùy chuû teân mieàn laøm vieäc vôùi heä thoáng teân mieàn ñeå ñaûm baûo thö tín ñeán ñuùng nôi ngöôøi nhaän ñoàng thôøi chòu traùch nhieäm löu thoâng treân internet. Caùc maùy treân internet khoâng theå hieåu caùc ñòa chæ theo kyù töï, do ñoù caùc maùy chuû teân mieàn phaûi dieãn dòch ñòa chæ ñoù ra IP. Caùc maùy chuû teân mieàn luoân luoân coù caùc baûng caäp nhaät toång hôïp giöõa caùc ñòa chæ internet vaø IP.

Chöông 20

SÖÏ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA MAÙY CHUÛ HEÄ THOÁNG TEÂN MIEÀN ( DOMAIN NAME SYSTEM SERVER)

khi moät vò trí nguoàn taøi nguyeân ñoäc nhaát caàn ñöôïc tieáp xuùc, ñòa chæ vò trí nguoàn taøi nguyeân ñoäc nhaát ñoù phaûi töông hôïp vôùi ñòa chæ IP. Boä trình web cuûa baïn ñaàu tieân phaûi ñeán maùy chuû teân mieàn ôû dòch vuï cung caáp internet (Internet Supply Provider : ISP) cuûa baïn, dòch vuï tröïc tuyeán nhaän thoâng tin ñoù. Neáu IP ôû treân cuøng moät maïng vôùi maùy tính cuûa baïn, maùy chuû heä thoáng teân mieàn ñoù seõ coù khaû naêng dòch vò trí nguoàn taøi nguyeân ñoäc nhaát theo ñòa chæ IP vaø gôûi ñòa chæ IP naøy ñeán maùy tính cuûa baïn.

Khi boä trình web cuûa baïn coù ñiaï chæ IP cuûa nôi baïn muoán ñeán, boä trình web söû duïng ñòa chæ IP vaø tieáp xuùc vôùi website ñoù, website naøy seõ gôûi thoâng tin maø baïn yeâu caàu.

Neáu thoâng tin maø baïn yeâu caàu khoâng coù ôû trong maïng , maùy chuû teân mieàn ñoù coù theå khoâng coù ñòa chæ baïn muoán tìm. Trong tröôøng hôïp ñoù, maùy chuû teân mieàn seõ tieáp xuùc vôùi maùy chuû teân mieàn thöù 2 (ñaây laø nôi chöùa toan boä ñòa chæ caùc website) ñeå tìm thoâng tin thích hôïp. Sau khi tìm ñöôïc thoâng tin, maùy chuû teân mieàn cuûa baïn seõ gôi thoâng tin cho maùy tính cuûa baïn.

Boä trình duyeät web cuûa baïn sau khi coù ñòa chæ IP cuûa vò trí nguoàn taøi nguyeân ñoäc nhaát, seõ duøng ñòa chæ ñoù ñeå tieáp xuùc vôùi caùc website ñöôïc yeâu caàu.

TOÅNG KEÁT QUAÙ TRÌNH LAØM ÑOÀ AÙN

1.MAËT KHOÙ KHAÊN :

- Thieáu phöông tieän ñeå xaây döng moät heä thoáng maïng hoaøn chænh.

- Thôøi gian thöïc taäp cuõng nhö vieäc thöïc haønh treân maùy coøn ít.

- Khoâng coù thôøi gian ñeå nghieân cöùu saâu hôn veà BOOT-ROM trong quaù trình vaän haønh cuûa noù ñeå tìm loãi khaéc phuïc vaø phaùt trieån.

Chöa tìm ñöôc phieân baûn ñaày ñuû ñeå taêng dung löôïng ñóa aûo leân 8GB

2. MAËT THUAÄN LÔÏI:

- Ñöôïc laøm ñeà taøi theo nguyeän voïng cuûa mình.

- Söï höôùng daãn taän tình cuûa Thaày, Coâ

- Ñöôïc thöïc hieän ñoà aùn treân maùy chuû phoøng 1.7

3. NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ CHÖA GIAÛI QUYEÁT ÑÖÔÏC:

+ Phaàn meàm Virtual Lan Drive 1.0

- Chöa chia seû taøi nguyeân ñöôïc.

- Chöa noái keát ñöôïc internet.

- BXP 2.5 ( khoâng gaëp vaán ñeà)

4. NHÖÕNG VAÁN ÑEÀ ÑAÕ GIAÛI QUYEÁT ÑÖÔÏC:

+Phaàn meàm Virtual Lan Drive 1.0

- Ñaõ chaïy oån ñònh vôùi moãi maùy söû duïng rieâng moät ñóa aûo

+Phaàn meàm BXP 2.5 ROM v2.0

- Chaïy toát

- Truy xuaát döõ lieäu ñöôïc töø maùy chuû vaø caùc maùy khaùc.

- Söû duïng ñöôïc caùc öùng duïng cuûa Microsoft, Vietkey, chôi game . . .

- Noái ñöôïc vaøo maïng Internet, duyeät web toát

+öùng duïng: daønh cho caùc heä thoáng maïng trong nhaø tröôøng, caùc cô quan, xí nghieâp. Caùc dòch vuï internet . . .

5. HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN CUÛA ÑEÀ TAØI:

+ Caàn coù maùy ñeå xaây döïng moät heä thoáng maïng söû dung BOOT-ROM thaät hoaøn chænh chaïy treân heä ñieàu haønh Windows

+ Nghieân cöùu theâm veà phaàn meàm LiteNet.114, LiteNet.115, goback

+Xaây döïng heä thoáng maïng söû duïng BOOT-ROM treân heä ñieàu haønh LINUX

CAÙC VAÁN ÑEÀ CAÀN LÖU YÙ

+ Trong quaù trình format ñóa aûo, ta phaûi gaùn ñóa aûo cho maùy traïm tröôùc roài môùi format, neáu ta format ñóa aûo tröôùc thì ta seõ bò DUMP may chuû, nghóa laø heä ñieàu haønh treân maùy chuû khoâng hoaït ñoäng. Khi bò DUMP baét buoäc ta phaûi caøi laïi heä ñieàu haønh cho maùy chuû.

+ TFTP opend timed out : loãi naøy xaûy ra vì dòch vuï Boot TFTP chöa khôûi ñoäng hoaëc ñaõ bò maát.

+ Login request timed out ! : khi khôûi ñoäng maø maùy khaùch xaûy ra loãi naøy, ta neân coi laïi dòch vuï Login Service xem thöû coi dòch vuï naøy hoaït ñoäng chöa. Neáu chöa hoaït ñoäng ta phaûi khôûi ñoäng cho dòch vuï naøy hoaït ñoäng.

+Login process can not be completed : Loãi naøy xaûy ra chöùng toû raèng dòch vuï Login Service chöa keát noái vôùi dòch vuï IO Service. Dòch vuï IO Service chöa ñöôïc khôûi ñoäng hay laø chöa ñöôïc caáu hình, ta phaûi khôûi ñoäng caùc dòch vuï naøy laïi.

+ PXE-53 : No boot filename received : dòch vuï PXE Service chöa ñöôùc khôûi ñoäng.

+ No proxyDHCP received : dòch vuï DHCP chöa ñöôïc khôûi ñoäng.

CAÙC TAØI LIEÄU CAÀN THAM KHAÛO ÑEÅ THÖÏC TAÄP

 Caùc loaïi saùch lieân quan veà maïng taïi thö vieän Quoác Gia TP.HCM

 Caùc ñóa CD lieân quan veà maïng nhö :MCSE 2000 cuûa Microsoft

 Phaàn trôï giuùp trong phaàn meàm Virtual Lan Drive 1.0, BXP 2.5

 Caùc trang web : www.diendantinhoc.com www.manguon.com www.vnn.vn

 Saùch : KYÕ THUAÄT NOÁI MAÏNG WINDOWN NT

 Saùch : MAÏNG CAÊN BAÛN

GIÁO TRÌNH

MẠNG MÁY TÍNH

Hà nội 11-2000

Chương 1

Sơ lược lịch sử phát triển của mạng máy tính

Vào giữa những năm 50 khi những thế hệ máy tính đầu tiên được đưa vào hoạt động thực tế với những bóng đèn điện tử thì chúng có kích thước rất cồng kềnh và tốn nhiều năng lượng. Hồi đó việc nhập dữ liệu vào các máy tính được thông qua các tấm bìa mà người viết chương trình đã đục lỗ sẵn. Mỗi tấm bìa tương đương với một dòng lệnh mà mỗi một cột của nó có chứa tất cả các ký tự cần thiết mà người viết chương trình phải đục lỗ vào ký tự mình lựa chọn. Các tấm bìa được đưa vào một "thiết bị" gọi là thiết bị đọc bìa mà qua đó các thông tin được đưa vào máy tính (hay còn gọi là trung tâm xử lý) và sau khi tính toán kết quả sẽ được đưa ra máy in. Như vậy các thiết bị đọc bìa và máy in được thể hiện như các thiết bị vào ra (I/O) đối với máy tính. Sau một thời gian các thế hệ máy mới được đưa vào hoạt động trong đó một máy tính trung tâm có thể được nối với nhiều thiết bị vào ra (I/O) mà qua đó nó có thể thực hiện liên tục hết chương trình này đến chương trình khác.

Cùng với sự phát triển của những ứng dụng trên máy tính các phương pháp nâng cao khả năng giao tiếp với máy tính trung tâm cũng đã được đầu tư nghiên cứu rất nhiều. Vào giữa những năm 60 một số nhà chế tạo máy tính đã nghiên cứu thành công những thiết bị truy cập từ xa tới máy tính của họ. Một trong những phương pháp thâm nhập từ xa được thực hiện bằng việc cài đặt một thiết bị đầu cuối ở một vị trí cách xa trung tâm tính toán, thiết bị đầu cuối này được liên kết với trung tâm bằng việc sử dụng đường dây điện thoại và với hai thiết bị xử lý tín hiệu (thường gọi là Modem) gắn ở hai đầu và tín hiệu được truyền thay vì trực tiếp thì thông qua dây điện thoại.

Hình 1.1. Mô hình truyền dữ liệu từ xa đầu tiên

Những dạng đầu tiên của thiết bị đầu cuối bao gồm máy đọc bìa, máy in, thiết bị xử lý tín hiệu, các thiết bị cảm nhận. Việc liên kết từ xa đó có thể thực hiên thông qua những vùng khác nhau và đó là những dạng đầu tiên của hệ thống mạng.

Trong lúc đưa ra giới thiệu những thiết bị đầu cuối từ xa, các nhà khoa học đã triển khai một loạt những thiết bị điều khiển, những thiết bị đầu cuối đặc biệt cho phép người sử dụng nâng cao được khả năng tương tác với máy tính. Một trong những sản phẩm quan trọng đó là hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 của IBM. Hệ thống đó bao gồm các màn hình, các hệ thống điều khiển, các thiết bị truyền thông được liên kết với các trung tâm tính toán. Hệ thống 3270 được giới thiệu vào năm 1971 và được sử dụng dùng để mở rộng khả năng tính toán của trung tâm máy tính tới các vùng xa. Ðể làm giảm nhiệm vụ truyền thông của máy tính trung tâm và số lượng các liên kết giữa máy tính trung tâm với các thiết bị đầu cuối, IBM và các công ty máy tính khác đã sản xuất một số các thiết bị sau:

Thiết bị kiểm soát truyền thông: có nhiệm vụ nhận các bit tín hiệu từ các kênh truyền thông, gom chúng lại thành các byte dữ liệu và chuyển nhóm các byte đó tới máy tính trung tâm để xử lý, thiết bị này cũng thực hiện công việc ngược lại để chuyển tín hiệu trả lời của máy tính trung tâm tới các trạm ở xa. Thiết bị trên cho phép giảm bớt được thời gian xử lý trên máy tính trung tâm và xây dựng các thiết bị logic đặc trưng.

Thiết bị kiểm soát nhiều đầu cuối: cho phép cùng một lúc kiểm soát nhiều thiết bị đầu cuối. Máy tính trung tâm chỉ cần liên kết với một thiết bị như vậy là có thể phục vụ cho tất cả các thiết bị đầu cuối đang được gắn với thiết bị kiểm soát trên. Ðiều này đặc biệt có ý nghĩa khi thiết bị kiểm soát nằm ở cách xa máy tính vì chỉ cần sử dụng một đường điện thoại là có thể phục vụ cho nhiều thiết bị đầu cuối.

Hình 1.2: Mô hình trao đổi mạng của hệ thống 3270

Vào giữa những năm 1970, các thiết bị đầu cuối sử dụng những phương pháp liên kết qua đường cáp nằm trong một khu vực đã được ra đời. Với những ưu điểm từ nâng cao tốc độ truyền dữ liệu và qua đó kết hợp được khả năng tính toán của các máy tính lại với nhau. Ðể thực hiện việc nâng cao khả năng tính toán với nhiều máy tính các nhà sản xuất bắt đầu xây dựng các mạng phức tạp. Vào những năm 1980 các hệ thống đường truyền tốc độ cao đã được thiết lập ở Bắc Mỹ và Châu Âu và từ đó cũng xuất hiện các nhà cung cấp các dịnh vụ truyền thông với những đường truyền có tốc độ cao hơn nhiều lần so với đường dây điện thoại. Với những chi phí thuê bao chấp nhận được, người ta có thể sử dụng được các đường truyền này để liên kết máy tính lại với nhau và bắt đầu hình thành các mạng một cách rộng khắp. Ở đây các nhà cung cấp dịch vụ đã xây dựng những đường truyền dữ liệu liên kết giữa các thành phố và khu vực với nhau và sau đó cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu cho những người xây dựng mạng. Người xây dựng mạng lúc này sẽ không cần xây dựng lại đường truyền của mình mà chỉ cần sử dụng một phần các năng lực truyền thông của các nhà cung cấp.

Vào năm 1974 công ty IBM đã giới thiệu một loạt các thiết bị đầu cuối được chế tạo cho lĩnh vực ngân hàng và thương mại, thông qua các dây cáp mạng các thiết bị đầu cuối có thể truy cập cùng một lúc vào một máy tính dùng chung. Với việc liên kết các máy tính nằm ở trong một khu vực nhỏ như một tòa nhà hay là một khu nhà thì tiền chi phí cho các thiết bị và phần mềm là thấp. Từ đó việc nghiên cứu khả năng sử dụng chung môi trường truyền thông và các tài nguyên của các máy tính nhanh chóng được đầu tư.

Vào năm 1977, công ty Datapoint Corporation đã bắt đầu bán hệ điều hành mạng của mình là "Attached Resource Computer Network" (hay gọi tắt là Arcnet) ra thị trường. Mạng Arcnet cho phép liên kết các máy tính và các trạm đầu cuối lại bằng dây cáp mạng, qua đó đã trở thành là hệ điều hành mạng cục bộ đầu tiên.

Từ đó đến nay đã có rất nhiều công ty đưa ra các sản phẩm của mình, đặc biệt khi các máy tính cá nhân được sử dụng một cánh rộng rãi. Khi số lượng máy vi tính trong một văn phòng hay cơ quan được tăng lên nhanh chóng thì việc kết nối chúng trở nên vô cùng cần thiết và sẽ mang lại nhiều hiệu quả cho người sử dụng.

Ngày nay với một lượng lớn về thông tin, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng cao. Mạng máy tính hiện nay trở nên quá quen thuộc đối với chúng ta, trong mọi lĩnh vực như khoa học, quân sự, quốc phòng, thương mại, dịch vụ, giáo dục... Hiện nay ở nhiều nơi mạng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được. Người ta thấy được việc kết nối các máy tính thành mạng cho chúng ta những khả năng mới to lớn như:

Sử dụng chung tài nguyên: Những tài nguyên của mạng (như thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi được trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu.

Tăng độ tin cậy của hệ thống: Người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng có thể được khôi phục nhanh chóng. Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm khác thay thế.

Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: Khi thông tin có thể được sữ dụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay đổi về chất như:

Ðáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại.

Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu.

Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán.

Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới.

Với nhu cầu đòi hỏi ngày càng cao của xã hội nên vấn đề kỹ thuật trong mạng là mối quan tâm hàng đầu của các nhà tin học. Ví dụ như làm thế nào để truy xuất thông tin một cách nhanh chóng và tối ưu nhất, trong khi việc xử lý thông tin trên mạng quá nhiều đôi khi có thể làm tắc nghẽn trên mạng và gây ra mất thông tin một cách đáng tiếc.

Hiện nay việc làm sao có được một hệ thống mạng chạy thật tốt, thật an toàn với lợi ích kinh tế cao đang rất được quan tâm. Một vấn đề đặt ra có rất nhiều giải pháp về công nghệ, một giải pháp có rất nhiều yếu tố cấu thành, trong mỗi yếu tố có nhiều cách lựa chọn. Như vậy để đưa ra một giải pháp hoàn chỉnh, phù hợp thì phải trải qua một quá trình chọn lọc dựa trên những ưu điểm của từng yếu tố, từng chi tiết rất nhỏ.

Ðể giải quyết một vấn đề phải dựa trên những yêu cầu đặt ra và dựa trên công nghệ để giải quyết. Nhưng công nghệ cao nhất chưa chắc là công nghệ tốt nhất, mà công nghệ tốt nhất là công nghệ phù hợp nhất.

Chương 2

Những khái niệm cơ bản của mạng máy tính

Với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, hiện nay các mạng máy tính đã phát triển một cách nhanh chóng và đa dạng cả về quy mô, hệ điều hành và ứng dụng. Do vậy việc nghiên cứu chúng ngày càng trở nên phức tạp. Tuy nhiên các mạng máy tính cũng có cùng các điểm chung thông qua đó chúng ta có thể đánh giá và phân loại chúng.

I. Định nghĩa mạng máy tính

Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường truyền theo một cấu trúc nào đó và thông qua đó các máy tính trao đổi thông tin qua lại cho nhau.

Đường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay không dây dùng để chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu điện tử đó biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on - off). Tất cả các tín hiệu được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ. Tùy theo tần số của sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu. Ở đây đường truyền được kết nối có thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn, cáp quang, dây điện thoại, sóng vô tuyến ... Các đường truyền dữ liệu tạo nên cấu trúc của mạng. Hai khái niệm đường truyền và cấu trúc là những đặc trưng cơ bản của mạng máy tính.

Hình 2.1: Một mô hình liên kết các máy tính trong mạng

Với sự trao đổi qua lại giữa máy tính này với máy tính khác đã phân biệt mạng máy tính với các hệ thống thu phát một chiều như truyền hình, phát thông tin từ vệ tinh xuống các trạm thu thụ động... vì tại đây chỉ có thông tin một chiều từ nơi phát đến nơi thu mà không quan tâm đến có bao nhiêu nơi thu, có thu tốt hay không.

Đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý là giải thông. Giải thông của một đường chuyền chính là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được. Tốc độ truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là thông lượng của đường truyền - thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (Bps). Thông lượng còn được đo bằng đơn vị khác là Baud (lấy từ tên nhà bác học - Emile Baudot). Baud biểu thị số lượng thay đổi tín hiệu trong một giây.

Ở đây Baud và Bps không phải bao giờ cũng đồng nhất. Ví dụ: nếu trên đường dây có 8 mức tín hiệu khác nhau thì mỗi mức tín hiệu tương ứng với 3 bit hay là 1 Baud tương ứng với 3 bit. Chỉ khi có 2 mức tín hiệu trong đó mỗi mức tín hiệu tương ứng với 1 bit thì 1 Baud mới tương ứng với 1 bit.

II. Phân loại mạng máy tính

Do hiện nay mạng máy tính được phát triển khắp nơi với những ứng dụng ngày càng đa dạng cho nên việc phân loại mạng máy tính là một việc rất phức tạp. Người ta có thể chia các mạng máy tính theo khoảng cách địa lý ra làm hai loại: Mạng diện rộng và Mạng cục bộ.

Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN) là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính trong một khu vực như trong một toà nhà, một khu nhà.

Mạng diện rộng (Wide Area Networks - WAN) là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính của hai hay nhiều khu vực khác nhau như giữa các thành phố hay các tỉnh.

Sự phân biệt trên chỉ có tính chất ước lệ, các phân biệt trên càng trở nên khó xác định với việc phát triển của khoa học và kỹ thuật cũng như các phương tiện truyền dẫn. Tuy nhiên với sự phân biệt trên phương diện địa lý đã đưa tới việc phân biệt trong nhiều đặc tính khác nhau của hai loại mạng trên, việc nghiên cứu các phân biệt đó cho ta hiểu rõ hơn về các loại mạng.

III. Sự phân biệt giữa mạng cục bộ và mạng diện rộng

Mạng cục bộ và mạng diện rộng có thể được phân biệt bởi: địa phương hoạt động, tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền, chủ quản của mạng, đường đi của thông tin trên mạng, dạng chuyển giao thông tin.

Địa phương hoạt động: Liên quan đến khu vực địa lý thì mạng cục bộ sẽ là mạng liên kết các máy tính nằm ở trong một khu vực nhỏ. Khu vực có thể bao gồm một tòa nhà hay là một khu nhà... Điều đó hạn chế bởi khoảng cách đường dây cáp được dùng để liên kết các máy tính của mạng cục bộ (Hạn chế đó còn là hạn chế của khả năng kỹ thuật của đường truyền dữ liệu). Ngược lại mạng diện rộng là mạng có khả năng liên kết các máy tính trong một vùng rộng lớn như là một thành phố, một miền, một đất nước, mạng diện rộng được xây dựng để nối hai hoặc nhiều khu vực địa lý riêng biệt.

Tốc độ đường truyền và tỷ lệ lỗi trên đường truyền: Do các đường cáp của mạng cục bộ đươc xây dựng trong một khu vực nhỏ cho nên nó ít bị ảnh hưởng bởi tác động của thiên nhiên (như là sấm chớp, ánh sáng...). Điều đó cho phép mạng cục bộ có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao mà chỉ chịu một tỷ lệ lỗi nhỏ. Ngược lại với mạng diện rộng do phải truyền ở những khoảng cách khá xa với những đường truyền dẫn dài có khi lên tới hàng ngàn km. Do vậy mạng diện rộng không thể truyền với tốc độ quá cao vì khi đó tỉ lệ lỗi sẽ trở nên khó chấp nhận được.

Mạng cục bộ thường có tốc độ truyền dữ liệu từ 4 đến 16 Mbps và đạt tới 100 Mbps nếu dùng cáp quang. Còn phần lớn các mạng diện rộng cung cấp đường truyền có tốc độ thấp hơn nhiều như T1 với 1.544 Mbps hay E1 với 2.048 Mbps.

(Ở đây bps (Bit Per Second) là một đơn vị trong truyền thông tương đương với 1 bit được truyền trong một giây, ví dụ như tốc độ đường truyền là 1 Mbps tức là có thể truyền tối đa 1 Megabit trong 1 giây trên đường truyền đó).

Thông thường trong mạng cục bộ tỷ lệ lỗi trong truyền dữ liệu vào khoảng 1/107-108 còn trong mạng diện rộng thì tỷ lệ đó vào khoảng 1/106 - 107

Chủ quản và điều hành của mạng: Do sự phức tạp trong việc xây dựng, quản lý, duy trì các đường truyền dẫn nên khi xây dựng mạng diện rộng người ta thường sử dụng các đường truyền được thuê từ các công ty viễn thông hay các nhà cung cấp dịch vụ truyền số liệu. Tùy theo cấu trúc của mạng những đường truyền đó thuộc cơ quan quản lý khác nhau như các nhà cung cấp đường truyền nội hạt, liên tỉnh, liên quốc gia. Các đường truyền đó phải tuân thủ các quy định của chính phủ các khu vực có đường dây đi qua như: tốc độ, việc mã hóa.

Còn đối với mạng cục bộ thì công việc đơn giản hơn nhiều, khi một cơ quan cài đặt mạng cục bộ thì toàn bộ mạng sẽ thuộc quyền quản lý của cơ quan đó.

Đường đi của thông tin trên mạng: Trong mạng cục bộ thông tin được đi theo con đường xác định bởi cấu trúc của mạng. Khi người ta xác định cấu trúc của mạng thì thông tin sẽ luôn luôn đi theo cấu trúc đã xác định đó. Còn với mạng diện rộng dữ liệu cấu trúc có thể phức tạp hơn nhiều do việc sử dụng các dịch vụ truyền dữ liệu. Trong quá trình hoạt động các điểm nút có thể thay đổi đường đi của các thông tin khi phát hiện ra có trục trặc trên đường truyền hay khi phát hiện có quá nhiều thông tin cần truyền giữa hai điểm nút nào đó. Trên mạng diện rộng thông tin có thể có các con đường đi khác nhau, điều đó cho phép có thể sử dụng tối đa các năng lực của đường truyền hay nâng cao điều kiện an toàn trong truyền dữ liệu.

Dạng chuyển giao thông tin: Phần lớn các mạng diện rộng hiện nay được phát triển cho việc truyền đồng thời trên đường truyền nhiều dạng thông tin khác nhau như: video, tiếng nói, dữ liệu... Trong khi đó các mạng cục bộ chủ yếu phát triển trong việc truyền dữ liệu thông thường. Điều này có thể giải thích do việc truyền các dạng thông tin như video, tiếng nói trong một khu vực nhỏ ít được quan tâm hơn như khi truyền qua những khoảng cách lớn.

Các hệ thống mạng hiện nay ngày càng phức tạp về chất lượng, đa dạng về chủng loại và phát triển rất nhanh về chất. Trong sự phát triển đó số lượng những nhà sản xuất từ phần mềm, phần cứng máy tính, các sản phẩm viễn thông cũng tăng nhanh với nhiều sản phẩm đa dạng. Chính vì vậy vai trò chuẩn hóa cũng mang những ý nghĩa quan trọng. Tại các nước các cơ quan chuẩn quốc gia đã đưa ra các những chuẩn về phần cứng và các quy định về giao tiếp nhằm giúp cho các nhà sản xuất có thể làm ra các sản phẩm có thể kết nối với các sản phẩm do hãng khác sản xuất.

Chương 3

Mô hình truyền thông

I. Sự cần thiết phải có mô hình truyền thông

Để một mạng máy tính trở một môi trường truyền dữ liệu thì nó cần phải có những yếu tố sau:

Mỗi máy tính cần phải có một địa chỉ phân biệt trên mạng.

Việc chuyển dữ liệu từ máy tính này đến máy tính khác do mạng thực hiện thông qua những quy định thống nhất gọi là giao thức của mạng.

Khi các máy tính trao đổi dữ liệu với nhau thì một quá trình truyền giao dữ liệu đã được thực hiện hoàn chỉnh. Ví dụ như để thực hiện việc truyền một file giữa một máy tính với một máy tính khác cùng được gắn trên một mạng các công việc sau đây phải được thực hiện:

Máy tính cần truyền cần biết địa chỉ của máy nhận.

Máy tính cần truyền phải xác định được máy tính nhận đã saün sàng nhận thông tin

Chương trình gửi file trên máy truyền cần xác định được rằng chương trình nhận file trên máy nhận đã saün sàng tiếp nhận file.

Nếu cấu trúc file trên hai máy không giống nhau thì một máy phải làm nhiệm vụ chuyển đổi file từ dạng này sang dạng kia.

Khi truyền file máy tính truyền cần thông báo cho mạng biết địa chỉ của máy nhận để các thông tin được mạng đưa tới đích.

Điều trên đó cho thấy giữa hai máy tính đã có một sự phối hợp hoạt động ở mức độ cao. Bây giờ thay vì chúng ta xét cả quá trình trên như là một quá trình chung thì chúng ta sẽ chia quá trình trên ra thành một số công đoạn và mỗi công đoạn con hoạt động một cách độc lập với nhau. Ở đây chương trình truyền nhận file của mỗi máy tính được chia thành ba module là: Module truyền và nhận File, Module truyền thông và Module tiếp cận mạng. Hai module tương ứng sẽ thực hiện việc trao đổi với nhau trong đó:

Module truyền và nhận file cần được thực hiện tất cả các nhiệm vụ trong các ứng dụng truyền nhận file. Ví dụ: truyền nhận thông số về file, truyền nhận các mẫu tin của file, thực hiện chuyển đổi file sang các dạng khác nhau nếu cần. Module truyền và nhận file không cần thiết phải trực tiếp quan tâm tới việc truyền dữ liệu trên mạng như thế nào mà nhiệm vụ đó được giao cho Module truyền thông.

Module truyền thông quan tâm tới việc các máy tính đang hoạt động và saün sàng trao đổi thông tin với nhau. Nó còn kiểm soát các dữ liệu sao cho những dữ liệu này có thể trao đổi một cách chính xác và an toàn giữa hai máy tính. Điều đó có nghĩa là phải truyền file trên nguyên tắc đảm bảo an toàn cho dữ liệu, tuy nhiên ở đây có thể có một vài mức độ an toàn khác nhau được dành cho từng ứng dụng. Ở đây việc trao đổi dữ liệu giữa hai máy tính không phụ thuộc vào bản chất của mạng đang liên kết chúng. Những yêu cầu liên quan đến mạng đã được thực hiện ở module thứ ba là module tiếp cận mạng và nếu mạng thay đổi thì chỉ có module tiếp cận mạng bị ảnh hưởng.

Module tiếp cận mạng được xây dựng liên quan đến các quy cách giao tiếp với mạng và phụ thuộc vào bản chất của mạng. Nó đảm bảo việc truyền dữ liệu từ máy tính này đến máy tính khác trong mạng.

Như vậy thay vì xét cả quá trình truyền file với nhiều yêu cầu khác nhau như một tiến trình phức tạp thì chúng ta có thể xét quá trình đó với nhiều tiến trình con phân biệt dựa trên việc trao đổi giữa các Module tương ứng trong chương trình truyền file. Cách này cho phép chúng ta phân tích kỹ quá trình file và dễ dàng trong việc viết chương trình.

Việc xét các module một cách độc lập với nhau như vậy cho phép giảm độ phức tạp cho việc thiết kế và cài đặt. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng mạng và các chương trình truyền thông và được gọi là phương pháp phân tầng (layer).

Nguyên tắc của phương pháp phân tầng là:

Mỗi hệ thống thành phần trong mạng được xây dựng như một cấu trúc nhiều tầng và đều có cấu trúc giống nhau như: số lượng tầng và chức năng của mỗi tầng.

Các tầng nằm chồng lên nhau, dữ liệu được chỉ trao đổi trực tiếp giữa hai tầng kề nhau từ tầng trên xuống tầng dưới và ngược lại.

Cùng với việc xác định chức năng của mỗi tầng chúng ta phải xác định mối quan hệ giữa hai tầng kề nhau. Dữ liệu được truyền đi từ tầng cao nhất của hệ thống truyền lần lượt đến tầng thấp nhất sau đó truyền qua đường nối vật lý dưới dạng các bit tới tầng thấp nhất của hệ thống nhận, sau đó dữ liệu được truyền ngược lên lần lượt đến tầng cao nhất của hệ thống nhận.

Chỉ có hai tầng thấp nhất có liên kết vật lý với nhau còn các tầng trên cùng thứ tư chỉ có các liên kết logic với nhau. Liên kết logic của một tầng được thực hiện thông qua các tầng dưới và phải tuân theo những quy định chặt chẽ, các quy định đó được gọi giao thức của tầng.

Hình 3.1: Mô hình phân tầng gồm N tầng

II. Mô hình truyền thông đơn giản 3 tầng

Nói chung trong truyền thông có sự tham gia của các thành phần: các chương trình ứng dụng, các chương trình truyền thông, các máy tính và các mạng. Các chương trình ứng dụng là các chương trình của người sử dụng được thực hiện trên máy tính và có thể tham gia vào quá trình trao đổi thông tin giữa hai máy tính. Trên một máy tính với hệ điều hành đa nhiệm (như Windows, UNIX) thường được thực hiện đồng thời nhiều ứng dụng trong đó có những ứng dụng liên quan đến mạng và các ứng dụng khác. Các máy tính được nối với mạng và các dữ liệu được trao đổi thông qua mạng từ máy tính này đến máy tính khác.

Việc gửi dữ liệu được thực hiện giữa một ứng dụng với một ứng dụng khác trên hai máy tính khác nhau thông qua mạng được thực hiện như sau: Ứng dụng gửi chuyển dữ liệu cho chương trình truyền thông trên máy tính của nó, chương trình truyền thông sẽ gửi chúng tới máy tính nhận. Chương trình truyền thông trên máy nhận sẽ tiếp nhận dữ liệu, kiểm tra nó trước khi chuyển giao cho ứng dụng đang chờ dữ liệu.

Với mô hình truyền thông đơn giản người ta chia chương trình truyền thông thành ba tầng không phụ thuộc vào nhau là: tầng ứng dụng, tầng chuyển vận và tầng tiếp cận mạng.

Tầng tiếp cận mạng liên quan tới việc trao đổi dữ liệu giữa máy tính và mạng mà nó được nối vào. Để dữ liệu đến được đích máy tính gửi cần phải chuyển địa chỉ của máy tính nhận cho mạng và qua đó mạng sẽ chuyển các thông tin tới đích. Ngoài ra máy gửi có thể sử dụng một số phục vụ khác nhau mà mạng cung cấp như gửi ưu tiên, tốc độ cao. Trong tầng này có thể có nhiều phần mềm khác nhau được sử dụng phụ thuộc vào các loại của mạng ví dụ như mạng chuyển mạch, mạng chuyển mạch gói, mạng cục bộ.

Tầng truyền dữ liệu thực hiện quá trình truyền thông không liên quan tới mạng và nằm ở trên tầng tiếp cận mạng. Tầng truyền dữ liệu không quan tâm tới bản chất các ứng dụng đang trao đổi dữ liệu mà quan tâm tới làm sao cho các dữ liệu được trao đổi một cách an toàn. Tầng truyền dữ liệu đảm bảo các dữ liệu đến được đích và đến theo đúng thứ tự mà chúng được xử lý. Trong tầng truyền dữ liệu người ta phải có những cơ chế nhằm đảm bảo sự chính xác đó và rõ ràng các cơ chế này không phụ thuộc vào bản chất của từng ứng dụng và chúng sẽ phục vụ cho tất cả các ứng dụng.

Tầng ứng dụng sẽ chứa các module phục vụ cho tất cả những ứng dụng của người sử dụng. Với các loại ứng dụng khác nhau (như là truyền file, truyền thư mục) cần các module khác nhau.

Hình 3.2 Mô hình truyền thông 3 tầng

Trong một mạng với nhiều máy tính, mỗi máy tính một hay nhiều ứng dụng thực hiện đồng thời (Tại đây ta xét trên một máy tính trong một thời điểm có thể chạy nhiều ứng dụng và các ứng dụng đó có thể thực hiện đồng thời việc truyền dữ liệu qua mạng). Một ứng dụng khi cần truyền dữ liệu qua mạng cho một ứng dụng khác cần phải gọi 1 module tầng ứng dụng của chương trình truyền thông trên máy của mình, đồng thời ứng dụng kia cũng sẽ gọi 1 module tầng ứng dụng trên máy của nó. Hai module ứng dụng sẽ liên kết với nhau nhằm thực hiện các yêu cầu của các chương trình ứng dụng.

Các ứng dụng đó sẽ trao đổi với nhau thông qua mạng, tuy nhiên trong 1 thời điểm trên một máy có thể có nhiều ứng dụng cùng hoạt động và để việc truyền thông được chính xác thì các ứng dụng trên một máy cần phải có một địa chỉ riêng biệt. Rõ ràng cần có hai lớp địa chỉ:

Mỗi máy tính trên mạng cần có một địa chỉ mạng của mình, hai máy tính trong cùng một mạng không thể có cùng địa chỉ, điều đó cho phép mạng có thể truyền thông tin đến từng máy tính một cách chính xác.

Mỗi một ứng dụng trên một máy tính cần phải có địa chỉ phân biệt trong máy tính đo. Nó cho phép tầng truyền dữ liệu giao dữ liệu cho đúng ứng dụng đang cần. Địa chỉ đó được gọi là điểm tiếp cận giao dịch. Điều đó cho thấy mỗi một ứng dụng sẽ tiếp cận các phục vụ của tầng truyền dữ liệu một cách độc lập.

Các module cùng một tầng trên hai máy tính khác nhau sẽ trao đổi với nhau một cách chặt chẽ theo các qui tắc xác định trước được gọi là giao thức. Một giao thức được thể hiện một cách chi tiết bởi các chức năng cần phải thực hiện như các giá trị kiểm tra lỗi, việc định dạng các dữ liệu, các quy trình cần phải thực hiện để trao đổi thông tin.

Hình 3.3 Ví dụ mô hình truyền thông đơn giản

Chúng ta hãy xét trong ví dụ (như hình vẽ trên): giả sử có ứng dụng có điểm tiếp cận giao dịch 1 trên máy tính A muốn gửi thông tin cho một ứng dụng khác trên máy tính B có điểm tiếp cận giao dịch 2. Úng dụng trên máy tính A chuyển các thông tin xuống tầng truyền dữ liệu của A với yêu cầu gửi chúng cho điểm tiếp cận giao dịch 2 trên máy tính B. Tầng truyền dữ liệu máy A sẽ chuyển các thông tin xuống tầng tiếp cận mạng máy A với yêu cầu chuyển chúng cho máy tính B (Chú ý rằng mạng không cần biết địa chỉ của điểm tiếp cận giao dịch mà chỉ cần biết địa chỉ của máy tính B). Để thực hiện quá trình này, các thông tin kiểm soát cũng sẽ được truyền cùng với dữ liệu.

Đầu tiên khi ứng dụng 1 trên máy A cần gửi một khối dữ liệu nó chuyển khối đó cho tầng vận chuyển. Tầng vận chuyển có thể chia khối đó ra thành nhiều khối nhỏ phụ thuộc vào yêu cầu của giao thức của tầng và đóng gói chúng thành các gói tin (packet). Mỗi một gói tin sẽ được bổ sung thêm các thông tin kiểm soát của giao thức và được gọi là phần đầu (Header) của gói tin. Thông thường phần đầu của gói tin cần có:

Địa chỉ của điểm tiếp cận giao dịch nơi đến (Ở đây là 3): khi tầng vận chuyển của máy B nhận được gói tin thì nó biết được ứng dụng nào mà nó cần giao.

Số thứ tự của gói tin, khi tầng vận chuyển chia một khối dữ liệu ra thành nhiều gói tin thì nó cần phải đánh số thứ tự các gói tin đó. Nếu chúng đi đến đích nếu sai thứ tự thì tầng vận chuyển của máy nhận có thể phát hiện và chỉnh lại thứ tự. Ngoài ra nếu có lỗi trên đường truyền thì tầng vận chuyển của máy nhận sẽ phát hiện ra và yêu cầu gửi lại một cách chính xác.

Mã sửa lỗi: để đảm bảo các dữ liệu được nhận một cách chính xác thì trên cơ sở các dữ liệu của gói tin tầng vận chuyển sẽ tính ra một giá trị theo một công thức có sãn và gửi nó đi trong phần đầu của gói tin. Tầng vận chuyển nơi nhận thông qua giá trị đó xác định được gói tin đó có bị lỗi trên đường truyền hay không.

Bước tiếp theo tầng vận chuyển máy A sẽ chuyển từng gói tin và địa chỉ của máy tính đích (ở đây là B) xuống tầng tiếp cận mạng với yêu cầu chuyển chúng đi. Để thực hiện được yêu cầu này tầng tiếp cận mạng cũng tạo các gói tin của mình trước khi truyền qua mạng. Tại đây giao thức của tầng tiếp cận mạng sẽ thêm các thông tin điều khiển vào phần đầu của gói tin mạng.

Hình 3.4: Mô hình thiết lập gói tin

Trong phần đầu gói tin mạng sẽ bao gồm địa chỉ của máy tính nhận, dựa trên địa chỉ này mạng truyền gói tin tới đích. Ngoài ra có thể có những thông số như là mức độ ưu tiên.

Như vậy thông qua mô hình truyền thông đơn giản chúng ta cũng có thể thấy được phương thức hoạt động của các máy tính trên mạng, có thể xây dựng và thay đổi các giao thức trong cùng một tầng.

III. Các nhu cầu về chuẩn hóa đối với mạng

Trong phần trên chúng ta đã xem xét một mô hình truyền thông đơn giản, trong thực tế việc phân chia các tầng như trong mô hình trên thực sự chưa đủ. Trên thế giới hiện có một số cơ quan định chuẩn, họ đưa ra hàng loạt chuẩn về mạng tuy các chuẩn đó có tính chất khuyến nghị chứ không bắt buộc nhưng chúng rất được các cơ quan chuẩn quốc gia coi trọng.

Hai trong số các cơ quan chuẩn quốc tế là:

ISO (The International Standards Organization) - Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế hoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hợp Quốc với thành viên là các cơ quan chuẩn quốc gia với số lượng khoảng hơn 100 thành viên với mục đích hỗ trợ sự phát triển các chuẩn trên phạm vi toàn thế giới. Một trong những thành tựu của ISO trong lãnh vực truyền thông là mô hình hệ thống mở (Open Systems Interconnection - gọi tắt là OSI).

CCITT (Commité Consultatif International pour le Telegraphe et la Téléphone) - Tổ chức tư vấn quốc tế về điện tín và điện thoại làm việc dưới sự bảo trợ của Liên Hiệp Quốc có trụ sở chính tại Geneva - Thụy sỹ. Các thành viên chủ yếu là các cơ quan bưu chính viễn thông các quốc gia. Tổ chức này có vai trò phát triển các khuyến nghị trong các lãnh vực viễn thông.

IV. Một số mô hình chuẩn hóa

1. Mô hình OSI (Open Systems Interconnection)

Mô hình OSI là một cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nó được nghiên cứu và xây dựng bởi ISO. Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với mục tiêu nhằm tới việc nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực viễn thông và hệ thống thông tin. Theo mô hình OSI chương trình truyền thông được chia ra thành 7 tầng với những chức năng phân biệt cho từng tầng. Hai tầng đồng mức khi liên kết với nhau phải sử dụng một giao thức chung. Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức có liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless)

Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết náy, việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.

Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó.

Nhiệm vụ của các tầng trong mô hình OSI:

Tầng ứng dụng (Application layer): tầng ứng dụng quy định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI, nó cung cấp các phương tiện cho người sử dụng truy cập vả sử dụng các dịch vụ củ mô hình OSI.

Tầng trình bày (Presentation layer): tầng trình bày chuyển đổi các thông tin từ cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hóa chúng trước khi truyền đễ bảo mật.

Tầng giao dịch (Session layer): tầng giao dịch quy định một giao diện ứng dụng cho tầng vận chuyển sử dụng. Nó xác lập ánh xa giữa các tên đặt địa chỉ, tạo ra các tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cơ sở các giao dịch truyền thông. Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại riêng với nhau.

Tầng vận chuyển (Transport layer): tầng vận chuyển xác định địa chỉ trên mạng, cách thức chuyển giao gói tin trên cơ sở trực tiếp giữa hai đầu mút (end-to-end). Để bảo đảm được việc truyền ổn định trên mạng tầng vận chuyển thường đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo thứ tự.

Hình 3.5: Mô hình 7 tầng OSI

Tầng mạng (Network layer): tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các gói tin này có thể phải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng.

Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer): tầng liên kết dữ liệu có nhiệm vụ xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng các gói tin...

Tầng vật lý (Phisical layer): tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào đường truyền vật lý để truyền các dòng Bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp các chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện nối kết và các mức nối kết..

2. Mô hình SNA (Systems Netword Architecture)

Tháng 9/1973, Hãng IBM giới thiệu một kiến trúc mạng máy tính SNA (System Network Architecture). Đến năm 1977 đã có 300 trạm SNA được cài đặt. Cuối năm 1978, số lượng đã tăng lên đến 1250, rồi cứ theo đà đó cho đến nayđã có 20.000 trạm SNA đang được hoạt động. Qua con số này chúng ta có thể hình dung được mức độ quan trọng và tầm ảnh hưởng của SNA trên toàn thế giới.

Cần lưu ý rằng SNA không là một chuẩn quốc tế chính thức như OSI nhưng do vai trò to lớn của hãng IBM trên thị trường CNTT nên SNA trở thành một loại chuẩn thực tế và khá phổ biến. SNA là một đặc tả gồm rất nhiều tài liệu mô tả kiến trúc của mạng xử lý dữ liệu phân tán. Nó định nghĩa các quy tắc và các giao thức cho sự tương tác giữa các thành phần (máy tính, trạm cuối, phần mềm) trong mạng.

SNA được tổ chức xung quanh khái niệm miền (domain). Một SNA domain là một điểm điều khiển các dịch vụ hệ thống (Systems Services control point - SSCP) và nó sẽ điều khiển tất cả các tài nguyên đó, Các tài nguyên ở đây có thể là các đơn vị vật lý, các đơn vị logic, các liên kết dữ liệu và các thiết bị. Có thể ví SSCP như là "trái tim và khối óc" của SNA. Nó điều khiển SNA domain bằng cách gói các lệnh tới một đơn vị vật lý, đơn vị vật lý này sau khi nhận được lệnh sẽ quản lý tất cả các tài nguyên trực tiếp với nó. đơn vị vật lý thực sự là một "đối tác" của SSCP và chứa một tập con các khả năng của SSCP. Các Đơn vị vật lý đảm nhiệm việc quản lý của mỗi nút SNA.

SNA phân biệt giữa các nút miền con (Subarea node) và các nút ngoại vi (peripheral node).

Một nút miền con có thể dẫn đường cho dữ liệu của người sử dụng qua toàn bộ mạng. Nó dùng địa chỉ mạng và một số hiệu đường (router suember) để xác định đường truyền đi tới nút kế tiếp trong mạng.

Một nút ngoại vi có tính cục bộ hơn. Nó không dẫn đường giữa các nút miền con. Các nút được nối và điều khiển theo giao thức SDLC (Synchronous Data Link Control). Mỗi nút ngoại vi chỉ liên lạc được với nút miền con mà nó nối vào.

Mạng SNA dựa trên cơ chế phân tầng, trước đây thì 2 hệ thống ngang hàng không được trao đổi trực tiếp. Sau này phát triển thành SNA mở rộng: Lúc này hai tầng ngang hàng nhau có thể trao đổi trực tiếp. Với 6 tầng có tên gọi và chức năng tất như sau:

Tầng quản trị chức năng SNA (SNA Function Manegement) Tầng này thật ra có thể chia tầng này làm hai tầng như sau:

Tầng dịch vụ giao tác (Transaction) cung cấp các dịch vụ ứng dụng đến người dùng một mạng SNA. Những dịch vụ đó như : DIA cung cấp các tài liệu phân bố giũa các hệ thống văn phòng, SNA DS (văn phòng dịch vụ phân phối) cho việc truyền thông bất đồng bộ giữa các ứng dụng phân tán và hệ thống văn phòng. Tầng dịch vụ giao tác cũng cung cấp các dịch vụ và cấu hình, các dịch vụ quản lý để điều khiển các hoạt động mạng.

Tầng dịch vụ trình diễn (Presentation Services): tầng này thì liên quan với sự hiển thị các ứng dụng, người sử dụng đầu cuối và các dữ liệu hệ thống. Tầng này cũng định nghĩa các giao thức cho việc truyền thông giữa các chương trình và điều khiển truyền thông ở mức hội thoại.

Tầng kiểm soát luồng dữ liệu (Data flow control) tầng này cung cấp các dịch vụ điều khiểnluồng lưu thông cho các phiên từ logic này đến đơn vị logic khác (LU - LU). Nó thực hiện điều này bằng cách gán các số trình tự, các yêu cầu và đáp ứng, thực hiện các giao thức yêu cầu về đáp ứng giao dịch và hợp tác giữa các giao dịch gởi và nhận. Nói chung nó yểm trợ phương thức khai thác hai chiều đồng thời (Full duplex).

Tầng kiểm soát truyền (Transmission control): Tầng này cung cấp các điều khiển cơ bản của các phần tài nguyên truyền trong mạng, bằng cách xác định số trình tự nhận được, và quản lý việc theo dõi mức phiên. Tầng này cũng hỗ trợ cho việc mã hóa dữ liệu và cung cấp hệ thống hỗ trợ cho các nút ngoại vi.

Tầng kiểm soát đường dẫn (Path control): Tầng này cung cấp các giao thức để tìm đường cho một gói tin qua mạng SNA và để kết nối với các mạng SNA khác, đồng thời nó cũng kiểm soát các đường truyền này.

Tầng kiểm soát liên kết dữ liệu (Data Link Control): Tầng này cung cấp các giao thức cho việc truyền các gói tin thông qua đường truyền vật lý giữa hai node và cũng cung cấp các điều khiển lưu thông và phục hồi lỗi, các hỗ trợ cho tầng này là các giao thức SDLC, System/370, X25, IEEE 802.2 và 802.5.

Tầng kiểm soát vật lý (Physical control): Tầng này cung cấp một giao diện vật lý cho bất cứ môi trường truyền thông nào mà gắn với nó. Tầng nào định nghĩa các đặc trưng của tín hiệu cần để thiết lập, duy trì và kết thúc các đường nối vật lý cho việc hỗ trợ kết nối.

Hình 3.6: Tương ứng các tầng các kiến trúc SNI và OSI

Chương 4

Mô hình kết nối các hệ thống mở

Open Systems Interconection

Việc nghiên cứu về OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với các mục tiêu nhằm nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác. Ưu điểm chính của OSI là ở chỗ nó hứa hẹn giải pháp cho vấn đề truyền thông giữa các máy tính không giống nhau. Hai hệ thống, dù có khác nhau đều có thể truyền thông với nhau một các hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều kiện chung sau đây:

Chúng cài đặt cùng một tập các chức năng truyền thông.

Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng. các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng như nhau.

Các tầng đồng mức khi trao đổi với nhau sử dụng chung một giao thức

Mô hình OSI tách các mặt khác nhau của một mạng máy tính thành bảy tầng theo mô hình phân tầng. Mô hình OSI là một khung mà các tiêu chuẩn lập mạng khác nhau có thể khớp vào. Mô hình OSI định rõ các mặt nào của hoạt động của mạng có thể nhằm đến bởi các tiêu chuẩn mạng khác nhau. Vì vậy, theo một nghĩa nào đó, mô hình OSI là một loại tiêu chuẩn của các chuẩn.

I. Nguyên tắc sử dụng khi định nghĩa các tầng hệ thống mở:

Sau đây là các nguyên tắc mà ISO quy định dùng trong quá trình xây dựng mô hình OSI

Không định nghĩa quá nhiều tầng để việc xác định và ghép nối các tầng không quá phức tạp.

Tạo các ranh giới các tầng sao cho việc giải thích các phục vụ và số các tương tác qua lại hai tầng là nhỏ nhất.

Tạo các tầng riêng biệt cho các chức năng khác biệt nhau hoàn toàn về kỹ thuật sử dụng hoặc quá trình thực hiên.

Các chức năng giống nhau được đặt trong cùng một tầng.

Lựa chọn ranh giới các tầng tại các điểm mà những thử nghiệm trong quá khứ thành công.

Các chức năng được xác định sao cho chúng có thể dễ dàng xác định lại, và các nghi thức của chúng có thể thay đổi trên mọi hướng.

Tạo ranh giới các tầng mà ở đó cần có những mức độ trừu tượng khác nhau trong việc sử dụng số liệu.

Cho phép thay đổi các chức năng hoặc giao thức trong tầng không ảnh hưởng đến các tầng khác.

Tạo các ranh giới giữa mỗi tầng với tầng trên và dưới nó.

II. Các giao thức trong mô hình OSI

Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức có liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless).

Giao thức có liên kết: trước khi truyền dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết náy, việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.

Giao thức không liên kết: trước khi truyền dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó.

Như vậy với giao thức có liên kết, quá trình truyền thông phải gồm 3 giai đoạn phân biệt:

Thiết lập liên kết (logic): hai thực thể đồng mức ở hai hệ thống thương lượng với nhau về tập các tham số sẽ sử dụng trong giai đoạn sau (truyền dữ liệu).

Truyền dữ liệu: dữ liệu được truyền với các cơ chế kiểm soát và quản lý kèm theo (như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, cắt/hợp dữ liệu...) để tăng cường độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu.

Hủy bỏ liên kết (logic): giải phóng tài nguyên hệ thống đã được cấp phát cho liên kết để dùng cho liên kết khác.

Đối với giao thức không liên kết thì chỉ có duy nhất một giai đoạn truyền dữ liệu mà thôi.

Gói tin của giao thức: Gói tin (Packet) được hiểu như là một đơn vị thông tin dùng trong việc liên lạc, chuyển giao dữ liệu trong mạng máy tính. Những thông điệp (message) trao đổi giữa các máy tính trong mạng, được tạo dạng thành các gói tin ở máy nguồn. Và những gói tin này khi đích sẽ được kết hợp lại thành thông điệp ban đầu. Một gói tin có thể chứa đựng các yêu cầu phục vụ, các thông tin điều khiển và dữ liệu.

Hình 4.1: Phương thức xác lập các gói tin trong mô hình OSI

Trên quan điểm mô hình mạng phân tầng tầng mỗi tầng chỉ thực hiện một chức năng là nhận dữ liệu từ tầng bên trên để chuyển giao xuống cho tầng bên dưới và ngược lại. Chức năng này thực chất là gắn thêm và gỡ bỏ phần đầu (header) đối với các gói tin trước khi chuyển nó đi. Nói cách khác, từng gói tin bao gồm phần đầu (header) và phần dữ liệu. Khi đi đến một tầng mới gói tin sẽ được đóng thêm một phần đầu đề khác và được xem như là gói tin của tầng mới, công việc trên tiếp diễn cho tới khi gói tin được truyền lên đường dây mạng để đến bên nhận.

Tại bên nhận các gói tin được gỡ bỏ phần đầu trên từng tầng tướng ứng và đây cũng là nguyên lý của bất cứ mô hình phân tầng nào.

Chú ý: Trong mô hình OSI phần kiểm lỗi của gói tin tầng liên kết dữ liệu đặt ở cuối gói tin

III. Các chức năng chủ yếu của các tầng của mô hình OSI.

Tầng 1: Vật lý (Physical)

Tầng vật lý (Physical layer) là tầng dưới cùng của mô hình OSI là. Nó mô tả các đặc trưng vật lý của mạng: Các loại cáp được dùng để nối các thiết bị, các loại đầu nối được dùng , các dây cáp có thể dài bao nhiêu v.v... Mặt khác các tầng vật lý cung cấp các đặc trưng điện của các tín hiệu được dùng để khi chuyển dữ liệu trên cáp từ một máy này đến một máy khác của mạng, kỹ thuật nối mạch điện, tốc độ cáp truyền dẫn.

Tầng vật lý không qui định một ý nghĩa nào cho các tín hiệu đó ngoài các giá trị nhị phân 0 và 1. Ở các tầng cao hơn của mô hình OSI ý nghĩa của các bit được truyền ở tầng vật lý sẽ được xác định.

Ví dụ: Tiêu chuẩn Ethernet cho cáp xoắn đôi 10 baseT định rõ các đặc trưng điện của cáp xoắn đôi, kích thước và dạng của các đầu nối, độ dài tối đa của cáp.

Khác với các tầng khác, tầng vật lý là không có gói tin riêng và do vậy không có phần đầu (header) chứa thông tin điều khiển, dữ liệu được truyền đi theo dòng bit. Một giao thức tầng vật lý tồn tại giữa các tầng vật lý để quy định về phương thức truyền (đồng bộ, phi đồng bộ), tốc độ truyền.

Các giao thức được xây dựng cho tầng vật lý được phân chia thành phân chia thành hai loại giao thức sử dụng phương thức truyền thông dị bộ (asynchronous) và phương thức truyền thông đồng bộ (synchronous).

Phương thức truyền dị bộ: không có một tín hiệu quy định cho sự đồng bộ giữa các bit giữa máy gửi và máy nhận, trong quá trình gửi tín hiệu máy gửi sử dụng các bit đặc biệt START và STOP được dùng để tách các xâu bit biểu diễn các ký tự trong dòng dữ liệu cần truyền đi. Nó cho phép một ký tự được truyền đi bất kỳ lúc nào mà không cần quan tâm đến các tín hiệu đồng bộ trước đó.

Phương thức truyền đồng bộ: sử dụng phương thức truyền cần có đồng bộ giữa máy gửi và máy nhận, nó chèn các ký tự đặc biệt như SYN (Synchronization), EOT (End Of Transmission) hay đơn giản hơn, một cái "cờ " (flag) giữa các dữ liệu của máy gửi để báo hiệu cho máy nhận biết được dữ liệu đang đến hoặc đã đến.

Tầng 2: Liên kết dữ liệu (Data link)

Tầng liên kết dữ liệu (data link layer) là tầng mà ở đó ý nghĩa được gán cho các bít được truyền trên mạng. Tầng liên kết dữ liệu phải quy định được các dạng thức, kích thước, địa chỉ máy gửi và nhận của mỗi gói tin được gửi đi. Nó phải xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng và phương tiện gửi mỗi gói tin sao cho nó được đưa đến cho người nhận đã định.

Tầng liên kết dữ liệu có hai phương thức liên kết dựa trên cách kết nối các máy tính, đó là phương thức "một điểm - một điểm" và phương thức "một điểm - nhiều điểm". Với phương thức "một điểm - một điểm" các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại với nhau. Phương thức "một điểm - nhiều điểm " tất cả các máy phân chia chung một đường truyền vật lý.

Hình 4.2: Các đường truyền kết nối kiểu "một điểm - một điểm" và "một điểm - nhiều điểm".

Tầng liên kết dữ liệu cũng cung cấp cách phát hiện và sửa lỗi cơ bản để đảm bảo cho dữ liệu nhận được giống hoàn toàn với dữ liệu gửi đi. Nếu một gói tin có lỗi không sửa được, tầng liên kết dữ liệu phải chỉ ra được cách thông báo cho nơi gửi biết gói tin đó có lỗi để nó gửi lại.

Các giao thức tầng liên kết dữ liệu chia làm 2 loại chính là các giao thức hướng ký tư và các giao thức hướng bit. Các giao thức hướng ký tự được xây dựng dựa trên các ký tự đặc biệt của một bộ mã chuẩn nào đó (như ASCII hay EBCDIC), trong khi đó các giao thức hướng bit lại dùng các cấu trúc nhị phân (xâu bit) để xây dựng các phần tử của giao thức (đơn vị dữ liệu, các thủ tục.) và khi nhận, dữ liệu sẽ được tiếp nhận lần lượt từng bit một.

Tầng 3: Mạng (Network)

Tầng mạng (network layer) nhắm đến việc kết nối các mạng với nhau bằng cách tìm đường (routing) cho các gói tin từ một mạng này đến một mạng khác. Nó xác định việc chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các gói này có thể phải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng. Nó luôn tìm các tuyến truyền thông không tắc nghẽn để đưa các gói tin đến đích.

Tầng mạng cung các các phương tiện để truyền các gói tin qua mạng, thậm chí qua một mạng của mạng (network of network). Bởi vậy nó cần phải đáp ứng với nhiều kiểu mạng và nhiều kiểu dịch vụ cung cấp bởi các mạng khác nhau. hai chức năng chủ yếu của tầng mạng là chọn đường (routing) và chuyển tiếp (relaying). Tầng mạng là quan trọng nhất khi liên kết hai loại mạng khác nhau như mạng Ethernet với mạng Token Ring khi đó phải dùng một bộ tìm đường (quy định bởi tầng mạng) để chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác và ngược lại.

Đối với một mạng chuyển mạch gói (packet - switched network) - gồm tập hợp các nút chuyển mạch gói nối với nhau bởi các liên kết dữ liệu. Các gói dữ liệu được truyền từ một hệ thống mở tới một hệ thống mở khác trên mạng phải được chuyển qua một chuỗi các nút. Mỗi nút nhận gói dữ liệu từ một đường vào (incoming link) rồi chuyển tiếp nó tới một đường ra (outgoing link) hướng đến đích của dữ liệu. Như vậy ở mỗi nút trung gian nó phải thực hiện các chức năng chọn đường và chuyển tiếp.

Việc chọn đường là sự lựa chọn một con đường để truyền một đơn vị dữ liệu (một gói tin chẳng hạn) từ trạm nguồn tới trạm đích của nó. Một kỹ thuật chọn đường phải thực hiện hai chức năng chính sau đây:

Quyết định chọn đường tối ưu dựa trên các thông tin đã có về mạng tại thời điểm đó thông qua những tiêu chuẩn tối ưu nhất định.

Cập nhật các thông tin về mạng, tức là thông tin dùng cho việc chọn đường, trên mạng luôn có sự thay đổi thường xuyên nên việc cập nhật là việc cần thiết.

Hình 4. 3: Mô hình chuyển vận các gói tin trong mạng chuyễn mạch gói

Người ta có hai phương thức đáp ứng cho việc chọn đường là phương thức xử lý tập trung và xử lý tại chỗ.

Phương thức chọn đường xử lý tập trung được đặc trưng bởi sự tồn tại của một (hoặc vài) trung tâm điều khiển mạng, chúng thực hiện việc lập ra các bảng đường đi tại từng thời điểm cho các nút và sau đó gửi các bảng chọn đường tới từng nút dọc theo con đường đã được chọn đó. Thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường chỉ cần cập nhập và được cất giữ tại trung tâm điều khiển mạng.

Phương thức chọn đường xử lý tại chỗ được đặc trưng bởi việc chọn đường được thực hiện tại mỗi nút của mạng. Trong từng thời điểm, mỗi nút phải duy trì các thông tin của mạng và tự xây dựng bảng chọn đường cho mình. Như vậy các thông tin tổng thể của mạng cần dùng cho việc chọn đường cần cập nhập và được cất giữ tại mỗi nút.

Thông thường các thông tin được đo lường và sử dụng cho việc chọn đường bao gồm:

Trạng thái của đường truyền.

Thời gian trễ khi truyền trên mỗi đường dẫn.

Mức độ lưu thông trên mỗi đường.

Các tài nguyên khả dụng của mạng.

Khi có sự thay đổi trên mạng (ví dụ thay đổi về cấu trúc của mạng do sự cố tại một vài nút, phục hồi của một nút mạng, nối thêm một nút mới... hoặc thay đổi về mức độ lưu thông) các thông tin trên cần được cập nhật vào các cơ sở dữ liệu về trạng thái của mạng.

Hiện nay khi nhu cầu truyền thông đa phương tiện (tích hợp dữ liệu văn bản, đồ hoạ, hình ảnh, âm thanh) ngày càng phát triển đòi hỏi các công nghệ truyền dẫn tốc độ cao nên việc phát triển các hệ thống chọn đường tốc độ cao đang rất được quan tâm.

Tầng 4: Vận chuyển (Transport)

Tầng vận chuyển cung cấp các chức năng cần thiết giữa tầng mạng và các tầng trên. nó là tầng cao nhất có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống mở. Nó cùng các tầng dưới cung cấp cho người sử dụng các phục vụ vận chuyển.

Tầng vận chuyển (transport layer) là tầng cơ sở mà ở đó một máy tính của mạng chia sẻ thông tin với một máy khác. Tầng vận chuyển đồng nhất mỗi trạm bằng một địa chỉ duy nhất và quản lý sự kết nối giữa các trạm. Tầng vận chuyển cũng chia các gói tin lớn thành các gói tin nhỏ hơn trước khi gửi đi. Thông thường tầng vận chuyển đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo đúng thứ tự.

Tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong truyền dữ liệu nên giao thức tầng vận chuyển phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của tầng mạng. Người ta chia giao thức tầng mạng thành các loại sau:

Mạng loại A: Có tỷ suất lỗi và sự cố có báo hiệu chấp nhận được (tức là chất lượng chấp nhận được). Các gói tin được giả thiết là không bị mất. Tầng vận chuyển không cần cung cấp các dịch vụ phục hồi hoặc sắp xếp thứ tự lại.

Mạng loại B: Có tỷ suất lỗi chấp nhận được nhưng tỷ suất sự cố có báo hiệu lại không chấp nhận được. Tầng giao vận phải có khả năng phục hồi lại khi xẩy ra sự cố.

Mạng loại C: Có tỷ suất lỗi không chấp nhận được (không tin cậy) hay là giao thức không liên kết. Tầng giao vận phải có khả năng phục hồi lại khi xảy ra lỗi và sắp xếp lại thứ tự các gói tin.

Trên cơ sở loại giao thức tầng mạng chúng ta có 5 lớp giao thức tầng vận chuyển đó là:

Giao thức lớp 0 (Simple Class - lớp đơn giản): cung cấp các khả năng rất đơn giản để thiết lập liên kết, truyền dữ liệu và hủy bỏ liên kết trên mạng "có liên kết" loại A. Nó có khả năng phát hiện và báo hiệu các lỗi nhưng không có khả năng phục hồi.

Giao thức lớp 1 (Basic Error Recovery Class - Lớp phục hồi lỗi cơ bản) dùng với các loại mạng B, ở đây các gói tin (TPDU) được đánh số. Ngoài ra giao thức còn có khả năng báo nhận cho nơi gửi và truyền dữ liệu khẩn. So với giao thức lớp 0 giao thức lớp 1 có thêm khả năng phục hồi lỗi.

Giao thức lớp 2 (Multiplexing Class - lớp dồn kênh) là một cải tiến của lớp 0 cho phép dồn một số liên kết chuyển vận vào một liên kết mạng duy nhất, đồng thời có thể kiểm soát luồng dữ liệu để tránh tắc nghẽn. Giao thức lớp 2 không có khả năng phát hiện và phục hồi lỗi. Do vậy nó cần đặt trên một tầng mạng loại A.

Giao thức lớp 3 (Error Recovery and Multiplexing Class - lớp phục hồi lỗi cơ bản và dồn kênh) là sự mở rộng giao thức lớp 2 với khả năng phát hiện và phục hồi lỗi, nó cần đặt trên một tầng mạng loại B.

Giao thức lớp 4 (Error Detection and Recovery Class - Lớp phát hiện và phục hồi lỗi) là lớp có hầu hết các chức năng của các lớp trước và còn bổ sung thêm một số khả năng khác để kiểm soát việc truyền dữ liệu.

Tầng 5: Giao dịch (Session)

Tầng giao dịch (session layer) thiết lập "các giao dịch" giữa các trạm trên mạng, nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại với nhau và lập ánh xa giữa các tên với địa chỉ của chúng. Một giao dịch phải được thiết lập trước khi dữ liệu được truyền trên mạng, tầng giao dịch đảm bảo cho các giao dịch được thiết lập và duy trì theo đúng qui định.

Tầng giao dịch còn cung cấp cho người sử dụng các chức năng cần thiết để quản trị các giao dịnh ứng dụng của họ, cụ thể là:

Điều phối việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng bằng cách thiết lập và giải phóng (một cách lôgic) các phiên (hay còn gọi là các hội thoại - dialogues)

Cung cấp các điểm đồng bộ để kiểm soát việc trao đổi dữ liệu.

Áp đặt các qui tắc cho các tương tác giữa các ứng dụng của người sử dụng.

Cung cấp cơ chế "lấy lượt" (nắm quyền) trong quá trình trao đổi dữ liệu.

Trong trường hợp mạng là hai chiều luân phiên thì nẩy sinh vấn đề: hai người sử dụng luân phiên phải "lấy lượt" để truyền dữ liệu. Tầng giao dịch duy trì tương tác luân phiên bằng cách báo cho mỗi người sử dụng khi đến lượt họ được truyền dữ liệu. Vấn đề đồng bộ hóa trong tầng giao dịch cũng được thực hiện như cơ chế kiểm tra/phục hồi, dịch vụ này cho phép người sử dụng xác định các điểm đồng bộ hóa trong dòng dữ liệu đang chuyển vận và khi cần thiết có thể khôi phục việc hội thoại bắt đầu từ một trong các điểm đó

Ở một thời điểm chỉ có một người sử dụng đó quyền đặc biệt được gọi các dịch vụ nhất định của tầng giao dịch, việc phân bổ các quyền này thông qua trao đổi thẻ bài (token). Ví dụ: Ai có được token sẽ có quyền truyền dữ liệu, và khi người giữ token trao token cho người khác thi cũng có nghĩa trao quyền truyền dữ liệu cho người đó.

Tầng giao dịch có các hàm cơ bản sau:

Give Token cho phép người sử dụng chuyển một token cho một người sử dụng khác của một liên kết giao dịch.

Please Token cho phép một người sử dụng chưa có token có thể yêu cầu token đó.

Give Control dùng để chuyển tất cả các token từ một người sử dụng sang một người sử dụng khác.

Tầng 6: Trình bày (Presentation)

Trong giao tiếp giữa các ứng dụng thông qua mạng với cùng một dữ liệu có thể có nhiều cách biểu diễn khác nhau. Thông thường dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng nguồn và dạng biểu diễn dùng bởi ứng dụng đích có thể khác nhau do các ứng dụng được chạy trên các hệ thống hoàn toàn khác nhau (như hệ máy Intel và hệ máy Motorola). Tầng trình bày (Presentation layer) phải chịu trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ một loại biểu diễn này sang một loại khác. Để đạt được điều đó nó cung cấp một dạng biểu diễn chung dùng để truyền thông và cho phép chuyển đổi từ dạng biểu diễn cục bộ sang biểu diễn chung và ngược lại.

Tầng trình bày cũng có thể được dùng kĩ thuật mã hóa để xáo trộn các dữ liệu trước khi được truyền đi và giải mã ở đầu đến để bảo mật. Ngoài ra tầng biểu diễn cũng có thể dùng các kĩ thuật nén sao cho chỉ cần một ít byte dữ liệu để thể hiện thông tin khi nó được truyền ở trên mạng, ở đầu nhận, tầng trình bày bung trở lại để được dữ liệu ban đầu.

Tầng 7: Ứng dụng (Application)

Tầng ứng dụng (Application layer) là tầng cao nhất của mô hình OSI, nó xác định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI và giải quyết các kỹ thuật mà các chương trình ứng dụng dùng để giao tiếp với mạng.

Để cung cấp phương tiện truy nhập môi trường OSI cho các tiến trình ứng dụng, Người ta thiết lập các thực thể ứng dụng (AE), các thực thể ứng dụng sẽ gọi đến các phần tử dịch vụ ứng dụng (Application Service Element - viết tắt là ASE) của chúng. Mỗi thực thể ứng dụng có thể gồm một hoặc nhiều các phần tử dịch vụ ứng dụng. Các phần tử dịch vụ ứng dụng được phối hợp trong môi trường của thực thể ứng dụng thông qua các liên kết (association) gọi là đối tượng liên kết đơn (Single Association Object - viết tắt là SAO). SAO điều khiển việc truyền thông trong suốt vòng đời của liên kết đó cho phép tuần tự hóa các sự kiện đến từ các ASE thành tố của nó.

Chương 5

Các đặc tính kỹ thuật của mạng cục bộ

Trên thực tế mạng cục bộ là một hệ thống truyền dữ liệu giữa các máy tính với một khoảng cách tương đối hẹp, điều đó cho phép có những lựa chọn đa dạng về thiết bị . Tuy nhiên những lựa chọn đa dạng này lại bị hạn chế bởi các đặc tính kỹ thuật của mạng cục bộ, đó làø tập hợp các quy tắc chuẩn đã được quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Các đặc tính chính của mạng cục bộ mà chúng ta nói tới sau đây là:

Cấu trúc của mạng (hay topology của mạng mà qua đó thể hiện cách nối các mạng máy tính với nhau ra sao).

Các nghi thức truyền dữ liệu trên mạng (các thủ tục hướng dẫn trạm làm việc làm thế nào và lúc nào có thể thâm nhập vào đường dây cáp để gửi các gói thông tin ).

Các loại đường truyền và các chuẩn của chúng .

Các phương thức tín hiệu

I. Cấu trúc của mạng (Topology)

Hình trạng của mạng cục bộ thể hiện qua cấu trúc hay hình dáng hình học cuả các đường dây cáp mạng dùng để liên kết các máy tính thuộc mạng với nhau. Các mạng cục bộ thường hoạt động dựa trên cấu trúc đã định saün liên kết các máy tính và các thiết bị có liên quan.

Trước hết chúng ta xem xét hai phương thức nối mạng chủ yếu được sử dụng trong việc liên kết các máy tính là "một điểm - một điểm" và "một điểm - nhiều điểm ".

Với phương thức "một điểm - một điểm" các đường truyền riêng biệt được thiết lâp để nối các cặp máy tính lại với nhau. Mỗi máy tính có thể truyền và nhận trực tiếp dữ liệu hoặc có thể làm trung gian như lưu trữ những dữ liệu mà nó nhận được rồi sau đó chuyển tiếp dữ liệu đi cho một máy khác để dữ liệu đó đạt tới đích.

Theo phương thức "một điểm - nhiều điểm " tất cả các trạm phân chia chung một đường truyền vật lý. Dữ liệu được gửi đi từ một máy tính sẽ có thể được tiếp nhận bởi tất cả các máy tính còn lại, bởi vậy cần chỉ ra điạ chỉ đích của dữ liệu để mỗi máy tính căn cứ vào đó kiểm tra xem dữ liệu có phải dành cho mình không nếu đúng thì nhận còn nếu không thì bỏ qua.

Hình 5.1: Các phương thức liên kết mạng

Tùy theo cấu trúc của mỗi mạng chúng sẽ thuộc vào một trong hai phương thức nối mạng và mỗi phương thức nối mạng sẽ có những yêu cầu khác nhau về phần cứng và phần mềm.

II. Những cấu trúc chính của mạng cục bộ

1. Dạng đường thẳng (Bus)

Trong dạng đường thẳng các máy tính đều được nối vào một đường dây truyền chính (bus). Đường truyền chính này được giới hạn hai đầu bởi một loại đầu nối đặc biệt gọi là terminator (dùng để nhận biết là đầu cuối để kết thúc đường truyền tại đây). Mỗi trạm được nối vào bus qua một đầu nối chữ T (T_connector) hoặc một bộ thu phát (transceiver). Khi một trạm truyền dữ liệu, tín hiệu được truyền trên cả hai chiều của đường truyền theo từng gói một, mỗi gói đều phải mang địa chỉ trạm đích. Các trạm khi thấy dữ liệu đi qua nhận lấy, kiểm tra, nếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì bỏ qua.

Sau đây là vài thông số kỹ thuật của topology bus. Theo chuẩn IEEE 802.3 (cho mạng cục bộ) với cách đặt tên qui ước theo thông số: tốc độ truyền tính hiệu (1,10 hoặc 100 Mb/s); BASE (nếu là Baseband) hoặc BROAD (nếu là Broadband).

10BASE5: Dùng cáp đồng trục đường kính lớn (10mm) với trở kháng 50 Ohm, tốc độ 10 Mb/s, phạm vi tín hiệu 500m/segment, có tối đa 100 trạm, khoảng cách giữa 2 tranceiver tối thiểu 2,5m (Phương án này còn gọi là Thick Ethernet hay Thicknet)

10BASE2: tương tự như Thicknet nhưng dùng cáp đồng trục nhỏ (RG 58A), có thể chạy với khoảng cách 185m, số trạm tối đa trong 1 segment là 30, khoảng cách giữa hai máy tối thiểu là 0,5m.

Dạng kết nối này có ưu điểm là ít tốn dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao tuy nhiên nếu lưu lượng truyền tăng cao thì dễ gây ách tắc và nếu có trục trặc trên hành lang chính thì khó phát hiện ra.

Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng đường thẳng là mạng Ethernet và G-net.

2. Dạng vòng tròn (Ring)

Các máy tính được liên kết với nhau thành một vòng tròn theo phương thức "một điểm - một điểm ", qua đó mỗi một trạm có thể nhận và truyền dữ liệu theo vòng một chiều và dữ liệu được truyền theo từng gói một. Mỗi gói dữ liệu đều có mang địa chỉ trạm đích, mỗi trạm khi nhận được một gói dữ liệu nó kiểm tra nếu đúng với địa chỉ của mình thì nó nhận lấy còn nếu không phải thì nó sẽ phát lại cho trạm kế tiếp, cứ như vậy gói dữ liệu đi được đến đích. Với dạng kết nối này có ưu điểm là không tốn nhiều dây cáp, tốc độ truyền dữ liệu cao, không gây ách tắc tuy nhiên các giao thức để truyền dữ liệu phức tạp và nếu có trục trặc trên một trạm thì cũng ảnh hưởng đến toàn mạng.

Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng vòng tròn là mạng Tocken ring của IBM.

3. Dạng hình sao (Star)

Ở dạng hình sao, tất cả các trạm được nối vào một thiết bị trung tâm có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ các trạm và chuyển tín hiệu đến trạm đích với phương thức kết nối là phương thức "một điểm - một điểm ". Thiết bị trung tâm hoạt động giống như một tổng đài cho phép thực hiện việc nhận và truyền dữ liệu từ trạm này tới các trạm khác. Tùy theo yêu cầu truyền thông trong mạng , thiết bị trung tâm có thể là một bộ chuyển mạch (switch), một bộ chọn đường (router) hoặc đơn giản là một bộ phân kênh (Hub). Có nhiều cổng ra và mỗi cổng nối với một máy. Theo chuẩn IEEE 802.3 mô hình dạng Star thường dùng:

10BASE-T: dùng cáp UTP, tốc độ 10 Mb/s, khoảng cách từ thiết bị trung tâm tới trạm tối đa là 100m.

100BASE-T tương tự như 10BASE-T nhưng tốc độ cao hơn 100 Mb/s.

Ưu và khuyết điểm

Ưu điểm: Với dạng kết nối này có ưu điểm là không đụng độ hay ách tắc trên đường truyền, lắp đặt đơn giản, dễ dàng cấu hình lại (thêm, bớt trạm). Nếu có trục trặc trên một trạm thì cũng không gây ảnh hưởng đến toàn mạng qua đó dễ dàng kiểm soát và khắc phục sự cố.

Nhược điểm: Độ dài đường truyền nối một trạm với thiết bị trung tâm bị hạn chế (trong vòng 100 m với công nghệ hiện đại) tốn đường dây cáp nhiều, tốc độ truyền dữ liệu không cao.

Hiện nay các mạng sử dụng hình dạng hình sao là mạng STARLAN của AT&T và S-NET của Novell.

Hình 5.2 : Các loại cấu trúc chính của mạng cục bộ.

Đường thẳng Vòng Tròn Hình sao

Ứng dụng Tốt cho trường hợp mạng nhỏ và mạng có giao thông thấp và lưu lượng dữ liệu thấp Tốt cho trường hợp mạng có số trạm ít hoạt động với tốc độ cao,không cách nhau xa lắm hoặc mạng có lưu lượng dữ liệu phân bố không đều. hiên nay mạng sao là cách tốt nhất cho trường hợp phải tích hợp dữ liệu và tín hiệutiếng.Các mạng đện thoại công cộng có cấu trúc này

Độ phức tạp Tương đối không phức tạp Đòi hỏi thiết bị tương đối phức tạp .Mặt khác việc đưa thông điệp đi trên tuyến là đơn giản, vì chỉ có 1 con đường, trạm phát chỉ cần biết địa chỉ của trạm nhận , các thông tin để dẫn đường khác thì không cần thiết Mạng sao được xem là khá phức tạp . Các trạm được nối với thiết bị trung tâm và lần lượt hoạt động như thiết bị trung tâm hoặc nối được tới các dây dẫn truyền từ xa

Hiệu suất Rất tốt dưới tải thấp có thể giảm hiệu suất rất mau khi tải tăng Có hiệu quả trong trường hợp lượng lưu thông cao và khá ổn định nhờ sự tăng chậm thời gian trễ và sự xuống cấp so với các mạng khác Tốt cho trường hợp tải vừa tuy nhiên kích thước và khả năng , suy ra hiệu suất của mạng phụ thuộc trực tiếp vào sức mạnh của thiết bị trung tâm.

Tổng phí Tương đối thấp đặc biệt do nhiều thiết bị đã phát triển hòa chỉnh và bán sảm phẩm ở thị trường .Sự dư thừa kênh truyền được khuyến để giảm bớt nguy cơ xuất hiện sự cố trên mạng Phải dự trù gấp đôi nguồn lực hoặc phải có 1 phương thức thay thế khi 1 nút không hoạt động nếu vẫn muốn mạng hoạt động bình thường Tổng phí rất cao khi làm nhiêm vụ của thiết bị trung tâm, thiết bị trung tâm ï không được dùng vào việc khác .Số lượng dây riêng cũng nhiều.

Nguy cơ Một trạm bị hỏng không ảnh hưởng đến cả mạng. Tuy nhiên mạng sẽ có nguy cơ bị tổn hại khi sự cố trên đường dây dẫn chính hoặc có vấn đề với tuyến. Vấn đề trên rất khó xác định được lại rất dễ sửa chữa Mơt trạm bị hỏng có thể ảnh hưởng đến cả hệ thống vì các trạm phục thuộc vào nhau. Tìm 1 repeater hỏng rất khó ,vả lại việc sửa chữa thẳng hay dùng mưu mẹo xác định điểm hỏng trên mạng có địa bàn rôäng rất khó Độ tin cậy của hệ thống phụ thuộc vào thiết bị trung tâm, .nếu bị hỏng thì mạng ngưng hoạt động Sự ngưng hoạt động tại thiết bị trung tâm thường không ảnh hươdng đến toàn bộ hệ thống .

Khả năng mở rộng Việc thêm và định hình lại mạng này rất dễ.Tuy nhiên việc kết nối giữa các máy tính và thiết bị của các hãng khác nhau khó có thể vì chúng phải có thể nhận cùng địa chỉ và dữ liệu Tương đối dễ thêm và bớt các trạm làm việc mà không phải nối kết nhiều cho mỗi thay đổi Giá thành cho việc thay đổi tương đối thấp Khả năng mở rộâng hạn chế, đa số các thiết bị trung tâm chỉ chịu đựng nổi 1 số nhất định liên kết. Sự hạn chế về tốc độ truyền dữ liệu và băng tần thường được đòi hỏi ở mỗi người sử dụng. Các hạn chế này giúp cho các chức năng xử lý trung tâm không bị quá tải bởi tốc độ thu nạp tại tại cổng truyền và giá thành mỗi cổng truyền của thiết bị trung tâm thấp .

Hình 6.4 : Bảng so sánh tính năng giữa các cấu trúc của mạng LAN

III. Phương thức truyền tín hiệu

Thông thường có hai phương thức truyền tín hiệu trong mạng cục bộ là dùng băng tần cơ sở (baseband) và băng tần rộng (broadband). Sự khác nhau chủ yếu giữa hai phương thức truyền tín hiệu này là băng tầng cơ sở chỉ chấp nhận một kênh dữ liệu duy nhất trong khi băng rộng có thể chấp nhận đồng thời hai hoặc nhiều kênh truyền thông cùng phân chia giải thông của đường truyền.

Hầu hết các mạng cục bộ sử dụng phương thức băng tần cơ sở. Với phương thức truyền tín hiệu này này tín hiệu có thể được truyền đi dưới cả hai dạng: tương tự (analog) hoặc số (digital). Phương thức truyền băng tần rộng chia giải thông (tần số) của đường truyền thành nhiều giải tần con trong đó mỗi dải tần con đó cung cấp một kênh truyền dữ liệu tách biệt nhờ sử dụng một cặp modem đặc biệt gọi là bộ giải / Điều biến RF cai quản việc biến đổi các tín hiệu số thành tín hiệu tương tự có tần số vô tuyến (RF) bằng kỹ thuật ghép kênh.

IV. Các giao thức truy cập đường truyền trên mạng LAN

Để truyền được dữ liệu trên mạng người ta phải có các thủ tục nhằm hướng dẫn các máy tính của mạng làm thế nào và lúc nào có thể thâm nhập vào đường dây cáp để gửi các gói dữ kiện. Ví dụ như đối với các dạng bus và ring thì chỉ có một đường truyền duy nhất nối các trạm với nhau, cho nên cần phải có các quy tắc chung cho tất cả các trạm nối vào mạng để đảm bảo rằng đường truyền được truy nhập và sử dụng một cách hợp lý.

Có nhiều giao thức khác nhau để truy nhập đường truyền vật lý nhưng phân thành hai loại: các giao thức truy nhập ngẫu nhiên và các giao thức truy nhập có điều khiển.

1. Giao thức chuyển mạch (yêu cầu và chấp nhận)

Giao thức chuyển mạch là loại giao thức hoạt động theo cách thức sau: một máy tính của mạng khi cần có thể phát tín hiệu thâm nhập vào mạng, nếu vào lúc này đường cáp không bận thì mạch điều khiển sẽ cho trạm này thâm nhập vào đường cáp còn nếu đường cáp đang bận, nghĩa là đang có giao lưu giữa các trạm khác, thì việc thâm nhập sẽ bị từ chối.

2. Giao thức đường dây đa truy cập với cảm nhận va chạm (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection hay CSMA/CD )

Giao thức đường dây đa truy cập cho phép nhiều trạm thâm nhập cùng một lúc vào mạng, giao thức này thường dùng trong sơ đồ mạng dạng đường thẳng. Mọi trạm đều có thể được truy nhập vào đường dây chung một cách ngẫu nhiên và do vậy có thể dẫn đến xung đột (hai hoặc nhiều trạm đồng thời cùng truyền dữ liệu). Các trạm phải kiểm tra đường truyền gói dữ liệu đi qua có phải của nó hay không. Khi một trạm muốn truyền dữ liệu nó phải kiểm tra đường truyền xem có rảnh hay không để gửi gói dữ liệu của, nếu đường truyền đang bận trạm phải chờ đợi chỉ được truyền khi thấy đường truyền rảnh. Nếu cùng một lúc có hai trạm cùng sử dụng đường truyền thì giao thức phải phát hiện điều này và các trạm phải ngưng thâm nhập, chờ đợi lần sau các thời gian ngẫu nhiên khác nhau.

Khi đường cáp đang bận trạm phải chờ đợi theo một trong ba phương thức sau:

Trạm tạm chờ đợi một thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi lại bắt đầu kiểm tra đường truyền.

Trạm tiếp tục kiểm tra đường truyền đến khi đường truyền rảnh thì truyền dữ liệu đi.

