Bài giảng Tổng quan về viễn thông - Lê Thanh Thủy

186 trang ngocly 1450

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Tổng quan về viễn thông - Lê Thanh Thủy", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_tong_quan_ve_vien_thong_le_thanh_thuy.ppt

Nội dung text: Bài giảng Tổng quan về viễn thông - Lê Thanh Thủy

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN Tổng quan về viễn thông Giảng viên: Lê Thanh Thủy Điện thoại/E-mail: thuyvt1@yahoo.com Bộ môn: Tín hiệu và hệ thống- KhoaViễn thông 1 Học kỳ/Năm biên soạn: II/ 2012
Tổng quan về viễn thông Nội dung học phần n Lý thuyết n Chương 1: Giới thiệu chung n Chương 2: Mạng viễn thông n Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Bài tập, tiểu luận (chia nhóm, mỗi nhóm không quá 5 sinh viên). 1. Tìm hiểu về các vấn đề: + Mạng cung cấp dịch vụ hiện tại của Việt Nam. Nhóm trình bày tổng quan về mạng viễn thông chung. + Kĩ thuật viễn thông, dịch vụ/mạng cung cấp dịch vụ hiện tại của Việt Nam 2. Mỗi sinh viên tìm hiểu và trả lời nội dung riêng n Kiểm tra:Viết 2 n Thi: Viết (không sử dụng tài liệu)
Tổng quan về viễn thông Khóa học n Đề cương n Cách thi và tính điểm n Chuyên cần: 10% n Kiểm tra : 20% n Bài tập/TL: 10% n Thi kết thúc: 60% n Bài tập nhóm 3
Tổng quan về viễn thông Tài liệu tham khảo chính n [1] Bài giảng môn học (2009). n [2] Moore M. S.: Telecommunications: A Beginner’s Guide. McGraw-Hill, 2002. n [3] Aattalainen T.: Introduction to Telecommunications Network Engineering. Artech House, 1999. n [4] Freeman R. L.: Fundamentals of Telecommunications. John Wiley & Sons, 1999. n [5] Tarek N. S., Mostafa H. A.: Fundamentals of Telecommunications Networks. John Wiley and Sons, 1994. n [6] Understanding Telecommunications. Ericsson Telecom, 1996. n [7] Sách hướng dẫn học tập “Tổng quan về viễn thông” (Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa), Bộ môn Mạng viễn thông Khoa Viễn thông 1, TTĐTBCVT1, 2006. 4
Tổng quan về viễn thông Chương 1: Giới thiệu chung n Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông n Bản tin và nguồn tin n Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Các loại kênh truyền thông n Khái niệm mạng viễn thông n Chuẩn hóa trong viễn thông n Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá n Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 5
Tổng quan về viễn thông Chương 1: Giới thiệu chung n Lịch sử viễn thông n Điện báo của Samuel Morse 1838-1866 n Điện thoại (telephony) 1876-1899 n Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại 1876 n Xuất hiện tổng đài đầu tiên với 08 đường dây n Almond Strowger sáng chế ra tổng đài cơ điện kiểu từng nấc (Step-by-step 1887) n Truyền hình (Television) 1923-1938 n Radar và vi ba 1938-1945 n Truyền thông vệ tinh 1955 n Internet 1980-1983 Hội tụ n Di động tế bào 1980-1985 n Truyền hình số 2001-2005 6
Tổng quan về viễn thông Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Thông tin (information) n Thông tin: Các tính chất xác định của vật chất được tiếp nhận bởi nhà quan sát từ thế giới vật chất xung quanh. n Thông tin (tin tức): sự hiểu biết hay tri thức, có khả năng được biểu diễn dưới những dạng thích hợp cho quá trình trao đổi, truyền đưa, lưu giữ hay xử lý. n Các dạng cơ bản: Âm thanh, Hình ảnh, Dữ liệu (có thuộc tính chung: chứa đựng ý tưởng trong hoạt động tư duy của con người.) n Ví dụ: + Âm thanh (tiếng nói, âm nhạc ) + Hình ảnh (hình ảnh tĩnh, hình ảnh động, đồ họa ) + Dữ liệu (chữ viết, ký tự, con số, đồ thị) đa phương tiện 7
Tổng quan về viễn thông Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Truyền thông (communication) n Truyền thông: khái niệm rộng mô tả quá trình trao đổi thông tin (exchange of information) hoặc là sự trao đổi thông tin qua lại giữa hai hoặc nhiều bên. n Ví dụ: + bưu chính (thư, bưu phẩm, bưu kiện ) + viễn thông (điện thoại, điện báo, video, truyền dữ liệu ). 8
Tổng quan về viễn thông Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Viễn thông (tele-communication) n Những vấn đề liên quan đến việc truyền thông tin (trao đổi hay quảng bá thông tin) giữa các đối tượng qua một khoảng cách. n Bao gồm bất kỳ hoạt động liên quan tới việc phát/nhận tin tức (âm thanh, hình ảnh, chữ viết, dữ liệu, ) qua các phương tiện truyền thông (hữu tuyến như đường dây kim loại, cáp quang hoặc vô tuyến hoặc các hệ thống điện từ khác). 9
Tổng quan về viễn thông Viễn thông (telecommunication) 10
Tổng quan về viễn thông Chương 1: Giới thiệu chung n Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông n Bản tin và nguồn tin n Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Các loại kênh truyền thông n Khái niệm về mạng viễn thông n Chuẩn hóa trong viễn thông n Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá n Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 11