Trạm tiếp tục kiểm tra đường truyềnđến khi đường truyền rảnh thì truyền dữ liệu đi với xác suất p xác định trước (0 < p < 1).

Tại đây phương thức 1 có hiệu quả trong việc tránh xung đột vì hai trạm cần truyền khi thấy đường truyền bận sẽ cùng rút lui và chờ đợi trong các thời gian ngẫu nhiên khác nhau. Ngược lại phương thức 2 cố gắng giảm thời gian trống của đường truyền bằng các cho phép trạm có thể truyền ngay sau khi một cuộc truyền kết thúc song nếu lúc đó có thêm một trạm khác đang đợi thì khả năng xẩy ra xung đột là rất cao. Phương thức 3 với giá trị p phải lựa chọn hợp lý có thể tối thiểu hóa được khả năng xung đột lẫn thời gian trống của đường truyền.

Khi lưu lượng các gói dữ liệu cần di chuyển trên mạng quá cao, thì việc đụng độ có thể xẩy ra với sồ lượng lớn có gây tắc nghẽn đường truyền dẫn đến làm chậm tốc độ truyền tin của hệ thống.

3. Giao thức dùng thẻ bài vòng (Token ring)

Đây là giao thức truy nhập có điều khiển chủ yếu dùng kỹ thuật chuyển thẻ bài (token) để cấp phát quyền truy nhập đường truyền tức là quyền được truyền dữ liệu đi. Thẻ bài ở đay là một đơn vị dữ liệu đặc biệt, có kích thưóc và nội dung (gồm các thông tin điều khiển) được quy định riêng cho mỗi giao thức. Theo giao thức dùng thẻ bài vòng trong đường cáp liên tục có một thẻ bài chạy quanh trong mạng Thẻ bài là một đơn vị dữ liệu đặc biệt trong đó có một bit biểu diễn trạng thái sử dụng của nó (bận hoặc rỗi). Một trạm muốn truyền dữ liệu thì phải đợi đến khi nhận được một thẻ bài rảnh. Khi đó trạm sẽ đổi bit trạng thái của thẻ bài thành bận, nép gói dữ liệu có kèm theo địa chỉ nơi nhận vào thẻ bài và truyền đi theo chiều của vòng.

Vì thẻ bài chạy vòng quang trong mạng kín và chỉ có một thẻ nên việc đụng độ dữ liệu không thể xẩy ra, do vậy hiệu suất truyền dữ liệu của mạng không thay đổi.

Trong các giao thức này cần giải quyết hai vấn đề có thể dẫn đến phá vỡ hệ thống. Một là việc mất thẻ bài làm cho trên vòng không còn thẻ bài lưu chuyển nữa. Hai là một thẻ bài bận lưu chuyển không dừng trên vòng.

4. Giao thức dung thẻ bài cho dạng đường thẳng (Token bus)

Đây là giao thức truy nhập có điều khiển trong để cấp phát quyền truy nhập đường truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu, một thẻ bài được lưu chuyển trên một vòng logic thiết lập bởi các trạm đó. Khi một trạm có thẻ bài thì nó có quyền sử dụng đường truyền trong một thời gian xác định trước. Khi đã hết dữ liệu hoặc hết thời đoạn cho phép, trạm chuyển thẻ bài đến trạm tiếp theo trong vòng logic.

Như vậy trong mạng phải thiết lập được vòng logic (hay còn gọi là vòng ảo) bao gồm các trạm đang hoạt động nối trong mạng được xác định vị trí theo một chuỗi thứ tự mà trạm cuối cùng của chuỗi sẽ tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên. Mỗi trạm được biết địa chỉ của các trạm kề trước và sau nó trong đó thứ tự của các trạm trên vòng logic có thể độc lập với thứ tự vật lý. Cùng với việc thiết lập vòng thì giao thức phải luôn luôn theo dõi sự thay đổi theo trạng thái thực tế của mạng.

V. Đường cáp truyền mạng

Đường cáp truyền mạng là cơ sở hạ tầng của một hệ thống mạng, nên nó rất quan trọng và ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng hoạt động của mạng. Hiện nay người ta thường dùng 3 loại dây cáp là cáp xoắn cặp, cáp đồng trục và cáp quang.

1. Cáp xoắn cặp

Đây là loại cáp gồm hai đường dây dẫn đồng được xoắn vào nhau nhằm làm giảm nhiễu điện từ gây ra bởi môi trường xung quanh và giữa chúng với nhau.

Hiện nay có hai loại cáp xoắn là cáp có bọc kim loại ( STP - Shield Twisted Pair) và cáp không bọc kim loại (UTP -Unshield Twisted Pair).

Cáp có bọc kim loại (STP): Lớp bọc bên ngoài có tác dụng chống nhiễu điện từ, có loại có một đôi giây xoắn vào nhau và có loại có nhiều đôi giây xoắn với nhau.

Cáp không bọc kim loại (UTP): Tính tương tự như STP nhưng kém hơn về khả năng chống nhiễu và suy hao vì không có vỏ bọc.

STP và UTP có các loại (Category - Cat) thường dùng:

Loại 1 & 2 (Cat 1 & Cat 2): Thường dùng cho truyền thoại và những đường truyền tốc độ thấp (nhỏ hơn 4Mb/s).

Loại 3 (Cat 3): tốc độ truyền dữ liệu khoảng 16 Mb/s , nó là chuẩn cho hầu hết các mạng điện thoại.

Loại 4 (Cat 4): Thích hợp cho đường truyền 20Mb/s.

Loại 5 (Cat 5): Thích hợp cho đường truyền 100Mb/s.

Loại 6 (Cat 6): Thích hợp cho đường truyền 300Mb/s.

Đây là loại cáp rẻ, dễ cài đặt tuy nhiên nó dễ bị ảnh hưởng của môi trường.

2. Cáp đồng trục

Cáp đồng trục có hai đường dây dẫn và chúng có cùng một trục chung, một dây dẫn trung tâm (thường là dây đồng cứng) đường dây còn lại tạo thành đường ống bao xung quanh dây dẫn trung tâm (dây dẫn này có thể là dây bện kim loại và vì nó có chức năng chống nhiễu nên còn gọi là lớp bọc kim). Giữa hai dây dẫn trên có một lớp cách ly, và bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp.

Các loại cáp Dây xoắn cặp Cáp đồng trục mỏng Cáp đồng trục dày Cáp quang

Chi tiết Bằng đồng, có 4 và 25 cặp dây (loại 3, 4, 5) Bằng đồng, 2 dây, đường kính 5mm Bằng đồng, 2 dây, đường kính 10mm Thủy tinh, 2 sợi

Loại kết nối RJ-25 hoặc 50-pin telco BNC N-series ST

Chiều dài đoạn tối đa 100m 185m 500m 1000m

Số đầu nối tối đa trên 1 đoạn 2 30 100 2

Chạy 10 Mbit/s Được Được Được Được

Chạy 100 Mbit/s Được Không Không Được

Chống nhiễu Tốt Tốt Rất tốt Hoàn toàn

Bảo mật Trung bình Trung bình Trung bình Hoàn toàn

Độ tin cậy Tốt Trung bình Tốt Tốt

Lắp đặt Dễ dàng Trung bình Khó Khó

Khắc phục lỗi Tốt Dở Dở Tốt

Quản lý Dễ dàng Khó Khó Trung bình

Chi phí cho 1 trạm Rất thấp Thấp Trung bình Cao

Ưùng dụng tốt nhất Hệ thống Workgroup Đường backbone Đường backbone trong tủ mạng Đường backbone dài trong tủ mạng hoặc các tòa nhà

Hình 5.3: Tính năng kỹ thuật của một số loại cáp mạng

Cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác (ví dụ như cáp xoắn đôi) do ít bị ảnh hưởng của môi trường. Các mạng cục bộ sử dụng cáp đồng trục có thể có kích thước trong phạm vi vài ngàn mét, cáp đồng trục được sử dụng nhiều trong các mạng dạng đường thẳng. Hai loại cáp thường được sử dụng là cáp đồng trục mỏng và cáp đồng trục dày trong đường kính cáp đồng trục mỏng là 0,25 inch, cáp đồng trục dày là 0,5 inch. Cả hai loại cáp đều làm việc ở cùng tốc độ nhưng cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tín hiệu lớn hơn

Hiện nay có cáp đồng trục sau:

RG -58,50 ohm: dùng cho mạng Thin Ethernet

RG -59,75 ohm: dùng cho truyền hình cáp

RG -62,93 ohm: dùng cho mạng ARCnet

Các mạng cục bộ thường sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5 - 10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao ít hơn so với các loại cáp đồng khác vì nó có lớp vỏ bọc bên ngoài, độ dài thông thưòng của một đoạn cáp nối trong mạng là 200m, thường sử dụng cho dạng Bus.

3. Cáp sợi quang (Fiber - Optic Cable)

Cáp sợi quang bao gồm một dây dẫn trung tâm (là một hoặc một bó sợi thủy tinh có thể truyền dẫn tín hiệu quang) được bọc một lớp vỏ bọc có tác dụng phản xạ các tín hiệu trở lại để giảm sự mất mát tín hiệu. Bên ngoài cùng là lớp vỏ plastic để bảo vệ cáp. Như vậy cáp sợi quang không truyền dẫn các tín hiệu điện mà chỉ truyền các tín hiệu quang (các tín hiệu dữ liệu phải được chuyển đổi thành các tín hiệu quang và khi nhận chúng sẽ lại được chuyển đổi trở lại thành tín hiệu điện).

Cáp quang có đường kính từ 8.3 - 100 micron, Do đường kính lõi sợi thuỷ tinh có kích thước rất nhỏ nên rất khó khăn cho việc đấu nối, nó cần công nghệ đặc biệt với kỹ thuật cao đòi hỏi chi phí cao.

Dải thông của cáp quang có thể lên tới hàng Gbps và cho phép khoảng cách đi cáp khá xa do độ suy hao tín hiệu trên cáp rất thấp. Ngoài ra, vì cáp sợi quang không dùng tín hiệu điện từ để truyền dữ liệu nên nó hoàn toàn không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ và tín hiệu truyền không thể bị phát hiện và thu trộm bởi các thiết bị điện tử của người khác.

Chỉ trừ nhược điểm khó lắp đặt và giá thành còn cao , nhìn chung cáp quang thích hợp cho mọi mạng hiện nay và sau này.

4. Các yêu cầu cho một hệ thống cáp

An toàn, thẩm mỹ: tất cả các dây mạng phải được bao bọc cẩn thận, cách xa các nguồn điện, các máy có khả năng phát sóng để tránh trường hợp bị nhiễu. Các đầu nối phải đảm bảo chất lượng, tránh tình trạng hệ thống mạng bị chập chờn.

Đúng chuẩn: hệ thống cáp phải thực hiện đúng chuẩn, đảm bảo cho khả năng nâng cấp sau này cũng như dễ dàng cho việc kết nối các thiết bị khác nhau của các nhà sản xuất khác nhau. Tiêu chuẩn quốc tế dùng cho các hệ thống mạng hiện nay là EIA/TIA 568B.

Tiết kiệm và "linh hoạt" (flexible): hệ thống cáp phải được thiết kế sao cho kinh tế nhất, dễ dàng trong việc di chuyển các trạm làm việc và có khả năng mở rộng sau này.

Chương 6

Các thiết bị liên kết mạng

I. Repeater (Bộ tiếp sức)

Repeater là loại thiết bị phần cứng đơn giản nhất trong các thiết bị liên kết mạng, nó được hoạt động trong tầng vật lý của mô hình hệ thống mở OSI. Repeater dùng để nối 2 mạng giống nhau hoặc các phần một mạng cùng có một nghi thức và một cấu hình. Khi Repeater nhận được một tín hiệu từ một phía của mạng thì nó sẽ phát tiếp vào phía kia của mạng.

Hình 6.1: Mô hình liên kết mạng của Repeater.

Repeater không có xử lý tín hiệu mà nó chỉ loại bỏ các tín hiệu méo, nhiễu, khuếch đại tín hiệu đã bị suy hao (vì đã được phát với khoảng cách xa) và khôi phục lại tín hiệu ban đầu. Việc sử dụng Repeater đã làm tăng thêm chiều dài của mạng.

Hình 6.2: Hoạt động của bộ tiếp sức trong mô hình OSI

Hiện nay có hai loại Repeater đang được sử dụng là Repeater điện và Repeater điện quang.

Repeater điện nối với đường dây điện ở cả hai phía của nó, nó nhận tín hiệu điện từ một phía và phát lại về phía kia. Khi một mạng sử dụng Repeater điện để nối các phần của mạng lại thì có thể làm tăng khoảng cách của mạng, nhưng khoảng cách đó luôn bị hạn chế bởi một khoảng cách tối đa do độ trễ của tín hiệu. Ví dụ với mạng sử dụng cáp đồng trục 50 thì khoảng cách tối đa là 2.8 km, khoảng cách đó không thể kéo thêm cho dù sử dụng thêm Repeater.

Repeater điện quang liên kết với một đầu cáp quang và một đầu là cáp điện, nó chuyển một tín hiệu điện từ cáp điện ra tín hiệu quang để phát trên cáp quang và ngược lại. Việc sử dụng Repeater điện quang cũng làm tăng thêm chiều dài của mạng.

Việc sử dụng Repeater không thay đổi nội dung các tín hiện đi qua nên nó chỉ được dùng để nối hai mạng có cùng giao thức truyền thông (như hai mạng Ethernet hay hai mạng Token ring) nhưng không thể nối hai mạng có giao thức truyền thông khác nhau (như một mạng Ethernet và một mạng Token ring). Thêm nữa Repeater không làm thay đổi khối lượng chuyển vận trên mạng nên việc sử dụng không tính toán nó trên mạng lớn sẽ hạn chế hiệu năng của mạng. Khi lưa chọn sử dụng Repeater cần chú ý lựa chọn loại có tốc độ chuyển vận phù hợp với tốc độ của mạng.

II. Bridge (Cầu nối)

Bridge là một thiết bị có xử lý dùng để nối hai mạng giống nhau hoặc khác nhau, nó có thể được dùng với các mạng có các giao thức khác nhau. Cầu nối hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên không như bộ tiếp sức phải phát lại tất cả những gì nó nhận được thì cầu nối đọc được các gói tin của tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI và xử lý chúng trước khi quyết định có chuyển đi hay không.

Khi nhận được các gói tin Bridge chọn lọc và chỉ chuyển những gói tin mà nó thấy cần thiết. Điều này làm cho Bridge trở nên có ích khi nối một vài mạng với nhau và cho phép nó hoạt động một cách mềm dẻo.

Để thực hiện được điều này trong Bridge ở mỗi đầu kết nối có một bảng các địa chỉ các trạm được kết nối vào phía đó, khi hoạt động cầu nối xem xét mỗi gói tin nó nhận được bằng cách đọc địa chỉ của nơi gửi và nhận và dựa trên bảng địa chỉ phía nhận được gói tin nó quyết định gửi gói tin hay không và bổ xung bảng địa chỉ.

Hình 6.3: Hoạt động của Bridge

Khi đọc địa chỉ nơi gửi Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu không có thì Bridge tự động bổ xung bảng địa chỉ (cơ chế đó được gọi là tự học của cầu nối).

Khi đọc địa chỉ nơi nhận Bridge kiểm tra xem trong bảng địa chỉ của phần mạng nhận được gói tin có địa chỉ đó hay không, nếu có thì Bridge sẽ cho rằng đó là gói tin nội bộ thuộc phần mạng mà gói tin đến nên không chuyển gói tin đó đi, nếu ngược lại thì Bridge mới chuyển sang phía bên kia. Ở đây chúng ta thấy một trạm không cần thiết chuyển thông tin trên toàn mạng mà chỉ trên phần mạng có trạm nhận mà thôi.

Hình 6.4: Hoạt động của Bridge trong mô hình OSI

Để đánh giá một Bridge người ta đưa ra hai khái niệm : Lọc và chuyển vận. Quá trình xử lý mỗi gói tin được gọi là quá trình lọc trong đó tốc độ lọc thể hiện trực tiếp khả năng hoạt động của Bridge. Tốc độ chuyển vận được thể hiện số gói tin/giây trong đó thể hiện khả năng của Bridge chuyển các gói tin từ mạng này sang mạng khác.

Hiện nay có hai loại Bridge đang được sử dụng là Bridge vận chuyển và Bridge biên dịch. Bridge vận chuyển dùng để nối hai mạng cục bộ cùng sử dụng một giao thức truyền thông của tầng liên kết dữ liệu, tuy nhiên mỗi mạng có thể sử dụng loại dây nối khác nhau. Bridge vận chuyển không có khả năng thay đổi cấu trúc các gói tin mà nó nhận được mà chỉ quan tâm tới việc xem xét và chuyển vận gói tin đó đi.

Bridge biên dịch dùng để nối hai mạng cục bộ có giao thức khác nhau nó có khả năng chuyển một gói tin thuộc mạng này sang gói tin thuộc mạng kia trước khi chuyển qua

Ví dụ : Bridge biên dịch nối một mạng Ethernet và một mạng Token ring. Khi đó Cầu nối thực hiện như một nút token ring trên mạng Token ring và một nút Enthernet trên mạng Ethernet. Cầu nối có thể chuyền một gói tin theo chuẩn đang sử dụng trên mạng Enthernet sang chuẩn đang sử dụng trên mạng Token ring.

Tuy nhiên chú ý ở đây cầu nối không thể chia một gói tin ra làm nhiều gói tin cho nên phải hạn chế kích thước tối đa các gói tin phù hợp với cả hai mạng. Ví dụ như kích thước tối đa của gói tin trên mạng Ethernet là 1500 bytes và trên mạng Token ring là 6000 bytes do vậy nếu một trạm trên mạng token ring gửi một gói tin cho trạm trên mạng Ethernet với kích thước lớn hơn 1500 bytes thì khi qua cầu nối số lượng byte dư sẽ bị chặt bỏ.

Hình 6.5: Ví dụ về Bridge biên dịch

Người ta sử dụng Bridge trong các trường hợp sau :

Mở rộng mạng hiện tại khi đã đạt tới khoảng cách tối đa do Bridge sau khi sử lý gói tin đã phát lại gói tin trên phần mạng còn lại nên tín hiệu tốt hơn bộ tiếp sức.

Giảm bớt tắc nghẽn mạng khi có quá nhiều trạm bằng cách sử dụng Bridge, khi đó chúng ta chia mạng ra thành nhiều phần bằng các Bridge, các gói tin trong nội bộ tùng phần mạng sẽ không được phép qua phần mạng khác.

Để nối các mạng có giao thức khác nhau.

Một vài Bridge còn có khả năng lựa chọn đối tượng vận chuyển. Nó có thể chỉ chuyển vận những gói tin của nhửng địa chỉ xác định. Ví dụ : cho phép gói tin của máy A, B qua Bridge 1, gói tin của máy C, D qua Bridge 2.

Hình 6.6 : Liên kết mạng với 2 Bridge

Một số Bridge được chế tạo thành một bộ riêng biệt, chỉ cần nối dây và bật. Các Bridge khác chế tạo như card chuyên dùng cắïm vào máy tính, khi đó trên máy tính sẽ sử dụng phần mềm Bridge. Việc kết hợp phần mềm với phần cứng cho phép uyển chuyển hơn trong hoạt động của Bridge.

III. Router (Bộ tìm đường)

Router là một thiết bị hoạt động trên tầng mạng, nó có thể tìm được đường đi tốt nhất cho các gói tin qua nhiều kết nối để đi từ trạm gửi thuộc mạng đầu đến trạm nhận thuộc mạng cuối. Router có thể được sử dụng trong việc nối nhiều mạng với nhau và cho phép các gói tin có thể đi theo nhiều đường khác nhau để tới đích.

Hình 6.7: Hoạt động của Router.

Khác với Bridge hoạt động trên tầng liên kết dữ liệu nên Bridge phải xử lý mọi gói tin trên đường truyền thì Router có địa chỉ riêng biệt và nó chỉ tiếp nhận và xử lý các gói tin gửi đến nó mà thôi. Khi một trạm muốn gửi gói tin qua Router thì nó phải gửi gói tin với địa chỉ trực tiếp của Router (Trong gói tin đó phải chứa các thông tin khác về đích đến) và khi gói tin đến Router thì Router mới xử lý và gửi tiếp.

Khi xử lý một gói tin Router phải tìm được đường đi của gói tin qua mạng. Để làm được điều đó Router phải tìm được đường đi tốt nhất trong mạng dựa trên các thông tin nó có về mạng, thông thường trên mỗi Router có một bảng chỉ đường (Router table). Dựa trên dữ liệu về Router gần đó và các mạng trong liên mạng, Router tính được bảng chỉ đường (Router table) tối ưu dựa trên một thuật toán xác định trước.

Người ta phân chia Router thành hai loại là Router có phụ thuộc giao thức (The protocol dependent routers) và Router không phụ thuộc vào giao thức (The protocol independent router) dựa vào phương thức xử lý các gói tin khi qua Router.

Router có phụ thuộc giao thức: Chỉ thực hiện việc tìm đường và truyền gói tin từ mạng này sang mạng khác chứ không chuyển đổi phương cách đóng gói của gói tin cho nên cả hai mạng phải dùng chung một giao thức truyền thông.

Router không phụ thuộc vào giao thức: có thể liên kết các mạng dùng giao thức truyền thông khác nhau và có thể chuyển đôiø gói tin của giao thức này sang gói tin của giao thức kia, Router cũng ù chấp nhận kích thức các gói tin khác nhau (Router có thể chia nhỏ một gói tin lớn thành nhiều gói tin nhỏ trước truyền trên mạng).

Hình 6.8: Hoạt động của Router trong mô hình OSI

Để ngăn chặn việc mất mát số liệu Router còn nhận biết được đường nào có thể chuyển vận và ngừng chuyển vận khi đường bị tắc.

Các lý do sử dụng Router :

Router có các phần mềm lọc ưu việt hơn là Bridge do các gói tin muốn đi qua Router cần phải gửi trực tiếp đến nó nên giảm được số lượng gói tin qua nó. Router thường được sử dụng trong khi nối các mạng thông qua các đường dây thuê bao đắt tiền do nó không truyền dư lên đường truyền.

Router có thể dùng trong một liên mạng có nhiều vùng, mỗi vùng có giao thức riêng biệt.

Router có thể xác định được đường đi an toàn và tốt nhất trong mạng nên độ an toàn của thông tin được đảm bảo hơn.

Trong một mạng phức hợp khi các gói tin luân chuyển các đường có thể gây nên tình trạng tắc nghẽn của mạng thì các Router có thể được cài đặt các phương thức nhằm tránh được tắc nghẽn.

Hình 6.9: Ví dụ về bảng chỉ đường (Routing table) của Router.

Các phương thức hoạt động của Router

Đó là phương thức mà một Router có thể nối với các Router khác để qua đó chia sẻ thông tin về mạng hiện co. Các chương trình chạy trên Router luôn xây dựng bảng chỉ đường qua việc trao đổi các thông tin với các Router khác.

Phương thức véc tơ khoảng cách : mỗi Router luôn luôn truyền đi thông tin về bảng chỉ đường của mình trên mạng, thông qua đó các Router khác sẽ cập nhật lên bảng chỉ đường của mình.

Phương thức trạng thái tĩnh : Router chỉ truyền các thông báo khi có phát hiện có sự thay đổi trong mạng vàchỉ khi đó các Routerkhác ù cập nhật lại bảng chỉ đường, thông tin truyền đi khi đó thường là thông tin về đường truyền.

Một số giao thức hoạt động chính của Router

RIP(Routing Information Protocol) được phát triển bởi Xerox Network system và sử dụng SPX/IPX và TCP/IP. RIP hoạt động theo phương thức véc tơ khoảng cách.

NLSP (Netware Link Service Protocol) được phát triển bởi Novell dùng để thay thế RIP hoạt động theo phương thức véctơ khoảng cách, mổi Router được biết cấu trúc của mạng và việc truyền các bảng chỉ đường giảm đi..

OSPF (Open Shortest Path First) là một phần của TCP/IP với phương thức trạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông...

OSPF-IS (Open System Interconnection Intermediate System to Intermediate System) là một phần của TCP/IP với phương thức trạng thái tĩnh, trong đó có xét tới ưu tiên, giá đường truyền, mật độ truyền thông...

IV. Gateway (cổng nối)

Gateway dùng để kết nối các mạng không thuần nhất chẳng hạn như các mạng cục bộ và các mạng máy tính lớn (Mainframe), do các mạng hoàn toàn không thuần nhất nên việc chuyển đổi thực hiện trên cả 7 tầng của hệ thống mở OSI. Thường được sử dụng nối các mạng LAN vào máy tính lớn. Gateway có các giao thức xác định trước thường là nhiều giao thức, một Gateway đa giao thức thường được chế tạo như các Card có chứa các bộ xử lý riêng và cài đặt trên các máy tính hoặc thiết bị chuyên biệt.

Hình 6.10: Hoạt động của Gateway trong mô hình OSI

Hoạt động của Gateway thông thường phức tạp hơn là Router nên thông suất của nó thường chậm hơn và thường không dùng nối mạng LAN -LAN.

V. Hub (Bộ tập trung)

Hub thường được dùng để nối mạng, thông qua những đầu cắm của nó người ta liên kết với các máy tính dưới dạng hình sao.

Người ta phân biệt các Hub thành 3 loại như sau sau :

Hub bị động (Passive Hub) : Hub bị động không chứa các linh kiện điện tử và cũng không xử lý các tín hiệu dữ liệu, nó có chức năng duy nhất là tổ hợp các tín hiệu từ một số đoạn cáp mạng. Khoảng cách giữa một máy tính và Hub không thể lớn hơn một nửa khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính trên mạng (ví dụ khoảng cách tối đa cho phép giữa 2 máy tính của mạng là 200m thì khoảng cách tối đa giữa một máy tính và hub là 100m). Các mạng ARCnet thường dùng Hub bị động.

Hub chủ động (Active Hub) : Hub chủ động có các linh kiện điện tử có thể khuyếch đại và xử lý các tín hiệu điện tử truyền giữa các thiết bị của mạng. Qúa trình xử lý tín hiệu được gọi là tái sinh tín hiệu, nó làm cho tín hiệu trở nên tốt hơn, ít nhạy cảm với lỗi do vậy khoảng cách giữa các thiết bị có thể tăng lên. Tuy nhiên những ưu điểm đó cũng kéo theo giá thành của Hub chủ động cao hơn nhiều so với Hub bị động. Các mạng Token ring có xu hướng dùng Hub chủ động.

Hub thông minh (Intelligent Hub): cũng là Hub chủ động nhưng có thêm các chức năng mới so với loại trước, nó có thể có bộ vi xử lý của mình và bộ nhớ mà qua đó nó không chỉ cho phép điều khiển hoạt động thông qua các chương trình quản trị mạng mà nó có thể hoạt động như bộ tìm đường hay một cầu nối. Nó có thể cho phép tìm đường cho gói tin rất nhanh trên các cổng của nó, thay vì phát lại gói tin trên mọi cổng thì nó có thể chuyển mạch để phát trên một cổng có thể nối tới trạm đích.

Chương 7

Giao thức TCP/IP

Giao thức TCP/IP được phát triển từ mạng ARPANET và Internet và được dùng như giao thức mạng và vận chuyển trên mạng Internet. TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức thuộc tầng vận chuyển và IP (Internet Protocol) là giao thức thuộc tầng mạng của mô hình OSI. Họ giao thức TCP/IP hiện nay là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất để liên kết các máy tính và các mạng.

Hiện nay các máy tính của hầu hết các mạng có thể sử dụng giao thức TCP/IP để liên kết với nhau thông qua nhiều hệ thống mạng với kỹ thuật khác nhau. Giao thức TCP/IP thực chất là một họ giao thức cho phép các hệ thống mạng cùng làm việc với nhau thông qua việc cung cấp phương tiện truyền thông liên mạng.

I. Giao thức IP

1. Tổng quát

Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI. Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên kết (connectionlees) có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu.

Sơ đồ địa chỉ hóa để định danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP 32 bits (32 bit IP address). Mỗi giao diện trong 1 máy có hỗ trợ giao thức IP đều phải được gán 1 địa chỉ IP (một máy tính có thể gắn với nhiều mạng do vậy có thể có nhiều địa chỉ IP). Địa chỉ IP gồm 2 phần: địa chỉ mạng (netid) và địa chỉ máy (hostid). Mỗi địa chỉ IP có độ dài 32 bits được tách thành 4 vùng (mỗi vùng 1 byte), có thể biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân, thập lục phân hay nhị phân. Cách viết phổ biến nhất là dùng ký pháp thập phân có dấu chấm (dotted decimal notation) để tách các vùng. Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một máy tính bất kỳ trên liên mạng.

Do tổ chức và độ lớn của các mạng con (subnet) của liên mạng có thể khác nhau, người ta chia các địa chỉ IP thành 5 lớp, ký hiệu là A, B, C, D và E. Trong lớp A, B, C chứa địa chỉ có thể gán được. Lớp D dành riêng cho lớp kỹ thuật multicasting. Lớp E được dành những ứng dụng trong tương lai.

Netid trong địa chỉ mạng dùng để nhận dạng từng mạng riêng biệt. Các mạng liên kết phải có địa chỉ mạng (netid) riêng cho mỗi mạng. Ở đây các bit đầu tiên của byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ (0 - lớp A, 10 - lớp B, 110 - lớp C, 1110 - lớp D và 11110 - lớp E).

Ơû đây ta xét cấu trúc của các lớp địa chỉ có thể gán được là lớp A, lớp B, lớp C

Cấu trúc của các địa chỉ IP như sau:

Mạng lớp A: địa chỉ mạng (netid) là 1 Byte và địa chỉ host (hostid) là 3 byte.

Mạng lớp B: địa chỉ mạng (netid) là 2 Byte và địa chỉ host (hostid) là 2 byte.

Mạng lớp C: địa chỉ mạng (netid) là 3 Byte và địa chỉ host (hostid) là 1 byte.

Lớp A cho phép định danh tới 126 mạng, với tối đa 16 triệu host trên mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có số trạm cực lớn.

Lớp B cho phép định danh tới 16384 mạng, với tối đa 65534 host trên mỗi mạng.

Lớp C cho phép định danh tới 2 triệu mạng, với tối đa 254 host trên mỗi mạng. Lớp này được dùng cho các mạng có ít trạm.

Hình 7.1: Cấu trúc các lớp địa chỉ IP

Một số địa chỉ có tính chất đặc biệt: Một địa chỉ có hostid = 0 được dùng để hướng tới mạng định danh bởi vùng netid. Ngược lại, một địa chỉ có vùng hostid gồm toàn số 1 được dùng để hướng tới tất cả các host nối vào mạng netid, và nếu vùng netid cũng gồm toàn số 1 thì nó hướng tới tất cả các host trong liên mạng

Hình 7.2: Ví dụ cấu trúc các lớp địa chỉ IP

Cần lưu ý rằng các địa chỉ IP được dùng để định danh các host và mạng ở tầng mạng của mô hình OSI, và chúng không phải là các địa chỉ vật lý (hay địa chỉ MAC) của các trạm trên đó một mạng cục bộ (Ethernet, Token Ring.).

Trong nhiều trường hợp, một mạng có thể được chia thành nhiều mạng con (subnet), lúc đó có thể đưa thêm các vùng subnetid để định danh các mạng con. Vùng subnetid được lấy từ vùng hostid, cụ thể đối với lớp A, B, C như ví dụ sau:

Hình 7.3: Ví dụ địa chỉ khi bổ sung vùng subnetid

Đơn vị dữ liệu dùng trong IP được gọi là gói tin (datagram), có khuôn dạng

Hình 7.4: Dạng thức của gói tin IP

Ý nghĩa của thông số như sau:

VER (4 bits): chỉ version hiện hành của giao thức IP hiện được cài đặt, Việc có chỉ số version cho phép có các trao đổi giữa các hệ thống sử dụng version cũ và hệ thống sử dụng version mới.

IHL (4 bits): chỉ độ dài phần đầu (Internet header Length) của gói tin datagram, tính theo đơn vị từ ( 32 bits). Trường này bắt buột phải có vì phần đầu IP có thể có độ dài thay đổi tùy ý. Độ dài tối thiểu là 5 từ (20 bytes), độ dài tối đa là 15 từ hay là 60 bytes.

Type of service (8 bits): đặc tả các tham số về dịch vụ nhằm thông báo cho mạng biết dịch vụ nào mà gói tin muốn được sử dụng, chẳng hạn ưu tiên, thời hạn chậm trễ, năng suất truyền và độ tin cậy. Hình sau cho biết ý nghĩ của trường 8 bits này.

Precedence (3 bit): chỉ thị về quyền ưu tiên gửi datagram, nó có giá trị từ 0 (gói tin bình thường) đến 7 (gói tin kiểm soát mạng).

D (Delay) (1 bit): chỉ độ trễ yêu cầu trong đó

D = 0 gói tin có độ trễ bình thường

D = 1 gói tin độ trễ thấp

T (Throughput) (1 bit): chỉ độ thông lượng yêu cầu sử dụng để truyền gói tin với lựa chọn truyền trên đường thông suất thấp hay đường thông suất cao.

T = 0 thông lượng bình thường và

T = 1 thông lượng cao

R (Reliability) (1 bit): chỉ độ tin cậy yêu cầu

R = 0 độ tin cậy bình thường

R = 1 độ tin cậy cao

Total Length (16 bits): chỉ độ dài toàn bộ gói tin, kể cả phần đầu tính theo đơn vị byte với chiều dài tối đa là 65535 bytes. Hiện nay giới hạn trên là rất lớn nhưng trong tương lai với những mạng Gigabit thì các gói tin có kích thước lớn là cần thiết.

Identification (16 bits): cùng với các tham số khác (như Source Address và Destination Address) tham số này dùng để định danh duy nhất cho một datagram trong khoảng thời gian nó vẫn còn trên liên mạng.

Flags (3 bits): liên quan đến sự phân đoạn (fragment) các datagram, Các gói tin khi đi trên đường đi có thể bị phân thành nhiều gói tin nhỏ, trong trường hợp bị phân đoạn thì trường Flags được dùng điều khiển phân đoạn và tái lắp ghép bó dữ liệu. Tùy theo giá trị của Flags sẽ có ý nghĩa là gói tin sẽ không phân đoạn, có thể phân đoạn hay là gói tin phân đoạn cuối cùng. Trường Fragment Offset cho biết vị trí dữ liệu thuộc phân đoạn tương ứng với đoạn bắt đầu của gói dữ liệu gốc. Ý nghĩa cụ thể của trường Flags là:

bit 0: reserved - chưa sử dụng, luôn lấy giá trị 0.

bit 1: (DF) = 0 (May Fragment) = 1 (Don't Fragment)

bit 2: (MF) = 0 (Last Fragment) = 1 (More Fragments)

Fragment Offset (13 bits): chỉ vị trí của đoạn (fragment) ở trong datagram tính theo đơn vị 8 bytes, có nghĩa là phần dữ liệu mỗi gói tin (trừ gói tin cuối cùng) phải chứa một vùng dữ liệu có độ dài là bội số của 8 bytes. Điều này có ý nghĩa là phải nhân giá trị của Fragment offset với 8 để tính ra độ lệch byte.

Time to Live (8 bits): qui định thời gian tồn tại (tính bằng giây) của gói tin trong mạng để tránh tình trạng một gói tin bị quẩn trên mạng. Thời gian này được cho bởi trạm gửi và được giảm đi (thường qui ước là 1 đơn vị) khi datagram đi qua mỗi router của liên mạng. Thời lượng này giảm xuống tại mỗi router với mục đích giới hạn thời gian tồn tại của các gói tin và kết thúc những lần lặp lại vô hạn trên mạng. Sau đây là 1 số điều cần lưu ý về trường Time To Live:

Nút trung gian của mạng không được gởi 1 gói tin mà trường này có giá trị= 0.

Một giao thức có thể ấn định Time To Live để thực hiện cuộc ra tìm tài nguyên trên mạng trong phạm vi mở rộng.

Một giá trị cố định tối thiểu phải đủ lớn cho mạng hoạt động tốt.

Protocol (8 bits): chỉ giao thức tầng trên kế tiếp sẽ nhận vùng dữ liệu ở trạm đích (hiện tại thường là TCP hoặc UDP được cài đặt trên IP). Ví dụ: TCP có giá trị trường Protocol là 6, UDP có giá trị trường Protocol là 17

Header Checksum (16 bits): Mã kiểm soát lỗi của header gói tin IP.

Source Address (32 bits): Địa chỉ của máy nguồn.

Destination Address (32 bits): địa chỉ của máy đích

Options (độ dài thay đổi): khai báo các lựa chọn do người gửi yêu cầu (tuỳ theo từng chương trình).

Padding (độ dài thay đổi): Vùng đệm, được dùng để đảm bảo cho phần header luôn kết thúc ở một mốc 32 bits.

Data (độ dài thay đổi): Trên một mạng cục bộ như vậy, hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau. Như vậy vấn đề đặt ra là phải thực hiện ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa chỉ vật lý (48 bits) của một trạm.

2. Các giao thức trong mạng IP

Để mạng với giao thức IP hoạt động được tốt người ta cần một số giao thức bổ sung, các giao thức này đều không phải là bộ phận của giao thức IP và giao thức IP sẽ dùng đến chúng khi cần.

Giao thức ARP (Address Resolution Protocol): Ở đây cần lưu ý rằng các địa chỉ IP được dùng để định danh các host và mạng ở tầng mạng của mô hình OSI, và chúng không phải là các địa chỉ vật lý (hay địa chỉ MAC) của các trạm trên đó một mạng cục bộ (Ethernet, Token Ring.). Trên một mạng cục bộ hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau. Như vậy vấn đề đặt ra là phải tìm được ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa chỉ vật lý của một trạm. Giao thức ARP đã được xây dựng để tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP khi cần thiết.

Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Là giao thức ngược với giao thức ARP. Giao thức RARP được dùng để tìm địa chỉ IP từ địa chỉ vật lý.

Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol): Giao thức này thực hiện truyền các thông báo điều khiển (báo cáo về các tình trạng các lỗi trên mạng.) giữa các gateway hoặc một nút của liên mạng. Tình trạng lỗi có thể là: một gói tin IP không thể tới đích của nó, hoặc một router không đủ bộ nhớ đệm để lưu và chuyển một gói tin IP, Một thông báo ICMP được tạo và chuyển cho IP. IP sẽ "bọc" (encapsulate) thông báo đó với một IP header và truyền đến cho router hoặc trạm đích.

3. Các bước hoạt động của giao thức IP

Khi giao thức IP được khởi động nó trở thành một thực thể tồn tại trong máy tính và bắt đầu thực hiện những chức năng của mình, lúc đó thực thể IP là cấu thành của tầng mạng, nhận yêu cầu từ các tầng trên nó và gửi yêu cầu xuống các tầng dưới nó.

Đối với thực thể IP ở máy nguồn, khi nhận được một yêu cầu gửi từ tầng trên, nó thực hiện các bước sau đây:

Tạo một IP datagram dựa trên tham số nhận được.

Tính checksum và ghép vào header của gói tin.

Ra quyết định chọn đường: hoặc là trạm đích nằm trên cùng mạng hoặc một gateway sẽ được chọn cho chặng tiếp theo.

Chuyển gói tin xuống tầng dưới để truyền qua mạng.

Đối với router, khi nhận được một gói tin đi qua, nó thực hiện các động tác sau:

1) Tính chesksum, nếu sai thì loại bỏ gói tin.

2) Giảm giá trị tham số Time - to Live. nếu thời gian đã hết thì loại bỏ gói tin.

3) Ra quyết định chọn đường.

4) Phân đoạn gói tin, nếu cần.

5) Kiến tạo lại IP header, bao gồm giá trị mới của các vùng Time - to -Live, Fragmentation và Checksum.

6) Chuyển datagram xuống tầng dưới để chuyển qua mạng.

Cuối cùng khi một datagram nhận bởi một thực thể IP ở trạm đích, nó sẽ thực hiện bởi các công việc sau:

1) Tính checksum. Nếu sai thì loại bỏ gói tin.

2) Tập hợp các đoạn của gói tin (nếu có phân đoạn)

3) Chuyển dữ liệu và các tham số điều khiển lên tầng trên.

II. Giao thức điều khiển truyền dữ liệu TCP

TCP là một giao thức "có liên kết" (connection - oriented), nghĩa là cần phải thiết lập liên kết giữa hai thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau. Một tiến trình ứng dụng trong một máy tính truy nhập vào các dịch vụ của giao thức TCP thông qua một cổng (port) của TCP. Số hiệu cổng TCP được thể hiện bởi 2 bytes.

Hình 7.5: Cổng truy nhập dịch vụ TCP

Một cổng TCP kết hợp với địa chỉ IP tạo thành một đầu nối TCP/IP (socket) duy nhất trong liên mạng. Dịch vụ TCP được cung cấp nhờ một liên kết logic giữa một cặp đầu nối TCP/IP. Một đầu nối TCP/IP có thể tham gia nhiều liên kết với các đầu nối TCP/IP ở xa khác nhau. Trước khi truyền dữ liệu giữa 2 trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết đó sẽ được giải phóng.

Các thực thể của tầng trên sử dụng giao thức TCP thông qua các hàm gọi (function calls) trong đó có các hàm yêu cầu để yêu cầu, để trả lời. Trong mỗi hàm còn có các tham số dành cho việc trao đổi dữ liệu.

Các bước thực hiện để thiết lập một liên kết TCP/IP: Thiết lập một liên kết mới có thể được mở theo một trong 2 phương thức: chủ động (active) hoặc bị động (passive).

Phương thức bị động, người sử dụng yêu cầu TCP chờ đợi một yêu cầu liên kết gửi đến từ xa thông qua một đầu nối TCP/IP (tại chỗ). Người sử dụng dùng hàm passive Open có khai báo cổng TCP và các thông số khác (mức ưu tiên, mức an toàn)

Với phương thức chủ động, người sử dụng yêu cầu TCP mở một liên kết với một một đầu nối TCP/IP ở xa. Liên kết sẽ được xác lập nếu có một hàm Passive Open tương ứng đã được thực hiện tại đầu nối TCP/IP ở xa đó.

Bảng liệt kê một vài cổng TCP phổ biến.

Số hiệu cổng Mô tả

0 Reserved

5 Remote job entry

7 Echo

9 Discard

11 Systat

13 Daytime

15 Nestat

17 Quotd (quote odd day

20 ftp-data

21 ftp (control)

23 Telnet

25 SMTP

37 Time

53 Name Server

102 ISO - TSAP

103 X.400

104 X.400 Sending

111 Sun RPC

139 Net BIOS Session source

160 - 223 Reserved

Khi người sử dụng gửi đi một yêu cầu mở liên kết sẽ được nhận hai thông số trả lời từ TCP.

Thông số Open ID được TCP trả lời ngay lập tức để gán cho một liên kết cục bộ (local connection name) cho liên kết được yêu cầu. Thông số này về sau được dùng để tham chiếu tới liên kết đó. (Trong trường hợp nếu TCP không thể thiết lập được liên kết yêu cầu thì nó phải gửi tham số Open Failure để thông báo.)

Khi TCP thiết lập được liên kết yêu cầu nó gửi tham số Open Sucsess được dùng để thông báo liên kết đã được thiết lập thành công. Thông báo này dược chuyển đến trong cả hai trường hợp bị động và chủ động. Sau khi một liên kết được mở, việc truyền dữ liệu trên liên kết có thể được thực hiện.

Các bước thực hiện khi truyền và nhận dữ liệu: Sau khi xác lập được liên kết người sữ dụng gửi và nhận dữ liệu. Việc gửi và nhận dữ liệu thông qua các hàm Send và receive.

Hàm Send: Dữ liệu được gửi xuống TCP theo các khối (block). Khi nhận được một khối dữ liệu, TCP sẽ lưu trữ trong bộ đệm (buffer). Nếu cờ PUSH được dựng thì toàn bộ dữ liệu trong bộ đệm được gửi, kể cả khối dữ liệu mới đến sẽ được gửi đi. Ngược lại cờ PUSH không được dựng thì dữ liệu được giữ lại trong bộ đệm và sẽ gửi đi khi có cơ hội thích hợp (chẳng hạn chờ thêm dữ liệu nữa để gữi đi với hiệu quả hơn).

Hàm reveive: Ở trạm đích dữ liệu sẽ được TCP lưu trong bộ đệm gắn với mỗi liên kết. Nếu dữ liệu được đánh dấu với một cờ PUSH thì toàn bộ dữ liệu trong bộ đệm (kể cả các dữ liệu được lưu từ trước) sẽ được chuyển lên cho người sữ dụng. Còn nếu dữ liệu đến không được đánh dấu với cờ PUSH thì TCP chờ tới khi thích hợp mới chuyển dữ liệu với mục tiêu tăng hiệu quả hệ thống.

Nói chung việc nhận và giao dữ liệu cho người sử dụng đích của TCP phụ thuộc vào việc cài đặt cụ thể. Trường hợp cần chuyển gấp dữ liệu cho người sử dụng thì có thể dùng cờ URGENT và đánh dấu dữ liệu bằng bit URG để báo cho người sử dụng cần phải sử lý khẩn cấp dữ liệu đó.

Các bước thực hiện khi đóng một liên kết: Việc đóng một liên kết khi không cần thiết được thực hiên theo một trong hai cách: dùng hàm Close hoặc dùng hàm Abort.

Hàm Close: yêu cầu đóng liên kết một cách bình thường. Có nghĩa là việc truyền dữ liệu trên liên kết đó đã hoàn tất. Khi nhận được một hàm Close TCP sẽ truyền đi tất cả dữ liệu còn trong bộ đệm thông báo rằng nó đóng liên kết. Lưu ý rằng khi một người sử dụng đã gửi đi một hàm Close thì nó vẫn phải tiếp tục nhận dữ liệu đến trên liên kết đó cho đến khi TCP đã báo cho phía bên kia biết về việc đóng liên kết và chuyển giao hết tất cả dữ liệu cho người sử dụng của mình.

Hàm Abort: Người sử dụng có thể đóng một liên kết bất và sẽ không chấp nhận dữ liệu qua liên kết đó nữa. Do vậy dữ liệu có thể bị mất đi khi đang được truyền đi. TCP báo cho TCP ở xa biết rằng liên kết đã được hủy bỏ và TCP ở xa sẽ thông báo cho người sử dụng cũa mình.

Một số hàm khác của TCP:

Hàm Status: cho phép người sử dụng yêu cầu cho biết trạng thái của một liên kết cụ thể, khi đó TCP cung cấp thông tin cho người sử dụng.

Hàm Error: thông báo cho người sử dụng TCP về các yêu cầu dịch vụ bất hợp lệ liên quan đến một liên kết có tên cho trước hoặc về các lỗi liên quan đến môi trường.

Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi là segment (đoạn dữ liệu), có các tham số với ý nghĩa như sau:

Hình 7.5: Dạng thức của segment TCP

Source Por (16 bits): Số hiệu cổng TCP của trạm nguồn.

Destination Port (16 bit): Số hiệu cổng TCP của trạm đích.

Sequence Number (32 bit): số hiệu của byte đầu tiên của segment trừ khi bit SYN được thiết lập. Nếy bit SYN được thiết lập thì Sequence Number là số hiệu tuần tự khởi đầu (ISN) và byte dữ liệu đầu tiên là ISN+1.

Acknowledgment Number (32 bit): số hiệu của segment tiếp theo mà trạm nguồn đang chờ để nhận. Ngầm ý báo nhận tốt (các) segment mà trạm đích đã gửi cho trạm nguồn.

Data offset (4 bit): số lượng bội của 32 bit (32 bit words) trong TCP header (tham số này chỉ ra vị trí bắt đầu của nguồn dữ liệu).

Reserved (6 bit): dành để dùng trong tương lai

Control bit (các bit điều khiển):

URG: Vùng con trỏ khẩn (Ucgent Poiter) có hiệu lực.

ACK: Vùng báo nhận (ACK number) có hiệu lực.

PSH: Chức năng PUSH.

RST: Khởi động lại (reset) liên kết.

SYN: Đồng bộ hóa số hiệu tuần tự (sequence number).

FIN: Không còn dữ liệu từ trạm nguồn.

Window (16 bit): cấp phát credit để kiểm soát nguồn dữ liệu (cơ chế cửa sổ). Đây chính là số lượng các byte dữ liệu, bắt đầu từ byte được chỉ ra trong vùng ACK number, mà trạm nguồn đã saün sàng để nhận.

Checksum (16 bit): mã kiểm soát lỗi cho toàn bộ segment (header + data)

Urgemt Poiter (16 bit): con trỏ này trỏ tới số hiệu tuần tự của byte đi theo sau dữ liệu khẩn. Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG được thiết lập.

Options (độ dài thay đổi): khai báo các option của TCP, trong đó có độ dài tối đa của vùng TCP data trong một segment.

Paddinh (độ dài thay đổi): phần chèn thêm vào header để đảm bảo phần header luôn kết thúc ở một mốc 32 bit. Phần thêm này gồm toàn số 0.

TCP data (độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng trên, có độ dài tối đa ngầm định là 536 byte. Giá trị này có thể điều chỉnh bằng cách khai báo trong vùng options.

III. Giao thức UDP (User Datagram Protocol)

UDP (User Datagram Protocol) là giao thức theo phương thức không liên kết được sử dụng thay thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của từng ứng dụng. Khác với TCP, UDP không có các chức năng thiết lập và kết thúc liên kết. Tương tự như IP, nó cũng không cung cấp cơ chế báo nhận (acknowledgment), không sắp xếp tuần tự các gói tin (datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không có cơ chế thông báo lỗi cho người gửi. Qua đó ta thấy UDP cung cấp các dịch vụ vận chuyển không tin cậy như trong TCP.

Khuôn dạng UDP datagram được mô tả với các vùng tham số đơn giản hơn nhiều so với TCP segment.

Hình 7.7: Dạng thức của gói tin UDP

UDP cũng cung cấp cơ chế gán và quản lý các số hiệu cổng (port number) để định danh duy nhất cho các ứng dụng chạy trên một trạm của mạng. Do ít chức năng phức tạp nên UDP thường có xu thế hoạt động nhanh hơn so với TCP. Nó thường được dùng cho các ứng không đòi hỏi độ tin cậy cao trong giao vận.

Hình 7.8: Mô hình quan hệ họ giao thức TCP/IP

Chương 8

Các dịch vụ của mạng diện rộng (WAN)

Hiện nay trên thế giới có nhiều dịch vụ dành cho việc chuyển thông tin từ khu vực này sang khu vực khác nhằm liên kết các mạng LAN của các khu vực khác nhau lại. Để có được những liên kết như vậy người ta thường sử dụng các dịch vụ của các mạng diện rộng. Hiện nay trong khi giao thức truyền thông cơ bản của LAN là Ethernet, Token Ring thì giao thức dùng để tương nối các LAN thông thường dựa trên chuẩn TCP/IP. Ngày nay khi các dạng kết nối có xu hướng ngày càng đa dạng và phân tán cho nên các mạng WAN đang thiên về truyền theo đơn vị tập tin thay vì truyền một lần xử lý.

Có nhiều cách phân loại mạng diện rộng, ở đây nếu phân loại theo phương pháp truyền thông tin thì có thể chia thành 3 loại mạng như sau:

Mạng chuyển mạch (Circuit Swiching Network)

Mạng thuê bao (Leased lines Network)

Mạng chuyển gói tin (Packet Switching Network)

I. Mạng chuyển mạch (Circuit Swiching Network)

Để thực hiện được việc liên kết giữa hai điểm nút, một đường nối giữa điểm nút này và điêm nút kia được thiết lập trong mạng thể hiện dưới dạng cuộc gọi thông qua các thiết bị chuyển mạch.

Hình 8.1: Mô hình mạng chuyển mạch

Một ví dụ của mạng chuyển mạch là hoạt động của mạng điện thoại, các thuê bao khi biết số của nhau có thể gọi cho nhau và có một đường nối vật lý tạm thời được thiết lập giữa hai thuê bao.

Với mô hình này mọi đường đều có thể một đường bất kỳ khác, thông qua những đường nối và các thiết bị chuyên dùng người ta có thể liên kết một đường tạm thời từ nơi gửi tới nơi nhận một đường nối vật lý, đường nối trên duy trì trong suốt phiên làm việc và chỉ giải phóng sau khi phiên làm việc kết thúc. Để thực hiện một phiên làm việc cần có các thủ tục đầy đủ cho việc thiết lập liên kết trong đó có việc thông báo cho mạng biết địa chỉ của nút nhận.

Hiện nay có 2 loại mạng chuyển mạch là chuyển mạch tương tự (analog) và chuyển mạch số (digital)

Chuyển mạch tương tự (Analog): Việc chuyển dữ liệu qua mạng chuyển mạch tương tự được thực hiện qua mạng điện thoại. Các trạm sử dụng một thiết bị có tên là modem, thiết bị này sẽ chuyền các tín hiệu số từ máy tính sao tín hiệu tuần tự có trể truyền đi trên mạng điện thoại và ngược lại.

Hình 8.2: Mô hình chuyển mạch tương tự

Khi sử dụng đường truyền điện thoại để truyền số liệu thì các chuẩn của modem và các tính chất của nó sẽ quyết định tốc độ của đường truyền. Cùng với các kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu các tính năng mới như nén tín hiệu cho phép nâng tốc độ truyền dữ liệu lên rất cao.

Loại Tốc độ

(bps)ä Loại nén Tốc độ thực tế (bps)

Bell 212A 1200

CCITT V22 1200

CCITT V22 bis 2400 MNP Class 5 2400 - 3600

CCITT V32 9600 MNP Class 5, V42 bis 9600 - 19200

CCITT V32 bis 14400 MNP Class 5, V42 bis 14400 - 33600

Hình 8.3: Bảng kỹ thuật modem

Các kỹ thuật nén thường dùng là MNP Class 5 và V42 bis, MNP Class 5 cho phép nén với tỷ lệ 1.5:1 và V42 bis nén với tỷ lệ 2:1. Tuy nhiên trên thực tế tỷ lệ nén có thể thay đổi dựa vào dạng dữ liệu được truyền.

Chuyển mạch số (Digital): Đường truyền chuyển mạch số lần đầu tiên được AT&T thiệu vào cuối 1980 khi AT&T giới thiệu mạng chuyển mạch số Acnet với đường truyền 56 kbs. Việc sử dụng đường chuyển mạch số cũng đòi hỏi sử dụng thiết bị phục vụ truyền dữ liệu số (Data Service Unit - DSU) vào vị trí modem trong chuyển mạch tương tự. Thiết bị phục vụ truyền dữ liệu số có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu số đơn chiều (unipolar) từ máy tính ra thành tín hiệu số hai chiều (bipolar) để truyền trên đường truyền.

Hình 8.3: Mô hình chuyển mạch số

Mạng chuyển mạch số cho phép người sử dụng nâng cao tốc độ truyền (ở đây do khác biệt giữa kỹ thuật truyền số và kỹ thuật truyền tương tự nên hiệu năng của truyền mạch số cao hơn nhiều so với truyền tương tự cho dù cùng tốc độ), độ an toàn.

Vào năm 1991 AT&T giới thiệu mạng chuyển mạch số có tốc độ 384 Kbps. Người ta có thể dùng mạng chuyển mạch số để tạo các liên kết giữa các mạng LAN và làm các đường truyền dự phòng.

II. Mạng thuê bao (Leased line Network)

Với kỹ thuật chuyển mạch giữa các nút của mạng (tương tự hoặc số) có một số lượng lớn đường dây truyền dữ liệu, với mỗi đường dây trong một thời điểm chỉ có nhiều nhất một phiên giao dịch, khi số lượng các trạm sử dụng tăng cao người ta nhận thấy việc sử dụng mạng chuyển mạch trở nên không kinh tế. Để giảm bớt số lượng các đường dây kết nối giữa các nút mạng người ta đưa ra một kỹ thuật gọi là ghép kênh.

Hình 8.4: Mô hình ghép kênh

Mô hình đó được mô tả như sau: tại một nút người ta tập hợp các tín hiệu trên của nhiều người sử dụng ghép lại để truyền trên một kênh nối duy nhất đến các nút khác, tại nút cuối người ta phân kênh ghép ra thành các kênh riêng biệt và truyền tới các người nhận.

Có hai phương thức ghép kênh chính là ghép kênh theo tần số và ghép kênh theo thời gian, hai phương thức này tương ứng với mạng thuê bao tuần tự và mạng thuê bao kỹ thuật số. trong thời gian hiện nay mạng thuê bao kỹ thuật số sử dụng kỹ thuật ghép kênh theo thời gian với đường truyền T đang được sử dụng ngày một rộng rãi và dần dần thay thế mạng thuê bao tuần tự.

1. Phương thức ghép kênh theo tần số

Để sử dụng phương thức ghép kênh theo tần số giữa các nút của mạng được liên kết bởi đường truyền băng tần rộng. Băng tần này được chia thành nhiều kênh con được phân biệt bởi tần số khác nhau. Khi truyền dử liệu, mỗi kênh truyền từ người sử dụng đến nút sẽ được chuyển thành một kênh con với tần số xác định và được truyền thông qua bộ ghép kênh đến nút cuối và tại đây nó được tách ra thành kênh riêng biệt để truyền tới người nhận. Theo các chuẩn của CCITT có các phương thức ghép kênh cho phép ghép 12, 60, 300 kênh đơn.

Người ta có thể dùng đường thuê bao tuần tự (Analog) nối giữa máy của người sử dụng tới nút mạng thuê bao gần nhất. Khi máy của người sử dụng gửi dữ liệu thì kênh dữ liệu được ghép với các kênh khác và truyền trên đưòng truyền tới nút đích và được phân ra thành kênh riêng biệt trước khi gửi tới máy của người sử dụng. Đường nối giữa máy trạm của người sử dụng tới nút mạng thuê bao cũng giống như mạng chuyển mạch tuần tự sử dụng đường dây điện thoại với các kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu như V22, V22 bis, V32, V32 bis, các kỹ thuật nén V42 bis, MNP class 5.

2.Phương thức ghép kênh theo thời gian:

Khác với phương thức ghép kênh theo tần số, phương thức ghép kênh theo thời gian chia một chu kỳ thời gian hoạt động của đường truyền trục thành nhiều khoảng nhỏ và mỗi kênh tuyền dữ liệu được một khoảng. Sau khi ghép kênh lại thành một kênh chung dữ liệu được truyền đi tương tự như phương thức ghép kênh theo tần số. Người ta dùng đường thuê bao là đường truyền kỹ thuật số nối giữa máy của người sử dụng tới nút mạng thuê bao gần nhất.

Hiện nay người ta có các đường truyền thuê bao như sau :

Đường T1 với tốc độ 1.544 Mbps nó bao gồm 24 kênh vớp tốc độ 64 kbps và 8000 bits điều khiển trong 1 giây.

III. Mạng chuyển gói tin (Packet Switching NetWork)

Mạng chuyển mạch gói hoạt động theo nguyên tắc sau : Khi một trạm trên mạng cần gửi dữ liệu nó cần phải đóng dữ liệu thành từng gói tin, các gói tin đó được đi trên mạng từ nút này tới nút khác tới khi đến được đích. Do việc sử dụng kỹ thuật trên nên khi một trạm không gửi tin thì mọi tài nguyên của mạng sẽ dành cho các trạm khác, do vậy mạng tiết kiệm được các tài nguyên và có thể sử dụng chúng một cách tốt nhất.

Người ta chia các phương thức chuyển mạch gói ra làm 2 phương thức:

Phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc.

Phương thức chuyển mạch gói theo đường đi xác định.

Với phương thức chuyển mạch gói theo sơ đồ rời rạc các gói tin được chuyển đi trên mạng một cách độc lập, mỗi gói tin đều có mang địa chỉ nơ i gửi và nơi nhận. Mổi nút trong mạng khi tiếp nhận gói tin sẽ quyết định xenm đường đi của gói tin phụ thuộc vào thuật toán tìm đường tại nút và những thông tin về mạng mà nút đó có. Việc truyền theo phương thức này cho ta sự mềm dẻo nhất định do đường đi với mỗi gói tin trở nên mềm dẻo tuy nhiên điều này yêu cầu một số lượng tính toán rất lớn tại mỗi nút nên hiện nay phần lớn các mạng chuyển sang dùng phương chuyển mạch gói theo đường đi xác định.

Hình 8.5: Ví dụ phương thức sơ đồ rời rạc.

Phương thức chuyển mạch gói theo đường đi xác định:

Trước khi truyền dữ liệu một đưòng đi (hay còn gọi là đường đi ảo) được thiết lập giữa trạm gửi và trạm nhận thông qua các nút của mạng. Đường đi trên mang số hiệu phân biệt với các đường đi khác, sau đó các gói tin được gửi đi theo đường đã thiết lập để tới đích, các gói tin mang số hiệu củ đường ảo để có thể được nhận biết khi qua các nút. Điều này khiến cho việc tính toán đường đi cho phiên liên lạc chỉ cần thực hiện một lần.

Hình 8.6: Ví dụ phương thức đường đi xác định

1. Mạng X25

Được CCITT công bố lần đầu tiên vào 1970 lúc lĩnh vực viễn thông lần đầu tiên tham gia vào thế giới truyền dữ liệu với các đặc tính:

X25 cung cấp quy trình kiểm soát luồng giữa các đầu cuối đem lại chất lương đường truyền cao cho dù chất lương đương dây truyền không cao.

X25 được thiết kế cho cả truyền thông chuyển mạch lẫn truyền thông kiểu điễm nối điểm.

Được quan tâm và tham gia nhanh chóng trên toàn cầu.

Trong X25 có chức năng dồn kênh (multiplexing) đối với liên kết logic (virtual circuits) chỉ làm nhiệm vụ kiểm soát lỗi cho các frame đi qua. Điều này làm tăng độ phức tạp trong việc phối hợp các thủ tục giữa hai tầng kề nhau, dẫn đến thông lượng bị hạn chế do tổng phí xử lý mỗi gói tin tăng lên. X25 kiểm tra lỗi tại mỗi nút trước khi truyền tiếp, điều này làm cho đường truyền chó chất lượng rất cao gần như phi lỗi. Tuy nhiên do vậy khối lượng tích toán tại mỗi nút khá lớn, đối với những đường truyền của những năm 1970 thì điều đó là cần thiết nhưng hiện nay khi kỹ thuật truyền dẫn đã đạt được những tiến bộ rất cao thì việc đó trở nên lãng phí

2. Mạng Frame Relay

Mỗi gói tin trong mạng gọi là Frame, do vậy mạng gọi là Frame relay. Đặc điểm khác biệt giữa mạng Frame Relay và mạng X25 mạng Frame Relay là chỉ kiểm tra lỗi tại hai trạm gửi và trạm nhận còn trong quá trình chuyển vận qua các nút trung gian gói tin sẽ không được kiểm lỗi nữa. Do vậy thời gian xử lý trên mỗi nút nhanh hơn, tuy nhiên khi có lỗi thì gói tin phải được phát lại từ trạm đầu. Với độ an toàn cao của đường truyền hiện nay thì chi phí việc phát lại đó chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ nếu so với khối lượng tính toán được giảm đi tại các nút nên mạng Frame Relay tiết kiệm được tài nguyên của mạng hơn so với mạng X25.

Frame relay không chỉ là một kỹ thuật mà còn là thể hiện một phương pháp tổ chức mới. Với nguyên lý là truyền mạch gói nhưng các thao tác kiểm soát giữa các đầu cuối giảm đáng kể Kỹ thuật Frame Relay cho phép thông luợng tối đa đạt tới 2Mbps và hiện nay nó đang cung cấp các giải pháp để tương nối các mạng cục bộ LAN trong một kiến trúc xương sống tạo nên môi trường cho ứng dụng multimedia.

3. Mạng ATM (Cell relay)

Hiện nay kỹ thuật Cell Relay dựa trên phương thức truyền thông không đồng bộ (ATM) có thể cho phép thông lương hàng trăm Mbps. Đơn vị dữ liệu dùng trong ATM được gọi là tế bào (cell). các tế bào trong ATM có độ dài cố định là 53 bytes, trong đó 5 bytes dành cho phần chứa thông tin điều khiển (cell header) và 48 bytes chứa dữ liệu của tầng trên.

Trong kỹ thuật ATM, các tế bào chứa các kiểu dữ liệu khác nhau được ghép kênh tới một đường dẫn chung được gọi là đường dẫn ảo (virtual path). Trong đường dẫn ảo đó có thể gồm nhiều kênh ảo (virtual chanell) khác nhau, mỗi kênh ảo được sử dụng bởi một ứng dung nào đó tại một thời điểm.

ATM đã kết hợp những đặc tính tốt nhất của dạng chuyển mạch liên tục và dạng chuyển mạch gói, nó có thể kết hợp dải thông linh hoạt và khả năng chuyển tiếp cao tốc và có khả năng quản lý đồng thời dữ liệu số, tiếng nói, hình ành và multimedia tương tác.

Mục tiêu của kỹ thuật ATM là nhằm cung cấp một mạng dồn kênh, và chuyển mạch tốc độ cao, độ trễ nhỏ dáp ứng cho các dạng truyền thông đa phương tiện (multimecdia)

Chuyển mạch cell cần thiết cho việc cung cấp các kết nối đòi hỏi băng thông cao, tình trạng tắt nghẽn thấp, hổ trợ cho lớp dịch vụ tích hợp lưu thông dữ liệu âm thanh hình ảnh. Đặc tính tốc độ cao là đặc tính nổi bật nhất của ATM.

ATM sử dụng cơ cấu chuyển mạch đặc biệt: ma trận nhị phân các thành tố chuyển mạch (a matrix of binary switching elements) để vận hành lưu thông. Khả năng vô hướng (scalability) là một đặc tính của cơ cấu chuyển mạch ATM. Đặc tính này tương phản trực tiếp với những gì diễn ra khi các trạm cuối được thêm vào một thiết bị liên mạng như router. Các router có năng suất tổng cố định được chia cho các trạm cuối có kết nối với chúng. Khi số lượng trạm cuối gia tăng, năng suất của router tương thích cho trạm cuối thu nhỏ lại. Khi cơ cấu ATM mở rộng, mỗi thiết bị thu trạm cuối, bằng con đường của chính nó đi qua bộ chuyển mạch bằng cách cho mỗi trạm cuối băng thông chỉ định. Băng thông rộng được chỉ định của ATM với đặc tính có thể xác nhận khiến nó trở thành một kỹ thuật tuyệt hảo dùng cho bất kỳ nơi nào trong mạng cục bộ của doanh nghiệp.

Như tên gọi của nó chỉ rõ, kỹ thuật ATM sử dụng phương pháp truyền không đồng bộ (asynchronouns) các tề bào từ nguồn tới đích của chúng. Trong khi đó, ở tầng vật lý người ta có thể sử dụng các kỹ thuật truyền thông đồng bộ như SDH (hoặc SONET).

Nhận thức được vị trí chưa thể thay thế được (ít nhất cho đến những năm đầu của thế kỷ 21) của kỹ thuật ATM, hầu hết các hãng khổng lồ về máy tính và truyền thông như IBM, ATT, Digital, Hewlett - Packard, Cisco Systems, Cabletron, Bay Network,... đều đang quan tâm đặc biệt đến dòng sản phẩm hướng đến ATM của mình để tung ra thị trường. Có thể kể ra đây một số sản phẩm đó như DEC 900 Multiwitch, IBM 8250 hub, Cisco 7000 rounter, Cablectron, ATM module for MMAC hub.

Nhìn chung thị trường ATM sôi động do nhu cầu thực sự của các ứng dụng đa phương tiện. Sự nhập cuộc ngày một đông của các hãng sản xuất đã làm giảm đáng kể giá bán của các sản phẩm loại này, từ đó càng mở rộng thêm thị trường. Ngay ở Việt Nam, các dự án lớn về mạng tin học đều đã được thiết kế với hạ tầng chấp nhận được với công nghệ ATM trong tương lai.

Chương 9

Ví dụ một số mạng LAN và WAN

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều mạng máy tính, chúng được sử dụng để phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau như nghiên cứu khoa học, truyền dữ liệu, kinh doanh. Vì vậy nên các mạng này cũng rất đa dạng về chủng loại. Trong phần này ta xem xét một số mạng LAN và WAN thông dụng.

I. Mạng Novell NetWare

Được đưa ra bởi hãng Novell từ những năm 80 và đã được sử dụng nhiều trong các mạng cục bộ với số lượng ước tính hiện nay vào khoảng 50 -60%. Hệ điều hành mạng Novell NetWare là một hệ điều hành có độ an toàn cao đặc biệt là với các mạng có nhiều người sử dụng. Hệ điều hành mạng Netware khá phức tạp để lắp đặt và quản lý nhưng nó là một hệ điều hành mạng đang được dùng phổ biến nhất hiện nay. Hệ điều hành mạng Novell NetWare được thiết kế như một hệ thống mạng client-server trong đó các máy tính được chia thành hai loại:

Những máy têêính cung cấp tài nguyên cho mạng gọi là server hay còn gọi là máy chủ mạng.

Máy sử dụng tài nguyên mạng gọi là clients hay còn gọi là trạm làm việc.

Các server (File server) của Netware không chạy DOS mà bản thân Netware là một hệ điều hành cho server điều đó đã giải phóng Netware ra khỏi những hạn chế của DOS. Server của Netware dùng một cấu trúc hiệu quả hơn DOS để tổ chức các tập tin và thư mục, với Netware, chúng ta có thể chia mỗi ổ đĩa thành một hoặc nhiều tập đĩa (volumes), tương tự như các ổ đĩa logic của DOS. Các tập đĩa của Novell có tên chứ không phải là chữ cái. Tuy nhiên, để truy cập một tập đĩa của Netware từ một trạm làm việc chạy DOS, một chữ cái được gán cho tập đĩa.

Với các hệ điều hành Netware 3.x và 4.x các server phải được dành riêng, trong đó chúng ta không thể dùng một file server làm thêm việc cùa Workstation, tuy điều đó tốn kém hơn vì phải mua một máy tính để làm server nhưng nó có hiệu quả hơn vì máy tính server có thể tập trung để phục vụ mạng. Còn với Netware 2.x thì có thể lưa chọn trong đó một file server có thể làm việc như một Workstation như hai tiến trình Server và Workstation tách tời nhau hoàn toàn.

Các trạm làm việc trên một mạng Netware có thể là các máy tính DOS, chạy OS/2 hoặc các máy Macintosh. Nếu mạng vừa có máy PC và Macintosh thì Netware có thể là sự lựa chọn tốt.

Tất cả các phiên bản của Netware đều có đặc trưng được gọi là tính chịu đựng sai hỏng của hệ (System Fault Tolerance SFT) được thiết kế để giữ cho mạng vẫn chạy ngay cả khi phần cứng có sai hỏng.

NetWare là một hệ điều hành nhưng không phải là một hệ điều hành đa năng mà tập trung chủ yếu cho các ứng dụng truy xuất tài nguyên trên mạng, nó có một tập hợp xác định saün các dịch vụ dành cho người sử dụng. Tại đây Novell NetWare có một hệ thống các yêu cầu và trả lời mà Client và Server đều hiểu, nó bao gồm:

Nhóm chương trình trên máy người dùng: Hệ điều hành trạm, các giao diện cho phép nhười sử dụng chi xuất các tài nguyên của mạng như là các tài nguyên của máy cục bộ, chương trình truyền số liệu qua mạng.

Hệ điều hành trên máy máy chủ: Chương trình thực hiên từ DOS, Lưu các thông số của DOS, chuyển CPU của server qua chế độ protectied mode, quản lý việc sử dụng tài nguyên của mạng cho người sử dụng.

Các tiện ích trên mạng: dành cho người sử dụng và người quản trị mạng.

Novell NetWare hỗ trợ các giao thức cơ bản sau:

Giao thức truy xuất (Access Protocol) (Ethernet, Token Ring, ARCnet, ProNET-10, FDDI)

Giao thức trao đổi gói tin trên mạng (Internet Packet Exchange -IPX)

Giao thức thông tin tìm đường (Routing Information Protocol - RIP)

Giao thức thông báo dịch vụ (Sevice Advertising Protocol - SAP)

Giao thức nhân NetWare (NetWare Core Protocol - NCP) cho phép người dùng truy xuất vào file server

Do nhu cầu cần thích nghi với nhiều kiểu mạng và để dễ dàng nâng cấp và quản lý, Novell NetWare cũng được chia thành nhiều tầng giao thức tương tự cấu trúc 7 tầng cuả hệ thống mở OSI.

Hình 9.1: Cấu trúc của Hệ điều hành Novell NetWare

II. Mạng Windows NT

Mạng dùng hệ điều hành Windows NT được đưa ra bởi hãng Microsoft với phiên bản mới nhất hiện nay là Windows NT 5.0, cụm từ windows NT được hiểu là công nghệ mạng trong môi trường Windows (Windows Network Technology). Hiện mạng Windows NT đang được đánh giá cao và được đua vào sử dụng ngày một nhiều. Windows NT là một hệ điều hành đa nhiệm, đa xử lý với địa chỉ 32 bit bộ nhớ. Ngoài việc yểm trơ các ứng dụng DOS, Windows 3.x, Win32 GUI và các ứng dụng dựa trên ký tự, Windows NT còn bao gồm các thành phần mạng, cơ chế an toàn, các công cụ quản trị có khả năng mạng diện rộng, các phần mềm truy cập từ xa. Windows NT cho phép kết nối với máy tính lớn, mini và máy Mac.

Hệ điều hành mạng Windows NT có thể chay trên máy có một CPU cũng như nhiều CPU. Hệ điều hành mạng còn có đưa vào kỹ thuật gương đĩa qua đó sử dụng tốt hệ thống nhiều đĩa nâng cao năng lực hoạt động. Hệ điều hành mạng Windows NT đảm bảo tránh được những người không được phép vào trong hệ thống hoặc thâm nhập vào các file và chương trình trên đĩa cứng. Hệ điều hành mạng Windows NT cung cấp các công cụ để thiết lập các lớp quyền dành cho nhiều nhiệm vụ khác nhau làm cho phép xây dựng hệ thống an toàn một cách mềm dẻo. Windows NT được thiết kế dành cho giải pháp nhóm (Workgroup) khi bạn muốn có kiểm soát nhiều hơn đối với mạng ngang hàng (như Windows For Workgroup, LANtastic hay Novell lite). Ngoài ra chức năng mới của Windows NT server là mô hình vùng (Domain) được thiết lập cho các mạng lớn với khả năng kết nối các mạng toàn xí nghiệp hay liên kết các kết nối mạng với các mạng khác và những công cụ cần thiết để điều hành.

Hình 9.2: Cấu trúc của Hệ điều hành Windows NT

III. Mạng Apple talk

Vào đầu những năm 1980, khi công ty máy tính Apple chuẩn bị giới thiệu máy tính Macintosh, các kỹ sư Apple đã thấy rằng mạng sẽ trở nên rất cần thiết. Họ muốn rằng mạng MAC cũng là một bước tiến mơí trong cuộc cách mạng về giao diện thân thiện người dùng do Apple khởi xướng. Với ý định như vậy, Apple xây dựng một giao thức mạng cho họ máy Macintosh, và tích hợp giao thức trên vào máy tính để bàn. Cấu trúc mạng mới do Apple xây dựng được gọi là Apple Talk.

Mặc dù Apple Talk là giao thức mạng độc quyền của Apple, nhưng Apple cũng đã ấn hành nhiều tài liệu về Apple Talk trong cố gắng khuyến khích các nhà sản xuất phần mềm khác phát triển trên Apple Talk. Ngày nay đã có nhiều sản phẩm thương mại trên nền Apple Talk như của Novell, Microsoft.

Ban đầu AppleTalk chỉ cài đặt trên hệ thống cáp riêng của hãng là LocalTalk và có phạm vi ứng dụng rất hạn chế. Phiên bản đầu của Apple Talk được thiết kế cho nhóm người dùng cục bộ hay được gọi là Apple Talk phase 1. Sau khi tung ra thị trường 5 năm, số người dùng đã vượt quá 1,5 triệu người cài đặt, Apple nhận thấy những nhóm người dùng lớn đã vượt quá giới hạn của Apple Talk phase 1, nên họ đã nâng cấp giao thức. Giao thức đã được cải tiến được biết dưới cái tên Apple Talk phase 2, cải tiến khả năng tìm đường của Apple Talk và cho phép Apple Talk chạy trên những mạng lớn hơn.

Hình 9.3: Cấu trúc của Hệ điều hành Appletalk

Hãng Apple thiết kế Apple Talk độc lập với tầng liên kết dữ liệu. Apple hỗ trợ nhiều loại cài đặt của tầng liên kết dữ liệu, bao gồm Ethernet, Token Ring, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), và Local Talk. Trên Apple Talk, Apple xem Ethernet như ethertalk, Token Ring như tokentalk, và FDDI như fdditalk.

Các giao thức chính của mạng AppleTalk:

LLAP (Local Talk Link Access) là giao thức do Apple phát triền để hoạt động với cáp riêng của hãng (cũng được gọi là LocalTalk) dưạ trên cáp xoắn đôi bọc kim (STP), thích hợp với các mạng nhỏ, hiệu năng thấp. Tốc độ tối đa là 230,4 Kb/s và khoảng cách các đọan cáp có độ dài giới hạn là 300m, số lượng trạm tối đa là 32.

ELAP (Ethertalk Link Access) và TLAP (tokentalk Link Access) là các giao thức cho phép sử dụng các mạng vật lý tương ứng là Ethernet và Token Ring.

AARP (AppleTalk Addresss Resolution Protocol) là các giao thức cho phép ánh xạ giữa các địa chỉ vật lý của Ethernet và Token Ring, là giao diện giữa các tầng cao của AppleTalk với các tầng vật lý của Ethernet và Token Ring.

DDP (Datagram Delivery Protocol) là giao thức tầng Mạng cung cấp dịch vụ theo phương thức không liên kết giữa 2 sockets (để chỉ 1 địa chỉ dịch vụ; một tổ hợp của địa chỉ thiết bị, địa chỉ mạng và socket sẽ định danh 1 cách duy nhất cho môãi tiến trình). DDP thực hiện chức năng chọn đường (routing) dựa trên các bảng chọn đường cho RTMP bảo trì.

RTMP (Routing Table Maintenance protocol) cung cấp cho DDP thông tin chọn đường trên phương pháp vector khoảng cách tương tự như RIP (Routing Information Protocol) dùng trong Netware IPX/SPX.

NBP (Naming Binding Protocol): cho phép định danh các thiết bị bởi các tên lôgic (ngoài điạ chỉ của chúng). Các tên này ẩn dấu điạ chỉ tầng thấp đối với người sử dụng và đối với các tầng cao hơn.

ATP (AppleTalk Transaction Protocol) là giao thức thức tầng vận chuyển hoạt động với phương thức không liên kết. Dich vụ vận chuyển này được cung cấp thông qua một hệ thống các thông báo nhận và truyền lại. Độ tin cậy cũa ATP dưạ trên các thao tác (transaction) (một thao tác bao gồm một cặp các thao tác hỏi-đáp).

ASP (AppleTalk Section Protocol) là giao thức tầng giao dịch của AppleTalk, cho phép thiết lập, duy trì và hủy bỏ các phiên liên lạc giữa người yêu cầu dịch vụ và người cung cấp dịch vụ.

ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol) là một giao thức phủ cả tầng vận chuyển và tầng giao dịch, có thể thay cho nhóm giao thức dùng với ATP.

ZIP (Zone Information Protocol) là giao thức có chức năng tổ chức các thiết bị thành các vùng (zone) để làm giảm độ phức tạp của 1 mạng bằng cách giới hạn sự tương tác của người sử dụng vào đúng các thiết bị mà anh ta cần.

PAP (Printer Access protocol) cũng là 1 giao thức của tầng giao dịch tương tự như ASP. Nó không chỉ cung cấp các dịch vụ in như tên gọi mà còn yểm trợ các kiểu liên kết giữa người yêu cầu và người cung cấp dịch vụ.

AFP (AppleTalk Filling Protocol) là giao thức cung cấp dịch vụ File và đảm nhận việc chuyển đổi cú pháp dữ liệu, bảo vệ an toàn dữ liệu (tương tự tầng trình bày trong mô hình OSI).

IV. Mạng Arpanet

Đây là mạng được thiết lập tại Mỹ vào giữa những năm 60 khi bộ quốc phòng Mỹ muốn có một mạng dùng để ra lệnh và kiểm soát mà có khả năng sống còn cao trong trường hợp có chiến tranh hạt nhân. Những mạng sử dụng đường điện thoại thông thường vào lúc đó tỏ ra không đủ an toàn khi mà một đường dây hay một tổng đài bị phá hủy cũng có thể dẫn đến mọi cuộc nói chuyện hay liên lạc thông qua nó bị gián đoạn, việc đó còn đôi khi dẫn đến cắt rời liên lạc.

Để làm được điều này khi bộ quốc phòng Mỹ đưa ra chương trình ARPA (Advanced Research Projects Agency) với sự tham gia của nhiều trường đại học và công ty dưới sự quản lý của khi bộ quốc phòng Mỹ.

Vào đầu những năm 1960 những ý tuởng chủ yếu của chuyển mạch gói đã được Paul Baran công bố và sau khi tham khảo nhiều chuyên gia thì chương trình ARPA quyết định mạng tương lai của khi bộ quốc phòng Mỹ sẽ là mạng chuyển mạch gói và nó bao gồm một mạng liên kết và các trạm (host). Mạng liên kết bao gồm các máy tính dùng để liên kết các đường truyền dữ liệu được gọi là các điểm trung chuyển thôâng tin (IMP - Interface Message Processor).

Một IMP sẽ được liên kết với ít nhất là hai IMP khác với độ an toàn cao, các thông tin được chuyển trên mạng liên kết dưới dạng các gói dữ liệu tách rời, có nghĩa là khi có một số đường và nút bị phá hủy thì các gói tin tự động được chuyển theo những đường khác. Mỗi nút một máy tính của hệ thống bao gồm một trạm có được kết nối với một IMP trên mạng, nó gửi thông tin của mình đến IMP để rồi sau đó IMP sẽ phân gói, rồi lần lượt gửi các gói tin theo những đường mà nó lựa chọn để đến đích.

Tháng 10 năm 1968 ARPA quyết định lựa chọn hãng BBN một hãng tư vấn tại Cambridge, Massachsetts làm tổng thầu. Lúc đó BBN đã lựa chon máy DDP-316 làm IMP, các IMP được nối với đường thuê bao 56 Kbps từ các công ty điện thoại. Phần mềm được chia làm hai phần: phần liên kết mạng và phần cho nút, với phần mềm cho liên kết mạng bao gồm phần mềm tại các IMP đầu cuối và các IMP trung gian, các giao thức liên kết IMP với khả năng đảm bảo an toàn cao.

Phần mềm tại nút bao gồm phần mềm danh cho việc liên kết giữa nút với IMP, các giao thức giữa các nút với nhau trong quá trình truyền dữ liệu.

Hình 9.4: Cấu trúc ban đầu của mạng ARPANET

Vào tháng 10 năm 1969 mạng ARPANET bắt đầu được đưa vào hoạt động thử nghiệm với 4 nút là những trường đại học và trung tâm nghiên cứu tham gia chính vào dự án, mạng phát triển rất nhanh đến tháng 3 năm 1971 đã có 15 nút và tháng 9 năm 1972 đã có tới 35 nút. Các cải tiến tiếp theo cho phép nhiều trạm có thể liên kết với một IMP do vậy sẽ tiết kiệm tài nguyên và một trạm có thể liên kết với nhiều IMP nhằm tránh việc IMP hư hỏng làm gián đoạn liên lạc.

Cùng với việc phát triển các nút ARPA cũng dành ngân khoản cho phát triển các mạng truyền dữ liệu dùng kỹ thuật vệ tinh và dùng kỹ thuật radio. Điều đó cho phép thiết lập các nút tại những điễm các khoảng cách rất xa. Về các giao thức truyền thông thì sau khi thấy rằng các giao thức của mình không chạy được trên nhiều liên kết mạng vào năm 1974 ARPA đã đầu tư nghiên cứu hệ giao thức TCP/IP và dựa trên hợp đồng giữa BBN và Trường đại học tổng hợp Berkeley - California các nhà nghiên cứu của trường đại học đã viết rất nhiều phần mềm, chương trình quản trị trên cơ ở hệ điều hành UNIX. Dựa trên các phần mềm mới về truyền thông trên cơ sở TCP/IP đã cho phép dễ dành liên kết các mạng LAN vào mạng ARPANET. Vào năm 1983 khi mạng đã hoạt động ổn địng thì phần quốc phòng của mạng (gồm khoảng 160 IMP với 110 IMP tại nước Mỹ và 50 IMP ở nước ngoài, hàng trăm nút) được tách ra thành mạng MILNETvà phần còn lại vẫn tiếp tục hoạt động như là một mạng nghiên cứu.

Trong những năm 1980 khi có nhiều mạng LAN được nối vào ARPANET để giảm việc tìm kiếm địa chỉ trên mạng người ta chia vùng các máy tính đưa tên các máy vào địa chỉ IP và xây dựng hệ quản trị cơ sở phân tán các tên các trạm của mạng Hệ cơ sở dữ liệu đó gọi là DNS (Domain Naming System) trong đó có chức mọi thông tin liên quan đến tên các trạm.

Vào năm 1990 với sự phát triển của nhiều mạng khác mà ARPANET là khởi xướng thì ARPANET đã kết thúc hoạt động của mình, tuy nhiên MILNET vẫn hoạt động cho đến ngày nay.

V. Mạng NFSNET

Vào cuối những năm 1970 khi Quỹ khoa học quốc gia Hoa kỳ (NFS - The U.S. National Science Foundation) thấy được sự thu hút của ARPANET trong nghiên cứu khoa học mà qua đó các nhà khoa học có thể chia sẻ thông tin hay cùng nhau nghiên cứu các đề án. Tuy nhiên việc sử dụng ARPANET cần thông qua bộ quốc phòng Mỹ với nhiều hạn chế và nhiều cơ sở nghiên cứu khoa học không có khả năng đó. Điều đó khiến NFS thiết lập một mạng ảo có tên là CSNET trong đó sử dụng các máy tính tại công ty BBN cho phép các nhà nghiên cứu có thể kết nối vào để tiếp tục nối với mạng ARPANET hay gửi thư điện tử cho nhau. Vào năm 1984 NFS bắt đầu nghiên cứu tới việc thiết lập một mạng tốc độ cao dành cho các nhóm nghiên cứu khoa học nhằm thay thế mạng ARPANET, bước đầu NFS quyết định xây dựng được đường trục truyền số liệu nối 6 máy tính lớn (Supercomputer) tại 6 trung tâm máy tính. Tại mỗi trung tâm máy tính lớn tại đây được nối với một máy mini loại LSI-11 và các máy mini được nối với nhau bằng đường thuê bao 56 Kbps tương tự như kỹ thuật đã sử dụng ở mạng ARPANET. Đồng thời NFS cũng cung cấp ngân khoản cho khoảng 20 mạng vùng để liên kết với các máy tính lớn trên và qua đó tới các máy tính lớn khác. Toàn bộ mạng bao gồm mạng trục và các mạng vùng được gọi là NFSNET, mạng NFS có được kết nối với mạng ARPANET.

Mạng NFS được phát triển rất nhanh, sau một thời gian hoạt động đường trục chính được thay thế bằng đường cáp quang 448 Kbps và các máy IBM RS6000 được sử dụng làm công việc kết nối. Đến năm 1990 đường trục đã được nâng lên đến 1.5 Mbps.

Với việc phát triển rất nhanh và NFS thấy rằng chính quyền không có khả năng tiếp tục tài trợ nhưng do các công ty kinh doanh không thể sử dụng mạng NFSNET (do bin cấm theo luật) nên NFS yểm trợ các công ty MERIT, MCI, IBM thành lập một công ty không sinh lợi (nonprofit corporation) có tên là ANS (Advanced Networks and Services) nhằm phát triển việc kinh doanh hóa mạng. ASN tiếp nhận mạng NFSNET và bắt đầu nậng cấp đường trục lên từ 1.5 Mbps lên 45 Mbps để thành lập mạng ANSNET.

Vào năm 1995 khi các công ty cung cấp dịch vụ liên kết phát triển khắp nơi thì mạng trục ANSNET không còn cần thiết nữa và ANSNET được bán cho công ty America Online. Hiện nay các mạng vùng của NFS mua các dịch vụ truyền dữ liệu để liên kết với nhau, mạng NFS đang sử dụng dịch vụ của 4 mạng truyền dữ liệu là PacBell, Ameritech, MFS, Sprint mà qua đó các mạng vùng NFS có thể lựa chọn để kết nối với nhau.

VI. Mạng Internet

Cùng với sự phát triển của NFSNET và ARPANET nhất là khi giao thức TCP/IP đã trở thành giao thức chính thước duy nhất trên các mạng trên thì số lượng các mạng, nút muốn tham gia kết nối vào hai mạng trên đã tăng lên rất nhanh. Rất nhiều các mạng vùng được kết nối với nhau và còn liên kết với các mạng ở Canada, châu Aâu.

Vào khoảng giữa những năm 1980 người ta bắt đầu thấy được sự hình thành của một hệ thống liên mạng lớn mà sau này được gọi là Internet. Sự phát triển của Internet được tính theo cấp số nhân, nếu như năm 1990 có khoảng 200.000 máy tính với 3.000 mạng con thì năm 1992 đã có khoảng 1.000.000 máy tính được kết nối, đến năm 1995 đã có hàng trăm mạng cấp vùng, chục ngàn mạng con và nhiều triệu máy tính. Rất nhiều mạng lớn đang hoạt động cũng đã được kết nối vào Internet như các mạng SPAN, NASA network, HEPNET, BITNET, IBM network, EARN. Việc liên kết các mạng được thực hiện thông qua rất nhiều đường nối có tốc độ rất cao.

Hiện nay một máy tính được gọi là thành viên của Internet nếu máy tính đó có giao thức truyền dữ liệu TCP/IP, có một địa chỉ IP trên mạng và nó có thể gửi các gói tin IP đến tất cả các máy tính khác trên mạng Internet.

Tuy nhiên trong nhiều trường hợp thông qua một nhà cung cấp dịch vụ Internet người sử dụng kết nối máy của mình với máy chủ của nhà phục vụ và được cung cấp một địa chỉ tạm thời trước khi khai thác các tài nguyên của Internet. Máy tính của người đó có thể gửi các gói tin cho các máy khác bằng địa chỉ tạm thời đó và địa chỉ đó sẽ trả lại cho nhà cung cấp khi kết thúc liên lạc. Vì máy tính của người đó sử dụng trong thời gian liên kết với Internet cũng có một địa chỉ IP nên người ta vẫn coi máy tính đó là thành viên của Internet.

Vào năm 1992 cộng đồng Internet đã ra đời nhằm thúc đẩy sự phát triển của Internet và điều hành nó. Hiện nay Internet có 5 dịch vụ chính:

Thư điện tử (Email): đây là dịch vụ đã có từ khi mạng ARPANET mới được thiết lập, nó cho phép gửi và nhận thư điến tử cho mọi thành viên khác trong mạng.

Thông tin mới (News): Các vân đề thời sự được chuyển thành các diễn đàn cho phép mọi người quan tâm có thể trao đổi các thông tin cho nhau, hiện nay hiện nay có hàng nghìn diễ đàn về mọi mặt trên Internet.

Đăng nhập từ xa (Remote Login): Bằng các chương trình như Telnet, Rlogin người sử dụng có thể từ một trạm của Internet đăng nhập (logon) vào một trạm khác nếu như người đó được đăng ký trên máy tính kia.

Chuyển file (File transfer): Bằng chương trình FTP người sử dụng có thể chép các file từ một máy tính trên mạng Internet tới một máy tính khác. Người ta có thể chép nhiều phần mềm, cơ sở dữ liệu, bài báo bằng cách trên.

Dịch vụ WWW (World Wide Web): WWW là một dịch vụ đặc biệt cung cấp thông tin từ xa trên mạng Internet. Các tập tin siêu văn bản được lưu trữ trên máy chủ sẽ cung cấp các thông tin và dẫn đường trên mạng cho phép người sử dụng dễ dàng Truy cập các tập tin văn bản, đồ họa, âm thanh.

Hình 9.5: Ví dụ một trang Web cho phép dễ dàng khai thác các trang Web khác

Người sử dụng nhận được thông tin dưới dạng các trang văn bản, một trang là một đơn thể nằm trong máy chu. Đây là dịch vụ đang mang lại sức thu hút to lớn cho mạng Internet, chúng ta có thể xây dựng các trang Web bằng ngôn ngữ HTML (Hypertext Markup Language) với nhiều dạng phong phú như văn bản, hình vẽ, video, tiếng nói và có thể có các kết nối với các trang Web khác. Khi các trang đó được đặt trên các máy chủ Web thì thông qua Internet người ta có thể xem được sự thể hiện của các trang Web trên và có thể xem các trang web khác mà nó chỉ đến.

Các phần mềm thông dụng được sử dụng hiện nay để xây dựng và duyệt các trang Web là Mosaic, Navigator của Netscape, Internet Explorer của Microsoft, Web Access của Novell.

Chương 10 :

Giới thiệu về hệ điều hành mạng Windows NT

I. Thế nào là một hệ điều hành mạng

Với việc ghép nối các máy tính thành mạng thì cần thiết phải có một hệ thống phần mềm có chức năng quản lý tài nguyên, tính toán và xử lý truy nhập một cách thống nhất trên mạng, hệ như vậy được gọi là hệ điều hành mạng. Mỗi tài nguyên của mạng như tệp, đĩa, thiết bị ngoại vi được quản lý bởi một tiến trình nhất định và hệ điều hành mạng điều khiển sự tương tác giữa các tiến trình và truy cập tới các tiến trình đó.

Căn cứ vào việc truy nhập tài nguyên trên mạng người ta chia các thực thể trong mạng thành hai loại chủ và khách, trong đó máy khách (Client) truy nhập được vào tài nguyên của mạng nhưng không chia sẻ tài nguyên của nó với mạng, còn máy chủ (Server) là máy tính nằm trên mạng và chia sẻ tài nguyên của nó với các người dùng mạng.

Hiện nay các hệ điều hành mạng thường được chia làm hai loại là hệ điều hành mạng ngang hàng (Peer-to-peer) và hệ điều hành mạng phân biệt (client/server).

Với hệ điều hành mạng ngang hàng mỗi máy tính trên mạng có thể vừa đóng vai trò chủ lẫn khách tức là chúng vừa có thể sử dụng tài nguyên của mạng lẫn chia sẻ tài nguyên của nó cho mạng, ví dụ: LANtastic của Artisoft, NetWare lite của Novell, Windows (for Workgroup, 95, NT Client) của Microsoft.

Với hệ điều hành mạng phân biệt các máy tính được phân biệt chủ và khách, trong đó máy chủ mạng (Server) giữ vai trò chủ và các máy cho người sử dụng giữ vai trò khách (các trạm). Khi có nhu cầu truy nhập tài nguyên trên mạng các trạm tạo ra các yêu cầu và gửi chúng tới máy chủ sau đó máy chủ thực hiện và gửi trả lời. Ví dụ các hệ điều hành mạng phân biệt: Novell Netware, LAN Manager của Microsoft, Windows NT Server của Microsoft, LAN Server của IBM, Vines của Banyan System với server dùng hệ điều hành Unix.

II. Hệ điều hành mạng Windows NT

Windows NT là hệ điều hành mạng cao cấp của hãng Microsoft. Phiên bản đầu có tên là Windows NT 3.1 phát hành năm 1993, và phiên bản server là Windows NT Advanced Server (trước đó là LAN Manager for NT). Năm 1994 phiên bản Windows NT Server và Windows NT Workstation version 3.5 được phát hành. Tiếp theo đó ra đời các bản version 3.51. Các phiên bản workstation có sử dụng để thành lập mạng ngang hàng; còn các bản server dành cho quản lý file tập trung, in ấn và chia sẻ các ứng dụng.

Năm 1995, Windows NT Workstation và Windows NT Server version 4.0 ra đời đã kết hợp shell của người anh em Windows 95 nổi tiếng phát hành trước đó không lâu (trước đây shell của Windows NT giống shell của Windows 3.1) đã kết hợp được giao diện quen thuộc, dễ sử dụng của Windows 95 và sự mạnh mẽ, an toàn, bảo mật cao của Windows NT.

Windows NT có hai bản mà nó đi đôi với hai cách tiếp cận mạng khác nhau. Hai bản này gọi là Windows NT Workstation và Windows NT server. Với hệ điều hành chuẩn của NT ta có thể xây dựng mạng ngang hàng, máy chủ mạng và mọi công cụ quản trị cần thiết cho một máy chủ mạng ngoài ra còn có thể có nhiều giải pháp về xây dựng mạng diện rộng. Cả hai bản Windows NT station và Windows NT server cùng được xây dựng trên cơ sở nhân NT chung và các giao diện và cả hai cùng có những đặc trưng an toàn theo tiêu chuẩn C2. Windows NT Wordstation được sử dụng để kết nối những nhóm người sử dụng nhỏ, thường cùng làm việc trong một văn phòng. Tuy nhiên với Windows NT server ta có được một khả năng chống hỏng hóc cao, những khả năng cung cấp dịch vụ mạng lớn và những lựa chon kết nối khác nhau, Windows NT Server không hạn chế về số người có thể thâm nhập vào mạng.

Với Windows NT ta cũng có những công cụ quản trị từ xa vào mạng mà có thể thực hiện được việc quản trị từ những máy tính ở xa. Nó thích hợp với tất cả các sơ đồ mạng BUS, STAR, RING và hỗn hợp.

Windows NT là hệ điều hành có sức mạnh công nghiệp đầu tiên cho số lượng khổng lồ các máy tính IBM compatible. Windows NT là một hệ điều hành thực sự dành cho người sử dụng, các cơ quan, các công ty xí nghiệp. Windows NT là một hệ điều hành đa nhiệm, đa xử lý với địa chỉ 32 bit bộ nhớ. Nó yểm trợ các ứng dụng DOS, Windows, Win32 GUI và các ứng dụng dựa trên ký tự. Windows NT server là một hệ điều hành mạng hoàn chỉnh, nó nhanh chóng được thừa nhận là một trong những hệ điều hành tốt nhất hiện nay vì:

Là hệ điều hành mạng đáp ứng tất cả các giao thức truyền thông phổ dụng nhất. Ngoài ra nó vừa cho phép giao lưu giữa các máy trong mạng, vừa cho phép truy nhập từ xa, cho phép truyền file v.v... Windows NT là hệ điều hành vừa đáp ứng cho mạng cục bộ (LAN) vừa đáp ứng cho mạng diện rộng (WAN) như Intranet, Internet.

Windows NT server hơn hẳn các hệ điều hành khác bởi tính mềm dẻo, đa dạng trong quản lý. Nó vừa cho phép quản lý mạng theo mô hình mạng phân biệt (Clien/Server), vừa cho phép quản lý theo mô hình mạng ngang hàng (peer to peer).

Windows NT server đáp ứng tốt nhất các dịch vụ viễn thông, một dịch vụ được sử dụng rộng rãi trong tương lai.

Windows NT server cài đặt đơn giản, nhẹ nhàng và điều quan trọng nhất là nó tương thích với hầu như tất cả các hệ mạng, nó không đòi hỏi người ta phải thay đổi những gì đã có.

Cho phép dùng các dịch vụ truy cập từ xa (Remote access service - RAS), có khả năng phụp vụ đến 64 cổng truy nhập từ xa (trong đó Lan manager 16 cổng).

Đáp ứng cho cả các máy trạm Macintosh nối với Windows NT server.

Windows NT yểm trợ mọi nghi thức mạng chuẩn như NetBUEI, IPX/SPX, TCP/IP và các nghi thức khác. Windows NT cũng tương thích với những mạng thông dụng hiên nay như Novell NetWare, Banyan VINES, và Microsoft LAN Manager. Đối với mạng lớn và khả năng thâm nhập từ xa sản phẩm Windows NT Server cũng cũng cấp các chức năng bổ xung nhu khả năng kết nối với máy tính lớn và máy MAC.

III. Cấu trúc của hệ điều hành Windows NT

Windows NT được thiết kế sử dụng cách tiếp cận theo đơn thể (modular). Các đơn thể khác nhau (còn được gọi là các bộ phận, thành phần) của Windows NT được trình bày trong hình 1 Các bộ phận của Windows NT có thể chạy dưới hai chế độ: User (người sử dụng) và Kernel (cốt lõi của hệ điều hành). Khi một thành phần của hệ điều hành chạy dưới cốt lõi của hệ điều hành (Kernel), nó truy cập đầy đủ các chỉ thị máy cho bộ xử lý đó và có thể truy cập tổng quát toàn bộ tài nguyên trên hệ thống máy tính.

Trong Windows NT: Executive Services, Kernel và HAL chạy dưới chế độ cốt lõi của hệ điều hành.

Hệ thống con (Subsystem) Win 32 và các hệ thống con về môi trường, chẳng hạn như DOS/Win 16.0S/2 và hệ thống con POSIX chạy dưới chế độ user. Bằng cách đặt các hệ thống con này trong chế độ user, các nhà thiết kế Windows NT có thể hiệu chỉnh chúng dễ dàng hơn mà không cần thay đổi các thành phần được thiết kế để chạy dưới chế độ Kernel.

Hình 10.1: Cấu trúc Windows NT

Các lớp chính của hệ điều hành WINDOWS NT SERVER gồm:

Lớp phần cứng trừu tượng (Hardware Astraction Layer - HAL): Là phần cứng máy tính mà cốt lõi của hệ điều hành (Kernel) có thể đươc ghi vào giao diện phần cứng ảo, thay vì vào phần cứng máy tính thực sự. Phần lớn cốt lõi của hệ điều hành sử dụng HAL để truy cập các tài nguyên máy tính. Điều này có nghĩa là cốt lõi của hệ điều hành và tất cả các thành phần khác phụ thuộc vào cốt lõi có thể dễ dàng xuất (Ported) thông qua Microsoft đến các nền ( Platform ) phần cứng khác. Một thành phân nhỏ trong cốt lõi của hệ điều hành, cũng như bộ quản lý Nhập / Xuất truy cập phần cứng máy tính trực tiếp mà không cần bao gồm HAL.

Lớp Kernel cốt lõi của hệ điều hành): Cung cấp các chức năng hệ điều hành cơ bản được sử dụng bởi các thành phần thực thi khác. Thành phần Kernel tương đối nhỏ và cung cấp các thành phần cốt yếu cho những chức năng của hệ điều hành. Kernel chủ yếu chịu trách nhiệm quản lý luồng, quản lý phần cứng và đồng bộ đa sử lý.

Các thành phần Executive: Là các thành phần hệ điều hành ở chế độ Kernel thi hành các dịch vụ như :

Quản lý đối tượng (object manager)

Bảo mật (security reference monitor)

Quản lý tiến trình (process manager)

Quản lý bộ nhớ ảo (virtual memory manager)

Thủ tục cục bộ gọi tiện ích, và quản trị nhập/xuất (I/O Manager)

IV.Cơ chế quản lý của Windows NT

1. Quản lý đối tượng (Object Manager):

Tất cả tài nguyên của hệ điều hành được thực thi như các đối tượng. Một đối tượng là một đại diện trừu tượng của một tài nguyên. Nó mô tả trạng thái bên trong và các tham số của tài nguyên và tập hợp các phương thức (method) có thể được sử dụng để truy cập và điều khiển đối tượng.

Ví dụ một đối tượng tập tin sẽ có một tên tập tin, thông tin trạng thái trên file và danh sách các phương thức, như tạo, mở,đóng và xóa, đối tượng mô tả các thao tác có thể được thực hiện trên đối tượng file.

Bằng cách xử lý toàn bộ tài nguyên như đối tượng Windows NT có thể thực hiện các phương thức giống nhau như: tạo đối tượng, bảo vệ đối tượng, giám sát việc sử dụng đối tượng (Client object) giám sát những tài nguyên được sử dụng bởi một đối tượng.

Việc quản lý đối tượng (Object Manager) cung cấp một hệ thống đặt tên phân cấp cho tất cả các đối tượng trong hệ thống. Do đó, tên đối tượng tồn tại như một phần của không gian tên toàn cục và được sử dụng để theo dõi việc tạo và sử dụng đối tượng.

Sau đây là một số ví dụ của loại đối tượng Windows NT :

Đối tượng Directory (thư mục).

Đối tượng File (tập tin).

Đối tượng kiểu object.

Đối tượng Process (tiến trình).

Đối tượng thread (luồng).

Đối tượng Section and segment (mô tả bộ nhớ).

Đối tượng Port (cổng).

Đối tượng Semaphore và biến cố.

Đối tượng liên kết Symbolic (ký hiệu).

2. Cơ chế bảo mật (SRM - Security Reference Monitor):

Ðược sử dụng để thực hiện vấn đề an ninh trong hệ thống Windows NT. Các yêu cầu tạo một đối tượng phải được chuyển qua SRM để quyết định việc truy cập tài nguyên được cho phép hay không. SRM làm việc với hệ thống con bảo mật trong chế độ user. Hệ thống con này được sử dụng để xác nhận user login vào hệ thống Windows NT.

Để kiểm soát việc truy cập, mỗi đối tượng Windows NT có một danh sách an toàn (Access Control List - ACL). Danh sách an toàn của mỗi đối tượng gồm những phần tử riêng biệt gọi là Access Control Entry (ACE). Mỗi ACE chứa một SecurityID (SID: số hiệu an toàn) của người sử dụng hoặc nhóm. Một SID là một số bên trong sử dụng với máy tính Windows NT mô tả một người sử dụng hoặc một nhóm duy nhất giữa các máy tính Windows NT.

Ngoài SID, ACE chứa một danh sách các hành động (action) được cho phép hoặc bị từ chối của một user hoặc một nhóm. Khi người sử dụng đăng nhập vào mạng Windows NT, sau khi việc nhận dạng thành công, một Security Access Token (SAT) được tạo cho người dùng đó. SAT chứa SID của người dùng và SID của tất cả các nhóm người dùng thuộc mạng Windows NT. Sau đó SAT hoạt động như một "passcard" (thẻ chuyển) cho phiên làm việc của người dùng đó và được sử dụng để kiểm tra tất cả hoạt động của người dùng.

Khi người dùng tham gia mạng truy cập một đối tượng, Security Reference Monitor kiểm tra bộ mô tả bảo mật của đối tượng xem SID liệt kê trong SAT có phù hợp với giá trị trong ACE không. Nếu phù hợp, các quyền về an ninh được liệt trong ACE áp dụng cho người dùng đó.

Hình 10.2: Ví dụ về danh sách an toàn (Access Control List).

3. Quản lý nhập / xuất (I/O Manager) :

Chịu trách nhiệm cho toàn bộ các chức năng nhập / xuất trong hệ điều hành Windows NT. I/O Manager liên lạc với trình điều khiển của các thiết bị khác nhau.

4. I/O Manager:

Ssử dụng một kiến trúc lớp cho các trình điều khiển. Mỗi bộ phận điều khiển trong lớp này thực hiện một chức năng được xác định rõ. Phương pháp tiếp cận này cho phép một thành phần điều khiển được thay thế dễ dàng mà không ảnh hưởng phần còn lại của các bộ phận điều khiển.

Hình 10.3:Các trình điều khiển thiết bị theo lớp của I / O Manager

V. Các cơ chế bảo vệ dữ liệu trong Windows NT

Cơ chế bảo vệ dữ liệu của Windows NT gọi là fault tolerance, nó cho phép hệ thống khả năng tiếp tục làm việc và bảo toàn dữ liệu của hệ thống trong trường hợp một phần của hệ thống có sự cố hỏng hóc sai lệch. Trong Windows NT cơ chế fault tolerance bao gồm các biện pháp sau:

Chống cúp điện bất thường.

Cung cấp khả năng bảo vệ hệ thống đĩa (fault tolerance disk subsystem).

Cung cấp khả năng sao chép dự phòng (backup) từ băng từ.

Khả năng bảo vệ hệ thống đĩa của Windows NT là RAID ø (viết tắt của Redundant Array of Inexpensiredisk). Thực chất RAID là một loạt các biện pháp để bảo vệ hệ thống đĩa. Các biện pháp trong RIAD được chia thành 6 mức sau:

Mức 0: Đây là mức ứng với biện pháp chia nhỏ đĩa (disk striping). Thực chất nội dung của biện pháp này là phân chia dữ liệu thành khối và sau đó sắp xếp các khối dữ liệu theo thứ tự trong tất cả các đĩa thành 1 mảng.

Mức 1: Mức này ứng với biện pháp disk Mirroring, biện pháp này cho phép tạo ra 2 đĩa giống nhau. Nếu trong quá trình vận hành mạng một đĩa có sự cố thì hệ thống sử dụng dữ liệu của đĩa kia.

Mức 2: Mức này ứng với biện pháp phân chia nhỏ đĩa bằng cách phân chia các file thành các byte và sắp xếp các byte sang nhiều đĩa. Mức này sử dụng mã sửa sai (error correcting code) trong quá trình phân chia đĩa. Nói chung biện pháp dùng ở mức này tốt hơn biện pháp dùng trong mức 1.

Mức 3: Mức này sử dụng biện pháp giống mức 2. Tuy nhiên mã sửa sai (error correction code) chỉ sử dụng cho một đĩa. Không áp dụng cho nhiều đĩa như ở mức 2. Người ta thường dùng mức này để truy nhập vào một số ít file có dung tích lớn.

Mức 4: Mức này sử dụng biện pháp giống ở mức 2 và 3 nhưng bằng phương pháp phân chia đĩa thành các khối lớn. Giống như mức 3 tất cả các mã sửa sai (error correction code) được hgi vào một đĩa và tách khỏi khối dữ liệu.

Mức 5: Trong mức này người ta sử dụng biện pháp phân chia đĩa thành từng phần gọi là Striping with party. Biện pháp sử dụng ở mức này tương tự như ức 4, số liệu được phân nhỏ thành các khối lớn và sau đó ghi vào tất cả các đĩa. Các thông tin (party Infomation) được coi như các dữ liệu dùng tạm thời (data redundancy).

Ngoài ra chúng ta còn có thể áp dụng các biện pháp bảo vệ dữ liệu trong Windows NT:

Biện pháp Disk mirroring: Disk mirroring là cách sao tạm (redundant) lại đĩa hoặc partition. Biện pháp này bảo vệ dữ liệu tránh các sự cố bằng cách dưa ra chế độ thường xuyên backup đĩa hoặc partition. Hình dưới chỉ ra cách dùng biện pháp Mirroring:

Disk Duplexing: Biện pháp dùng đĩa kép (Disk Duplexing) tường tự như disk mirroring chỉ khác là chúng dùng 2 disk controler. Diều này cho thên hả năng bảo vệ khi controler của một đĩa có sự cố. Trong khi đó biện pháp Mirror không thể khắc phục được tình huống này.

Mirror Set: Các partition hoặc đĩa trong chế độ Mirror được tạo ra bằng cách lặp sao lại partition hoặc đĩa trên đĩa khác cùng một tên ổ đĩa được gán cho cả 2 partition. Ta có thể dùng establish Mirror trong menu Fault tolerance. Nếu đĩa hoặc partition trong chế độ Mirror bị lỗi thì chế độ Mirror cần phải ngắt để thực hiện chế độ sao chép dự phòng vào một đĩa riệng. Sau đó sao backup trở lại.

VI. Giới thiệu về hoạt động của Windows NT Server

Khi chúng ta khởi động Windows NT Server hộp Begin logon sẽ hiện ra, server chờ đợi để chúng ta bấm Ctrl+Alt +Del để có thể tiếp tục hoạt động. Ở đậy có điểm khác với các hệ điều hành DOS, Windows 95 là tổ hợp Ctrl+Alt +Del không phải là khởi động lại máy. Trong trường hợp này Windows NT loại bỏ mọi chương trình Virus hay không có phép đang hoạt động trước khi bước vào làm việc.

Hình 10.4: Thông báo gia nhập mạng

Lúc này chúng ta sẽ thấy hộp Logon Information xuất hiện và yếu cầu chúng ta phải đánh đúng tên và mật khẩu thì mới được đăng nhập vào Server. Nếu là người dùng mới thì phải được người quản trị khai báo tên và mật khẩu trước khi đăng nhập..

Hình 10.5: Màn hình gia nhập mạng

Cũng giống như màn hình nền của hệ điều hành Windows 95 khi muốn thực hiện các trình, gọi các menu hệ thống chúng ta dùng nút Start ở cuối màn hình

Hình 10.6: Điểm khởi đầu của Windows

Trước muốn kết thúc chương trình và tắt máy chúng ta phải bấm phím Start rồi chọn ShutDown, màn hình kết thúc sẽ hiện ra cho chúng ta lựa chon công yêu cầu về tắt hay khởi động lại.

Hình 10.7: Màn hình thoát khỏi Windows

Chương 11

Hệ thống quản lý của mạng Windows NT

Các mạng máy tính hiện nay được thiết kế rất đa dạng và đang thực hiện những ứng dụng trên nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. Điều đó có nghĩa là các thông tin lưu trữ trên mạng và các thông tin truyền giao trên mạng ngày càng mang nhiều giá trị có ý nghĩa sống còn. Do vậy những người quản trị mạng ngày càng phải quan tâm đến việc bảo vệ các tài nguyên của mình.

Việc bảo vệ an toàn là quá trình bảo vệ mạng khỏi bị xâm nhập hoặc mất mát, khi thiết kế các hệ điều hành mạng người ta phải xây dựng một hệ thống quản lý nhiều tầng và linh hoạt giúp cho người quản trị mạng có thể thực hiện những phương án về quản lý từ đơn giản mức độ thấp cho đến phức tạp mức độ cao trong những mạng có nhiều người tham gia. Thông qua những công cụ quản trị đã được xây dựng saün người quản trị có thể xây dựng những cơ chế về an toàn phù hợp với cơ quan của mình.

Thông thường hệ thống mạng có những mức quản lý chính sau:

Mức quản lý việc thâm nhập mạng (Login/Password): Mức quản lý việc thâm nhập mạng (Login/Password) xác định những ai và lúc nào có thể vào mạng. Đối với người quản trị và người sử dụng mạng, mức an toàn này dường như khá đơn giản mà theo đó mỗi người sử dụng (người sử dụng) có một tên login và mật khẩu duy nhất.

Mức quản lý trong việc quản lý sử dụng các tài nguyên của mạng: Kiểm soát những tài nguyên nào mà người sử dụng được phép truy cập, sử dụng và sử dụng như thế nào.

Mức quản lý với thư mục và file: Mức an toàn của file kiểm soát những file và thư mục nào người sử dụng được dùng trên mạng và được sử dụng ở mức độ nào

Mức quản lý việc điều khiển File Server: Mức an toàn trên máy chủ kiểm soát ai có thể được thực hiện các thao tác trên máy chủ như bật, tắt, chạy các chương trình khác. Người ta cần có cơ chế như mật khẩu để bảo vệ.

I. Quản lý các tài nguyên trong mạng

Như chúng ta đã biết, mạng LAN cung cấp các dịch vụ theo hai cách: qua cách chia sẻ tài nguyên theo nguyên tắc ngang hàng và thông qua những máy chủ trung tâm. Dù bất cứ phương pháp nào được sử dụng, vấn đề cần phải giải quyết là là giúp người sử dụng xác định được các tài nguyên có saün ở đâu để có thể sử dụng.

Các kỹ thuật sau đây đã được sử dụng để tổ chức tài nguyên mạng máy tính:

Quản lý đơn lẻ từng máy chủ (stand-alone services).

Quản lý theo dịch vụ thư mục (directory services).

Quản lý theo nhóm (workgroups).

Quản lý theo domain (domains).

1. Quản lý đơn lẻ từng máy chủ (Stand-alone Services)

Với cách quản lý này trong mạng LAN thưòng chỉ có một vài máy chủ, mỗi máy chủ sẽ quản lý tài nguyên của mình, mỗi người sử dụng muốn thâm nhập những tài nguyên của máy chủ nào thì phải khai báo và chịu sự quản lý của máy chủ đó. Mô hình trên phù hợp với những mạng nhỏ với ít máy chủ và khi có trục trặc trên một máy chủ thì toàn mạng vẫn hoạt động. Cũng vì trong mạng LAN chỉ có ít máy chủ, do đó người sử dụng không mấy khó khăn để tìm các tập tin, máy in và các tài nguyên khác của mạng (plotter, CDRom, modem...).

Việc tổ chức như vậy không cần những dịch vụ quản lý tài nguyên phức tạp. Tuy nhiên khi trong mạng có từ hai máy chủ trở lên vấn đề trở nên phức tạp hơn vì mỗi máy chủ riêng lẻ giữ riêng bảng danh sách các người sử dụng và tài nguyên của mình. Khi đó mỗi người sử dụng phải tạo lập và bảo trì tài khoản của mình ở hai máy chủ khác nhau mới có thể đăng nhập (logon) và truy xuất đến các máy chủ này. Ngoài ra việc xác định vị trí của các tài nguyên trong mạng cũng rất khó khăn khi mạng có qui mô lớn.

2. Quản lý theo dịch vụ thư mục (Directory Services)

Hệ thống các dịch vụ thư mục cho phép làm việc với mạng như là một hệ thống thống nhất, tài nguyên mạng được nhóm lại một cách logic để dễ tìm hơn. Giải pháp này có thể được dùng cho những mạng lớn. Ở đây thay vì phải đăng nhập vào nhiều máy chủ, người sử dụng chỉ cần đăng nhập vào mạng và được các dịch vụ thư mục cấp quyền truy cập đến tài nguyên mạng, cho dù được cung cấp bởi bất kể máy chủ nào.

Người quản trị mạng chỉ cần thực hiện công việc của mình tại một trạm trên mạng mặc dù các điểm nút của nó có thể nằm trên cả thế giới. Hệ điều hành Netware 4.x cung cấp dịch vụ nổi tiếngï và đầy ưu thế cạnh tranh này với tên gọi Netware Directory Services (NDS).

Giải pháp này thích hợp với những mạng lớn. Các thông tin của NDS được đặt trong một hệ thống cơ sở dữ liệu đồng bộ, rộng khắp được gợi là DIB (Data Information Base). Cơ sở dữ liệu trên quản lý các dữ liệu dưới dạng các đối tượng phân biệt trên toàn mạng. Các định nghĩa đối tượng sẽ được đặt trên các tập tin riêng của một số máy chủ đặc biệt, mỗi đối tượng có các tính chất và giá trị của mỗi tính chất. Đối tượng bao hàm tất cả những gì có tên phân biệt như Người sử dụng, File server, Print server, group. Mỗi loại đối tượng có những tính chất khác nhau ví dụ như đối tượng Người sử dụng có tính chất về nhóm mà người sử dụng đó thuộc, còn nhóm có các tính chất về người sử dụng mà nhóm đó chứa.

Việc thiết lập các dịch vụ như vậy cần được lập kế hoạch, thiết kế rất cẩn thận, liên quan đến tất cả các đơn vị phòng ban có liên quan. Loại mạng này có khuyết điểm là việc thiết kế, thiết lập mạng rất phức tạp, mất nhiều thời gian nên không thích hợp cho các mạng nhỏ.

3. Quản lý theo nhóm (Workgroup)

Các nhóm làm việc làm việc theo ý tưởng ngược lại với các dịch vụ thư mục. Nhóm làm việc dựa trên nguyên tắc mạng ngang hàng (peer-to-peer network), các người sử dụng chia sẻ tài nguyên trên máy tính của mình với những người khác, máy nào cũng vừa là chủ (server) vừa là khách (client). Người sử dụngï có thể cho phép các người sử dụng khác sử dụng tập tin, máy in, modem... của mình, và đến lượt mình có thể sử dụng các tài nguyên được các người sử dụng khác chia sẻ trên mạng. Mỗi cá nhân người sử dụng quản lý việc chia sẻ tài nguyên trên máy của mình bằng cách xác định cái gì sẽ được chia sẻ và ai sẽ có quyền truy cập. Mạng này hoạt động đơn giản: sau khi logon vào, người sử dụng có thể duyệt (browse) để tìm các tài nguyên có saün trên mạng.

Workgroup là nhóm logic các máy tính và các tài nguyên của chúng nối với nhau trên mạng mà các máy tính trong cùng một nhóm có thể cung cấp tài nguyên cho nhau. Mỗi máy tính trong một workgroup duy trì chính sách bảo mật và CSDL quản lý tài khoản bảo mật SAM (Security Account Manager) riêng ở mỗi máy. Do đó quản trị workgroup bao gồm việc quản trị CSDL tài khoản bảo mật trên mỗi máy tính một cách riêng lẻ, mang tính cục bộ, phân tán. Điều này rõ ràng rất phiền phức và có thể không thể làm được đối với một mạng rất lớn.

Nhưng workgroup cũng có điểm là đơn giản, tiện lợi và chia sẽ tài nguyên hiệu quả, do đó thích hợp với các mạng nhỏ, gồm các nhóm người sử dụng tương tự nhau.

Tuy nhiên Workgroup dựa trên cơ sở mạng ngang hàng (peer-to-peer), nên có hai trở ngại đối với các mạng lớn như sau:

Đối với mạng lớn, có quá nhiều tài nguyên có saün trên mạng làm cho các người sử dụng khó xác định chúng để khai thác.

Người sử dụng muốn chia sẻ tài nguyên thường sử dụng một cách dễ hơn để chia sẻ tài nguyên chỉ với một số hạn chế người sử dụng khác.

Điển hình cho loại mạng này là Windws for Workgroups, LANtastic, LAN Manager... Window 95, Windows NT Workstation.

4. Quản lý theo vùng (Domain)

Domain mượn ý tưởng từ thư mục và nhóm làm việc. Giống như một workgroup, domain có thể được quản trị bằng hỗn hợp các biện pháp quản lý tập trung và địa phương. Domain là một tập hợp các máy tính dùng chung một nguyên tắc bảo mật và CSDL tài khoản người dùng (người sử dụng account). Những tài khoản người dùng và nguyên tắc an toàn có thể được nhìn thấy khi thuộc vào một CSDL chung và được tập trung.

Giống như một thư mục, một domain tổ chức tài nguyên của một vài máy chủ vào một cơ cấu quản trị. Người sử dụng được cấp quyền logon vào domain chứ không phải vào từng máy chủ riêng lẻ. Ngoài ra, vì domain điều khiển tài nguyên của một số máy chủ, nên việc quản lý các tài khoản của người sử dụng được tập trung và do đó trở nên dễ dàng hơn là phải quản lý một mạng với nhiều máy chủ độc lập.

Các máy chủ trong một domain cung cấp dịch vụ cho các người sử dụng. Một người sử dụng khi logon vào domain thì có thể truy cập đến tất cả tài nguyên thuộc domain mà họ được cấp quyền truy cập. Họ có thể dò tìm (browse) các tài nguyên của domain giống như trong một workgroup, nhưng nó an toàn, bảo mật hơn.

Để xây dựng mạng dựa trên domain, ta phải có ít nhất một máy Windows NT Server trên mạng. Một máy tính Windows NT có thể thuộc vào một workgroup hoặc một domain, nhưng không thể đồng thời thuộc cả hai. Mô hình domain được thiết lập cho các mạng lớn với khả năng kết nối các mạng toàn xí nghiệp hay liên kết các kết nối mạng với các mạng khác và những công cụ cần thiết để điều hành.

Việc nhóm những người sử dụng mạng và tài nguyên trên mạng thành domain có lợi ích sau:

Mã số của người sử dụng được quản lý tập trung ở một nơi trong một cơ sở dữ liệu của máy chủ, do vậy quản lý chặt chẽ hơn.

Các nguồn tài nguyên cục bộ được nhóm vào trong một domain nên dễ khai thác hơn.

Quản lý theo Workgroup và domain là hai mô hình mà Windows NT lựa chọn. Sự khác nhau căn bản giữa Workgroup và domain là trong một domain phải có ít nhất một máy chủ (máy chủ) và tài nguyên người sử dụng phải được quản lý bởi máy chủ đó.

II. Hệ thống quản lý trên Hệ điều hành mạng Windows NT Server

Windows NT cung cấp những chức năng tuân theo chuẩn C2 (chuẩn về an toàn quốc tế) trong đó Windows NT đảm bảo tránh được những người không được phép vào trong hệ thống hoặc thâm nhập vào các file và chương trình trên đĩa cứng. Người ta không thể thâm nhập vào được nếu không có mật khẩu đúng. và qua đó đã bảo vệ được các file. Windows NT cung cấp công cụ để xây dựng các lớp quyền dành cho nhiều nhiệm vụ khác nhau nhằm xây dựng hệ thống an toàn một cách mềm dẻo.

Nhiều người sử dụng có thể có quyền vào một máy chủ Windows NT. Một tài khoản của người sử dụng trên máy bao gồm tên, mật khẩu và nhiều tính chất được cho bởi người quản trị mạng. Người sử dụng có thể che các thư mục hay file của mình từ những người khác và cài đặt các thông số của File manager, Programe Manager, Control Panel một cách phù hợp.

Khi người dùng thâm nhập vào hệ thống thì tự động khởi động mọi thông số đã được lưu trữ từ trước. Nếu người sử dụng có quyền cao hơn thì họ có thể chia sẻ hoặc ngừng các tài nguyên đang dùng chung trên mạng như máy in hay file hoặc họ có thể thay đổi quyền của những người dùng mạng khác khi thâm nhập vào mạng.

1. Mô hình Workgroup (nhóm) của mạng Windows NT

Mỗi người truy cập vào mạng Windows NT tổ chức theo mô hình Workgroup cần phải đăng ký:

Tên vào mạng

Mật khẩu vào mạng

Dựa vào tên và mật khẩu đã cho, Windows NT cung cấp cho người một số gọi là mã số của người sử dụng (user account). Mã số này được lưu dữ trong cơ sở dữ liệu là hệ thống quản trị tài nguyên (SAM - Security Account Manager database). Hệ thống quản trị tài nguyên dùng để đảm bảo an toàn về tài nguyên trên mạng. Người vào mạng muốn truy nhập vào tài nguyên phải qua sự kiểm duyệt của hệ thống quản trị tài nguyên. Trong mô hình Workgroup mỗi máy trạm có một nguồn tài nguyên tương ứng với một hệ thống quản trị tài nguyên bảo vệ nó.

Chú ý: Mỗi người khai thác mạng phải nhớ nhiều mã số, vì ứng với mỗi máy trạm có một hệ thống quản trị tài nguyên riêng của nó.

2. Mô hình vùng (Domain)

Domain là một khái niệm rất cơ bản trong Windows NT server, nó là hạt nhân để tổ chức các mạng có quy mô lớn.

Mỗi người tham gia trong Domain cần phải đăng ký thông tin sau:

Tên Domain

Tên người sử dụng

Mật khẩu

Các thông tin này được lưu ở máy chủ dưới dạng một mã số, gọi là tài khoản người sử dụng (user account) và các mã số cũa người sử dụng trong một domain được tổ chức thành một cơ sở dữ liệu trên máy chủ. Khi người sử dụng muốn truy nhập vào một Domain người đó phải chọn tên Domain trong hộp thoại trên máy trạm. Máy trạm sẽ chuyển các thông tin về hệ thống quản trị tài nguyên (SAM - Security Account Manager database) của Domain để kiểm tra. Khi đó hệ thống quản trị tài nguyên trên máy chủ sẽ kiểm tra các thông tin này, nếu kết quả kiểm tra là đúng, người khai thác mới được quyền truy nhập vào tài nguyên của Domain.

Một máy Windows NT mà không tham gia vào một Domain có nhược điểm sau:

Máy trạm chỉ có thể cung cấp các mã số được tạo ra trên nó. Nếu máy này bị hư hỏng thì những người khai thác mạng không thể truy nhập bằng mã số của họ. Nếu máy này nằm trong một Domain nào đó thì các mã số này còn được lưu trong SAM của một Domain trên máy Máy chủ.

Qua máy trạm không tham gia vào Domain, người khai thác mạng không thể truy nhập vào tài nguyên của Domain, mặc dù mã số của của người này có trong SAM của Domain

Trong một Domain thường có các loại máy thực hiện những công việc sau:

Primary domain Controller (PDC), bao giờ cũng phải có để quản trị hệ thống các người sử dụng và các tài khoản trong Domain (hệ thống này gọi là cơ sở dữ liệu SAM - Security Account Manager của Domain). SAM trên máy chủ được thiết kế như hệ thống kiểm soát Domain. Trong một Domain chỉ có duy nhất một PDC.

Ngoài ra hệ thống còn có một hay nhiều máy làm Backup Domain Controller (BDC). Các BDC có thể dùng thay thế cho máy PDC trong trường hợp cần thiết, chẳng hạn máy PDC bị hư

Người quản trị Domain chỉ cần tạo tài khoản người sử dụng (user account) chỉ một lần trên máy Primary Domain Controller, thông tin được tự dộng copy đến các máy Backup Domain Controller.

3. Mô hình quan hệ giữa các Domain trong mạng Windows NT

Trong một mạng có thể có nhiều Domain nhưng một máy tính Windows NT là thành viên của chỉ một domain tại mỗi thời điểm. Tuy nhiên, có một vài trường hợp đôi khi chúng ta cần truy cập tài nguyên trong những domain khác, để là được điều này hệ điều hành Windows NT server cho phép giữa các Domain có thể tồn tại một quan hệ gọi là quan hệ tin cậy (trust relationship). Chúng ta có thể sử dụng quan hệ tin cậy giữa các Domain cho phép người dùng trên một Domain truy cập tài nguyên trong Domain khác.

Hai Domain A, B gọi là quan hệ tin cậy (trust relationship) mà trong đó Domain A tin cậy Domain B nếu giữa chúng có một mối liên kết sao cho người khai thác mạng của Domain B có thể truy nhập vào Domain A từ một máy trạm trong Domain B.

Từ góc độ của người quản trị mạng mục đích của việc thiết lập quan hệ tin cậy giữa các Domain là làm cho việc quản lý mạng trở lên đơn giản hơn bằng cách kết hợp các Domain vào một đơn vị quản lý. Trong quan hệ tin cậy các Domain được chia ra như sau:

Domain được tin cậy (trusted domain)

Domain tin cậy (trusting domain)

Một Domain là loại này hoặc loại kia thông thường phụ thuộc vào nó chứa mã số của người sử dụng (người sử dụng account) hay chỉ chứa tài nguyên (resource)

Domain tin cậy (trusting domain) là Domain chứa tài nguyên.

Domain được tin cậy (trusted domain) là Domain chứa mã số người sử dụng.

Khi người sử dụng truy nhập từ một máy trạm trong Domain tin cậy (trusting domain) vào Domain được tin cậy (trusted domain) thì quá trình kiểm soát diễn ra như sau:

Người sử dụng phải cho mã số (mã số này ứng với tên, mật khẩu, tên domain cần truy nhập)

Mã số được chuyển về máy chủ của Domain tin cậy.

Máy chủ của Domain tin cậy chuyển mã số này sang Domain được tin cậy.

Kết quả kiểm tra của máy chủ trong Domain được tin cậy diễn ra theo quá trình ngược lại.

Ở đây chúng ta chú ý:

Việc liên kết giữa các Domain không có tính bắc cầu.

Thông qua việc thiết lập mối quan hệ tin tưởng, chúng ta có thể sử dụng một tài khoản để truy xuất đến nhiều tài nguyên của nhiều Domain. Có thể quản trị nhiều Domain từ một vị trí tập trung.

Hình 11.1: Mô hình tin cậy của các Domain trong mạng Windows NT

4. Nhóm (group) trong Windows NT

Trong mạng Windows NT khái niệm nhóm (group) là một trong những khái niệm quan trọng đối với công việc quản lý, điều hành mạng Windows NT. Nhóm làm cho việc khai thác tài nguyên được dễ dàng thuận lợi và đơn giản hóa việc quản trị. Mỗi nhóm được đăng ký bởi một tài khoản (group account) và có các thành viên của nó. Các quyền đã được gán cho nhóm sẽ tự động gán cho các người sử dụng là thành viên của nhóm. Các tiện lợi của nhóm như sau:

Quyền có thể được gán cho, hoặc hủy đi trên mọi thành viên của nhóm.

Khi một người sử dụng bị loại ra khỏi nhóm, thì tự động bị mất các quyền đã được cấp khi còn trong nhóm.

Trong mạng Windows NT người ta phân biệt phân biệt hai loại nhóm là nhóm toàn cục (global group) và nhóm cục bộ (local group).

5. Nhóm toàn cục (global group)

Nhóm toàn cục còn được gọi là nhóm vùng (domain group). Thành viên của nhóm là các người dùng cấp vùng (domain user). Họ ngược lại với người dùng cục bộ (local user) là người có phạm vi giới hạn trong máy tính mà họ được xác định. Thành viên của nhóm toàn cục được phép chuyển ra ngoài (export) một Domain khác. Phạm vi của nhóm toàn cục là toàn bộ vùng trên đó user dược xác định, và thấy được từ bất kỳ máy tính NT nào trong vùng đó. Quyền có thể được gán cho nhóm toàn cục cho các tài nguyên trên một máy NT Server hay NT Workstation trong vùng.

Các tài khoản nhóm toàn cục được lưu ở PDC (Primary DomainController) của Domain, và được sao lưu đến các BDC (Backup Domain Controller) trong Domain đó.

Nhóm toàn cục có những đặc trưng sau:

Thành viên của nhóm phải là các người sử dụng của domain (domain user account).

Nhóm toàn cục có thể được gán quyền cho tài nguyên bất kỳ trong vùng mà chúng được xác định.

Nhóm toàn cục có thể được gán quyền đến các tài nguyên trong vùng khác với vùng chúng được xác định khi quan hệ tin cậy (trust relationship) giữa các vùng có hiệu lực.

Các thành viên của nhóm toàn cục có thể sử dụng nguồn tài nguyên trong vùng bất kỳ mà nhóm toàn cục có quyền.

Nhóm toàn cục chỉ chứa mã số của người sử dụng trong Domain của nó. Nó không thể chứa các nhóm cục bộ và nhóm toàn cục khác.

6. Nhóm cục bộ (local group)

Nhóm cục bộ, trái lại, được gán quyền cho nguồn tài nguyên trên máy NT mà nó được xác định. Nếu máy NT là một phần của vùng, thì để tiện cho việc gán quyền, một nhóm cục bộ có thể chứa các tài khoản người dùng cấp vùng (domain user account) và các nhóm toàn cục trong Domain đó, nơi máy tính NT là thành viên, hoặc những người dùng từ Domain được tin cậy. Các người dùng cấp vùng (domain user) có thể được gán quyền truy cập đến tài nguyên bất kỳ trong Domain đó.

Nếu Windows NT computer không nối với mạng thì các thành viên trong local group có thể được gán quyền để truy xuất đến tài nguyên trên máy tính mà trong đó các thành viên được tạo ra còn nếu Windows NT computer nối vào mạng thì để tiện lợi cho việc phân quyền thì người quản trị mạng có thể đưa global group và domain user vào trong local group .

Có hai loại nhóm cục bộ: nhóm cục bộ trạm làm việc (workstation local group) và nhóm cục bộ vùng (domain local group). Một mạng làm việc theo cơ chế vùng bao gồm cả Windows NT Server và Windows NT Workstation việc hiểu rõ sự khác nhau giữa hai loại nhóm cục bộ là rất quan trọng.

a. Nhóm cục bộ trạm làm việc (Workstation local group):

Nhóm cục bộ trạm làm việc hiện diện trên Windows NT Workstation trên đó chúng được tạo ra. Chúng được chứa trong dữ liệu SAM lưu trữ trên Windows NT Workstation. Một người dùng cục bộ được tạo ra bằng công cụ User Manager của Windows NT Workstation (khác với công cụ User Manager for Domains trên Windows NT Server) có thể có quan hệ thành viên chỉ trong nhóm cục bộ của trạm làm việc đó. Một nhóm cục bộ trong một trạm làm việc chỉ có thể được dùng trên máy tính trên đó nhóm được tạo ra, và không thể làm việc rên bất kỳ máy Windows NT nào khác.

Nhóm cục bộ trạm làm việc có thể chứa:

Các tài khoản người dùng cục bộ từ trạm làm việc trên đó nó được xác định.

Các tái khoản người dùng cấp vùng (domain user account) và các nhóm toàn cục từ vùng trong đó họ được xác định.

Các tái khoản người dùng cấp vùng (domain user account) và các nhóm toàn cục từ các vùngï được ủy quyền.

b. Nhóm cục bộ vùng (Domain local group):

Nhóm cục bộ vùng hoạt động trên Windows NT Server ở mức vùng, và được tạo ra bằng User Manager for Domains (trên Windows NT Server). Các nhóm cục bộ vùng chỉ có thể hiện hữu trên máy Windows NT Server tạo ra nó. Do đó, các nhóm cục bộ vùng có thể dùng để truy cập nguồn tài nguyên trên máy tính Windows NT Server trong vùng đó, mà không dùng để truy cập nguồn tài nguyên trên máy tính Windows NT Workstation trong vùng này. Nhóm cục bộ vùng không thể được gán quyền trên bộ điều khiển không có cấp vùng, thậm chí cả các máy chủ.

III. Các mô hình Domain trong mạng Windows NT

Windows NT máy chủ cung cấp 4 kiểu tổ chức domain gọi tắt là các mô hình domain (domain models). Dưới đây là 4 mô hình tổ chức của nó:

Mô hình domain đơn (single domain)

Mô hình domain chính (master domain)

Mô hình multiple master domain

Mô hình complete truts

1. Mô hình Domain đơn (single domain)

Mô hình domain đơn là mô hình trong mạng chỉ có một domain. Mô hình này thích hợp cho mạng ít người khai thác, cần quản lý tập trung. Mô hình đơn nói chung tương tự như mô hình workgroup, trong mô hình này người sử dụng có thể xem xét, khai thác tài nguyên theo cả mô hình workgroup và mô hình domain.

Loại mô hình này không có các quan hệ ủy quyền vì chỉ có một domain duy nhất, domain này cũng chứa CSDL SAM cho toàn bộ mạng và việc quản trị mạng có thể thực hiện từ một vị trí trung tâm.

Các tài khoản người dùng trong vùng (domain user account) và tài khoản nhóm trong vùng (domain group acconunt) có thể được xây dựng và có các quyền truy cập tài nguyên được gán trên các nhóm và người dùng riêng rẽ và có một phạm vi bao gồm tất cả các máy vi tính trong vùng.

Trong mô hình Domain đơn vấn đề an toàn dữ liệu, quản lý hệ thống được xem xét một cách tốt hơn so với Workgroup.

2. Mô hình Domain chính (Master domain)

Mô hình Domain chính có thể được sử dụng cho các cơ quan khi họ muốn tổ chức mạng thành nhiều Domain tài nguyên (Resource domain) nhưng vẫn có những tiện lợi trong việc quản lý tập trung. Bằng cách phân chia tài nguyên mạng vào nhiều Domain, chúng ta sẽ tiện tổ chức và quản lý một lượng tài nguyên lớn. Một Domain chủ (master domain) được sử dụng để hổ trợ việc quản trị tập trung mà trong đó tất cả mã số của người sử dụng và mã số các nhóm toàn cục (global group) trên mạng được lưu giữ.

Đặc điểm của mô hình domain chính :

Mô hình Master Domain là mô hình có nhiều Domain, trong đó có 1 Domain là Domain chính (premery domain). Mô hình này thích hợp cho mạng có số người dùng không quá lớn, nhưng cần phải phân chia thành các đơn vị nhỏ hơn nhưng việc quản lý được tiến hành tập trung.

Trong mô hình này tất cả mã số của người khai thác mạng và mã số của các nhóm toàn cục (global group) đều chứa trên server trên Domain chính.

Trong mô hình này tất cả các khác Domain đều tin cậy với Domain chính.

Hình 11.2: Mô hình Domain chính

Trong mô hình này mã số của người sử dụng quản lý tập trung và các nhóm toàn cục chỉ cần xác định một lần trong Domain chính. Tài nguyên được nhóm logic thành các đơn vị nhỏ hơn để có thể quản lý bởi từng Domain.

Mô hình Domain chính là mô hình quản lý tập trung vì vậy chiến lược phát triển mạng cần dựa vào các nhóm cục bộ và các nhóm toàn cục.

Mô hình này không những quản lý tập trung các mã số của người sử dụng mà còn cung cấp các dịch vụ như cài đặt phần mềm, sao chép backup cho tất cả các máy chủ trên mạng.

Tuy nhiên mô hình này có nhược điểm có thể gây ùn tắc nếu có quá nhiều nhóm và nhiều người dùng và các nhóm cục bộ cần phải xác định trong mỗi Domain mà chúng được sử dụng.

3. Mô hình nhiều Domain chính (muliple master domain)

Mô hình nhiều Domain chính (muliple master domain) có thể được sử dụng cho các tổ chức có nhiều khu vực và mỗi khu vực có nhiều bộ phận. Trong nhiều mạng kiểu như vậy, bộ phận điều hành riêng biệt cho mỗi khu vực muốn quản lý tập trung các tài nguyên mạng trong khu vực. Chúng ta xây dựng một Domain chủ (master domain) cho mỗi khu vực và chia các tài nguyên trong mỗi khu vực thành nhiều Domain tài nguyên (resoure domain) riêng biệt.

Trên mô hình này tồn tại các quan hệ sau:

Mỗi Domain chính quan hệ tin cậy hai chiều với các domain chính khác. Điều này cho phép mỗi Domain chính có thể quản lý các domain chính khác.

Các Domain không phải là chính không có mã số của người sử dụng mà chỉ cung cấp tài nguyên trên mạng.

Các Domain không phải là chính tin cậy đối với tất cả các Domain chính. Nhờ điều này mỗi mã số của người sử dụng sẽ được sử dụng trên tất cả các Domain chính và có được quyền truy nhập vào tài nguyên trong các tài nguyên trên các Domain khác của mạng.

Bằng cách phân chia tài nguyên mạng thành nhiều Domain, chúng ta có nhiều thuận lợi trong việc tổ chức quản lý một số lượng lớn các tài nguyên trong các đơn vị phù hợp.

Mô hình nhiều Domain chính có ưu điểm đối với mạng nhiều người dùng trong đó các tài nguyên được nhóm một cách logic theo công việc. Tuy nhiên các nhóm cục bộ và toàn cục phải xác định nhiều lần và mã số của người sử dụng phải chứa ở nhiều Domain chính .

Hình 11.3: Mô hình nhiều Domain chính

4. Mô hình tin cậy hoàn toàn (complete trust)

Mô hình tin cậy hoàn toàn là mô hình mà trong đó mỗi Domain là quan hệ tin cậy 2 chiều với các Domain khác. Với mô hình này, người sử dụng có thể truy nhập vào bất kỳ Domain nào trên mạng từ một máy trạm nào đó.

Mô hình này có thể áp dụng với qui mô mạng tùy ý và phù hợp cho các cơ quan không có nhóm quản trị tập trung, nó cho phép không hạn chế số người khai thác mạng và số nhóm. Mỗi bộ phận trong đơn vị có thể kiểm soát được mã số của người sử dụng cũng như tài nguyên của bộ phận mình trong đó tài nguyên và mã số người sử dụng được nhóm thành một Domain.

Hình 11.4: Mô hình nhiều Mô hình tin cậy hoàn toàn

IV. Các mặt hạn chế của những mô hình Domain

Mô hình vùng có một số kẽ hở về cấu trúc. Những hạn chế về domain được thảo luận ở đây nhằm mục đích giúp bạn thiết kế mạng chính xác và hoàn hảo.

Domain NT đơn điệu theo nghĩa là không có cách nào diễn tả quan hệ phân cấp hoặc nhóm tài nguyên trong một vùng đơn. Người dùng có thể sử dụng những quyền được ủy thác thể hiện các quan hệ giữa những vùng, nhưng đây là quan hệ sử dụng và không thích hợp cho việc tổ chức mạng dựa trên phạm vi địa lý, tài nguyên sở hữu, logic hoặc nền tảng sơ đồ tổ chức.

Mô hình vùng Domain chính duy nhất theo Microsoft thích hợp cho các mạng ít hơn 40.000 người dùng và nhóm. Khi số người dùng và nhóm tăng lên, số quan hệ ủy quyền và chi phí quản lý quan hệ cũng tăng. Nói cách khác chi phí quản lý mạng có thể tăng bất thình lình khi kích thước mạng tăng.

Người dùng phải cẩn trọng về kẻ hở của quan hệ ủy quyền - đặc biệt quan hệ ủy quyền hai chiều. Nếu không cẩn thận trong việc gán các quan hệ ủy quyền và không có kế hoạch đúng đắn, người sử dụng có thể kết thúc bằng một mô hình ủy quyền trọn vẹn, với tất cả những hạn chế của mô hình đi kèm.

Ngoài ra có một nguy cơ thực sự sẽ xảy ra là người cài đặt mạng có thể cài đặt một mạng hoạt động tốt trong thời gian ngắn còn khi mạng hoạt động dài hạn này sẽ ù nảy sinh vấn đề về mặt chính sách là ai ủy quyền cho ai.

Chương 12

Cài đặt, quản trị, sử dụng mạng Windows NT

I. Cài đặt hệ điều hành mạng Windows NT server

Trước khi cài đặt mạng Windows NT thì cũng giống như cài các hệ điều hành khác chúng ta phải cắm card mạng vào máy, thiết lập mạng và đảm bảo nó được hoạt động tốt. Khi cài chúng ta có thể sử dụng phần mềm trên đĩa CD ROM (nếu máy của chúng ta là PC thì chúng ta sử dụng thư mục I386) hoặc chúng ta chép thư mục I386 lên đĩa cứng trước khi cài đặt. Để cài đặt Windows NT ta và trong thư mục I386 và chạy lệnh "WINNT"

Chú ý trong trường hợp này chương trình sẽ yêu cầu chuẩn bị 3 đĩa mềm loại 1.44Mb để cài các chương trình khởi động cần thiết và trong quá trình cài đặt các đĩa mềm trên sẽ được sử dụng. Nếu ta không muốn thì thực hiện lệnh "WINNT /B" và phải chỉ đường dẫn của chương trình nguồn như d:\I386.

Yêu cầu về phần cứng cho việc cài đặt windows NT

Thiết bị phần cứng Yêu cầu

Processor Intel 486, Pentium, Pentium Pro, những hệ thống chạy trên RISC (Ex: MIPS R4x00, DEC?s Alpha AXP). Windows NT hỗ trợ lên đến 4 CPU ở Mode Symmetriccal Multi-Processing

Display device VGA hay những thiêt bị có độ phân giải cao hơn

Hard disk Tối thiểu phải có 110 MB Hard Disk còn trống trong suốt quá trình cài đặt

Floppy disk 31/2 inch hay 51/4 inch

CD-ROM CD-ROM drive hay đĩa CD-ROM mà ta có thể truy xuất được thông qua đường mạng

Network adapter Một hay nhiều card mạng, card mạng không có cũng được nhưng chức năng mạng sẽ không có

Memory NT khuyến cáo ít nhất phải có 16 MB Ram cho cả hai hệ thống chạy trên Intel và RISC

Chương 13 :

Quản lý và khai thác File, thư mục trong mạng Windows NT

Trong số các tài nguyên của mạng chia sẻ cho người sử dụng thông tin lưu trữ trên đĩa cứng của các máy chủ là tài nguyên quan trọng nhất. Không phải ngẫu nhiên mà cái tên "File server" trở nên rất quen thuộc với những người dùng mạng giống như "Network server". Tuy nhiên để làm sao có thể sử dụng, quản lý các tài nguyên đó một cách tốt nhất Windows NT cung cấp cho chúng ta một cơ chế quản lý và phương thức khai thác. Thông thường chúng ta phải khai báo các tài nguyên trước khi chúng được người sử dụng khai thác. Ngoài ra người sử dụng cũng được cung cấp quyền sử dụng một cách phù hợp.

I. Cơ chế an toàn của File và thư mục trong Windows NT

Quá trình truy cập tập tin (File hoặc thư mục) trong Windows NT: Khi một người sử dụng muốn truy cập một tập tin thì tất cả các thông tin về phương thức phục hồi giao dịch và phục hồi giao dịch khi bị lỗi sẽ được đăng ký bởi Log File Server. Nếu giao dịch thành công, tập tin đó sẽ truy xuất được, ngược lại giao dịch sẽđược phục hồi. Nếu có lỗi trong quá trình giao dịch, tiến trình giao dịch sẽ kết thúc.

Việc truy xuất tập tin (File hoặc thư mục) được quản lý thông qua các quyền truy cập (right), quyền đó sẽ quyết định ai có thể truy xuất và truy xuất đến tập tin đó với mức độ giới hạn nào. Những Quyền đó là Read, Execute, Delete, Write, Set Permission, Take Ownership.

Trong đó:

Read (R): Được đọc dữ liệu, các thuộc tính, chủ quyền của tập tin.

Execute (X): Được chạy tập tin.

Write (W): Được phép ghi hay thay đổi thuộc tính.

Delete (D): Được phép xóa tập tin.

Set Permission (P): Được phép thay đổi quyền hạn của tập tin.

Take Ownership (O): Được đặt quyền chủ sở hữu của tập tin.

Bảng tóm tắt các mức cho phép

Permission R X W D P O

No Access

Read X X

Change X X X X

Full Control X X X X X X

Special Access ? ? ? ? ? ?

Để đảm bảo an toàn khi truy xuất đến tập tin (File và thư mục)ä, chúng ta có thể gán nhiều mức truy cập (permission) khác nhau đến các tập tin thông qua các quyền được gán trên tập tin. Có 5 mức truy cập được định nghĩa trước liên quan đến việc truy xuất tập tin (File và thư mục) là: No Access, Read, Change, FullControl, Special Access. Special Access được tạo bởi người quản trị cho bất cứ việc chọn đặt sự kết hợp của R, X, W, D, P, O. Những người có quyền hạn Full Control, P, O thì họ có quyền thay đổi việc gán các quyền hạn cho Special Access.

Khi một người quản trị mạng định dạng một partition trong Windows NT, hệ thống sẽ mặc định có cấp cho quyền Full Control tới partition đó cho nhóm Everyone. Điều này có nghĩa không hạn chế truy xuất của tất cả người dùng.

Tùy thuộc trên yêu cầu bảo mật cho các tập người quản lý sẽ cân nhắc việc xóa bỏ nhóm Everyone trong danh sách các quyền hạn sau khi định dạng hay hạn chế nhóm Everyone với quyền Read. Nếu sự hạn chế này là cần thiết, người quản trị nên cấp quyền hạn Full Control cho nhóm Administrators tới partition gốc.

Ở đây quyền truy cập được gán cho người sử dụng và nhóm người sử dụng do vậy quyền truy cập của một người sử dụng được tính bởi quyền hạn người đó và các nhóm mà người đó là thành viên. Khi người dùng đó truy xuất tài nguyên, các quyền hạn của người dùng được tính theo lối sau:

Những quyền hạn của ngươì dùng và các nhóm trùng nhau.

Nếu một trong những quyền là No Access thì quyền hạn chung là No Access.

Nếu những quyền hạn đã yêu cầu được liệt kê không rõ ràng trong danh sách các quyền hạn, yêu cầu truy xuất này là không chấp nhận.

Một người sử dụng thuộc hai nhóm, nếu một nhóm quyền hạn của người dùng là No Access, nó luôn được liệt kê đầu tiên trong danh sách Access Control List.

Quyền sở hữu của các tập tin: Người tạo ra tập tin đó có thể cho các nhóm khác hay người dùng khác khả năng làm quyền sở hữu. Administrator luôn có khả năng làm quyền sở hữu của các tập tin.

Nếu thành viên của nhóm Administrator có quyền sở hữu một tập tin thì nhóm những Aministrator trở thành chủ nhân. Nếu người dùng không phải là thành viên của nhóm Administrator có quyền sở hữu thì chỉ người dùng đó là chủ nhân.

Những chủ nhân của tập tin có quyền điều khiển của tập tin đó và có thể luôn luôn thay đổi các quyền hạn. Trong File Manager, dưới Security Menu, sau khi xuất hiện hộp thoại Owner, chúng ta lựa chọn tập tin, chủ nhân hiện thời và nhấn nút Take Ownership, cho phép lập quyền sở hữu nếu được cấp quyền đó.

Để có quyền sở hữu một tập tin chúng ta cần một trong những điều kiện sau:

Có quyền Full Control.

Có những quyền Special Access bao gồm Take Ownership.

Là thành viên của nhóm Administrator.

II. Các thuộc tính của File và thư mục

Archive: Thuộc tính này được gán bởi hệ điều hành chỉ định rằng một File đã được sửa đổi từ khi nó được Backup. Các phần mềm Backup thường xóa thuộc tính lưu trữ đó. Thuộc tính lưu trữ này có thể chỉ định các File đã được thay đổi khi thực thi việc Backup.

Compress: Chỉ định rằng các File hay các thư mục đã được nén hay nên được nén. Thông số này chỉ được sử dụng trên các partition loại NTFS.

Hidden: Các File và các thư mục có thuộc tính này thường không xuất hiện trong các danh sách thư mục.

Read Only: Các File và các thư mục có thuộc tính này sẽ không thể bị xóa hay sửa đổi.

System: Các File thường được cho thuộc tính này bởi hệ điều hành hay bởi chương trình OS setup. Thuộc tính này ít khi được sửa đổi bởi người quản trị mạng hay bởi các User.

Ngoài ra các File hệ thống và các thư mục còn có cả hai thuộc tính chỉ đọc và ẩn.

Lưu ý: Việc gán thuộc tính nén cho các File hay thư mục mà ta muốn Windows NT nén sẽ xảy ra trong chế độ ngầm (background). Việc nén này làm giảm vùng không gian điã mà File chiếm chỗ. Có một vài thao tác chịu việc xử lý chậm vì các File nén phải được giải nén trước khi sử dụng. Tuy nhiên việc nén File thường xảy ra thường xuyên như là các File dữ liệu quá lớn mà có nhiều người dùng chia sẻ.

III. Chia sẻ Thư mục trên mạng

Không có một người sử dụng nào có thể truy xuất các File hay thư mục trên mạng bằng cách đăng nhập vào mạng khi không có một thư mục nào được chia se.

Việc chia sẻ này sẽ làm việc với bảng FAT và NTFS file system. Để nâng cao khả năng an toàn cho việc chia sẻ, chúng ta cần phải gán các mức truy cập cho File và Thư mục.

Khi chúng ta chia sẻ một thư mục, thì chúng ta sẽ chia sẻ tất cả các File và các Thư mục con. Nếu cần thiết phải hạn chế việc truy xuất tới một phần của cây thư mục, chúng ta phải sử dụng việc cấp các quyền cho một user hay một nhóm đối với các Thư mục và các File đó.

Để chia sẻ một Thư mục, ta phải Login như một thành viên của nhóm quản trị mạng hay nhóm điều hành server.

Tất cả các thủ tục chia sẻ thư mục được thực thi trong Windows NT Explorer.

Để chia sẻ một thư mục ta phải thực hiện các bước sau:

Right-click lên Thư mục đó trong Windows NT Explorer. Hiện ra menu

Click Properties trong Menu. Hiện ra hộp đối thoại sau:

Chọn Sharing tab hiện ra hộp đối thoại sau:

Chọn Shared As để kích hoạt việc chia sẻ.

Đưa một tên cần chia sẻ vào hộp Share name. Mặc nhiên tên Thư mục được chọn sẽ hiện ra. Đưa dòng ghi chú liên quan đến việc chia sẻ thư mục đó vào hộp Comment

Thiết lập giới hạn số lượng các user bằng cách gỏ một con số vào hộp Allow

Nếu muốn hạn chế việc truy xuất thì click Permissions button.

Click OK.

Sau khi một thư mục được chia sẻ Icon cho thư mục đó có 1 bàn tay chỉ định rằng thư mục đó đã được chia sẻ.

Nếu chúng ta muốn thêm một chia sẻ mới với cùng một thư mục đã được chia sẻ (có thể với hai chia sẻ có hai quyền truy cập khác nhau), ta thực hiện các bước sau:

Right-click vào thư mục đã được chia sẻ trong Windows NT Explorer.

Click Properties trong Menu rút gọn, hiện ra hộp đối thoại Properties

Click Sharing tab.

Click button New Share để tạo một sự chia sẻ mới, hiện ra hộp đối thoại sau

Mỗi lần tạo một sự chia sẻ chúng ta phải đưa một tên mới cũng như những lời chú thích việc chia sẻ đó sẽ cho ai sử dụng.

IV. Thiết lập quyền truy cập cho một người sử dụng hay một nhóm

Để thiết lập các quyền truy cập đối với một thư mục đã được chia sẻ cho một người sử dụng hay một nhóm ta thực hiện:

Right-click lên thư mục đó trong Windows NT Explorer.

Click Properties trong menu rút gọn.

Chọn Sharing tab để hiện các tính chất của thư mục đó

Click button Permissions trong sharing tab . Hiện ra Cửa sồ The Access Through Share Permissions.

Chọn button Add, hiện ra cửa sổ Add User and group.

Chọn một tên trong hộp Names và click button Add. Kết quả là tên đó được đưa vào hộp Add Names.

Chọn quyền truy xuất trong hộp Type of Access cho các tên đã chọn .

Click button OK.

Khi chúng ta tạo một sự chia sẻ mới, quyền truy cập mặc nhiên cho nhóm Everyone là đầy đủ (Full Control). Giả sử rằng chúng ta sẽ gán giá trị mặc nhiên này cho quyền truy cập của thư mục và File. Khi cần thiết sẽ hạn chế việc truy xuất tới thư mục đó.

Ở đây có một vài chú ý:

Các người sử dụng thường chỉ cóù quyền đọc trong các thư mục chứa các chương trình ứng dụng vì họ không cần phải sửa đổi các File.

Trong một vài trường hợp, các chương trình ứng dụng đòi hỏi các user chia sẻ một thư mục cho các File tạm thời. Nếu thư mục đó nằm trong cùng thư mục chứa trình ứng dụng, chúng ta có thể cho phép user tạo hay xóa các File trong thư mục đó bằng việc gán quyền Change.

Thông thường các người sử dụng cần quyền Change trong bất kỳ thư mục nào chứa các Files dữ liệu và chỉ trong các thư mục cá nhân của ho là có đầy đủ các quyền truy cậpï.

Ðể sửa đổi các quyền truy cập đối với một thư mục đã được chia sẻ ta thực hiện:

Right-click lên thư mục được chia sẻ trong Windows NT Explorer.

Click Properties

Click Sharing tab.

Click button Permissions hiện ra cửa sổ Access Through Share Permissions sau:

Chọn 1 tên trong hộp Name

Chọn một quyền khác trong hộp Type of Access mà ta muốn gán.

Click OK.

Thông qua việc chia sẻ một thư mục cho một user hay một nhóm cũng góp phần vào việc bảo đảm an toàn cho một thư mục không cho user khác hay nhóm khác truy xuất thư mục đó.

V. Sử dụng các thư mục mạng

Muốn sử dụng các thư mục mạng thì trước hết thư mục đó được cho phép chia sẻ, chúng ta phải liên kết thư mục mạng đó với tên một chữ cái tương ứng như một tên đĩa mạng (E,F ,G ,H I,...). Sau khi thư mục được chia sẻ đã kết nối với ký tự ổ điã mạng người dùng có thể truy cập thư mục được chia sẻ, các thư mục và file con của nó như là nó đang ở trên máy tính của mình .

Có thể dùng Network Neighborhood để thực hiện công việc trên như sau :

Click đúp trên Network Neighborhood để mở trình duyệt mạng.

Duyệt qua Network Neighborhood để tìm nơi muốn liên kết.

Click phải vào thư mục đã được chia sẻ mà chúng ta muốn truy cập và chọn Map Network Drive trong thực đơn Options ta thấy hộp Map Network Drive hiện ra

Trong trường Drive của hộp thoại Map Network Drive, chọn ổ điã mạng chúng muốn liên kết với thư mục chia sẻ.

Nếu thấy cần, chọn Path và gõ vào tên theo tổng quát UNC (Universal Naming Convention - xem cấu trúc ở phần dưới) để sửa lại đường dẫn tới tài nguyên được chia sẻ. (Việc này chỉ thực hiện khi sử dụng Network Neighborhood.)

Nếu chúng ta không được quyền để truy cập vào tài nguyên chia sẻ trên nhưng trong cương vị người dùng khác thì chúng ta được quyền truy cập, trong trường hợp đó hãy gõ tên người dùng đó vào trường Connect As.

Kích hoạt hộp kiểm tra Reconnect at Logon nếu muốn liên kết lâu dài, đó là loại kết nối được phục hồi mỗi lần chú ta đăng nhập vào mạng.

Chọn OK để lưu các thông tin trên.

Ngoài ra ta có thể dùng lệnh NET USE để thực hiện các công việc trên.

Lệnh NET USE dùng Universal Naming Convention (UNC) để truy cập các tài nguyên dùng chung. Tên UNC bắt đầu bằng một dấu phân cách đặt biệt \\, dấu này chỉ sự bắt đầu của tên UNC (tên UNC có dạng "\\computer_name\share_name[\sub_directory]". NET USE được dùng đểû truy cập một nguồn tài nguyên dùng chung. Lệnh NET USE dùng bộ hướng dẫn mạng (Network Redirector) trên máy tính NT để thiết lập sự nối kết dùng nguồn tài nguyên chung.

Chúng ta có thể xem ai dùng các file dùng chung khi ta đang xem trạng thái của một file dùng chung, File Manager sẽ cung cấp cho ta các thông tin bằng dùng chọn Properties trong thực đơn File

Đề mục Nội dung

Total Opens Tổng số các user đang làm việc với file đó

Total Locks Tổng số các khóa trên file

Open By Tên của người dùng đã mở file

For Loại truy xuất mà người dùng đã mở file

Locks Một số khóa mà người dùng đặt trên file

File ID Con số nhận diện của file

Khi chúng ta dùng Windows Explorer để xem các tài nguyên chúng ta có thì các ổ đĩa mạng xuất hiện và cho chúng ta khai thác.

Chương 14 :

Sử dụng máy in trong mạng Windows NT

Hiện nay máy in trên mạng cũng là một tài nguyên việc chia sẻ của mạng cho người sử dụng. Tuy các máy in đang ngày càng rẻ đi nhưng với nhu cầu về chất lượng đang ngày một cao thì việc chia sẻ các máy in đắt tiền trên mạng vẫn đang cần thiết. Windows NT là một hệ điều hành mạng mà bất kỳ máy tính Windows NT nào cũng có thể cung cấp các dịch vụ in ấn cho người sử dụng trong mạng.

Khi chia sẻ một máy in trên mạng (cho nhiều người có thể cùng sử dụng) chúng ta cần phải giải quyết những vấn đề sau :

Máy in không làm được 2 việc một lúc, nếu phải nhận cùng một lúc thì sẽ có va chạm, do vậy mạng phải có cơ chế sắp xếp công việc sao cho máy in có thể thực hiện một cách lần lượt các công việc in.

Các công việc in được thực hiện bởi những người sử dụng khác nhau có thể cần những mức độ ưu tiên khác nhau và hệ thống quan lý in cần có khả năng thực hiện điều này.

I. Cơ chế in trong mạng Windows NT

Thông thường máy in mạng được quản lý thông qua một máy chủ mà trên đó thực hiện nhiệm vụ quản lý các công việc in, máy chủ đó thường được gọi là máy chủ in (Print server) và chạy chương trình quản lý in. Windows NT cho phép cài đặt máy in tại bất cứ đâu trên mạng, mỗi một máy có cài đặt Windows NT đều có thể thực hiện nhiệm vụ máy chủ in. Nó có thể quản lý máy in gắn trực tiếp vào nó hay một máy in gắn vào máy khác trên mạng.

Để giải quyết những vấn đề đặt ra với công việc in trên mạng Windows NT sử dụng kỹ thuật gọi là Spooling mà chủ yếu như sau:

Khi người sử dụng quyết định thực hiện một công việc in thì công việc in đó không trực tiếp gửi ra máy in mà nó được đặt trong một file tại máy chủ in. Ở đây việc thực hiện giống như hàng đợi rạp hát, nó là một vùng lưu trữ các công việc in và có nhiệm vụ ngăn chặn xung đột khi các user chi xuất đồng thời ra máy in.

Máy chủ in duy trì các hàng đợi để cất giữ các công việc in và đưa chúng tới máy in ngay khi có thể. Trong khi đó người sử dụng có thể làm tiếp công việc ngay khi công việc in được cất vào hàng đợi.

Khi máy in rảnh máy chủ in sẽ chuyển lần lượt các công việc in đang đứng đợi trong hàng tới máy in. Tại đây máy chủ in phải có một khả năng lưu trữ dữ liệu lớn để có thể lưu trữ nhiều công việc in một lúc và cần phải có khả năng đáp ứng những yêu cầu đa dạng của các công việc in.

Để giải quyết vấn đề nẩy sinh với máy in trong mạng Windows NT tiến hành phân biệt giữa máy in vật lý gọi là Printing device và một thực thể logic của máy in gọi là logic printer. Máy in logic được sử dụng để kiểm soát các tác vụ sau đây :

Công việc in được gởi đi đâu.

Công việc in ấn gởi đi khi nào.

Thứ tự ưu tiên của các tác vụ in.

Người sử dụng in ra spool thông qua việc in ra máy in logic, họ sử dụng máy in logic như là máy in đang được gắn là máy của họ nhưng thực sự các dữ liệu được in ra máy in logic được chuyển cho mạng và qua đó đến máy chủ in trước khi được đưa ra máy in mạng.

Hình 14.1: Máy chủ in và spool

Máy chủ in sẽ liên kết các máy in logic với máy in vật lý, nó phải đảm bảo các công việc in phải được đưa đúng đến máy in vật lý. Tại đây có 3 trường hợp có thể đối với mối quan hệ giữa máy in logic và máy in vật lý

Một máy in logic liên kết với một máy in vật lý.

Nhiều máy in logic liên kết với một máy in vật lý.

Một máy in logic liên kết với nhiều máy in vật lý.

Hình 14.2: Liên kết giữa máy in Logic và máy in vật lý

Nếu Server chưa cài đặt máy in logic, ta phải cài đặt máy in logic tương ứng với một máy in thực tế cho Server. Vào menu Start, chọn Settings, chọn Printers, chọn Add Printer như:

Hộp sau đó hộp hội thoại Add printer winzar hiện ra

Chọn My Computer nếu máy in của chúng ta không có card mạng và được nối trực tiếp vào Server.

Chọn Network printer server nếu máy in của chúng ta nối trực tiếp vào mạng.

Chọn Next, chọn cổng nối với máy in (thường là LPT1). Chọn tên hãng sản xuất và loại máy in ta đang dùng, chọn Next, ta phải trả lời thêm vài câu hỏi phụ như ta có muốn in trang test không? Có muốn đặt máy in này là ngầm định không?

Sau khi cài đặt, chúng ta sẽ thấy xuất hiện thêm biểu tượng máy in mà vừa được cài đặt trong khung máy in. Chúng ta phải cho phép dùng chung máy in nàybằng cách lựa chọn máy in đó Trong khung Printers

Ta nhắp chuột phải vào tên máy in đó, chọn Sharing như hình sau:

Khung Printer properties hiện ra cho chúng ta nhập các thông số như: tên máy in logic (Share namem), các tính chất khác như về an toàn. mà chúng ta muốn khi phục vụ mạng.

Cuối cùng chọn OK, lúc này, ta sẽ thấy ở dưới biểu tượng máy in có bàn tay đỡ chứng tỏ máy in này đã được phép dùng chung. Nếu trên Server cài đặt nhiều loại máy in với nhiều chế độ khác nhau, ta có thể chọn máy in ngầm định bằng cách đánh dấu vào mục Set As Default.

Để máy trạm có thể in được qua Server, nếu chưa cài đặt chúng ta phải cài máy in như sau: nhắp đúp vào tên Server có nối với máy in, khung Shared Printers sẽ hiện ra danh sách các máy in đã cài trên Server, chúng ta chọn tên máy in cần nối rồi bấm OK.

Quay trở lại khung màn hình Print Manager chúng ta nhìn thấy thông báo máy in này đã được phép sử dụng. Thoát ra khỏi Print Manager và chúng ta có thể in qua máy in mạng trên bất cứ một phần mềm nào trên Windows như Winword, Excel, v.v...

Bất kỳ máy tính Windows NT có thể được cấu hình như là một print server. Tuy nhiên chỉ có những người là thành viên của những nhóm sau đây mới có quyền tạo ra các máy in:

Administrator (NT Worstation and Server).

Server Operator (NT Server).

Print Operator (NT Server).

Power Users (NT Worstation).

II. Bảo mật của máy in

Windows NT có các mức độ bảo mật trong in ấn như sau:

Quyền sở hửu máy in (Ownership) : người sử dụng tạo ra một máy in chính là người chủ sở hửu máy in đó và có toàn quyền trên tất cả các thuộc tính của máy in logic. Người chủ sở hửu máy in có thể gán quyền cho những người dùng khác quản lý tài liệu hay toàn quyền điều khiển việc in ấn. Một người sử dụng có toàn quyền thì họ toàn quyền sở hửu máy in logic đó.

Quản lý thuộc tính máy in (Permissions): quyền quản lý máy in bao gồm 4 quyền sau:

No access: không được phép truy cập.

Print: in

Manage document: quản lý văn bản, có khả năng thực hiện các thao tác: Điều khiển khởi đặt tài liệu, Ngừng, phục hồi, khởi động lại,và xóa các tài liệu.

Full control: toàn quyền điều khiển, thực hiện các quyền quản lý tài liệu và các quyền sau đây:

Thay đổi trật tự in ấn tài liệu.

Ngừng, tổng hợp lại,che dấu các máy in logic.

Thay đổi thuộc tính của máy in logic.

Hủy các máy in logic.

Thay đổi quyền của máy in logic

Có thể xem tài liệu ở máy in logic và quản lý chúng theo nhiều cách. Người sử dụng luôn quản lý được tất cả các tài liệu mà họ tạo ra. Để quản lý được các tài liệu của các người sử dụng khác, phải là người chủ sở hửu của máy in logic hay là thành viên của các nhóm:

Administrator.

Server Operator

Print operator.

Bất kỳ một máy in nào cũng có thể làm việc trong môi trường mạng nhưng điều quan trọng là xem xét chu kỳ làm việc (duty cycle) của máy in. Nghĩa là phải xem xét số lượng trang in tối đa mà máy in có thể in ra trong một khoảng thời gian nhất định.

Các máy in được thiết kế cho mạng thường có chu kỳ làm việc (duty cycle) cao. Các máy in có thể gắn vào bất cứ nơi đâu trên mạng. Công việc in không phù thuộc vào các thiết bị phần cứng hay các thiết bị kết nối mà do được quản lý bởi một print server và dữ liệu được chuyển vận trên mạng.

Chương 15 :

Các dịch vụ mạng của Windows NT Server

Cũng như các hệ điều hành khác Windows NT cũng có những ưu, khuyết điểm của nó, tuy nhiên Windows NT hiện nay chinh phục được nhiều người dùng với những ưu điểm không thể chối cãi. Là hệ điều hành mạng cho phép tổ chức quản lý một cách chủ động theo nhiều mô hình khác nhau: peer-to-peer, clien/server. Nó thích hợp với tất cả các kiến trúc mạng hiện nay như: hình sao (start), đường thẳng (bus), vòng (ring) và phức hợp. Nó có một số đặc tính ưu việt bảo đảm thực hiện cùng lúc nhiều chương trình mà không bị lỗi. Bản thân Windows NT đáp ứng được hầu hết các giao thức phổ biến nhất trên mạng và cũng hỗ trợ được rất nhiều những dịch vụ truyền thông trên mạng. Nó vừa đáp ứng được cho mạng cục bộ (LAN) và cho cả mạng diện rộng (WAN).