Tổng quan về viễn thông Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Bản tin: n Thông tin được thể hiện ở một dạng thức nhất định được gọi là bản tin. n Dạng thể hiện có thể là n văn bản n bản nhạc n hình vẽ n đoạn thoại n Một bản tin chứa đựng một lượng thông tin cụ thể, có nguồn và đích xác định cần được chuyển một cách chính xác, đúng đích và kịp thời. 12
Tổng quan về viễn thông Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Nguồn tin: Nguồn tin là nơi sản sinh hay chứa các bản tin cần truyền. n Nguồn tin có thể là n con người; n các thiết bị thu phát âm thanh, hình ảnh; n các thiết bị lưu trữ và thu nhận thông tin 13
Tổng quan về viễn thông Mô hình hệ thống truyền thông n Ví dụ: Mô hình hệ thống truyền thông thoại 2 chiều n Với dữ liệu, hình ảnh, đa phương tiện (sv tự suy luận) 14
Tổng quan về viễn thông Chương 1: Giới thiệu chung n Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông n Bản tin và nguồn tin n Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Các loại kênh truyền thông n Khái niệm mạng viễn thông n Chuẩn hóa trong viễn thông n Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá n Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 15
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Tín hiệu (signal) : n là đại lượng vật lý trung gian do thông tin biến đổi thành. n Trong viễn thông: một dạng năng lượng mang theo thông tin tách ra, được và truyền từ nơi phát đến nơi nhận. n Phân loại: - Theo đặc tính hàm số: tín hiệu tương tự/tín hiệu số. - Theo thông tin (nguồn tin): tín hiệu âm thanh (trong đó có tín hiệu thoại, tín hiệu ca nhạc ); tín hiệu hình ảnh (hình ảnh tĩnh, hình ảnh động ); tín hiệu dữ liệu. - Theo năng lượng mang: tín hiệu điện, tín hiệu quang - Theo vùng tần số: tín hiệu âm tần, tín hiệu cao tần, tín hiệu siêu cao tần 16
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Phân loại tín hiệu theo đặc tính hàm số: Cần nhớ rằng, tín hiệu tương tự và tín hiệu số có thể cùng tải một thông tin và có thể được chuyển đổi lẫn nhau. 17
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Mã hóa (coding): n Mã hóa nguồn (source coding): nén nguồn thông tin. n Mã hóa kênh (channel coding): bảo vệ bản tin khi truyền trên kênh. 19
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Mã hóa nguồn (source coding): n Phương thức mã hóa tín hiệu thành các bít thông tin để truyền, đồng thời làm tối đa dung lượng kênh truyền. n Phân theo các loại nguồn thông tin khác nhau: thoại, số liệu hoặc hình ảnh. Phổ biến PCM, ngoài ra có DPCM, ADPCM. n Mã hóa kênh (channel coding): n Bổ sung thêm các bít vào bản tin truyền đi nhằm mục đích phát hiện và/hoặc sửa lỗi. 20
Tổng quan về viễn thông Mã hoá n Ví dụ về các khuôn dạng mã hoá và chuẩn Loại dữ liệu Chuẩn Real World Computer Alphanumeric ASCII, EBCDIC, (ký tự và số) Unicode Data Thiết bị vào Data Hình ảnh JPEG, GIF, PCX, (image) TIFF Ảnh động MPEG-2, Quick Hi, Joe Keyboard 10110010 Time Âm thanh Sound Blaster, WAV, AU Máy ảnh 10111010 Đồ hoạ, font PostScript, số TrueType, PDF 21
Tổng quan về viễn thông Ví dụ mã hoá ký tự và số: Trong bảng mã ASCII ‘a’ = 1100001 22
Tổng quan về viễn thông Số hoá tín hiệu Analog n Khái niệm : Số hóa tín hiệu analog là chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số n Phương pháp số hóa : n Điều xung mã PCM n Điều xung mã vi sai n Điều chế delta n 23
Tổng quan về viễn thông Điều xung mã PCM Điều xung mã PCM được đặc trưng bởi 3 quá trình : ØLấy mẫu ØLượng tử hóa ØMã hóa 24
Tổng quan về viễn thông 1 Lấy mẫu Khái niệm : Lấy mẫu là quá trình rời rạc hóa tín hiệu theo thời gian 25
Tổng quan về viễn thông 2 Lượng tử hóa 1. Lượng tử hóa đều : Chia biên độ xung lấy mẫu thành các khoảng đều nhau, mỗi khoảng là một bước lượng tử đều ∆ 26
Tổng quan về viễn thông 2 Lượng tử hóa 2. Lượng tử hóa không đều : Chia biên độ xung lấy mẫu thành các khoảng không đều nhau theo nguyên tắc khi biên độ xung lấy mẫu càng lớn thì độ dài bước lượng tử càng lớn. 27
Tổng quan về viễn thông 3 Mã hóa 1. Chức năng : Chuyển đổi biên độ xung lượng tử thành một từ mã 8 bít. 2.Đặc tính bộ mã hóa A=87,6/13 28
Tổng quan về viễn thông 3 Mã hóa 3. Hoạt động của bộ mã hóa nén số. üXác định bit dấu b1 üXác định mã đoạn b2b3b4 üXác định bước trong đoạn : b5b6b7b8 Dựa vào các bảng nguồn điện áp mẫu để xác định 8 bít theo phương pháp so sánh 29
Tổng quan về viễn thông 3 Mã hóa Bảng nguồn điện áp mẫu 30
Tổng quan về viễn thông Mã hoá n Bài tập về mã hóa nguồn PCM: 1- Tính tốc độ luồng bít dữ liệu sau mã hoá trong trường hợp tín hiệu có dải tần là 0-10.000Hz, dùng 200 bước lượng tử để lượng tử hoá tín hiệu này và thêm 56 bước lượng tử để dự phòng trong tương lai. Trong quá trình mã hoá dự phòng thêm 4 bit. 2- Tính tốc độ luồng bít dữ liệu sau mã hoá trong trường hợp tín hiệu có dải tần là 300-4000Hz, dùng 2048 bước lượng tử để lượng tử hoá. 3- Tính tốc độ luồng bít dữ liệu sau mã hoá trong trường hợp tín hiệu có dải tần là 0-4.000.000Hz, dùng 500 bước lượng tử để lượng tử hoá tín hiệu này và thêm 12 bước lượng tử để dự phòng trong tương lai. Trong quá trình mã hoá dự phòng thêm 1 bit. 31
Tổng quan về viễn thông Mã hoá n Mã hóa nguồn PCM: TÝn hiÖu Audio sè: f=3,1 kHz (0,33,4 kHz); SNR=30dB Tốc độ min: B= ( f/3) SNR=31 kb/s Thực tế, B = 64 kb/s ( fs = 8 kHz; 8 bits/sample). TÝn hiÖu Video sè: f= 4 MHz ; SNR=50dB Tèc ®é min: B= ( f/3) SNR=66 Mb/s • Thùc tÕ, B = 100 Mb/s ( fs = 10 MHz; 10 bits/sample). 32
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Điều chế (Modulation) n Thông tin cần truyền được trộn lẫn với sóng mang nhờ điều chế. n Cần quá trình điều chế: vì tin tức của tín hiệu, như tiếng nói chẳng hạn, thường có tần số thấp, khó phát đi xa. 33
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Điều chế (Modulation) n Có 2 kiểu điều chế được sử dụng rộng rãi: n Điều biên (AM) và n Điều tần (FM). n Các hình thức khác: QAM, PM và PCM. n Sử dụng kết hợp các kỹ thuật điều chế: n Phát thanh FM stereo: kết hợp cả AM và FM n Hệ thống vô tuyến số: biến đổi tín hiệu tiếng nói thành xung mã, sau đó sử dụng QAM/ PM để chuyển dòng xung theo tín hiệu vô tuyến n Các hình thức điều chế số: n Khóa dịch biên độ (PAK). n Khóa dịch tần (FSK) n Khóa dịch pha (PSK) 34
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Điều chế ASK: + Kh¸i niÖm: Sãng mang cã biªn đé biÕn ®æi theo d¹ng sãng tÝn hiÖu ®iÒu chÕ. - Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 1 th× biªn ®é Max tÝn hiÖu lµ As - Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 0 th× biªn ®é tÝn hiÖu xÊp xØ lµ 0. + D¹ng tÝn hiÖu: Sãng mang TÝn hiÖu ®iÒu chÕ 0 1 0 1 0 TÝn hiÖu ASK + BiÓu thøc tÝn hiÖu: Sãng mang: Es(t) = AS .Cos(0t + 0) TÝn hiÖu ®iÒu biÕn: x = x(t) TÝn hiÖu ASK: EASK(t) =m.x(t). AS .Cos(0t + 0] Víi: AS lµ biªn ®é cùc ®¹i tÝn hiÖu; 0 lµ tÇn sè tÝn hiÖu 0 lµ pha ban ®Çu cña tÝn hiÖu; m lµ hÖ sè ®iÒu chÕ 35
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Điều chế FSK: + Kh¸i niÖm: Sãng mang cã tÇn sè biÕn ®æi theo d¹ng sãng tÝn hiÖu ®iÒu biÕn. - Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 1 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ 1 - Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 0 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ 2 + D¹ng tÝn hiÖu: Sãng mang TÝn hiÖu ®iÒu chÕ 0 1 0 1 0 TÝn hiÖu FSK + BiÓu thøc tÝn hiÖu: Sãng mang: Es(t) = AS .Cos(0t + 0) TÝn hiÖu ®iÒu chÕ: x = x(t) TÝn hiÖu FSK: EFSK(t) =AS .Cos[m.x(t)0t + 0] Víi: AS lµ biªn ®é cùc ®¹i tÝn hiÖu; 0 lµ tÇn sè tÝn hiÖu 0 lµ pha ban ®Çu cña tÝn hiÖu; m lµ hÖ sè ®iÒu chÕ 36
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Điều chế PSK: + Kh¸i niÖm: Sãng mang cã pha biÕn ®æi theo d¹ng sãng tÝn hiÖu ®iÒu biÕn. - Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 1 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ 1 - Khi bit th«ng tin cã gi¸ trÞ logic 0 th× tÇn sè tÝn hiÖu lµ 2 + D¹ng tÝn hiÖu: Sãng mang TÝn hiÖu ®iÒu chÕ 0 1 0 1 0 TÝn hiÖu PSK + BiÓu thøc tÝn hiÖu: Sãng mang: Es(t) = AS .Cos(0t + 0) TÝn hiÖu ®iÒu chÕ: x = x(t) TÝn hiÖu PSK: EPSK(t) =. AS .Cos[0t + m.x(t). 0] Víi: AS lµ biªn ®é cùc ®¹i tÝn hiÖu; 0 lµ tÇn sè tÝn hiÖu 0 lµ pha ban ®Çu cña tÝn hiÖu; m lµ hÖ sè ®iÒu chÕ 37
Tổng quan về viễn thông Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Bài tập về điều chế số: 1. VÏ d¹ng sãng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra bé ®iÒu chÕ ASK, víi tÝn hiÖu ®Çu vµo bé ®iÒu biÕn lµ tÝn hiÖu sè øng víi d·y bit 101010101, sãng mang E= E0sin(2 f0t+ /2). 2. VÏ d¹ng sãng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra bé ®iÒu chÕ ASK, víi tÝn hiÖu ®Çu vµo bé ®iÒu biÕn lµ tÝn hiÖu sè øng víi d·y bit 101100101, sãng mang E= E0sin(2 f0t+ /2) vµ hÖ sè ®iÒu chÕ m=3. 3. VÏ d¹ng sãng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra bé ®iÒu chÕ PSK, víi tÝn hiÖu ®Çu vµo bé ®iÒu biÕn lµ tÝn hiÖu sè øng víi d·y bit 101010101, sãng mang E= E0sin(2 f0t+ /2). 38
Tổng quan về viễn thông Chương 1: Giới thiệu chung n Các khái niệm cơ bản trong viễn thông n Các khái niệm thông tin, truyền thông và viễn thông n Bản tin và nguồn tin n Tín hiệu, mã hoá và điều chế n Các loại kênh truyền thông n Khái niệm mạng viễn thông n Chuẩn hóa trong viễn thông n Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá n Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế, khu vực và quốc gia 39
Tổng quan về viễn thông Các loại kênh truyền thông n Kênh (channel): n Một HTTT gồm: TBĐC(thiết bị đầu cuối ), thiết bị truyền dẫn; thiết bị thu/phát (đặt cách xa nhau hoặc nối tiếp nhau). Môi trường vật chất và kỹ thuật qua hệ thống và được tạo sẵn, để truyền được một tín hiệu độc lập được gọi là một kênh. Có nhiều khái niệm kênh. n Các thiết bị đầu cuối xử lý kênh thông tin. Môi trường kỹ thuật được tạo ra xuyên suốt HTTT và truyền được 1 thông tin độc lập (kênh thoại; dữ liệu; video ). n Thiết bị truyền dẫn kỹ thuật số (KTS- digital trasmission channels) xử lý các kênh truyền dẫn KTS. Tương ứng với các tín hiệu KTS (kênh E1, T1, STM-1 ). Trong thiết bị truyền dẫn, kênh truyền dẫn được tạo ra với tốc độ bít cố định theo chuẩn chung (64kb/s; 2048 kb/s ; 155,2 Mb/s ) n Thiết bị thu/phát xử lý kênh vật lý (physical channels). Đặc trưng bởi độ rộng băng tần và dải tần hoạt động (kênh radio, 40 kênh vệ tinh, kênh cáp quang )