Windows NT cho phép dùng giao thức Windows NT TCP/IP, vốn là một giao thức được sử dụng rất phổ biến trên hầu hết các mạng diện rộng và trên Internet. Giao thức TCP/IP dùng tốt cho nhiều dịch vụ mạng trên môi trường Windows NT.

I. Internet Information Server (IIS)

Internet Information Server là một ứng dụng chạy trên Windows NT, tích hợp chặt với Windows NT, khi cài đặt IIS, IIS có đưa thêm vào tiện ích màn hình kiểm soát (Performance monitor) một số mục như thống kê số lượng truy cập, số trang truy cập. Việc kiểm tra người dùng truy cập cũng dựa trên cơ chế quản lý người sử dụng của Windows NT. Sau khi cài đặt IIS, trong thư mục InetSrv sẽ có các thư mục gốc tương ứng cho từng dịch vụ chọn cài đặt.

IIS bao gồm 3 dịch vụ: World Wide Web (WWW), chuyển file (FTP - File Transfer Protocol) và Gopher. Cả 3 dịch vụ này đều sử dụng kết nối theo giao thức TCP/IP.

1. Cài đặt dịch vụ Internet Information Server

Khi cài đặt hệ điều hành Windows NT đến phần mạng Windows NT sẽ hỏi chúng ta xem có cài đặt dịch vụ Internet Information Server hay không với hộp hội thoại

Hình 15.1: Màn hình cài đặt của IIS

Để thực hiện việc cài đặt chúng ta Click vào phím Next và Hệ thống sẽ bắt đầu cài đặt các dịch vụ Internet Information Server.

2. Các dịch vụ trong IIS

a. WWW (World Wide Web) :

Là một trong những dịch vụ chính trên Internet cho phép người sử dụng xem thông tin một cách dễ dàng, sinh động. Dữ liệu chuyển giữa Web Server và Web Client thông qua nghi thức HTTP (Hypertext Transfer Protocol).

Người quản trị có thể xem các thông tin như các người dùng đã truy cập, các trang được truy cập, các yêu cầu được chấp nhận, các yêu cầu bị từ chối. thông qua các file có thể được lưu dưới dạng cơ sở dữ liệu.

b. FTP (File Transfer Protocol)

Sử dụng giao thức TCP để chuyển file giữa 2 máy và cũng hoạt động theo mô hình Client/Server, khi nhận được yêu cầu từ client, đầu tiên FTP Server sẽ kiểm tra tính hợp lệ của người dùng thông qua tên và mật mã. Nếu hợp lệ, FTP Server sẽ kiểm tra quyền người dùng trên tập tin hay thư mục được xác định trên FTP Server. Nếu hợp lệ và hệ thống file là NTFS thì sẽ có thêm kiểm tra ở mức thư mục, tập tin theo NTFS. Sau khi tất cả hợp lệ, người dùng sẽ được quyền tương ứng trên tập tin, thư mục đó.

Để sử dụng FTP có nhiều cách:

Sử dụng Web Browser.

Sử dụng Command line.

Sử dụng từ <Run> command trong Windows.

c. Gopher

Là một dịch vụ sử dụng giao diện menu để Gopher Client tìm và chuyển bất kỳ thông tin nào mà Gopher Server đã được cấu hình. Gopher cũng sử dụng kết nối theo giao thức TCP/IP.

II. Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) :

Trong một mạng máy tính, việc cấp các địa chỉ IP tĩnh cố định cho các host sẽ dẫn đến tình trạng lãng phí địa chỉ IP, vì trong cùng một lúc không phải các host hoạt động đồng thời với nhau, do vậy sẽ có một số địa chỉ IP bị thừa. Để khắc phục tình trạng đó, dịch vụ DHCP đưa ra để cấp phát các địa chỉ IP động trong mạng.

Trong mạng máy tính NT khi một máy phát ra yêu cầu về các thông tin của TCPIP thì gọi là DHCP client, còn các máy cung cấp thông tin của TCPIP gọi là DHCP server. Các máy DHCP server bắt buộc phải là Windows NT server.

Cách cấp phát địa chỉ IP trong DHCP: Một user khi log on vào mạng, nó cần xin cấp 1 địa chỉ IP, theo 4 bước sau :

Gởi thông báo đến tất cả các DHCP server để yêu cầu được cấp địa chỉ.

Tất cả các DHCP server gởi trả lời địa chỉ sẽ cấp đến cho user đó.

User chọn 1 địa chỉ trong số các địa chỉ, gởi thông báo đến server có địa chỉ được chọn.

Server được chọn gởi thông báo khẳng định đến user mà nó cấp địa chỉ.

Quản trị các địa chỉ IP của DHCP server: Server quản trị địa chỉ thông qua thời gian thuê bao địa chỉ (lease duration). Có ba phương pháp gán địa chỉ IP cho các Worstation :

Gán thủ công.

Gán tự động.

Gán động .

Trong phương pháp gán địa chỉ IP thủ công thì địa chỉ IP của DHCP client được gán thủ công bởi người quản lý mạng tại DHCP server và DHCP được sử dụng để chuyển tới DHCP client giá trị địa chỉ IP mà được định bởi người quản trị mạng

Trong phương pháp gán địa chỉ IP tự động DHCP client được gán địa chỉ IP khi lần đầu tiên nó nối vào mạng. Địa chỉ IP được gán bằng phương pháp này sẽ được gán vĩnh viễn cho DHCP client và địa chỉ này sẽ không bao giờ đuợc sử dụng bởi một DHCP client khác

Trong phương pháp gán địa chỉ IP động thì DHCP server gán địa chỉ IP cho DHCP client tạm thời. Sau đó địa chỉ IP này sẽ được DHCP client sử dụng trong một thời gian đặc biệt. Đến khi thời gian này hết hạn thì địa chỉ IP này sẽ bị xóa mất. Sau đó nếu DHCP client cần nối kết vào mạng thì nó sẽ được cấp một địa chủ IP khác

Phương pháp gán địa chỉ IP động này đặc biệt hữu hiệu đối với những DHCP client chỉ cần địa chỉ IP tạm thời để kết nối vào mạng. Ví dụ một tình huống trên mạng có 300 users và sử dụng subnet là lớp C. Điều này cho phép trên mạng có 253 nodes trên mạng. Bởi vì mổi computer nối kết vào mạng sử dụng TCP/IP cần có một địa chỉ IP duy nhất do đó tất cả 300 computer không thể đồng thời nối kết vào mạng. Vì vậy nếu ta sử dụng phương pháp này ta có thể sử dụng lại những IP mà đã được giải phóng từ các DHCP client khác.

Cài đặt DHCP chỉ có thể cài trên Windows NT server mà không thể cài trên Client. Các bước thực hiện như sau:

Login vào Server với tên Administrator .

Click hai lần vào icon Network . Ta sẽ thấy hộp hội thoại Network dialog box

Hình 15.2: Màn hình cài đặt của DHCP

Chọn tab service và click vào nút Add .

Ta sẽ thấy một loạt các service của Windows NT server nằm trong hộp hội thoại Select Network Service. Chọn Microsoft DHCP server từ danh sách các service được liệt kê ở phía dưới và nhấn OK và thực hiện các yêu cầu tiếp theo của Windows NT.

Để cập nhật và khai thác DHCP server chúng ta chọn mục DHCP manager trong Netwrok Administrator Tools.

III. Dịch vụ Domain Name Service (DNS)

Hiện nay trong mạng Internet số lượng các nút (host) lên tới hàng triệu nên chúng ta không thể nhớ hết địa chỉ IP được, Mỗi host ngoài địa chỉ IP còn có một cái tên phân biệt, DNS là 1 cơ sở dữ liệu phân tán cung cấp ánh xạ từ tên host đếùn địa chỉ IP. Khi đưa ra 1 tên host, DNS server sẽ trả về địa chỉ IP hay 1 số thông tin của host đó. Điều này cho phép người quản lý mạng dễ dàng trong việc chọn tên cho host của mình

DNS server được dùng trong các trường hợp sau :

Chúng ta muốn có 1 tên domain riêng trên Interner để có thể tạo, tách rời các domain con bên trong nó.

Chúng ta cần 1 dịch vụ DNS để điều khiển cục bộ nhằm tăng tính linh hoạt cho domain cục bộ của bạn.

Chúng ta cần một bức tường lửa để bảo vệ không cho người ngoài thâm nhập vào hệ thống mạng nội bộ của mình

Có thể quản lý trực tiếp bằng các trình soạn thảo text để tạo và sửa đổi các file hoặc dùng DNS manager để tạo và quản lý các đối tượng của DNS như: Servers, Zone, Các mẫu tin, các Domains, Tích hợp với Win, .

Cài đặt DNS chỉ có thể cài trên Windows NT server mà không thể cài trên Client. Các bước thực hiện như sau:

Login vào Server với tên Administrator.

Click hai lần vào icon Network. Ta sẽ thấy hộp hội thoại Network dialog box tương tụ như trên và lựa chọn Microsoft DNS Server.

Để cập nhật và khai thác DNS server chúng ta chọn mục DNS manager trong Netwrok Administrator Tools. Hộp hội thoại sau đây sẽ hiện ra

Hình 15.3: Màn hình DNS Manager

Mỗi một tập hợp thông tin chứa trong DNS database được coi như là Resourse record. Những Resourse record cần thiết sẽ được liệt kê dươi đây:

Tên Record Mô tả

A (Address) Dẫn đường một tên host computer hay tên của một thiết bị mạng khác trên mạng tới một địa chỉ IP trong DNS zone

CNAME () Tạo một tên Alias cho tên một host computer trên mạng

MX () Định nghĩa một sự trao đổi mail cho host computer đó

NS (name server) Định nghĩa tên server DNS cho DNS domain

PTR (Pointer) Dẫn đường một địa chỉ IP đến tên host trong DNS server zone

SOA (Start of authority) Hiển thị rằng tên server DNS này thì chứa những thông tin tốt nhất

IV. Remote Access Service (RAS)

Ngoài những liên kết tại chỗ với mạng cục bộ (LAN) các nối kết từ xa vào mạng LAN hiện đang là những yêu cầu cần thiết của người sử dụng. Việc liên kết đó cho phép một máy từ xa như của một người sử dụng tại nhà có thể qua đường dây điện thoại thâm nhập vào một mạng LAN và sử dụng tài nguyên của nó. Cách thông dụng nhất hiện nay là dùng modem để có thể truyền trên đường dây điện thoại.

Windows NT cung cấp Dịch vụ Remote access Service cho phép các máy trạm có thể nối với tài nguyên của Windows NT server thông qua đường dây điện thoại. RAS cho phép truyền nối với các server, điều hành các user và các server, thực hiện các chương trình khai thác số liệu, thiết lập sự an toàn trên mạng. .

Máy trạm có thể được nối với server có dịch vụ RAS thông qua modem hoạc pull modem, cable null modem (RS232) hoặc X.25 network.

Khi đã cài đặt dịch vụ RAS, cần phải đảm bảo quyền truy nhập từ xa cho người sử dụng bằng tiện ích remote access amind để gán quyền hoặc có thể đăng ký người sử dụng ở remote access server. RAS cũng có cơ chế đảm bảo an toàn cho tài nguyên bằng cách kiểm soát các yếu tố sau: quyền sử dụng, kiểm tra mã số, xác nhận người sử dụng, đăng ký sử dụng tài nguyên và xác nhận quyền gọi lại.

Hình 15.4: Mô hình truy cập từ xa bằng dịch vụ RAS

Để cài đặt RAS chúng ta lưa chọn yêu cầu hộp Windows NT server setup hiện ra lúc cài đặt hệ điều hành Windows NT.

Với RAS tất cả các ứng dụng đều thực hiện trên máy từ xa, thay vì kết nối với mạng thông qua card mạng và đường dây mạng thì máy ở xa sẽ liên kết qua modem tới một RAS Server. Tất cả dữ liệu cần thiết được truyền qua đường điện thoại, mặc dù tốc độ truyền qua modem chậm hơn so với qua card mạng nhưng với những tác vụ của LAN không phải bao giờ dữ liệu cũng truyền nhiều.

Với những khả năng to lớn của mình trong các dịch vụ mạng, hệ điều hành Windows NT là một trong những hệ điều hành mạng tốt nhất hiện nay. Hệ điều hành Windows NT vừa cho phép giao lưu giữa các máy trong mạng, vừa cho phép truy nhập từ xa, cho phép truyền file, vừa đáp ứng cho mạng cục bộ (LAN) vừa đáp ứng cho mạng diện rộng (WAN) như Intranet, Internet. Với những khả năng như vậy hiện nay hệ điều hành Windows NT đã có những vị trí vững chắc trong việc cung cấp các giải pháp mạng trên thế giới.

Lý thuyết viễn thông

1. Hệ thống viễn thông điện tử

1.1 Hệ thống viễn thông điện tử ngày nay

Công nghệ viễn thông điện tử đã tiếp tục tiến bộ nhanh chóng kể từ khi có phát minh hệ thống điện tín và điện thoại đến mức nó đã cách mạng hoá các phương tiện thông tin truyền thông khoảng một thế kỷ trước đây. Ngày nay, hệ thống viễn thông điện tử được xem như các phương tiện kinh tế nhất có được để trao đổi tin tức và các số liệu. Ngoài ra song song với tǎng trưởng về xã hội kinh tế, việc hình thành các phương tiện cần thiết cho viễn thông điện tử đã trở nên phức tạp hơn và có khuynh hướng kỹ thuật cao nhằm đáp ứng nhu cầu đang tǎng về các dịch vụ có chất lượng cao và dịch vụ viễn thông tiên tiến hơn; mặc dù vậy các thiết bị có thể được hình thành theo các cách khác nhau và có các mức độ phức tạp khác nhau theo các yêu cầu của người sử dụng.

Về cơ bản chúng được mô phỏng như sau (diễn giải) :

Hình 1.1. Cấu tạo của mạng lưới viễn thông.

a. Nguồn thông tin: Con người hay máy để phát ra thông tin cần truyền đi. Thông tin phát ra được phân loại thành tiếng nói, mã, và hình ảnh (ký tự, ký hiệu và hình ảnh).

b. Thiết bị truyền: Bộ phận hay thiết bị để chuyển thông tin phát ra thành các tín hiệu để được truyền đi qua đường truyền dẫn.

c. Đường truyền dẫn: Một phương tiện để truyền các tín hiệu từ thiết bị truyền đến thiết bị nhận. Các loại cáp đồng trục, cáp quang, không gian, và các hướng sóng được dùng rộng rãi cho mục đích này. Các tín hiệu được gửi đi qua đường truyền bị nhiễu bởi các yếu tố như tiếng ồn.

d. Thiết bị nhận: Là một bộ phận hay thiết bị dùng để biến đổi các tín hiệu đã nhận được thành các tín hiệu ban đầu.

e. Người sử dụng: Là con người hay máy nhận thông tin đã được phục hồi từ thiết bị nhận. Hệ thống viễn thông điện tử được sử dụng phổ biến nhất là hệ thống thông tin điện thoại trong đó con người là nguồn thông tin cũng lại là người sử dụng, còn máy điện thoại dùng làm thiết bị truyền thiết bị nhận. Hiện nay loại máy (bǎng) dịch vụ thông báo thông tin trong đó máy hoạt động như nguồn thông tin và con người như là người sử dụng có như cầu cao. Ngoài ra, việc giao tiếp giữa máy với máy như việc trao đổi số liệu hiện cũng đang hoạt động. Như trình bày ở hình 1.2, các quá trình trao đổi được tiến hành thông qua giao diện giữa người với máy, và giữa máy với máy, như trong trường hợp các phương pháp thông thường, sẽ trở nên ngày càng thông dụng hơn.

Hình 1.2. Truyền, nhận thông tin

Xu thế phát triển các mạng lưới viễn thông hiện nay được mô tả ngẵn gọn ở phần sau. Trước hết, là giải thích về việc đa dạng hoá các dịch vụ viễn thông và các phương tiện.

Cùng với các dịch vụ viễn thông điện tử thông dụng dựa trên cơ sở các hệ thống điện thoại và điện tín hoạt động một cách độc lập thông qua việc sử dụng mạng lưới thuê bao điện thoại, mạng lưới chuyển mạch rơ-le điện tín, và mạng lưới thuê bao điện tín, một số các phương tiện có độ phức tạp cao và rất mạnh càng tǎng lên như các các phương tiện truyền số liệu và hình ảnh để truyền thông tin các loại và cho phép thực hiện các dịch vụ phi điện thoại đang được lắp đặt và vận hành, đang cách mạng hoá cuộc sống của chúng ta.

Dịch vụ phi điện thoại được đưa ra hiện nay yêu cầu các thiết bị và phương tiện viễn thông tiên tiến và chuyên môn hoá cao độ.Thực tế này càng trở nên rõ ràng hơn khi chúng ta kiểm tra các loại tần số hiện đang dùng; không giống như các phương tiện phổ thông chỉ yêu cầu các dường tín hiệu 4 KHz cho các loại dịch vụ, các dải tần 1-4 MHz, 12-240 KHz, và 12-240 KHz đang được sử dụng, một cách tương ứng cho Video, các số liệu tốc độ vừa và cao, truyền fax để đáp ứng các đặc tính dịch vụ của chúng; đồng thời khi cung cấp một dịch vụ, các tần số khác nhau có thể được sử dụng để có kết quả tối ưu. Theo đó, việc thiết lập nhiều mạng lưới viễn thông khác nhau, sử dụng các dải tần khác nhau và các dịch vụ khác nhau là điều không thực tế và không kinh tế. Do vậy một nhu cầu cấp bách là phát triển công nghệ các mạng lưới viễn thông với dung lượng có thể giao tiếp với nhau, có khả nǎng xử lý các loại dịch vụ khác nhau để có thể đưa ra sử dụng trong tương lai gần. Với mục đích này, các nhà nghiên cứu và kỹ sư tham gia vào lĩnh vực này đang cố gắng kết hợp các mạng lưới viễn thông hiện nay một cách có hệ thống và có hiệu quả.

Thứ nhì, xu hướng gần đây có đặc điểm là tǎng nhu cầu đối với mạng lưới số. Từ khi phát hiện ra các nguyên lý về điện thoại từ việc chuyển nǎng lượng âm thanh thành nǎng lượng điện để truyền đi tiếng nói cho đến khi phát sinh ra phương pháp truyền bằng ghép kênh điện thoại, các dịch vụ điện thoại đưa ra sử dụng các hệ thống chuyển mạch phân chia không gian thông qua các đường truyền tương tự. Điều này cũng dựa vào công nghệ tương tự. Vào đầu những nǎm 1960, phương pháp PCM-24 đã được thương mại hoá một cách thành công vì vậy chứng minh rằng phương pháp truyền dẫn số là kinh tế hơn nhiều so với phương pháp truyền dẫn tương tự. kể từ đó, các hệ thống tổng đài số sử dụng hệ thống truyền dẫn số đã được lắp đặt và vận hành một cách rộng rãi.

Những ưu điểm của các mạng lưới viễn thông số là: Khi sử dụng hệ thống tổng đài tương tự và đường truyền dẫn số, bộ mã hoá và bộ giải mã được sử dụng cho các dịch vụ thoại để biến đổi các tín hiệu ngược lại thành tiếng nói tại thời điểm chuyển mạch; Khi sử dụng hệ thống số và đường truyền dẫn số, chỉ cần có một thiết bị đầu cuối với khả nǎng thực hiện chức nǎng đơn giản vì các tín hiệu số đã dược đấu nối ở mức ghép kênh. Một ưu điểm khác của việc sử dụng hệ tổng đài số là nó làm tǎng chất lượng truyền dẫn. Trong mạng lưới điện thoại số, các tín hiện đã được mã hoá tại tổng đài chủ gọi được giải mã, sau đó được mã hoá tại tổng đài trung chuyển và cuối cùng được gửi đến tổng đài bị gọi.

Theo đó, bằng cách sử dụng phương pháp này, có thể tránh được việc tǎng lượng tiếng ồn phát ra khi chuyển các tín hiệu tương tự thành các tín hiệu số. Ngoài ra, do đường truyền dẫn số trải qua ít thay đổi về mức hơn là đường truyền dẫn tương tự, hiện tượng mất đường truyền sẽ có thể đặt nhỏ hơn. Để thực hiện mục đích này, nếu sử dụng một đường truyền số giữa hai tổng đài, thì sự mất đường truyền có thể được giảm bớt từ 10 dB xuống còn 6dB. Đồng thời, trong mạng điện thoại số, đối với một đường điện thoại, 64 kbps được dùng như tốc độ bít cơ sở; các số liệu, fax, và thông tin video có tốc độ nhỏ hơn mức bít này có thể được gửi đi một cách tương đối dễ dàng hơn thông qua mạng điện thoại số. Như đã trình bày, các thiết bị có thể được chia sẻ theo các yêu cầu dịch vụ và vì thế có thể được sử dụng một cách linh hoạt để ứng dụng cho các loại dịch vụ hiện đang tồn tại cũng như các dịch vụ mới.

Hình 1.3. Tiến trình trong số hoá

Các nhà nghiên cứu và kỹ sư ở các nước tiên tiến đang cố gắng phát triển loại mạng truyền thông số này. Tiến bộ thực hiện được trong công nghệ số được giải thích sử dụng mô hình ở Hình 1.3. Một đường truyền số dược sử dụng giữa hai tổng đài trong mạng lưới số tích hợp được mô phỏng trong sơ đồ. Đồng thời mạng ISDN (mạng đa dịch vụ số) cũng được phát triển trong đó các dịch vụ tích hợp được cung cấp với các thiết bị đầu cuối được số hoá. Ngoài ra, do các loại dịch vụ viễn thông được đưa ra ngày càng trở nên phong phú, một phạm vi rộng lớn các loại thiết bị đầu cuối, một trong 3 phần quan trọng mạng lưới viễn thông, chủ yếu là, các thiết bị đầu cuối, đường truyền dẫn và các thiết bị tổng đài, hiện nay được sử dụng rộng rãi. Hầu hết các thiết bị đầu cuối công cộng hiện nay đều được thiết kế để vận hành càng dễ dàng càng tốt, tuy nhiên một số các thiết bị đầu cuối này gọi là các thiết bị đầu cuối tích hợp, được trang bị với các tính nǎng tiên tiến dùng cho các dịch vụ đặc biệt. Từ đó, việc sử dụng truyền thông sẽ trở nên đa dạng hoá hơn, và việc cố gắng phát triển công nghệ phù hợp cho các mục đích đó cũng sẽ được thực hiện.

1.2 Lịch sử phát triển công nghệ viễn thông điện tử

Trong suốt lịch sử của loài người, việc phát minh ra ngôn ngữ là cuộc cách mạng truyền thông lớn nhất đầu tiên. Sau đó ít lâu con người phát sinh ra tín hiệu bằng lửa có khả nǎng truyền đạt các thông tin có hiệu quả và nhanh chóng tới các vùng xa. Câu truyện lịch sử cho thấy vào khoảng nǎm 1000 trước công nguyên, các đội quân Hy Lạp sử dụng phương pháp này để thông báo các chiến thắng của họ cho các công dân đang nóng lòng của Hy Lạp. Trong một thời gian dài, phương pháp này đã được sử dụng một cách rộng rãi để đáp ứng các nhu cầu về truyền thông. Một cuộc cách mạng thông tin khác nữa lớn hơn đã xảy ta khi con người biết được làm thế nào để ghi lại ý nghĩ và tư tưởng của mình bằng cách dìng cách dùng các chữ viết. Với khả nǎng này, con người có khả nǎng truyền thông tin mà không bị giới hạn bởi thời gian và không gian. Đồng thời, việc phát minh này đã đưa ta các dịch vụ đưa thư và thông báo. Hoàng đế Rô-ma đã có thể truyền đi thông tin cần thiết đến các vùng xa đến 160 km cách xa thành Rôm trong một ngày bằnghệ thống (mạng lưới) đường bộ họ đã xây dựng nên trong toàn quốc. Việc phát minh ta công nghệ in đã thúc đẩy hơn nữa việc phát triển các phương tiện truyền tin và cho con người có khả nǎng thông tin với nhiều người hơn và với các khu vực ở cách xa nhau.

Từ cuối thế kỷ 18 đến thế kỷ 19, công nghệ phát thanh và truyền thông bằng điện đã được phát triển và bắt đầu được dùng rộng khắp. Đài phát thanh và truyền hình được phát minh và thời gian này đã làm thay đổi thế giới chúng ta rất nhiều. Trong phần tiếp theo, các phát minh lớn khác và những phát hiện liên quan đến công nghệ thông tin điện tử đã xảy ra trong suốt 160 nǎm qua cũng như xu hướng phát triển của chúng ở tương lai đã được thảo luận một cách ngắn gọn. Nǎm 1820, Georgo Ohm đã đưa ta công thức phương trình toán học để giải thích các tín hiệu điện chạy qua một dây dẫn rất thành công. Và nǎm 1830, Michall Faraday đã tìm ta định luật dẫn điện từ trường. Nǎm 1850, đại số Boolean của George Boolers đã tạo ta nền móng cho lôgíc học và phát triển các rơ-le điện. Chính vào khoảng thời gian này khi các đường cáp đầu tiên xuyên qua Đại Tây Dương để đánh điện tín được lắp đặt. James Clerk Maxwell đã đưa ra học thuyết điện từ trường bằng các công thức toán học nǎm 1870. Cǎn cứ vào học thuyết này, Henrich Hertz đã truyền đi và nhận được sóng vô tuyến thành công bằng cách dùng điện trường lần đầu tiên trong lịch sử. Tổng đài điện thoại đầu tiên được thiết lập đầu tiên nǎm 1876 ngay sau khi Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại. 5 nǎm sau, Bell bắt đầu dịch vụ gọi điện thoại đường dài giữa New York và Chicago và Guglieno Mareconi của Italia đã lắp đặt một trạm phát sóng vô tuyến để phát các tín hiện điện tín. Trong thế kỷ 21 việc phát triển và áp dụng có tính thực tế về công nghệ liên quan đang tiếp tục phát triển nhanh chóng và trong quá trình đó, cách mạng hoá thế giới chúng ta. Nǎm 1900, Einstein, một nhà vật lý nổi tiếng về học thuyết tương đối, đã viết rất nhiều tài liệu quan trọng về vật lý chất rắn, thồng kê học, điện từ trường, và cơ học lượng tử. Vào khoảng thời gian này phòng thí nghiệm Bell của Mỹ đã phát minh và sáng chế ra ống phóng điện cực cho các kính thiên vǎn xoay được và Le de Forest trở thành người khởi xướng trong lĩnh vực vi mạch điện tử thông qua phát minh của ông ta về một ống chân không ba cực. Việc này được tiếp theo bằng phát minh một hệ thống tổng đài tương tự tự động có khả nǎng hoạt động không cần có bảng chuyển mạch. Nǎm 1910, Erwin Schrodinger đã thiết lập nền tảng cho cơ học lượng tử thông qua công bố của ông ta về cân bằng sóng để giải thích cấu tạo nguyên tử và các đặc điểm của nguyên tử và R.H Goddard đã chế tạo thành công tên lửa bay bằng phản lực chất lỏng, và máy tê-lê-típ đã được phát minh. Đồng thời, vào khoảng thời gian này, phát thanh công cộng được bắt đầu bằng cách phát sóng. Nǎm 1920, Ha rold S. Black của phòng thí nghiệm nghiên cứu Bell đã phát minh ra một máy khuếch đại phản hồi âm bản mà ngày nay vẫn còn dùng trong lĩnh vực viễn thông và công nghệ máy điện toán. V.K. Zworykin của RCA, Mỹ đã phát minh ra đèn hình bằng điện cho vô tuyến truyền hình, và các cáp đồng trục, phương tiện truyền dẫn có hiệu quả hơn các loại dây đồng bình thường, đã được sản xuất. Nǎm 1939, dịch vụ phát sóng truyền hình thường xuyên được bắt đầu lần đầu tiên trong lịch sử và nǎm 1930, Claude Schannon của phòng thí nghiệm Bell, bằng cách sử dụng các công thức toán học tiên tiến đã thành công trong việc đặt ra học thuyết thông tin dùng để xác định lượng thông tin tối đa mà một hệ thống viễn thông có thể xử lý vào một thời điểm đã định. Học thuyết này đã được phát triển thành học thuyết truyền thông số. Đồng thời, ra-đa đã được phát minh trong thời kỳ này. Nǎm 1940, phòng thí nghiệm Bell đã đặt nền móng cho các chất bán dẫn có độ tích hợp cao ngày nay qua việc phát minh ra đèn ba cực và Howard Aiken của đại học Harvrd, cùng cộng tác với IBM, đã thành công trong việc lắp đặt một máy điện đầu tiên có kích thước là 50feet và 8feet. Sau đó ít lâu, J. Presper Ecker và John W. Mauchly của đại học Pennsylvania lần đầu tiên đã phát triển máy điện toán phân tách gọi là ENIAC. Von Neuman dựa vào máy này, đã phát triển thành công sau đó máy điện toán có lưu giữ chương trình. PCBs được đưa ra vào những nǎm 50, đã làm cho việc tích hợp các mạch điện tử có thể thực hiện được. Cùng trong nǎm đó, RCA đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo vào không trung và la-re dùng cho truyền thông quang học đã được phát minh. Vào những nǎm 60, các loại LSIs, các máy điện toán mini có bộ nhớ kiểu bong bóng, cáp quang, và máy phân chia thời gian được phát triển và thương mại hoá một cách thành công vào các nǎm 70, các loại CATVs hai hướng, đĩa Video, máy điện toán đồ hoạ, truyền ảnh qua vệ tinh, và các hệ thống tổng đài điện tử hoá toàn bộ được đưa ra.

2. Công nghệ chuyển mạch

2.1 Khái quát chung

2.1.1 Nhu cầu đối với hệ thống chuyển mạch

Máy điện tín được Samuel F.B Morse phát minh nǎm 1837, lần đầu tiên trong lịch sử, các tín hiệu điện đã được sử dụng để truyền tin; các số liệu được mã hoá được dùng như một phương tiện truyền dẫn. Việc truyền tiếng nói trở thành có thể thực hiện được khi Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại nǎm 1876. Nói chung, việc truyền thông tin đề cập đến quá trình chuyển thông tin từ người phát thông tin đến người sử dụng. Thông tin được xác định là các tư tưởng và các số liệu cần thiết cho người sử dụng. Đồng thời, một số phương tiện truyền tin đã được sử dụng trong suốt lịch sử loài người. Loại tín hiệu lửa đã được dùng rộng khắp trong quá khứ là một ví dụ điển hình. Tuy nhiên, vì nhu cầu về các dịch vụ truyền thông chất lượng cao và đáng tin cậy càng tǎng lên, con người bắt đầu dùng điện thay cho lửa để làm phương tiện truyền thông quan trọng nhất. Trong tương lai gần, người ta dự định là ánh sáng sẽ thay thế điện để làm phương tiện chính. Hệ thống truyền thông đề cập đến một số thiết bị hay các bộ phận sử dụng để cho phép người cấp tin chuyển thông tin cho người sử dụng; các bộ phận này hay thiết bị được phân loại thành các hệ thống truyền tin phân tán và hệ thống truyền thông tổng đài như ghi ở Hình 2.1. Trong trường hợp đầu, người cấp tin chỉ cấp thông tin trong đó người sử dụng chỉ nhận được thông tin truyền đi. Một trong các ví dụ rõ ràng cho các loại này bao gồm có đài phát thanh và vô tuyến truyền hình.

Hệ truyền thông • Hệ truyền thông phân tán

• Đài và vô tuyến, truyền hình v.v.

• Hệ truyền thông tổng đài

• Mạng lưới truyền thông điện thoại v.v.

Hình 2.1. Phân loại các hệ thống truyền thống.

Trong hệ truyền thông tổng đài, người cấp thông tin và dùng thông tin chưa được xác định và hệ thống sử dụng có khả nǎng cung cấp và sử dụng thông tin vào cùng một thời gian. Ví dụ cho việc này là hệ thống truyền thông điện thoại. Hệ truyền thông tổng đài đề cập đến quá trình chọn lựa chọn những người đang ở cách xa nhau hoặc giữa các máy đặt cách biệt nhau và sau đó giao tiếp với nhau bằng tiếng nói hoặc bằng các số liệu. Để phân tích một cách có hiệu quả, thì các điều kiện sau đây phải được đáp ứng.

Trước hết, chọn một bên nhận thông tin và sau đó chọn đường giao tiếp, một hệ tổng đài được dùng cho mục đích này. Các loại hệ tổng đài hiện có thể có để truyền tin bao gồm các hệ tổng đài điện tử chủ yếu dùng cho các dịch vụ điện thoại và các hệ chuyển mạch số liệu dùng để truyền số liệu.

Thứ hai, các hệ truyền dẫn được dùng để truyền thông tin ở các mức chất lượng có thể chấp nhận được không kể đến khoảng cách cần phải được đảm bảo. Hiện vay các hệ thống truyền dẫn bằng dây như các loại cáp cân bằng, cáp đồng trục, sợi quang và các hệ thống truyền dẫn không dây (vô tuyến) sử dụng các sóng cực ngắn đang được dùng rộng rãi.

Thứ ba, các mạng lưới truyền tin phải được thiết lập có xem xét đến việc bố trí hệ tổng đài và đường truyền dẫn, chất lượng giao diện tổng thể, và duy trì chất lượng truyền dẫn, ngoài ra, mạng lưới tuyến được lập ra, phân phối sự mất đường truyền, kế hoạch đánh số, các vấn đề liên quan đến tính cước phải được thiết kế theo nhu cầu của người sử dụng. Các hệ thống truyền thông tổng đài đã tiếp tục được nâng cấp một cách nhanh chóng kể từ khi phát minh ra hệ thống điện thoại cách đây gần 100 nǎm. Về cơ bản, tất cả các hệ thống đó đều cần máy điện thoại để chuyển các tín hiệu tiếng nói thành tín hiệu điện và ngược lại cũng như các hệ truyền dẫn để truyền các tín hiệu điện. Một mạng lưới truyền tin có thể được xây dựng bằng cách nối trực tiếp các thuê bao cung cấp và nhận thông tin qua mạng lưới khi số lượng thuê bao này chưa phải nhiều quá. Ví dụ, được minh hoạ ở (a) của hình 2.2, 8C2=28 đường là cần thiết trong trường hợp ở đó chỉ có 8 thuê bao được đǎng ký trong hệ thống. Tuy nhiên, khi sử dụng hệ tổng đài với chức nǎng giao tiếp giữa các thuê bao như trình bày ở (b) hình 2.2 số các đường điện thoại cần thiết phải bằng với số thuê bao đã đǎng ký trong hệ thống. Như đã trình bày, điều quan trọng thiết lập các mạng lưới thông tin một cách kinh tế và có hiệu quả.

Hình 2.2. Các phương pháp của mạng chuyển mạch cho 8 thuê bao

2.1.2 Phát triển công nghệ chuyển mạch

Hệ tổng đài dùng nhân công gọi là loại dùng điện từ được xây dựng ở New Haven của Mỹ nǎm 1878 là tổng đài thương mại thành công đầu tiên trên thế giới. Để đáp ứng yêu cầu ngày càng tǎng về các dịch vụ điện thoại một cách thoả đáng và để kết nối nhanh cán cuộc nối chuyện và vì mục đích an toàn cho các cuộc gọi, hệ tổng đài tự động không cần có nhân công được A.B Strowger của Mỹ phát minh 1889. Version cải tiến của mô hình này, gọi là hệ tổng đài kiểu Strowger trở thành phổ biến vào các nǎm 20. Trong hệ tổng đài Strowger, các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tuỳ theo các số điện thoại trong hệ thập phân và do đó được gọi là hệ thống gọi theo từng bước. EMD (Edelmatall-Drehwahler) do công ty Siemens của Đức phát triển cũng thuộc loại này; hệ thống này còn được gọi là hệ tổng đài cơ vì các chuyển mạch của nó được vận hành theo nguyên tắc cơ điện.

Do đại chiến thế giới thứ II bùng nổ, sự cố gắng lập nên các hệ tổng đài mới bị tạm thời đình chỉ. Sau chiến tranh, nhu cầu về các hệ tổng đài có khả nǎng xử lý các cuộc gọi đường dài tự động và nhanh chóng đã tǎng lên. Phát triển loại hệ tổng đài này yêu cầu phải có sự tiếp cận mới hoàn toàn bởi vì cần phải giải quyết các vấn đề phức tạp về tính cước và việc truyền cuộc gọi tái sinh yêu cầu phải có xử lý nhiều khâu. Ericsson của Thuỵ Điển đã có khả nǎng xử lý vấn đề này bằng cách phát triển thành công hệ tổng đài có các thanh cheó (Cross bar). Hệ tổng đài có các thanh chéo được đặc điểm hoá bởi việc tách hoàn toàn việc chuyển mạch cuộc goị và các mạch điều khiển được phát triển đồng thời ở Mỹ. Đối với mạch chuyển mạch chéo, loại thanh chéo kiểu mở /đóng được sử dụng; bằng cách sử dụng loại chuyển mạch này có một bộ phận mở/đóng với điểm tiếp xúc được giáp vàng, các đặc tính của cuộc gọi được cải tiến rất nhiều. Hơn nữa, một hệ điều khiển chung để điều khiển một số các chuyển mạch vào cùng một thời điểm được sử dụng. Đó là các xung quay số được dồn lại vào các mạch nhớ và sau đó được xác định kết hợp trên cơ sở của các số đã quay được ghi lại để lựa chọn mạch tái sinh.

Nǎm 1965, Một hệ tổng đài điện tử thương mại có dung lượng lớn gọi là hệ ESS số 1 được thương mại hoá thành công ở Mỹ do vậy đã mở ra một kỷ nguyên mới cho các hệ tổng đài điện tử. Không giống với các hệ tổng đài thông thường sử dụng các chuyển mạch cơ, hệ thống ESS số 1 là hệ tổng đài sử dụng các mạch điện tử. Việc nghiên cứu loại hệ tổng đài này đã được khởi đầu từ đầu những nǎm 40 và được xúc tiến nhanh sau khi có phát minh ra đèn ba cực vào những nǎm 50. Hệ tổng đài điện tử mới được phát triển khác về cơ bản với các hệ thông thường ở điểm là trong khi hệ sau này sử dụng mạch điều khiển chuyển mạch dùng các lô-gíc kiểu dây thì hệ trước đây dùng các thao tác logic bằng các phương tiện phần mềm lắp đặt trong hệ thống. Ngoài ra, hệ tổng đài điện tử mới triển khai tạo được sự điều khiển một cách linh hoạt bằng cách thay thế phần mềm cho phép người sử dụng có dịch vụ mới. Đồng thời, để vận hành và bảo dưỡng tốt hơn, tổng đài này được trang bị chức nǎng rự chẩn đoán. Tầm quan trọng việc trao đổi thông tin và số liệu một cách kịp thời và có hiệu quả đang trở nên quan trọng hơn khi xã hội tiến đến thế kỷ 21. Để đáp ứng đầy đủ một phạm vi rộng các nhu cầu của con người sống trong giai đoạn đầu của kỷ nguyên thông tin, các dịch vụ mới như dịch vụ truyền số liệu, dịch vụ truyền hình bao gồm cả dịch vụ điện thoại truyền hình, các dịch vụ truyền thông di động đang được phát triển và thực hiện. Nhằm thực hiện có hiệu quả các dịch vụ này, IDN (mạng lưới số tích hợp) có khả nǎng kết hợp công nghệ chuyển mạch và truyền dẫn thông qua qui trình sử lý số là một điều kiện tiên quyết. Ngoài ra, việc điều chế xung mã (PCM) được dùng trong các hệ thống truyền dẫn đã được áp dụng cho các hệ thống chuyển mạch để thực hiện việc chuyển mạch số. Dựa vào công nghệ PCM này, một mạng đa dịch vụ số (ISDN) có thể xử lý nhiều luồng với các dịch vụ khác nhau đang được phát triển hiện nay.

2.1.3 Các chức nǎng của hệ thống tổng đài

Mặc dù các hệ thống tổng đài đã được nâng cấp rất nhiều từ khi nó được phát minh ra, các chức nǎng cơ bản của nó như xác định các cuộc gọi của thuê bao, kết nối với thuê bao bị gọi và sau đó tiến hành việc phục hồi lại khi các cuộc gọi đã hoàn thành, hầu như vẫn như cũ. Hệ tổng đài dùng nhân công tiến hành các quá trình này bằng tay trong khi hệ tổng dài tự động tiến hành các việc này bằng các thiết bị điện.

Trong trường hợp đầu, khi một thuê bao gửi đi một tín hiệu thoại tới một tổng đài, nhân viên cắm nút trả lời của đường dây bị gọi vào ổ cắm của dây chủ gọi để thiết lập cuộc gọi với phía bên kia. Khi cuộc gọi đã hoàn thành, người vận hành rút dây nối ra và đqa nó về trạng thái ban đầu. Hệ tổng đài nhân công được phân loại thành lloại điện từ và hệ dùng ǎc-qui chung. Đối với loại dùng điện từ, thì thuê bao lắp thêm cho mỗi ǎc-qui một nguồn cấp điện. Các tín hiệu gọi và tín hiệu hoàn thành cuộc gọi được gửi đến người thao tác viên bằng cách sử dụng từ trường. Đối với hệ dùng ắc qui chung, nguồn điện được cung cấp chung và các tín hiệu gọi và tín hiệu hoàn thành cuộc gọi được đơn giản chuyển đến người thao tác viên thông qua các đèn. Đối với hệ tổng đài tự động, các cuộc gọi được phát ra và hoàn thành thông qua các bước sau:

1) Nhận dạng thuê bao chủ gọi: Xác định khi thuê bao nhấc ống nghe và sau đó cuộc gọi được nối với mạch điều khiển.

2) Tiếp nhận số được quay: Khi đã được nối với mạch điều khiển, thuê bao chủ gọi bắt đàu nghe thấy tín hiệu mời quay số và sau đó chuyển số điện thoại của thuê bao bị gọi. hệ tổng đài thực hiện các chức nǎng này.

3) Kết nối cuộc gọi: Khi các số quay được ghi lại, thuê bao bị gọi đã được xác định, thì hệ tổng đài sẽ chọn một bộ các đường trung kế đến tổng đài của thuê bao bị gọi và sau đó chọn một đường rỗi trong số đó. Khi thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt, thì một đường gọi nội hạt được sử dụng.

4) Chuyển thông tin điều khiển: Khi được nối đến tổng đài của thuê bao bị gọi hay tổng đài trung chuyển, cả hai tổng đài trao đổi với nhau các thông tin cần thiết như số thuê bao bị gọi.

5) Kết nối trung chuyển: Trong trường hợp tổng đài được nối đến là tổng đài trung chuyển, mục 3) và 4) trên đây được nhắc lại để nối với trạm cuối và sau đó thông tin như số thuê bao bị gọi đưọc truyền đi.

6) Kết nối tại trạm cuối: Khi trạm cuối được đánh giá là trạm nội hạt dựa trên số của thuê bao bị gọi được truyền đi, thì bộ điều khiển trạng thái máy bận của thuê bao bị gọi được tiến hành. Nếu máy không ở trạng thái bận, thì một đường nối được nối với các đường trung kế được chọn để kết nối cuộc gọi.

7) Truyền tín hiệu chuông: Để kết nối cuộc gọi tín hiệu chuông được truyền và chờ cho đến khi có trả lời từ thuê bao bị gọi. Khi trả lời, tín hiệu chuông bị ngắt và trạng thái được chuyển thành trạng thái máy bận.

8) Tính cước: Tổng đài chủ gọi xác định câu trả lời của thuê bao bị gọi và nếu cần thiết, bắt đầu tính toán giá trị cước phải trả theo khoảng cách gọi và theo thời gian gọi.

9) Truyền tín hiệu báo bận: Khi tất cả các đường trung kế đều đã bị chiếm theo các bước trên đây hoặc thuê bao bị gọi bận, thì tín hiệu bận được truyền đến cho thuê bao chủ gọi.

10) Hồi phục hệ thống: Trạng thái này được xác định khi cuộc gọi kết thúc. Sau đó, tất cả các đường nối đều được giải phóng.

Như vậy, các bước cơ bản do hệ thống tổng đài tiến hành để xử lý các cuộc gọi đã dược trình bày ngắn gọn. Trong hệ thống tổng đài điện tử, nhiều đặc tính dịch vụ mới được thêm vào cùng với các chức nǎng trên. Những điều này sẽ được bàn thêm sau này.

Các điểm cơ bản sau đây phải được xem xét khi thiết kế các chức nǎng này.

1) Tiêu chuẩn truyền dẫn: mục đích đầu tiên của việc đấu nối điện thoại là truyền tiếng nói và theo đó là một chỉ tiêu của việc truyền dẫn để đáp ứng chất lượng gọi phải được xác định bằng cách xem xét sự mất mát khi truyền, độ rộng dải tần số truyền dẫn, và tạp âm.

2) Tiêu chuẩn kết nối: điều này liên quan đến vấn đề duy trì dịch vụ đấu nối cho các thuê bao. Nghĩa là, đó là chỉ tiêu về các yêu cầu đối với các thiết bị tổng đài và số các đường truyền dẫn nhằm bảo đảm chất lượng kết nối tốt. Nhằm mục đích này, một nạng lưới tuyến linh hoạt có khả nǎng xử lý đường thông có hiệu quả với tỷ lệ cuộc gọi bị mất ít nhất phải được lập ra.

3) Độ tin cậy: các thao tác điều khiển phải được tiến hành phù hợp, đặc biệt các lỗi xuất hiện trong hệ thống với các chức nǎng điều khiển tập trung có thể gặp phải hậu quả nghiêm trọng trong thao tác hệ thống. Theo đó, hệ thống phải có được chức nǎng sửa chữa và bảo dưỡng hữu hiệu bao gồm việc chẩn đoán lỗi, tìm và sửa chữa.

4) Độ linh hoạt: số lượng các cuộc gọi có thể xử lý thông qua các hệ thống tổng đài đã tǎng lên rất nhiều và nhu cầu nâng cấp các chức nǎng hiện nay đã tǎng lên. Do đó, hệ thống phải đủ linh hoạt để mở rộng và sửa đổi được.

5) Tính kinh tế: Do các hệ tổng đài điện thoại là cơ sở cho việc truyền thông đại chúng, chúng phải có hiệu quả về chi phí và có khả nǎng cung cấp các dịch vụ thoại chất lượng cao. Cǎn cứ vào các xem xét trên đây, một số loại tổng đài tự động đã được triển khai và lắp đặt kể từ khi nó được đưa vào lần đầu tiên.

2.2 Chuyển mạch cuộc gọi

2.2.1 Phân loại chuyển mạch cuộc gọi

Có nhiều loại chuyển mạch cuộc gọi bao gồm các chuyển mạch loại cơ điện và điện tử được sử dụng trong các tổng đài. Chúng có thể được phân loại rộng lớn thành các loại chuyển mạch phân chia không gian và các loại chuyển mạch ghép.

Hình 2.4. Chuyển mạch xoay kiểu đứng.

A. Loại chuyển mạch phân chia không gian

Các chuyển mạch phân chia không gian thực hiện việc chuyển mạch bằng cách mở/đóng các cổng điện tử hoặc các điểm tiếp xúc được bố trí theo cách quǎng nhau như các chuyển mạch xoay và các chuyển mạch có thanh chéo. Loại chuyển mạch này được cấu tạo bởi các bộ phận sau:

1) Chuyển mạch cơ kiểu chuyển động truyền

1. Chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng

2. Chuyển mạch cơ kiểu rơ-le điện từ

3. Chuyển mạch điện tử kiểu chia không gian

Như được trình bày ở hình 2.3 và 2.4, loại chuyển mạch cơ kiểu chuyển động truyền là loại chuyển mạch thực hiện việc vận hành cơ tương tự như chuyển mạch xoay. Chuyển mạch lựa chọn dây rỗi trong quá trình dẫn truyền và tiến hành chức nǎng điều khiển ở mức nhất định. Do tính đơn giản của nó, nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tổng đài tự động đầu tiên phát triển. Tuy nhiên, do tốc độ thực hiện chậm, sự mòn các điểm tiếp xúc, và thay đổi các hạng mục tiếp xúc gây ra do việc rung động cơ học, ngày nay nó ít được sử dụng. Loại chuyển mạch cơ kiểu mở/đóng đã được phát triển để cải tiến yếu điểm của công tắc cơ kiểu chuyển động truyền bằng cách đơn giản hoá thao tác cơ học thành thao tác mở/đóng. Loại chuyển mạch này không có chức nǎng điều khiển lựa chọn và được thực hiện theo giả thuyết là mạch gọi và mạch điều khiển là hoàn toàn tách riêng nhau. Như vậy, với khả nǎng cung cấp điều khiển linh hoạt, nó được dùng rộng rãi hiện nay và được coi là chuyển mạch tiêu chuẩn, và loại được sử dụng nhiều nhất là loại chuyển mạch thanh chéo.

Chuyển mạch kiểu rơ-le điện tử là loại chuyển mạch có rơ-le điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch loại thanh chéo. Đối với chuyển mạch cơ loại mở/đóng được mô tả trên đây, thì thao tác mở/đóng được thực hiện nhờ việc định điểm cắt thông qua thao tác cơ học theo chiều đứng/chiều ngang trong khi chuyển mạch kiểu rơ-le điện tử, thì điểm cắt có thể được lựa chọn theo hướng của luồng điện trong cuộn dây của rơ-le.

Vì vậy về nguyên tắc các thao tác cơ học cũng như việc mở/đóng của các điểm tếp xúc thể được tiến hành nhanh chóng hơn.

Chuyển mạch điện tử hiểu phân chia không gian có một cộng điện tử ở mỗi điểm cắt của chuyển mạch có thanh cắt chéo. Nó có những bất lợi sau đây so với loại chuyển mạch điểm tiếp xúc; không tương thích với phương pháp cũ do có sự khác nhau về mức độ tín hiệu hoặc chi phí và các đặc điểm thoại khá xấu bao gồm cả hiện tượng mất cuộc gọi và xuyên âm.

Theo đó, trừ trường hợp đặc biệt, nó chưa đưlợc sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, do các mạch điện tử như các ICs hay các LSIs trở nên tích hợp hơn, dự kiến chúng được sử dụng nhiều hơn trong tương lai gần đây.

B. Chuyển mạch ghép

Các loại chuyển mạch ghép được vận hành trên cơ sở công nghệ truyền tải tập trung được sử dụng rộng rãi trong hệ thống truyền dẫn. Các chuyển mạch này có cùng chung một cổng để có hiệu quả và kinh rế cao hơn. Có các loại chuyển mạch ghép phân chia thời gian để ghép các cuộc gọi dựa vào thời gian và chuyển mạch ghép phân chia tần số để ghép các cuộc gọi trên cơ sở tần số.

Nguyên lý sử dụng cho loại chuyển mạch phân chia thời gian là nó tách nhịp thông tin có pha đã định bằng cách sử dụng ma trận nhịp có pha thay đổi trong khi nguyên lý dùng cho phương pháp phân chia tần số là tách các tín hiệu có các tần số cần thiết bằng cách sử dụng bộ lọc có thể thay đổi. Phương pháp chia tần số được biết là có các vấn đề kỹ thuật như là việc phát sinh các loại tần số khác nhau và việc cung cấp và ngắt các tần số này cũng như bộ lọc có thể thay đổi. Đồng thời nó không kinh tế. Theo đó, phương pháp này được nghiên cứu rộng rãi trong thời kỳ đầu của sự phát triển hệ thống tổng đài điện tử nhưng chưa được vào sử dụng cho hệ tổng đài phân tải. Mặt khác, phương pháp phân chia thời gian được đề nghị vào thời kỳ đầu phát triển hệ tổng đài điện tử và nó đang được nghiên cứu tiếp ngày nay. Phương pháp điều chế này được phân loại thêm thành điều chế theo biên độ xung (PAM) tiến hành bằng chuyển mạch PAM và điều chế xung mã được thực hiện nhờ chuyển mạch PCM. Mỗi chuyển mạch được phân loại thêm như sau.

Hình 2.5. Phân loại chuyển mạch ghép.

Đã mất nhiều thời gian để phát triển thành công chuyển mạch PAM. Khi được đưa ra, do thiết kế đơn giản của nó, chuyển mạch PAM được sử dụng cho hệ tổng đài có dung lượng loại vừa. Ví dụ cụ thể của nó là ESS kiểu 101, một loại PBX điều khiển từ xa được dùng ở Mỹ cho các mục đích đặc biệt vì nó chưa phù hợp cho các hệ thống tổng đài dung lượng lớn với những vấn đề của nó về các đặc điểm thoại như tạp âm và xuyên âm. Đồng thời, vì nó là loại tương tự, tương lai của nó là không rõ ràng. Chuyển mạch PCM được dự kiến là một trong các thành phần chính của IDN hay ISDN để xử lý nhiều loại thông tin cùng một lúc bao gồm cả số liệu.

Mạng số tích hợp kết hợp hệ truyền dẫn và hệ chuyển mạch thông qua sử dụng công nghệ PCM. Do phương pháp này sử dụng mạch số, nó được dự định được vi mạch hoá trực tiếp trong tương lai gần đây. Khi sử dụng loại chuyển mạch này, việc chuyển mạch được tiến hành trong giai đoạn dồn kênh theo các đặc tính thoại ổn định của PCM. Do vậy, bởi vì chuyển mạch rơ-le nhiều mức có thể thực hiện được nhờ sử dụng chuyển mạch này, một mạng lưới truyền thông mới có thể được thiết lập dễ dàng thông qua việc dùng loại chuyển mạch nay. Như đã được trình bày, phương pháp này sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai.

2.2.2 Chuyển mạch PCM.

Chuyển mạch PCM là loại chuyển mạch ghép hoạt động dựa vào công nghệ dồn kênh chia thời gian và điều chế xung mã. PCM là phương pháp truyền biên độ của PAM sau khi đã lượng hoá nó và sau đó biến đổi nó thành ra mã nhị phân. Theo đó, việc tái mã hoá có thể được tiến hành dễ dàng vì nó có thể dễ dàng phân biệt được với các tín hiệu ngay cả khi có tạp âm và xuyên âm trong đường truyền dẫn. Ngoài ra, để thực hiện chuyển mạch phân chia thời gian có thể dùng, các chuyển mạch thời gian để trao đổi khe thời gian và chuyển mạch phân chia thời gian để trao đổi theo không gian các khe thời gian được phân chia theo thời gian.

A. Chuyển mạch T

Các số liệu đưa vào được nạp vào các khe thời gian trong một khung (frame). Để kết nối một đường thoại, thông tin ở các khe thời gian được gửi từ bên đầu vào của mạch chuyển mạch đến phía đầu ra. Mỗi một đường thoại được định hình với một khe thời gian cụ thể trong một luồng số liệu cụ thể. Theo đó mạch chuyển mạch thay đổi một khe thời gian của một luồng số liệu cụ thể đến khe thời gian của một luồng số liệu khác. Quá trình này được gọi là quá trình trao đổi các khe thời gian. ở hình 2.6 mô tả qui trình chuyển mạch các khe thời gian. Khe thời gian đưa vào được ghi lại tạm thời trong bộ nhớ đệm. Như thể hiện trên hình vẽ, các khe thời gian đưa vào được lưu giữ ở địa chỉ 1 (address 1) đến chỉ x (address x) của khung thể hiện luồng đầu vào. Số liệu của khe thời gian 1, khe thời gian 2, và khe thời gian X được lưu giữ lại ở các từ thứ nhất, thứ hai và thứ X tương ứng. Vào lúc này, số liệi của mỗi frame đã được thay thế bởi số liệu mới một lần.

Chức nǎng chuyển mạch khe thời gian liên quan đến việc chuyển mạch từ một khe thời gian được đưa vào đến khe thời gian được lựa chọn ngẫu nhiên được đưa ra. Ví dụ, nếu chuyển từ khe thời gian 7 của luồng đầu vào đến khe thời gian 2 của luồng đầu ra, thông tin từ thuê bao được ghi ở khe thời gian đưa vào số 7 được gửi đến thuê bao được chỉ thị bằng khe thời gian số 2 ở đầu ra.

Hình 2.6. Qui trình chuyển mạch theo khe thời gian.

Có sẵn cho loại qui trình này là phương pháp đọc ngẫu nhiên theo dãy ghi lần lượt (SWRR) trong đó các số liệu được ghi lần lượt từ phía đầu vào và được đọc một cách ngẫu nhiên từ phía đầu ra. Phương pháp đọc lần lượt ghi ngẫu nhiên (RWSR) là phương pháp ghi các số liệu một cách ngẫu nhiên từ phía đầu vào và đọc chúng theo trình tự ở phía đầu ra, còn phương pháp ghi ngẫu nhiên đọc ngẫu nhiên (RWRR) là viết và đọc các số liệu một cách ngẫu nhiên.

B. Chuyển mạch không gian

Chức nǎng chuyển đổi khe thời gian giữa các khe thời gian đầu vào/đầu ra được giải thích ở phần trên chịu trách nhiệm cho chức nǎng chuyển mạch hoàn thiện đối với tất cả các khe thời gian. Bây giờ, nếu mạch chuyển mạch xử lý thuê bao M như là một điểm cuối của khe thời gian đơn, thì càn có bộ nhớ có số "M" được tạo bởi các từ được dùng ở tốc độ thích hợp. Ví dụ, trong trường hợp tần số mẫu là 8 KHz, thì hệ thống có 128 khe thời gian có thể có khả nǎng viết và đọc các số liệu vào bộ nhớ mỗi 125 u giây/128=976 nano giây (nsec.). Tuy nhiên, nếu hệ thống trở nên lớn hơn, thì các yêu cầu về bộ nhớ và tốc độ truy nhập có thể không đáp ứng nổi với công nghệ đang có hiện nay. Ví dụ như, hệ thống với 16.384 khe thời gian có khả nǎng viết và đọc các số liệu cho mỗi 76,3 nano giây (125u giây/16.384). Do vậy để tǎng hiệu suất của hệ thống, một phương pháp mở rộng dung lượng sử dụng các bộ phận tiêu chuẩn là cần thiết. Một trong các phương pháp có sẵn cho mục đích này là việc đổi các khe thời gian trong một luồng khe thời gian tới các khe thời gian của một luồng khác bằng cách đấu nối qua lại các nhóm chuyển mạch khe thời gian với cổng lôgíc. Công nghệ này được gọi là chuyển mạch phân chia không gian - thời gian sử dụng các thanh đấu chéo theo không gian. ở đây, thanh đấu chéo theo không gian tương tự như thanh quét sử dụng các tiếp điểm rơ-le trừ trường hợp yêu cầu một cổng logic vận hành ở tốc độ cao. Một thanh quét được mô phỏng với bên đầu vào của trục đứng và bên đầu ra của trục nằm ngang. Một cổng lôgic được dùng ở điểm cắt chéo của trục đứng và trục nằm ngang. Sự tiếp xúc phù hợp được tiến hành thông qua việc kích hoạt cổng lôgic tương ứng trong thời hạn của khe thời gian và nhờ đó thông tin được truyền đi từ bên đầu vào đến phía đầu ra.

Hình 2.7. Thanh cắt chéo không gian

trong chuyển mạch phân chia thời gian.

Ví dụ, một khe thời gian trong luồng đầu vào liên tục có "K" các từ PCM khác nhau kích hoạt một cổng thích hợp để thực hiện việc chuyển mạch tới trục nằm ngang mong muốn. Đầu vào của trục đứng còn lại có thể được nối với đầu ra của trục nằm ngang bằng cách kích hoạt một cách phù hợp các cổng tương ứng. Đồng thời, ở khe thời gian tiếp theo, một đường dẫn hoàn toàn khác với đường trước đó có thể được lập ra.

ở đây chú ý là các khe thời gian của trục đứng và trục nằm ngang được phát sinh một cách tương ứng trong cùng một thời điểm và vì vậy ở thanh quét, việc chuyển khe thời gian không được thực hiện. Như trong trường hợp chuyển đổi khe thời gian, một bộ nhớ điều khiển có thông tin để kích hoạt các cổng tại các khe thời gian mong muốn là cần thiết. Hệ thống có thể có "m" các đầu vào và "n" các đầu ra được mô tả ở hình 2.7. "m" và "n" có thể là giống nhau hoặc khác nhau tuỳ thuộc vào cấu hình của hệ để thực hiện việc tập trung, phân phối, và các chức nǎng mở rộng.

Vì vậy, đối với mạng chuyển mạch không gian, một thanh quét nhiều mức có thể được sử dụng. Khi muốn gửi các tín hiệu từ đầu vào 1 đến đầu ra 2, cổng S21 phải được kích hoạt trong thời hạn của khe thời gian mong muốn. Nếu Sm1 được kích hoạt vào cùng thời gian đó, đầu vào "m" được gửi đến đầu ra 1. Như đã giải thích, một vài thanh quét có thể được kích hoạt đồng thời trong thời hạn của khe thời gian nhất định và vì vậy số các đường nối đồng thời có thể được là một trong hai số "m" hoặc "n" tuỳ theo số nào là nhỏ hơn.

2.2.3 Phương pháp thiết lập mạng chuyển mạch kiểu phân chia thời gian

Một mạng lưới có thể được lập nên bằng các sử dụng một trong các chuyển mạch T, chuyển mạch S, hay phối hợp cả hai, theo đó mạng lưới có thể được thiết lập như sau:

• Chuyển mạch T đơn

• Chuyển mạch S đơn

• Chuyển mạch T-S

• Chuyển mạch S-T

• Chuyển mạch T-S-T

• Chuyển mạch S-T-S

• Sự phối hợp phức tạp hơn của S và T

A. T-S-T

Cấu hình này cho phép hệ thống xử lý các cuộc gọi một cách không bị ngắt quãng do bị khoá như ở hình 2.8. Trong việc điều khiển mạng, việc lựa chọn khe thời gian ở đầu vào/đầu ra và khe thời gian ở chuyển mạch không gian là không liên quan đến nhau. Nghĩa là trong trường hợp của T-S-T, thì khe thời gian đầu vào có thể được đấu nối với khe thời gian đầu ra bằng cách dùng khe thời gian trong đường chéo của chuyển mạch không gian. Trong trường hợp khe thời gian 3 của đầu vào được xác định với các cuộc gọi phải đấu nối với khe thời gian 17 của đầu ta mong muốn để giải thích việc khóa trong mạng lưới số và đầu cuối không gian có thể cấp đường nối từ chiều dài đầu vào đến chiều rộng đầu ra, khe thời gian 3 và 17 phải được trao đổi với nhau. Như thế, việc đấu nối đạt được khi khe thời gian 3 của đầu vào và khe thời gian 17 của đầu ra còn rỗi. Vào lúc này chỉ có thể có được một đường thông, nếu khe thời gian 3 đã được dùng, khe thời gian 17 có thể được sử dụng nhưng vào lúc này các cuộc gọi đã bị khoá.

Trong trường hợp mạng T-S-T, bộ biến đổi khe thời gian đầu vào có thể chon một trong các khe thời gian để sử dụng. Nếu hệ thống có 128 khe thời gian, khe thời gian đầu vào 3 có thể được nối với một khe thời gian bất kỳ của không gian trừ khe thời gian đầu vào 3. Theo đó trong trường hợp của T-S-T điều quan trọng phải tìm kiếm đường dây rỗi cũng như các khe thời gian sẽ sử dụng. Trong hầu hết các trường hợp, mạng lưới có thể cung cấp ít nhất một hay nhiều đường để nối các khe thời gian đầu vào/đầu ra.

Hình 2.8. Cấu trúc mạng T-S-T.

S-T-S

Trong trường hợp của S-T-S, quá trình tương tự như T-S-T được tiến hành. Trên hình 2.9, một mạng S-T-S được mô tả. Việc lựa chọn khe thời gian đầu vào/đầu ra được xác định bằng đường giao tiếp theo yêu cầu. Do bộ biến đổi khe thời gian có thể được thay đổi bằng cách dùng hai chuyển mạch không gian, độ linh hoạt của đầu nối được cải thiện. Ví dụ, nếu khe thời gian 7 cần phải được nối đến khe thời gian 16, thì chỉ có một yêu cầu duy nhất là khe thời gian đó phải có khả nǎng trao đổi khe thời gian 7 và 16.

Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng một trong các số "n" bất kỳ của thời gian. Các mạng lưới T-S-T và S-T-S có thể được thiết kế để có cùng khả nǎng kết nối cuộc gọi và tỷ lệ khoá cuộc gọi. Việc này chứng tỏ là tỷ lệ phân bố 1:1 được tiến hành giữa việc phân chia thời gian và phân chia không gian.

Hình 2.9. Cấu trúc mạng S-T-S.

2.3 Phương pháp điều khiển

2.2.1 Phân loại phương pháp điều khiển

Mặc dù có nhiều loại hệ thống tổng đài đang có hiện nay, tất cả các hệ thống đó có thể được phân loại như được ghi ở Bảng 2.1. Đầu tiên chúng có thể được phân loại theo phương pháp điều khiển mở/đóng của chuyển mạch cuộc gọi thành phương pháp điều khiển độc lập, phương pháp điều khiển chung, và phương pháp điều khiển theo chương trình lưu giữ.

Các phương pháp Quá trình

đấu nối Điều khiển

độc lập Điều khiển

chung Điều khiển

bằng chương trình

được lưu giữ

Loại điều khiển

trực tiếp 0 x x

Loại điều khiển

gián tiếp 0 0 0

0 : Có tồn tại

x : Không có hiện nay trừ các trường hợp đặc biệt

Bảng 2.1 Phân loại phương pháp điều khiển chuyển mạch.

Phương pháp điều khiển độc lập còn được gọi là phương pháp điều khiển đơn chiếc; Đây là phương pháp lựa chọn các đường nối khi mỗi chuyển mạch tiến hành một cách độc lập việc điều khiển lựa chọn vì mỗi chuyển mạch được trang bị bằng một mạch điều khiển. Bởi vì tính đơn giản của mỗi mạch phương pháp này được sử dụng rộng rãi cùng với phương pháp từng bước trong các hệ tổng đài đầu tiên được phát triển. Tuy nhiên, việc lựa chọn đường có hiệu quả cho toàn bộ hệ thống là khó khǎn bởi vì phạm vi lựa chọn của mỗi mạch điều khiển phần nào đó bị giới hạn. Phương pháp điều khiển thông thường là phương pháp tập trung các mạch điều khiển vào mỗi chỗ và sau đó theo dõi trạng thái đấu nối của toàn mạch để lựa chọn các đường nối. Khi sử dụng phương pháp này, các mạch điều khiển được tập trung để chia sẻ số lượng lớn các cuộc gọi cho nên khả nǎng của các mạch điều khiển là rất lớn. Đồng thời các chức nǎng phức tạp có thể được tiến hành một cách kinh tế. Hầu hết các hệ tổng đài kiểu cơ học phân chia không gian bao gồm cả hệ tổng đài thanh chéo cùng sử dụng phương pháp này. Phương pháp điều khiển theo chương trình được lưu giữ là một trong các loại phương pháp điều khiển chung; chúng được tập trung khá cao độ về chức nǎng và như là thiết bị xử lý thông tin đa nǎng, nó tiến hành một số điều khiển đấu nối. Hầu hết các hệ tổng đài điện tử đang dùng hiện nay đều áp dụng phương pháp này. Các đầu vào điều khiển trực tiếp cho một hệ tổng đài là các xung quay số dược gửi đến từ các máy điện thoại. Các đặc điểm xử lý đấu nối thay đổi rất lớn tuỳ thuộc vào việc sử dụng các loại đầu vào này. Phương pháp điều khiển trực tiếp là phương pháp trong đó các xung nhận được trực tiếp kích hoạt các mạch điều khiển nhằm để chọn các đường nối một cách liên tiếp. Khi áp dụng phương pháp này, việc vận hành có thể được tiến hành một cách đơn giản tuy nhiên cấu hình mạng lưới tuyến và số quay, là đường nối, phải có mối quan hệ tương đương 1-1. Theo đó, cấu hình mạng là ít linh hoạt và khả nǎng thấp hơn. Do đó, phương pháp này là không phù hợp với hệ tổng đài có dung lượng lớn có khả nǎng xử lý các cuộc gọi đường dài.

Phương pháp điều khiển gián tiếp là phương pháp tập trung các xung quay số vào mạch nhớ, đọc tất cả các số và sau đó lựa chọn các đường nối cuộc gọi thông qua việc đánh giá tổng hợp. Theo đó với phương pháp này được đặc tính hoá bởi dung lượng xử lý đường thông cao và có khả nǎng biến đổi các số gọi, tương đương, các số gọi và các đường nối có thể được xác định độc lập để lập nên mạng lưới tuyến linh hoạt. Đặc biệt, chức nǎng này là cần thiết để có thể sử dụng một cách có hiệu quả các tuyến gọi đường dài. Tốc độ vận hành của mạch điều khiển trong các phương pháp điều khiển chung và điều khiển theo chương trình lưu giữ là nhanh hơn nhiều so với thao tác quay số. Theo đó các số đựoc quay được tập hợp lại trong một mạch nhớ tách biệt tạm thời nhằm để sử dụng mạch điều khiển tích hợp cao và sau đó chúng được đọc với tốc độ cực kỳ nhanh để điều khiển toàn bộ chúng ngay lập tức. Vì lý do này, hầu hết các hệ tổng dài sử dụng phương pháp điều khiển chung và điều khiển theo chương trình lưu giữ đều dùng phương pháp điều khiển gián tiếp loại trừ một số trường hợp trong thời kỳ ban đầu cuả quá trình phát triển.

2.3.2 Phương pháp điều khiển độc lập

Các hệ tổng đài theo từng bước như của Strowger hoặc hệ tổng đài EMD sử dụng phương pháp điều khiển độc lập trong đó từng mạch điều khiển riêng được bố trí kèm theo cho mỗi chuyển mạch. Mặc dù đã cũ, đây vẫn là ví dụ tốt của cái gọi là điều khiển phân tán; nó tiến hành việc điều khiển chuyển mạch một cách thống nhất bằng cách kích hoạt một cách độc lập các điều khiển chuyển mạch phân tán. Mạch phân tán có bất lợi là nó làm giảm khả nǎng chuyển mạch hoặc các chức nǎng chuyển mạch. Tuy nhiên, vì hệ thống có trang bị loại mạch này có khả nǎng cô lập các lỗi một cách có hiệu quả, hệ này có thể được thay đổi hoặc được mở rộng dễ dàng. Đặc biệt, phương pháp này rất có thể được dùng rộng rãi khi công nghệ thiết bị mới bao gồm độ tích hợp cao của mạch điện tử trở nên pháp triển hơn. Phương pháp điều khiển độc lập đựoc phân loại thêm thành các loại điều khiển trực tiếp và điều khiển gián tiếp. ở phần tiếp theo, chúng được xem xét chi tiết hơn.

A. Kiểu điều khiển trực tiếp

Như đã mô tả ở phần trước đây, các xung sinh ra khi thuê bao quay số được đưa vào trực tiếp, tiếp đến được xử lý một cách liên tục để lựa chọn đường nối. Theo đó, một chuyển mạch để chọn đường được định ra bằng số quay đã nhận được và sau đó chọn đường dây rỗi trong số đó. Hệ thống được tạo nên bởi một nhóm các chuyển mạch như vậy.

Hai loại chuyển mạch hiện có là loại chuyển mạch cơ học kiểu chuyển động đơn để chọn các đường ra thông qua việc dịch chuyển nhiều chiều đơn như dịch chuyển quay và chuyển theo đường thẳng và một loại chuyển mạch cơ học kiểu chuyển 2 cấp để phối hợp hai cách chuyển nhiều chiều như chuyển theo chiều đứng. Có nhiều phương pháp kích hoạt các chuyển động được nói trước đây; một phương pháp quay bánh rǎng đồng hồ sử dụng các phương tiện điện từ hoặc động cơ đặc biệt và một hệ thống nguồn chuyển động dịch chuyển từng chuyển mạch bằng cách lắp đặt một máy phát điện chung ở một số chuyển mạch hoặc thông qua các bánh rǎng hoặc các phối hợp phức tạp khác.

B. Kiểu điều khiển gián tiếp

Phương pháp điều khiển trực tiếp có thể được sử dụng cho các hệ tổng đài dung lượng nhỏ một cách không khó khǎn. Tuy nhiên, khi sử dụng cho hệ thống có dung lượng lớn, cấu hình mạng trở nên phức tạp và khi lắp đặt một đường trung kế giữa các tổng đài có lưu lượng nhỏ, thì hiệu quả của nó bị giảm xuống đáng kể. Để giải quyết các vấn đề này, phương pháp điều khiển gián tiếp được phát triển. Nghĩa là mạch nhớ số gọi được lắp đặt trong hệ tổng đài để đọc các số gọi đã được lưu giữ. Khi tổng đài bị gọi được xác định, việc chuyển đổi số phải được tiến hành tuỳ theo việc thiết lập mạng lưới dây cũng như việc thực hiện nhận số liên tục và thêm các số được quay. Phương pháp này được gọi là phương pháp điều khiển gián tiếp hay phương pháp chuyển đổi có lưu giữ. Hướng của đường trung kế có thể được chọn bằng cách quay một số thập phân giới hạn đến 10; vì vậy khi dùng phương pháp điều khiển độc lập cấu hình mạng lưới tuyến phần nào bị hạn chế trong khi đối với phương pháp điều khiển gián tiếp thì đường truyền dẫn có thể hoạt động với hiệu qủa cao vì cấu hình mạng lưới tuyến không quan hệ trực tiếp với các số được quay. Như đã trình bày ở trên, phương pháp điều khiển độc lập là ví dụ đặc biệt của điều khiển phân tán. Có thể phân bố các chức nǎng chuyển mạch (xác định cuộc gọi, nhận số được quay, xác định đường trung kế, chọn đường dây rỗi, cấp điện, truyền/nhận một số tín hiệu, gọi lại, xác định thời điểm kết thúc gọi, hồi phục và các chức nǎng khác) cho các loại mạch khác nhau để đấu nối các nhánh. Mỗi mạch được kết cấu đơn giản và một vài chuyển mạch được tập hợp thành nhóm để hình thành hệ tổng đài.

2.3.3 Phương pháp điều khiển chung

Hệ điều khiển chung là phương pháp tách giữa mạch chuyển mạch gọi của hệ tổng đài và mạch điều khiển và phân chia một số nhỏ các mạch điều khiển thành nhiều điều khiển đầu nối để đạt hiệu quả cao hơn. Điều khiển đầu nối được tiến hành thông qua các quá trình sau: giai đoạn tập trung đường khi các cuộc gọi phát sinh từ các thuê bao được tập hợp lại sau đó được nối với mạng chuyển mạch gọi, giai đoạn phân bổ trong đó các cuộc gọi đã tập hợp được phân loại theo các hướng, thời kỳ tái phát sinh trong đó các cuộc gọi từ phía tổng đài đối diện được tái phát lại và sau đó được chuyển đến tổng đài bên kia, và một đoạn chọn cuối cùng khi các cuộc gọi đến được nối với phía bị gọi. Phương pháp điều khiển chung từng phần hay là hệ thống đánh dấu theo giai đoạn là phương pháp chia các chức nǎng trên đây thành các thời kỳ khác nhau và sau đó phân bổ chúng cho một số loại các mạch điều khiển chung. Mặt khác hệ đánh dấu chung là phương pháp cho phép mạch điều khiển chung điều khiển các đấu nối thông qua mạng chuyển mạch gọi của một tổng đài.

Khi sử dụng phương pháp điều khiển chung từng phần, hệ tổng đài có thể được tách ra thành các ngǎn và theo đó khi nào cần thiết, có thể bổ sung các ngǎn một cách dễ dàng để mở rộng hệ thống. Tuy vậy, những bất lợi sau đây thường gặp khi sử dụng phương pháp này: việc xử lý thông tin điều khiển giữa mỗi ngǎn là khó khǎn, số lớn các thiết bị trung kế được đưa vào thông qua khoảng trống trong các mạch gọi tách riêng, dung lượng xử lý đường thông bị giảm đáng kể do toàn bộ hệ thống không được tích hợp hoàn toàn và các chức nǎng phức tạp. Do vậy, hiện nay hệ đánh dấu chung được dùng rộng rãi hơn. Hệ tổng đài số 5 của Mỹ là ví dụ điển hình sử dụng phương pháp đánh dấu theo giai đoạn và hệ tổng đài kiểu C45 của Nhật dùng hệ đánh dấu thông thường.

A. Hệ đánh dấu thông thường

Như đã trình bày ở phần trước đây, hệ đánh dấu thông thường là phương pháp điều khiển toàn bộ vận hành của việc đấu nối chọn lọc trên mạng thông qua việc sử dụng chuyển mạch cuộc gọi.

Điều này không có nghĩa là chỉ có một mạch điều khiển hoặc một hệ tổng đài được sử dụng. Thay vì, nó có nghĩa là một mạch điều khiển điều khiển toàn bộ hệ thống thoại. Trong trường hợp đối với hệ tổng đài thanh chéo, cách thực hiện chung là việc điều khiển các cuộc gọi được thực hiện thông qua việc sử dụng các mạch điều khiển chung khác nhau tuỳ thuộc vào tốc độ điều khiển yêu cầu. Vì vậy, đôi khi có 2 thiết bị để thực hiện các chức nǎng khác nhau được lắp đặt cạnh kề nhau. Khi sử dụng phương pháp này, chuyển mạch gọi toàn bộ được kiểm tra đầu tiên và sau đó thông tin chưa được chiếm giữ của mỗi phần được tập hợp lại để chọn đường nối. Vì vậy, hiện tượng khoá đường thông, phát sinh do tình trạng máy bận, có thể được giữ ở mức tối thiểu để có hiệu quả cao hơn. Do có các lý do này, nên hầu hết các hệ tổng đài được phát triển gần đây sử dụng hệ đánh dấu chung. Trên hình 2.10, đường nối cuộc gọi của hệ tổng đài số 5 được thể hiện.

Hình 2.10. Đường nối cuộc gọi của hệ tổng đài số 5.

Thao tác nối cuộc gọi của hệ thống chuyển mạch thực hiện như sau:

• (1) Nối mã: từ lúc thuê bao nhấc ống nói cho đến khi truyền tín hiệu mời quay số.

• (2) Tiếp nhận xung quay số: số được ghi vào thanh ghi khi máy thuê bao chủ gọi quay số.

• (3) Nối cuộc gọi đi: Dựa vào số nhận được trong thanh ghi chủ gọi đường ra của tổng đài trung chuyển nối với máy thuê bao bị gọi được xác định

• (4) Nối trong nội bộ tổng đài: Nếu máy thuê bao bị gọi nằm trong tổng đài nội hạt, thì đường gọi trong tổng đài nội hạt được lựa chọn.

• (5) Nối cuộc gọi đến: Khi cuộc gọi đến từ một tổng đài khác, thanh ghi đầu vào bị chiếm bởi một đường trung kế vào.

• (6) Nối trung chuyển: Nếu hệ thống chuyển mạch là trung chuyển, thì cuộc gọi đến được chuyển tới tổng đài xa hoặc tổng đài cuối.

Để kiểm tra xem những chức nǎng trên có thực hiện bình thường không, hệ thống chuyển mạch thường được trang bị thêm chức nǎng quản lý, vận hành và bảo dưỡng của bộ điều khiển tự động, chức nǎng phát hiện lỗi, vị trí, thời gian gây lỗi và thiết bị ghi.

B. Phương pháp điều khiển chung từng phần

Việc điều khiển đấu nối của hệ thống chuyển mạch được thực hiện qua những quá trình sau: giai đoạn tập trung đường theo lưu lượng cần xử lý sau khi xác định có tín hiệu gọi, giai đoạn phân phối các cuộc gọi cho các địa chỉ dựa trên số đã quay, giai đoạn thực hiện nối rơ-le, và cuối cùng là giai đoạn lựa chọn cuối cùng khi các cuộc gọi được nối tới các thuê bao bị gọi. Theo như trên, mỗi giai đoạn có sự điều khiển khác nhâu, Hệ thống đánh dấu giai đoạn là phương pháp phân chia sự điều khiển thành nhiều nhóm và sau đó phân loại phạm vi điều khiển đấu nối tương ứng để phân phối.

Hệ thống này khác với hệ thống đánh dấu chung ở chỗ phạm vi giám sát của một mạch điều khiển chung là một bộ phận của mạng chuyển mạch cuộc gọi như chỉ rõ trong hình 2.11

Hình 2.11. Phương pháp điều khiển chung từng phần.

Phương pháp này có đặc điểm như sau:

• (1) Phạm vi mạng chuyển mạch gọi do một mạch điều khiển nhỏ

• (2) Hệ thống chuyển mạch có thể phân chia và xếp đặt lại bằng cách kết hợp các bộ phận một cách khác nhau để linh hoạt hơn.

• (3) Vận hành mạng tuyến có thể thực hiện linh hoạt tuỳ theo yêu cầu về đường thông.

• (4) Những lỗi xảy ra chỉ có ảnh hưởng ít nhất đối với toàn hệ thống vì các mạch điều khiển đã được mô-đun hoá.

• (5) Khả nǎng của mạng chuyển mạch gọi bị giảm bớt rõ rệt.

• (6) Hiệu quả của đường trung kế giảm xuống nhiều

• (7) Cần có những đường trung kế dẹ phòng giữa các mạng chuyển mạch phân phối

• (8) Thông tin về điều khiển phải truyền giữa các mạch điều khiển chung

Như trên, phương pháp điều khiển chung từng phần thiết kế đơn giản đã được sử dụng rộng rãi trong các mô hình hệ thống tổng đài có đường nối chéo trước đây.

2.3.4 Phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ

Việc điều khiển độc lập và điều khiển chung được phân loại trong khía cạnh sơ đồ của hệ thống điều khiển. Trái lại, nếu chúng ta xem xét hệ thống từ khía cạnh phép tính xử lý các biến đổi logic thì mạch điều khiênr của hệ thống chuyển mạch có thể phân loại tiếp thành mạch logic dây và mạch logic lưu trữ. Nói chung mạch điều khiển số được thực hiện với những phép tính logic như (AND), (OR), và (NOT), và kết hợp với thao tác bộ nhớ để xác định trạng thái tiếp theo sau khi đã lưu trữ phần ghi trước đó. Với mục đích đó, có 2 phương pháp thao tác: logic dây là phương pháp kết hợp các rơ-le, mạch điểm tiếp xúc hay cổng điện tử và sau đó nối các thao tác logic cần thiết để thiết lập hệ thống. Thao tác điều khiển được xác định bằng phương pháp nối dây. Những mạch điều khiển của phần lớn các hệ thống chuyển mạch kể cả hệ thống chuyển mạch thanh cheó phát triển trước đây đều được thực hiện theo phương pháp này.

Mạch logic lưu trữ là phương pháp thực hiện các phép tính logic theo chỉ thị trên mạch nhớ bằng cách sử dụng một máy tính điện tử đa nǎng. Thí dụ, CPU của máy tính điện tử chỉ gồm có một mạch cộng và mạch logic cơ sở.Những phép tính và thao tác phức tạp có thể thực hiện bằng cách dùng mạch cơ sở nhiều lần theo thông tin nhớ đã ghi lại trong chương trình. Các loại thao tác này được xác định bởi các mạch dây đặc định (hardware: phần cứng) và các chương trình đưa vào bộ nhớ (phần mềm) quyết định, và các thao tác đó được gọi là những phép logic lưu trữ. Phương pháp điều khiển dùng các mạch logic lưu trữ gọi là điều khiển bằng chương trình lưu trữ (SPC). Mạch nối dây toàn phần dùng cho các thao tác chuyển mạch nhất định như xác định thuê bao chủ gọi, chọn đường, hệ số xung quay số không có ở trong CPU thực hiện điều khiển chung trong phương pháp này. Như trong trường hợp máy tính điện tử tổng hợp, hệ thống chỉ có các mạch cơ bản có chức nǎng logic và số học. Trình tự thực hiện thao tác chuyển mạch được lưu trong mạch nhớ dưới dạng những lệnh chương trình và sau đó theo các lệnh đó thực hiện thao tác chuyển mạch bằng cách kích hoạt các mạch cơ sở nhiều lần. Phương pháp này đòi hỏi sự biến đổi logic tốc độ cáp và mạch nhớ có dung lượng lớn. Do đó nó được sử dụng rộng rãi với sự xuất hiện của mạch điện tử vận hành đơn giản.

Lợi thế đáng kể nhất của phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ là điều khiển rất linh hoạt. Trước đây, các hệ thống truyền thông chủ yếu sử dụng truyền tiếng nói 1:1. Tuy nhên ngày nay các hệ thống chuyển mạch phải có khả nǎng xử lý những dịch vụ truyền thông mới như truyền tiếng nói/hình ảnh và các loại trao đổi số liệu và dịch vụ chuyển mạch điện thoại như quay số tắt và điện thoại hội nghị, điều đó đòi hỏi phải có tính linh hoạt, tính có thể mở rộng và tính sẵn sàng. hệ thống tổng đài điện tử (ESS) đã được phát minh để phục vụ những loại dịch vụ này. ESS hoạt động theo phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ này.

A. Nguyên tắc mạch logic lưu trữ

Trước hết, nó khác với các mạch logic nối dây thông thường ở những điểm sau. Hình 2.12 minh hoạ một mạch tuần tự sử dụng logic nối dây gồm các cổng logic như Và, Hoặc và Không, những mạch logic kết hợp bằng nối dây để đáp ứng các nhu cầu của mạch điểm tiếp xúc và mạch nhớ để lưu trữ các bản tin về thao tác đã qua và sau đó chỉ thị trạng thái thao tác. Hoạt động của mạch logic nối dây được xác định thông qua việc thực hiện nối dây. Quá trình này tương tự như việc vận hành của công nhân lành nghề.Nghĩa là, mạch này xử lý những công việc thường lệ đơn giản liên quan tới trạng thái dòng điện và thông tin đưa vào. Do đó nó có thể thực hiện những công việc đặc biệt nhưng không thực sự linh hoạt. Mạch logic lưu trữ đặc biệt đưlợc thể hiện trong hình 2.13. Chương trình lưu trữ trong mạch nhớ là một bộ lệnh thể hiện mức thao tác. Mặt khác nó thể hiện chức nǎng phù hợp với đơn vị mạch logic kết hợp của mạch logic dây dẫn. Mạch xử lý số học logic diễn giải các mệnh lện đã được đọc và chỉ định địa chỉ bộ nhớ của lệnh được đọc tiếp đó. Phần lớn những thông tin trong địa chỉ này được ghi lại khi nhập lệnh. Mạch xử lý số học logic qua đánh giá địa chỉ từng phần và thông tin đàu vào tại thời điểm đó để xác định địa chỉ đầy đủ của mệnh lệnh sẽ được xử lý tiếp theo. Khi hoàn tất một loạt các thao tác bằng cách thực hiện các lệnh một cách tuần tự như đã bàn tới, và sau đó đi tới những lệnh thể hiện kết quả điều khiển đó là đầu ta và sau đó đọc.