Tổng quan về viễn thông Khái niệm Mạng viễn thông n Mạng viễn thông: Telecommunications Network n Mạng: liên thông giữa các nút/thiết bị (tạo nên HTTT) và các hệ thống quản lý, giám sát, báo hiệu, vận hành, bảo dưỡng, an ninh n Mạng viễn thông: Hệ thống thiết bị, cơ cấu và thủ tục giúp các thiết bị người dùng kết nối tới mạng có thể trao đổi thông tin có ý nghĩa. n Hệ thống viễn thông/ HTTT: xử lý và phân phối thông tin từ một vị trí này sang vị trí khác. Đôi khi gọi là hệ thống thông tin (information system). Một hệ thống thông tin bao gồm các thành phần: Bộ mã hóa, bộ phát, môi trường truyền dẫn, bộ thu, bộ giải mã. 41
Tổng quan về viễn thông Chương 1. Giới thiệu chung Telecommunications Standards: Các chuẩn viễn thông 4239
Tổng quan về viễn thông Chương 1: Giới thiệu chung n Chuẩn hóa trong viễn thông n Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hoá n Các tổ chức chuẩn hóa n Quốc tế n Khu vực n Quốc gia 43
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông n Ý nghĩa của vấn đề chuẩn hóa n Vì sao cần phải chuẩn hóa? n 1. Khả năng liên vận hành n 2. Đảm bảo chất lượng n 3. Nhất quán khi phát triển n 4. Hiệu quả giá thành n Các tiêu chuẩn thúc đẩy cạnh tranh lành mạnh n Các chuẩn chung sẽ dẫn tới có một sự cân bằng về kinh tế giữa yếu tố kỹ thuật và sản xuất n Các tác động về quyền lợi chính trị sẽ dẫn tới hình thành nhiều chuẩn khác nhau. n Các tiêu chuẩn quốc tế sẽ đe doạ các ngành công nghiệp của các nước lớn nhưng là các cơ hội tốt cho cho ngành công nghiệp của các nước nhỏ n Các chuẩn chung sẽ làm cho các hệ thống thuộc các nhà cung cấp khác nhau có thể kết nối với nhau n Các tiêu chuẩn giúp cho người sử dụng và các nhà điều hành mạng, các hãng sản xuất thiết bị, trở nên độc lập với nhau và tăng độ sẵn sàng của hệ thống n Các tiêu chuẩn làm cho các dịch vụ quốc tế có tính khả thi 44
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông n Những nhóm người liên quan đến chuẩn hóa • Các tổ chức chuẩn hóa 1. Quốc tế hoặc chính phủ 2. Bán chính thức (Semi-official)-chuẩn hóa khu vực 3. Các tổ chức tự nguyện 45
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông n Các tổ chức chuẩn hóa quốc gia American National Standards Institute Deutche Industrie-Normen British Standazation Institute Suomen tasavalta Federal Standazation 46
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông n Các tổ chức chuẩn hóa khu vực European Telecommunications Standards Institude Conférence Européene de Postes Comitee Européene de Nomalisation Châu Âu Châu Mỹ Federal Communication Commission Institute of Electrical and Electronic Engineers Electronic Industry Association 47
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông n Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế ITU Telecommunication Standadization Sector International Oganization for ITU Radiocommunication Sector Standarrdization 48
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông n Các tổ chức khác n Lực lượng đặc nhiệm về kỹ thuật Internet (IETF) quan tâm tới việc chuẩn hóa các giao thức TCP/IP cho Internet n Diễn đàn phương thức truyền thông dị bộ (ATMF) n Diễn đàn quản lý mạng 49
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông n Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế n ITU (International Telecommunication Union): Hiệp hội viễn thông quốc tế n ITU-R n ITU-T n ITU-D n IETF (Internet Engineering Task Force): Lực lượng đặc nhiệm về kỹ thuật Internet n RFCs (Request For Comments) 50
Tổng quan về viễn thông Chuẩn hóa trong viễn thông ITU-R ITU-T ITU-D 1865 International Telegraph Union Lịch sử ITU 1992 three sectors in ITU 1885 ITU start with telephony 1947 UN specialized agency for telecommunications 1903 ITU first wireless 1948 ITU telegraphy headquarters 1906 first radiotelegraph transferred to Geneva convention 1932 Combining Telegraph and Radiotelegraph International Telecommunication 51 Union
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Lịch sử và xu hướng phát triển của các mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Quan điểm phân tầng khi xd mạng n Các phương thức chuyển giao thông tin qua mạng 52
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Lịch sử và xu hướng phát triển của các mạng viễn thông n Mạng điện thoại công cộng n Mạng truyền số liệu n Mạng thông tin di động n Mạng máy tính n Xu hướng hội tụ các mạng viễn thông 53
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Lịch sử Mạng tiền điện báo trước khi có Morse (Primitive Telegraph before Morse) 54
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Mạng điện thoại công cộng 55
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Mạng truyền số liệu: truyền số liệu giữa các máy tính dữ liệu. n Thường gặp là mạng X25 (chuyển gói) và FR (khung) Mạng X25 56
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông Mạng truyền số liệu (FR) 57
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Mạng thông tin di động n Mạng điện thoại tổ ong cầm tay đầu tiên 58
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Mạng thông tin di động 59
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Mạng máy tính: Cấu trúc 60
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Mạng máy tính 61
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Khái niệm về nút và liên kết n Khái niệm mạng lõi và mạng truy nhập n Các thiết bị mạng n Thiết bị đầu cuối 62
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Khái niệm về nút và liên kết: • Nút: một điểm trung gian trên mạng viễn thông nơi thực hiện kết nối tạm thời giữa các đầu vào và đầu ra theo yêu cầu. • Các liên kết: các đường truyền dẫn tín hiệu liên tục giữa hai điểm trên mạng. Một liên kết: một một đường truyền dẫn vật lý, một băng tần trong hệ thống FDM hay một khe thời gian trong hệ thống TDM. Các liên kết ở đây ngoài môi trường truyền dẫn còn bao gồm cả các phương tiện để kết nối chúng. 63
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Khái niệm mạng truy nhập và mạng lõi: n Mạng truy nhập (Access Network): . Một phần của mạng viễn thông, trong mạng PSTN nó thực hiện kết nối các thuê bao với các tổng đài nội hạt. . Phần mạng: từ điểm cung cấp (nút truy nhập-Access Point) dịch vụ đến khách hàng, là mạng trung gian cho phép người dùng có thể sử dụng được các dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider-SP). n Các mạng truy nhập được kết nối tới mạng lõi - mạng nền tảng- để cung cấp các dịch vụ tương ứng. n Mạng lõi gồm các hệ thống chuyển mạch, định tuyến đường trục và các hệ thống truyền dẫn đường trục (backbone), trên cơ sở đó tín hiệu được truyền dẫn và xử lý để chuyển tới các mạng truy nhập tương ứng phù hợp. 64
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Các thiết bị mạng: n Mạng viễn thông: tập hợp các thiết bị mạng được kết nối với nhau theo một cấu trúc, kiến trúc nhất định và được thiết lập, quản lý nhờ các hệ thống quản lý tin cậy. n Các thiết bị trong các mạng viễn thông: đa dạng về chủng loại, xu hướng chung là ngày càng đa năng (tích hợp), thông minh, bảo mật và gọn nhẹ hơn. n Trong PSTN: Thiết bị truyền dẫn, Bộ tách ghép kênh, Tổng đài, Bộ tập trung thuê bao xa, thiết bị báo hiệu, n Trong mạng máy tính: router, hub, gateway, bridge, n Trong mạng di động: tổng đài MSC, các trạm chuyển tiếp BSC, trạm thu phát sóng BTS, gateway 65
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Các thiết bị mạng trong PSTN: Thiết bị TD, Mux/DMux, Tổng đài, Bộ tập trung thuê bao xa, thiết bị báo hiệu, POST PRI/E1/T1 SS7 PBX A-LINK Class 4/5 Switch GR303 IMT POST PSTN RDT 66 POST
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Các thiết bị mạng trong mạng ISDN: 67
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Các thiết bị mạng (cont.) n Mạng Internet 68
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Các thiết bị mạng trong mạng điện thoại di động: Tổng đài MSC, các trạm điều khiển BSC, trạm thu phát sóng BTS, gateway 69
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phần tử của mạng viễn thông n Thiết bị đầu cuối (Terminal Device): . Thiết bị giao tiếp với người sử dụng và là cầu nối giữa người sử dụng và mạng. . Có nhiều loại: khác nhau về chức năng và yêu cầu dịch vụ. Ví dụ: Điện thoại, máy tính, máy Fax, 70
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng n Ý nghĩa của việc phân tầng n Các tiêu chí để xây dựng mô hình các tầng chức năng trong mạng trao đổi thông tin n Khái niệm về giao thức, giao diện và chồng giao thức truyền thông n Mô hình kết nối các hệ thống mở OSI n Chồng giao thức TCP/IP 71
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng § Ý nghĩa của việc phân tầng: n Giảm độ phức tạp n Tiêu chuẩn hóa giao diện n Thuận tiện module hóa n Đảm bảo kỹ thuật liên mạng n Tăng nhanh sự phát triển (nhờ cấu trúc mở) 72
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng n Các tiêu chí để xây dựng mô hình các tầng chức năng trong mạng trao đổi thông tin: n Số lượng các tầng vừa đủ n Tạo ranh giới các tầng để tương tác và mô tả các dv là tối thiểu; n Chia các tầng để các chức năng khác nhau được tách biệt với nhau; các tầng sử dụng các loại công nghệ khác nhau cũng được tách biệt; n Các chức năng giống nhau được đặt vào 1 tầng; các chức năng được định vị để có thể thiết kế lại tầng, ít ả/hưởng nhất đến tầng kề nó; n Tạo ranh giới các tầng để có thể chuẩn hóa các giao diện tương ứng; n Khi dữ liệu được xử lí một cách khác biệt: cần phải tạo một tầng mới; n Các thay đổi về chức năng/giao thức trong một tầng không được ảnh hưởng đến các tầng khác (đảm bảo tính trong suốt giữa các tầng); n Mỗi tầng chỉ có các ranh giới (giao diện) với các tầng kề nó. n Có thể chia một tầng thành các tầng con khi cần thiết; nguyên tắc chia: áp dụng tương tự như trên; khi không cần thiết có thể hủy bỏ.73