B. Phương pháp chuyển mạch điều khiển bằng chương trình lưu trữ

Việc điều khiển bằng chương trình lưu trữ của hệ thống tổng đài điện tử có một bộ nhớ cố định để ghi nhớ các chương trình và một bộ nhớ tạm thời để viết và đọc các dữ liệu một cách tự do. Trong bộ nhớ cố định, các lệnh thao tác chuyển mạch, số điện thoại, số của thiết bị đầu cuối, thông tin chọn đường trong mạng, loại dịch vụ đầu cuối, và các loại thông tin dịch số được lưu trữ cố định. Mặt khác, bộ nhớ tạm thời được dùng để nhớ trạng thái của từng thiết bị đàu cuối và các cuộc gọi được điều khiển, các giai đoạn

Hình 2.12. Mạch logic dây dẫn.

Hình 2.13. Mạch logic lưu trữ.

điều khiển, và kết quả tạn thời của các phép tính số học đang thực hiện. Trong hình 2.14, cấu hình của hệ thống tổng đài điện tử sử dụng điều khiển bằng chương trình lưu trữ được minh hoạ. Mạng chuyển mạch cuộc gọi thực hiện nối và cắt các cuộc gọi. Bộ quét được sử dụng để xác định trạng thái của từng trạm đầu cuối của mạch gọi, như các mạch đường thuê bao, đường trung kế, và thiết bị nhận xung quay số; nó quét trạng thái bật-tắt theo chu kỳ và sau đó gửi thông tin đầu vào cho mạch điều khiển trung tâm. Mạch điều khiển trung tâm, một mạch điều khiển điện tử gồm một mạch điều khiển và từng thanh ghi, để quản lý và vận hành toàn bộ hệ thống điều khiển.

Nó cũng được dùng cho thiết bị thao tác số học của máy tính điện tử tổng hợp. Nó hoạt động theo chương trình lưu trữ trong mạch nhớ cố định. Bằng cách truyền các trạng thái ghi trong mạch nhớ tạm thời một cách tuần tự theo thông tin đầu vào, nó thực hiện điều khiển cuộc gọi bằng cách sử dụng phương pháp phân chia thời gian. Mạch bộ nhớ cố định là một bộ lưu trữ chương trình sử dụng chủ yếu để nhớ các chương trình và mạch nhớ tạm thời được dùng để nhớ trạng thái xử lý cuộc gọi và do đó gọi là bộ lưu trữ cuộc gọi. Bộ xử lý trung tâm gồm 2 bộ phận đó.

Chức nǎng điều khiển mạng chuyển mạch được dùng để thực hiện mở/đóng chuyển mạch gọi, điều khiển đường trung kế hoặc các phép kiểm tra có liên quan với các đường gọi. Mạch điều khiển trung tâm, dựa vào kết quả các giai đoạn lệnh đã thực hiện, ghi ra danh sách các lệnh có liên quan tới trình tự thao tác của mạch chuyển mạch gọi trong mạch nhớ tạn thời: Danh sách lệnh đã hoàn tất được gửi đến mạch kích hoạt chuyển mạch để chỉ thị phương pháp thao tác cho mạch chuyển mạch gọi.

Hệ thống tổng đài điện tử, cùng với các mạch cơ bản nói trước đây, nói chung có một bàn vận hành và bảo dưỡng cho các dịch vụ sửa chữa. Hệ thống này cũng thực hiện một chương trình sửa chữa phục hồi những lỗi xảy ra trong hệ thống và tự động chẩn đoán các vị trí lỗi. Kết quả thực hiện

Hình 2.14. Thiết lập hệ thống tổng đài điện tử.

những chức nǎng này được in ra qua máy in. Nhân viên sửa chữa cǎn cứ vào các bản báo cáo đó, thay các bảng lỗi để sửa chữa. Ngoài ra bàn bảo dưỡng và sửa chữa được dùng để thay các số quay, đường rơ- le và các chức nǎng dịch vụ. Người quản trị có thể thực hiện việc này bằng cách thay đổi thông tin diễn giải tương ứng hoặc các chương trình. Nói chung, những điều kiện sau đây phải được đáp ứng cho hoạt động thích hợp của hệ thống tổng đài điện tử sử dụng phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ.

• (1) Viết các chương trình hiệu quả

• (2) Dung lượng lớn và mạch nhớ tiết kiệm

• (3) Điều khiển tốc độ cao

• (4) Độ tin cậy cao

• (5) Dịch vụ mới dễ thích ứng

• (6) Mạch được tiêu chuẩn hoá

• (7) Chức nǎng tự chẩn đoán và sửa chữa

C. Các loại dich vụ chuyển mạch cuộc gọi

Có 2 loại dịch vụ trong hệ thống chuyển mạch chung: thông tin và dịch vụ chuyển mạch cuộc gọi và truyền và xử lý dữ liệu. Trong phần sau đây sẽ mô tả vắn tắt các dịch vụ thoại trong hệ thống chuyển mạch chung:

• (1) Quay số tắt: Các số của máy thuê bao thường gọi tắt bằng 2 hay 3 số đặc biệt

• (2) Giữ chỗ: Nều máy thuê bao bị gọi bận, thì cuộc gọi tới thuê bao đó được tự động thực hiện lại khi thuê bao được giải phóng bằng cách quay một số đặc biệt

• (3) ấn định cuộc gọi tự động: Một cuộc gọi có thể thiết lập giữa bên chủ gọi và bên được gọi vào thời gian định trước.

• (4) Hạn chế gọi: Hạn chế gọi đi (PBX và loại khác )

• (5) Gọi vắng mặt: Bản tin đã ghi được kích hoạt khi thuê bao bị gọi vắng mặt

• (6) Hạn chế gọi đến : Còn gọi là vận hành đối ngẫu. Chỉ những thuê bao dặc biệt mới được phép gọi.

• (7) Chuyển thoại: Một cuộc gọi đến sẽ được chuyển tới một máy điện thoại khác

• (8) Tự động chuyển tới số mới: Dùng khi thay đổi số điện thoại

• (9) Chọn lựa số đại diện: Số đại diện có thể lựa chọn tự do

• (10) Nối số đại diện phụ: Một cuộc gọi được tự động chuyển tới số tiếp theo khi không có trả lời của số đại diện đã quay

• (11) Báo có cuộc gọi đến khi đang bận: Khi nhận được các cuộc gọi khác trong lúc đang bận

• (12) Chờ cuộc gọi: Nhận được cuộc gọi từ bên thứ ba khi đang bận thì có thể đặt tự động cuộc gọi với bên thứ ba

• (13) Gọi cho thao tác viên khi bận : Gọi cho điện báo viên khi bận

• (14) Thoại 3 đường: 3 Thuê bao có thể gọi cùng lúc

• (15) Gọi hội nghị: 3 hay nhiều hơn máy thuê bao có thể tham gia gọi cùng lúc

• (16) Giữ máy: Thuê bao có thể gọi cho bên thứ ba sau khi giữ máy với người đang nói

• (17) Đặt gọi tất cả: Tất cả hay một số điện thoại trong tổng đài được gọi cùng lúc để thông báo

• (18) Tính cước tức thì: Có thể tính cước ngay lập tức

• (19) Dịch cụ tính cước chi tiết: Có chi tiết về cước cho các cuộc gọi

• (20) Báo thức: Tín hiệu báo thức vào giờ định trước

• (21) Tìm cuộc gọi ý đồ xấu: Có thể tự động tìm ra số của máy chủ gọi

Một trong số các chức nǎng nói trên đang được đưa vào hệ thống chuyển mạch dùng thanh chéo. Tuy vậy, hệ thống tổng đài điện tử sử dụng mạch nhớ dung lượng lớn và phương pháp điều khiển bằng chương trình lưu trữ có tính linh hoạt có thể cung cấp dịch vụ đó một cách tiết kiệm và hiệu quả hơn.

2.4 Thiết bị ngoại vi

2.4.1 Tổng quát

Các hệ thống chuyển mạch số hiện nay đang thay thế hệ thống chuyển mạch tương tự là những hệ thống chuyển mạch lớn đang hoạt động. Như vậy các hệ thống chuyển mạch số cần phải được trang bị khả nǎng giao tiếp với mạng tương tự hiện tồn tại. Các hệ thống chuyển mạch số trên mạng điện thoại công cộng phải làm nhiều hơn là việc đáp ứng các điện thoại số. Nghĩa là, các hệ thống chuyển mạch số phải có khả nǎng xử lý nhiều loại điện thoại khác nhau kể cả loại tương tự. Do đó các mạch giao tiếp tương tự như mạch thuê bao tương tự hay mạch đường trung kế tương tự (analog) là phần chính của các hệ chuyển mạch số. Một số các thiết bị giao tiếp analog trong hệ thống là một trong những nhân tố quan trọng nhất để xác định những tham số như giá cả, kích thước, mức tiêu thụ điện. Giá của những mạch thuê bao tương tự chiếm khoảng 80% hoặc hơn trong giá thành sản xuất toàn bộ hệ thống. Vì vậy các nhà sản xuất hệ chuyển mạch dùng mạch VLSI thay thế cho mạch giao tiếp analog để giảm giá thành của mạch thuê bao analog

Hình 2.15. Kết cấu của hệ thống chuyển mạch số chung.

Hình 2.15 minh hoạ cấu hình của hệ thống chuyển mạch số điển hình. Các nguồn thông tin về thuê bao tương tự gồm các điện thoại dân dụng, thương mại và công cộng. Modem dữ liệu có thể dùng làm nguồn thông tin tương tự. Vì modem dùng để gửi thông tin số sử dụng mạch tương tự. Mạch trung kế dùng để giao tiếp với các hệ chuyển mạch khác, với điện thoại viên và mạch dịch vụ cũng nằm trong số này. Thông tin tương tự được nối với hệ chuyển mạch số qua một giá phối tuyến MDF. MDF trang bị với các bộ phận hạn chế vượt thế điện do bị sét hay các nguồn cao thế khác, cung cấp các địa điểm tiện lợi cho việc nối hệ chuyển mạch với các nguồn bên ngoài. Thiết bị bảo vệ sơ cấp này cùng với thiết bị bảo vệ thứ cấp, được dùng để bảo vệ các bộ phận điện tử trong hệ thống chuyển mạch số.

2.4.2 Thiết bị giao tiếp tương tự

Các chức nǎng cơ bản của mạch thuê bao tương tự có thể tóm tắt bằng từ "BORSCHT" gồm chữ đầu, của từng chức nǎng, đó là:

• Nguồn ắc qui (B)

• Bảo vệ điện áp cao (O)

• Báo chuông (R)

• Báo hiệu hoặc giám sát (S)

• Bộ lập/giải mã (C)

• Hybrid (chuyển đổi 2 dây/4 dây) H

• Đo thử (T)

A. Bộ nạp ắc qui

Bộ này dùng để cung cấp điện gọi cho từng máy điện thoại thuê bao và đồng thời dùng để truyền các tín hiệu như nhấc máy hoặc xung quay số.

B. Bảo vệ điện áp cao

Các bộ phận điện tử nhậy cảm của hệ thống chuyển mạch cần phải được bảo vệ một cách đầy đủ để chống không để bị vượt quá điện áp do chớp hoặc điện thương mại không ổn định. Như vậy cần phải lắp đặt sẵn các phần tử bảo vệ trong hệ thống chuyển mạch dể cho hệ thống này có thể chống lại được tác động và dòng do điện áp quá cao sinh ra. Mặt khác dòng điện này có thể đưa vào cả 2 đầu cuối của hai dây điện thoại hoặc giữa một trong hai dây và đất (GND).

C. Chuyển tín hiệu gọi

Chức nǎng này dùng để chuyển các tín hiệu gọi để thông báo rằng cuộc nói chuyện của khách hàng sắp bị chấm dứt. Bởi vì tín hiệu cao thế xoay chiều được dùng làm tín hiệu gọi, hệ thống này có khả nǎng xử lý hiện tượng phóng điện trong quá trình truyền và được trang bị các phương tiện ngǎn cản thao tác sai trên mạch. Hệ thống này cũng cần phải được trang bị quạt gió.

D. Xác định tín hiệu

Chức nǎng này dùng dể phát hiện các tín hiệu nhấc máy/đặt máy phát sinh từ thuê bao hoặc các tín hiệu xung quay số. Mạch này phải có độ tin cậy cao.

Mã hóa, giải mã

Chức nǎng này dùng để mã hoá các tín hiệu tiếng nói tương tự thành các tín hiệu tiếng nói số và ngược lại.

Hybrid

Chức nǎng chính của hybrid là chức nǎng chuyển đổi 2 dây thành 4 dây. Như các chức nǎng phụ, việc chấm dứt, cách điện và các chức nǎng chuyển đổi từ cân đối sang không cân đối cho các tín hiệu xoay chiều có sẵn.

Đo thử

Các đường dây thuê bao thường bị hỏng do bị ngập nước, chập mạch với đường dây điện hoặc bị đứt dây. Người ta đã nghiên cứu ta một lại thiết bị kiểm tra tự động để phát hiện trước các loại lỗi này bằng cách theo dõi các đường dây thuê bao một cách thường xuyên theo chu kỳ. Thiết bị này được nối vào đường dây trong phương pháp analog kiểm tra và đo thử.

Như vậy, thiết bị giao tiếp analog của hệ thống chuyển mạch số thường có một bus test-in (đo thử đầu vào) và test - out (đo thử đầu ra)cho các loại giao tiếp này. Nói chung, để thực hiện chức nǎng đo thử vào và đo thử ra người ta dùng một rơ-le.

2.4.3 Thiết bị giao tiếp số

Một trong những ưu điểm quan trọng của hệ thống chuyển mạch số là nó có thể sử dụng các tín hiệu để truyền dẫn số mà không phải thay đổi chúng. Như vậy có nghĩa là các dòng bít PCM (ghép kênh chia thời gian) sử dụng trong hệ thống chuyển mạch cũng giống như các dòng bít sử dụng trong hầu hết các thiết bị truyền dẫn. Kết quả là người ta có thể sử dụng các mạch tương đối đơn giản để giao tiếp giữa các hệ thống chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn và để tiết kiệm hơn. Hệ thống phân cấp số là tổ hợp các thiết bị truyền dẫn số chạy với nhiều loại tốc độ bit. Mỗi nước định ra tốc độ bit cho các hệ thống của họ. Trong trường hợp nước Mỹ, thiết bị đường truyền dẫn số được gọi là thiết bị tải T và hệ thống được sử dụng rộng rãi nhất là các thiết bị tải T. T1 truyền dòng bit tốc độ 2 hướng 1,544 Mbps (mega bites per second). Các thiết bị tải T khác đã có là T1C, T2, T3 và T4. Việc sử dụng chúng được xác định theo các kiểu ghép kênh. Vì 1.544 Mbps là tốc độ bit cơ sở, nên hầu hết các hệ thống chuyển mạch số có các mạch giao tiếp với tốc độ bit này. Các nước ở Châu Âu sử dụng 2.048 Mbps là tốc độ bit cơ sở. Hai điều kiện dưới đây phải được đáp ứng để giao tiếp một cách có hiệu quả giữa hệ thống chuyển mạch số và thiết bị truyền dẫn số.

1) Yêu cầu về điện: liên quan đến điện áp, xung điện, dạng sóng, trở kháng và tốc độ bit. được ứng dụng cho tất cả các hệ thống chuyển mạch và các thiết bị truyền dẫn.

2) Yêu cầu về loại bit: Xác định rõ các bit này là tiếng nói các dữ liệu, sự định dạng khung, sự định dạng tín hiệu hay là các số liệu bảo dưỡng và sửa chữa. Ngoại trừ vài trường hợp ít ỏi, các bit này không liên quan trực tiếp đến các thiết bị truyền dẫn và chúng chỉ được ứng dụng cho các hệ thống chuyển mạch.

Hai điều kiện trên đây xác định 1 cách đầy đủ các tín hiệu được truyền qua các thiết bị truyền dẫn. DS1 (tín hiệu số 1) là tín hiệu được sử dụng rộng rãi nhất. Tín hiệu này định rõ yêu cầu về điện cho các tín hiệu được truyền thông qua việc sử dụng thiết bị truyền dẫn T1 và giá trị của từng bit có dòng bit. Vì vậy, các loại kênh như D1, D2, D3 và D4 mà đã đáp ứng được các đặc điểm kỹ thuật của DS1 (tín hiệu số 1) có khả nǎng hoạt động cùng với thiết bị truyền dẫn. Ngoài ra, các yêu cầu cho các thiết bị giao tiếp số có liên quan đến giá trị bit của dòng bit như sau.

• Dòng bit này được xác định cho mật độ 1, được sử dụng để lấy thông tin đồng bộ từ thiết bị tải T. Một dòng bit phải có ít nhất là 1, trong số 12,5% hay hơn Os sẽ không được phát ra liên tục.

• ở các nước sử dụng luật m , dòng bit được tạo thành từ các khung bao gồm 193 bit trong 1 khung (frame). Một khung bao gồm 1 bit khung và 24 kênh, và mỗi kênh có 8 bit. Các bit khung được sử dụng để gửi thông tin tín hiệu và để xác định vị trí của mỗi mẫu tin.

• Thông tin tín hiệu (nhấc máy, đặt máy) của mỗi kênh được đưa vào trong LSB (bit ít quan trọng nhất ) của mỗi kênh của mỗi khung thứ 6. Bit này được gọi là bit dịch chuyển.

Ngoài các yêu cầu về tín hiệu số 1 kể trên (DS1), hệ thống chuyển mạch số còn thực hiện các chức nǎng sau:

• Các mã kênh đã được chọn phù hợp phải được gửi đến tất cả các đường trung kế còn rỗi. Các mã này phải đáp ứng tỷ trọng 1 và chúng phải được giải mã thành hầu như là điện 1 chiều 0 volt. Thông thường, chúng được truyền thông qua việc lặp 01111111.

• Thông thường, "0" được thêm vào để kết thúc không gửi đi các từ mà các bit của nó là 0. Điều đó có nghĩa là nếu mã số 00000000 được đưa ra hiển thị, nó sẽ được thay thế bằng 00000010. Quá trình này được thực hiện trong khung cùng với bit dịch chuyển. Do đó nếu việc thêm "0" và sự dịch chuyển xảy ra cùng 1 lúc mà kênh chỉ được sử dụng cho việc truyền dữ liệu, thì chỉ có 6 bit trong mỗi kênh được dùng và tốc độ bit lúc bấy giờ sẽ là 48 Kbps. Để giải quyết vấn đề này, người ta đang mong đợi 1 qui luật DS1 mới cấm bit dịch chuyển và việc thêm "0", sẽ được đưa ra trong tương lai gần.

• Thậm chí nếu các dòng bit đưa vào được đồng bộ hoá, pha có thể được thay đổi. Do đó, mỗi dòng bit phải có khả nǎng chậm lại để mối liên hệ pha thích hợp được thành lập trước khi thực hiện việc chuyển mạch.

• Việc giao tiếp DS1 phải có khả nǎng bảo đảm được việc bảo dưỡng sửa chữa và các chức nǎng báo cáo về cảnh báo.

Ngoài các chức nǎng trên, thiết bị giao tiếp số phải được trang bị các chức nǎng báo lỗi 2 cực, phát ra số lần định khung lại và trượt quá độ. Đấy thường là những lần được nói đến như "GAZPACHO", 1 từ dựa theo các ký tự đầu tiên của mỗi chức nǎng. Đó là

• Việc phát ra mã khung

• Việc xắp hàng khung

• Nén dây 0 (Zero)

• Đổi cực

• Xử lý cảnh báo

• Khôi phục lại đồng hồ

• Tìm trong khi định lại khung

• Báo hiệu giữa các tổng đài

2.5 Mạng lưới truyền thông công cộng

2.5.1 Mạng lưới truyền thông và điều kiện kết cấu

Mạng lưới truyền thông có thể được định nghĩa đại khái là một hệ thống chuyển thông tin. Các mạng lưới truyền thông điện hiện nay đang được sử dụng để xử lý các loại thông tin khác nhau bao gồm mạng lưới điện thoại, mạng lưới điện tín, và mạng lưới truyền số liệu. Ngoài ra, ISDN là một mạng lưới có khả nǎng xử lý tích hợp các loại thông tin trên. Về khía cạnh loại cuộc gọi và các dịch vụ, các mạng lưới truyền thông có thể được phân chia thành mạng truyền thông công cộng, mạng truyền thông chuyên dụng và mạng truyền thông di động. Dựa vào phạm vi các dịch vụ truyền thông được đưa vào hoạt động, các mạng truyền thông có thể được phân loại tiếp thành mạng truyền thông nội bộ, mạng truyền thông nội hạt, mạng truyền thông liên tỉnh, mạng truyền thông quốc tế. Nếu chúng ta phân loại chúng về xử lý chuyển mạch, ta có thể có mạng truyền thông tức thời và mạng truyền thông nhanh (dash). Như đã nói trên, các mạng truyền thông có thể được phân ra nhiều hơn nữa tuỳ theo nhu cầu và đòi hỏi của người sử dụng. Về cǎn bản, mạng truyền thông bao gồm một hệ thống chuyển mạch để định rõ đường nối cuộc gọi theo yêu cầu của thuê bao và một hệ thống truyền dẫn để truyền thông tin gọi đến người nhận. Về cǎn bản, nó phải đáp ứng những điều kiện sau đây.

1. Có khả nǎng kết nối các cuộc gọi được gọi đi từ tất cả các thuê bao chủ gọi có đǎng ký trong hệ thống đến thuê bao bị gọi vào bất cứ lúc nào hoặc vào thời gian đã định trước.

2. Có khả nǎng đáp ứng các yêu cầu và những đặc tính của truyền dẫn.

3. Số của thuê bao bị gọi phải được tiêu chuẩn hoá.

4. Có khả nǎng thực hiện việc truyền tin một cách cẩn thận và độ tin cậy cao.

5. Cần có một hệ thống ghi hoá đơn hợp lý.

6. Hoạt động của nó cần phải vừa tiết kiệm vừa linh hoạt.

Để thực hiện được những điều trên, mạng tổng đài phải được thiết kế, sau đó đưa vào hoạt động một cách đúng đắn bằng cách xem xét chất lượng cuộc gọi, khả nǎng xử lý cuộc gọi, chi phí lắp đặt và chi phí vận hành, mối liên hệ giữa hệ thống truyền dẫn và hệ thống chuyển mạch. Các mục được nêu ra trên đây có thể được tổng hợp thành sự kết nối cuộc gọi và tiêu chuẩn truyền dẫn, kế hoạch đánh số, độ tin cậy và hệ thống ghi hoá đơn.

2.5.2 Mạng chuyển mạch và điện thoại

Vì các thuê bao đã đǎng ký trong hệ thống ở rải rác, nên về cǎn bản mà nói thì hệ thống này phải có khả nǎng xử lý tất cả cuộc gọi của họ một cách tiết kiệm, tin cậy và nhanh chóng. Để đạt được mục đích này, các đặc tính và những yêu cầu đòi hỏi của thuê bao phải được xem xét để đảm bảo các dịch vụ thoại chất lượng cao. Một mạng nội hạt với một hoặc hai hệ thống chuyển mạch có thể được thiết lập nếu cần thiết. Đối với các thuê bao sống trong một vùng riêng biệt có thể chỉ cần một hệ thống tổng đài. Nhưng nếu số thuê bao trong một vùng riêng biệt vượt quá một giới hạn nào đó, có thể lắp đặt nhiều tổng đài. Nói chung, các mạng lưới đường dây có thể được lập ra như minh hoạ trong hình 2.16. Mạng lưới mắc nối tiếp trong hình (a) được lập ra bằng cách nối tất cả các mạng lưới dây của tất cả các vùng theo kiểu nối tiếp. Trái lại, mạng lưới vòng trong hình (b) được thiết lập theo kiểu tròn. Như được mô tả trong hình (c), mạng hình sao được tập trung vào 1 điểm chuyển mạch. Trong hình (d) trường hợp mạng được mắc theo kiểu lưới các đường nối các phía với nhau được thực hiện. Cũng vậy, nếu được yêu cầu, mạng lưới ghép có thể được lắp đặt như hình (e).

Hình 2.16. Các kiểu mạng lưới đường dây

Hình 2.17. Thiết lập mạng tổng đài

Bất cứ mạng lưới nào được đề cập trước đây có thể được lắp đặt để đáp ứng những nhu cầu và yêu cầu của thuê bao. Trong trường hợp có một vùng rộng lớn cần nhiều hệ thống chuyển mạch, thông thường thì mạng mắc theo hình lưới được thiết lập. Đối với những vùng nông thôn hoặc những vùng xa xôi như nông trại hoặc các làng chài có mật độ gọi thấp, người ta sử dụng mạng hình sao. Các phương pháp nối mạng có thể dùng cho các mạng lưới đường dây có phần nào phức tạp hơn. Thông thường việc nối mạng được thực hiện theo 4 mức như được minh hoạ trong hình 2.17; trung tâm nội hạt, trung tâm liên tỉnh, trung tâm khu vực, trung tâm vùng. Trong mạng lưới phân cấp có các mức như trên, việc tạo hướng thay thế bao gồm các hướng có mức sử dụng cao và các hướng thay thế được sử dụng. Nếu 1 cuộc gọi được phát sinh, hướng có mức sử dụng cao sẽ được tìm đầu tiên. Cuộc gọi này được nối với bên bị gọi thông qua hướng thay thế của tổng đài ở mức cao kế tiếp.

2.5.3 Mạng dữ liệu chuyển mạch tuyến

Để đáp ứng một cách thích đáng nhu cầu ngày càng tǎng của việc truyền số liệu và các dịch vụ thoại mới, các dịch vụ chuyển mạch số liệu được phát triển và được thực hiện bằng cách sử dụng mạng dữ liệu chuyển mạch tuyến và mạng dữ liệu chuyển mạch gói.

A. Mạng dữ liệu chuyển mạch tuyến :

Mạng dữ liệu chuyển mạch là một phơng pháp nối các đường dây thông tin từ các bên gọi đến các bên nhận và sau đó thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các bên với nhau. Mạng lưới điện thoại là một ví dụ điển hình. Mạng lưới điện thoại được lập ra để thực hiện việc trao đổi thông tin tiếng nói, còn mạng dữ liệu chuyển mạch tuyến được lắp đặt để trao đổi dữ liệu. Nó biểu thị các điều kiện giao tiếp của mạng và cung cấp các thiết bị đầu cuối cần thiết cho các dịch vụ truyền mã số như các thông tin dữ liệu, fax bằng số; dịch vụ telex. Với mạng lưới này, các dữ liệu có thể được truyền đi nhanh hơn, tin cậy hơn và tiết kiệm hơn là sử dụng mạng lưới điện thoại hiện có hay mạng lưới thuê bao cho các dịch vụ điện thoại số. Thời gian đòi hỏi để kết nối cũng ngắn hơn nhiều. Mạng dữ liệu chuyển mạch gói (ở đây đang nói đến là "mạng chuyển mạch gói") thiết lập đường trao đổi thông tin như trong trường hợp mạng lưới điện thoại thông thường, và sau đó trao đổi thông tin. Một khi cuộc gọi được thiết lập, một đường mạch độc lập giữa 2 người sử dụng được lập ra sao cho sử dụng mạch này như một đường dây chuyên dụng cho đến khi chấm dứt cuộc gọi. Bởi vì hệ thống chuyển mạch không liên quan trực tiếp với thông tin đang truyền qua đường dẫn, nó không gây bất cứ hạn chế nào về các kiểu thông tin, các mã thông tin và trật tự điều khiển truyền dẫn. Ngoài ra, không có sự chậm trễ trong truyền dẫn do thời gian xử lý trong hệ thống chuyển mạch. Nghĩa là, có thể nói rằng mạng chuyển mạch gói có một độ thông suốt cao trong mạng lưới. Mạng lưới điện thoại công cộng (PSTN) được dùng cho việc trao đổi thông tin tiếng nói và nó được trang bị các hệ thống chuyển mạch và truyền dẫn cần thiết. Trong bảng 2.2 có ghi các hệ thống chuyển mạch đang dùng hiện nay và đặc tính của chúng.

Phương pháp chuyển mạch Phương pháp chuyển mạch gói Phương pháp chuyển bản tin

Phân bố mạch trao

đổi thông tin Cho mỗi cuộc gọi Cho mỗi packet Cho mỗi bản tin

Phương pháp phân phối mạch trao đổi thông tin Ngay tức thì Chuyển ngay tức thì theo luồng Ngay tức thì

Thời gian trì hoãn Không đáng kể (cuộc đàm thoại có thể thực hiện được) Một chút (cuộc đàm thoại vẫn có thể được) Nhiều

Loại thông tin trao đổi Không hạn chế Dạng gói Có thể định dạng bản tin

Tính thông suốt của thời gian * Có Không Không

Điều khiển lỗi trong mạng Không Có Có (đối với một ít số khác không có)

Phạm vi các dịch vụ phụ được đưa vào hoạt động ít Trung bình Nhiều

Bảng 2.2. Các đặc tính và phân loại hệ thống chuyển mạch

* Đây là một đặc tính để duy trì quãng thời gian giữa các tín hiệu và việc chuyển chúng. Đặc tính này phải được đáp ứng trong việc truyền tín hiệu dạng sóng như tiếng nói.

Mạng chuyển mạch gói bao gồm các thiết bị đầu cuối, thiết bị mạch dữ liệu, các chuyển mạch địa phương, bộ tập trung địa phương và máy phát lại. Các nguyên tắc hoạt động của mạng lưới này được minh hoạ trong hình 2.18. Các tín hiệu số từ thuê bao đầu cuối được mẫu hoá tuỳ theo tốc độ của đồng hồ nhận được từ DCE và sau đó gửi đến đường dây thuê bao. Bộ tập trung địa phương ghép các tín hiệu này cùng với các tín hiệu được gửi đến từ các mạch thuê bao khác và sau đó truyền chúng đến hệ thống chuyển mạch. Hệ thống chuyển mạch thực hiện việc chuyển mạch những tín hiệu này và sau đó truyền chúng đến thuê bao muốn gọi theo trình tự ngược lại. Các đường dây thông tin sử dụng trong mạng chuyển mạch gói là loại 4 dây, có thể thực hiện phương pháp trao đổi thông tin đối ngẫu toàn bộ, tuy nhiên thuê bao đầu cuối kia cũng có khả nǎng thực hiện phương pháp thông tin nửa đối ngẫu.

Các dịch vụ được đưa vào hoạt động trong mạng chuyển mạch gói bao gồm các đường dây thuê bao thông thường cho các cuộc gọi đi và đến, dịch vụ chuyên dụng gọi và nhận, dịch vụ kết nối, dịch vụ gọi trực tiếp để bắt đầu các cuộc gọi mà không cần quay số, dịch vụ nhận dạng trạm đầu cuối và dịch vụ gọi tắt.

Hình 2.18. Nguyên tắc hoạt động của mạng chuyển mạch tuyến.

B. Thiết lập mạng lưới

1) Khái niệm về thiết lập mạng lưới

Mạng dữ liệu chuyển mạch tuyến như trong trong hình 2.19 bao gồm phân cấp chuyển ở mức thấp, phần từ một trạm đầu cuối đến LS (chuyển mạch địa phương) được sử dụng để thu nhập và ghép kênh các dữ liệu để chuyển mạch và một phân cấp ở mức cao để thực hiện chức nǎng chuyển mạch. Thông thường ở phân cấp mức thấp của mạng lưới điện thoại, các bộ phận tập trung địa phương chỉ được lắp đặt trong các trạm chuyển mạch có trang bị các hệ thống đài. Trái lại, ở trong mạng chuyển mạch gói các bộ tập trung địa phương mà được đặt rải rác, ở các xa hệ thống chuyển mạch, tập trung lưu lượng gọi về một nơi mà hệ thống tổng đài được lắp đặt.

Tín hiệu số đã được tập trung và được ghép kênh như nói ở trên được chuyển mạch tại hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian và sau đó chuyển tới thuê bao đầu cuối bị gọi.

Hình 2.19. Phân cấp mạng chuyển mạch

Trong phân cấp bộ tập trung địa phương, những tín hiệu cần thiết cho hệ thống chuyển mạch được chuyển đổ thành các dữ liệu dồn kênh / tách kênh từ trạm đầu cuối. Các thuê bao được nối với các hộ tập trung địa phương hoặc trực tiếp với các trạm địa phương LS. Trên tuyến truyền dẫn giữa người thuê bao và hệ thống chuyển mạch, có những mạch thuê bao, bộ phận phục hồi giữa các tổng đài và mạch đặc nhiệm. Ngoài ra bộ phận phản hồi không bao gồm trong mạch thuê bao của mạng điện thoại trong khi đối với trường hợp mạng tuyến, bộ phận phản hồi bao gồm trong bộ phận mạch thuê bao.

2. Các thiết bị mạng

1) Phương pháp Rơ- le

Phương pháp rơ - le trong phương pháp chuyển mạch tuyến được minh hoạ trong hình 2.20. Thiết bị dùng trong mạng chuyển mạch gồm những thiết bị điều khiển thuê bao, thiết bị truyền dữ liệu tốc độ cao, các bộ tập trung địa phương và một hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian. Các thiết bị điều khiển thuê bao là các thiết bị đặt ở khu vực từ trạm đầu cuối đến bộ tập trung địa phương. Các thiết bị này bao gồm những khối dịch vụ dữ liệu, bộ dồn kênh 0, dồn kênh 1 và một khối điều khiển mạng (NCU). Bộ dồn kênh 0 chuyển các tốc độ dịch vụ khác nhau của người sử dụng sang 64 Kbps và Bộ dồn kênh 1 lại chuyển các tín hiệu của nhóm 0 từ 64 Kbps sang 1,544 Mbps trước khi truyền chúng đi. Thiết bị truyền dữ liệu tốc độ cao là một đường 1,544 Mbps để nối từ bộ tập trung địa phương đến hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian. Nó bao gồm một thiết bị đồng bộ khung, thiết bị đồng bộ dòng tập trung, thiết bị cung cấp tín hiệu đồng hồ số, và bộ dồn kênh 1. Giữa thiết bị đồng bộ dòng tập trung của bộ tập trung địa phương và thiết bị đồng bộ khung của hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian, thông tin và đồng bộ cần thiết cho việc nhận dạng kênh được trao đổi trong khi báo hiệu về truyền dẫn dữ liệu cao tốc. Bộ dồn kênh 1, trong trường hợp là bộ phận của thuê bao, ghép tốc độ nhóm 0 từ 64 Kbps thành nhóm sơ cấp 1,544 Mbps hoặc ngược lại. Đồng hồ đồng bộ cần để kích hoạt thiết bị này nhận được từ thiết bị cung cấp tín hiệu đồng hồ số. Bộ tập trung địa phương thu nhập những tín hiệu dữ liệu được ghép thành nhóm 0 với 64 Kbps từ những trạm đầu cuối khác nhau và ghép chúng thành nhóm sơ cấp 1,544 Mbps. Ngoài ra, nó cũng phát hiện nguồn chủ gọi và ngắt mạch theo yêu cầu của từng trạm đầu cuối.

Hình 2.20. Phương pháp rơ-le của mạng chuyển mạch tuyến

2) Hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian

Hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian, như đã bàn tới trước đây, bao gồm một thiết bị đường thoại phân chia thời gian, thiết bị xử lý trung tâm và thiết bị vào ra. Thiết bị xử lý trung tâm là một thiết bị điều khiển, một trong những thiết bị quan trọng nhất của hệ thống chuyển mạch. Thiết bị vào/ra chuyển và nhận thông tin để xử lý chuyển mạch giữa các thiết bị xử lý trung tâm và kết quả của nó đến và đi từ bảo dưỡng và sửa chữa. Nó gồm một thiết bị đĩa từ, thiết bị bǎng từ, thiết bị hiển thị và máy in dòng. Thiết bị gọi phân chia thời gian là một thiết bị trong đó chuyển mạch phân chia thời gian được thực hiện, thiết lập một đường gọi bằng cách biến đổi các khe thời gian trên đường truyền ghép kênh phân chia thời gian của nhóm sơ cấp, dưới sự điều khiển của CPU.

Hình 2.21. Nguyên tắc hệ thống chuyển mạch số phân chia thời gian

Trong hình 2.21 minh hoạ hệ thống chuyển mạch số phân chia thời gian gồm các chuyển mạch thời gian và không gian. Như hình vẽ, có 2 đường vào và mỗi đường được ghép với 3 kênh, và 2 đường ra mỗi đường được ghép với 3 kênh. Đường vào/ra đã được ghép kênh được gọi là xa lộ (Đường truyền tốc độ cao - highway). Chuyển mạch thời gian thực hiện chức nǎng thay đổi trật tự thời gian của các khe thời gian trên highway, còn chuyển mạch không gian bố trí các cổng theo cách đặc biệt và thay đổi các kênh highway với nhau để kết nối. Khi định kết nối cuộc gọi X vào kênh thứ nhất của đường ra 1 với đường ra 1, thứ tự kênh của X phải thay đổi vì kênh thứ nhất của đường ra 1 đã bị A chiếm. Như vậy việc biến đổi khe thời gian được thực hiện ở chuyển mạch thời gian và do đó X của kênh thứ nhất bị chuyển sang kênh thứ 2. Sau đó, cuộc gọi X được nối vào kênh thứ 2 của đường ra 1 khi cổng phân chia thời gian G22 được mở/đóng trong pha thứ 2 của xung P2. Việc kết nối được thực hiện trên cơ sở các thủ tục trên. Trong hệ thống chuyển mạch phân chia thời gian, những tín hiệu đã được ghép kênh được chuyển mạch và được đưa đến những tuyến dồn kênh theo hướng mong muốn mà không phải qua quá trình mã hoá và giải mã.

2.5.4 Mạng dữ liệu chuyển mạch gói

A. Lịch sử phát triển

Công nghệ chuyển mạch gói do lực lượng không quân Mỹ sáng tạo dựa theo đề nghị của Paul Baran nǎm 1961 để đáp ứng nhu cầu lập một hệ thống truyền thông có độ tin cậy cao. Không quân Mỹ đã khởi đầu việc nghiên cứu công nghệ này nhằm có được hệ thống truyền tin cậy có thể chống lại sự tấn công bất ngờ của kẻ địch. Kết quả của cuộc nghiên cứu như sau:

• (1) Mạng truyền tin phân tán

• (2) Dữ liệu lưu trữ trong các khối (gói)

• (3) Cần phải có chuyển mạch lưu trữ

Cǎn cứ vào những kết quả nghiên cứu này, Bộ Quốc phòng Mỹ đã ký một hợp đồng phát triển với công ty BBN (Bolt Beranek and Newman) và trong nǎm 1969, công ty này đã sáng chế thành công mạng ARPA (Các công trình nghiên cứu tiên tiến). Để truyền tin, mạng ARPA gắn với hệ thống chuyển mạch IMP (bộ xử lý thông báo giao tiếp) và nối với các trung tâm máy tính lớn của Đại học Illinois, U.S.C., và các nơi khác qua một mạng 50 Kbps nối giữa các hệ thống chuyển mạch. Trên cơ sở thành công của mạng PRPA và công nghệ chuyển mạch gói, nhiều nước đã khởi xướng nghiên cứu về mạng dữ liệu chuyển mạch gói và dựa trên kiến nghị chuẩn X.25 cần cho việc tiêu chuẩn hoá việc giao tiếp giữa mạng chuyển mạch gói công cộng và trạm đầu cuối của ITU - T, phát triển thành công và đưa vào sử dụng các dịch vụ khoảng nǎm 1975. Những ví dụ điển hình là TYMENET của Hoa Kỳ, GTE TELENET dịch vụ thương mại của mạng ARPA, DATAPAC của Canada, TRANSPAC của Pháp, PSS của Anh, DATEX-P của Đức, DDX-P của Nhật, và DACOMNET của Hàn Quốc.

2) Những nguyên tắc:

Mạng dữ liệu chuyển mạch gói chỉ sử dụng những ưu điểm của chuyển mạch tuyến và mạng dữ liệu chuyển thông báo; dữ liệu truyền dẫn được chia thành các đơn vị truyền dẫn có kích thước nhất định gọi là gói (128 bytes hoặc 256 bytes) trước khi đưa vào mạng chuyển mạch gói (từ đây gọi là "mạng gói"). Mạng gói chuyển mạch các đơn vị gói và rồi chuyển tới trạm đầu cuối nhận gói. Những nguyên tắc này được minh hoạ trong hình 2.22. Dữ liệu do người sử dụng gửi đi được chia thành những đơn vị gói và sau đó chuyển theo trình tự và mạng gói.

Do đó, thông tin ngắn được đưa vào một gói, trong khi thông tin dài chỉ được gửi đi sau khi bị chia thành nhiều gói. Trong mỗi gói có địa chỉ của trạm đầu cuối gọi là ID của trạm. Các gói chuyển đi từ trạm chủ gọi được tạm thời giữ trong hệ thống chuyển mạch gói. Hệ thống chuyển mạch gói, dựa theo địa chỉ của trạm đầu cuối ghi trong gói nhận, lựa chọn con đường tốt nhất tới địa chỉ đã cho và rồi chuyển nó vào hệ thống chuyển mạch tiếp theo. Hệ thống chuyển mạch ở địa chỉ đến nhận lấy và phân phối cho các trạm đầu cuối tương ứng và như vậy truyền toàn bộ thông tin của một gói. Các thủ tục (Protocol) truyền tin như lập đường truyền dẫn, xoá bỏ những lỗi trong truyền dẫn và gói lại những thông báo truyền dẫn được thực hiện khi trao đổi dữ liệu giữa trạm đầu cuối và hệ thống chuyển mạch và giữa các hệ thống chuyển mạch với nhau. Các trạm đầu cuối để trao đổi gói lại được phân loại thành trạm đầu cuối chế độ gói và trạm đầu cuối chế độ không gói tuỳ theo chế độ trao đổi thông tin, nghĩa là có dùng các thủ tục hay không. Khác với các mạng truyền dẫn thông suốt như điện thoại hiện nay hay các mạng chuyển mạch, chế độ chuyển mạch gói trì hoãn việc truyền dẫn vì nó thực hiện truyền dẫn lưu trữ trong mạch và hoạt động dựa theo các thủ tục truyền tin. Tuy nhiên, do những lý do trên, những trạm đầu cuối chạy theo những tốc độ khác nhau và các mã sử dụng có thể trao đổi với nhau để có thể cung cấp nhiều dịch vụ hơn, có khả nǎng mở rộng và chất lượng truyền tin cao. Ngoài ra, nó khác với các mạng điện thoại hiện có là hệ thống ghi hoá đơn của nó có thể tính cước các cuộc gọi theo tỷ lệ khối lượng thông tin được truyền dẫn.

Hình 2.22. Nguyên tắc chuyển mạch gói

3) Đặc điểm

Đây là một mạng truyền tin rất tin cậy có thể chọn đường bình thường khác bằng đơn vị gói để có thể gọi thay thế ngay cả khi hệ thống chuyển mạch và mạch của mạng gói có lỗi vì đã có địa chỉ của đối tác trong gói được truyền đi.

(1) Độ tin cậy cao

Đây là một mạng truyền tin rất tin cậy có thể chọn đường bình thường khác bằng đơn vị gói, có thể gọi thay thế ngay cả khi hệ thống chuyển mạch và mạch của mạng gói có lỗi vì đã có địa chỉ của đối tác trong gói được truyền đi.

(2) Chất lượng cao

Vì chuyển mạch gói hoạt động theo chế độ truyền dẫn số biểu hiện bằng 0 và 1, chất lượng truyền dẫn của nó là tuyệt hảo. Nó cũng có thể thực hiện truyền dẫn chất lượng cao bằng cách kiểm tra xem có lỗi không trong khi truyền dẫn gói giữa các hệ thống chuyển mạch và giữa thuê bao với mạng.

(3) Kinh tế

Hệ thống chuyển mạch gói dùng các đường truyền tin tốc độ cao để nối với các hệ thống chuyển mạch nằm trong mạng nhằm ghép kênh các gói của các thuê bao khác nhau để tǎng tính kinh tế và hiệu quả truyền dẫn của các đường truyền dẫn.

(4) Tiến trình chuyển mạch

Do hệ thống chuyển mạch gói, để chuyển mạch, phải sử dụng chế độ chuyển mạch lưu trữ để đưa dữ liệu vào bộ nhớ trong hệ thống chuyển mạch bằng đơn vị gói, những tiến trình này có thể thực hiện dễ dàng trong hệ thống chuyển mạch và có thể phát triển một phạm vi dịch vụ rộng lớn. Ngoài ra, hệ thống này có thể thay đổi tốc độ truyền tin của từng thuê bao, chuyển đổi mã thuê bao và thủ tục truyền và nhận theo trình tự điều khiển truyền dẫn thuê bao. Nghĩa là, hệ thống này cho phép thuê bao đǎng ký ở những dạng hệ thống chuyển mạch khác nhau hoạt động với các tốc độ và chế độ thủ tục khác nhau để liên lạc với nhau.

(5) Các dịch vụ bổ sung

Hệ thống chuyển mạch gói có thể cung cấp những dịch vụ bổ sung như trao đổi thông báo, thư điện tử và dịch vụ khép kín khi các gói được lưu trữ trong hệ thống chuyển mạch. Hơn nữa, một dịch vụ lựa chọn nhanh chóng đưa dữ liệu vào các gói yêu cầu cuộc thoại của thuê bao chủ gọi, quay số tắt và các dịch vụ thay thế tiếp viên có thể được thực hiện.

B. Thiết lập mạng

1) Khái niệm về thiết lập mạng

Mạng chuyển mạch gói như chỉ rõ trong hình 2.23, gồm một hệ thống chuyển mạch cấp cao để nối những hệ thống chuyển mạch và một hệ thống tập trung cấp cao từ các trạm đầu cuối tới các hệ thống chuyển mạch. Hệ thống tập trung cấp thấp gồm có một PMX và các trạm đầu cuối. Thiết bị ghép kênh gói phục vụ các trạm đầu cuối loại chung và loại gói. Đó là một thiết bị dùng để tập hợp dữ liệu từ các trạm đầu cuối loại chung ở dạng gói, lưu trữ tạm thời dữ liệu từ các trạm đầu cuối loại gói trong thiết bị và sau đó ghép kênh/tách kênh những gói đó trước khi gửi chúng đi các hệ thống chuyển mạch. Những thiết bị ghép kênh gói này được thiết lập dưới dạng hình sao trong hệ thống chuyển mạch gói như sau:

Hình 2.23. Phân cấp mạng chuyển mạch gói

2) Các phương tiện dùng cho mạng chuyển mạch gói

(1) Chế độ rơ-le

Chế độ rơ-le của hệ thống chuyển mạch gói được chỉ rõ trong hình 2.24. Trạm chuyển mạch gói gồm những hệ thống chuyển mạch gói, thiết bị ghép kênh gói và những thiết bị đo thử để điều khiển.

Thiết bị ghép kênh gói dùng để lưu trữ tạm thời thông báo nhận được từ những trạm đầu cuối loại chung vận hành theo chế độ đồng bộ và rồi biến đổi sang dạng gói. Những gói này được ghép kênh trước khi truyền cho những hệ thống chuyển mạch gói. Các thiết bị đầu cuối có thể được dùng trong hệ thống chuyển mạch gói được tiếp tục phân loại thành các thiết bị đầu cuối loại gói và những thiết bị đầu cuối loại chung. Thiết bị đầu cuối loại gói là những thiết bị hoạt động trên cơ sở chuẩn X.25 theo khuyến nghị của ITU-T. Các thiết bị đầu cuối khác có thể phân loại theo tốc độ vận hành và phương pháp đồng bộ được gọi là các thiết bị đầu cuối loại chung. Chúng được phân loại giống như mạng chuyển mạch tuyến. Đường truyền dẫn giữa thiết bị ghép kênh gói và hệ thống chuyển mạch cũng giống như đường truyền dẫn của mạng chuyển mạch tuyến.

(2) Hệ thống chuyển mạch gói

Hệ thống chuyển mạch gói có thể được phân loại thêm thành một hệ thống xử lý trung tâm và điều khiển tín hiệu cao tốc. Hệ thống xử lý trung tâm điều khiển thiết bị điều khiển báo hiệu cao tốc và thiết bị vào/ra thông qua việc sử dụng phương pháp điều khiển bằng chương trình ghi sẵn. Nó cũng đưa ra những thông tin cần thiết qua đĩa từ hoặc máy in dòng cũng như phân tích thông tin trong hệ thống chuyển mạch gói và rồi truyền những mệnh lệnh chi tiết tới từng thiết bị theo kết quả thu được. Thiết bị điều khiển báo hiệu cao tốc nhận một gói đã được ghép kênh từ thiết bị ghép kênh gói và trao đổi những tín hiệu giữa các hệ thống chuyển mạch gói. Nó truyền/nhận thông tin để truyền dữ liệu một cách chính xác, kiểm tra các dạng thông tin liên quan tới các thiết bị và các lỗi. Ngoài ra nó còn có thể yêu cầu truyền lại khi có lỗi.

(3) Mạng chuyển mạch gói

Mạng chuyển mạch dữ liệu gói thường có những chức nǎng sau:

(A) Điều khiển việc định tuyến

Trong trường hợp một mạng gói với 4 hệ thống chuyển mạch gói như trong hình 2.25, thuê báo số 1 được gắn với một thuê bao duy nhất khi nó được đǎng ký trong mạng.

Hình 2.24. Phương pháp phục hồi mạng chuyển mạch gói

Khi thuê bao 1 muốn truyền các gói cho thuê bao 2, thuê bao 1 đặt một bộ nhận dạng (số của thuê bao khác/số của kênh logic) để xác định nơi đến của gói đó ghi vào trong gói và rồi gửi nó vào hệ thống chuyển mạch A. Hệ thống chuyển mạch gói A xác định một hệ thống chuyển mạch mà nó phải gửi gói đã nhận đó đến. Tiến trình này gọi là điều khiển định tuyến. Như chỉ rõ trong hình 2.25, gói của bao 1 có thể gửi đi tới bất kỳ một con đường nào trong số b, c và d. Tuy vậy hướng d cần phải được chọn để bảo đảm khoảng cách ngắn nhất và hiệu quả cao nhất. Nếu hướng d bị trục trặc hoặc lưu lượng quá lớn, gói đó cần được gửi theo b và c. Thực tế, hệ thống chuyển mạch hoạt động trên cơ sở một bảng lộ trình; nội dung của bảng này có thể thay đổi khi cần tuỳ theo tình trạng của hệ thống chuyển mạch kế cận và sự lưu thông của mạng. Bảng này cần phải được soạn thảo và sử dụng theo những nguyên tắc định sẵn như là thuật toán định tuyến cố định.

Hình 2.25. Ví dụ về mạng chuyển mạch gói

B) Kênh logic

Trong việc truyền dữ liệu, quá trình truyền tin giữa 2 thuê bao không được thực hiện một cách tự động ngay cả khi đường thông tin đã được kết nối bằng điện. Trong trường hợp một cuộc gọi điện thoại, chỉ có một đường liên lạc được nối khi phía được gọi trả lời điện thoại. Như vậy chỉ có kênh vật lý là được thiết lập. Loại kênh này gọi là kênh logic. Trong mạng gói, kênh logic này được phân loại thành cuộc gọi ảo, cuộc gọi ảo vĩnh viễn và dữ liệu biểu tuỳ theo loại của chúng.

Cuộc gọi ảo

Khi một đường thoại được thiết lập trên mạng điện thoại, kênh đó được dùng cho đến khi gọi xong. Điều này cũng giống như trường hợp cuộc gọi ảo của mạng gói. Như trình bày trong hình 2.26, khi một thuê bao chủ bắt đầu gọi thuê bao này gửi một gói yêu cầu gọi bao gồm số điện thoại của đối tác và số kênh logic thuê bao sẽ dùng trên mạng.

Hình 2.26. Thủ tục truyền tin gói

Khi nhận được gói này, mạng gửi đi gói gọi đầu vào trong đó có kênh logic mà thuê bao đầu cuối sử dụng đến cho thuê bao số 2. Nếu thuê bao số 2 dạng ở trong trạng thái có thể nhận được cuộc gọi, nó gửi gói thông tin chấp nhận gọi cho mạng. Mạng gửi gói thông tin nhận được cho thuê bao số 1 như là một gói kết nối cuộc gọi và như vậy lập được đường liên lạc logic giữa thuê bao 1 và 2. Sau đó việc truyền gói dữ liệu được thực hiện qua kênh logic lúc đó đã được thiết lập. Một cuộc gọi ảo đã được thiết lập thông qua các thủ tục trên. Một gói yêu cầu xoá được gửi đi khi chấm dứt liên lạc và kênh logic này được giải phóng qua việc dùng một gói chỉ thị xoá và gói xác nhận xoá. Cũng như trong trường hợp gọi điện thoại, cuộc gọi ảo là cuộc gọi thiết lập ra một mạch logic cho trao đổi dữ liệu và sau đó gửi dữ liệu chỉ qua kênh đó và cuối cùng xoá kênh đi khi hoàn tất liên lạc.

Gọi ảo vĩnh viễn

Gọi ảo vĩnh viễn là phương pháp thiết lập đường liên lạc logic vĩnh viễn giữa 2 thuê bao và do đó không cần phải thiết lập hoặc xoá kênh logic như trong trường hợp gọi ảo.

Dữ liệu biểu

Không như những kênh logic nói trước đây, đây là một phương pháp không cần thiết lập một kênh logic giữa 2 thuê bao. Thay vào đó, thuê bao chủ gọi chỉ việc gửi một gói có số của phía đối diện trong mỗi gói và dựa theo số đó ở mỗi gói, mạng gửi gói đó tới hệ thống chuyển mạch tiếp theo. Các gói sẽ được gửi đi qua các loại tuyến khác nhau. Phương pháp này đặc biệt cólợi khi chuyển và nhận những thông báo ngắn.

(C) Ghép kênh gói

Nói chung, một thuê bao có thể có nhiều số kênh logic ngay khi nếu một đường dây được nối vật lý với mạng gói. Nếu thiết bị đầu cuối có thể xử lý dữ liệu từ nhiều nguồn cùng một lúc, một cuộc gọi cho nhiều hơn 2 thuê bao có thể thiết lập được. Đây gọi là ghép kênh gói.

Hình 2.27. Ghép kênh gói

(D) Điều khiển trình tự

Do các gói dữ liệu chuyển qua một kênh logic có thể chuyển theo nhiều đường khác nhau, trình tự gói dữ liệu có thể thay đổi. Việc điều khiển trình tự là một quá trình sửa chữa và ngǎn ngừa việc đó xảy ra. Trong một gói dữ liệu có một trường thủ tục truyền và trường thủ tục nhận; Thuê bao truyền gán số thủ tục truyền khi truyền đi một gói. Trình tự của gói dữ liệu nhận qua mạng được kiểm tra tại hệ thống chuyển mạch cuối cùng gắn với người thuê bao bị gói; trình tự sai sẽ được sửa lại và gói nhận trùng lặp sẽ được loại bỏ. Những gói thấp hơn gói bị mất cũng bị loại bỏ để gửi đi những gói đúng tới thuê bao cuối theo đúng trình tự.

Vì phương pháp biểu dữ liệu không có một đường liên lạc logic nên việc điều khiển trình tự được thực hiện ở thuê bao đầu cuối chứ không phải ở trên mạng.

(E) Trạng thái ngõ cụt

Hệ thống chuyển mạch gói là một hệ thống chuyển mạch lưu trữ, lưu giữ tạm thời các dữ liệu trong bộ nhớ. Nhiều máy thuê bao có chung một hệ thống chuyển mạch và vì cỡ của bộ nhớ trong hệ thống có giới hạn, nên xảy ra tình trạng ách tắc do thiếu bộ nhớ. Đôi khi ách tắc có thể lan sang các hệ thống chuyển mạch bên cạnh cho đến khi ngừng lại toàn bộ luồng của các gói thông tin trên mạng. ách tắc có xảy ra do nhiều vấn đề kể cả do khác nhau về tốc độ truyền tin giữa các thuê bao.

(F) Điều khiển luồng

Số lượng gói dữ liệu đưa vào mạng cần có giới hạn để tránh ách tắc. Những phương pháp dùng cho mục đích này gồm một tiến trình hạn chế bộ đệm để hạn chế số lượng tối đa các gói dữ liệu truyền đi, một tiến trình gọi là phương pháp điều khiển cửa sổ để truyền đi một số lượng nhất định các gói dữ liệu qua mạng đến trạm đầu cuối đối diện và chỉ tiếp tục truyền gói dữ liệu tiếp theo sau khi có sự xác định đã nhận được các gói đó, một tiến trình gọi là WABT, phương pháp này gửi tín hiệu không sẵn sàng nhận khi thiếu bộ đệm để hạn chế đầu vào, và một tiến trình gọi là phương pháp trung tâm quản lý mạng, điều khiển trạng thái của đường thông trong mạng bằng cách tạo ra một trung tâm quản lý mạng. Trong thực tế, một số tiến trình mô tả trên cũng được sử dụng cùng một lúc trong mạng gói.

(G) Dịch vụ bổ xung

Hệ thống chuyển mạch nhóm có những dịch vụ bổ sung để thoả mãn một cách hiệu quả hơn những nhu cầu của người sử dụng.

Kết nối khép kín

Như minh hoạ trong hình 2.28, kết nối khép kín là một dịch vụ cho phép người sử dụng dùng mạng gói như là một mạng thuê. Việc truyền tin của kết nối khép kín và máy thuê bao chung khác không thể thực hiện được.

Hình 2.28. Kết nối khép kín

2.5.5 Phương pháp báo hiệu

Để thực hiện việc nối mạch, thông tin cần thiết để điều khiển phải được trao đổi giữa điện thoại và hệ thống chuyển mạch và giữa các hệ thống chuyển mạch với nhau. Phương pháp báo hiệu là một thủ tục về phương pháp truyền những thông tin này, ví dụ, giữa điện thoại và hệ thống chuyển mạch, những yêu cầu tiếp nối và phục hồi, chỉ định lựa chọn bằng xung quay số, trả lời thông báo bằng âm chủ gọi hoặc âm chuông trao đổi với nhau.Ngoài ra, những tín hiệu giữa các tổng đài với nhau như kích hoạt, trả lời, lựa chọn, kết thúc, ngắt và thông tin cước được trao đổi giữa các hệ thống chuyển mạch trên mạng điện thoại. Trong hình 2.29 minh hoạ luồng tín hiệu cơ bản.

Hình 2.29. Luồng tín hiệu cơ bản

Phương pháp chuyển báo hiệu lại được phân loại thành phương pháp báo hiệu kênh kết hợp và báo hiệu kênh chung (CCS). Trong hệ thống chuyển mạch thông thường, tín hiệu được phát và thu qua một kênh thoại riêng lẻ. Đó gọi là báo hiệu kênh kết hợp. Trong phương pháp báo hiệu kênh chung, những kênh gọi tách biệt nhau và do đó các tín hiệu được thu thập vào những kênh truyền cao tốc đặc biệt trước khi được truyền và nhận. Phương pháp này có thể chuyển nhiều thông tin theo 2 chiều dù các kênh thoại có bị bận hay không. Do đó nó tǎng cường được hiệu quả của toàn bộ hệ thống bằng cách kiểm tra toàn bộ mạng tuyến và nó đủ linh hoạt để đáp ứng những dịch vụ mới. Vì những lí do đó, nó là điều lý tưởng đối với ISDN. Phương pháp này như trường hợp phương pháp điều khiển chương trình lưu trữ, phù hợp với hệ thống chuyển mạch điện tử có các chức nǎng tập trung.

Hình 2.30. Báo hiệu kênh kết hợp (a) và Báo hiệu kênh chung (b)

Báo hiệu kênh kết hợp được chia thành hệ thống báo hiệu trong bǎng sử dụng dải tần tiếng nói và hệ thống báo hiệu ngoài bǎng sử dụng tần số báo hiệu khác với dải tần tiếng nói. Mã đa tần dùng để tạo mã bằng cách kết hợp tần số sử dụng 2 trong số 6 tần số của dải tần tiếng nói. Đó là một ví dụ điển hình về báo hiệu trong bǎng. Xung quanh số hay đấu vòng trực tiếp là thí dụ về hệ thống báo hiệu ngoài bǎng. Báo hiệu kênh chung giúp hệ thống sử dụng các thiết bị báo hiệu; những phương tiện phức tạp có thể được thiết lập một cách kinh tế và có thể truyền nhiều thông tin hai chiều với tốc độ cao. Phương pháp báo hiệu số 6 / số 7 theo khuyến nghị của ITU-T là ví dụ điển hình thuộc về phương pháp này.

A. Phương pháp báo hiệu R2 - MFC

Đây là một cách báo hiệu kênh kết hợp và một ví dụ điển hình là phương pháp R2 - MFC. Phương pháp này đã được ITU-T tiêu chuẩn hoá nǎm 1968. Nó có thể được phân loại thêm thành báo hiệu giám sát và báo hiệu chọn lọc như sau:

1/ Báo hiệu giám sát

Những tín hiệu giám sát được chuyển tới hệ thống chuyển mạch tuỳ theo các trạng thái thay đổi của mạng xảy ra ở cả hai đầu của đường gọi, ví dụ như sau:

• Rỗi (Idle): đường trung kế sẵn sàng để sử dụng

• Chiếm (Seizure): tín hiệu báo rằng hệ thống chuyển mạch phía chủ gọi đã chiếm đường trung kế đi tới hệ thống chuyển mạch phía bị gọi

• Chấp nhận chiếm (Seizure acknwledgement): tín hiệu thông báo xác nhận tín hiệu chiếm của hệ thống chuyển mạch phía chủ gọi.

• Trả lời / Xung đo (Answer/meter): tín hiệu báo trả lời của máy thuê bao bị gọi cho hệ thống chuyển mạch phía chủ gọi

• Xung tính cước / Chấp nhận chiếm (Metering/Seizue acknwledgement): tín hiệu liên quan tới xung tính cước của điện thoại công cộng. Đôi khi dùng làm tín hiệu báo chiếm.

• Xoá về (Clear back): tín hiệu thông báo tới hệ thống chuyển mạch phía bị gọi rằng thuê bao bị gọi đã đặt máy.

• Xoá đi (Clear forward): tín hiệu thông báo tới hệ thống chuyển mạch phía bị gọi rằng thuê bao chủ gọi đã đặt máy.

• Khoá: tín hiệu báo rằng tín hiệu tương ứng không thể đưa ra ngoài được.

2) Tín hiệu lựa chọn:

Tín hiệu lựa chọn xem xét số của máy thuê bao bị gọi. Trên cơ sở đó, có thể xác định được vị trí của máy thuê bao bị gọi. 15 tín hiệu hướng đi và 15 tín hiệu hướng về được tạo ra bằng cách sử dụng kết hợp tần số của 2 trong số 6 tần số trong bǎng để truyền và nhận các loại thông tin khác nhau.

Tần số sử dụng

Tín hiệu hướng đi: 1,380Hz, 1.500Hz, 1.620Hz, 1.740Hz, 1.860Hz và 1.980Hz

Tín hiệu hướng về: 540Hz, 660Hz, 780Hz, 900Hz, 1.020Hz và 1.140Hz

Nhiều ý nghĩa được chỉ định cho từng tín hiệu trên và những ý nghĩa tín hiệu được diễn giải khác nhau tuỳ theo vị trí tại tín hiệu hướng về A - 3, A - 5, hoặc chuỗi báo hiệu để truyền và nhận số lượng lớn thông tin.

Tín hiệu hướng đi

Phân loại vào nhóm I, II: I - 1, I - 2,........................................... I 15

II - 1, II - 2,.......................................................II - 15

Tín hiệu hướng về

Phân loại vào nhóm A, B: A - 1, A - 2,........................................ A - 15

B - 1, B - 2,....................................................... B - 15

(1) Tín hiệu hướng đi

Có 15 tín hiệu hướng đi trong nhóm I và 15 trong nhóm II. Tín hiệu nhóm I chủ yếu là thể hiện các số của máy thuê bao bị gọi. Tín hiệu đầu tiên trên chuỗi báo hiệu phát đi được diễn giải là tín hiệu nhóm I. Cũng như vậy, tín hiệu về đầu tiên được diễn giải là tín hiệu nhóm A. Sử dụng tín hiệu về cụ thể (A - 3, A - 5) thì có thể thực hiện được việc chuyển đổi từ nhóm I sang nhóm II. Khi được chuyển sang nhóm nhóm II bằng tín hiệu về A - 5, thì có thể chuyển đổi được sang nhóm I. Việc chuyển đổi từ nhóm A sang nhóm B chỉ có thể thực hiện được với tín hiệu về A - 3. Một khi đã chuyển sang nhóm B thì không thể chuyển sang nhóm A được.

Tín hiệu số Tần số Ghi chú

1.980 1.860 1.740 1.620 1.500 1.380 Đi

540 660 780 900 1.020 1.140 Về

1 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 0

5 0 0

6 0 0

7 0 0

8 0 0

9 0 0

10 0 0

11 0 0

12 0 0

13 0 0

14 0 0

15 0 0

Bảng 2.3. Địa chỉ tần số báo hiệu R2 - MFC

Tín hiệu đi nhóm I

Trong nhóm I, có 2 ý nghĩa như trong Bảng 2.4

Tín hiệu I - 1 ~ I - 10

Nói chung, chúng tương ứng với chữ số của số máy thuê bao bị gọi

(I - 1 = 1, I - 2 = 2, ....... I - 9 = 9 , I - 10 = 0 )

Đối với những cuộc gọi quốc tế, ngôn ngữ chữ số được sử dụng để nối với điện báo viên, cụ thể khi cuộc gọi quốc tế kết thúc ở tổng đài cuối (ý nghĩa 1). Nếu không cần tới ngôn ngữ, chúng được sử dụng như là những chữ số phân biệt để thể hiện những tổng đài cuối. Chúng chỉ được truyền đi khi hệ thống chuyển mạch rơ-le quốc tế yêu cầu những chữ số phân biệt và ngôn ngữ bằng tín hiệu hướng về A - 12.

Tín hiệu Nhóm I Nhận xét

Nghĩa 1 Nghĩa 2

I - 1 Ngôn ngữ: Pháp Chữ số 1

I - 2 Ngôn ngữ: Anh Chữ số 2

I- 3 Ngôn ngữ: Đức Chữ số 3

I - 4 Ngôn ngữ: Nga Chữ số 4

I - 5 Ngôn ngữ: Tây Ban Nha Chữ số 5

I - 6 Dự phòng (ngôn ngữ) Chữ số 6

I - 7 Dự phòng (ngôn ngữ) Chữ số 7

I - 8 Dự phòng (ngôn ngữ) Chữ số 8

I - 9 Dự phòng (số phân biệt) Chữ số 9

I - 10 Số phân biệt Chữ số 0

I - 11 Chỉ thị Mã nước (cần Bộ triệt nửa âm dội O/G) Truy nhập tới I/C điện báo viên (mã II)

I - 12 Chỉ thị Mã nước ( không cần bộ triệt âm dội ) Truy nhập tới điện báo viên trì hoãn (mã 12) yêu cầu không được chấp nhận

I - 13 Chỉ thị gọi thử (gọi bằng thiết bị đo thử tự động) Truy nhập tới thiết bị thử (Mã 13) không kể nối với vệ tinh

I - 14 Chỉ thị Mã nước (gắn bộ triệt nửa âm dội O/G) Cần bộ triệt nửa âm dội I/C kể cả nối với vệ tinh

I - 15 Dự phòng Chấm dứt xung (Mã 15) chấm dứt nhận dạng

Bảng 2.4. Nhóm I tín hiệu hướng đi

Tín hiệu I - 11 ~ I - 15

Do các hệ thống tạo ra (không kể các máy thuê bao)

Trong hệ thống chuyển mạch rơ-le quốc tế, nghĩa 1 chỉ được sử dụng cho tín hiệu đầu tiên, nghĩa 2 dùng cho các tín hiệu khác.

Tín hiệu Nghĩa Nhận xét

II - 1 Máy thuê bao không ưu tiên

II - 2 Máy thuê bao ưu tiên

II - 3 Thiết bị bảo dưỡng

II - 4 Dự phòng

II - 5 Điện báo viên

II - 6 Truyền dữ liệu

II - 7 Máy thuê bao (hoặc điện báo viên không có phương tiện chuyển tín hiệu đi)

II - 8 Truyền dữ liệu

II - 9 Máy thuê bao ưu tiên

II - 10 Điện báo viên có phương tiện truyền tín hiệu đi

II - 11 - 15 Dự phòng cho sử dụng của quốc gia

Bảng 2.5. Nhóm II tín hiệu hướng đi cổng trung chuyển

Nhóm II Tín hiệu hướng đi

Những tín hiệu của nhóm II thể hiện các cấp của phía chủ gọi. Biến đổi từ nhóm I sang bằng tín hiệu hướng về A - 3 hay A - 5

• Tín hiệu II - 1 ~ II - 6: Dùng cho các cuộc gọi trong nước

• Tín hiệu II - 7 ~ II - 10: Dùng cho các cuộc gọi quốc tế

• Tín hiệu II - 11 ~ II - 15: Dự trữ cho các cuộc gọi trong nước

Tín hiệu Nghĩa Nhận xét

A - 1 Gửi số tiếp theo (n + 1) của số bên bị gọi

A - 2 Gửi số áp chót (n - 1)

A - 3 Đã nhận địa chỉ đầy đủ, chuyển sang nhận tín hiệu

của nhóm B

A - 4 Tắc nghẽn trong mạng quốc gia

A - 5 Gửi cấp máy chủ gọi

A - 6 Địa chỉ đầy đủ, tính cước, thiết lập các điều kiện thoại

A - 7 Gửi số thứ n - 2

A - 8 Gửi số thứ n - 3

A - 9 Dự trữ cho sử dụng trong nước

A - 10 Dự trữ cho sử dụng trong nước

A - 11 Yêu cầu thông tin về sử dụng Bộ triệt âm dội

A - 12 Gửi digit về ngôn ngữ hoặc chữ số phân biệt

A - 13 Gửi thông tin về bản chất kênh

A- 14 Yêu cầu thông tin về sử dụng Bộ triệt âm dội

A - 15 Tắc nghẽn trong tổng đài quốc tế hoặc tại đầu ra của nó

Bảng 2.6. Nhóm A tín hiệu hướng về

(2) Tín hiệu hướng về

Do các hệ thống tạo ra (không kể các máy thuê bao)

Nhóm A tín hiệu hướng về

Tạo ra do tín hiệu hướng đi của Nhóm I hoặc tín hiệu hướng đi của Nhóm II cho những trường hợp đặc biệt. Chúng thể hiện những yêu cầu về số thuê bao bị gọi và nhận thông báo đầy đủ.

Tín hiệu Nghĩa Nhận xét

B - 1 Dự trữ cho sử dụng quốc gia

B - 2 Phát tone thông tin đặc biệt

B - 3 Đường thuê bao bận

B - 4 Tắc nghẽn (sau khi chuyển từ nhóm A sang Nhóm B)

B - 5 Số chưa được gán

B - 6 Đường thuê bao rỗi, tính cước

B - 7 Đường thuê bao rỗi, không tính cước

B - 8 Đường thuê bao không hoạt động được

B - 9 - 15 Dự trữ cho sử dụng quốc gia

Bảng 2.7. Nhóm B tín hiệu hướng về

- Nhóm B tín hiệu hướng về

Được chuyển đổi bằng tín hiệu hướng đi nhóm II hay tín hiệu về A-3. Chúng thể hiện thông tin về trạng thái của những máy thuê bao bị gọi và thiết bị chuyển mạch của các hệ thống chuyển mạch phía bị gọi.

B. Báo hiệu số 7

Hệ thống báo hiệu số 7 (SS No.7) của ITU-T được thiết lập để đáp ứng những yêu cầu phát triển báo hiệu của mạng số hoá hoàn toàn dựa trên kênh 64 Kbps. SS No.7 là một hệ thống báo hiệu kênh chung. Những hệ thống báo hiệu SS No.7 trước đây hoạt động ở 2.400bps và được thực hiện trên những kênh tương tự chuẩn VF. Chúng không có công nǎng đầy đủ và cũng không phù hợp với mạng số hiện nay và đặc biệt là với ISDN. Tuy nhiên người ta có thể thấy rằng có nhiều điểm tương đồng trong hoạ đồ và cấu trúc thông báo giữa CCIS/ITU-T và SS No.7.

Nói một cách đơn giản, ITU-T SS No.7 được mô tả như là một hệ thống báo hiệu kênh chung đa dụng được tiêu chuẩn hoá quốc tế:

• Tối ưu hoá vận hành với các mạng số có chuyển mạch sử dụng Bộ điều khiển chương trình lưu trữ (SPC).

• Có thể đáp ứng những nhu cầu hiện nay và tương lai về chuyển thông tin cho những bộ liên xử lý biến động với những mạng thông tin số để điều khiển gọi, điều khiển từ xa, sử dụng và quản lý mạng dữ liệu cơ sở và bảo dưỡng báo hiệu.

• Cung cấp một phương tiện tin cậy để chuyển thông tin đúng trình tự không thất lạc hoặc trùng lặp.

ITU-T SS No.7, trong những nǎm từ 1980, đã được biết đến như một hệ thống báo hiệu cho ISDN. Sự thật đúng như vậy. Không có cơ cấu hạ tầng SS No. đặt trong mạng số, thì không có ISDN với sự truy nhập khắp mọi nơi. Cần phải làm rõ một điều quan trọng. ITU-T SS No.7 bản thân nó là sự lựa chọn để báo hiệu trong mạng số PSN (Mạng điện thoại công cộng - khi không có ISDN). Nó có thể tự đứng vững một mình trong chức nǎng này. SS No.7 là một hệ thống truyền dữ liệu thiết kế cho một mục đích duy nhất: báo hiệu. Nó không phải là một hệ thống đa nǎng. Do vậy chúng ta phải nhìn nhận SS No.7 như là (1) một mạng dữ liệu chuyên dụng và (2) một hệ thống báo hiệu.

1) Mối liên hệ của SS No.7 với OSI

ITU-T SS No.7 có liên hệ với OSI tới một mức độ nhất định. Có một nhóm người ta đã tin rằng SS No.7 cần được hoàn toàn thích ứng với 7 tầng của OSI. Tuy nhiên, các nhóm làm việc ITU-T chịu trách nhiệm cho ý tưởng và thiết kế SS No.7 đã ngần ngại vì sự chậm trễ hoặc là cho người sử dụng số liệu, hoặc là cho người sử dụng điện thoại của mạng số PSN hay ISDN. Việc chậm trế trong lúc quay số đầu tiên là một trong những biện pháp vận hành chủ yếu của một hẹe thống báo hiệu. Để tối thiểu hoá mức trễ, 7 tầng OSI đã được bỏ bớt ở tầng 4. Thực ra, khuyến nghị ITU-T Q.709 đã qui định không nhiều hơn 2.2 giâycho mức trễ quay số của 95% các cuộc gọi. Để hạn chế mức trễ này, một giới hạn được đặt ra cho số lượng các điểm làm trễ, nó được gọi là STPs, mà có thể được truyền qua bởi một bản tin báo hiệu và một thiết kế vốn có của SS No.7 dưới dạng một hệ thống 4 tầng. Hình 2.31 chỉ ra liên quan giữa thủ tục SS No.7 với các tầng của OSI. Chúng ta nên ghi chú rằng những chức nǎng mạng báo hiệu SS No.7 tầng 3 bao gồm các chức nǎng xử lý bản tin báo hiệu và các chức nǎng quản lý mạng. Hình 2.32 cho thấy cấu trúc tổng quát của hệ thống báo hiệu SS No.7 Schlanger đã có những nhận xét thích hợp như sau:

:Báo hiệu được thực hiện một cách đặc thù để tạo ra một mạng lưới liên lạc phụ cho 'người sử dụng ở đầu cuối mạng'. Cũng như vậy một số người lập luận cho rằng toàn bộ mẫu chuẩn của SS No.7 như là một thủ tục trong hệ thống liên lạc phụ chỉ còn tồn tại tầng 3 OSI (tầng mạng lưới) và phía dưới."

Hệ thống liên kết mở

OSI Hệ thống báo hiệu

No.7 (SS No.7)

7 Tầng ứng dụng

6 Tầng giới thiệu

5

4 Tầng vận tải 4 Phần người sử dụng (SCCP)

3 Tầng mạng lưới 3 Các chức nǎng mạng lưới báo hiệu

2 Tầng liên kết số liệu 2 Điều khiển liên kết báo hiệu

1 Tầng vật lý 1 Liên kết số liệu báo hiệu

"Các quá trình ứng dụng trong phạm vi một mạng thông tin gợi lên chức nǎng tạo thủ tục để liên lạc với nhau y hệt như những người sử dụng ở các đầu cuối. Do vậy mẫu chuẩn 7 tầng tương tự cần áp dụng trong ứng dụng này".

"Thủ tục hệ thống báo hiệu được thấy bao hàm các hoạt động, điều hành và bảo dưỡng (OA & M) có liên quan tới viễn thông. Vì các thợ giỏi có thể bị lôi cuốn vào các hoạt động như vậy (những người sử dụng thực sự ở các đầu cuối), cũng như các quá trình ứng dụng OA & M, nên sự phân biệt giữa các thực thể tầng mạng lưới và người sử dụng đầu cuối trở nên mờ nhạt".

Dường như đã có nhiều cố gắng nhằm đưa SS No. 7 vào OSI từ tầng 4 và phía trên. Các cố gắng này kết quả đã tạo ra sự tạo thành tầng phụ của tầng 4 trong SCCP (phần điều khiển đấu nối báo hiệu) và các phần của người sử dụng.

Phần 2 sẽ mô tả một cách ngắn gọn các chức nǎng của các tầng trong hệ thống báo hiệu số 7 SSNO7 4 tầng.

- Luồng bản tin báo hiệu

TUP phần người sử dụng telephone

"Other type" ám chỉ ISDN

DUP điều khiển và chỉ thị. Dữ liệu phần người sử dụng

Hình 2.32 Cấu trúc tổng quát các chức nǎng của ITU-T SS No.7

Trích từ ITU-T Rec. Q701

2) Cấu trúc hệ thống báo hiệu

Hình 3.22 minh hoạ cấu trúc cơ bản của SS No.7 cho thấy hai phần của hệ thống: phần truyền bản tin (MTP) và các phần cho người sử dụng. Có 3 phần cho người sử dụng:

- Cho người sử dụng điện thoại (TUP)

- Cho người sử dụng số liệu (DUP) và một bộ phận "khác" mà trong ngữ cảnh này muốn nói tới phần người sử dụng ISDN (ISUP). Hình 3.21 và 3.22 cho thấy các tầng 1, 2 và 3, là các tầng cấu thành MTP. Các đoạn chỉ dẫn kế tiếp mô tả chức nǎng của từng tầng này theo quan điểm hệ thống.

Tầng 1 xác định các đặc tính vật lý, điện và chức nǎng của đường liên kết số liệu báo hiệu và phương tiện để truy nhập nó. Trong môi trường mạng số liệu đường số 64 Kbps là phần kết nối cơ bản bình thường. Phần kết nối báo hiệu có thể truy nhập được bằng chức nǎng chuyển mạch cung cấp khả nǎng tự động tái tạo lại cấu hình liên kết báo hiệu.

Tầng 2 thực hiện chức nǎng liên kết báo hiệu. Nó xác định các chức nǎng và các thủ tục để truyền các bản tin báo hiệu qua một đường liên kết số liệu báo hiệu riêng lẻ. Một bản tin báo hiệu được truyền qua đường liên kết báo hiệu theo các đơn vị tín hiệu có chiều dài thay đổi. Một đơn vị tín hiệu bao gồm thông tin điều khiển truyền tin thêm vào với nội dung thông tin của bản tin báo hiệu.

Chức nǎng liên kết báo hiệu bao gồm:

• Giới hạn một đơn vị tín hiệu bằng các cờ.

• Chống nhầm lẫn cờ bằng việc chèn thêm các bit.

• Điều khiển lỗi bằng cách phát lại và điều khiển chuỗi đơn vị tín hiệu bằng dãy số trong từng đơn vị tín hiệu và thông báo xác nhận liên tục một cách rõ ràng.

• Phát hiện lỗi liên kết báo hiệu bằng cách kiểm tra lỗi trong đơn vị tín hiệu và phục hồi liên kết báo hiệu bằng các thủ tục đặc biệt.

Tầng 3 với chức nǎng mạng báo hiệu, về nguyên tắc, đưa ra định nghĩa các chức nǎng và thủ tục truyền chung và độc lập của các liên kết báo hiệu riêng lẻ. Có 2 loại chức nǎng ở tầng 3:

• (1) Các chức nǎng xử lý bản tin báo hiệu. Trong khi truyền bản tin, những chức nǎng này hướng bản tin tới liên kết báo hiệu hoặc phần cho người sử dụng tương ứng.

• (2) Các chức nǎng quản lý mạng báo hiệu. Chức nǎng này điều khiển xác định hướng theo thời gian thực, điều khiển và tái tạo lại cấu hình mạng khi cần thiết.

Tầng 4 là phần cho người sử dụng. Mỗi phần cho người sử dụng xác định các chức nǎng và các thủ tục đặc trưng cho từng người sử dụng riêng biệt, dù đó là điện thoại, số liệu hay phần người sử dụng ISDN.

Bản tin báo hiệu được định nghĩa bởi chuẩn ITU-T Reg. Q.701 như là một tập hợp thông tin, được định nghĩa tại tầng 2 hay 4, có liên quan tới 1 cuộc gọi, sự quản lý v.v. mà sau đó được chuyển đi như một thực thể bởi chức nǎng chuyển bản tin. Mỗi một bản tin đều chứa đựng "thông tin dịch vụ" bao gồm 1 chỉ số dịch vụ nhận dạng phần người sử dụng nguồn và có thể là xác định bản tin liên quan tới việc ứng dụng nội địa hay quốc tế của phần người sử dụng.

Thông tin báo hiệu của bản tin chứa đựng thông tin của người sử dụng, như các số liệu hoặc các tín hiệu điều khiển các cuộc gọi, thông tin quản lý và bảo dưỡng, dạng và kích cỡ bản tin. Nó cũng bao gồm 1 "nhãn". Nhãn này giúp cho việc định hướng bản tin bởi tầng 3 qua mạng báo hiệu tới đích của nó và hướng bản tin tới phần người sử dụng hoặc tuyến mong muốn.

Trong liên kết báo hiệu, thông tin báo hiệu như vậy được chứa trong các đơn vị tín hiệu bản tin (MSUs) mà các đơn vị này lại bao gồm các chức nǎng điều khiển truyền có liên quan tới các chức nǎng ở tầng 2.

Trong SS No.7 có một số thuật ngữ được sử dụng cần phải hiểu trước khi đi tiếp các bước sau:

• Các điểm báo hiệu (signalling Points): là những nút trong mạng có sử dụng báo hiệu kênh chung.

• Quan hệ báo hiệu (Signaling Relation) (tương tự với quan hệ lưu lượng): là bất cứ hai điểm báo hiệu nào mà khả nǎng liên lạc giữa các phần người sử dụng tương ứng với chúng tồn tại, được gọi là có 1 quan hệ về báo hiệu.

• Các liên kết báo hiệu (Signaling links) các liên kết báo hiệu chuyển các bản tin báo hiệu giữa 2 điểm báo hiệu.

• Các điểm nguồn và đích (Originating and Destination Points): là các vị trí của chức nǎng phần người sử dụng nguồn và vị trí của chức nǎng phần người sử dụng nhận tương ứng.

• Điểm truyền báo hiệu (Signaling Transfer Point (STP)): là một điểm mà trong đó một bản tin nhận được trên một liên kết báo hiệu được truyền đi tới một liên kết khác.

• Nhãn ở tin (Massage Label): mỗi bản tin có mang theo một nhãn. ở nhãn tiêu chuẩn, phần được sử dụng cho việc định tuyến được gọi là nhãn định tuyến (routing label). Nhãn định tuyến bao gồm:

Điểm đích và nguồn của bản tin

Một mã số dùng để phân tải, đây có thể là phần ít quan trọng nhất trong kết cấu của một nhãn mà nó định ra phần giao dịch của người sử dụng ở tầng 4.

Nhãn tiêu chuẩn nêu rằng mỗi một điểm báo hiệu trong mạng báo hiệu được gán cho một mã nhận dạng theo sơ đồ mã được thiết lập cho mục đích tạo nhãn.

• Định tuyến bản tin (Message Routing): là quá trình lựa chọn các liên kết báo hiệu được sử dụng cho từng việc định tuyến bản tin báo hiệu trên cơ sở phân tích nhãn định tuyến của bản tin kết hợp với các số liệu định tuyến đã được định trước tại một điểm báo hiệu đặc biệt nào đó.

• Phân bố bản tin (Messaga Distribution): là quá trình xác định phần người sử dụng mà một bản tin sẽ được gửi tới. Sự lựa chọn được thực hiện nhờ sự phân tích chỉ số dịch vụ.

• Phân biệt bản tin (Message Discrimination): là quá trình xác định sự nhận một bản tin tại một điển báo hiệu là điểm đích cuả bản tin. Quyết định này dựa trên sự phân tích mã đích của nhãn định tuyến trong bản tin. Nếu điểm báo hiệu là điểm đích, bản tin được chuyển tới chức nǎng đích của bảnt tin. Còn nếu không, bản tin sẽ được chuyển tới chức nǎng định tuyến để chuyển tiếp trên đường liên kết báo hiệu.