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng n Khái niệm về giao thức, giao diện và chồng giao thức truyền thông: n Các máy tính muốn trao đổi thông tin: phải hiểu được nhau. Chúng phải nói chung một ngôn ngữ: giao thức truyền dữ liệu. n Ví dụ: có hai máy tính trao đổi bản tin, cần phải thống nhất một loạt các thỏa thuận: n Mức và dạng của tín hiệu n Phương pháp xác định kích thước của bản tin n phương pháp kiểm tra lỗi để hai bên có thể hiểu nhau. n Các thỏa thuận cần phải đạt được ở tất cả các tầng, từ thấp nhất (vật lý) cho đến tầng cao nhất (triển khai các dịch vụ cho người sử dụng). Thủ tục giao tiếp giữa hai nút mạng: mô tả bằng bộ các qui tắc giao tiếp của từng cặp tầng tương ứng. 74
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng n K/niệm về giao thức, giao diện và chồng giao thức: n Những qui tắc hình thức xác định tuần tự và dạng của các bản tin trao đổi giữa các thành phần mạng trên cùng một tầng, nhưng ở các nút khác nhau, được gọi là giao thức (protocol). Nút A Nút B Giao thức tầng n Tầng n Tầng n n Các khối chức năng thực hiện các giao thức của các tầng kề nhau trong cùng một nút cũng giao tiếp với nhau thông qua các qui tắc chặt chẽ. Những qui tắc đó được gọi là giao diện (interface). Giao diện xác định bộ các dịch vụ mà tầng này cung cấp cho tầng kia. Các khối chức năng của một tầng đảm tuân thủ giao thức của tầng mình cũng như là các giao diện với các tầng kề trên và dưới. Nút A Giao diện với tầng n+1 Tầng n Giao diện với tầng n-1 75
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng n Mô hình kết nối các hệ thống mở OSI (Open Systems Interconnection): n Do ISO (International Standards Organization) đưa ra: tiêu chuẩn hoá thiết kế các hệ thống giao thức mạng để làm tăng tính liên kết và truy cập mở đến các chuẩn giao thức cho các nhà phát triển phần mềm. Xử lý dữ liệu người sử dụng 7 øng dông Mô tả biểu diễn dữ liệu 6 Tr×nh diÔn Thông tin giữa các trạm 5 Phiªn Kết nối đầu cuối-đầu cuối 4 Giao vËn 3 M¹ng Đánh địa chỉ và định tuyến 2 Liªn kÕt DL Truy nhập phương tiện 76 1 VËt lý Truyền dưới dạng các bit nhị phân
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng HOST A HOST B 7 øngøng dôngdông Application 6 Tr×nhTr×nh diÔndiÔn Presentation 5 PhiªnPhiªn Session segments/messages 4 GiaoGiao vËnvËn Transport packets 3 M¹ngM¹ng Network frames 2 LiªnLiªn kÕtkÕt DLDL Data Link 1 VËtVËt lýlý bits Physical Thông tin giữa các trạm 77
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng Application Ứng dụng Header Data Application Presentation Trình diễn Header Data Presentation Session Phiên Header Data Session Transport Transport Vận chuyển Header Data Network Network Mạng Header Data Frame Liên kết dữ liệu Header Data Data Link Vật lý 0101101010110001 Physical §ãng gãi d÷ liÖu 78
Tổng quan về viễn thông Quan điểm phân tầng khi xây dựng mạng Mô hình OSI Mô hình TCP/IP Lớp ứng dụng Lớp trình diễn Lớp ứng dụng Lớp phiên Lớp vận chuyển Lớp vận chuyển Lớp mạng Lớp Internet Lớp liên kết dữ liệu Lớp giao diện mạng Lớp vật lý 79
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phương thức chuyển giao thông tin qua mạng: n Chế độ chuyển giao hướng kết nối và phi kết nối n Chuyển giao kiểu kênh (circuit mode) n Chuyển giao kiểu gói (packet mode) n Thuật ngữ “chế độ chuyển giao”: chuyển thông tin từ người sử dụng này đến người sử dụng khác. n Mối liên hệ giữa các chế độ và yêu cầu của những dịch vụ khác nhau là rất rõ ràng. 80
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Chế độ chuyển giao hướng kết nối (connection-oriented) n Ví dụ: chuyển giao hướng kết nối trong mạng điện thoại (chuyển kênh). Một cuộc gọi điện thoại được tiến hành theo 3 pha qua việc sử dụng các hệ thống báo hiệu: n Thiết lập kết nối (setup) n Duy trì kết nối (conversation) - Truyền thông n Giải phóng kết nối (released) n Chế độ chuyển giao phi kết nối (connectionless) trong mạng gói: n Các gói sử dụng đường đi phù hợp nhất thông qua mạng. n Chỉ có pha truyền dẫn dữ liệu n Mỗi gói dữ liệu có thông tin về địa chỉ (nguồn và đích) đầy đủ. 81
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Chuyển kênh: n Chuyển gói: 82
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phương thức chuyển giao thông tin qua mạng n Chuyển giao kiểu kênh (circuit mode): trên các liên kết chia thành các kênh thông tin tách biệt nhau và tạo ra một kết nối. n Các nút mạng thực hiện chức năng chuyển mạch: sẽ chuyển tín hiệu từ kênh vào đến kênh ra (gọi là chuyển mạch kênh). n Trên các liên kết, hệ thống chia thành các kênh thông tin (trunk circuit) như các mạch trung kế trong mạng điện thoại. n Đặc điểm chính của chuyển giao kiểu kênh: n Thông tin được truyền đi trong các khe thời gian (với tín hiệu số) có độ dài cố định. n Không linh hoạt về băng thông. n Chuyển mạch dựa trên vị trí khe thời gian trong khung PCM. n Không có phát hiện lỗi. n Thích hợp với thoại, video và dữ liệu tốc độ thấp. 83