• Quản lý mạng báo hiệu (Signaling Network Management): Được thiết lập bởi 3 lĩnh vực kỹ thuật:

- Quản lý lưu lượng báo hiệu.

- Quản lý liên kết báo hiệu.

- Quản lý định tuyến báo hiệu.

Các chức nǎng quản lý lưu lượng báo hiệu là:

• Điều khiển định tuyến bản tin, kể cả sửa đổi tuyến bản tin để duy trì sự kết nối.

• Đảm bảo luồng bản tin cùng với các sửa đổi về định tuyến bản tin.

• Các thao tác điều khiển luồng để hạn chế ảnh hưởng của quá tải.

Các chức nǎng quản lý liên kết tín hiệu điều khiển các bộ liên kết đấu nối theo khu vực, bao gồm cả việc khôi phục liên kết. Chức nǎng này cung cấp các số liệu liên kết của các liên kết khu vực tới các chức nǎng quản lý lưu lượng tín hiệu.

Chức nǎng quản lý định tuyến báo hiệu. Chức nǎng quản lý định tuyến báo hiệu chỉ được sử dụng khi liên kết báo hiệu hoạt động ở chế độ gần như kết hợp (quasi - associated). Chế độ gần như kết hợp liên quan tới những liên kết báo hiệu mà sử dụng 1 tuyến khác với tuyến bản tin thông thường. Nhiệm vụ quản lý tuyến là truyền thông tin về những thay đổi trong khả nǎng có thể có các tuyến báo hiệu trong mạng lưới báo hiệu để tạo điều kiện cho các điểm báo hiệu ở xa có thể có các tác động quản lý lưu lượng báo hiệu một cách thích hợp.

Một danh sách các đặc tính kỹ thuật về mạng lưới thông tin số được trình bày ở bảng 3.2. Những đặc tính này được liệt kê theo thứ tự mà tác giả cho là tương xứng với tầm quan trọng của chúng đối với lĩnh vực điện thoại nói chung. Tuy nhiên trong các ứng dụng riêng biệt khác, sự cân nhắc nào đó có thể cho là ít nhiều quan trọng hơn. Chẳng hạn, ở mục cuối cùng, sự giảm bớt tính rắc rối khó hiểu là đặc điểm nổi trội khiến mạng số được ưa chuộng trong quân sự.

3) Đơn vị báo hiệu số 7

Có thể có 3 dạng đơn vị tín hiệu cho SS No.7 như sau; Cấu hình của mỗi đơn vị tín hiệu được trình bày ở hình 2.23

• MSU (đơn vị tín hiệu bản tin). Truyền các số liệu giữa tầng 3 và tầng 4.

• LSSU (đơn vị tín hiệu trạng thái liên kết). Thông tin về trạng thái các liên kết tín hiệu chuyển phát số liệu

• FLSU (đơnvị tín hiệu chèn thêm). Được chuyển phát khi MSU và LSSU không được chuyển phát

Hình 2.33. Kích thước của đơn vị tín hiệu SS No.7

(1) Kích thước đơn vị tín hiệu số 7

Như trên cho thấy, các kích thước đơn vị tín hiệu dùng cho hệ thống báo hiệu SS No.7 khác với MSU, LSSU và FISU. Mỗi trường của đơn vị báo hiệu có ý nghĩa như sau

A- Trường chung

• DF (cờ dữ liệu). Chỉ định điểm bắt đầu và kết thúc của đơn vị báo hiệu.

Mẫu: h'7e (0 1 1 1 1 1 1 0)

• BSN (dãy số lùi). Thể hiện dãy số của đơn vị tín hiệu cuối cùng đã thu nhận được một cách chính xác.

• BIB (bit chỉ thị lùi). Dùng cho yêu cầu phát lại của các đơn vị báo hiệu khi có lỗi xuất hiện.

• FSN (Dãy số tiến). Thể hiện dãy số của đơn vị tín hiệu sẽ được phát.

• FIB (Bit chỉ thị tiến). Dùng để chỉ thị việc phát lại của đơn vị báo hiệu bằng BIB

• LI (Chỉ thị độ dài)

Chỉ ra số Octet của trường giữa LI và CK (1 octet = 8 bits). Hệ thống chuyển mạch đầu cuối bị gọi thực hiện CRC để so sánh tình trạng lỗi của đơn vị báo hiệu để đánh giá. Trường này được sử dụng cho việc đánh giá này.

B-Trường duy nhất LSSU

- SF (Trường trạng thái). Trường này thể hiện trạng thái của liên kết báo hiệu

C- Trường duy nhất MSU.

- SIO (Tám bit thông tin dịch vụ). Đây là một bộ tám bit để xác định phần người sử dụng mà trong đó sẽ bao gồm thông tin được phát đi.

- SIS (Trường thông tin báo hiệu). Mã điểm đích, mã điểm nguồn, mã liên kết báo hiệu, và bộ tám bit từ 2 ~ 272 có thể thay đổi

(2) Phân loại nhóm đơn vị báo hiệu

• FAM (Bản tin địa chỉ tiến). Các bản tin sẽ được chuyển tiếp theo thông tin địa chỉ

• FSM (Bản tin thiết lập tiến). Các bản tin sẽ được chuyển đi tiếp sau các bản tin địa chỉ. Các bản tin này sẽ lại được phân loại thành các bản tin chung có các thông tin cần thiết cho việc nhận dạng các đường chủ gọi hoặc thiết lập cuộc gọi và các bản tin có các tín hiệu liên tục. Những bản tin này được gửi ngược lại để yêu cầu có thêm thông tin cho thiết lập cuộc gọi.

• SBM (Bản tin thông báo thiết lập thành công gửi về). Đây là một nhóm bản tin sẽ gửi các thông tin liên quan tới sự thành công của việc thiết lập cuộc gọi. Có các bản tin hoàn thiện địa chỉ và bản tin tính cước.

• UBM (Bản tin thông báo thiết lập không thành công gửi về). Đây là một nhóm bản tin để chuyển về các thông tin về việc thiết lập cuộc gọi không thành công.

• CSM (Bản tin giám sát cuộc gọi). Đây là một nhóm bản tin để theo dõi các cuộc gọi đã được thiết lập

• CCM (Bản tin giám sát mạch). Là nhóm bản tin theo dõi các nhóm đường thuê bao

2.5.6 Mạng truyền thông tích hợp

Các điện thoại thông thường chỉ được sử dụng để nối với một phía đối diện tương ứng nhằm thiết lập một cuộc gọi. Trong truyền số liệu, các đường dây chuyên dụng dùng cho một số lượng hạn chế các thuê bao cũng được sử dụng. Ngoài ra, các mạng lưới điện tín hiện nay đang hoạt động như là các hệ thống độc lập với các hệ thống thông tin khác. Mặt khác, tầm quan trọng của việc đảm bảo các phương tiện thích hợp để trao đổi thông tin ngày càng tǎng khi xã hội ngày càng tiến gần tới thời đại thông tin. Để đương đầu với những thay đổi ấy, các hệ thống chuyển mạch điện tử đang được tích hợp và những đặc điểm mới được phát triển. Thêm nữa, việc nghiên cứu các dịch vụ mới hoang toàn đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng cũng đang được tiến hành. Mới gần đây, các cố gắng nhằm kết hợp các hình thức khác nhau của các hệ thống thông tin đang đựợc thực thi nhằm tạo được hiệu quả cao hơn và chi phí ít hơn. Nói chung, mục tiêu cơ bản của truyền thông có thể được coi như là quá trình gửi và nhận các thông tin cần thiết qua các loại phương tiện truyền thông khác nhau. Đồng thời, sự giao tiếp máy-máy được sử dụng để xử lý các số liệu cũng như điều khiển các tín hiệu.

Những dịch vụ kể trên có thể phân loại theo chức nǎng thành các dịch vụ chuyển mạch điện thoại, video và thông tin số liệu. Tuỳ theo dạng thông tin được xử lý, mà các phương pháp phục vụ, các đặc tính lưu lượng, độ rộng các dải tần truyền dẫn, và các đặc tính của các thiết bị đầu cuối sẽ được xác định. Kết quả là, nếu một mạng lưới thông tin với mục đích đặc biệt và dễ thiết kế được thiết lập, nó có thể sẽ không đủ linh hoạt để đáp ứng những đòi hỏi mới một cách có hiệu quả. Ngược lại, nếu nhiều loại dịch vụ thông tin được kết hợp thành một mạng lưới để hoạt động thì mạng lưới đó, cho dù hơi kém hiệu quả đôi chút, vẫn có thể dễ dàng vận hành, thay đổi và mở rộng. Ngoài ra, các tổng đài như vậy sẽ dễ dàng điều khiển. Nhằm mục đích ấy, ISDN (Mạng số đa dịch vụ) có khả nǎng kết hợp nhiều hệ thống khác nhau vào một hệ thống có hiệu quả đang có nhu cầu rất cao.

Các dải tần số dưới đây do ISDN xử lý. Một thông tin dải tần hẹp có độ rộng khoảng 4 KHz cần cho các điện thoại và truyền số liệu tốc độ chậm; Thông tin dải tần trung có độ rộng khoảng vài chục lần 4 KHz sử dụng cho phát thanh, truyền hình chất lượng cao hoặc gửi fax tốc độ nhanh; thông tin dải tần rộng có độ rộng khoảng vài trǎm KHz dùng cho truyền số liệu tốc độ cao giữa điện thoại truyền hình bǎng hẹp và các máy vi tính ; và cuối cùng là các thông tin dải tần cực rộng có độ rộng MHz dùng cho các chương trình tivi thương mại hoặc thông tin hình ảnh chính xác. Hãy xem bảng 2.8

Phân loại Thông tin dải bǎng hẹp Thông tin dải

bǎng trung bình Thông tin dải

bǎng rộng Thông tin dải

bǎng rộng cực đại

Độ rộng dải tần 2 4 3 16 48 hơn 1000

Truyền thông bằng tiếng nói Telephone phổ dụng

Truyền thông bằng hình ảnh TV tĩnh TV dải tần hẹp; telephone

Truyền bản tin Fax tốc độ chậm; Đồ thị nằm ngang khoảng cách xa

Truyền số liệu bǎng giấy, thẻ Computer VS Computer

Bǎng từ

Ngoài ra, chúng có thể được phân loại theo dạng dịch vụ chuyển mạch sẽ được cung cấp như sau: xử lý lưu lượng tức thời cho điện thoại và các TV, xử lý lưu lượng nhanh ở nơi có liên lạc máy-máy hoặc không có người vận hành và xử lý lưu lượng không tức thời. Thành công của mạng lưới truyền thông tích hợp phụ thuộc vào việc các thông tin đề cập ở trên được kết hợp với nhau như thế nào cho hiệu quả. Nhằm đạt được mục đích ấy, các điều kiện sau đây phải được thoả mãn:

• Phương pháp báo hiệu : Nên dùng phương pháp báo hiệu kênh chung có chức nǎng chuyển mạch điều khiển từ xa

• Kế hoạch đánh số : Hệ thống đánh số cho các thuê bao chung cần được tiêu chuẩn hoá. Một phương án số kín giới hạn việc truy nhập các cuộc gọi trong phạm vi một nhóm nhất định cần được vận dụng

• Phương pháp tính cước : Việc tính cước chi tiết cần được thực hiện tuỳ theo khoảng cách, thời gian gọi, độ rộng dải tần truyền dẫn và các loại dịch vụ

• Thiết bị đầu cuối : Thiết bị đầu cuối loại đa nǎng

3. Kỹ thuật truyền dẫn

3.1 Phần mở đầu

3.1.1 Nguyên lý

Truyền dẫn là chức nǎng truyền một tín hiệu từ một nơi này đến một nơi khác. Hệ thống truyền dẫn gốm các thiết bị phát và nhận, và phương tiện truyền cùng bộ lặp lại giữa chúng như trong hình 3.1

Những phương tiện phát sẽ truyền và phát đi những tín hiệu đầu vào (tín hiệu gốc) để truyền chúng một cách hiệu quả qua phương tiện, thiết bị nhận tách ra những tín hiệu gốc trong những tín hiệu nhận được. Đồng thời bộ lặp lại xử lý việc bù lại trong quá trình truyền. Các phương tiện truyền bao gồm dãy đồng, cáp đồng trục, radio, ống dẫn sóng và cáp sợi quang.

Hình 3.1. Cấu hình của hệ thống truyền dẫn

Truyền dẫn bao gồm phần truyền dẫn thuê bao nối liền máy thuê bao với tổng đài và phần truyền dẫn tổng đài nối tổng đài với tổng đài. Truyền dẫn gồm truyền bằng cáp, truyền radio, liên lạc vệ tinh, truyền TV, liên lạc sợi quang, ống dẫn sóng, liên lạc dưới đất cùng bộ chuyển tiếp phục hồi sử dụng các phương tiện truyền dẫn, kết cấu kết hợp và mạng đồng bộ hoá của các thiết bị này, việc bảo dưỡng và phần quản lý mạng của mạng truyền dẫn v.v. Do đó không phải là quá đáng khi nói rằng sự phát triển kỹ thuật truyền dẫn đã đưa tới sự phát triển liên lạc thông tin mà trong phần này sẽ trình bày về truyền dẫn tương tự và truyền dẫn số.

3.1.2 Lịch sử phát triển của truyền dẫn

Sự phát triển liên lạc viễn thông đã bắt đầu từ khi phát minh ra hệ thống điện tín hoạt động theo chế độ chữ số. Nghĩa là khi Morse phát minh ra máy điện tín nǎm 1835 và việc liên lạc viễn thông số bắt đầu bằng phát dòng chấm và gạch ngang nǎm 1876, việc sử dụng chế độ tương tự bắt đầu với phát minh điện thoại của A.G. Bell. Từ đó công nghệ liên quan đã được phát triển khá mạnh mẽ.

Phương pháp truyền dẫn đa lộ cũng đã bắt đầu từ khi có dây dẫn ba mạch thực hiện ở Mỹ nǎm 1925 và qua phát triển cáp đồng trục có 240 mạch, hiện nay đã sử dụng phương pháp liên lạc cơ bản với cáp đồng trục có 3.600 - 10.800 mạch, FDM (Ghép kênh theo tần số) nhiều mạch 1.800 mạch bởi vi ba.

Mặt khác từ nǎm 1930, phương pháp 24 mạch PAM (Điều chế biên độ xung) và PWM (Điều chế độ rộng xung) đã phát triển nhưng chưa phổ biến. Ngay sau đó A.H. Reeves phát huy PCM (Điều chế mã xung).

Nhưng phương pháp liên lạc viễn thông mới kết hợp những phương pháp PCM cũng không được áp dụng thuận lợi. Nǎm 1948, ngay sau khi kết thúc chiến tranh thế giới thứ hai, thiết bị PCM để thí nghiệm đã được thiết kế và sản xuất ở Mỹ. Nhưng nó cũng không được thực hiện vì lúc đó ống điện tử chỉ là một phần tử tích cực và ống mã dùng cho mã hoá bị có nhiều vấn đề khi thực hành. Sự phát minh kỹ thuật bán dẫn tiếp theo phát minh chất bán dẫn đóng vai trò quyết định trong việc áp dụng PCM. Lúc đó việc ghép kênh cáp tiếng nói bởi phương pháp PCM đã đánh dấu bước phát triển to lớn trong lịch sử liên lạc viễn thông. Phương pháp PCM có tính thời đại đã ra đời khi có nhu cầu mạch sóng mang gần tǎng lên và việc ghép không thể thực hiện được vì có khó khǎn trong việc thiết lập mới hoặc thêm cáp trao đổi. Dĩ nhiên cũng có sẵn phương pháp sóng mang gần FDM nhưng nó không thể so sánh được với phương pháp PCM về mặt kinh tế và chất lượng truyền dẫn. Hơn nữa phương pháp FDM cũng không thể hoạt động được trong điều kiện yếu kém của cáp địa phương và đưòng dài, nhưng phương pháp PCM có ưu điểm lớn là có thể hoạt động được trong điều kiện như vậy. Do đó hệ thống T1 (bộ điện thoại 1) dùng trong liên lạc viễn thông công cộng sử dụng phương pháp PCM ở Chicago (Mỹ) trong nǎm 1962, phương pháp PCM-24 áp dụng ở Nhật nǎm 1965, phương pháp Châu Âu hiện nay (CEPT) đã phát triển và sử dụng trong những nǎm 1970. Lúc đó ITU-T đã kiến nghị G.733 như là một phương pháp Bắc Mỹ (NAS) và G.732 như là phương pháp Châu Âu. Mặt khác liên lạc quang cũng đánh dấu bước phát triển về liên lạc viễn thông đã được tích cực nghiên cứu với việc phát minh laser nǎm 1960. Khi đó, việc nghiên cứu sử dụng sóng không gian và ống dẫn chùm tia quang học là phương tiện truyền dẫn rất sôi động, khả nǎng truyền dẫn quang học sử dụng sợi quang làm phương tiện truyền dẫn được phát huy nǎm 1966, phần chính của nghiên cứu liên lạc quang học tập trung vào truyền dẫn sợi cáp quang sử dụng sợi quang học làm phương tiện truyền dẫn qua việc bổ sung tổn hao truyền dẫn sợi cáp quang 20 dB/km trong nǎm 1970. Hiện nay với việc phát triển phương pháp khả nǎng siêu đại FT-1.7G, F-1.6G v.v. Trong tương lai ngoài việc phát triển liên tục về ghép kênh và kỹ thuật liên lạc quang học như trên, chúng ta có thể phát triển kỹ thuật liên quan như truyền dẫn thuê bao số và phát triển kỹ thuật đấu nối, kỹ thuật CCC (khả nǎng kênh xoá ) trên mạng đã có, kỹ thuật UNI (giao tiếp mạng - người sử dụng) về tiếng nói, số liệu, thông tin hình ảnh và kỹ thuật NNI (giao tiếp nút - mạng), kỹ thuật tổ hợp siêu cao VLSI (tổ hợp quy mô rất lớn) bao gồm các loại kỹ thuật mã hoá, kỹ thuật truyền dẫn số đồng bộ, mạng nối chéo, và bảo dưỡng mạng, mạng CCR (cấu hình lại điều khiển khách hàng), IN (mạng thông minh) và v.v. để chuẩn bị cho dải hẹp ISDN trong giai đoạn đã thực hiện một phần.

3.2 Truyền dẫn số và tương tự

3.2.1 Tín hiệu tương tự

Có hai nguồn thông tin mà nguồn thông tin tương tự liên tục theo sự thay đổi của giá trị vật lý thể hiện

thông tin với đặc tính chất lượng như tiếng nói, tín hiệu hình ảnh, và một nguồn thông tin số là tín hiệu gián đoạn thể hiện thông tin bởi nhóm các giá trị gián đoạn xác định đặc tính chất lượng bằng quan hệ thời gian như tín hiệu số liệu. Trong quá khứ, kiểu AM (điều chế biên độ) và kiểu FDM (Ghép kênh theo tần số) g3/4n trong truyền dẫn tiếng nói được chọn là một kiểu truyền dẫn vì chỉ có tiếng nói là chủ đề chính của nguồn thông tin như là một máy điện thoại.

Kiểu truyền dẫn FDM có một kiểu AM gọi là kiểu truyền dẫn tương tự. Kiểu cơ bản của truyền dẫn tương tự là kiểu ghép kênh SSB (đơn biên) của dải 4 KHz triệt sóng mang để giảm công suất truyền dẫn và hạn chế dải truyền dẫn ở tỷ lệ tiêu hao ít nhất của phương tiện truyền dẫn cho một cǎn phương của một tần số.

3.2.2 Thiết kế mạch

Khi thiết kế kiểu truyền dẫn ghép kênh tương tự cự ly xa, cần phải lưu ý tới S/N (tỷ lệ tín hiệu đối với tạp âm). Có 2 tạp âm trong hệ thống truyền dẫn, một tạp âm nhiệt tạo ra do mức độ đầu vào của bộ lặp lại và tạp âm méo phi tuyến tạo ra do sự biến dạng của bộ lặp lại và mức đầu ra. Mạch tương tự cần phải được thiết kế để giảm tối thiểu những tạp âm đó trong mỗi tầng mạch vì tạp âm tích tụ liên tục theo chế độ tương tự khác với việc tái tạo của chế độ số.

Để thiết kế kiểu FDM, ITU-T đã xác định 3 loại HRC 2.500 km (mạch chuẩn giả thiết) trong khuyến nghị G.222 và HRC 5.000 km trong khuyến nghị G.215. HRC 2.500 km khuyến nghị thay đổi cấu hình số của bậc chuyển đổi theo cấp của ghép kênh nhưng dù sao những khu vực không biến điện đã rất phổ biến. Tổng số tạp âm mạch 10.000pWOp được chia thành tạp âm đường truyền dẫn 7.500pWOp (3pWOp/km) và tạp âm tổng đài cuối 2.500pWOp, HRC 5.000km bao gồm 12 khu vực đồng bộ khoảng 420km.

Hình 3.2. Mạch chuẩn giả thiết (kiểu đồng trục 60 MHz)

3.2.3 Cấp ghép kênh

Cấp ghép kênh FDM do ITU-T khuyến nghị thể hiện trong bảng 3.1 BG (nhóm cơ bản) là một nhóm chuyển 12 mạch thoại có bǎng tần 0.3 ~ 3.4 KHz lên dải 60 ~ 108 KHz, SG (siêu nhóm) là nhóm ghép liền 5 BG.

Nhóm Viết t3/4t Số kênh (ch) Dải tần (KHz) Thành phần Tần số sóng mang (KHz) Tần số

Pilot(KHz)

Nhóm cơ bản BG 12 60 ~ 108 84,08

Siêu nhóm SG 60 312 ~ 552 BG x 5 420, 468, 516, 564, 612 411,92

Nhóm chủ MG 300 812 ~ 2044 SG x 5 1364, 1612, 1860, 2108, 2356 1.552

Nhóm siêu chủ SMG 900 8516 ~ 12388 MG x 3 10560, 11880, 13200 11.096

Nhóm Jumbo JG 3.600 42612 ~ 59684 SMG x 4 55000, 59400, 63800, 68200 40.920

Bảng 3.1. Cấp ghép kênh

Mỹ đã chọn 600 mạch của 564 ~ 3.084 KHz cho MG, 3.600 mạch của 564 ~ 17.548 KHz cho JG, và 10.800 mạch của 3.000 ~ 60.000 KHz cho JGM.

3.2.4 Chế độ truyền dẫn tương tự

Cáp đôi cân bằng 2 dây đối xứng bằng dây đồng 2 đôi được sử dụng trong chế độ truyền những tín hiệu bǎng gốc, không ghép kênh (kể cả tiếng nói, dữ liệu, tín hiệu hình) và ghép kênh tiếng nói với một số dòng cùng cỡ và truyền dẫn đi. Cáp đôi cân bằng sử dụng dài 500 KHz giá rẻ và dễ l3/4p đặt nhưng dễ làm hỏng dây cáp và xuyên âm và những nhược điểm khác.

Cáp đôi cân bằng chỉ là một phương tiện truyền dẫn sử dụng giữa máy thuê bao và tổng đài điện thoại. Hy vọng cáp đôi cân bằng sẽ là phương tiện chính trong ISDN trong tương lai. Điều kiện tối thiểu của một bộ suy giảm mạch trên mạch thông thường, là RC>LG, nhưng một mạch đồng bộ là RC = LG: Tải sẽ đóng với điều kiện trên cộng với L, được sử dụng rộng rãi từ trước cho đến 1930 không phát triển kiểu tải ba FDM hoặc PCM. Do cáp tải không thể dùng để truyền dẫn tín hiệu số vì có những nhược điểm, chủ yếu là tần số c3/4t và tǎng độ trễ truyền dẫn, nên hiện nay nó chỉ dùng hạn chế cho đường trục địa phương hay đường quốc gia cỡ nhỏ đoạn ng3/4n. Hệ thống tải ba dây trần đ* nhanh chóng rút lui khi nó dùng cho đoạn ng3/4n, mạch địa phương và sau đó áp dụng cáp hoá mạch dây trần, hệ cáp không tải, một hệ thống tải ba đoạn ng3/4n từ khi loại "A" của tải ba dây trần được áp dụng ở Mỹ nǎm 1918 đầu tiên trên thế giới. Hiện nay ITU-T khuyến nghị đường 3 mạch (khuyến nghị G.361) và đường 12 mạch (khuyến nghị G.311). Mạch dây trần có tổn hao ít nhưng thường xuyên bị âm và thường thay đổi suy hao do thời tiết, khả nǎng chống lại những cảm ứng bên ngoài kém so với cáp cân bằng. Hệ thống cáp không tải được dùng làm hệ thống tải ba đường dài cho đến nǎm 1930 - 40 khi có cáp đồng trục. Cáp không tải 1,2 mm được sử dụng và dùng tới 360 KHz.

Hệ thống tải ba cự ly ng3/4n dùng cho khoảng cách dưới 100Km đã được phát triển để tiết kiệm cáp quốc gia trước khi l3/4p đặt. Nó đã được thực hiện ở Tây Đức và Pháp, sau đó thực hiện hệ thống "N" ở Mỹ nǎm 1950. Một cáp quốc gia đ* được l3/4p đặt dùng đường 2 dây mỗi nhóm để tránh xuyên nhiễu đoạn cuối đi xuống và đi lên vì hầu hết là ở đoạn đầu. Nó bao gồm 8 ~ 12 mạch sử dụng nhóm thấp hơn 12 ~ 60 KHz (6 ~ 54 KHz), hay nhóm cao hơn 72 ~ 120 KHz (60 ~ 180 KHz). Nǎm 1934 Mỹ công bố rằng cáp đồng trục là phương tiện truyền dẫn thích hợp cho truyền dẫn siêu ghép kênh, hệ thống LI (cự ly ng3/4n 480 mạch, cự ly dài 600 mạch) được áp dụng trong nǎm 1941 là hệ thống cáp đồng trục đầu tiên trên thế giới, và trở thành dạng hệ thống truyền dẫn dây với tuyến đường cơ bản trên kh3/4p đất nước vì siêu ghép kênh tới 10.800 mạch được dùng cho tới hiện nay. Ngày nay đang sử dụng cáp đồng trục tiêu chuẩn 2,6/9,5 mm và cáp đồng trục nhỏ 1,2/4,4 mm kích thước bên trong và bên ngoài. Hệ thống cáp đồng trục đặt dưới đáy biển b3/4t đầu được xem xét từ những nǎm 1930 và hệ thống đầu tiên đặt ở Anh nǎm 1943 và ở Mỹ nǎm 1950. Cáp 8,3/38 mm được dùng cho biển sâu và biển nông dùng 5,6/25 mm. Chúng được thiết kế để có độ tin cậy gấp 10 lần hệ thống trên đất liền.

3.2.5 Đặc điểm của truyền dẫn số

Truyền dẫn số có nhiều ưu điểm hơn so với truyền dẫn tương tự, ví dụ nó chống tạp âm và gián đoạn ở xung quanh tốt hơn vì có bộ lặp để tái tạo, cung cấp chất lượng truyền dẫn tốt hơn bất kể khoảng cách truyền dẫn, kết hợp được mọi nguồn dịch vụ đang có trên đường truyền dẫn số và truyền sau khi chuyển thành tín hiệu số bất kể tín hiệu thông tin loại nào, tạo ra một tổ hợp truyền dẫn số và tổng đài số. Nó cũng tạo ra sự kinh tế cho hệ thống vì những phần tử bán dẫn dùng cho truyền dẫn số là những mạch tổ hợp số được sản xuất hàng loạt, và mang liên lạc có thể trở thành rất thông minh vì dễ thực hiện việc chuyển đổi tốc độ cho các dịch vụ khác nhau, thay đổi thủ tục, DSP (xử lý tín hiệu số), chuyển đổi phương tiện truyền dẫn v.v.

Qua việc áp dụng kỹ thuật liên lạc và máy vi tính. Tuy vậy truyền dẫn số có những nhược điểm như dải tần công tác tǎng lên do việc số hoá tín hiệu, cần có bộ chuyển đổi A/D, D/A và đồng bộ giữa phát và thu, một thiết bị chuyển đổi cần có để kết hợp hệ FDM và hệ TDM vì hệ thống số không tương thích với các hệ thống hiện có. Trước đây, trong trường hợp đường thuê bao và đường giữa các tổng đài khu vực dùng cáp âm tần 2 hay 3 dây và gọi đường dài chủ yếu dựa vào chế độ tương tự như cáp đồng trục, radio FDM v.v. Nhưng với sự xuất hiện của kiểu tải ba T1, các thiết bị sau đây cần phát triển để tương thích nhằm giảm chi phí mỗi đường cho đến cuối thập kỷ 1970 : hệ thống ghép kênh số kể cả PCM dây, g3/4n thêm chế độ tương tự vào chức nǎng truyền dẫn số kể cả DOV (dữ liệu trên tiếng nói), bộ ghép kênh - ghép (ITU-T khuyến nghị G.794) nối mạng FDM với mạng TDM. Với sự xuất hiện của tổng đài số, chiều hướng số hoá ngày một tǎng nhanh đẩy lùi kiểu tương tự, trên kh3/4p đất nước mọi nơi đều lựa chọn kiểu số làm nguyên lý chủ yếu khi liên lạc quang số được áp dụng đến đầu những nǎm 1980, tạo ra sự chờ đợi và mong muốn về tổ hợp truyền dẫn đa dịch vụ ISDN. HRX (nối chuẩn giả thiết) của khoảng cách dài nhất của hệ thống truyền dẫn số chia mục tiêu tổ hợp của chất lượng mạng thành bộ phận mạng phù hợp với hệ truyền dẫn số như trong hình 3.3.

Hình 3.3. HRX tiêu chuẩn quốc tế (cấp dài nhất)

Nói chung, mạch PCM có đặc điểm ưu việt hơn về tạp âm so với mạch FDM như nhận tín hiệu radio trình bày trong hình 3.4. Trái với mạch FDM liên tục tǎng tạp âm tỷ lệ nghịch với tín hiệu đầu vào, mạch PCM có đặc điểm ưu việt không tǎng tạp âm trong mức ngưỡng tuy có tạp âm hơn do chế độ.

Hình 3.4. Đặc điểm tạp âm

BER (tỷ lệ lỗi bit) của hệ thống PCM xung quanh mức ngưỡng được nhanh chóng làm giảm bằng cách tǎng tỷ số S/N. Bởi vì tạp âm của kiểu FDM nhạy hơn với S/N, trái với đặc điểm tạp âm của hệ thống PCM bất kể tạp âm của truyền dẫn trung kế và chỉ nhận thấy tạp âm lượng tử hoá và tǎng lỗi quá mức nếu giữ BER ở một mức độ nào đó.

Nói chung, truyền tiếng nói trong tình trạng tốt nếu BER nhỏ hơn 10-5 và cho phép tới 10-4 nhưng có cảnh báo khẩn cấp và thông tin gián đoạn nếu BER là 10-3 . Dữ liệu hay tiếng nói cho phát thanh, truyền hình phải ưu việt hơn về những giá trị này. Một lợi thế của mạng mạch số là có những đặc điểm ưu việt như sau:

Hầu hết các đặc tính của mạng tiếng nói số hoá được liệt kê ở bảng 3.2 và được thảo luận trong những phần sau g3/4n liền với những ưu điểm của việc truyền dẫn số hoặc chuyển mạch số có liên quan đến những phía đối tác là tương tự. Trong một số trường hợp cá biệt, các đặc trưng chỉ g3/4n liền với mạng số hoàn toàn. Thí dụ, mã hoá (Encryption) là thực tế và nhìn chung chỉ có ích nếu dạng an toàn của bản tin được thiết lập ở nguồn và chỉ chuyển ngược lại thành rõ ràng tại nơi gửi tới. Như vậy, hệ thống số điểm tới điểm hoạt động với sự không hiểu biết về bản chất của đường thông (có nghĩa là cung cấp sự truyền tin rõ ràng) là nhu cầu tất yếu đối với các ứng dụng mã hoá. Vì những nguyên nhân tương tự, việc truyền dẫn số điểm tới điểm là cần thiết đối với các ứng dụng có liên quan đến số liệu.

Khi một mạng lưới bao gồm các thiết bị hỗn hợp cả tương tự và số, việc sử dụng tổng hợp mạng cho các dịch vụ như truyền tin số liệu yêu cầu sự phù hợp với mẫu số chung nhỏ nhất của mạng : Kênh tương tự.

1. Sự thuận tiện của ghép kênh

2. Sự thuận tiện của báo hiệu

3. Sử dụng công nghệ hiện đại

4. Hợp nhất việc truyền và chuyển mạch

5. Phục hồi tín hiệu

6. Điều khiển hiệu suất

7. Thích ứng với các dịch vụ khác

8. Hoạt động tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm/ tín hiệu trên nhiễu thấp

9. Sự thuận tiện của mã hoá

Bảng 3.2. Tiến bộ kỹ thuật của mạng thông tin số hoá

1) Sự thuận tiện của ghép kênh :

Kỹ thuật số hoá đã được ứng dụng đầu tiên đối với điện thoại tổng thể trong hệ chuyển tải T giữa các tổng đài (Ghép kênh phân chia thời gian). Về thực chất các hệ thống này trao đổi điện tử gây tổn thất ở các điểm cuối của đường truyền tin do sự phí tổn của cặp bội dây dẫn giữa chúng (sự trao đổi đó hàng nǎm gây phí tổn càng nhiều). Tuy nhiên sự ghép kênh phân chia tần số của các tín hiệu tương tự cũng được sử dụng trong quá khứ để giảm chi phí dây cáp. Thiết bị ghép kênh phân chia tần số (FDM) đ3/4t hơn nhiều so với thiết bị ghép kênh phân chia thời gian (TDM), thậm chí khi giá thành của số hoá được tính vào. Sau khi tín hiệu tiếng nói được số hoá, giá thành thiết bị TDM hoàn toàn nhỏ hơn khi mang so sánh. Vì số hoá chỉ xuất hiện ở mức đầu tiên của hệ thống phân cấp TDM, TDM số hoá mức cao thậm chí kinh tế hơn các bộ phận tương ứng FDM mức cao.

Điều đó chỉ ra rằng việc ghép kênh phân chia thời gian của các tín hiệu tương tự cũng rất đơn giản và không yêu cầu số hoá các giá trị mẫu. Mặt không thuận tiện của TDM tương tự nằm trong tính chất có thể bị tổn thương của những xung tương tự hẹp do nhiều tạp âm, méo tiếng, xuyên âm và nhiễu ký hiệu.

Sự suy biến này không thể bị loại bỏ bằng tái tạo như trong hệ thống số hoá. Vì thế TDM tương tự cũng không thể thực hiện được loại trừ môi trường tự do không có tạp âm, biến dạng. Về thực chất, khả nǎng đối với việc tái tạo tín hiệu thậm chí ở việc tiêu hao của độ rộng dải tần số lớn hầu như là một nhu cầu đối với truyền tin TDM.

2) Sự thuận tiện của hệ thống báo hiệu :

Những thông tin điều khiển (tín hiệu nhấc máy, đặt máy, các chữ số địa chỉ, gửi tiền v.v. ) vốn có số hoá và vì thế dễ dàng hợp nhất trong một hệ truyền dẫn số, như thế có nghĩa là về thông tin điều khiển kết hợp trong liên kết truyền tin số hoá gồm ghép kênh phân chia thời gian, sự điều khiển như là tách biệt nhưng dễ dàng có thể nhận biết kênh điều khiển. Cách tiếp cận khác gồm việc gài các mật mã điều khiển đặc biệt trong kênh truyền tin và có mạch logic số hoá trong thiết bị đầu cuối nhận và giải mã thông tin điều khiển. Trong mỗi trường hợp, hệ thống truyền tin càng được quan tâm hơn thì thông tin điều khiển không thể nhận biết từ đường truyền bản tin.

Trong sự tương phản, các hệ thống truyền tin tương tự yêu cầu sự quan tâm đặc biệt tới hệ thống tín hiệu điều khiển. Nhiều hệ thống truyền tin tương tự thể hiện sự duy nhất và đôi khi hoàn cảnh khó khǎn cho cài đặt thông tin điều khiển. Một kết quả không may m3/4n là nhiều sự khác biệt của khuôn khổ tín hiệu điều khiển và thủ tục tiến hành. Khuôn khổ điều khiển phụ thuộc vào bản chất của cả hai hệ thống truyền dẫn và thiết bị đầu cuối của chúng. Trong một số giao diện giữa các hệ thống của mạng, thông tin điều khiển phải được chuyển đổi từ khuôn khổ này sang khuôn khổ khác. Vì thế hệ thống báo hiệu trên các đường truyền tin tương tự tương ứng với một gánh nặng nề về quản trị và tài chính đối với các công ty điện thoại công cộng.

Sự chuyển đổi sang báo hiệu kênh chung loại bỏ hầu hết chi phí báo hiệu có liên quan với các trục đường trung kế nhưng không thay đổi tình trạng đối với các đường dây thuê bao riêng biệt, trong đó báo hiệu thực hiện trên cùng một phương tiện như kênh thông tin. Việc sử dụng các đường dây thuê bao số hoá (DSLs) giảm chi phí truyền tín hiệu liên quan tới các đường dây thuê bao tương tự, giúp bù đ3/4p giá thành cao hơn của (DSL) và điện thoại số. DSLs là khía cạnh nền tảng của ISDN.

Tóm lại, các hệ thống số cho phép điều khiển thông tin được cài đặt vào và tách từ dòng thông tin một cách độc lập với bản chất của các phương tiện truyền tin (dây cáp, sợi quang, vi ba, vệ tinh, ...). Vì vậy thiết bị báo hiệu có thể được thiết kế riêng biệt với hệ thống truyền dẫn. Sau đó chức nǎng điều khiển và khuôn khổ có thể được thay đổi không phụ thuộc vào hệ thống truyền dẫn. Ngược lại, các hệ thống truyền dẫn số có thể được nâng cấp không ảnh hưởng tới các chức nǎng điều khiển ở cả hai đầu của đường truyền.

3) Sử dụng công nghệ hiện đại

Một bộ ghép kênh hoặc ma trận chuyển mạch cho các tín hiệu số hoá phân chia thời gian được áp dụng với cùng mạch cơ sở được sử dụng để xây dựng các máy tính số hoá, các cổng logic và bộ nhớ. Điểm c3/4t cơ sở của chuyển mạch số hoá không có gì hơn là cổng "AND" với một đầu vào logic được gán cho tín hiệu thông tin và các đầu vào khác được sử dụng cho điều khiển (lựa chọn điểm c3/4t qua). Vì vậy những phát triển gây ấn tượng mạnh mẽ của công nghệ mạch tích hợp số hoá cho mạch logic và bộ nhớ máy tính là ứng dụng một cách trực tiếp đến truyền dẫn số hoá và các hệ thống chuyển mạch. Qua thực tế, nhiều mạch tiêu chuẩn đã phát triển để sử dụng trong các máy tính đã có hữu hiệu trực tiếp trong ma trận chuyển mạch hoặc bộ ghép kênh . Hình 3.5 trình bày các ứng dụng cơ bản của bộ ghép kênh phân chia thời gian số hoá, 16 kênh, bit xen giữa sử dụng mạch logic số hoá chung. Như đã ký hiệu chức nǎng ghép kênh gồm không có gì ngoài lấy mẫu theo chu kỳ từ 16 luồng dữ liệu đầu vào. Hoạt động như vậy tổng hợp toàn bộ các luồng dữ liệu được đồng bộ với nhau. Tiến trình đồng bộ các luồng dữ liệu đòi hỏi mạng logic rất phức tạp. Tuy nhiên, việc ứng dụng bộ ghép kênh TDM rẻ hơn nhiều so với FDM tương tự. Thậm chí, những tiến bộ vượt bậc của công nghệ hiện đại thành đạt do sử dụng các mạch tích hợp tỷ lệ lớn (LSI) được thiết kế đặc biệt cho chức nǎng thông tin viễn thông như lập/giải mã mật mã tiếng nói, các bộ ghép kênh, ma trận chuyển mạch, bộ xử lý tín hiệu số mục đích đặc biệt và mục đích chung (DSPs). Giá thành hạ tương đối và nǎng suất cao của mạch số cho phép các ứng dụng số hoá được sử dụng trong một số ứng dụng rất đ3/4t khi dùng một số linh kiện tương tự. Thí dụ, các chuyển mạch hoàn toàn không bị khoá là không thực tế với các ứng dụng tương tự thông thường trừ trường hợp kích thước nhỏ. Trong chuyển mạch số hiện đại, chi phí của chính các ma trận chuyển mạch là không đáng kể. Tuy nhiên, đối với những ứng dụng kích thước trung bình, kích thước của ma trận chuyển mạch có thể được tǎng để cung cấp những hoạt động không khoá nếu yêu cầu. Điện thoại tự động phân tán được Collins-Rockwell phát triển là một thí dụ về hoạt động chuyển mạch số trong môi trường tương tự. Việc ứng dụng số được chọn một cách rộng rãi bởi vì nó có thể cung cấp một cách kinh tế những hoạt động không khoá.

Hình 3.5. Bộ ghép kênh TDM 16:1

Lợi ích của công nghệ máy móc hiện đại không bị hạn chế đối với các mạch số đơn lẻ. Các mạch tích hợp tương tự cùng tiến bộ một cách đáng kể, cho phép các ứng dụng tương tự truuyền thông phát triển một cách đáng kể. Tuy nhiên một trong những nhu cầu cơ bản đầu tiên của phần tử tương tự là chúng phải là đường tuyến tính. Như vậy, nếu chỉ bởi vì sự nhấn mạnh việc nghiên cứu và phát triển, các phân tử số nhanh dễ sản xuất hơn các linh kiện tương tự tuyến tính. Ngoài ra, những ứng dụng số có thể có ưu việt hơn về tính nǎng tiềm tàng so với những ứng dụng tương tự. Lợi thế này được b3/4t nguồn từ sự thuận tiện tương đối là những tín hiệu số có thể được ghép kênh. Một hạn chế lớn với việc sử dụng toàn bộ linh kiện LSI gây nên do khả nǎng hạn chế của những mối nối bên ngoài đối với thiết bị. Với kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian một chân vật lý đơn độc có thể được sử dụng để truy nhập nhiều kênh trong thiết bị. Như thế, cùng một kỹ thuật được ứng dụng để giảm giá thành của các hệ thống truyền dẫn có thể cũng được dùng bên trong một modun địa phương để giảm tối thiểu những đường nối bên trong và tǎng tối đa việc sử dụng tích hợp tỷ lệ lớn. Cuối cùng: "chuyển mạch trên một vi mạch" chỉ có thể nếu số lớn kênh có thể được ghép kênh thành số lượng nhỏ các đường nối ngoài tương ứng.

Sự phát triển công nghệ để có ảnh hưởng quan trọng nhất trên mạng lưới điện thoại là truyền dẫn bằng cáp sợi quang. Tuy nhiên chính các cáp sợi quang không làm thuận lợi cho truyền tin số hơn truyền tin tương tự, sự giao tiếp các mạch điện tử với hệ thống sợi quang thực hiện lần đầu tiên trong chế độ đóng/mở (hoạt động không tuyến tính). Như thế truyền tin số chiếm ưu thế so với các ứng dụng cáp sợi quang, m3/4c dầu việc nghiên cứu công nghệ sợi quang tương tự là quan trọng đặc biệt đối với tín hiệu video.

4) Hợp nhất việc truyền tin và chuyển mạch

Theo truyền thống truyền tin tương tự và các hệ thống chuyển mạch của mạng lưới điện thoại được thiết kế và quản lý bởi các tổ chức độc lập về mặt chức nǎng. Trong các công ty điện thoại, hai loại thiết bị này được coi như là nhà máy bên ngoài và nhà máy bên trong tương ứng. Những thiết bị này cần cung cấp các mặt giao diện chuẩn, song ngoài ra thiết bị truyền tin phải độc lập về mặt chức nǎng với thiết bị chuyển mạch.

Khi ghép kênh phân chia thời gian của các tín hiệu tiếng nói số được đưa vào trong lĩnh vực tổng đài và các kỹ sư truyền thông b3/4t đầu quan tâm đến chuyển mạch số, thì một điều trở nên rõ ràng là các thao tác dồn kênh phân chia thời gian rất giống với chức nǎng chuyển mạch phân chia thời gian. Trong thực tế, các giai đoạn đầu của chuyển mạch số tạo ra các tín hiệu TDM mức đầu tiên do bản chất, thậm chí cả khi giao tiếp với những đường truyền tin tương tự.

Vì thế các thao tác ghép kênh của hệ thống truyền dẫn có thể dễ dàng được tích hợp trong một thiết bị chuyển mạch.

Tiến bộ cơ bản của việc kết hợp 2 hệ thống được thể hiện ở hình 3.6. Thiết bị tách kênh (các ngân hàng kênh) ở các trạm chuyển mạch không cần thiết và thiết bị chuyển mạch giai đoạn đầu được loại bỏ. Nếu 2 đầu của các đường trung kế số TDM được tập hợp trong chuyển mạch số, các ngân hàng kênh ở cả 2 đầu của đường trung kế được loại bỏ. Trong mạng tích hợp tổng thể, tín hiệu tiếng nói được số hoá ngay hoặc gần nguồn và giữ nguyên số hoá cho đến khi chúng được phân phát tới địa chỉ đích của chúng. Hơn nữa, toàn bộ các đường trung kế nối giữa các tổng đài và đường liên kết nội bộ của hệ thống chuyển mạch mang tín hiệu TDM một cách độc quyền. Vì thế sự ghép kênh và tách kênh mức đầu tiên là không tồn tại ngoại trừ ở bên ngoài của mạng lưới. Mặc dầu sự tích hợp của các tín hiệu DSI trong các thiết bị chuyển mạch là phổ biến, sự tích hợp của các tín hiệu mức cao hơn bị phức tạp hoá bởi dạng ghép kênh mức cao hơn (lấp đầy xung). Một dạng dồn kênh mới hơn (SONET) dễ thay đổi hơn nhiều để hướng những đường liên kết vào trong hệ thống chuyển mạch.

Hình 3.6. Tích hợp của truyền dẫn và chuyển mạch

Tích hợp các chức nǎng truyền dẫn và chuyển mạch không chỉ loại bỏ được nhiều thiết bị mà còn cải thiện đáng kể chất lượng tiếng nói giữa điểm tới điểm. Bằng cách loại bỏ các biến đổi lặp nhiều lần tương tự sang số và số sang tương tự và bằng cách sử dụng các đường truyền có tỷ lệ lỗi thấp, chất lượng tiếng nói được xác định chỉ bằng quá trình mã hoá. Tóm lại, lợi ích của việc thực hiện của mạng số tích hợp toàn bộ là :

1. Chất lượng tiếng nói đường dài là tương đồng với chất lượng tiếng nói khu vực trong mọi phương diện của tạp âm, mức tín hiệu và độ biến dạng.

2. Vì mạch số vốn là 4 dây, tiếng vang được loại bỏ và việc ghép đôi hoàn toàn thực hiện mạch số 4 dây là có khả nǎng.

3. Nhu cầu cáp đầu vào và sự phân bố khung chính (mainframe) của đôi dây ghép giảm đáng kể bởi vì toàn bộ các đường trung kế được ứng dụng như là các kênh con của tín hiệu TDM.

5) Tái tạo tín hiệu

Sự có mặt của tiếng nói (hoặc một tín hiệu tương tự nào đó) dưới dạng số kéo theo việc biến đổi các tín hiệu dạng sóng tương tự liên tục thành các chuỗi các giá trị mẫu rời rạc. Mỗi giá trị mẫu rời rạc được biểu diễn bởi một số các chữ số thông tin nhị phân. Khi được truyền đi, mỗi chữ số nhị phân chỉ được biểu diễn bởi một trong hai giá trị tín hiệu có thể có (có nghĩa là có xung / không có xung hoặc xung dương / xung âm). Công việc của thiết bị nhận tin là quyết định giá rời rạc nào đã được chuyển đi và thể hiện thông tin như một dãy các mẫu thông tin rời rạc được mã hoá dưới dạng nhị phân. Nếu chỉ có số lượng nhỏ tạp âm, nhiễu hoặc biến dạng ảnh hưởng đến tín hiệu trong quá trình truyền tin, các số liệu nhị phân trong máy thu đồng nhất với dãy nhị phân được sinh ra trong số hoá hoặc quá trình mã hoá. Như trình bày ở hình 3.7. Quá trình truyền tin, không kể sự tồn tại của sự không hoàn hảo nào đó, không thay đổi bản chất cần thiết của thông tin. Tất nhiên, nếu sự không hoàn hảo gây nên những thay đổi đáng kể trong tín hiệu, những lỗi tách sóng xảy ra và các số liệu nhị phân trong máy thu không thể hiện số liệu nguyên thuỷ một cách chính xác.

Thuộc tính nền tảng của hệ thống số là xác suất của lỗi truyền tin có thể được thực hiện nhỏ tuỳ ý do cài đặt các bộ lặp tái sinh ở các điểm giữa trên đường truyền tin. Nếu các địa điểm gần nhau, các nút trung gian này tách sóng và tái sinh tín hiệu số trước khi sự thoái hoá cảm ứng kênh trở nên đủ rộng để gây nên các sai số quyết định. Tỷ lệ sai số điểm đến có thể được tạo nên độ nhỏ tuỳ ý do cài đặt số lượng thích hợp các nút tái sinh trên đường truyền tin.

Hình 3.7. Tái sinh tín hiệu trong đường lặp lại số

Lợi ích trực tiếp nhất của quá trình tái sinh là khả nǎng cô lập các hiệu ứng thoái hoá tín hiệu. Vì sự thoái hoá trên bộ phận tái sinh đặc biệt nào đó của đường truyền tin không gây nên các sai số, hiệu ứng của nó được loại bỏ. Ngược lại, sự suy yếu tín hiệu trong truyền tin tương tự tích luỹ từ bộ phận này đến bộ phận kia. Hệ thống con riêng rẽ của mạng lưới tương tự rộng phải được thiết kế với việc điều khiển một cách chặt chẽ trên hiệu suất truyền tin để chất lượng truyền điểm tới điểm có thể chấp nhận được. Mặt khác, một hệ thống con riêng rẽ của mạng lưới số chỉ cần được thiết kế để đảm bảo tỷ lệ sai số tối thiểu nào đó, một mục tiêu có thể thực hiện được dễ dàng. Khi một mạng lưới số hoàn toàn được thiết kế với đủ các điểm tái sinh để loại bỏ sai số kênh một cách hữu hiệu, chất lượng truyền tin của toàn bộ mạng lưới được xác định bởi quá trình số hoá và không phải bằng hệ thống truyền tin. Xử lý đảo tương tự sang số vốn mất độ tin cậy của tín hiệu vì nguồn tín hiệu dạng sóng tương tự liên tục chỉ có thể được thể hiện bằng giá trị mẫu rời rạc. Tuy nhiên, bằng cách thiết lập đủ các mức rời rạc, các tín hiệu dạng sóng tương tự có thể được thể hiện với sai số đảo ít như mong muốn.

Quyết định tǎng đòi hỏi nhiều bit hơn và do đó độ rộng dải tần lớn hơn đối với truyền tin. Vì thế hệ thống truyền tin số cung cấp dễ dàng sự trao đổi giữa chất lượng truyền tin và độ rộng dải tần (Trao đổi tương tự tồn tại đối với các tín hiệu tương tự điều biến tần số).

6) Hiệu suất điều khiển

ích lợi bổ sung của cấu trúc tín hiệu độc lập theo nguồn trong một hệ truyền tin số là ở chỗ chất lượng của tín hiệu nhận được có thể được xác định không cần sự hiểu biết nào về bản chất của đường thông. Đường truyền tin được thiết kế để sản ra các xung được xác định tốt với các mức rời rạc. Bất kỳ sự chệch nào trong tín hiệu nhận được khác với các số dự tính ban đầu được lập ra trong thiết kế, thể hiện sự thoái hoá trong chất lượng truyền tin. Nhìn chung các hệ thống tương tự không thể điều khiển, hoặc thử nghiệm về mặt chất lượng trong khi đang phục vụ vì cấu trúc tín hiệu được truyền là không rõ. Các tín hiệu ghép kênh FDM bao gồm một loại đặc trưng tín hiệu chuẩn để đo sự liên tục của kênh và các mức nguồn. Mức nguồn của một tín hiệu chuẩn là một phương tiện hiệu quả để đánh giá tỷ lệ tín hiệu đối với âm tạp - chỉ trong môi trường âm tạp cố định. Vì thế, âm tạp và biến dạng đôi khi được xác định bằng cách đo mức nǎng lượng trong khe bản tin chưa được dùng hoặc ở rìa của bǎng truyền tín hiệu. Tuy nhiên không có trường hợp nào, chất lượng của kênh đang phục vụ được đo trực tiếp.

Một phương pháp chung đo chất lượng đường truyền tin số là thêm bit ch1/2n lẻ hoặc các bit CRC vào các luồng thông tin. Sự cấu trúc thừa được đưa vào luồng dữ liệu bằng các bit ch1/2n lẻ cho phép các mạch logic số trong máy thu xác định dễ dàng tỷ lệ sai số kênh. Nếu tỷ lệ sai số vượt quá một vài giá trị ban đầu thì đường truyền tin bị thoái hoá.

Kỹ thuật khác để đo chất lượng truyền tin trong khi đang phục vụ được sử dụng các đường hệ chuyển tải T. Kỹ thuật này gồm việc theo dõi sự dư thừa ch3/4c ch3/4n trong dạng sóng của chính tín hiệu. Khi mẫu dư thừa ở máy thu chệch khỏi mức bình thường, việc giải quyết sai số xảy ra.

7) Sự thích ứng với các dịch vụ khác :

Điều này đã được chỉ ra trước đây rằng hệ thống truyền dẫn số thích ứng một cách dễ dàng thông tin điều khiển (hệ thống báo hiệu). Thực tế này thể hiện hướng nền tảng của truyền dẫn số : bất kỳ thông tin mã hoá dưới dạng số nào (dù là bản chất tiềm tàng là số hay được biến đổi từ tương tự) thể hiện dạng tín hiệu chung đối với hệ thống truyền dẫn. Do vậy, hệ thống truyền dẫn không cần cung cấp một sự chú ý đặc biệt nào đối với dịch vụ riêng lẻ và có thể, trong thực tế, một cách tổng quát là không khác biệt đối với bản chất của đường thông mà nó chuyển tải.

Trong mạng lưới tương tự, tiêu chuẩn truyền dẫn là mạch tiếng nói 4 KHz. Tất cả những dịch vụ đặc trưng như số liệu hoặc fax phải được chuyển đổi "giống như tiếng nói". Đặc biệt tín hiệu số liệu phải được đảo thành dạng tương tự thông qua việc sử dụng các bộ điều biến (modem). Các kênh tương tự chuẩn cần thiết phải được tối ưu hoá đối với chất lượng tiếng nói. Trong cách làm tương tự, các đặc tính truyền dẫn nào đó (như sự tương ứng về pha và tạp âm của xung) thu nhận chú ý ít hơn so với sự sút kém chất lượng tiếng nói. Một vài sự cân nh3/4c ít được nhấn mạnh, đặc biệt biến dạng pha là tình trạng khẩn đối với các dịch vụ số liệu tốc độ cao. Việc sử dụng mạng tương tự đối với các dịch vụ phi tiếng nói có lẽ cần đến sự bù đặc biệt đối với các suy yếu truyền dẫn tương tự khác nhau. Nếu như kênh tương tự quá kém nó không thể sử dụng được đối với những ứng dụng đặc biệt. Ngược lại thông số chính của chất lượng trong hệ thông số là tỷ lệ lỗi. Các kênh có tỷ lệ lỗi thấp đạt được một cách dễ dàng. Hiệu ứng của lỗi kênh có thể được loại bỏ một cách hữu hiệu bằng các thủ tục điều khiển lỗi được thực hiện bởi người sử dụng. Lợi ích tǎng thêm của dạng truyền dẫn chung là đường thông từ các loại nguồn khác nhau có thể bị phá trộn bên trong trong đường truyền dẫn đơn mà không bị nhiễu tương hỗ. Việc sử dụng phương tiện truyền dẫn chung đối với các tín hiệu tương tự đôi khi phức tạp bởi vì các dịch vụ riêng lẻ đòi hỏi sự phân biệt các mức chất lượng. Thí dụ, tín hiệu vô tuyến đòi hỏi chất lượng truyền dẫn lớn hơn tín hiệu tiếng nói, chúng không thường xuyên kết hợp với các kênh tiếng nói FDM trong hệ thống truyền dẫn tương tự dải rộng. Mặc dù vậy, các công ty điện thoại lo l3/4ng chính đến dịch vụ tiếng nói (PDTS), sự phát triển rất nhanh trong truyền tin số liệu thúc đẩy sự quan tâm tǎng đối với nhu cầu thích ứng truyền dẫn số liệu. Những tiến bộ vốn có của các hệ thống số đối với thông tin số liệu sẽ giúp thúc đẩy phát triển hơn nữa các dịch vụ phi tiếng nói khi các kênh số trở nên dễ truy nhập tới thông qua ISDN.

8) Hoạt động ở tỷ lệ tín hiệu / tạp âm hoặc tín hiệu / nhiễu thấp :

Tạp âm và nhiễu trong mạng tiếng nói tương tự hầu hết trở nên rõ ràng trong thời gian dừng lời khi biên độ tín hiệu thấp. Một khối lượng nhỏ tương ứng tạp âm xuất hiện trong khi dừng nói có thể làm bực mình người nghe. ở những mức độ tương tự của tạp âm hoặc nhiễu hầu như là không đáng kể khi tiếng nói thể hiện. Vì thế nó là mức tạp âm tuyệt đối của kênh rỗi xác định chất lượng tiếng nói tương tự. Đánh giá chủ quan về chất lượng tiếng dẫn đến các tiêu chuẩn mức tạp âm cực đại gồm 28 dBrn CO (-62 dBmO) cho các hệ thống chuyển tải ng3/4n và 34 dBrn CO (-56 dBmO) cho các hệ thống chuyển tải dài. Để so sánh, mức cường độ mạnh của người nói tích cực điển hình là - 16 dBMO. Vì thế tỷ lệ điểm tới điểm và từ tín hiệu đến tạp âm đặc trưng trong các mạng tương tự là 46 và 40 dB đối với các hệ chuyển tải ng3/4n và dài tương ứng. Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm trên các hệ thống truyền dẫn riêng lẻ cần thiết cao hơn. Trong hệ thống số, điểm dừng tiếng nói được mã hoá với mẫu số liệu đặc biệt và truyền đi ở mức cường độ tương tự như tiếng nói mạnh. Bởi vì tái sinh tín hiệu hầu như loại bỏ một cách vô hình toàn bộ tạp âm nảy sinh trong môi trường truyền dẫn. Tạp âm trong kênh rỗi được xác định bằng trong quá trình mã hoá chứ không phải bằng đường truyền dẫn. Vì thế chỗ ng3/4t tiếng nói không xác định các mức tạp âm cực đại như chúng làm trong hệ thống tương tự. Các đường dây truyền dẫn số cho phép không có lỗi ở tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm là từ 15 tới 25 dB phụ thuộc vào kiểu mã đường hay sự điều biến được sử dụng.

Khả nǎng của hệ thống truyền dẫn số trong việc loại bỏ xuyên âm đôi khi quan trọng hơn khả nǎng của nó để hoạt động ở các nức cao tương ứng của tạp âm ngẫu nhiên. Một trong những quan niệm r3/4c rối nhất trong thiết kế và bảo dưỡng mạng tương tự là sự cần thiết loại bỏ xuyên âm giữa các cuộc đàm thoại. Vấn đề nổi lên rõ nhất là khi tạm dừng trên một kênh trong lúc kênh khác bị nhiễu ở cường độ cực đại. ở thời điểm đó xuyên âm ở mức độ thấp cũng có thể thấy rõ. Xuyên âm đặc biệt không mong đợi nếu nó là dễ hiểu và vì vậy vi phạm đến riêng tư của một người nào đó. Chỗ ng3/4t tiếng nói không sản ra những tín hiệu biên độ thấp trên đường truyền dẫn số. Đường truyền dẫn số bảo tồn tín hiệu số biên độ không đổi. Do đó các mức thấp của tiếng nói chuyện chen vào được loại bỏ bằng quá trình tái sinh trong bộ lặp số hoặc máy thu số. Thậm chí nếu xuyên âm ở biên độ thích hợp gây nên lỗi tách sóng, hiệu ứng xuất hiện như tạp âm ngẫu nhiên và như vậy sẽ là khó hiểu.

Vì thực tế hệ thống số cần độ rộng dải tần lớn hơn hệ thống tương tự có thể so sánh được và như thế các độ rộng dải tần rộng hơn cũng có nghĩa là xuyên âm và các mức tạp âm lớn hơn, khả nǎng hoạt động ở mức SNRs thấp hơn có lẽ cũng là một yêu cầu của hệ thống số như là tính ưu việt của nó.

9) Sự thuận tiện của mã hoá

Mặc dầu hầu hết người sử dụng điện thoại cần ít đễn mã hoá tiếng nói, song sự thuận tiện mà các luồng bit số có thể được ngẫu nhiên hoá và giải ngẫu nhiên, nghĩa là mạng lưới số cung cấp thêm thuận lợi cho người sử dụng với những cuộc đàm thoại nhạy cảm. Ngược lại, tiếng nói tương tự vô cùng khó mã hoá và nhìn chung không được an toàn như tiếng nói được mã hoá số. Như đã đề cập trước đây, nó là sự mã hoá của tiếng nói số thu hút sự quan tâm của quân đội.

3.2.6 Hệ phân cấp số

Như trong trường hợp của phương pháp truyền dẫn tương tự nó được phân cấp theo BG, SG và MG, phương pháp truyền dẫn số cũng được phân cấp từ mức ghép kênh sơ cấp đến mức ghép kênh cấp cao.

Tốc độ Mb/s Châu Âu B3/4c Mỹ Nhật Bản

1.544 DS1 (24ch) Nhóm sơ cấp

2.048 CEPT1 (30ch) (24ch)

3.152 DS1C (48ch)

6.312 DS2 (96ch) Nhóm cấp hai

8.448 CEPT2 (120ch) (96ch)

32.064 Nhóm cấp ba

34.368 CEPT3 (480ch) (480ch)

44.736 DS3 (672ch)

97.728 Nhóm cấp tư

(1,440ch)

139.264 CEPT4 (1,920ch) DS4E (2,016ch)

274.176 DS4 (4,032ch)

397.200 Nhóm cấp nǎm

564.992 CEPT5 (7,680ch) DS5E (8,064ch) (5,760ch)

1.600.00 Nhóm cấp sáu

(23,040ch)

Bảng 3.3. Hệ thống phân cấp truyền dẫn TDM của mỗi nước

Mỗi nước xác định hệ thống phân cấp truyền dẫn bằng việc xem xét tốc độ bit của mỗi môi trường truyền dẫn, mã hoá tốc độ bit của các tín hiệu khác nhau, kết nối với hệ thống chuyển mạch, cấu hình mạng, và xu hướng của những tiêu chuẩn quốc tế khác. Đó là, ở Châu Âu chúng được xác định là 2.048 - 8.448 - 34.368 - 139.264 - 564.992 và ở Mỹ 1.544 - 6.312 - 44.736 - 274.176. ở Nhật Bản chúng được xác định là 1.544 - 6.312 - 32.064 - 97.728 - 397.200.

Trong hệ thống phân cấp ở B3/4c Mỹ hiện nay, khả nǎng truyền dẫn kênh toàn bộ là 64 Kbps, đó là tốc độ cơ sở của ISDN không được khuyến nghị trên trường quốc tế ở mức DSI, và nó sẽ không được phát triển. Tất nhiên, các phương pháp như B8ZS (lưỡng cực với 8 số 0 thay thế) có thể thoả mãn cho việc đảm bảo toàn bộ công suất kênh ở mức DSI. Tuy nhiên để áp dụng chúng tất cả các mạng tồn tại, công nghệ hiện nay đòi hỏi phải được nâng cấp đáng kể. Hệ thống phân cấp truyền tín hiệu số hiện nay được dựa trên công nghệ ghép kênh không đồng bộ và tốc độ hoặc cấu hình khung của nó là cố định. Vì thế trong trường hợp môi trường ghép kênh đồng bộ trong đó việc xem xét hoặc chuyển mạch đường dây phải được tiến hành một cách ngẫu nhiên ở từng mức ghép kênh, chúng không phù hợp.

Kết quả, từ 1986 ITU - T đ* điều tiết toàn bộ hệ thống phân cấp truyền tín hiệu không đồng bộ B3/4c Mỹ và Châu Âu, và được tiến hành nghiên cứu trên hệ thống cấp bậc số đồng bộ có khả nǎng điều tiết các tín hiệu dải bǎng rộng (H2, H4) dải bǎng rộng ISDN (B - ISDN) và những mặt giao diện liên quan. Kênh H2 là kênh với tốc độ thay đổi từ 30Mbps đến 45 Mbps, chúng có thể được sử dụng cho truyền dẫn các chương trình phát thanh truyền hình tổng hợp. Kênh H4 có tốc độ khoảng 135 Mbps. Chúng mong đợi được sử dụng cho truyền dẫn của vô tuyến có độ phân dải cao (HDTV) trong tương lai gần.

Những đề nghị B3/4c Mỹ Châu Âu

Giao diện G703 G703

Thiết bị đầu cuối Nhóm thứ nhất G733 G732, 735

Nhóm thứ 2 G746 G744

Nối chuyển mạch Nhóm thứ nhất G705, Q502, 512 G705, Q503, 513

Nhóm thứ 2 G705, Q503, 513 G705, Q503, 513

Thiết bị ghép kênh Nhóm thứ nhất G734 G736

Nhóm thứ 2 G743 G742, 745

Nhóm thứ 3 G752 G751, 753

Nhóm thứ 4 G751, 754

Thiết bị truyền Nhóm thứ nhất G911, 951 G921, 952, 956

dẫn đường Nhóm thứ 2 G912, 951, 955 G921, 952, 954, 956

Nhóm thứ 3 G914, 953, 955 G921, 952, 954, 956

Nhóm thứ 4 G921, 954, 956

Hội nghị video H120, 130 H120, 130

Ghép kênh G 794 G 793

truyền dẫn

Mã truyền dẫn G 761

Bảng 3.4. Khuyến nghị chính của ITU-T về hệ thống phân cấp truyền tín hiệu số

3.3 Công nghệ báo hiệu PCM

3.3.1 Cấu hình cơ bản của kiểu truyền tin PCM

Mã hoá là quá trình biến đổi các giá trị rời rạc thành các mã tương ứng. Nhìn chung, việc lấy mẫu liên quan tới quá trình biến đổi các tín hiệu liên tục thành các tín hiệu rời rạc của trường thời gian gọi là PAM. Việc mã hoá là quá trình lượng tử hoá các giá trị mẫu này thành các giá trị rời rạc của trường biên độ và sau đó biến đổi chúng thành mã nhị phân hay các mã ghép kênh. Khi truyền thông tin mã, nhiều xung được yêu cầu cho mỗi giá trị lấy mẫu và vì thế độ rộng dải tần số cần thiết cho truyền dẫn phải được mở rộng. Đồng thời xuyên âm, tạp âm nhiệt, biến dạng mẫu, mất xung mẫu, biến dạng nén, tạp âm mã hoá, tạp âm san bằng được sinh ra trong lúc tiến hành lấy mẫu và mã hoá. Việc giải mã là quá trình khôi phục các tín hiệu đã mã hoá thành các tín hiệu PAM được lượng tử hoá. Quá trình này tiến hành theo thứ tự đảo đúng như quá trình mã hoá. Mặt khác quá trình lượng tử hoá, nén, và mã hoá các tín hiệu PAM được gọi là quá trình mã hoá và quá trình chuyển đổi các tín hiệu PCM thành D/A, sau đó, lọc chúng sau khi giãn để đưa về tiếng nói ban đầu gọi là quá trình giải mã. Cấu hình cơ sở của hệ thống truyền dẫn PCM đối với việc thay đổi các tín hiệu tương tự thành các tín hiệu xung mã để truyền dẫn được thể hiện ở hình 3.8. Trước tiên các tín hiệu đầu vào được lẫy mẫu một cách tuần tự, sau đó được lượng tử hoá thành các giá trị rời rạc trên trục biên độ. Các giá trị lượng tử hoá đặc trưng bởi các mã nhị phân. Các mã nhị phân này được mã hoá thành các dạng mã thích hợp tuỳ theo đặc tính của đường truyền dẫn.

Hình 3.8. Cấu hình cơ bản phương pháp thông tin PCM

Thiết bị đầu cuối mã hoá chuyển đổi các tín hiệu thông tin như tiếng nói, video và các số liệu thành các tín hiệu số như PCM. Khi các tín hiệu thông tin là các tín hiệu tương tự, việc chuyển đổi A/D được tiến hành và việc chuyển đổi D/D được tiến hành ở trường hợp của các tín hiệu số.

Đôi khi, quá trình nén và mã hoá bǎng tần rộng được tiến hành bằng cách triệt sự dư thừa trong quá trình tiến hành chuyển đổi A/D hoặc D/D.

3.3.2 Lấy mẫu

Nguyên tắc cơ bản của điều xung mã là quá trình chuyển đổi các tín hiệu liên tục như tiếng nói thành tín hiệu số rời rạc và sau đó tái tạo chúng lại thành thông tin ban đầu. Để tiến hành việc này, các phần tử thông tin được rút ra từ các tín hiệu tương tự một cách tuần tự. Quá trình này được gọi là công việc lấy mẫu.

(a) Tín hiệu tiếng nói m(t)

(b) Xung lấy mẫu s(t)

(c) Chức danh lấy mẫu

(d) Tín hiệu PAM đã lấy mẫu

Hình 3.9. Quá trình lấy mẫu

Theo thuyết lấy mẫu của Shannon, các tín hiệu ban đầu có thể được khôi phục khi tiến hành công việc lấy mẫu trên các phần tử tín hiệu được truyền đi ở chu kỳ hai lần nhan hơn tần số cao nhất. Nói cách khác, khi độ rộng dải tần của tín hiệu được truyền đi gọi là BW, tỷ lệ lẫy mẫu tới hạn là tỷ lệ Nyquitst trở thành Rmax = 2 x BW. Các tín hiệu xung lấy mẫu là tín hiệu dạng sóng chu kỳ, là tổng các tín hiệu sóng hài có đường bao hàm số sin đối với các tần số. Vì thế, phổ tín hiệu tiếng nói tạo ra sau khi đã qua chức nǎng lấy mẫu được thể hiện ở hình 3.10.

Hình 3.10. Phổ trước và sau quá trình lẫy mẫu

Có hai kiểu lấy mẫu tuỳ theo dạng của đỉnh độ rộng xung, lấy mẫu tự nhiên và lấy mẫu đỉnh bằng phẳng. Lấy mẫu tự nhiên được tiến hành một cách lý tưởng khi phổ tần số sau khi lấy mẫu trùng với phổ của các tín hiệu ban đầu. Tuy nhiên trong các hệ thống thực tế, điều này không thể có được. Khi tiến hành lấy mẫu đỉnh bằng phẳng, một sự nén gọi là hiệu ứng biên độ lấy mẫu làm xuất hiện méo. Ngoài ra, nếu các phần tử tín hiệu đầu vào vượt quá độ rộng dải tần 4 KHz, xuất hiện sự nén quá nếp gấp. Vì vậy, việc lọc bǎng rộng các tín hiệu đầu vào phải được tiến hành trước khi lấy mẫu.

3.3.3 Lượng tử hoá

PAM với biên độ tương tự chuyển đổi thành các tín hiệu số là các tín hiệu rời rạc sau khi đi qua quá trình lượng tử hoá. Khi chỉ thị biên độ của tiếng nói liên tục với số lượng hạn chế, nó được đặc trưng với dạng sóng xấp xỉ của bước. Tạp âm lượng tử NQ = Q - S tồn tại giữa dạng sóng ban đầu (S) và dạng sóng dã lượng tử (Q); nếu bước nhỏ tạp âm lượng tử được giảm đi nhưng số lượng bước đầu cần thiết cho lượng tử toàn bộ dải tín hiệu đầu vào trở nên rộng hơn. Vì thế số lượng các dãy số mã hoá tǎng lên.

Hình 3.11. Tạp âm lượng tử theo biên độ tín hiệu đầu vào

Tạp âm tạo ra khi biên độ của các tín hiệu đầi vào vượt quá dãy lượng tử gọi là tạp âm quá tải hay tạp âm bão hoà. S/NQ được sử dụng như một đơn vị để đánh giá những ưu điểm và nhược điểm của phương pháp PCM. Khi số lượng các dãy số mã hoá trên mỗi mẫu tǎng lên 1 bit, S/NQ được mở rộng thêm 6 dB.

(Số lượng các bước)

3.3.4 Sự nén và giãn

Như phương pháp tiến hành mã hoá hoặc giải mã, mã đường, mã không phải mã đường và mã đánh giá có thể được lựa chọn theo các kiểu của nguồn thông tin. Mã đường là một quá trình triệt số lượng tạp âm lượng tử sinh ra trên thông tin được gửi đi bất chấp mức đầu vào. Nó được sử dụng trong một hệ thống ở đó giá trị tuyệt đối của số lượng tạp âm là tới hạn hơn S/NQ. Mã không phải là mã đường được sử dụng rộng trãi trong một hệ thống ở đó S/NQ của hệ thống thu được quan trọng hơn số lượng tuyệt đối của tạp âm như tiếng nói. Khi bước lượng tử là một hằng số, S/NQ thay đổi theo mức tín hiệu. Chất lượng gọi trở nên xấu hơn khi mức tín hiệu thấp. Vì thế đối với các tín hiệu mức thấp, bước lượng tử được giảm và đối với các tín hiệu mức cao nó được tǎng để ít hoặc nhiều cân bằng S/NQ với mức tín hiệu đầu vào. Những vấn đề trên được tiến hành bằng cách nén biên độ. Một cách lý tưởng, đối với các tín hiệu mức thấp đường cong nén và giãn là truyến tính. Đối với các tín hiệ mức cao chúng đặc trưng bởi đường cong đại số.

Hình 3.13. Đặc tính nén và giãn

Hiện nay, ITU-T khuyến nghị luật m (m =255) là phương pháp 15 đoạn và luật (A= 87,6) là phương pháp 13 đoạn như là phương pháp nén đoạn mà các hàm đại số được biểu diễn gần đúng với một vài đường tuyến tính.

Với việc sử dụng công nghệ nén được mô tả ở trên, những đặc tính tạp âm ở các tín hiệu mức thấp có thể được giảm đến mức hầu như giống với mức của mã tuyến tính 13 bits. Một bộ nén - giãn đôi khi được nói tới như là một từ viết tắt kết hợp nén và bộ dãn.

Hình 3.14 Các đặc tính S/NQ của các phương pháp mã hoá

Cả hai phương pháp mã hoá và phương pháp nén là đồng thời được tiến hành qua bước nén số - số hoặc tự mã hoá mà không thêm những mạch riêng rẽ khác bởi sử dụng tính chất tuyến tính của phương pháp nén đoạn trong số. Một bảng giá trị với phương pháp mã hoá và cách nén mã m =255 được chỉ ra trên bảng 3.5

Bảng mã hoá m 255 Bảng giải mã m 255

Mã vào hướng tuyến tính Mã nén Mã ra hướng tuyến tính

0 0 0 0 0 0 0 1 w x y z a

0 0 0 0 0 0 1 w x y z a b

0 0 0 0 0 1 w x y z a b c

0 0 0 0 1 w x y z a b c d

0 0 0 1 w x y z a b c d e

0 0 1 w x y z a b c d e f

0 1 w x y z a b c d e f g

1 w x y z a b c d e f g h 0 0 w x y z

0 0 w x y z

0 1 w x y z

0 1 w x y z

1 0 w x y z

1 0 w x y z

1 1 w x y z

1 1 w x y z 0 0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1

0 0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0

0 0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0

0 0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0

0 0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0

0 0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0

0 1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0

1 w x y z 1 0 0 0 0 0 0 0

Bảng 3.5. m =255 Mã hoá và Giải mã

3.3.5 Mã hoá và Giải mã

Mã hoá là một quá trình so các giá trị rời rạc nhận được bởi quá trình lượng tử hoá với các xung mã. Thông thường các mã nhị phân được sử dụng cho việc mã hoá là các mã nhị phân tự nhiên, các mã Gray (các mã nhị phân phản xạ), và các mã nhị phân kép. Phần lớn các kí hiệu mã so sánh các tín hiệu vào với điện áp chuyển để đánh giá xem có các tín hiệu nào không. Như vậy, một bộ phận chuyển đổi D/A hoặc bộ giải mã là cần thiết cho việc tạo ra điện áp chuẩn. Trong liên lạc công cộng PCM, tiếng nói được biểu diễn với 8 bits. Tuy nhiên trong trường hợp của luật m , các từ PCM được lập nên như sau (8 bits).

Bit phân cực = ớ 0,1ý

Bit phân đoạn = ớ 000, 001,..., 111ý

Bit phân bước = ớ 0000, 0001,... , 1111ý

Từ đoạn thứ nhất của tín hiệu "+" và tín hiệu "-" là các đượng thẳng, có 15 phân đoạn. Cực "+" của dạng sóng tín hiệu tương ứng với bit phân cực 0 và cực "-", với "1".

Hình 3.15. Mã hoá từ PCM

Việc báo hiệu được thực hiện sau khi thay đổi "0" của từ PCM sang "1" và "1" sang "0" và vì thế, một lượng lớn số 1 đã được thu thập chung quanh mức 0 và sự tách các tín hiệu thời gian trong khi thu nhận có thể dễ dàng thực hiện. B8 là bít thứ 8 của từ PCM, đôi khi được dùng như là một bit báo hiệu. B7 (hoặc B8) chuyển đổi sang "1" khi mọi từ của PCM là "0". Như vậy, trong các tín hiệu PCM được gửi đi, các số "0" liên tục luôn luôn ít hơn 16. Mặt khác, khi sử dụng phương pháp Bắc Mỹ, bit B2 của mọi kênh được thay đổi thành "0" nhằm chuyển đi thông tin cảnh báo cho đối phương. ở Nhật Bản, bit "S" đó là một phần của khung các bit chỉ định được dùng thay thế cho mục đích này. Các từ PCM nhận được được chuyển đổi thành các tín hiệu PAM bởi bộ giải mã. ở phía thu, các xung tương ứng với mỗi kênh được chọn lọc từ các dẫy xung ghép kênh để tạo ra các tín hiệu PAM. Rồi, các tín hiệu tiếng nói được phục hồi bằng một bộ lọc thông thấp.

Trong hình 3.17, quá trình tạo ra các tín hiệu tiếng nói từ các tín hiệu PAM sử dụng phổ để minh hoạ. Như đã thấy, quá trình này được thực hiện trong thứ tự ngược lại chính xác với quá trình lấy mẫu được mô tả ở hình 3.10.

Hình 3.16. Quá trình giải mã

Phổ của tín hiệu đã lấy mẫu

Hình 3.17. Quá trình giải mã và phổ

3.3.6 Báo hiệu

Chức nǎng báo hiệu của thiết bị đầu cuối PCM được dùng để truyền các tín hiệu giám sát như là các tín hiệu nhấc máy, đặt máy, xung quay số của điện thoại, bảo dưỡng và điều hành thông tin, Theo phương pháp châu Âu dùng phương pháp báo hiệu mạch chung hoặc báo hiệu kênh chùm, chia các kênh cho các bit báo hiệu có sẵn để sử dụng, trong khi theo phương pháp Bắc Mỹ thì truyền tin dựa trên cơ sở phương pháp báo hiệu theo đường gọi hoặc báo hiệu kênh kết hợp, một LSB (bit đánh dấu nhỏ nhất) ở trong mỗi kênh PCM của khung thứ 6 và thứ 12 của đa khung 12 khung chỉ được sử dụng để báo hiệu. Nói cách khác, tiếng nói được lấy mẫu và duy trì mỗi 125m s và rồi được mã hoá, và bit B8 của mỗi giá trị mẫu thứ sáu (báo hiệu A) và giá trị mẫu thứ 12 (báo hiệu B) được sử dụng đặc biệt làm các bit báo hiệu. Do đó, số các bit báo hiệu cho mỗi kênh trở thành 1,333 bits/giây.

3.3.7 Các phương pháp mã hoá khác

Những khuyến nghị của G711 của ITU-T ghi rõ mối quan hệ giữa báo hiệu tiếng và các quy luật mã hoá/giải mã PCM. Cũng vậy, các quy luật đối với PCM vi phân thích ứng 32Kbps có nén giãn như mã hoá dự đoán của các tín hiệu tiếng được chỉ rõ trong các khuyến nghị G712 của ITU-T. Phương pháp ADPCM 32 Kbps được chấp nhận vào tháng 10 nǎm 1984 được dùng để chuyển đổi các tín hiệu PCM 64 Kbps theo luật A hay luật m hiện nay sang các tín hiệu ADPCM.

Phương pháp 32 Kbps ADPCM có khả nǎng chuyển một lượng tiếng nói lớn gấp hai lần phương pháp qui ước 64 Kbps PCM và hơn nữa, được chấp nhận một cách rộng rãi bởi bộ chuyển mã hoặc các thiết bị đầu cuối mã hoá với hiệu quả cao. Hiện nay các nước tiên tiến trên thế giới đang tiến hành nghiên cứu một cách ráo riết về công nghệ mã hoá mới như là mã hoá tiếng nói 16 Kbps, mã hoá chất lượng cao 64 Kbps, mã hoá tín hiệu tiếng nói 384 Kbps và mã hoá tín hiệu truyền hình.

3.4 Truyền dẫn chuyển tiếp

3.4.1 Bộ lặp tái tạo

Phương pháp chuyển tiếp số được đặc trưng bởi các mặt sau: trước hết, các tín hiệu số bị méo bởi sự suy hao và tạp âm trong khi truyền được tái tạo thành các tín hiệu không bị méo như trong trường hợp truyền các tín hiệu đối với tái tạo. Bộ lặp tái tạo sẽ cân bằng (hoặc tạo lại hình dạng) dạng sóng bị méo thành dạng sóng được mã hoá với tỷ số S/N cao, tái tạo dạng sóng đã cân bằng thành các xung mà nó giống như là truyền xung bằng cách nhận dạng '1' và '0' của thông tin nhị phân trên các dạng sóng cân bằng và định thời các pha của các xung truyền ở những khoảng thời gian chính xác.

Thiết bị chuyển tiếp đầu cuối được dùng để tái tạo và khuyếch đại các tín hiệu, chia các dòng cho bộ lặp lại đường. Cũng vậy, nó tiến hành việc chuyển đổi mã (cực đơn sang đa cực), ngẫu nhiên hoá và giải ngẫu nhiên mã, nhập và tách các tín hiệu điều khiển và kiểm tra. Bộ lặp tái tạo có chức nǎng tái tạo các xung bị méo mó trên đường. Cũng vậy, nó được lắp một mạch để phát hiện lỗi. Dùng các bộ lặp tái tạo, các thiết bị điện thoại có thể phát hiện các lỗi trên thông qua điều khiển từ xa. Rõ hơn là, chúng phát hiện các lỗi mã hoá bằng cách kiểm tra tính chẵn lẻ, việc khử mã truyền để cho người kiểm tra tình trạng vận hành của các trạm lặp lại; nếu lỗi được tìm thấy, các bộ lặp lại hư hỏng được chẩn đoán bằng cách dùng bộ ba xung và dò tìm pha. Bộ lặp lại được hoạt động bằng dòng điện tỷ lệ (thường 60 mA) được trùng lặp trên các tín hiệu cung cấp từ trạm đầu cuối. Tạp âm sinh ra từ hệ thống tái tạo chủ yếu do tạp âm lỗi mã và tạp âm jitter. Chất lượng của các đường truyền tái tạo được đánh giá trên những cơ sở này. Tạp âm lỗi mã tạo ra tuỳ thuộc vào tạp âm nhiệt và sự méo dạng sóng. Còn tạp âm jitter tạo ra bởi sự thay đổi mẫu mã hoá và các phần tử khác không phụ thuộc vào các mẫu mã hoá.

Độ lớn tạp âm của bộ tạo dạng tỷ lệ với số lượng bộ lặp lại và cái sau tǎng lên tỷ lệ với cǎn bậc hai của số lượng bộ lặp lại. Các vòng khoá pha được sử dụng để triệt jitter. Các đặc tính jitter tuỳ thuộc vào cấp báo hiệu được khuyến nghị trong G823 và G824 của ITU-T. Các tín hiệu sóng hình sin được phân bố theo thời gian khi đi qua đường truyền và các mã đầu/cuối là đối tượng tạo ra sự giao thoa. Đó được gọi là một sự giao thoa liên kí hiệu hoặc sự xuyên âm thời gian. Biểu đồ mẫu mắt được dùng để chỉ thị các đặc tính của đáp tuyến dạng sóng của các dãy mã truyền; mắt của biểu đồ trở nên hẹp khi sự giao thoa hoặc jitter được tạo nên trên các mã. Định thời gian được thực hiện để nhận dạng các lỗi tại điểm mà mắt biểu đồ mở. Nếu chúng ta lấy tỷ lệ lỗi của mỗi bộ lặp lại là Pe và giá trị thực tế của jitter là Oj thì tỷ lệ lỗi truyền dẫn được tiến hành với số N bộ lặp lại sẽ là N x Pe (khi chức nǎng bộ lặp tái tạo là có, hầu hết cũng giống như tiết diện đơn P(e). Cũng vậy, giá trị thực tế của jitter được biểu thị bằng a(N x Oj) (a: hằng số). Do đó, những bộ lặp lại có khả nǎng nhận dạng và tái tạo các tỷ lệ lỗi. Về jitter, chúng sẽ có 1 chức nǎng cân bằng dạng sóng với độ chính xác cao để thực hiện tái tạo thời gian một cách chính xác.