Tổng quan về viễn thông Chương 2: Mạng viễn thông n Các phương thức chuyển giao thông tin qua mạng n Chuyển giao kiểu gói (packet mode): thông tin được chia thành các gói (độ dài có thể khác nhau) và gói được gán nhãn để truyền tải qua mạng. n Nhãn là tiêu đề, có thể gồm cả đuôi gán thêm vào cuối gói (như đuôi gán ở các lớp 2-3 trong mô hình OSI). n Nhãn được dùng cho việc chuyển mạch và phát hiện lỗi n Mạng phải có trách nhiệm chuyển giao gói đến đúng đích và theo đúng thứ tự, đảm bảo thời gian trễ cho phép. n Ngoài ra còn có phương thức chuyển giao: n Kiểu khung (Frame – như trong mạng FR) n Kiểu tế bào (Cell- như trong mạng ATM) 84
Tổng quan về viễn thông Nội dung học phần n Lý thuyết: n Chương 1: Giới thiệu chung n Chương 2: Mạng viễn thông n Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Bài tập (chia nhóm) n Tìm hiểu về kỹ thuật viễn thông, dịch vụ/mạng cung cấp dịch vụ hiện tại của Việt Nam. n Kiểm tra: 2 85
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n "Dịch vụ viễn thông" là dịch vụ truyền ký hiệu, tín hiệu, số liệu, chữ viết, âm thanh, hình ảnh hoặc các dạng khác của thông tin giữa các điểm kết cuối thông qua mạng viễn thông. 86
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Các quan điểm phân loại dịch vụ viễn thông n Chất lượng dịch vụ và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ n Các loại hình dịch vụ 87
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Các quan điểm phân loại dịch vụ viễn thông: n Phân loại theo loại tin tức n Phân loại theo mạng n Phân loại theo tính chất dịch vụ n Phân loại theo loại tin tức: n Dịch vụ thoại: dịch để truyền thông tin thoại qua mạng. n DV điện thoại cố định n DV điện thoại di động n Dịch vụ dữ liệu: Fax, telex n Dịch vụ hình ảnh: Ảnh tĩnh, ảnh động n Dịch vụ đa phương tiện 88
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Phân loại theo mạng: n PSTN: điện thoại cố định n ISDN: mạng đa dịch vụ n GSM: mạng điện thoại di động n CDMA: mạng điện thoại di động n Satellite n Internet n NGN, IMS, Ubiquitous n Phân loại theo tính chất dịch vụ: n online/offline n cố định/di động n đơn phương tiện/đa phương tiện n 89
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Ngoài ra, có thể phân loại theo người sử dụng dịch vụ và theo nhà cung cấp dịch vụ: n Theo người sử dụng: n Dịch vụ cơ bản: truyền tức thời thông tin qua mạng VT, không làm thay đổi loại hình hoặc nội dung thông tin. n Dịch vụ Internet: truy nhập Internet, kết nối Internet và ứng dụng Internet. n Dịch vụ giá trị gia tăng: làm tăng thêm giá trị thông tin của người sử dụng dịch vụ bằng cách hoàn thiện loại hình, nội dung thông tin hoặc cung cấp khả năng lưu trữ, khôi phục thông tin đó trên cơ sở sử dụng mạng VT. n Các dịch vụ trên nền mạng thế hệ sau (NGN): là mạng có hạ tầng thông tin duy nhất dựa trên công nghệ gói để có thể triển khai nhanh chóng các loại hình dịch vụ dựa trên sự hội tụ giữa thoại và số liệu, giữa cố định và di động 90
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Theo nhà cung cấp dịch vụ n Điểm cung cấp : n Dịch vụ tại nhà thuê bao: được cung cấp đến địa chỉ đăng ký, trên cơ sở các thiết bị đầu cuối được lắp đặt tại nhà thuê bao và được đấu nối với mạng PSTN thông qua hợp đồng cung cấp và sử dụng dịch vụ được ký giữa chủ thuê bao với đơn vị cung cấp dịch vụ. n Dịch vụ tại điểm công cộng: được cung cấp cho người sử dụng dịch vụ trên cơ sở các thiết bị đầu cuối do đơn vị cung cấp dịch vụ lắp đặt tại các điểm công cộng. Dịch vụ tại điểm công cộng bao gồm: n Dịch vụ có người phục vụ n Dịch vụ không có người phục vụ. 91
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Theo nhà cung cấp dịch vụ n Theo phương thức khai thác dịch vụ: n Dịch vụ quay số trực tiếp: việc liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối hoặc giữa thiết bị đầu cuối với thiết bị truy nhập mạng dịch vụ qua mạng PSTN được thực hiện bằng phương thức tự động quay (bấm) số trực tiếp. n Dịch vụ qua điện thoại viên: việc liên lạc giữa các thiết bị đầu cuối hoặc giữa thiết bị đầu cuối với thiết bị truy nhập mạng dịch vụ qua mạng PSTN được thực hiện bằng phương thức bán tự động thông qua sự trợ giúp của điện thoại viên hoặc thiết bị hướng dẫn kết nối cuộc gọi. 92
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Theo phạm vi cung cấp dịch vụ: n Dịch vụ nội hạt: liên lạc được thiết lập thông qua mạng PSTN giữa các thiết bị đầu cuối hoặc giữa thiết bị đầu cuối với thiết bị truy nhập mạng dịch vụ trong cùng một phạm vi (vùng cước) nội hạt; n Dịch vụ đường dài trong nước: liên lạc được thiết lập thông qua mạng PSTN giữa các thiết bị đầu cuối hoặc giữa thiết bị đầu cuối với thiết bị truy nhập mạng dịch vụ nằm ở các phạm vi (vùng cước) nội hạt khác nhau. n Dịch vụ quốc tế: liên lạc được thiết lập thông qua mạng PSTN giữa các thiết bị đầu cuối/ giữa thiết bị đầu cuối với thiết bị truy nhập mạng dịch vụ, trong đó có ít nhất một thiết bị đầu cuối hoặc thiết bị truy nhập mạng dịch vụ được lắp đặt hoặc đăng ký sử dụng ở nước ngoài. 93