3.4.2 Mã truyền dẫn

Nếu cùng các loại số liệu được truyền liên tục, lỗi có thể phát sinh khi nhận chúng, vì thế việc phục hồi số liệu cực kỳ khó khǎn. Đó là lý do số liệu phát qua đường truyền dẫn phải được mã hoá. Quá trình này được gọi là mã truyền dẫn, phương pháp mã hoá truyền dẫn được lựa chọn bởi xem xét sự chặn dải bǎng thấp, nén độ rộng dải bǎng, tách các tín hiệu thời gian, khử jitter, kiểm tra hướng đường truyền và đơn giản hoá các mạch. Mã lưỡng cực hoặc AMI (luân phiên đổi chiều điểm đánh dấu), B6ZS và B8ZS được dùng tương ứng trong T1, T2 và tín hiệu kênh xoá 64 Kbps. Theo phương pháp châu Âu HDB3 (mã lưỡng cực mật độ cao 3) và 4B3T được sử dụng.

Mặt khác, các phương pháp mã truyền dẫn như là lưỡng pha, MDB (nhị phân kép biến đổi), 4B3T (MS43), 3B2T và 2B1Q đã được nghiên cứu hiện nay đối với phương pháp truyền dẫn thuê bao số. Xu hướng phát triển gần đây là AMI với phần cứng đơn giản được dự kiến sử dụng trong phương pháp truyền dẫn TCM (ghép kênh nén thời gian) và cũng vậy cho 2B1Q trong ECH (sự triệt tiếng đối với Hybrid).

A- Mã lưỡng cực

Đó là một phương pháp chuyển đổi '0' của tín hiệu vào nhị phân sang xung của mức '0' và 1 thành xung của hai mức +A, -A.

Mã lưỡng cực không có phần tử một chiều và sử dụng luân phiên +A, -A để có thể phát hiện lỗi mã lưỡng cực và có khả nǎng tiến hành chuyển đổi và tương ứng có các đặc trưng tuyệt vời như các mã truyền. Từ đó không có chức nǎng khử trên các mã 0 liên tục, người nhận có thời gian khó khǎn để tách riêng thời gian của nó.

Để giải quyết những vấn đề nêu trên, một loại mã liên tục không có một độ dài nhất định được chuyển sang các mẫu đặc biệt dùng một mã lưỡng cực mật độ cao (BNZS, HDBN, mã).

AMI được dùng cho phương pháp Bắc Mỹ của hệ thống 1,544 Mbps.

Hình 3.23. Hình thức mã hoá AMI

B- Mã BNZS (Lưỡng cực với sự thay thế N số 0)

Đó là một phương pháp chuyển đổi N số các mã liên tục số '0' thành N số các mã đặc biệt có các xung vi phạm lưỡng cực. Về mặt thu nhận tin tách, các mã vi phạm lưỡng cực và rồi chuyển chúng thành N số O để nhận được các mã gốc. Các mã BNZS gồm các loại sau:

B6ZS

B6ZS là các mã nhận được do chuyển đổi sáu chữ 0 liên tục thành các mẫu OVBOVB. Các mã này được dùng bởi AT & T và coi như tiêu chuẩn giao tiếp của hệ thống tiêu chuẩn T2. ITU-T khuyến nghị điều này cho sự giao tiếp của việc báo hiệu ghép kênh cấp 2 (6,312 Mbps).

• B: Xung lưỡng cực thông thường (cực thay đổi)

• V: Xung vi phạm

• O: Xung mức ặ

B3ZS

Nếu số các xung ở giữa 3 số O liên tục và xung V ngay trước, các mã này được chuyển đổi thành BOV và nếu lẻ, nó được chuyển đổi thành mẫu OOV. ở Bắc Mỹ, chúng được sử dụng như là tiêu chuẩn giao tiếp của hệ thống 44.736 Mbps.

B8ZS

Đó là các mã nhận được bởi chuyển đổi 8 số 0 liên tục thành mẫu OOOVBOVB. Chúng được sử dụng trên hệ 1.544 Mbps của Bắc Mỹ.

C- Mã lưỡng cực mật độ cao HDBN

Đây là một phương pháp chuyển đổi các mã số thành các xeri gồm xung vi phạm lưỡng cực (V) tại bit cuối cùng số (N+1) của các mã số 0 liên tục. Bộ giải mã, để loại bỏ những yếu tố DC có thể được gây ra bởi các xung không liên tục, phải luôn luôn bảo đảm sao cho số xung B giữa xung V nói trên và xung đi sau nó là số chẵn. Do sự phân cực của xung V luôn luôn thay đổi, nên các yếu tố DC bị triệt tiêu. Các dạng đặc biệt hiện có gồm BOO...V hoặc OOO..V, ở đây vị trí bit đầu tiên được sử dụng để biến số xung B giữa các xung V thành số lẻ. Vị trí của bit cuối cùng phải luôn luôn là (V). Tất cả các vị trí bit còn lại là O. Thí dụ về mã số N lưỡng cực mật độ cao như sau:

o HDB2: giống như B3ZS

o HDB3

Đây là mã số mà 4 số O liên tục của nó được chuyển đổi thành dạng OOOV hoặc BOOV. Nếu tạo ra quá 4 O, bit thứ 4 luôn luôn được biến thành V. Nếu sau đó O vẫn cứ tiếp tục, thì bit đầu tiên sẽ chuyển đổi thành B khi có bit V đi trước, để làm ổn định các yếu tố DC. ITU-T đề nghị mã này làm giao diện giữa các mối liên lạc ghép kênh CEPT1.

Hình 3.25. Kiểu mã HDB3

Mã CMI (Đảo dấu mã)

Đây là một kiểu các phương pháp mã số 2 mức; cũng như trong trường hợp phương pháp mã số lưỡng cực, mã số NRZ (không trở về 0) được chuyển đổi luân phiên. Không được mã số thành các sóng vuông "-+" hoặc "+-" có pha riêng tại điểm trung tâm của 1 bit. Tương ứng, nǎng lượng DC không tồn tại và trạng thái tín hiệu thay đổi nhiều, vì vậy nó có hiệu ứng định thời gian tốt hơn so với NRZ. ITU-T đã đề xuất mã số này như một giao diện chuẩn cho các liên lạc ghép kênh của hệ thống CEPT4.

3.5 Ghép kênh phân chia theo thời gian

và công nghệ truyền dẫn đồng bộ

3.5.1 Ghép kênh nhóm sơ cấp:

Trong hệ thống sử dụng phương pháp ghép kênh hoá phân chia thời gian, liên lạc không có lỗi chỉ có thể thực hiện được nếu các bit, các khung và các kênh ghép kênh được đồng bộ hoá cùng kiểu như nhau tại nơi phát và nơi thu. Ghép kênh là một quá trình chuyển đổi một số tín hiệu số thành tín hiệu số tốc độ cao. Hiện có một số phương pháp kết hợp dựa theo sự xen kẽ các nhóm, từ và bit. Trong nhóm sơ cấp PCM, người ta sử dụng một phương pháp xen từ để đơn giản thiết lập sự mã hoá chung cho nhiều đường gọi. Ngược lại trong các nhóm cấp cao nói chung người ta sử dụng phương pháp xen bit chỉ đòi hỏi một bộ nhớ cỡ nhỏ. Ngoài ra khi ghép kênh các tín hiệu, người ta bổ sung thêm các kiểu tín hiệu điều khiển khác nhau như các xung đồng bộ khung để thiết lập các khung đồng bộ hoá; những xung đồng bộ khung này được xen vào theo kiểu phân bố sử dụng ở Bắc Mỹ và kiểu tập trung sử dụng ở châu Âu.

Sự ghép kênh sơ cấp hoặc giải kênh của thiết bị đầu ra PCM có khả nǎng ghép kênh đồng bộ 24 kênh (kiểu Bắc Mỹ) hoặc 30 kênh (kiểu Châu Âu) của các tín hiệu âm thanh. Hiện nay, các phương pháp ghép kênh tín hiệu PAM và PCM khác đang được sử dụng với PCM-24B, D4 của Mỹ và DE-4 của Canađa ghép kênh các tín hiệu PAM, các tín hiệu tương tự và sau đó chuyển đổi chúng thành các tín hiệu PCM tại CODEC chung, CODEC đơn tuyến biến từng kênh thành tín hiệu PCM để ghép kênh số. CODEC đơn tuyến đã trở thành thương mại hoá do sự phát triển thành công của công nghệ xử lý tín hiệu số và bán dẫn như LSI. Nó đang được nâng cấp để có cả chức nǎng kiểm soát các đặc tính và kết quả của việc truyền tin qua việc sử dụng bộ lọc lai ghép - 2w/4w và chương trình cùng với chức nǎng CODEC của nó. Hiện nay nó được sử dụng rộng rãi hơn trong các hệ thống chuyển mạch số hơn là các hệ thống truyền dẫn.

Hình 3.27. Các phương pháp ghép kênh của thiết bị đầu cuối PCM

Các nước tiên tiến như Mỹ và Nhật đang sử dụng kiểu PCM24 kênh theo G733 trong khuyến nghị của ITU-T, phần lớn các nước châu Âu đều đang sử dụng kiểu PCM30 kênh.

Mỗi khung của kiểu Bắc Mỹ là 125 MS; một bit 'S', nghĩa là một bit đồng bộ khung được bổ sung vào 192 bit (24 kênh x 8 bit) âm thanh được ghép kênh để cấu hình nó với 193 bit. Một đa khung ghép kênh được hình thành gồm 12 khung thuộc kiểu này. Các đa khung ghép kênh được hình thành để phát một cách hiệu quả các tín hiệu có các tốc độ khác nhau như tín hiệu tiếng nói 24 x 64 Kbps, báo hiệu 24 x 1,33 Kbps, và 'S' bit 8 Kbps. Trong kiểu châu Âu, vì cần phải có 256 bit cho một khung nên phải sử dụng 16 khung để tạo 1 đa khung. Khe thời gian đầu tiên của các khung được sử dụng để đồng bộ khung và khe thời gian thứ 17 (kênh số 16) được sử dụng để đồng bộ đa khung và báo hiệu. Vì vậy, chỉ có 30 khe thời gian được sử dụng cho tiếng nói.

Hình 3.28. Cấu hình khung của nhóm sơ cấp theo kiểu Bắc Mỹ

Hình 3.29. Cấu hình khung của nhóm sơ cấp theo kiểu E1

Loại Kiểu Bắc Mỹ Kiểu Châu Âu

Đặc tính

cơ bản Tốc độ truyền 1,544 Mb/s ? 50 ppm 2,048 Mb/s ? 50 ppm

Số bit trong 1 khung 24 x 8 + 1 = 193 32 x 8 = 256

Số khung ghép kênh (chu kỳ) 12 (1,5ms) 16 (2,0ms)

Đồng bộ khung Kiểu phân phối Kiểu tập trung

Số khe thời gian trên 1 khung 24/24 32/30

Đặc tính đường gọi Tần số mẫu (chu kỳ) 8 KHz (125 m s) 8 KHz (125 m s)

Số bit được mã hoá 75/6 8

Quy luật nén giãn Luật U (=255) 15 đoạn Luật A=87,6 13 đoạn

Đặc tính tín hiệu Số bit để báo hiệu 1,333 Kb/s 2 Kb/s

Báo hiệu kênh kết hợp Phương pháp trong khe (bit số 8 của khung thứ 6 hoặc khung thứ 12) Phương pháp ngoài khe (kênh thứ 16)

Báo hiệu kênh chung Cần sử dụng kênh riêng biệt 4 Kb/s không hợp lý Sử dụng kênh 16 (64 Kbps)

Đặc tính truyền dẫn Mã đường AMI hoặc B8ZS HDB3

Giá trị suy hao do cáp cho phép 7-35 dB 8-42dB

Bảng 3.6 So sánh phương pháp PCM kiểu Bắc Mỹ và Châu Âu

3.5.2 Công nghệ ghép kênh cấp cao

Để ghép kênh cần phải đồng bộ một cách hợp lý tần số và pha của từng tín hiệu số: Hiện có các kiểu phương pháp ghép kênh như sau: phương pháp ghép kênh đồng bộ và phương pháp ghép kênh không đồng bộ. Trong ghép kênh đồng bộ các bit được xen theo thứ tự để ghép kênh vì tất cả đầu vào đã được đồng bộ hoá; trong khi đó ghép kênh không đồng bộ thì việc đồng bộ được tiến hành để ghép kênh bằng cách chèn xung vì tất cả đầu vào đều được dị bộ hoá. Mặt khác trong những mạng lưới đã được đồng bộ hoá hợp lý, việc ghép kênh phân chia thời gian được tiến hành bằng cách đồng bộ hoá các pha. Sự ghép kênh sơ cấp PCM thuộc kiểu ghép kênh đồng bộ hoá, và sự ghép kênh cấp cao như M12 và M13 thuộc loại ghép kênh dị bộ.

Hình 3.30. Đồng bộ hoá việc chèn xung

G.701 trong khuyến nghị ITU-T định nghĩa việc chèn xung như một sự cǎn chỉnh. Nó đề xuất sự cǎn chỉnh dương, âm và dương âm. Trong việc đồng bộ hoá sự chèn xung, sự định thời gian được thiết lập một cách sao cho nó nhanh hơn tốc độ của tất cả các tín hiệu vào một chút. Khi chúng chỉ khác một byte, xung chèn được đưa vào vị trí thời gian đã được định trước. Sau đó, các tín hiệu đã được đồng bộ hoá như nói trên đây được ghép kênh bằng đơn vị bit.

Hình 3.31. Quá trình ghép kênh của tín hiệu DS2

Phía phát của thiết bị ghép kênh ghi lại các tín hiệu nhóm cấp thấp vào bộ nhớ đàn hồi và đọc ra bằng cách sử dụng một đồng hồ kiểm soát để thu được các tín hiệu cấp thấp đồng bộ hoá trên đó đã được các xung chèn vào. Những tín hiệu này được ghép kênh bằng các bit và sau đó, các xung đồng bộ khung và chỉ thị chèn được đưa vào và tiếp đó được xáo trộn để thu được tín hiêụ ra cấp cao. ở phía nhận, các tín hiệu thu được phân giải và sau đó tách ra để loại bỏ các xung chèn và cuối cùng các tín hiệu ban đầu lại được tạo ra sau khi ổn định thời gian của chuỗi xung. Thiết bị ghép kênh kiểu M12 biến đổi các tín hiệu lưỡng cực DS1 (1,544 Mbps) từ 4 thiết bị đầu cuối PCM thành các tín hiệu đơn cực và sau đó ghép kênh thành các tín hiệu DS2 (6,312 Mbps). Các tín hiệu DS2 thu được bằng cách ghép kênh 4 tín hiệu DS1 được thể hiện bằng phương trình sau:

Trong phương trình trên, 49/48 có nghĩa là 1 bit đồng bộ khung được cộng với từng 48 bit, S là số bit chèn (tỉ số cǎn chỉnh) tồn tại ở mỗi 288 bit. Trong phần lớn các trường hợp chúng được phân định với 0,333. (48) nghĩa là các tín hiệu có 4 bit DS1 được ghép kênh theo thứ tự ở kiểu khung DS2 minh hoạ ở hình 3.32. M là các bit đồng bộ đa khung, F là số bit đồng bộ khung. Cuối cùng ký tự đầu tiên có nghĩa là tín hiệu được cố định ở 0 hoặc 1.

Như một thí dụ của việc chèn xung, nếu 3 bit C của một cột thứ nhất tất cả đều là 1, thì có nghĩa là : bit thứ nhất ở cuối cột là 1 bit chèn. Một kênh nhận được tín hiệu thấp hơn 1,544 Mbps gây cho số bit nhồi tǎng lên vì vậy các tín hiệu ghép kênh luôn luôn giữ ở 6,312 Mbps. Kết quả là, khung DS2 được thiết lập với 1176 bit. Trong số chúng, các bit thông tin là 1148 bit (48 x 16). Và những bit còn lại được sử dụng để tạo khung, kiểm soát sự chèn và giám sát.

Hình 3.32. Kiểu khung DS2

Hệ thống phân cấp Tốc độ Phương trình

DS0 64 8,000b/s x 8bit

DS1 1,544 64Kb/s x 24 +8Kb/s

DS2 6,312

DS3 44,736

DS4 274,176

Bảng 3.7. Tốc độ nhóm cấp cao kiểu Bắc Mỹ

Hệ thống phân cấp Tốc độ Phương trình

CEPT0 64 8,000b/s x 8bit

CEPT1 2,048 64Kb/s x 32

CEPT2 8,448

CEPT3 32,368

CEPT4 139,264

Bảng 3.7. Tốc độ nhóm cấp cao kiểu Châu Âu

Ngoài ra G.802 đã kiến nghị sự phân cấp báo hiệu lai ghép 2,048 - 6,312 - 44,736 - 139,264. Mbps để đáp ứng tiêu chuẩn của giao diện giữa các cấp báo hiệu. G747 khuyến nghị giao tiếp giữa 2,048 và 139,264 Mbps và G755 khuyến nghị các đặc tính ghép kênhlai ghép cho giao tiếp giữa 44,736 và 139,264 Mbps.

3.6 Truyền dẫn số đồng bộ và đồng bộ hoá mạng lưới:

3.6.1 Công nghệ truyền dẫn số đồng bộ:

Trong hệ thống phân cấp số đồng bộ hiện có được chấp nhận trên thế giới, các tín hiệu số sử dụng các nguồn đồng hồ độc lập được ghép kênh để có lợi về mạch trên đường truyền để có hiệu quả kinh tế, khiến chúng phù hợp để áp dụng chuyển qua hai điểm. Tương ứng, hiện có 1 số những bộ điều khiển báo hiệu và các bước ghép kênh chưa hoàn hảo để bù những sự khác biệt về thời gian giữa các tín hiệu số đầu vào trong quá trình ghép kênh tín hiệu. Trong những nǎm 1980 do sử dụng nhiều hệ thống chuyển mạch số và thiết bị truyền dẫn số và nhu cầu thiết lập ISDN càng ngày càng lớn, việc đồng bộ hoá mạng lưới đã trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Ngoài ra, qua việc áp dụng công nghệ máy tính điện tử trong các thiết bị truyền dẫn, các cấu hình mạng lưới đơn giản và linh hoạt hơn đã được thực hiện. Điều này nghĩa là các chức nǎng phân chia/phân phối, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa của các thiết bị truyền dẫn được nâng cấp. Tương ứng, việc nghiên cứu phát triển các phương pháp truyền dẫn đồng bộ đã được bắt đầu ở nhiều nước tiên tiến. Các hướng nghiên cứu như sau:

1. Sử dụng cấu trúc đa khung dị bộ hiện có.

2. Cải tiến cấu trúc khung dị bộ hiện có.

3. Thiết lập sự phân cấp đồng bộ mới.

Để đạt được mục đích nêu ở mục 1/. ; các cấu trúc đa khung dị bộ hiện có đã được sử dụng không cần thay đổi. Ngoài ra các bộ điều khiển nhồi và các bit chèn đã trở thành không cần thiết do sự nối các tín hiệu nhánh đồng bộ đã được sử dụng như những thiết bị bổ xung ngoài các đường truyền dẫn. Đồng thời các chu kỳ khung của các bội số 125m s được thiết lập và sử dụng như một siêu khung để nhận biết các tín hiệu ở các cấp ghép kênh. Thí dụ điển hình là format syntran (truyền dẫn đồng bộ tại DS3), nó cải tiến khung tín hiệu DS3 hiện có thành một format báo hiệu đồng bộ để sử dụng. Để đạt được mục đích nêu ở (2/.), tín hiệu dị bộ hiện có được tái cấu hình thành format tín hiệu đồng bộ có chu kỳ khung 125m s để phân phối mạch dễ hơn. Những thí dụ điển hình của 2 loại trên là DST (đầu cuối đồng bộ số) loại 6 Mbps và SDTT (đầu cuối truyền dẫn số đồng bộ) do NTT của Nhật xây dựng. Mục nêu ở 3/., do những tác động của nó tới sự phát triển các mạng lưới truyền dẫn trong tương lai, sẽ được trình bày chi tiết trong phần sau.

3.6.2 Kiểu tín hiệu phân cấp số đồng bộ:

Một cấu trúc khung thích hợp để đảm bảo có được những dịch vụ số và đáp ứng những nhu cầu cấu hình và vận hành mạng lưới cần phải xác định trước hết để định tốc độ thích hợp của sự phân cấp số đồng bộ. Phần lớn các dịch vụ liên lạc đang được thực hiện hiện nay là ở dạng tiếng nói và tốc độ PCM của chúng là 64 Kbps; tốc độ của dịch vụ ISDN nhanh hơn tốc độ này vài lần. Tương tự, khi chu kỳ khung được đạt ở 8 KHz và cấu trúc khung, với đơn vị 8 bit (byte), tất cả các kênh dịch vụ có thể đáp ứng được 1 cách dễ dàng qua việc phân định 1 số khe thời gian nhất định, chúng chiếm những vị trí cố định của khung và do đó, việc ghép kênh những đơn vị này giúp sự nhận biết tín hiệu trực tiếp được dễ dàng trong các cấp ghép kênh, và tạo cho phần cứng linh hoạt hơn. Hơn nữa đối với việc để cấu hình mạng lưới linh hoạt, việc nhận biết và phân tách tín hiệu ở các cấp ghép kênh cần phải dễ dàng. Nghĩa là cấu trúc khung phải được thiết kế đơn giản sao cho các kênh dịch vụ hoặc các tín hiệu số cần được đưa vào và lấy ra một cách dễ dàng.

Để đạt được mục đích này thông tin cần phải xen kẽ theo hướng xuôi bằng đơn vị bit hoặc byte trong 1 khung với chu kỳ 125m s. Để có kết quả tốt nhất, số hàng và cột cần phải được xác định bằng cách xem xét độ rộng bǎng tần của các tín hiệu số và các kênh dịch vụ cần thích ứng. Những mạng trong tương lai được hy vọng phức tạp hơn vì quy mô truyền dẫn cũng như số lượng dịch vụ cũng tǎng lên. Tương ứng, để làm cho việc vận hành bảo dưỡng và sửa chữa mạng dễ dàng hơn, cần phải bảo đảm bổ xung đủ trong các khung tín hiệu truyền dẫn. Những nhu cầu này sẽ được đáp ứng khi các sợi quang học, phương tiện truyền dẫn không bị giới hạn bởi dải thông, có thể được sản xuất và lắp ráp 1 cách kinh tế. Các tín hiệu phân cấp số đồng bộ cần phải có khả nǎng thực hiện được cấu trúc khung nêu trên. Ngoài ra chúng cần phải được thiết lập, xem xét xu hướng phát triển của các thiết bị liên quan, các kiểu thiết bị số cần thích nghi và khả nǎng nâng cấp chúng lên cao hơn. Công nghệ sản xuất các thiết bị liên quan cũng được nâng cấp với tốc độ nhanh; công nghệ CMOS thường được coi là công nghệ tiên tiến nhất hiện có, sẽ tạo khả nǎng xử lý thông tin loại 150-200 MHz sau vài nǎm. Hơn nửa dịch vụ loại H4 tốc độ cao có khả nǎng được đưa ra với loại 135 Mbps để có thể thích ứng đối dịch vụ tiếng nói giải thông hẹp hiện có cũng như dịch vụ VIDEO. Trong trường hợp các tín hiệu số, các tín hiệu phân cấp dị bộ hiện có được kiến nghị sử dụng vì chúng kinh tế. Kết quả là, có thể thích ứng tới DS4 (139 Mbps).

Mặt khác trong tương lai gần các tín hiệu phân cấp cơ bản đồng bộ sẽ được sử dụng như những tín hiệu cơ bản của các mạng truyền dẫn số, đặc biệt loại ISDN giải rộng, nếu nhu cầu đồng bộ mạng lưới và dịch vụ dải rộng tǎng lên như dự kiến. Do đó chắc chắn nó sẽ được nâng cấp thành các tín hiệu phân cấp bậc cao.

Hình 3.33. Cấu trúc khung STM.1.

ITU-T đã thiết lập mức cơ bản của phân cấp số đồng bộ là 155,520 Mbps bằng cách xem xét những yêu cầu về cấu trúc khung và tốc độ phân cấp cơ bản được mô tả trên đây. Ngoài ra, cuốn sách xanh của ITU-T đã kiến nghị STM-1 (kiểu chuyển đồng bộ cấp 1) có cấu trúc hướng xuôi 9 x 270 byte. Như thể hiện ở hình 3.33 minh hoạ khung tín hiệu có chu kỳ lặp lại 125 Ms. Đặc điểm của cấu trúc khung ghép kênh như sau:

1. Có khả nǎng phát triển thành cấp cao.

2. Thích ứng các tín hiệu phân cấp số do G702 ITU-T đề xuất.

3. Thích ứng các dịch vụ ISDN giải rộng.

4. Thực hiện mạng lưới minh.

Theo 1/. các tín hiệu phân cấp cơ bản được sắp xếp theo khung để ghép kênh bằng phương pháp xen byte đơn giản. Các chức nǎng xử lý tín hiệu đòi hỏi vào lúc này là chức nǎng xử lý 1 phần thông tin bổ xung.

Tương ứng, tốc độ phân cấp bậc cao được xác lập bởi các bội số nguyên của tốc độ phân cấp cơ bản và chức nǎng ghép kênh sẽ trở nên rất đơn giản. Theo 2/. những tín hiệu phân cấp 1,544 Mbps và 2,048 Mbps được cấu trúc như sau để chúng có thể chiếm 1 cột đơn vị 9 byte trong 1 khung đồng bộ.

Tín hiệu 1,544 Mb/s 2,048 Mb/s

DS1 (CEPT1) 9 cột x 3 hàng 9 cột x 4 hàng

DS2 (CEPT2) 9 cột x 12 hàng 9 cột x 16 hàng

DS3 (CEPT3) 9 cột x 85 hàng 9 cột x 65 hàng

DS4 (CEPT3) 9 cột x 261 hàng

Bảng 3.9. Cấu trúc khung đồng bộ

Đối với những tín hiệu trên, sự chèn và những sự bổ xung cần thiết được bổ xung vào cho tốc độ tín hiệu cơ bản. Chúng được xác lập bởi đơn vị 9 cột. Việc xác lập những đơn vị này chỉ đòi hỏi 1 hàm xác nhận về 270 hàng trong cấu trúc 9 x 270 byte của các tín hiệu cơ bản thay vì việc xác nhận tín hiệu chiếm ở tất cả các byte hiện có trong khung. Tương ứng các chức nǎng xác nhận, tách và xen đối với những tín hiệu trên có thể được tiến hành dễ dàng hơn ở cấp ghép kênh.

Theo 3/. , các dịch vụ giải thông như H2 và H4 nên là bội số của 64Kb/s để tối đa hoá những ưu điểm của việc sử dụng các tín hiệu số mô tả trên đây. Ngoài ra, nếu có thể, tốc độ dịch vụ cần phải được xác lập sao cho có thể đảm bảo được cấu trúc 9 x N byte (N là số nguyên). Để thực hiện các mạng thông minh cần bảo đảm đủ các phần bổ xung trong format tín hiệu. Phần bổ xung của phân cấp đồng bộ được xác lập ở hình 3.34 cho mục đích này. Nghĩa là, những phần bổ xung hiện có là bổ xung từng phần (SOH) được yêu cầu bởi những yếu tố khác nhau trong các thiết bị ghép kênh và trên mỗi đường đi của tín hiệu được thích ứng trong khung.

Ngoài ra, có thể có 1 số cách phân định phần bổ xung. Trong kênh bổ xung từng phần, gồm có các bộ tạo khung (A), bộ phận điều khiển hoạt động từng phần (B), phần bổ xung cho nghiệp vụ (E1), thông tin chuyển mạch cơ động (K), số liệu người sử dụng (F1) và những kênh số liệu dung lượng lớn (D). Hơn nữa vì những kênh bổ xung theo đường được xây dựng từ những thông tin như dấu vết (J1) của đường tín hiệu tương ứng, trạng thái hình dạng tín hiệu (C,H), hiệu suất truyền dẫn (B3) về việc chuyển các dữ liệu thông tin liên quan đến hiệu suất và cảnh báo (G1) và các dữ liệu của người sử dụng (F2), các tuyến truyền dẫn thông minh có thể được thực hiện không khó khǎn gì.

Hình 3.34. Phần tử bổ xung của khung STM.1.

3.6.3 Phương pháp ghép kênh phân cấp đồng bộ:

Các tín hiệu DS1, DS2 và DS3 của xeri 1,544 Mb/s, CEPT1, CEPT2, CEPT3, CEPT4 của xeri 2,048 Mb/s và các tín hiệu dịch vụ dải thông rộng là tín hiệu nhánh thích ứng trên STM-1, một format tín hiệu cơ bản đồng bộ. Những tín hiệu này được bố trí 1 cách linh hoạt trong khung STM-1 sau khi đã được xử lý qua các phần tử ghép kênh như C, CV, TU, và AU.

Trong số những yếu tố trên, C và CV được sử dụng để truyền (điểm tới đa điểm) tín hiệu thành phần trên mạng truyền dẫn đồng bộ; Một vùng nhất định của khung STM-1 được hình thành như một VC trên đó các tín hiệu hoặc kênh dịch vụ tương ứng được náp để chuyển đi. Một đường đi kéo dài từ 1 điểm trong đó VC được tạo thành tới 1điểm nơi nó được huỷ bỏ. Phần bổ xung được sử dụng trên tuyến đường này được gọi là POH, ở đây bổ xung thêm 1 ký tự đầu để thể hiện kiểu. AU và TU là những đơn vị hiện có. AU có một con trỏ để thể hiện điểm khởi đầu của khung VC chiếm trọng tải của STM-1, trong khi đó TU có 1 con trỏ để thể hiện điểm khởi đầu của VCn-1 cấp thấp chiếm trọng tải trong VC. Chúng được yêu cầu cho việc bố trí linh hoạt trên trọng tải trong của Vcn, VCn+1, hoặc khung STM-1. Chúng đặc biệt có lợi cho việc bù sự chênh lệch về thời gian giữa 2 tín hiệu ghép kênh trong khi thực hiện chức nǎng phân chia/phân phối báo hiệu của đơn vị VC. Để ghép kênh, các tín hiệu thành phần được chuyển đổi thành STM-1 sau khi qua các phần tử ghép kênh nói trên. Nghĩa là quá trình ghép kênh như sau:

• Các tín hiệu thành phần: Tín hiệu DSn hoặc dịch vụ Hn (n= 1,2, 3,4)

• Cn: DSn + OH, Hn + OH (OH là 1 bit chèn cố định và phần bổ xung)

• Vcn: Cn + POHn (POH là phần bổ xung theo đường)

• Tun: VCn + THn PTR (PTR là 1 con trỏ)

• Vcn+1: N x TUn + POHn+1 (N là 1 số nguyên, n=1,2,3)

• Aum: VCm + AUm PTR (m=3 hoặc 4)

• STM-1: AUm+ SOH (SOH là 1 phần bổ xung theo phần)

• STM-N: STM-1 x N (N=1,4,8...)

ở đây, để ghép kênh N số STM-1 thành STM-N, có thể dùng phương pháp xen byte đơn giản thể hiện ở hình 3.35.

Hình 3.35. Phương pháp ghép kênh đồng bộ

Mặt khác, tín hiệu phân cấp dị bộ DSn và dịch vụ Hn được ghép kênh thành STM-N bằng cách qua những quá trình sau:

Hình 3.36. Ghép kênh thành STM-N

3.6.4 Tiêu chuẩn hoá phân cấp số đồng bộ:

ở Mỹ, việc nghiên cứu mạng quang học đồng bộ SONET, một mạng truyền dẫn quang học đồng bộ sử dụng như những trục truyền thông được nối với nhau bằng các sợi quang học đã được tiến hành từ 1984; một sợi quang học chứa một vài tuyến trục truyền thông chính để chuyển các tín hiệu tiêu chuẩn hoá một cách song song. Hệ thống này đã được chấp nhận như 1 tiêu chuẩn của ITU-T. Tương ứng, ở những vị trí tương ứng rời cổng thu trên các đường, những tín hiệu chuẩn của mỗi đường hoặc tín hiệu dưới cấp đó được tách ra và xen vào để phân chia hoặc kết hợp các tín hiệu. Các đường được phân phối tại các điểm giao nhau của các đường trục cũng giống như những chiếc ô tô thay đổi tuyến đi dựa theo điểm đích của chúng. Format đồng bộ đã được chấp nhận như một tiêu chuẩn Mỹ như sau: Các tín hiệu STS1 (tín hiệu chuyển đồng bộ cấp 1) với tốc độ cơ bản 51,840 Mb/s đã được chọn làm những tín hiệu cơ bản sẽ chiếm mỗi làn trên đường trục thông tin và những tín hiệu STS-N (tốc độ 51,840 Mb/s) đã được chọn làm những tín hiệu N làn (đơn hướng). Cũng như thế một vật mang quang học cấp 1 (OC-1) và OC-N đã được chọn để sử dụng làm giao diện quang học. Giao diện nút mạng (NN1) sử dụng cả giao diện của mạng trung kế và giao diện mạng người sử dụng (UNI) là giao diện giữa các thuê bao và mạng, giao diện này tiếp theo được phân thành những NNI dị bộ và NNI đồng bộ. ITU-T đã nghiên cứu việc tiêu chuẩn hoá liên quan đến vấn đề này. Trong trường hợp NNI dị bộ sử dụng từ 1988, việc tiêu chuẩn hoá giao diện tới loại DS4 đã được hoàn thành. Đối với những tốc độ cao hơn việc nghiên cứu tập trung vào tiêu chuẩn hoá quốc tế của NNI đồng bộ đã được tiến hành. Kết quả là, vào 11/1988 STM-1 và STM-4 (622,080 Mb/s) với tốc độ cơ bản 155,520 Mb/s đã được kiến nghị. Sự khác biệt là ở chỗ cấu trúc ghép kênh của tín hiệu STS-3 cũng giống như STM-1 và ở chỗ nó có thể thích ứng tới các tín hiệu loại DS4 (hoặc dịch vụ loại H4) với nội dung thông tin về phần bổ xung từng phần và dung lượng tải

3.6.5 Sự đồng bộ hoá mạng

Để thực hiện một cách linh hoạt việc trao đổi, tách và xen vào sự chia thời gian của các tín hiệu ghép kênh, xung thu/phát của mỗi nước nên được đồng bộ hoá về mặt thời gian. Nếu không làm được điều này thì sự trượt sẽ xảy ra.

Ba loại đồng bộ mạng hiện có gồm: phương pháp đồng bộ hoá gần đồng bộ được thực hiện bằng cách lắp đặt một dao động tách biệt ở từng tổng đài, sự đồng bộ chủ/tớ được thực hiện bằng cách đảm bảo để bộ dao động ở tổng đài là mức cao nhất và sau đó, cung cấp đồng bộ cho các tổng đài nhánh mức cao (high-level) để đồng bộ toàn mạng, và phương pháp đồng bộ hoá tương hỗ được thực hiện bằng cách đảm bảo để một bộ dao động tần số thay đổi ở mỗi tổng đài, so sánh sự khác pha giữa đồng hồ của các tổng đài khu vực với đồng bộ ở các tổng đài khác trong mạng, và sau đó điều khiển tần số dao động để giá trị trung bình của những sự khác pha này bằng 0 nhằm đồng bộ toàn mạng.

Hình 3.37. Sự đồng bộ hoá mạng qua sự đồng bộ hoá các nhánh.

Trong trường hợp đồng bộ hoá gần đồng bộ, bộ dao động phải được vận hành ở mức độ ổn định cao bởi vì các tổng đài khác thu được sự trượt ra sự xuất hiện thường xuyên của sự khác biệt tần số đồng hồ. Trong trường hợp đồng bộ hoá tương hỗ, các tổng đài hay các tuyến truyền dẫn có lỗi sẽ có ảnh hưởng tối thiểu với các tổng đài hay các tuyến truyền dẫn có lỗi sẽ có ảnh hưởng tối thiểu với các tổng đài hay tuyền truyền dẫn khác. Trong trường hợp ngược lại, việc phát hiện lỗi sẽ rất khó thực hiện và các thiết bị đồng bộ hoá phức tạp hơn sẽ cần thiết cho sự vận hành.

G.811 của các khuyến nghị ITU-T đã đưa ra ý kiến về việc sử dụng đồng bộ trên bình diện quốc tế và việc duy trì sự chính xác của tần số của các cổng quốc tế ở độ trượt là 1 trượt /70 ngày (1 slip/7 days) (độ trượt 10-11 ). Để đạt mức độ chuẩn xác này, cần phải sử dụng một bộ dao động hạt nhân có Cesium hoặc Rudiem.

3.7 Sự phát triển của công nghệ truyền dẫn

3.7.1 Hệ thống chuyển mạch tương tự và truyền dẫn số.

Nǎm 1877, một nǎm sau khi phát minh ra điện thoại, dịch vụ chuyển mạch được khởi sự tại Boston, Mỹ. Nǎm 1889, A.B.Strowger của Mỹ đã sáng chế ra một hệ thống chuyển mạch tự động và sau đó, vào nǎm 1920, hệ thống chuyển mạch ngang dọc được lắp đặt lần đầu tiên tại Thuỵ Điển. Nǎm 1948, hệ thống chuyển mạch ngang dọc thứ 5 được lắp đặt ở Mỹ. Vào khoảng thời gian này, phòng thí nghiệm Bell của Mỹ công bố sự phát triển thành công phương pháp điều khiển chương trình được lưu trữ mà đã trở thành nền tảng cho các hệ thống chuyển mạch (switching) điện tử đang được sử dụng hiện nay.

Mặt khác, lịch sử liên lạc số bắt đầu từ khi mà các hệ thống truyền dẫn được số hóa, nó xuất hiện trước sự phát minh ra hệ thống chuyển mạch. Việc truyền số có thể gửi 12 lần số lượng thông thường qua một đường tiếng thông qua quá trình ghép kênh, đồng thời cho hiệu quả kinh tế cao hơn. Vì lẽ đó, việc số hoá được thực hiện từ các chặng ngắn, quan trọng thông qua việc sử dụng các hệ thống chuyển mạch tương tự; Kết quả là, giao tiếp với hệ thống chuyển mạch được thực hiện bởi đơn vị tiếng. Hơn nữa, nó có khả nǎng thực hiện một cách vừa đủ các thông tin báo hiệu khác nhau và chính vì lẽ đó, công nghệ truyền dẫn được cải tiến không dựa vào sự phát triển của công nghệ chuyển mạch. Các yêu cầu vào thời điểm này, là những khía cạnh kinh tế được xem xét cho việc truyền dẫn giữa các điểm; Qua đó, việc số hoá các tuyến truyền dẫn được coi là chức nǎng giá cả của các tuyến dây, các bộ ghép kênh và các bộ chuyển đổi A/D. Ngoài ra, hệ thống chuyển mạch vào thời điểm này không tạo ra bất kỳ hạn chế nào đối với sự đồng bộ được thực hiện bởi chức nǎng ghép kênh. Vì vậy, chỉ có cải tiến các nguồn đồng hồ tinh thể trong các thiết bị truyền dẫn và sự ổn định của đường thông là vấn đề phải xem xét. Tuy nhiên, những lỗi đồng hồ tạo ra do các hệ thống chuyển mạch không phải là những vấn đề nghiêm trọng bởi sự sử dụng phương pháp chèn xung. Các thiết bị truyền dẫn được vận hành một cách ổn định bởi sự đồng bộ chủ / tớ của các đường báo hiệu thu và phát được thực hiện một cách bình thường. Hơn nữa, các dịch vụ được cung cấp hiện nay chủ yếu là dịch vụ tiếng nên các qui chế vừa phải được áp dụng đối với tốc độ lỗi bit (10-4).

Trên cơ sở này, phương pháp T2 (locap 96 đường), phương pháp T4 (274 Mbps), FT-2 và FT-3, là những phương pháp thông tin quang dung lượng lớn được phát triển một cách thành công và được thương mại hoá cùng với các bộ ghép kênh như M12, M23 và M34. Tất cả các bộ ghép kênh này được ghép kênh theo phương pháp dị bộ qua việc chèn xung.

3.7.2 Giới thiệu hệ thống chuyển mạch số và truyền dẫn số.

Việc số hoá các hệ thống thông tin liên lạc là chủ đề rất đáng quan tâm và nghiên cứu bởi vì truyền dẫn số đã được sử dụng rộng rãi. Mỗi khi loại hệ thống chuyển mạch bằng số mới được sáng chế thì các hệ thống chuyển mạch bắt đầu có các yêu cầu dỡ bỏ các phần quá tải A/D - D/A để giảm bớt chi phí của phần giao tiếp giữa các hệ thống chuyển mạch với các thiết bị truyền dẫn và một số hệ thống chuyển mạch đã ghép thêm các thiết bị truyền dẫn và một số hệ thống chuyển mạch đã ghép thêm các thiết bị truyền dẫn vào với chúng. Và để có hiệu quả và kinh tế lớn hơn, việc sử dụng các hệ thống truyền dẫn cáp quang cho các hệ chuyển mạch đã được phát triển thành công. Hơn nữa, các hệ thống chuyển mạch bắt đầu yêu cầu sự đồng bộ mạng. Nghĩa là, khi mà các hệ thống chuyển mạch được số hoá thì tất cả các hệ thống chuyển mạch phải được đồng bộ với cùng một đồng hồ chuẩn.

Nói cách khác, nếu tốc độ đồng hồ của 2 hệ chuyển mạch số khác nhau thì các hệ thống không thể tránh khỏi sự trượt. Các dịch vụ dữ liệu như DDS (hệ thống dữ liệu số) không cho phép sự việc này xảy ra và một sự đồng bộ thích hợp giữa hai hệ chuyển mạch trở thành một vấn đề lớn. Và, như các vấn đề cơ bản, một sự đồng bộ hoàn toàn phải được thực hiện tại mỗi điểm cuối của ghép kênh bởi vì hệ thống ghép kênh dị bộ được vận hành đối với các nguồn vào độc lập và còn gì tồi tệ hơn một hệ thống không thể phân biệt một cách trực tiếp các bit tiếng nói từ các tín hiệu khác. Công nghệ hiện có có thể thực hiện chức nǎng chuyển mạch một cách trực tiếp bởi đơn vị đường tiếng tại mức độ khoảng 50 Mbps. Tuy nhiên, về các hệ thống truyền dẫn dị bộ hiện nay, chúng phải được hạ thấp tới cấp ghép kênh đồng bộ 1.544 Mbps một cách không điều kiện cho việc phân biệt rõ bit tiếng nói. Như vậy, có thể tránh sự quá mức của A/D - D/A nhưng không phải sự quá mức của ghép kênh/phân kênh.

Để giải quyết vấn đề này, một loạt phương pháp mới thực hiện ghép kênh đồng bộ để tìm kiếm một cách dễ dàng các bit tiếng nói trên tín hiệu mà đã được ghép kênh vào nhóm mức cao, đã được đề xuất; SYNTRAN sử dụng cấu trúc khung cơ bản, phương pháp sử dụng tốc độ của phương pháp dị bộ hiện có như DST của Nhật Bản trong việc tạo ra các khung mới, và phương pháp cho mạng điều khiển phần mềm trong tương lai trong đó người sử dụng có thể cấu hình các mạng. Hơn nữa, bằng cách mở rộng công việc này, ta có thể thiết lập một mạng hiệu quả bao gồm các hệ thống chuyển mạch, các thiết bị nối qua và cáp quang.

3.7.3 Chuyển mạch gói, chuyển mạch tuyến và truyền dẫn số.

Các mạng thông tin liên lạc của thế kỷ 21 cho phép những người sử dụng lựa chọn các dải dịch vụ và tiếp cận các loại dịch vụ một cách tự do dựa vào những tiến bộ trong công nghệ truyền tải. Và kết quả là, chúng sẽ được liên kết vào các hệ thống có khả nǎng đáp ứng các nhu cầu liên lạc hiện có và tương lai như các máy điện thoại, số liệu truyền hình hay việc nối các mạng LAN tốc độ cao (1,2 Kbps ~ hàng trǎm Mbps) thông qua việc thực thi B-ISDN với khả nǎng xử lý thông tin bằng đơn vị gói (packet). Như đã nêu trên, các mạng liên lạc trong tương lai sẽ có chức nǎng chuyển mạch mạch cũng như chức nǎng chuyển mạch gói. Qua đó, các hệ thống truyền dẫn phải được phát triển với khả nǎng đáp ứng các yêu cầu và đặc tính của thông tin. Thông tin mạch hiện có và thông tin gói là riêng biệt với nhiều tốc độ bit khác nhau. Và, các độ rộng bǎng tần của chúng thay đổi thường xuyên và chúng không tạo ra những yêu cầu đồng bộ mạng. Tuy nhiên, khi một mạng liên lạc gói mới được áp dụng, nó sẽ không làm tổn hại chất lượng hệ thống trong khi giao tiếp với mạng liên lạc hiện có. Hơn nữa, trong việc ghép kênh đồng bộ đã nêu bên trên, nó phải có khả nǎng xác định các gói trên các bit được truyền đi và vì vậy, sự liên lạc phải được thực hiện bởi đơn vị khối.

Trong trường hợp này, phương pháp không đặt các khe thời gian một cách cố định được gọi là phương pháp truyền dị bộ (ATM). Dựa vào sự linh hoạt đối với các loại dịch vụ, ATM được coi là một phương pháp truyền tin quan trọng. Ngoài ra, ITU-T hy vọng có thể đưa ra một loại lai ghép mà có thể thích ứng với ATM và STM để phản ánh các yêu cầu của SONET qua việc áp dụng phương pháp truyền đồng bộ. Họ đề xuất một cấu trúc truyền bǎng rộng 2 bậc cho một mạng thuê bao bằng cách sử dụng đồng thời chuyển mạch gói và chuyển mạch tuyến; nghĩa là, trong mạng thuê bao có thể xử lý nhiều loại thông tin và tốc độ, ghép kênh sơ cấp được thực hiện với phương pháp DTDM (TDM động lực) và sau đó, tại tổng đài, kết quả ghép kênh được phân kênh lại với phương pháp TDM.

Về phần này, việc ghép kênh các phần thuê bao trở nên quan trọng hơn việc ghép kênh của truyền dẫn giữa các tổng đài và vì lẽ đó, một trong các mục tiêu lớn trong lĩnh vực truyền dẫn là phát triển các thiết bị điều khiển và ghép kênh cuả các đầu cuối thuê bao cần thiết cho việc cung cấp các dịch vụ một cách kinh tế và hiệu quả.

Hình 3.38. Cấu trúc DTDM của mạng thuê bao

3.8 Công nghệ truyền dẫn thuê bao

3.8.1 Phần giới thiệu.

Mạng thuê bao được sử dụng để nối các đầu cuối thuê bao trong nhà của các thuê bao với mạng thông tin. Có thể sử dụng nhiều phương pháp liên tục kiểu có dây/không có dây. Tuy nhiên, đối với các thuê bao chung, loại được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp truyền bǎng tần tiếng nói tương tự bằng cách sử dụng cáp kim loại 2 hoặc 4 dây. Kể từ khi sáng chế ra các hệ thống điện tín và điện thoại khoảng 100 nǎm trước, các loại cáp kim loại được sử dụng rộng rãi như là một phương tiện tốt nhất để nối các thuê bao với các mạng thông tin. Trừ một vài sửa đổi vật lý như việc lắp thêm các cuộn tải và cuộn hybrid, các dây cáp được sử dụng ngày nay chủ yếu là giống với các loại dây được sử dụng trong giai đoạn khởi đầu của sự phát triển. Nói cách khác, trong số các thuê bao, sự truyền dẫn và các phương tiện chuyển mạch, 3 bộ phận quan trọng của truyền thông, sự truyền dẫn và các phương tiện chuyển mạch đã được cải tiến một cách đáng kể theo những tiến bộ trong công nghệ thông tin liên lạc, máy tính điện tử và công nghệ bán dẫn. Mặt khác, các phương tiện thuê bao chủ yếu vẫn được duy trì như trước và mục tiêu xử lý tiếng nói tương tự có dải bǎng rộng 300-3400Hz vẫn có giá trị đến ngày nay.

Trong những nǎm 1980, SLIC (mạch giao tiếp đường thuê bao) cho việc thay thế các cuộn hybrid bằng các phần tử bán dẫn, và các phần tử bán dẫn mới và các thiết bị truyền dẫn như các thiết bị tập trung/ghép kênh thuê bao dạng số để tiết kiệm các mạch thuê bao đang được áp dụng từng bước vào mạng thuê bao. Tuy nhiên, chúng được sử dụng chủ yếu cho việc xử lý dải tần tiếng nói tương tự chẳng hạn trong trường hợp các phương pháp hiện có.

Trong suốt thời gian khi các mạng lưới thông tin liên lạc được sử dụng chủ yếu cho việc chuyển các thông tin tiếng nói và có ít nhu cầu cho những liên lạc dữ liệu tốc độ cao, các yêu cầu của người sử dụng được đáp ứng chỉ với các cáp kim loại hoạt động với dải tần 300Hz~3400Hz. Tuy nhiên, vì các nhu cầu ngày càng tǎng, nhu cầu thiết lập các mạng lưới thuê bao tân tiến và ISDN (mạng đa dịch vụ) là cần thiết. ISDN có thể được xác định là một mạng lưới liên lạc có khả nǎng cung cấp sự kết nối số từ các máy thuê bao chủ gọi đến các máy thuê bao bị gọi và xử lý hàng loạt loại dịch vụ tiếng nói và phi tiếng nói.

Như vậy, việc số hoá toàn bộ mạng lưới liên lạc là cần thiết phải thực hiện trước tiên trong trình tự thiết lập loại mạng truyền thông này. Vì những ưu điểm của chúng, phương pháp truyền thông số đã được áp dụng vào lĩnh vực truyền dẫn từ những nǎm 1960 và vào lĩnh vực chuyển mạch từ những nǎm cuối thập niên 1970. Việc nghiên cứu về số hoá các tuyến thuê bao đã được tiến hành từ những nǎm cuối của thập niên 70. Một loạt phương pháp khác như việc lắp đặt các phương tiện truyền dẫn mới có giá trị cho việc số hoá các tuyến thuê bao; khi nhận ra rằng chi phí thiết lập các thiết bị thuê bao chiếm khoảng 40% tổng đầu tư thiết lập mạng liên lạc thì cách tốt nhất là truyền các tín hiệu số theo đường cáp kim loại hiện có. Tuy nhiên, dù các tuyến thuê bao đã được số hoá thông qua việc sử dụng công nghệ tân tiến nhất, thì tốc độ truyền vẫn bị hạn chế ở khoảng 100Kbps~200Kbps để duy trì khoảng cách truyền tin lớn nhất. Do đó, những mạng lưới thuê bao hiện có cần phải được sắp xếp lại toàn bộ trong quá trình chuẩn bị cho ISVN (mạng đa dịch vụ hình) hoặc ISDN bǎng rộng, được coi là thế hệ kế tiếp của ISDNs. Nghĩa là, trong các mạng liên lạc thông tin hình tích hợp, khả nǎng cho việc xử lý hình ảnh là cần thiết và để truyền các tín hiệu hình, cần có 1 bǎng rộng hàng trǎm Mbps từ các mức thuê bao. Các phương pháp thuê bao cáp quang và không dây đang được xem xét như các phương tiện truyền dẫn để xử lý thông tin bǎng rộng như vậy. Trừ những địa điểm đặc biệt như các khu vực rừng núi, việc áp dụng cáp quang được coi là khả thi nhất.

3.8.2 Đường truyền dẫn.

Các cáp kim loại cho loại liên lạc dùng dây còn được phân chia thành cáp sợi dây trần, các cáp đôi cân bằng và các cáp đồng trục. Các cáp sợi dây trần là những dây không có vỏ cách điện và đã được sử dụng một cách rộng rãi nhất từ khi phát minh ra các hệ thống điện thoại và điện tín. Tuy nhiên, hiện nay loại dây này rất ít được sử dụng bởi những mức độ thất thoát lớn, xuyên âm và tạp âm do nhiễu.

Các cáp đôi là hai dây lõi xoắn lại với vỏ cách điện. Loại này còn được coi là cáp đôi xoắn. Nhiều dây lõi được thêm vào để hình thành một dây cáp. Về vỏ cách điện, người ta sử dụng các nguyên liệu plastic như giấy hoặc polyethylene. Chúng chủ yếu được sử dụng trong bǎng tần dưới một MHz. Các dây cáp đồng trục là các cáp có dây dẫn ngoài và trong. Dựa vào các đặc tính giảm xuyên âm này sinh từ những liên kết điện giữa mạch của các cáp này, chúng chủ yếu được sử dụng cho việc truyền các tính hiệu tần số cao từ hàng chục MHz đến hàng trǎm MHz. Những tuyến truyền tin này, được nêu trong hình 3.39, có thể được giải thích qua việc đánh giá điện trở (điện trở ohm/khoảng cách); độ tự cảm (độ tự cảm, H/đơn vị khoảng cách), điện dung (F/đơn vị khoảng cách) và độ dẫn điện (MHO/đơn vị khoảng cách). Chúng được gọi là hằng số cơ bản.

Hình 3.39. Hằng số cơ bản của đường truyền dẫn

Trong những đơn vị trên, điện trở R được xác định qua các phần tử trở kháng của các dây dẫn tạo nên đường và nó là hằng số ở dải tần của tiếng nói; tuy nhiên, vì hiệu ứng của vỏ, nó gia tǎng theo tỉ lệ cǎn bậc hai của tần số khi tần số tǎng. Độ điện cảm L, bởi vì các lý do tương tự, bị giảm đi theo tần số. Tuy nhiên, sự ảnh hưởng với các phần tử điện dung của tần số là nhỏ nhất. Độ dẫn C được sản sinh bởi những sai sót về chất cách nhiệt được sử dụng ở vỏ các cuộn dây lõi hoặc sự thất thoát điện môi. Tuy vậy, khi sử dụng các chất liệu cách điện tốt như polyethylene, độ dẫn có thể loại trừ. Những thay đổi của các hằng số cơ bản theo tần số cho PIC (cáp cách điện polyethylene) của 22-gauge được chỉ rõ ở hình 3.40

Hình 3.40. Sự thay đổi trong hằng số cơ bản theo tần số

Khi sóng điện tử được đưa đến tuyến truyền dẫn, nó sẽ gặp thành phần trở kháng được gọi là trở kháng đặc trưng. Nó được xác định như sau bởi một hằng số cơ bản:

Tuy nhiên, W = 2Hf và f đặc trưng cho tần số của sóng điện tử. Và, vận tốc truyền và lượng suy giảm của sóng điện tử trên tuyến được xác định bằng hằng số truyền.

Các hằng số của sóng điện tử còn được phân chia thành a và b. Vào thời điểm này, a là hằng số suy giảm đặc trưng cho lượng suy giảm và b đặc trưng cho hằng số pha liên quan đến sóng điện tử. Nghĩa là, a đặc trưng cho lượng suy giảm từ nguồn ra đến phía nguồn ra (dB/đơn vị khoảng cách), b là độ lệch pha giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra (Radian/đơn vị khoảng cách). Do đó, vận tốc truyền hiện tại Vp (vận tốc pha) bằng w/b.

Hằng số điện tử r của sóng điện tử được xác định như trong phương trình (3.2). Và, cùng với trở kháng đặc trưng Zo, nó là hằng số thứ cấp của đường đi (path).

Cùng với hằng số cơ bản, hằng số thứ cấp là một nhân tố quan trọng được sử dụng để xác định các đặc tính điện của đường đi. Những đặc tính của chúng trong mỗi bǎng tần số như sau :

a) Trong trường hợp DC (v = 0)

ở đây, vì G rất nhỏ, Zo có giá trị rất lớn và a có một giá trị tương đối thấp.

b) Trong trường hợp tần số thấp

Vì G có thể bỏ qua,

Như được chỉ ra ở phương trình trên, trở kháng đặc trưng giảm khi tần số tǎng và lượng suy giảm tǎng đều. Và, vận tốc pha Vp của sóng điện tử tần số thấp thu được bằng cách sử dụng phương trình sau :

c) Trong trường hợp tần số cao (wL >> R, wC >> G)

Khi bỏ qua G :

________________________________________

Trong phương trình (3.8), Zo không được chỉ ra bởi vì chức nǎng tần số không còn nữa và chỉ có phần tử điện trở. Vào thời điểm này, giá trị Zo bằng giá trị trở kháng đặc trưng mà nhà sản xuất cáp ấn định. Như đã chỉ ra ở phương trình (3.9), a và Vp được xác định với một giá trị nào đó và không thay đổi theo tần số nữa. ở hình 3.41, sự thau đổi của giá trị hằng số thứ cấp theo tần số thay đổi như đã được chứng minh bên trên.

Nói chung, hằng số suy giảm a tǎng cùng với sự tǎng của R và G, và có một điểm tối thiểu của lượng suy giảm đối với sự thay đổi của L và C. Khi phân biệt bằng cách sử dụng L như một hằng số để đạt được giá trị tối thiểu của hằng số suy giảm a, giá trị tối thiểu của a sẽ thu được dưới điều kiện sau.

LG = RC (3.10)

ở đây, phương trình sau đây sẽ đạt được khi có Z = R = jw,

Y = G + jw (và thay thế phương trình (3.10) vào Y).

Hình 3.41. Sự thay đổi hằng số thứ cấp theo tần số

"r" có thể đạt được như sau từ phương trình (3.2)

Qua đó, thu được phương trình sau :

Trong phương trình (3.13), a có giá trị tối thiểu của ệ RG và a và Vp trở thành những giá trị không liên quan gì tới từng tần số. Tương tự như vậy, phương trình (3.10) ở trong một điều kiện được gọi là điều kiện không biến dạng (distortionless condition).

Tuy nhiên, trong thực tế giá trị của RC là một giá trị lớn gấp trǎm lần giá trị của LG và theo đó, để đáp ứng điều kiện không biến dạng, hoặc là R hoặc C phải được giảm đi hoặc là G hoặc L phải tǎng lên. Để giảm R, bán kính của dây dẫn phải tǎng hoặc phải sử dụng dây dẫn có chất lượng tốt và như thế thì không kinh tế. Để giảm C, khoảng cách giữa các dây dẫn phải được mở rộng và vì thế sẽ gặp khó khǎn trong việc sản xuất dây cáp. Ngược lại, a sẽ tǎng khi G tǎng và qua đó, sẽ không hiệu quả. Như vậy thì phương cách hiệu quả nhất là tǎng L.

Tải là quá trình thêm L một cách giả tạo cùng với L của tuyến để tǎng phần tử điện cảm. Hai loại tải hiện có là tải phân bố và tải tập trung. Đối với loại tải tập trung, các cuộn tải có phần tử điện cảm được lồng vào bất kỳ đoạn nào của một tuyến. Khi áp dụng tải phân bố, vật liệu từ tính như dây thép thậm chí được cuộn vào cốt dây cáp và qua đó, L toàn tuyến được tǎng lên. Vì sự phức tạp của cấu trúc dây cáp, việc tải phân bố sẽ rất đắt cho việc thực hiện và chủ yếu được sử dụng cho những ứng dụng đặc biệt như là các loại cáp biển.

Giá trị suy giảm tối thiểu có thể thu được thông qua tải; trong trường hợp tải tập trung, các tuyến hoạt động như các bộ lọc tần số thấp và do đó, sự mất mát ở tần số cao hơn tần số cắt tǎng nhanh như trong hình 3.43.

Hình 3.42. Cuộn tải

Hình 3.43. Đồ thị suy giảm đường bởi tải

Vì lẽ đó, khi truyền đi các tín hiệu tần số cao như các tín hiệu số theo các tuyến thì nên loại bỏ đi các cuộn tải để hạn chế mức thấp nhất của nhiễu.

Trên phần lớn các tuyến thuê bao, các cáp đôi được sử dụng bởi vì chúng dễ dàng cho việc thực hiện và rất kinh tế. Những dây cáp đôi này được cách điện cẩn thận bằng polyvinyl Chloride, Polyethylene hay bằng giấy và sau đó, được xoắn vào một sợi cáp. 10~2400 chiếc cáp đôi được nhóm lại để tạo thành nhiều loại cáp khác nhau. Để tǎng thêm các đặc tính kỹ thuật của dây cáp, PVCs hoặc PEs được sử dụng và sau đó, lớp bọc cáp sẽ được phủ vào phía bên ngoài của các dây cáp. Và, để tránh bị hư hỏng vì bị ẩm, hở/ngắt mạch điện, người ta lồng bǎng nhôm hoặc đồng vào giữa các vỏ.

Các dây cáp được phân loại thành cáp alpeth, cáp stalpeth và cáp wellmantel dựa vào các chất liệu được sử dụng và cấu trúc cáp.

Một cách chung nhất, với các loại cáp địa phương, các dây điện cốt có đường kính 0.4, 0.5, 0.65 và 0.9 mm được sử dụng một cách rộng rãi. Các đặc tính điện của các dây cáp cách đất được sử dụng cho 1 KHz được liệt kê ở bảng 3.11

Đường kính

lõi dây điện (mm) Tổn hao trên

đường dây (dB/km) Điện trở DC

(W /km vòng) Trở kháng

đặc trưng (W )

0.4 1.780 272 918

0.5 1.400 171 726

0.65 1.090 104 575

0.9 0.788 54 407

Bảng 3.11. Các đặc tính điện của các dây cáp địa phương

Các tuyến từ các hệ thống chuyển mạch tới các đầu cuối thuê bao được tóm lược ở hình 3.44. Các tuyến lược sử dụng được chỉ rõ ở bảng 3.12.

Hình 3.44. Sơ đồ tuyến thuê bao

Cáp,

loại dây Cấu trúc ứng dụng

Đường kính lõi dây Số đơn vị Cách điện Vỏ bọc

TOV 1,2 1 PVC Nhánh thuê bao (trong nhà)

Dây SD 1,0 1,2,3,6 PE PVC Cho dây điện thuê bao

Cáp CCP

địa phương 0,5; 0,65; 0,9 15~200 PE Alpeth Cáp dây thuê bao

Cáp PE

địa phương 0,5; 0,65; 0,9 5~200 PE PVC Cáp dây thuê bao

Cáp WT Stalpeth

địa phương 0,4;0,5; 0,65; 0,9 150~2.400 bằng giấy Stalpeth wellmantel Cáp nhánh thuê bao

Cáp thuê bao

Cáp luyện

địa phương 0,4;0,5; 0,65; 0,9 50~1.800 bằng giấy Vỏ được tôi luyện Dây nhánh

Bảng 3.12. Các đặc tính tuyến thuê bao.

Khoảng cách tối đa có thể tới các thuê bao được hạn chế bởi kháng trở DC của các tuyến và giá trị suy hao về tiếng. Điện trở DC được xác định bởi dòng điện DC nhỏ nhất cần thiết của các hệ thống chuyển mạch để đánh giá tình trạng của các trạm đầu cuối thuê bao (chuyển trạng thái nhấc đặt máy, xung quay số).

3.8.3 Kết nối đầu cuối thuê bao.

Các loại hiện đang được sử dụng là điện thoại để truyền tiếng nói và các modem cho việc truyền dữ liệu. Các ví dụ đặc trưng nhất là các trạm thuê bao đầu cuối. Các trạm này được nối với các mạng thông tin liên lạc qua các cáp kim loại 2 dây nhằm có hiệu quả kinh tế cao hơn. Vì thế những tín hiệu thu/phát có bǎng tần giống nhau có thể được tiến hành bằng tuyến truyền dẫn giống nhau. Để bù đắp hao tổn truyền dẫn trên các tuyến này, cần có các bộ khuyếch đại 2 chiều được chỉ ra ở hình 3.45.

Hình 3.45. Bộ khuyếch đại 2 chiều

Tuy nhiên, nếu bộ khuyếch đại này chịu đựng hệ số khuyếch đại thì sự hoạt động ổn định sẽ không thể thực hiện được vì sự phản hồi. Do đó, phương pháp hiệu quả cho việc tách riêng các tín hiệu phát và thu thông qua việc chuyển đổi tuyến 2 dây sang tuyến 4 dây là cần thiết. Để đạt được mục đích này, một cuộn hybrid chỉ ra trong hình 3.46 được áp dụng.

Hình 3.46. Cuộn dây hybrid

Như đã chỉ ra ở hình 3.46, những tín hiệu được đưa đến tuyến thu được sử dụng để duy trì điện thế giống nhau tại các cuộn dây điện số (1) và số (2), và trong trường hợp các trở kháng ở tuyến 2 dây và mạch cân bằng bằng nhau thì sẽ tạo ra sự truyền cùng dòng điện ở các cuộn dây này. Điện thế được đưa đến các cuộn dây của cùng phía truyền dẫn bởi dòng điện này, cuộn dây số (3), và số (4), và kết quả đưa đến là các điện thế này được bù đắp tương hỗ, làm cho không có điện thế nào chạy qua phía tuyến truyền dẫn. Trong trường hợp này, dòng điện thu được phân chia thậm chí ở cuộn dây số (1) và số (2). Chính vì lẽ đó, nếu tổn hao 3dB được tạo ra ở cuộn lai ghép thì tổn hao của cuộn dây và lõi sẽ tǎng khoảng 0.5dB. Vì lý do tương tự, các tín hiệu được đưa đến tuyến 2 dây nhận được tổn hao 3.5dB và sau đó, phần này sẽ được áp dụng vào phía tuyến truyền dẫn. Các tín hiệu được đưa vào tuyến thu sẽ tự triệt tiêu nhau.

Qua đó, nếu trở kháng tuyến 2 dây và trở kháng của mạch cân bằng bằng nhau, các phía phát và thu có thể hoàn toàn riêng biệt. Tuy nhiên, vì trở kháng của đường dây thay đổi theo tần số và vì sự thay đổi của đường 2 dây được nối với cuộn lai ghép, trở kháng hoàn toàn phù hợp là không thể thực hiện và vì lẽ đó, một số tín hiệu thu/phát sẽ được đưa đến đường dây của phía đối diện. Mức độ kết hợp của các tín hiệu phát và thu được gọi là tổn hao lai ghép truyền tải và phương trình của nó được nêu ở 3.14.

Trong phương trình này, Zn và Z1 là trở kháng mạch cân bằng và trở kháng 2 dây. B cao hơn 50dB trong trạng thái bình thường nhưng trong thực tế, nó vào khoảng 15~17dB. Các cuộn dây lai ghép này được sử dụng ở cả các điểm kết cuối của đường trung kế 4 dây và đường thuê bao 2 dây. Và, chúng được sử dụng cho việc tách đàm thoại thu và phát.

Hình 3.47. Giao tiếp đầu cuối thuê bao

3.8.4 Thiết bị tải thuê bao

Để mở rộng khoảng cách tối đa có thể đến các thuê bao bị hạn chế bởi điện trở đường DC và giá trị tổn hao tiếng nói, điện thế được cung cấp trên các đường dây tǎng lên và những bộ lặp đặc biệt có thể được sử dụng. Tuy nhiên. các thiết bị tải tương tự với các thiết bị đó cho sự tái tạo liên tổng đài để đáp ứng các thuê bao từ xa hoặc các thuê bao đặt trong các nhóm được ứng dụng trên mạng thuê bao này.

ở các thành phố cũng như các khu vực nông thôn và xa xôi, nhiều mạng thông tin điện đang được lắp đặt và vận hành nhằm đáp ứng các nhu cầu và yêu cầu của người sử dụng. Các khu vực nông thôn được đặc trưng hoá bởi số lượng hệ chuyển mạch ít ỏi được lắp đặt và sự hạn chế về mức độ của khu vực lắp đặt và mức độ tự động của các hệ chuyển mạch. Do đó, các phương pháp mới nhất cần được áp dụng cho việc tạo ra các cuộc gọi chất lượng cao và tin câỵ. Các thiết bị tải thuê bao đã được đề xuất như những giải pháp cho vấn đề trên. Các thiết bị tải thuê bao hiện có gồm RSSs (Hệ thống chuyển mạch từ xa), RSMs (Bộ ghép kênh thuê bao từ xa) và RSCs (Bộ tập trung thuê bao từ xa).

Các thiết bị phù hợp nhất có thể được lựa chọn cho việc lắp đặt dựa trên mức độ của các thuê bao được đǎng ký và mức độ lưu lượng cuộc gọi. Và, chúng còn được phân chia thành các hệ thống tập trung hoặc các hệ thống phân bố như trong hình 3.48 dựa vào vị trí các thuê bao. Hệ thống tập trung là hệ thống lý tưởng cho những nơi mà các thuê bao được tập trung ở một khu vực nhỏ trong khi hệ thống phân bố được sử dụng rộng rãi ở các nơi mà các thuê bao được trải rộng ở một khu vực lớn.

Trong hệ thống tải thuê bao được nêu ở trên, các thuê bao được nối với các trạm từ xa (RT) sẽ được lắp đặt ở khu vực để ghép kênh hoặc tập trung các thuê bao này trước khi truyền chúng đến tổng đài bằng hệ thống tải số hoặc tương tự. Do vậy, tuỳ theo mức độ ghép kênh mà số đường dây cần thiết cho các thuê bao sẽ ít hơn. Ví dụ, khi sử dụng hệ thống tải số T1 với 24 kênh, cần có các đường 2 dây cho việc nối với các thuê bao. Tuy nhiên, khi các đường dây được nối với tất cả các thuê bao thì cần có 24 đường 2 dây. Trong trường hợp các thiết bị tập trung, có thể đáp ứng được số thuê bao nhiều hơn số kênh của hệ truyền tải. Bằng cách đặt các kênh có thể sử dụng tới các thuê bao, số đường dây cần thiết cho dịch vụ sẽ ít hơn. Ví dụ, khi lắp đặt 96 thuê bao trên hệ truyền tải số T1 bằng cách sử dụng thiết bị tập trung thuê bao, số lượng đường dây cần thiết có thể giảm đi đáng kể (từ 96 đường xuống còn 2 đường)

Hình 3.48. Hệ thống tập trung và phân bố

Trong hình 3.49, phần kinh tế của thiết bị tải thuê bao được mô tả. Chi phí của các đường thuê bao thực tế đang dùng tǎng khi chiều dài đường dây tǎng. Khi sử dụng thiết bị tải thuê bao, tuy nhiên do chi phí lắp đặt ban đầu của thiết bị, thiết bị này không nên sử dụng cho các khoảng cách gần. Tại thời điểm này, nó không bị ảnh hưởng bởi sự tǎng độ dài của đường dây vì số lượng các đường dây cần thiết là tương đối nhỏ.

Khi phương pháp số được áp dụng cho hệ thống tải, chi phí của các thiết bị tải thuê bao giảm và nhu cầu về thiết bị này tǎng lên. Vì vậy trong vòng 10 nǎm gần đây, phần kinh tế của hệ thống tải thuê bao đã giảm từ 7.5 km xuống 4.5 km. Ngoài ra, vì việc giao tiếp trực tiếp giữa hệ thống tải và các bus bên trong của hệ thống chuyển mạch số là có thể được thực hiện được, phần kinh tế này giảm xuống còn 3 Km.

Vì vậy, ngày càng có nhiều các thiết bị tải thuê bao và khả nǎng có thể phục vụ cho các thuê bao xa đã đưọc sử dụng thường xuyên để phục vụ các thuê bao trong thành phố một cách kinh tế. Điều này phụ thuộc vào hiệu suất tiết kiệm đường của các thiết bị tải thuê bao và do đó các thiết bị tập trung/ghép kênh thuê bao được gọi là các hệ thống khuyếch đại đôi dây.

Hình 3.49. Phần kinh tế của thiết bị tải thuê bao

3.8.5. Những hạn chế về việc số hoá tuyến dây.

Để có được sự thực hiện thành công ISDN, các đường dây thuê bao phải được số hoá đầu tiên. Việc này có thể được thực hiện qua việc truyền các tín hiệu mã trên các đường dây thuê bao kim loại hiện có hoặc qua việc lắp đặt phương tiện truyền dẫn mới như cáp quang cho sự truyền dẫn số dung lượng lớn giữa các bộ phận của thuê bao. Bởi vì cáp quang có thể thực hiện các dịch vụ bǎng rộng như dịch vụ video, chúng sẽ được sử dụng rộng rãi trong các mạng thuê bao. Tuy nhiên, mặt kinh tế của ISDN dường như không được chú ý đúng đắn bởi vì sự lắp đặt sẽ mất nhiều thời gian và lượng đầu tư lớn. Qua đó, bước đầu tiên, nên thực hiện truyền các tín hiệu số theo các tuyến dây hiện có. Hiện tại, công nghệ truyền thuê bao cần thiết cho mục đích này đang được nâng cấp. Nghĩa là, khi truyền các tín hiệu số tốc độ cao có bǎng rộng trên các đường dây thuê bao hiện có thì một số hạn chế như các đặc tính của tần số được gửi đi theo các đường dây và sự ảnh hưởng của môi trường tuyến dây mà trước đây đã được coi là không quan trọng, sẽ nảy sinh. Cần phải có công nghệ tân tiến để giải quyết vấn đề này. ở trường hợp trước, vì các tuyến dây thuê bao hiện có đã được thiết kế cho phù hợp với việc truyền tín hiệu của bǎng tần tiếng từ 0.3~3.4KHz, các đặc tính của sự suy giảm tín hiệu này sinh từ sự gia tǎng tần số, nên được xem xét lại một cách cẩn thận. ở trường hợp sau, những ảnh hưởng mà những yếu tố sau gây ra cũng cần được xem xét kỹ càng; những thay đổi trong các đặc tính tần số khi dây lõi của tuyến đường dây thay đổi, tiếng vọng do các tín hiệu tốc độ cao gây ra, các vấn đề nảy sinh do các tuyến dây tương tự cùng tồn tại, nhiễu và tạp âm mà điện thế cảm ứng gây ra, và sự ảnh hưởng của các đặc tính xuyên âm giữa các đường dây số ở cùng một cáp.

A. Các đặc tính suy giảm.

Khi tần số trên tuyến dây tǎng thì lượng suy giảm đối với đơn vị khoảng cách của tín hiệu cũng tǎng. Để tiến hành việc tách tín hiệu một cách ổn định trên máy nhận, các tín hiệu cao hơn mức nhận bé nhất được xác định bởi tỷ lệ mức tín hiệu và mức âm phải được nhận. Do đó, khoảng cách truyền tối đa của tín hiệu sẽ ngắn hơn vì tần số tǎng.

Ví dụ, nếu lượng suy giảm lớn nhất có thể trên đường dây là 40dB thì khoảng cách truyền lớn nhất vào khoảng 5.7 km khi các tín hiệu có âm lượng tối đa 20 KHz qua đường dây cách đất 0.4 mm. Tuy nhiên, với 200KHz, khoảng cách truyền tối đa là khoảng 3.2 km. Do vậy, để giảm tần số có âm lượng tối đa trong số các phần tử tần số tín hiệu của các tín hiệu sẽ được truyền nên áp dụng một code đường dây thích ứng. Và, như đã được nêu ở 3.8.2, các cuộn tải mà đã được lồng một cách giả tạo vào các đường dây cho việc truyền tiếng phải được tháo bỏ bởi vì chúng làm tǎng lượng suy giảm trong các thông tin liên lạc tần số cao. Nếu các code đường dây là giải pháp cho các tần số có âm lượng cao thì các bộ cân bằng đường dây được sử dụng để bù đắp tất cả các phần tử tần số của các tín hiệu. Nghĩa là, dựa vào sự thay đổi trong lượng suy giảm tần số, các phần tử tần số của tín hiệu là chủ thể đối với những suy giảm khác. Bởi vì sự khác biệt suy giảm này làm sai lệch các tín hiệu, lượng suy giảm mà các tín hiệu thu nhận được, phải được duy trì ở mức nào đó. Để đạt được mục đích này, bộ cân bằng đường dây được sử dụng. Các đặc tính hoạt động của nó được nêu trong hình 3.50.

Hình 3.50. Các đặc tính hoạt động của bộ cân bằng.

Ngoài ra, độ dài của các đường dây thuê bao (Subscriber Line) thay đổi nhiều tuỳ thuộc vào các dạng trạng thái phân bố khác nhau của các thuê bao. Do đó, các đặc tính suy hao của mỗi đường dây cũng thay đổi theo và vì thế bộ cân bằng phải có khả nǎng điều chỉnh phù hợp với các dạng đặc tính suy hao khác nhau. Các đặc tính suy hao của bộ cân bằng (Equalizer) phải tự động thay đổi theo độ dài của các đường dây và vì vậy cần dùng bộ cân bằng thích ứng.

B. Thay đổi về đường kính dây.

Đôi khi người ta dùng các loại cáp có lõi với những đường kính khác nhau làm các đường thuê bao. Những đường này có các đặc tính về trở kháng và tần số khác nhau. Khi dùng chung những cáp có lõi với những đường kính khác nhau như trên thì thấy hiện tượng phản xạ tín hiệu và đặc tính tần số biến đổi ở những điểm nối, nguyên nhân là do trở kháng của chúng khác nhau. Điều này làm cho việc tách tín hiệu trở nên cực kỳ khó khǎn và sự thay đổi về dặc tính tần số gây nên các đặc tính biến dạng của tín hiệu không ổn định.

C. BT (Rẽ nhánh)

Trong hình Figure 3.51 ta thấy rõ BT liên quan đến việc đặt cáp dự trữ khi lắp đặt 1 đường dây mới.

Hình 3.51. Rẽ nhánh

Với những nhánh rẽ này (BT) mạng thuê bao có thể được khởi tạo lại một cách linh hoạt. Tuy nhiên, điểm cuối của chúng mở gây ra sự mất cân bằng và tạo ra sự phản hồi tín hiệu do sự khác nhau của trở kháng tại các điểm cuối. Sự mất câng bằng làm thay đổi đặc điểm tần số của các đường dây và sóng phản xạ xuất hiện ở những điểm cuối bị chậm lại tuỳ theo độ dài của BT và sau đó đi đến đầu nhận tín hiệu. Sóng phản xạ này gây nhiễu giữa các mã và điều đó gây ảnh hưởng xấu đến độ chính xác của việc xác định các tín hiệu số. Trong hình 3.52 đồ thị chỉ rõ sự thay đổi về đặc tính tần số do ảnh hưởng của BT trong khi truyền tín hiệu ở tần số 100 KHz. Phương pháp hạn chế ảnh hưởng này được trình bày trong phần 3.8.7.

Hình 3.52. Sự thay đổi dặc tính tần số do BT

Hình 3.53. Thay đổi trong tín hiệu nhận

D. Cùng với đường Analog.

Trong giai đoạn đầu vận hành mạng đa dịch vụ với một vài thuê bao có đǎng ký, một số lớn các đường thuê bao số và các đường thuê bao analog thường dùng chung một loại cáp. Trên các đường thuê bao analog, có rất nhiều tín hiệu như điện áp chuông điện thoại, xung quay số tín hiệu telex có sự khác biệt về điện áp khá lớn.

Khi các tín hiệu này thâm nhập vào các đường thuê bao số thì khả nǎng xuất hiện lỗi tǎng lên rất nhiều. ảnh hưởng của tiếng ồn có thể hạn chế được ở mức tối đa bằng cách thay thế các đường Analog (điều này thực hiện bằng cách số hoá các đường telex và thay đổi phương pháp báo hiệu) nhưng làm như vậy rất tốn kém. Vì thế, các đường thuê bao số có thể được tách khỏi các đường thuê bao Analog bằng cách phân bố lại chúng.

E. Điện áp cảm ứng.

Nhiễu và tiếng ồn phát sinh từ các nguồn bên ngoài kể cả sự nhiễu xung do sét, điện áp cảm ứng từ các dây dẫn điện, đường điện ngầm, đường liên lạc vô tuyến và nhiều nguyên nhân khác gây ra. Những tiếng ồn ngoài vào có các đặc tính tần số khác nhau, kích thước và số lần xuất hiện khác nhau, và vì vậy rất khó có thể triệt tiêu chúng một cách trực tiếp. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng đường số để cấp nguồn cho các thiết bị thuê bao, hay bằng cách nối hoặc tách các đường cáp hoặc tǎng mức tín hiệu trên các đường dây thì có thể hạn chế tối đa ảnh hưởng của chúng.

F. Xuyên âm

Nhìn chung đối với các đường truyền dẫn người ta thường dùng nhiều đường dây trong cùng dây cáp, các tín hiệu truyền đi trên một đường này gây ảnh hưởng đến đường kia là do trường điện từ mà chúng tạo ra. Hiện tượng này gọi là xuyên tâm. Đây là một trong những yếu tố làm giảm chất lượng đường truyền. Khi đường này gây hiện tượng xuyên âm sang đường kia thì đường đầu tiên gọi là đường cảm ứng còn đường thứ hai gọi là đường không cảm ứng. Hiện tượng xuyên âm do chập trực tiếp giữa hai đường thì gọi là xuyên âm trực tiếp. Xuyên âm thông qua đường thứ ba gọi là xuyên âm gián tiếp. Xuyên âm ở đầu cuối nhận của một đường không cảm ứng (gây ra do tín hiệu truyền đi trên hai đường đến các hướng ngược chiều nhau) gọi là xuyên âm ở điểm cuối gần. Xuyên âm do tín hiệu truyền đi trên hai đường cùng hướng là xuyên âm xa.

Hình 3.54. Đường xuyên âm

Trong trường hợp xuyên âm gần, vì mức tín hiệu phát đi lớn hơn nhiều so với mức tín hiệu nhận, và một số lượng lớn xuyên âm phát sinh trên đường không cảm ứng. Vì thế, trường hợp xuyên âm ở điểm cuối gần thì nghiêm trọng hơn nhiều so với xuyên âm ở điểm cuối xa.

Hình 3.55. Các dạng xuyên âm

NEXT: Xuyên âm gần

FEXT: Xuyên âm xa

Mức độ suy hao của xuyên âm đầu cuối gần thay đổi phụ thuộc vào cấu trúc cáp và mức độ liên kết giữa hai đường. Trong đa số các trường hợp, khoảng 50-85dB. Giả sử suy hao đường truyền giữa các bộ khuyếch đại là 40dB, tỷ lệ giữa tín hiệu và nhiễu tại đầu nhận của mạch không cảm ứng sẽ là 10-45dB. Khả nǎng phát sinh lỗi tǎng lên nhanh khi giá trị tín hiệu/nhiễu vượt quá giá trị 15dB trên các hệ thống số.

Ví dụ, khi nhiễu Gaus tồn tại trong quá trình truyền xung đơn cực, khả nǎng phát sinh lỗi theo tỷ lệ tín hiệu/nhiễu được thể hiện ở hình 3.56.

Xuyên âm ở điểm cuối xa thường từ 38-70dB. Giống như trong trường hợp của tín hiệu, xuyên âm xa bị suy hao do đường truyền (giả sử là 40dB), mức độ xuyên âm xa sinh ra tại đầu vào của bộ khuếch đại sẽ là 78-110dB. Tuy nhiên, xuyên âm đầu gần trong hệ thống được số hoá nghiêm trọng hơn xuyên âm đầu xa. Có thể loại bỏ điều đó bằng cách đặt lớp ngǎn cách trên cáp để cách điện giữa đường truyền và đường nhận hay tạo ngǎn cách vật lý bằng việc sử dụng cáp riêng biệt. Hơn nữa, xuyên âm đầu gần, theo sự tǎng tần số, sẽ lên đến 4,5dB/octave và xuyên âm đầu xa sẽ lên đến 6dB. Như vậy tần số càng cao, mức độ xuyên âm càng lớn.

3.8.6 Cấu trúc thuê bao của mạng đa dịch vụ ISDN

A. Cấu trúc cơ bản:

ITU-T, một cơ quan tư vấn quốc tế về các vấn đề liên quan đến lĩnh vực viễn thông điện đã hoàn thành việc nghiên cứu về ISDN và xuất bản một loạt các bộ sách hướng dẫn về nó. Trong bộ số 1.400 ITU-T đã giới thiệu về cấu trúc thuê bao của mạng ISDN. Về cơ bản, nó có dạng như ở hình 3.5.7:

Hình 3.57. Cấu trúc thuê bao của mạng ISDN

Việc phân nhóm theo chức nǎng như trên trong hình 3.57 liên quan đến nhiều loại chức nǎng cần có trong cấu trúc của thuê bao trên mạng ISDN. Các chức nǎng này có thể được thực hiện bằng sự kết hợp của một hay nhiều thiết bị thuê bao. Tương tự tất cả chức nǎng được yêu cầu tuỳ thuộc vào kích thước của thuê bao và dạng cấu hình. Trong số đó chỉ một số chức nǎng là có thể cần đến. Điểm qui chiếu là khái niệm để phân loại từng nhóm chức nǎng. Các điểm qui chiếu có thể được xác định thông qua các giao diện vật lý giữa các thiết bị thuê bao. Trong số các nhóm chức nǎng NT (trạm đầu cuối mạng, có chức nǎng trạm đầu cuối của mạng thông tin. Các chức nǎng của NT được phân thành các chức nǎng nhỏ hơn là NT1 và NT2. NT1 là chức nǎng vật lý, điện từ của mạng thông tin. Nó bao gồm các chức nǎng sau thuộc phân cấp 1 của bản tin (Protocol) trong môi trường liên kết hệ thống mở 7 lớp OSI.

• Chức nǎng trạm cuối đường thuê bao.

• Bảo dưỡng, sửa chữa, giám sát đường thuê bao.

• Cấp tín hiệu đồng hồ.

• Cung cấp nguồn.

• Trạm đầu cuối giao diện số cho điểm qui chiếu T.

• Dồn kênh phân chia thời gian (phân cấp 1).

NT2 là chức nǎng thuộc phân cấp 2 và 3. Các chức nǎng đặc trưng của NT2 là tổng đài cơ quan tự động (PABX) và mạng nội hạt (LAN). Tuỳ theo các loại hình thuê bao đôi khi chức nǎng NT2 không cần đến. Chức nǎng NT2 là :

• Xử lý bản tin (Protocol) thuộc phân cấp 2 và 3.

• Chức nǎng chuyển mạch.

• Chức nǎng tập trung.

• Chức nǎng sửa chữa và bảo dưỡng.

• Trạm đầu cuối giao diện số cho các điểm qui chiếu S, T.

Thiết bị đầu cuối (TE) bao gồm các thiết bị như điện thoại số, thiết bị đầu cuối số liệu và các thiết bị đầu cuối dùng cho các loại dịch vụ mới. Do đó TE thực hiện chức nǎng ghép nối với các thiết bị khác, giao diện S, chức nǎng bảo dưỡng và sửa chữa, xử lý bản tin. TE1 là thiết bị đầu cuối thuê bao chuyên dụng của mạng ISDN. Nó có thiết bị giao tiếp, có thể giao tiếp với điểm qui chiếu S. TE2 là thiết bị đầu cuối thuê bao hiện nay có giao diện thuộc X - Series của ITU-T. Do đó TE2 được nối với ISDN thông qua bộ thích ứng đầu cuối (TA). TA được dùng để biến đổi các bản tin cần thiết cho mục đích này.

LT (điểm cuối đường) là một thiết bị đầu cuối đường của phòng chuyển mạch. Các thuê bao được nối với hệ thống chuyển mạch thông qua thiết bị này. Khi các chức nǎng này được thực hiện, chúng có thể phát triển thành nhiều dạng khác nhau như trong hình 3.58. Do đó, giao diện giữa các thiết bị vẫn có thể tồn tại như trên lược đồ.

Hình 3.58. Ví dụ về cấu hình của thiết bị thuê bao

Việc tiêu chuẩn hoá các thiết bị thuê bao đã thúc đẩy sự phát triển riêng rẽ của mạng thông tin và các thiết bị đầu cuối thuê bao. Ngoài ra, khả nǎng di chuyển của các thiết bị đầu cuối như telephone đã có thể thực hiện được. Điều đó có nghĩa là các thiết bị đầu cuối thuê bao có giao diện chuẩn ISDN có thể được nối với mạng ISDN tại bất cứ lúc nào và ở bất cứ đâu.

B. Cấu trúc giao diện :

Cấu trúc giao diện có nghĩa là một lượng tối đa các thông tin số có thể được xử lý bởi các giao diện sử dụng tại các điểm qui chiếu S hay T. Nó được thể hiện bởi tập hợp kênh như B, D và H. Kênh B có dung lượng thông tin 64 Kbps. Với 64 Kbps nó có thể cung cấp dữ liệu tốc độ cao liên quan đến tiếng nói đã được mã hoá số dưới dạng chuyển mạch đơn hay chuyển mạch gói. Tuy nhiên kênh B không có thông tin báo hiệu cần thiết cho chuyển mạch đơn trên mạng ISDN.

Thông tin báo hiệu được chuyển đến các mạng thông tin qua các kênh khác như kênh D. Kênh D có dung lượng thông tin là 16 hoặc 64 Kbps và cấp thông tin báo hiệu cần thiết cho chuyển mạch đơn. Các thông tin báo hiệu này hoá dựa vào LAPD (thủ tục truy nhập đường truyền kênh D). Thêm vào đó, kênh D có thể cung cấp thông tin vận hành từ xa như số liệu chuyển mạch gói tốc độ chậm và xác định từ xa. Kênh H được chia thành kênh H0 và H1. Kênh H0 có dung lượng thông tin 384Kbps còn H1 theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ có lượng thông tin 1536 Kbps, theo chuẩn châu Âu có dung lượng 1920 Kbps. Những kênh H này không có thông tin báo hiệu cho chuyển mạch đơn. Chúng có thể cung cấp các tín hiệu fax cao tốc, video, dữ liệu cao tốc, và âm thanh chất lượng cao. Kênh H2 và H4 có lượng thông tin hàng chục và hàng trǎm Mbps cho giải tần rộng ISDN ngoài kênh H0 và H1 đã xác định trên.

Nhiều dạng giao diện được hình thành sau khi các kênh này được tập trung lại. Trong số đó giao diện cơ bản nhất là giao diện có cấu trúc 2B+D. Điều đó có nghĩa là cấu trúc giao diện dùng cho truy nhập cơ sở có thể xử lý một lượng thông tin tương ứng với một kênh D. Tại thời điểm đó, lượng thông tin xử lý trên kênh D là 16 Kbps.

Thêm vào đó ITU-T đã giới thiệu cấu trúc dồn kênh sơ cấp kết hợp với cấu trúc dồn kênh sơ cấp B (chuẩn Bắc Mỹ : 23 B+D, chuẩn Châu Âu : 30 B+D), với cấu trúc dồn kênh sơ cấp H0 (chuẩn Bắc Mỹ: 4H0 hay 3H0+1, chuẩn Châu Âu: 5H0+D), cấu trúc dồn kênh sơ cấp H1 (chuẩn Bắc Mỹ: Hi, chuẩn châu Âu: H1+D), kênh B và các kênh H0. Lượng thông tin của kênh D, sử dụng trong giao diện dồn kênh sơ cấp là 64 Kbps và do đó tốc độ truyền dẫn của giao diện là 1.544 Kbps (trong chuẩn Bắc Mỹ) và là 2.048 Kbps đối với chuẩn Châu Âu thông qua việc cộng thêm một số bit khung.

Người ta có thể dùng giao diện này tuỳ theo chức nǎng và kích cỡ của các thiết bị sẽ đưlợc lắp đặt cho thuê bao. Hình 3.59 là một ví dụ điển hình về hệ thống chuyển mạch thuê bao tư nhân. ở đây tại điểm qui chiếu S, một giao diện cơ sở có thể được sử dụng. Tại điểm qui chiếu T, người ta dùng nhiều loại giao diện cơ sở hoặc giao diện dồn kênh sơ cấp B.

Hình 3.59. Ví dụ về ứng dụng của giao diện

3.8.7 Phương pháp truyền dẫn thuê bao số.

A. Phương pháp truyền dẫn 4 dây:

Những chức nǎng cơ sở được chỉ rõ trên hình 3.60 phải được thực hiện tương ứng với các đặc tính của giao diện T và V. Để cung cấp các loại dịch vụ ISDN khác nhau cho các thuê bao. ITU-T đã đưa ra chuẩn 144Kbps và coi đó là lượng thông tin cơ bản được xử lý tại dao diện U. Lượng thông tin 144 Kbps có thể xử lý 2 kênh B, và 1 kênh D (2B+D, 64Kbps+64Kbps+16Kbps). Thông qua những kênh này các thuê bao được cung cấp các dịch vụ như dữ liệu tiếng nói tốc độ cao, và số liệu tốc độ thấp trong cùng một thời điểm. Do đó quá trình báo hiệu giữa các thuê bao và mạng thông tin và giữa các thuê bao với nhau luôn được thực hiện. Các kênh như trên có thể được dồn lại thành một tín hiệu bằng phương pháp dồn kênh phân chia thời gian (TDM) và do đó, các kênh này có thể lại được tách ra từ điểm nhận đầu cuối. Để phục hồi tín hiệu ban đầu, việc đồng bộ khung cần phải được sử dụng.

Hình 3.60. Chức nǎng truyền dẫn giữa LT và NT

Đồng bộ khung được tiến hành bằng cách thêm vào một số các bit hoặc từ khung theo các nguyên tắc sơ bộ định trước để dồn các kênh trên các thiết bị đầu cuối nhận và sau đó các thông tin khung được tìm kiếm trên luồng số liệu nhận được ở đầu cuối nhận để xác định vị trí chính xác của các kênh đã bị dồn để xử lý. Do đó tốc độ truyền dẫn trên giao diện U trở lên nhanh hơn 144 Kbps đối với các bit khung và chức nǎng bảo dưỡng (VD: 160 Kbps) việc báo hiệu trong phương pháp liên lạc Analog được thực hiện theo trục tần số và mặt khác việc báo hiệu trong phương pháp liên lạc số lại được thực hiện theo trục thời gian. Và như vậy, nếu lỗi phát sinh giữa các tần số hoạt động của phía truyền đi và phía nhận, tức là nếu có sự khác nhau về mặt thời gian giữa bên truyền và bên nhận thông tin, thì sự mất thông tin hoặc hiện tượng lẫn thông tin tương ứng với sự khác nhau này sẽ nảy sinh. Hiện tượng này gọi là sự trượt số liệu. Đây là một trong số các yếu tố quan trọng nhất quyết định chất lượng của tín hiệu số. Các tín hiệu số trong mạng ISDN sẽ kết thúc tại các thiết bị đầu cuối là những thiết bị đầu cuối thuê bao. Điều đó có nghĩa là toàn bộ mạng thông tin số kể cả đầu cuối thuê bao đều phải được đồng bộ hoá với một tần số mẫu. Sự đồng bộ này gọi đồng bộ các bit hoặc đồng bộ nhịp thời gian.

Vì phương pháp đồng bộ bit có thể thực hiện được ở mức thuê bao, người sử dụng một chế độ tạo nhịp thời gian theo vòng lặp dùng đồng bộ chủ theo kiểu đơn giản. Điều này nghĩa là, như được minh hoạ trong hình 3.61. Thiết bị đầu cuối đường được kích hoạt khi nhận được tín hiệu nhịp thời gian từ hệ thống chuyển mạch. Khi chuyển dữ liệu sang mạng đầu cuối (NT) thông tin thời gian cũng được chuyển theo bằng cách sử dụng các mã truyền dẫn thích hợp.

NT tái tạo lại nhịp thời gian từ các dữ liệu nhận được, rồi chuyển chúng tới điểm cuối mạng. Đồng thời chúng được quay vòng và được sử dụng như nhịp thời gian cho truyền dẫn.

Hình 3.61. Phương pháp đồng bộ hoá thuê bao

ở đây phía hệ thống chuyển mạch trở thành chủ và phía NT trở thành thợ. Quá trình sử dụng nhịp thời gian cho truyền dẫn gọi là chế độ tạo nhịp thời gian theo vòng lặp.

Các máy điện thoại đǎng ký trên mạng thông tin hiện có nhận nguồn từ hệ thống chuyển mạch thông qua các đường dây thuê bao để kích hoạt. Thậm chí nếu nguồn của phía thuê bao bị hỏng thì chúng vẫn nhận được nhiều thuê bao các dịch vụ điện thoại một cách dễ dàng. Các thiết bị đầu cuối dùng trong mạng ISDN có khả nǎng xử lý các dịch vụ điện thoại và dữ liệu và như thế, chúng sẽ tiêu thụ 1 lượng điện lớn hơn. Vì thế các hệ thống chuyển mạch không thể cung cấp đủ nguồn đáp ứng cho sự vận hành của thiết bị đầu cuối. Tuy vậy hệ thống này cần phải cung cấp 1 lượng nguồn tối thiểu cấp thiết cho các dịch vụ cơ sở như dịch vụ điện thoại trong trường hợp khẩn cấp. Để tǎng hiệu suất của các thiết bị cung cấp nguồn, nguồn điện cung cấp đến các mạch không liên quan đến các chức nǎng cụ thể đang vận hành sẽ bị ngắt. Nguồn chỉ được cung cấp khi các thuê bao yêu cầu dịch vụ (cấp nguồn theo từng cuộc gọi). Hiện tượng này gọi là kích hoạt hoặc khử kích hoạt.

Nhằm đáp ứng một cách đúng đắn nhu cầu ngày càng tǎng đối với các loại dịch vụ mới, các mạng thuê bao thường trở lên phức tạp hơn và do đó cần phải vhuẩn bị những phương pháp hữu hiệu trong quản lý, vận hành, sửa chữa và chẩn đoán hệ thống. Một trong những biện pháp này gọi là kiểm tra theo vòng lặp. Phương pháp này được mô tả trong hình 3.62.

Hình 3.62. Kiểm tra theo vòng lặp

Phép kiểm tra được tiến hành như sau: tín hiệu được lặp lại điểm đầu vào/đầu ra của một chức nǎng nào đó cần được kiểm tra. Sau đó một loạt mẫu kiểm tra được truyền đi rồi lại nhận lại để đánh giá về lỗi và những vị trí lỗi. Thường thì người ta tiến hành kiểm tra từ phía hệ thống chuyển mạch bằng cách truyền đi thông tin điều khiển thích hợp. Cũng tương tự, để chẩn đoán trạng thái của đường dây thuê bao, các tín hiệu nhận được từ phía LT và NT được giám sát thường xuyên để tìm ra lỗi.

Theo nguyên tắc, đối với dao diện U, vì lý do kinh tế, loại cáp kim loại hiện dùng trong mạng thuê bao được sử dụng. Người ta cũng dùng phương pháp truyền dây để truyền và nhận tín hiệu sử dụng một đôi dây cáp, hoặc dùng phương pháp truyền 4 dây để tách đường truyền và đường nhận sử dụng hai đôi dây cáp.

Phương pháp truyền tín hiệu số trên đường truyền 4 dây ở mức thuê bao đã được ứng dụng trong hệ thống dữ liệu số của Mỹ.

DDS là mạng dữ liệu số chuyên dụng được đưa vào hoạt động từ nǎm 1974. Mặc dù về nguyên lý nó hoạt động khác với mạng ISDN, nhưng nó có thể truyền trực tiếp các tín hiệu số thông qua các đường thuê bao. DDS sử dụng tốc độ truyền dẫn 2,4; 4,8 và 9,6 và 56 Kbps. Phương pháp truyền 4 dây có thể dễ dàng truyền lại tín hiệu. Để đưa vào sử dụng các hệ thống truyền dẫn không cần có công nghệ mạch tiên tiến nhưng lại cần những đường dây riêng rẽ. Do đó khi sử dụng phương pháp này, mạng thuê bao cần phải được phân bố lại và các đường dây thuê bao mới phải được lắp đặt. Từ đó, ta thấy không thể nối tất cả các thuê bao với mạng thông tin bằng đường truyền dẫn 4 dây để truyền lượng thông tin khoảng 160Kbps. Tuy nhiên, có thể sử dụng một cách có lựa chọn ở giai đoạn đầu của mạng ISDN trước khi phương pháp truyền dẫn 2 dây trở nên phổ biến. Phương pháp truyền dẫn 4 dây có vẻ như được sử dụng rộng rãi trong việc truyền dẫn thông tin có dung lượng lớn hơn 160Kbps. Hiện nay, với mục đích này ITU-T đã giới thiệu một kiểu ghép nối dồn kênh sơ cấp tốc độ trung bình 1.544Mbps hoặc là kiểu hoà trộn giữa ghép nối cơ bản và ghép nối dồn kênh sơ cấp. Khoảng cách truyền dẫn không tái sinh cho các tốc độ giới hạn trong khoảng cách từ 1 tới 2 km. Theo đó, để điều tiết các thuê bao một cách hiệu quả, các tín hiệu phải được tái tạo lại. Trong trường hợp này, người ta sử dụng phương pháp truyền dẫn 4 dây. Các loại hệ thống truyền dẫn này sẽ được sử dụng để ghép nối các thuê bao ở xa với mạng thông tin bằng cách dồn và tập trung chúng.

Điều đó có nghĩa là nó sẽ hoạt động như thiết bị truyền tải thuê bao trong hệ thống Analog và sẽ hữu dụng trong việc điều tiết các thuê bao được phân bố ở xa khi mật độ phân bố của hệ thống chuyển mạch số thích hợp cho mạng ISDN đang ở mức rất thấp, đặc biệt là trong thời kỳ đầu của mạng ISDN. Hình 3.63 là một ví dụ về thiết bị truyền tải thuê bao của mạng ISDN.

Hình 3.63. Thiết lập thiết bị truyền tải thuê bao của mạng

Như đã được chỉ dẫn rõ trong hình vẽ, thiết bị truyền tải được nối với hệ thống chuyển mạch thông qua đường truyền 4 dây. Tốc độ truyền dẫn của giao diện U lúc này tương ứng với ghép nối dồn kênh sơ cấp hay dung lượng thông tin trung bình. Các giao diện S, T và U có thể được dùng như các giao diện về phía thuê bao của các thiết bị truyền dẫn. Điều đó có nghĩa là TE (thiết bị đầu cuối) có thể được ghép nối trực tiếp qua giao diện S và TE có thể được ghép nối trực tiếp sau khi NT2 (điểm cuối mạng) được nối qua giao diện T. Thêm vào đó các thuê bao từ xa mà giao diện T không thể điều tiết được thì có thể ghép nối thông qua giao diện T bằng cách dùng giao diện U.

Phương pháp truyền dẫn 2 dây khác với phương pháp truyền dẫn 4 dây ở chỗ là các tín hiệu được truyền và nhận thông qua cùng một đường dây. Do đó, phương pháp tách tín hiệu truyền/nhận ở đầu nhận là cần thiết. Các phương pháp này có thể là FDM (dồn kênh phân chia tần số), ECM (phương pháp loại bỏ tiếng vọng) và TCM (dồn kênh nén thời gian) đều cần dùng trong phương pháp này. Trong trường hợp dùng phương pháp analog thì FDM là phương pháp điều chế các tín hiệu truyền nhận theo các tần số khác sao cho các tín hiệu truyền nhận có dải tần khác. Sau đó, các tín hiệu truyền nhận được tách ra bằng một bộ lọc có dải thông tin thích hợp. Tuy nhiên người ta không sử dụng rộng rãi phương pháp FDM bởi vì các phân tử cao tần có trên đường dây và các mạch cần thiết có thể được chế tạo một cách dễ dàng thành mạch tích hợp ở phạm vi rộng VLSIs.

TCM là phương pháp phân chia thời gian để nén thông tin sẽ được chuyển đi theo từng đơn vị thời gian và sau gửi các thông tin đã nén đi trong một khoảng thời gian ngắn hơn đơn vị giờ và cuối cùng, phân bổ thời gian còn lại cho phía đối diện để phía này có thể truyền thông tin sử dụng khoảng thời gian đó. Điều đó có nghĩa là, dung lượng thông tin sẽ được truyền từ phía LT và NT tương ứng là R trong một đơn vị thời gian T, phía LT có thể truyền đi tất cả thông tin mà nó có trong thời gian T/3 chỉ bằng cách tǎng lượng thông tin sẽ được chuyển đi trên một đường dây (chẳng hạn tǎng thành 3R). Phía NT với khoảng thời gian là 2T/3 truyền thông tin của phía NT trong thời gian là T/3 và thời gian còn lại T/3 được dùng như thời gian trễ truyền dẫn và bảo vệ trên đường dây. Theo đó, trên đường dây thuê bao thong tin truyền dị/nhận về vẫn tồn tại cùng lúc đối với từng khối và sự truyền dẫn một hướng được tiến hành trên đường dây vào một thời gian bất kỳ. Điều đó có nghĩa là, phía LT chuyển thành trạng thái nhận khi phía NT đang ở trạng thái phát, Vì phương pháp TCM có các chế độ truyền dẫn như vậy nên đôi khi người ta gọi nó là truyền dẫn ở chế độ gián đoạn hay là kiểu truyền dẫn qua lại (kiểu ping-pong).

Phương pháp ECM tách các tín hiệu phát/nhận bằng việc sử dụng cuộn dây hybrid, một bộ biến đổi 2 dây/4 dây dùng trong truyền tin Analog được mô tả ở hình 3.64. Do đó, tốc độ truyền dẫn trên đường dây sẽ bằng với lượng thông tin sẽ được phát đi.

Phương pháp ECM sẽ được dùng khi ITU-T giới thiệu 144Kbps. Điều đó có nghĩa là, cho dù ở mỗi nước khác nhau, cần có một hệ thống có tốc độ truyền dẫn từ 4 đến 5km để điều tiết hơn 90% các thuê bao. ECM phải được dùng để đảm bảo khoảng cách nói trên nếu lượng thông tin cần được xử lý là 144 Kbps.

Các tồn tại của ECM như là các mạch phức hợp, tính kinh tế, thời gian hội tụ của bộ chuyển tải... là những yếu tố kỹ thuật cần khắc phục vì sự tiến bộ của công nghệ liên quan và các thuật toán mới đã được giới thiệu.

Hình 3.64. Sơ đồ phương pháp ECM

3.8.8 Xu hướng phát triển của công nghệ.

A. Giới thiệu chung :

Như đã tranh luận ở các phần trước, các thuê bao của mạng ISDN được phục vụ với các dịch vụ dữ liệu số với tốc độ chậm hoặc trung bình như tiếng nói, telex, videotext, fax và thông tin dữ liệu vì các đường dây thuê bao kim loại đã được số hoá. Bên cạnh những dịch vụ kể trên, các thuê bao còn yêu cầu các dịch vụ bǎng rộng như loại dịch vụ CATV, Video phones (điện thoại có hình) hay Video conference (toạ đàm có hình ảnh).

Truyền dẫn số sử dụng cáp kim loại hiện có chỉ có thể tải được một lượng thông tin hạn chế trong chế độ giao diện cơ bản 2B+D 144Kbps. Thậm chí, nếu dùng phương pháp truyền dẫn 4 dây thì lượng thông tin tối đa tải trên cáp kim loại không vượt quá 1,5 đến 2Mbps. Tuy nhiên các dịch vụ hình (video), như mô tả trong hình 3.65 lại cần có hàng chục Mbps đến hàng trǎm Mbps thông tin và các đường thuê bao hiện có không thể đáp ứng được các dịch vụ này.

Kết quả là người ta cần có mạng ISDN bǎng rộng có khả nǎng xử lý các dịch hình (video) kèm theo chức nǎng của mạng ISDN. Phương tiện truyền dẫn có thể có cho các loại dịch vụ này bao gồm các loại cáp đồng trục, cáp quang và các thuê bao số không dây dùng viba.

Hình 3.65. Các yêu cầu về dịch vụ thuê bao

trong tương lai và lượng thông tin

Đôi khi người ta dùng cáp đồng trục trong CATV. Tuy nhiên do giá thành cao và do độ rộng dải tần bị hạn chế cho nên người ta không dùng nó làm phương tiện truyền dẫn bǎng rộng. Các tuyến truyền dẫn không dây có thể được thiết lập một cách nhanh chóng không phụ thuộc vào địa hình của khu vực. Những đường này cũng có thể dễ dàng thích ứng được với những thay đổi trong nhu cầu về thông tin và mật độ phân phối của thuê bao. Tuy nhiên, vẫn cần nhiều đầu tư hơn cho việc thiết lập đường dây. Vì nhu cầu phát triển các vùng xa xôi như thị trấn vùng núi cao, hải đảo ngày càng tǎng và công nghệ MIC (IC dùng cho viba số) đã sẵn sàng cho thương mại hoá. Các thiết bị thu và phát không dây trở nên gọn nhẹ và đỡ tốn kém hơn. Cũng do vậy, người ta mong muốn sử dụng rộng rãi công nghệ cao. Tuy nhiên do các vấn đề kinh tế kỹ thuật và do thiếu nguồn sóng nên có vẻ nó không được sử dụng rộng rãi như là một phương tiện truyền dẫn chính trong mạng ISDN bǎng rộng. Thay vào đó nó chỉ được dùng để hỗ trợ cho phương tiện truyền dẫn chính. Cuối cùng cable quang có thể được sử dụng làm phương tiện truyền dẫn. Công nghệ thông tin liên lạc quang học được dùng rộng rãi trong các hệ thống liên lạc nội bộ cỡ nhỏ hoặc vừa, hệ thống tổng đài đường dài liên tỉnh dung lượng lớn, hệ thống truyền dẫn quang học dưới biển vì công nghệ đang được cải tiến và giá cáp quang đang giảm dần.

Như đã bàn luận từ trước, người ta có thể dùng chúng một cách dễ dàng trong mạng thuê bao. Tuy nhiên cáp sợi quang học hiện nay đang còn có những khó khǎn trong việc cung cấp nguồn nuôi cho thuê bao bằng dây có lõi, đây là vấn đề đặc biệt nảy sinh trong mạng thuê bao. Và tất nhiên, cáp sợi quang đắt hơn nhiều so với cáp đôi. Nhưng nó có lợi thế là hạn chế sự mất đường truyền ở mức tối đa, hiện tượng xuyên âm đường kính sợi dây nhỏ hơn, khả nǎng điều tiết dải tần rộng nhất sẽ làm cho phương tiện truyền dẫn trên cáp quang trở thành một trong các phương tiện truyền dẫn chính.

ở nhiều nước phát triển, các công trình nghiên cứu về hệ thống thuê bao quang học đã được tiến hành. Một số công trình đang được đưa ra thử nghiệm trên thực tế với hàng ngàn thuê bao.

B. Hệ thống thuê bao quang.

Phần dưới đây sẽ giải thích kỹ về các điểm cần xem xét khi áp dụng công nghệ thông tin quang học với các thuê bao.

Một hệ thống thuê bao quang học sẽ được thiết lập với một giả thiết là các đường dây thuê bao kim loại hiện có sẽ được thay thế bằng cáp quang. Như với các cáp đang có hiện nay cáp quang bao gồm cáp ngầm, cáp treo, cáp dây. Vì cáp quang có nhiều đặc tính khác biệt so với các loại cáp hiện hành nên việc thiết kế các đầu nối, cách bố trí, độ dài và lắp đặt cần phải làm thật chính xác. Điều đó có nghĩa là, (không giống cáp đồng hiện nay) khi ghép nối hai dây cáp quang thì hiện tượng hụt đi là không tránh khỏi. Cũng do đó, cần phải tính thêm một lượng cáp quang dự trữ khi bố trí đường cáp quang để chuẩn bị ghép nối các đường dây trước khi sắp xếp lại các mạng thuê bao. Các phương pháp nối cáp hiện nay gồm ghép nối hợp nhất và phương pháp sử dụng các đấu nối. Cách thứ nhất thường được dùng trong các tủ đấu nối đặt ngầm hoặc treo để thực hiện các đấu nối dưới mặt đất, treo cao hoặc giữa các cáp đã có sẵn. Cách thứ hai chủ yếu hay được áp dụng cho MDF (giá đấu dây) ở các phòng chuyển mạch, các thiết bị đầu cuối treo và cáp thuê bao ngoài trời. Một khi cáp quang đã được nối với các thuê bao như mô tả ở trên, thì các thuê bao thông giao các đường cáp này, sẽ đồng thời có dịch vụ tiếng nói và chức nǎng đảm bảo từ xa (hàng chục bps cho dịch vụ dữ liệu tốc độ thấp) và các dịch vụ bǎng rộng gồm từ vài chục đến vài trǎm Mbps như video. Quá trình thương mại hoá hệ thống thuê bao cáp quang sẽ được thực hiện trong khoảng 10 đến 20 nǎm tới. Vì thế khó có thể thiết kế một cách chính xác các loại dịch vụ mà nó sẽ cung cấp trong tương lai. Nhìn chung, các loại dịch vụ được cung cấp thông qua ISDN chưa được xác định vì mạng thông tin của nó chỉ cung cấp các kênh dịch vụ, là các giao diện truy nhập được tới tất cả các loại dịch vụ.

Do đó, mỗi một thuê bao sẽ sử dụng mạng tuỳ theo yêu cầu riêng của mình. Để cho tiện lợi, các dịch vụ do ISDN cung cấp được phân loại như sau : các dịch vụ dải tần hẹp tốc độ vừa và thấp, các dịch vụ dải tần rộng như video. Các dịch vụ dải tần rộng được chia thành các dịch vụ phân tán như CATV hay các dịch vụ tương giao như điện thoại hình ảnh. Trong khi đó các dịch vụ dải tần hẹp được chia thành các dịch vụ cấp D, B, H0, H1 theo ITU-T; Các dịch vụ này có thể sẽ được tách biệt nhau tại các trạm cuối và được xử lý thông qua mạng ISDN. Các dịch vụ dải tần rộng có thể sẽ được nối với các trung tâm thông tin video như các trung tâm phát sóng ngày nay. Vì số lượng kênh video cung cấp cho các thuê bao sẽ bị hạn chế cho nên cần phải dùng thiết bị chọn chương trình ở trạm đầu cuối để chọn chương trình mà các thuê bao mong muốn. Trong các dịch vụ đối thoại như trường hợp mạng điện thoại hiện nay, chức nǎng chuyển mạch các tín hiệu hình ảnh là cần thiết và vì thế phải được nối với các mạng chuyển mạch bǎng rộng mới.

Vì thế, các dịch vụ phân tán thường được gọi là dịch vụ phát sóng còn các dịch vụ tương giao được gọi là các dịch vụ chuyển mạch. Cuối cùng thì tất cả các loại hình dịch vụ đều phải qua xử lý ở một mạng thông tin bǎng rộng.

Cũng như các thiết bị chọn chương trình, phương pháp analog và phương pháp số cũng được dùng tuỳ theo các dạng của tín hiệu video. Nếu tín hiệu video là Analog thì các thiết bị bán dẫn như rơle logic loại đơn giản chuyển mạch Analog, các bộ điều chỉnh TV chung có thể được sử dụng. Nếu các tín hiệu này là số thì việc vận hành phải được thực hiện dựa vào bộ dồn kênh đa đường vào và đường ra đơn. Nếu một số lượng "n" các kênh video được đưa đến trạm cuối cùng và một số lượng "m" kênh dẫn đến các thuê bao ( tuy nhiên n>m), một số lượng m bộ dồn kênh được nối song song sao cho trong số n kênh đầu vào m kênh đầu ra được lựa chọn bởi tín hiệu chọn kênh từ các thuê bao trước khi được đưa ra. Vì các dịch vụ bǎng rộng trong chế độ tương giao phải thông qua mạng chuyển mạch phức hợp (như telephone), thì tốt hơn là nên dùng phương pháp số để tránh được sự suy hao tín hiệu, tiếng ồn hay các đặc tính xuyên âm.

Chuyển mạch thời gian và không gian là phương pháp chuyển mạch có thể được sử dụng trong hệ thống chuyển mạch điện thoại số. Tuy nhiên để chuyển đổi tín hiệu video thành tín hiệu số thì cần 90 Mbps (đối với tín hiệu NTSC) còn đối với tín hiệu PAL thì cần 140 Mbps. Thậm chí ngay cả khi có sử dụng công nghệ nén độ rộng giải tần thích hợp, chẳng hạn như DPCM (điều chế xung mã vi phân) thì vẫn cần một lượng thông tin ít nhất là 45 Mbps và 700 Mbps để bảo đảm chất lượng TV thông thường. Để xử lý lượng thông tin này sử dụng chuyển mạch thời gian thì cần một lượng rất lớn các phần tử bộ nhớ tốc độ cao mà điều đó chưa có sẵn trong các hệ thống chuyển mạch dung lượng lớn. Các hệ thống chuyển mạch dải tần rộng thường tạo bởi các chuyển mạch không gian. Các phần tử ECL (Emitter coupled logic) để dùng làm các khối có cấu hình cơ bản sẽ được dùng ở đây có ma trận chuyển mạch n x n đang được nghiên cứu. Tuy nhiên với những tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ CMOS, CMOS có thể được ứng dụng cho tốc độ đến 100Mbps.

Việc nghiên cứu ứng dụng các phần tử bán dẫn GzAS và phần tử quang tích hợp cũng đang được tiến hành. Nếu những công trình nghiên cứu này thành công thì sự phát triển chuyển mạch thời gian sẽ là có triển vọng. Dẫu sao, hiện nay phương pháp chuyển mạch gói tốc độ cao (chuyển mạch gói nhanh) có thể chuyển đổi tất cả các tín hiệu thành gói để xử lý đang được chú ý.

Các chuyển mạch đã đề cập đến ở trên được áp dụng sau khi chuyển đổi tất cả tín hiệu quang thành tín hiệu điện và do đó cơ chế chuyển đổi quang/điện và điện/quang cần phải được áp dụng giữa hệ thống chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn. Việc nghiên cứu các hệ thống chuyển mạch quang có chức nǎng chuyển mạch trực tiếp đang tiến triển tốt để cải thiện các vấn đề này cũng như việc nghiên cứu chuyển mạch cơ cấu quang sử dụng các đǎc tính phản xạ và ánh sáng phân cực của lǎng kính và hệ thống chuyển mạch sử dụng các phần tử logic quang như các ma trận chuyển mạch quang đang tiến triển. Giữa mạng thông tin và thuê bao có thể lắp đặt nhiều hơn một sợi cáp quang. Tuy nhiên vì lý do kinh tế và để dễ sửa chữa, bảo dưỡng thì nên lắp đặt một sợi quang cho mỗi thuê bao. Một phương pháp dồn kênh thích hợp cho các tín hiệu điện và quang cần được giới thiệu để có thể sử dụng các đường dây một cách có hiệu quả. Để dồn kênh các tính hiệu điện nên dùng phương pháp dồn kênh phân chia thời gian hiện có, còn đối với tín hiệu quang nên dùng phương pháp WDM (dồn kênh phân chia bước sóng). WDM có thể dồn các sóng lan truyền theo cùng hướng hoặc ngược hướng do đó, mỗi sợi cáp quang có thể xử lý toàn bộ các tín hiệu thu và phát. Vì các tín hiệu số và tín hiệu Analog có thể được truyền đi dưới những dạng sóng khác nhau trong cùng một thời gian nên phương pháp WDM đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ thống thuê bao quang.

Cấu trúc mạng thuê bao quang phải được xác định trên cơ sở cân nhắc thận trọng các đặc tính, yếu tố kinh tế, mật độ cuộc gọi, tính bảo mật thông tin và sự phân bố các thuê bao. Cấu trúc chung của mạng được mô tả trong hình 3.66. Các ví dụ điển hình về phương pháp ghép nối từ trạm đầu cuối đến các thuê bao cũng được minh hoạ trong hình 3.66. Nhìn chung kiểu nối vòng tròn rất kinh tế và phù hợp với mạng thông tin cục bộ. Tuy nhiên nó không thích hợp cho hệ thống thuê bao quang vì nó không có khả nǎng mở rộng và tính bảo mật, hơn nữa đường thông tin chính chỉ có thể xử lý một lượng thông tin nhất định.

Hình 3.66. Cách nối mạng

Cấu trúc hình cây được áp dụng rộng rãi trên các mạng CATV; mặc dù khá kinh tế, nhiều thuê bao cùng dùng chung đường dây trong trường hợp dịch vụ tương giao, nên việc điều khiển để tránh sự va chạm thông tin giữa các thuê bao rất cần thiết. Các cấu trúc hình sao là không kinh tế vì như vậy mỗi hướng truyền dẫn phải được phân bổ cho một thuê bao. Tuy nhiên nó sẽ có đủ khả nǎng xử lý các dịch vụ tương giao khi mạng chuyển mạch dải tần rộng tương tự như mạng chuyển mạch điện thoại hiện nay được thiết lập. Điều đó có nghĩa là, cấu trúc hình cây rất phù hợp với các dịch vụ phát thanh và truyền hình. Trong khi cấu trúc hình sao thích hợp cho các loại dịch vụ dạng chuyển mạch. Vì hệ thống thuê bao quang bao gồm các dịch vụ dạng chuyển mạch cấu trúc hình sao tương tự như mạng điện thoại hiện nay được giới thiệu để dùng cho mạng chuyên mạch dải tần rộng trong tương lai.

4. ứng dụng của điện thoại

4.1. ATM

4.1.1 Dẫn nhập

Người ta hy vọng mạng đa dịch vụ bǎng rộng (B-ISDN) sẽ cung cấp các dịch vụ khác nhau từ điện báo vơí tốc độ vài bit/s đến video độ phân giải cao tốc độ 150 Mbit/s. Để hỗ trợ đa dịch vụ, mạng B-ISDN cần dải tần rộng (bǎng rộng) và công nghệ chuyển mạch linh hoạt.

Việc sử dụng cáp quang cung cấp cho ta một môi trường truyền dẫn bǎng rộng ở tốc độ mức Gbit/s và người ta còn hy vọng sẽ tǎng dải tần lên được hàng ngàn lần. Tuy nhiên, công nghệ chuyển mạch cần thiết cho việc xây dựng mạng B-ISDN còn đang tụt hậu so với sự tiến bộ của khả nǎng truyền dẫn. Sự khác biệt này thể hiện một thách thức cho việc tạo ra một công nghệ nhanh hơn, không đắt hơn và linh hoạt hơn.

Chế độ truyền không đồng bộ (ATM) là kỹ thuật được ITU khuyến nghị cho mạng B-ISDN (1.121). ATM hứa hẹn một kỹ thuật cho việc thực hiện việc truy nhập tích hợp và một mạng truyền dẫn có thể dễ chia sẻ giữa các người sử dụng đầu cuối sử dụng các truy nhập đa dịch vụ. ở ATM, thông tin được chia thành gói có độ dài cố định (tế bào ATM) và được truyền đến đích, được đánh dấu chỉ bởi phần đầu tế bào khi thông tin được tạo nên. Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói thông thường có vẻ tương tự với mạng ATM khi nhìn từ sự việc tạo nên các block trong gói dữ liệu. Tuy nhiên, chuyển mạch gói bao gồm một máy tính chạy một chương trình truyền số liệu. Vì thế, khả nǎng chuyển mạch bị giới hạn bởi sự thực hiện của bộ xử lý và bộ xử lý không thể truyền đi một lượng lớn thông tin ở tốc độ cao. Ngược lại, giao thức mạng ATM rất đơn giản và phần cứng được dành riêng để chuyển mạch một lượng lớn thông tin (như video chẳng hạn) cần được truyền với tốc độ cao qua các đường truyền liên kết tới đích.

Như được xác định trong kỹ thuật chuyển tải ATM, các gói có độ dài cố định được hình thành bởi các dịch vụ khác nhau như tiếng nói, dữ liệu hay video. Việc chọn ATM làm kỹ thuật truyền dẫn cho B-ISDN đã dẫn đến việc chuyển mạch các gói hay các tế bào có độ dài cố định thay thế cho kỹ thuật chuyển mạch tuyến thông thường. Nhiều loại chuyển mạch đã được đưa ra để đảm bảo khả nǎng chuyển mạch gói tốc độ cao theo yêu câù của TAM. Trong chương này chúng ta sẽ xem xét những yêu cầu chuyển mạch đặc biệt cho B-ISDN

4.1.2 Thuật ngữ

Dưới đây chúng ta sẽ mô tả một số thuật ngữ dùng trong phần này.

1) Chế độ chuyển đổi đồng bộ (STM):

Nhóm nghiên cứu XVIII của ITU-T gọi các khía cạnh chuyển mạch và dồn kênh là " các chế độ chuyển đổi" STM phân bổ các khe thời gian trong một cấu trúc tuần hoàn gọi là "Khung" cho một dịch vụ với khoảng thời gian một cuộc gọi. Tất cả các kênh STM được xác định bởi vị trí các khe thời gian trong một khung đồng bộ như mô tả trong hình 4.1. Khi một khe thời gian được gán cho một kênh nhất định nào đó, khe thời gian đó sẽ được dành riêng cho khoảng thời gian của một cuộc gọi. Điều này đảm bảo sự cung cấp dịch vụ trong khoảng thời gian gọi và nó cũng thích ứng cho các dịch vụ tạo ra thông tin một cách liên tục theo một tốc độ cố định. Tuy nhiên, việc dành riêng một khe thời gian của khung cho khoảng thời gian một cuộc gọi đã dẫn đến việc không sử dụng hết độ rộng dải tần khi nguồn không tạo ra thông tin liên tục theo một tốc độ cố định.

Hơn thê, cấu trúc STM cứng nhắc là không linh hoạt trong việc phân bố độ rộng dải tần cần thiết cho phạm vi lớn các dịch vụ mà B-ISDN cung cấp. Mặc dù việc gán linh hoạt các tập hợp, khe thời gian cho một kênh để thực hiện các dịch vụ chuyển mạch là có thể được, thì vẫn cần sự phối hợp các chức nǎng ánh xạ tương đối phức tạp từ phía người sử dụng và phía mạng trong một giao diện. Để đơn giản hoá chức nǎng ánh xạ này STM có thể được kết cấu thuận lợi cho các kênh đa tốc độ, trong đó mỗi khung được phân chia thành các tập hợp khác nhau của một số lượng cố định các khe thời gian, và nhờ đó có thể đáp ứng được các tốc độ khác nhau. Trước tiên, việc tìm ra đúng tập hợp các kênh đa tốc độ không phải là một việc dễ dàng vì các dịchvụ do mạng B-ISDN cung cấp vẫn chưa được xác định một cách đầy đủ. STM đa tốc độ làm phức tạp thêm mạng chuyển mạch. Xét theo góc độ sử dụng độ rộng dải tần chuyển mạch trên cơ sở từng điểm nối thì việc sử dụng câú trúc chuyển mạch riêng rẽ cho từng tốc độ kênh sẽ có hiệu quả hơn. Tuy nhiên, việc áp dụng cấu trúc chuyển mạch phức hợp sẽ làm cho việc quản lý, cung cấp, bảo dưỡng mạng thêm phức tạp. Do độ rộng dải tần là không đổi, nên STM trở nên quá hạn chế không thể thích ứng với sự thay đổi liên tục của nhiều loại dịch vụ dữ liệu với các tốc độ kênh cố định.

2. Chế độ chuyển đổi không đồng bộ (ATM)

ATM được đưa ra để loại trừ các hạn chế của STM. ATM là chế độ chuyển đổi do nhóm nghiên cứu XVIII về mạng ISDN bǎng rộng của ITU-T chọn lựa làm cơ sở của mạng B-ISDN. ATM là kỹ thuật dông kênh, chuyển mạch kiểu gói có độ trễ thấp và có độ rộng dải tần cao.

Trong ATM, độ rộng dải tần sử dụng có thể được gán một cách nǎng động theo yêu cầu. ATM có lợi thế là đạt được kết quả một cách ổn định đối với các dịch vụ mới bùng nổ trong khi đó vẫn đảm bảo thực hiện ở mức chấp nhận được các dịch vụ có tốc độ bit liên tục. Một cấu trúc đơn có thể được sử dụng để chuyển mạch tất cả dịch vụ.

Với ATM, dòng bit được chia thành một số các gói hay tế bào có độ dài nhất định. Mỗi gói bao gồm 1 trường tiêu đề chứa thông tin điều khiển mạng và một trường thông tin chứa dữ liệu của người sử dụng. Không giống như STM, là một chế độ nhận biết các cuộc gọi thông qua vị trí của khe thời gian trong khung, ATM thiết lập nối liên hệ giữa các tế bào và các cuộc gọi bằng một nhãn tiêu đề (Header) của tế bào đó. Việc kết nối cuộc gọi được thiết lập bằng cách lập ra các bảng dịch số tại các chuyển mạch và các điểm dồn kênh trong đó liên kết một nhãn đầu vào với các đường nối và nhãn ở đầu ra. Việc kết nối theo yêu cầu này được gọi là các mạch ảo vì không có độ rộng dải tần nào được phân bổ cho toàn bộ khoảng thời gian thực hiện một cuộc gọi. Ưu điểm của ATM là tiết kiệm độ rộng dải tần khi nguồn tạo các tế bào với các tốc độ thay đổi theo thống kê.

Hình 4.2. Cấu trúc của ATM

Thuật ngữ "Không đồng bộ" trong ATM không ngụ ý về sự không đồng bộ theo nghĩa là không có sự tuần hoàn theo trình tự của các dòng thông tin riêng biệt tạo ra kênh ATM đã được dồn kênh như trong hình 4.2. Vì một nguồn tạo ra các tế bào tuỳ theo tốc độ dịch vụ nên không cần phải cố định tốc độ kênh.

Do vậy chỉ cần một loại cấu trúc chuyển mạch. Chúng ta tập trung xem xét về khía cạnh chuyển mạch này của ATM cho mạng B-ISDN trong phần này.

3. Chuyển mạch ATM (chuyển mạch gói nhanh):

Chuyển mạch gói được Baran giới thiệu lần đầu tiên vào nǎm 1964. Trong chuyển mạch gói, các khối dữ liệu gọi là gói được truyền từ nguồn đến đích thông qua nhiều chuyển mạch trong mạng thông tin. Chuyển mạch gói được thực hiện bằng máy tính xử lý các quá trình thông tin thay cho phần cứng chuyên dụng.

Chuyển mạch gói thông thường có vẻ giống như chuyển mạch ATM nếu xét trên góc độ tạo các khối dữ liệu thành gói hay tế bào và định tuyến các gói theo nhãn của chúng. Tuy nhiên chuyển mạch ATM khác chuyển mạch gói thông thường ở nhiều điểm. Việc sử dụng các thiết bị truyền dẫn số tốc độ cao với khả nǎng kiểm soát lỗi cao cho phép các bản tin ở mức liên kết trở nên đơn giản.

Đặc biệt là ở đây không có thủ tục kiểm tra lưu lượng hay sửa lỗi nào được thực hiện ở mức liên kết như trong X.25. Các chức nǎng thông tin mức cao như kiểm tra lỗi và kiểm tra lưu lượng được thực hiện trên cơ sở từ điểm cuối đến điểm cuối (end to end) và phụ thuộc vào ứng dụng. Các gói có độ dài cố định cũng làm đơn giản hoá quá trình xử lý gói và các khía cạnh về đồng bộ.

4. Những nguyên tắc của chuyển mạch.

Chức nǎng chuyển mạch là chức nǎng kết nối các đường thông từ các đầu vào đến các đầu ra tương ứng. Cấu trúc chuyển mạch N x N có N cổng vào: Nơi xuất phát của đường thông và N cổng ra nơi đường thông đi ra ngoài. Trong phần này chúng ta chỉ quan tâm đến đường thông tin gói.

Các gói có độ dài cố định được đưa đến N đầu vào dưới dạng các khe thời gian như đã được mô tả trong hình 4.3. Mỗi gói có một địa chỉ của cổng ra hoặc chuyển mạch mà gói sẽ được chuyển đến theo đã định trước.

Địa chỉ này của gói được chuyển mạch sử dụng để định tuyến cho từng gói thông tin vào đến cổng tương ứng ở đầu ra.

Hình 4.3. Chuyển mạch gói NxN

Hình 4.4. Cấu trúc chuyển mạch

Mỗi chuyển mạch thường được tạo bởi các phần tử chuyển mạch và các đường nối (tức là đường dữ liệu) như mô tả ở hình 4.4. Phần tử chuyển mạch 2x2 có 2 đầu vào và 2 đầu ra và hướng cho các gói đi đến các đầu ra thích hợp tuỳ theo tín hiệu điều khiển tạo ra bởi bộ điều khiển tập trung hay chính từ các gói để định hướng các gói. Kỹ thuật định hướng trước đây được gọi là định hướng theo sự điều khiển trung tâm còn kỹ thuật sau này được gọi là tự định hướng.

Các phần tử chuyển mạch có thể có các kích cỡ khác nhau. Các đường nối là các đường dữ liệu thụ động liên kết các phần tử chuyển mạch khác nhau.

4.1.3 Động lực.

Thông thường các chuyển mạch ATM cần thiết để xử lý các gói có độ dài cố định (32 đến 64 byte chiều dài) ở tốc độ cao nhất là 150Mbps. Các gói được tạo ra bởi các loại dịch vụ khác nhau như tiếng nói, dữ liệu và video. Các gói tiếng nói và video được tạo ra với tốc độ 64kbps và 150Mbps tương ứng. Những gói thông tin này không thể bị trễ lâu bởi vì nếu thế sẽ làm giảm chất lượng của các dịch vụ tiếng nói và hình ảnh. Như vậy chuyển mạch ATM phải có khả nǎng xử lý các gói với tốc độ 150Mbps và chịu mức trễ thấp.

Các yêu cầu quan trọng khác nữa là giá thành hạ và dễ sử dụng. Những yêu cầu này chỉ có thể được đáp ứng bằng các chuyển mạch với cấu trúc điều khiển đơn giản như tự định hướng, tốc độ cao, có khả nǎng phát sóng. Việc định hướng phức tạp hơn ví dụ như kiểu liên kết điểm đến đa điểm có thể cần thiết trong môi trường phát sóng hình hơn là kiểu thông tin điểm tới điểm.

Nhiều kiểu chuyển mạch có dung lượng chuyển mạch lớn và tốc độ chuyển mạch cao đã được đề xuất. Những kiểu chuyển mạch này được chia thành loại chuyển mạch có khoá và chuyển mạch không khóa (non-blocking). Nếu các gói ở cổng vào của chuyển mạch có địa chỉ cổng ra rõ ràng nhưng không được đưa đến các đầu ra do tắc nghẽn gói trong mạng chuyển mạch thì gọi là chuyển mạch khóa. Sự tắc nghẽn gói nảy sinh trong mạng chuyển mạch khi hơn một gói cần truy nhập đến cùng một đường nối hay cùng một vùng bộ đệm bên trong mạng chuyển mạch.

Các chuyển mạch khóa không có độ thông cao do hiện tượng khóa bên trong. Ví các chuyển mạch không khóa không bị khóa ở bên trong nên độ thông của nó cao hơn so với chuyển mạch khóa.

Các chuyển mạch không khóa có thể được chia thành hàng đợi đầu vào, hàng đợi đầu ra hay kiểu bộ đện dùng chung. Các chuyển mạch có hàng đợi đầu vào có khả nǎng truyền dẫn thông suốt bằng khoảng 58% so với chuyển mạch có hàng đầu ra hay các chuyển mạch có bộ đệm dùng chung.

Mặc dù các chuyển mạch có hàng đợi đầu ra có độ thông suốt là 100% chúng vẫn cần có 1 lượng phần cứng lớn hơn nhiều so với chuyển mạch có hàng đợi đầu vào. Các chuyển mạch có bộ đệm dùng chung cũng có khả nǎng hoạt động tốt nhất nếu nhìn từ khía cạnh độ thông tối đa. Tuy nhiên, chúng có các sơ đồ định hướng phức tạp và bị hạn chế ở mức chuyển mạch cỡ nhỏ. Trong phần này, chúng ta tìm kiếm kiểu cấu trúc chuyển mạch ATM thay thế để đáp ứng cho các dịch vụ mạng B-ISDN.

tài liệu tham khảo.

• 1). Stalling, Tutorial: Mạng đa dịch vụ số (ISDN),

IEEE Coumputer Socicty, Washington D.D.,1985.

• 2). G.G Schlangger: "Tổng quát về hệ thống báo hiệu số 7",

IEEE J. Selected reas in Comm, 7(3) (Tháng 5/1986)

• 3). M.Karol, M.Hluchyj và S.Mongan "So sánh giữa hàng đợi đầu vào và hàng đợi đầu ra trong chuyển mạch gói phân chia không gian", IEEE Trans. or Communications, vol. COM-35 Tháng 12/1987.

• 4). S.Minzer, "Mạng đa dịch vụ số bǎng rộng và chế độ chuyển đổi không đồng bộ (ATM)", IEEE Communication Magazine, Vol. 27/12/1989.

• 5). Thomas, J.Condreuses và M.Servel, "Các kỹ thuật phân chia thời gian không đồng bộ: Một mạng gói thí nghiệm hết hợp thông tin hình ảnh", in Proc.of ISS 84 (Florence, Italy), tháng 5/1984.

• 6). L.Wu, S.Lee và T.Lee "Dynamic TDM: a packet approach to boardband networking", in Proc. of ICC 87 (Seattle,Wa.), IEEE, 6/87.

• 7). P.Baran, "Mạng thông tin phân tán", IEEE Trans. on Communications, vol CS-12, tháng 3/1964.

• 8). N.Kitawaki, H.Hagabuchi, M.Taka và K. Takahashi, "Công nghệ mã hoá tiếng nói cho các mạng ATM", IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol. 28, tháng 1/1990.

• 9). V.Veribiest, L.Pinnoo và B. Voeten "ảnh hưởng của khái niệm ATM lên mã hoá hình ảnh", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. SC-6, tháng 12/1988.

• 10). H. Ahmadi và W.Denzel, "Nghiên cứu về các kỹ thuật chuyển mạch tính nǎng cao hiện đại", IEEE Journal on Selected Areas in Commnications, vol. SAC - 7, tháng 9/1989.

• 11). K. Lutz, "Một số điều cân nhắc về kỹ thuật chuyển mạch ATM", Internationnal Journal of Digital and Analog Cabled Systems, vol. 1, 1988. 12. J.Degan, G.Luderer và A.Vaidya, "Công nghệ gói nhanh cho chuyển mạch tương lai", AT&T Technical Journal, vol. 68, tháng 3 và 4/1989.

• 12). J.Degan, G.Luderer and A.Vaidya, "Fast packet technology for future switches", AT&T Technical Journal, vol.68, March/April 1989

• 13). YUN SEOK HUYN, kỹ thuật truyền thông PCM, Chung- Arm Publishing Company, 1986.

• 14). LIM JU HWAN, "Những điều cơ bản về điện thoại số", "Kỹ thuật chuyển mạch điện tử", Tập 1, First issue.

• 15). LEE YOUNG KYU, "Lý thuyết truyền dẫn, mạch truyền dẫn bằng dây". Kidali Publishing Company 1988.6.

• 16). LEE YOUNG KYU, "Công nghệ kết hợp truyền dẫn và chuyển mạch", "Công nghệ chuyển mạch điện tử", Tập 2, Second Issue.

• 17). John Bellamy, Điện thoại số, John & Willey Sons, 1991.

• 18). Frank F.E.Owen, PCM và các hệ thống truyền dẫn số, Mc Graw - Hill Book Company, 1982.

• 19). Sang H.Lee, "Kỹ thuật truyền tải tích hợp cho đường chuyển mạch gói và chuyển mạch tuyến", ICC, 1988.

• 20). R.Vicders và T.Vilmansen, "Sự phát triển của công nghệ viễn thông", Proc. of the IEEE, vol. 74, No.9, Sept.1984.

• 21). BCR, Synchronous DS3 Format Interface Specification, Technical Reference TR - TSY - 000021, tháng 6/1984.

• 22). G.R. Titchie, "SYNTRAN - A phương hướng mới cho thiết bị đầu cuối truyền dẫn số", Communication, Volume 23, tháng 11/1985.

• 23). Hiroshi Fukinuki, M.Matsushita, K.Aihara và K.Hiraide, "Các thiết bị đầu cuối số đồng bộ", Review of ECL, tháng 9/1979.

• 24). G.J. Beveridge và S.S. Gorshe, "Clear channel shortcut to ISDN", Telephone Engineer.

• 25). N.F.Dinn, A.G.Weygand và D.M. Garvey, "Digital Interconnection of Dissimilar DigitalNetwork", IEEE communication Magazine, vol. 24, No4, tháng 4/1986.

• 26).Loud Reaume, "Cầu nối giữa thiết bị chuyển tải T và CEPT', Communication Int' 1, tháng 7/1985.

• 27). Atkin J.W., "Burst Switching-An Int roduction", ISS '84, Florence, tháng 5/1984.

• 28). W. Shnnema, "Digital, Analog and Data Communications", Prentic - Hall, Inc, Reston, Virginia, 1982.

• 29). SIN YOUNG CHEOL, "Công nghệ truyền thông bằng dây", Moon Yun Dang Publishing Company, 1976.

• 30). LEE SUNG KYUNG, SINMU SIK, "Multi-Convéation by Feeder Cable", Electronic Telecommunication Research Institute, ETRI Journal Forth vol.

• First Issue, 1982.

• 31). G.E.Harrington, "Survey of Pair-Gain System Applications", in Proc. Int. symp. Subscriber Loops and Services (ISSLS), 1980.

• 32). LEE YOUNG KYU, KIM TEA HO và 5 người khác, "Nghiên cứu hệ thống truyền dẫn thuê bao", Electronic Telecommunication Research Instirute, Research Paper, 1981.

• 33). A.J. Karia, S.Rodi, "A Digital Subcriber Carrier System for the Evolving Subcriber Loop Network", IEEE Trans. Commun, Vol. COM - 30, 1982.

• 34). Y.S.Cho, E.F. Carr, "Application of Digital Pair-Gain System SLC - 96, in Developing Coutries", IEEE Tran., COM - 30, 1982.

• 35). Kil Sun - Jung, Ha chel - Lee và 2 người khác, "Phân tích kỹ thuật về mạch".

• 36). M.Oimura, I.Koga và 1 người khác, "Đặc tính của tiếng ồn đối với mạch vòng thuê bao hiện nay", Review of ECL, vol. 32, 1984.

• 37). T.Higashi, M.Ohmura và 1 người khác, "Đánh giá tiếng ồn xung cho hệ thống truyền dẫn tín hiệu số", Review of ECL, vol. 32, 1984.

• 38). R.F.Rous, J.D.Weston, "Đánh giá khả nǎng hoạt động của cáp thuê bao", Electrical Communication, vol.56, 1981.

• 39). CCITT I Series Recommendations, Geneva, 1985.

• 40). M.Decina, "Tiến bộ trong việc phân bổ truy nhập cho người sử dụng trong mạng đa dịch vụ số", IEEE Trans, Coom., vol. COM-30, 1982.

• 41).E.Arnon, E.A.Munter và 3 người khác, "Thiết kế hệ thống truy nhập khách hàng", IEEE Trans, Comm., vol. COM-30, 1980

• 42). K.Gotoh, E. Iwahashi, "Kiến trúc hệ thống cho mạng thuê bao số", Review of EVL, vol. 32, No.2, 1984.

• 43). G.Gobin, "Customer Installations for the ISDN", IEEE Commun. Manazine, vol.22, 1984.

• 44). J.M.Cambords, R Cardorel, "Digital Transmission on Subscriber Loops", L'Echo des reche rches, English issue, 1983.

• 45). S.V.Ahmed, P.P.bohn và 1 người khác, "A Tutorial on Two-wire Digital Transmisson in the Loop Plant", IEEE Trans. Commun., vol. COM-29, 1981.

• 46).F.Ma rcel, A.J.Schwartz, "PRANA at the age of four Multiservice Loops Rfeach out"s IEEE Trans., vol. COM-29,1981.

• 47).J.Meyer, T.Roston và 1 người khác, "Máy điện thoại thuê bao số", IEEE Trans., Commun., vol. COM-27,1979.

• 48).B.S.Bosik, "The case in Favor of Burst - Mode Transmission for Digital Subcriber Loops", in Proc. ISSLS, 1980.

• 49). A.Brosio, V.Lazzari và 3 người khác, "So sánh hệ thống truyền dẫn trên đường thuê bao số sử dụng các mã đường dây khác nhau", IEEE Trans. Commun., vol. COM-29, 1981.

• 50). B.S. Bo sik, S.V. Kartalopoulos, "Hệ thống dồn kênh nén thời gian cho dung lượng số chuyển mạch tuyến", IEEE Trans. Commun., volCOM - 30, 1982.

• 51). H.Ogiware, Y. Tferada "Design philosophy and Hardware Implimantation for Digital Subscriber Loops" IEEE Trans. Commun., vol. COM -39, 1982.

• 52). H.Shimizu, H.Goto, "Thiết bị đầu cuối tích hợp tiếng nói/dữ liệu với các mạch đồng bộ đơn giản sử dụgn phương pháp ping-pong 80kbps", IEEE Trans. Commun., vol. COM - 30, 1982.

• 53). J.E.Savage, "Một số bộ trộn dữ liệu số tự đồng bộ đơn giản", Bell Syst. tech.J., vol. 46, 1967.

• 54).S.Qureshi, "Cân bằng thích ứng", IEEE Commun., Magazine, vol.20, 1982. 55.R.R.Cordell, "Một họ mới các bộ cân bằng có thể thay đổi chủ động", IEEE Trans, Ci rcuits and Systems, vol. CAS-29, 1982.

• 55). R.R.Cordell, "Một họ mới các bộ cân bằng có thể thay đổi chủ động", IEEE Trans, Circuits and Systems, vol. CAS-29, 1982

• 56). H.Takatori, TSuzuki, "Bộ cân bằng đường dây điện áp thấp cho mạch thuê bao số", in Proc. Globcom, 1984.

• 57). T.Chujo, N.Ueno và 3 người khác, "A Line Termination Circuit for Burst Mode Digital Subcriber Loop Transmission", in Proc. Globcom, 1984.

Những chữ viết tắt

ADPCM Adaptive Diferential PCM PCM dạng vi phân thích ứng.

AD Analog/Digital Converter Chuyển đổi tương tự/số.

AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ.

AMI Alternate Mark Inversion Mã đảo dấu luân phiên.

ARPA Advanced Research Projects Agency Tổ chức các dự án nghiên cứu tiên tiến.

ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng bộ.

AU Administrative Unit Đơn vị quản lý.

B-ISDN Broadband ISDN Mạng đa dịch vụ bǎng rộng.

B8ZS Bipolar with 8 Zero Substitution Phương pháp mã hoá lưỡng cực thay thế 8 số 0.

BBN Bolt Beranek and Newman Ngưỡng Be ranek và Newman.

BER Bit Error Rate Tỷ lệ bit lỗi.

BSN Backward Sequence. Number Số thứ tự tín hiệu hướng về.

BT Bridged Tap Cửa trung chuyển.

CAS Channel Associated Signaling Báo hiệu liền kênh.

CCC Clear Channel Capability Dung lượng kênh trống.

CCI-S Common Channel Interexchange Sibnaling Báo hiệu liên đài kênh chung.

CCR Customer Controlled Reconfiguration Tái định hình theo yêu cầu khách hàng.

CCS Common Channel Signaling Báo hiệu kênh chung.

CODEC Code and Decode Mã hoá và giải mã.

CMI Code Mark Inversion Mã đảo dấu.

CPU Cyclic Redundancy Check Đơn vị điều khiển trung tâm.

CRC Call Supervision Message Kiểm tra chồng chập theo chu kỳ.

CSM Call Supervision Message Bản tin giám sát cuộc gọi.

DCE Data Circuit Equitment Thiết bị truyền số liệu.

DDS Digital Data System Hệ thống dữ liệu số.

DF Data Flag Cờ số liệu.

DPCM Differential PCM Điều xung mã vi phân.

DOV Data Over Voice Dữ liệu tiếng nói.

DS1 Digital Signal 1 Báo hiệu số 1.

DSL Digital Subscriber Line Đường thuê bao số.

DSP Digital Signal Processor. Bộ xử lý tín hiệu số.

DST Digital Synchronous Terminal Đầu cuối số đồng bộ.

DSU Data Service Unit Đơn vị dịch vụ số liệu.

DSX Digital Signal Cross-connect Nối chéo tín hiệu số.

DTDM Dynamic TDM Kỹ thuật dồn kênh phân chia khe thời gian động.

DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối số liệu.

DUP Data User Part Dữ liệu người sử dụng.

ECH Echo Cancellation Hybrid Sai động triệt tiếng dội.

EMD Edelmetall Motor Drehvaler Edelmetall Motor Drechvaler.

ESS Electronic Switching System Hệ thống chuyển mạch điện tử.

FAM Forward Address Message Thông tin địa chỉ hướng đi.

FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia tần số.

FSM Forward Setup Message Bản tin thiết lập hướng đi.

FEXT Far End Crosstalk Xuyên âm đầu xa.

FIB Forward Indicator Bit Bít chỉ thị hướng đi.

FSN Forward Sequence Number Số thứ tự hướng đi.

FLSU Fill in Signal Unit Đơn vị chèn tín hiệu.

GND Ground Tiếp đất.

HDB3 High Density Bipolar3 Mã lưỡng cực mật độ cao thay thế 3 số 0.

HRC Hypothetical Reference Circuit Mạch tham khảo giả thiết.

HRX Hypothetical Reference Connection Đường nối tham khảo giả thiết.

ICT Incoming Trunk Trung kế đến.

IDN Integrated Digital Network Mạng số tích hợp.

IMP Interface Message Processor Bộ xử lý thông tin giao diện.

IN Intelligent Network Mạng thông minh.

IOT Intra Office Connection Ghép nối nội đài.

ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ.

ISUP ISDN User Part Phần người sử dụng ISDN.

ISVN Integrated Services Video Network Mạng video đa dịch vụ.

ITU-T Telecommunication Standardization Sector of ITU Ban tiêu chuẩn hoá viễn thông của tổ chức ITU.

LAN Local Area Network Mạng cục bộ.

LAPD Link Access Procedure on D channel Thủ tục truy nhập kết nối kênh D.

LC Line Concentrator Bộ tập trung đường.

LI Length Indicator Bộ chỉ thị độ dài.

LS Local Swich Chuyển mạch vùng.

LSI Large Scale Integrated Mạch tích hợp mật độ cao.

LSB Least Significant Bit Bít trọng số thấp nhất.

LSSU Link Status Signal Unit Đơn vị báo hiệu trạng thái kết nối.

LT Line Termination Kết cuối đường.

MDB Modified Duo Binary Mã MDB.

MFC Multifrequency Code Mã đa tần

MDF Main Distribution Frame Giá phối tuyến chính.

MF Multi-Frequency Đa tần.

MIC Microware IC Vi mạch siêu cao tần.

MSU Message Signal Unit Đơn vị bản tin báo hiệu.

MTP Messae Transfer Part Phần chuyển thông báo.

NCU Network-Control Unit Đơn vị điều khiển mạng.

NEXT Near End Crosstalk Xuyên âm đầu gần.

NNI Network-Node Interface Giao tiếp nút mạng.

NT Network Termination Kết cuối Mạng.

NPT Non-Packet Terminal Đầu cuối không gói.

OAM Operations, Administration and Maintenance Vận hành, quản lý và bảo dưỡng.

OC-1 Optical Carrier level 1 Truyền tải quang cấp 1.

OGT Outgoing Frunk Trung kế đi.

OSI Open System Interconncetion Giao tiếp hệ thống mở.

PABX Private Automatic Branch Exchange Tổng đài cơ quan tự động.

PBX Private Branch Exchange Tổng đài nội bộ.

PAM Pulse Amplitude Modulation Điều biên xung.

PCM Pulse Code Modulation Điều xung mã.

PIC Polyethylene Insulated Cable Cáp cách điện bằng polietylen.

PMX Packet Multiplex Exchange Tổng đài dồn kênh gói.

POH Path Overhead Tuyến cao.

PSN Public switched Network Mạng chuyển mạch công cộng.

PSTN Public switched Telephone network Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng.

PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung.

RSC Remote Subscriber Concentrator Bộ tập trung thuê bao xa.

RSM Remote Subscriber Multiplexer Bộ dồn kênh thuê bao xa.

RSS Remote Switching System Hệ thống chuyển mạch vệ tinh.

RT Remote Terminal Đầu cuối xa.

RWRR Random Write Random Read Phương pháp ghi ngẫu nhiên đọc ngẫu nhiên.

RWSR Random Write Sequential Read Phương pháp ghi ngẫu nhiên đọc tuần tự.

SCCP Signaling Connection Control Part Phần điều khiển ghép nối báo báo hiệu.

SDTT Synchronous Digital Transmission Terminal Đầu cuối truyền dẫn số đồng bộ.

SIF Sigualing Information Field Truyền thông tin báo hiệu.

SLIC Subscriber Line Interface Circuit Mạch giao tiếp đường thuê bao.

SIO Service Information Octet Octet thông tin dịch vụ.

SOH Section Overhead Tiết diện cao.

SONET Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ.

SPC Stored Program Control Điều khiển bằng chương trình lưu trữ.

SSB Single Side Band Bang đơn vế.

STM-1 Synchronous Transfer Mode level 1 Chế độ truyền đồng bộ cấp 1.

STP Signaling Transfer Point Điểm chuyển báo hiệu.

STS-1 Synchronous TRansport Signal level 1 Tải tín hiệu đồng bộ cấp 1.

SWRR Sequential Write Random Read Phương pháp ghi tuần tự đọc ngẫu nhiên.

SYNTRAN Synchronous Transmussion at DS3 Truyền dẫn đồng bộ tiêu chuẩn DS3.

TA Terminal Adaptor Bộ tiếp hợp đầu cuối.

TU Tributary Unit Đơn vị nhánh.

TCM Time Compression Multiplex Kỹ thuật ghép kênh nén thời gian.

TDM Time Division Multiplex Kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian.

TE Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối.

TUP Telephone User Part Phần người sử dụng điện thoại.

UNI User-Network Interface Giao diện người sử dụng mạng.

VC Virtual Channel Kênh ảo.

VNSI Very large SCale Integration Mạch tích hợp mật độ siêu cao.

WABT WAit Before Transmission Thủ tục đợi trước khi truyền.

WDM Wavelength Division Multiplexing Phương pháp ghép kênh phân chia dải tần.

ZBTSI Zero byte Time Slot Interchange Hoán đổi khe thời gian của bite 0.

1. GIỚI THIỆU

1.1. Các đặc điểm của mạng viễn thông ngày nay

Hiện nay, các mạng viễn thông hiện tại có đặc điểm chung là tồn tại một cách riêng rẽ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất một loại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó. Thí dụ:

• Mạng Telex: dùng để gửi các bức điện dưới dạng các ký tự đã được mã hoá bằng mã 5 bit (mã Baudot). Tốc độ truyền rất thấp (từ 75 tới 300 bit/s).

• Mạng điện thoại công cộng, còn gọi là mạng POST (Plain Old Telephone Service): ở đây thông tin tiếng nói được số hoá và chuyển mạch ở hệ thống chuyển mạch điện thoại công cộng PSTN (Public Swiched Telephone Network).

• Mạng truyền số liệu: bao gồm các mạng chuyển mạch gói để trao đổi số liệu giữa các máy tính dựa trên các giao thức của X.25 và hệ thống truyền số liệu chuyển mạch kênh dựa trên các giao thức X.21.

• Các tín hiệu truyền hình có thể được truyền theo ba cách: truyền bằng sóng vô tuyến, truyền qua hệ thống mạng truyền hình CATV (Community Antenna TV) bằng cáp đồng trục hoặc truyền qua hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền qua hệ thống vệ tinh, còn gọi hệ thống truyền hình trực tiếp DBS (Direct Broadcast System).

• Trong phạm vi cơ quan, số liệu giữa các máy tính được trao đổi thông qua mạng cục bộ LAN (Local Area Network) mà nổi tiếng nhất là mạng Ethernet, Token Bus và Token Ring.

Mỗi mạng trên được thiết kế cho các dịch vụ riêng biệt và không thể sử dụng cho các mục đích khác. Thí dụ, ta không thể truyền tiếng nói qua mạng chuyển mạch gói X.25 vì trễ qua mạng này quá lớn.

Hậu quả là hiện nay có rất nhiều loại mạng khác nhau cùng song song tồn tại. Mỗi mạng lại yêu cầu phương pháp thiết kế, sản xuất, vận hành, bảo dưỡng khác nhau. Như vậy hệ thống mạng viễn thông hiện tại có rất nhiều nhược điểm mà quan trọng nhất là:

• Chỉ truyền được các dịch vụ độc lập tương ứng với từng mạng.

• Thiếu mềm dẻo: Sự ra đời của các thuật toán nén tiếng nói, nén ảnh và tiến bộ trong công nghệ VLSI ảnh hưởng mạnh mẽ tới tốc độ truyền tín hiệu. Ngoài ra còn có nhiều dịch vụ truyền thông trong tương lai mà hiện nay chưa dự đoán trước được, mỗi loại dịch vụ sẽ có tốc độ truyền khác nhau. Ta dễ dàng nhận thấy rằng hệ thống hiện nay rất khó thích nghi với yêu cầu của các dịch vụ khác nhau trong tương lai.

• Kém hiệu quả trong việc bảo dưỡng, vận hành cũng như việc sử dụng tài nguyên. Tài nguyên sẵn có trong một mạng không thể chia sẻ cho các mạng cùng sử dụng.

1.2. Sự ra đời của hệ thống viễn thông mới - B-ISDN

Như đã nêu ở trên, yêu cầu có một mạng viễn thông duy nhất ngày càng trở nên bức thiết, chủ yếu là do các nguyên nhân sau:

• Các yêu cầu dịch vụ băng rộng đang tăng lên.

• Các kỹ thuật xử lý tín hiệu, chuyển mạch, truyền dẫn ở tốc độ cao (cỡ khoảng vài trăm Mbit/s tới vài Gbit/s) đã trở thành hiện thực.

• Tiến bộ về khả năng xử lý ảnh và số liệu.

• Sự phát triển của các ứng dụng phần mềm trong lĩnh vực tin học và viễn thông.

• Sự cần thiết phải tổ hợp các dịch vụ phụ thuộc lẫn nhau ở chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói vào một mạng băng rộng duy nhất. So với các mạng khác, dịch vụ tổ hợp và mạng tổ hợp có nhiều ưu điểm về mặt kinh tế, phát triển, thực hiện, vận hành và bảo dưỡng.

• Sự cần thiết phải thoả mãn tính mềm dẻo cho các yêu cầu về phía người sử dụng cũng như người quản trị mạng (về mặt tốc độ truyền, chất lượng dịch vụ .v.v.).

Khuyến nghị ITU-T I.121 đưa ra tổng quan về khả năng của B-ISDN như sau:

Mạng tổ hợp dịch vụ số băng rộng (Broadband Integrated Services Digital Network - B-ISDN) cung cấp các cuộc nối thông qua chuyển mạch, các cuộc nối cố định (Permanent) hoặc bán cố định (Semi-Permanent), các cuộc nối từ điểm tới điểm tới điểm hoặc từ điểm tới nhiều điểm và cung cấp các dịch vụ yêu cầu, các dịch vụ dành trước hoặc các dịch vụ yêu cầu cố định. Cuộc nối trong B-ISDN phục vụ cho cả các dịch vụ chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói theo kiểu đa phương tiện (Multimedia), đơn phương tiện (Monomedia), theo kiểu hướng liên kết (Connection-Oriented) hoặc không liên kết (Connectionless) và theo cấu hình đơn hướng hoặc đa hướng.

B-ISDN là một mạng thông minh có khả năng cung cấp các dịch vụ cải tiến, cung cấp các công cụ bảo dưỡng và vận hành (OAM), điều khiển và quản lý mạng rất hiệu quả.

2. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ATM

2.1. Định nghĩa và các đặc điểm chính của ATM

B-ISDN theo ITU-T dựa trên cơ sở kiểu truyền không đồng bộ ATM (Asynchronous Transfer Mode). Như vậy ATM sẽ là nền tảng của B-ISDN trong tương lai.

Trong kiểu truyền không đồng bộ, thuật ngữ "truyền" bao gồm cả lĩnh vực truyền dẫn và chuyển mạch, do đó "dạng truyền" ám chỉ cả chế độ truyền dẫn và chuyển mạch thông tin trong mạng.

Thuật ngữ "không đồng bộ" giải thích cho một kiểu truyền trong đó các gói trong cùng một cuộc nối có thể lặp lại một cách bất bình thường như lúc chúng được tạo ra theo yêu cầu cụ thể mà không theo chu kỳ.

Để minh họa, hình 1.1 và 1.2 biểu diễn sự khác nhau giữa dạng truyền đồng bộ và dạng truyền không đồng bộ. Trong dạng truyền đồng bộ STM (Synchronous Transfer Mode), các phần tử số liệu tương ứng với kênh đã cho được nhận biết bởi vị trí của nó trong khung truyền (hình 1.1) trong khi ở ATM, các gói thuộc về một cuộc nối lại tương ứng với các kênh ảo cụ thể và có thể xuất hiện tại bất kỳ vị trí nào (hình 1.2).

ATM còn có hai đặc điểm quan trọng:

Thứ nhất, ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM (ATM Cell), các tế bào nhỏ cùng với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền và biến động trễ (Delay Jitter) giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, ngoài ra kích thước nhỏ cũng sẽ tạo điều kiện cho việc hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn.

Thứ hai, ATM còn có một đặc điểm rất quan trọng là khả năng nhóm một vài kênh ảo (Virtual Channel) thành một đường ảo (Virtual Path), nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng.

2.2. Các lĩnh vực công nghệ mới quyết định sự ra đời và phát triển của ATM

Có hai yếu tố ảnh hưởng tới ATM, đó là:

• Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ bán dẫn cũng như công nghệ quang điện tử.

• Sự phát triển các ý tưởng mới về khái niệm hệ thống.

2.2.1. Các tiến bộ về mặt công nghệ

Công nghệ bán dẫn:

Công nghệ CMOS là công nghệ rất có triển vọng bởi độ tích hợp lớn, tốc độ cao (cỡ vài trăm Mbit/s tới vài Gbit/s), độ rộng băng truyền lớn, kích thước nhỏ, độ mềm dẻo cơ học cao, tránh được nhiễu của trường điện tử, xác suất truyền lỗi thấp và không có nhiễu xuyên âm.

2.2.2. Các ý tưởng mới về khái niệm hệ thống

Các quan điểm mới về hệ thống được phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, đó là hệ thống phải có độ mềm dẻo thích hợp, độ rộng băng của hệ thống phải tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng dịch vụ cụ thể, các dịch vụ thời gian thực được truyền theo phương pháp chuyển mạch gói.

Các ý tưởng này phải thoả mãn hai chức năng chính của mạng là:

Tính trong suốt về mặt nội dung:(Semantic Transparency):

Tính trong suốt về mặt nội dung là chức năng đảm bảo việc truyền đúng các bit từ đầu phát tới đầu thu (tức là sự chính xác về mặt nội dung).

Khi mới ra đời, trong các mạng chuyển mạch gói, chất lượng truyền số liệu còn kém, do đó để đảm bảo chất lượng truyền chấp nhận được, người ta phải thực hiện chức năng điều khiển lỗi trên mọi liên kết (Link).Việc điều khiển lỗi này được thực hiện bởi các giao thức HDLC (High-Level Data Link Control) bao gồm các chức năng: giới hạn khung (Frame Delimiting), đảm bảo truyền bit chính xác, kiểm tra lỗi (kiểm tra mã dư vòng CRC-Cyclic Redundancy Check), sửa lỗi bằng các thủ tục truyền lại. Hình 1.3. trình bày thủ tục điều khiển lỗi đầy đủ của mạng chuyển mạch gói thông qua mô hình liên kết các hệ thống mở OSI. Ta thấy quá trình điều khiển lỗi được thực hiện trên mọi liên kết (Link-by-Link) thông qua nút chuyển mạch, do đó nút chuyển mạch phải xử lý một loạt các thủ tục phức tạp khác nhau làm ảnh hưởng đến tốc độ xử lý chung của hệ thống.

Sau này do chất lượng của hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch tăng lên nên tỷ lệ lỗi trên mạng giảm. Với một mạng chất lượng cao như vậy, người ta chỉ cần thực hiện một số chức năng của thủ tục HDLC như chức năng giới hạn khung, chức năng truyền bit chính xác, kiểm tra lỗi trên cơ sở từ liên kết tới liên kết (Link-by-Link). Như vậy chỉ có những chức năng này được cung cấp bởi các nút chuyển mạch trong mạng còn các chức năng khác như sửa lỗi sẽ được thực hiện trên cơ sở từ đầu cuối tới đầu cuối (End-to-End). Bằng cách này người ta đã giảm được khối lượng thông tin mà nút chuyển mạch cần sử lý, nhờ đó mà tốc độ xử lý của nút tăng lên. Như vậy lớp 2 trên mô hình OSI được chia thành hai lớp con, lớp 2a chuyên cung cấp các chức năng cơ bản của lớp 2, lớp 2b cung cấp các chức năng bổ sung. Các hệ thống ứng dụng nguyên lý này được gọi là chuyển tiếp khung (frame relay). Các nguyên lý này được trình bày trên hình 1.4.

Đối với B-ISDN ý tưởng này còn được mở rộng hơn nữa, các chức năng điều khiển lỗi không còn được cung cấp ở các nút chuyển mạch trong mạng nữa mà trong trường hợp cần thiết, sẽ được cung cấp bởi các thiết bị đầu cuối. Như vậy các chức năng được thực hiện trong mạng được giảm từ điều khiển lỗi đầy đủ (Full error Control) ở mạng chuyển mạch gói X.25 xuống còn cực kỳ tối thiểu ở mạng ATM, do đó các nút của ATM có độ phức tạp tối thiểu và vì thế có tốc độ truyền rất cao, có thể lên tới 600 Mbit/s (hình 1.5). Bảng 1.1 trình bày các chức năng được thực hiện ở nút mạng ATM so với mạng chuyển mạch gói và chuyển tiếp khung.

Bảng 1.1: Các chức năng được thực hiện ở nút mạng của X.25, chuyển tiếp khung, ATM

Chức năng Chuyển mạch gói Chuyển tiếp khung ATM

Truyền lại gói x - -

Giới hạn khung x x -

Kiểm tra lỗi x x -

Rõ ràng nút mạng ATM hầu như không phải xử lý một thông tin điều khiển nào trong khi nút chuyển mạch X.25 và chuyển tiếp khung phải thực hiện một loạt các thủ tục phức tạp khác nhau.

Tính trong suốt về mặt thời gian: (Time Transparency)

Các dịch vụ thời gian thực yêu cầu dòng bit có trễ rất ngắn khi được truyền từ đầu phát tới đầu thu, tức là chúng yêu cầu tính chính xác về mặt thời gian. Có thể phân biệt hai loại trễ: trễ do chuyển mạch và trễ từ điểm đầu tới điểm cuối.

Hệ thống chuyển mạch gói và chuyển tiếp khung rất khó khăn khi thực hiện các dịch vụ thời gian thực vì độ trễ cao. Do độ phức tạp của các nút chuyển mạch, chúng chỉ có thể hoạt động ở tốc độ vừa và thấp. Mạng ATM, mặt khác, chỉ cần những chức năng tối thiểu ở nút chuyển mạch, do đó nó cho phép truyền số liệu tốc độ rất cao, trễ trên mạng và các biến động trễ giảm xuống còn vài trăm micro giây, do đó quan hệ thời gian được đảm bảo như trong trường hợp chuyển mạch kênh.

3. CÁC DỊCH VỤ TƯƠNG LAI CỦA B-ISDN TRÊN CƠ SỞ ATM

3.1. Các dịch vụ phục vụ cho các thuê bao gia đình

Các dịch vụ quan trọng cho các thuê bao gia đình là những dịch vụ truyền hình (TV) bao gồm dịch vụ truyền hình cáp CATV, truyền hình số chuẩn SDTV(Standard Digital TV) hay trong tương lai là dịch vụ truyền hình độ phân giải cao HDTV (High Definition TV). Tuy vậy người ta còn phải giải quyết các vấn đề về tính tương thích giữa các tín hiệu video nói trên sao cho một chương trình SDTV có thể xem được trên màn hình HDTV và ngược lại.

Tất cả các tín hiệu video nói trên có thể được cung cấp bằng nhiều cách khác nhau. Dễ thực hiện nhất là phương pháp mô phỏng CATV trong đó một loạt các chương trình TV được đưa tới thuê bao theo các đường nối bán cố định. Một phương pháp khác là các kênh TV được truy nhập theo kiểu chuyển mạch, nghĩa là khách hàng có thể chọn một chương trình mong muốn theo một kênh thông tin xác định. Xa hơn nữa, người sử dụng có thể gọi tới một thư viện video sau đó chọn lấy một kênh từ rất nhiều các kênh truyền hình sẵn có.

Một ứng dụng quan trọng nữa là dịch vụ điện thoại truyền hình trong đó các hình ảnh chất lượng cao được truyền đi ở tốc độ từ 2 tới 5 Mbit/s với giá thành phải chăng.

Ngoài ra còn một loạt các ứng dụng thú vị khác như mua hàng tại nhà (Video-Shopping), dạy học tại nhà (Home-Education), các dịch vụ thông tin quảng cáo .v.v.

3.2. Các dịch vụ phục vụ trong lĩnh vực kinh doanh, giao dịch

Các thuê bao trong phạm vi công sở, văn phòng có những đặc điểm hoàn toàn khác so với các thuê bao gia đình. Điểm chung duy nhất giữa hai lĩnh vực này là điện thoại truyền hình. Tuy vậy dịch vụ này cũng phải được mở rộng để tiến tới điện thoại hội nghị truyền hình, sao cho người sử dụng có thể dùng dịch vụ điện thoại truyền hình để liên lạc giữa vài điểm cùng một lúc.

Có thể dự đoán nhiều dịch vụ của B-ISDN cho mạng LAN sẽ được đưa vào ứng dụng trong tương lai. Các hệ thống ATM-LAN được nối với nhau sẽ tạo khả năng truy nhập hệ cơ sở dữ liệu phân tán với tốc độ rất cao, điều này rất quan trọng do khả năng của PC đang tăng lên không ngừng về mặt tốc độ xử lý cũng như khả năng lưu trữ thông tin, do đó sẽ có ngày càng nhiều các phần mềm ứng dụng chạy trên các máy khác nhau trong môi trường dữ liệu phân tán. Ngoài ra còn phải kể đến các dịch vụ khác như: truyền ảnh y tế chất lượng cao để phục vụ cho việc chữa bệnh từ xa, giáo dục phân tán, truyền thông đa phương tiện, thư tín điện tử.

Trong lĩnh vực sản xuất, các ứng dụng sẽ là điều khiển/giám sát từ xa, phân phối các thông tin hình ảnh về sản xuất/xử lý tới công nhân trong nhà máy. Bảng 1.2. tóm tắt các dịch vụ băng rộng cơ bản và tốc độ tương ứng của chúng.

Bảng 2: Đặc điểm các dịch vụ băng rộng cơ bản

Dịch vụ Tốc độ (Mbit/s)

Truyền số liệu (hướng liên kết) 1,5 -130

Truyền số liệu (không liên kết) 1,5 -130

Truyền văn bản, tài liệu 1,5 - 45

Điện thoại truyền hình / Hội nghị truyền hình 1,5 -130

TV 30 - 130

Truyền hình phân giải cao 130

4. TÓM TẮT

Chương này đã trình bày các đặc điểm của các mạng viễn thông hiện hữu cũng như các mặt hạn chế cuả chúng và các nhu cầu dịch vụ băng rộng đang tăng lên. Từ đó đặt ra vấn đề phải có một mạng tổ hợp băng rộng duy nhất ( B-ISDN) thay thế tất cả các mạng viễn thông nói trên, chính trên cơ sở này mà ATM hình thành và phát triển. Sự phát triển của kỹ thuật ATM là kết quả trực tiếp của các ý tưởng mới về khái niệm hệ thống được hỗ trợ bởi các thành tựu to lớn trong công nghệ bán dẫn và công nghệ quang điện tử. ATM có khả năng đáp ứng được một loạt các dịch vụ băng rộng khác nhau, kể cả trong lĩnh vực gia đình cũng như trong thương mại.