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Theo phương thức thanh toán: n Dịch vụ trả tiền trước: người sử dụng thanh toán cước cho đơn vị cung cấp dịch vụ trước khi sử dụng dịch vụ, dưới hình thức mua thẻ trả trước (prepaid calling card) và cước dịch vụ sẽ được trừ dần trên thẻ/ trừ vào tài khoản trả trước cho đến hết phụ thuộc vào phạm vi và thời gian liên lạc. Các dịch vụ trả tiền trước điển hình hiện có ở Việt Nam: n điện thoại di động dùng thẻ trả trước Vinacard, Mobicard, n điện thoại dùng thẻ Cardphone n điện thoại dùng thẻ 1719 n Dịch vụ trả tiền sau: người sử dụng thanh toán cước cho đơn vị cung cấp dịch vụ sau khi sử dụng dịch vụ trên cơ sở thông báo hoặc hoá đơn thanh toán cước của đơn vị cung cấp dịch vụ. n Thuê bao điện thoại cố định/di động trả sau n Truyền hình cáp 94
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Chất lượng dịch vụ viễn thông và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ n Khái niệm chất lượng dịch vụ n Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ n Các tham số đánh giá chất lượng dịch vụ 96
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Chất lượng dịch vụ (Quality of Service-QoS): n QoS: khả năng của mạng để đảm bảo và duy trì các mức thực hiện nhất định cho mỗi ứng dụng dịch vụ theo như yêu cầu mà người sử dụng đã chỉ ra n QoS: đặc tính có thể điều khiển và hoàn toàn xác định (well defined) đối với các tham số có khả năng định lượng Ø Khuyến nghị E800 của ITU-T QoS : “Chất lượng dịch vụ là kết quả tổng hợp của các chỉ tiêu dịch vụ, thể hiện ở mức độ hài lòng của khách hàng sử dụng dịch vụ đó”. Ø QoS cho phép khách hàng được sử dụng dịch vụ có chất lượng tốt hơn. Ø Khuyến nghị E800 của ITU-T NP : Hiệu năng mạng là năng lực của mạng (hoặc một phần của mạng) cung cấp các chức năng liên quan tới truyền thông tin giữa những người sử dụng 97
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông Đầu cuối Đầu cuối Mạng A nhận gửi Mạng B 1 N QoS QoS node 1 node N QoS mạng A QoS mạng B QoS end-to-end Mô hình tham khảo cho chất lượng dịch vụ end-to-end 98
Mối quan hệ giữa chấtTổng lượng quan về dịch viễn thông vụ và chất lượng mạng 99
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ VT: n QoS phụ thuộc vào chất lượng về: hỗ trợ dịch vụ, khai thác dịch vụ, thực hiện dịch vụ và an toàn. n Những tham số QoS: những thông số tương đối theo đánh giá của khách hàng. Để đánh giá được bằng con số cụ thể, cần xét các tham số có thể đo đạc được. n Theo quan điểm của nhà cung cấp dịch vụ, khái niệm NP là một chuỗi tham số mạng có thể được xác định, đo được và được điều chỉnh để đạt được mức độ hài lòng của người sử dụng dịch vụ. n Nhà cung cấp phải có nhiệm vụ tổ hợp các tham số chất lượng mạng khác nhau thành một bộ chỉ tiêu để: đảm bảo các nhu cầu lợi ích kinh tế của mình đồng thời phải thoả mãn một cách tốt nhất cho những yêu cầu của người sử dụng dịch vụ. 100
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Các tham số hiệu năng mạng (NP) dùng để đánh giá chất lượng dịch vụ viễn thông n Độ khả dụng :Availability n Băng thông :Bandwidth n Tiếng vọng :Echo n Trễ: delay or latency n Biến động trễ, gồm jitter và wander n Tổn thất (mất) gói hay tỉ lệ lỗi bit :loss / BER n Độ bảo mật: Security 101
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông Tham số hiệu năng mạng Các giá trị ví dụ Băng thông (nhỏ nhất) 64 kb/s, 1.5 Mb/s, 45 Mb/s Trễ (lớn nhất) 50 ms trễ vòng, 150 ms trễ vòng Jitter (biến động trễ) 10% của trễ lớn nhất, 5 ms biến động Mất thông tin (ảnh hưởng của 1 trong 1000 gói chưa chuyển giao lỗi) Tính sẵn sàng (khả dụng/tin cậy) 99.99% Bảo mật Mã hoá và nhận thực trên tất cả các luồng lưu lượng 102
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Độ khả dụng: tỉ lệ thời gian mạng hoạt động. Giới hạn thông thường cho mạng thoại là 99,999% hoặc là khoảng 5,25 phút không hoạt động trong 1 năm. Độ khả dụng đạt được thông qua sự kết hợp của độ tin cậy thiết bị với khả năng sống của mạng. 103
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Băng thông: tốc độ truyền thông tin (tính bằng Kb/giây, Mb/giây ) Băng thông càng lớn: chất lượng dịch vụ càng được cải thiện. Tùy theo dvụ yêu cầu băng thông sẽ khác nhau: độ ổn định, độ lớn n Dịch vụ thoại n Dịch vụ số liệu n Dịch vụ đa phương tiện. n Tiếng vọng: 104
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Trễ: thời gian truyền trung bình của dịch vụ từ điểm vào đến điểm ra khỏi mạng. Có nhiều dịch vụ - đặc biệt là các dịch vụ thời gian thực như truyền thông thoại- bị ảnh hưởng rất lớn bởi trễ quá lớn và không cần thiết. Truyền thông tương tác sẽ trở thành khó khăn khi trễ vượt quá 100-150 ms vì khi trễ vượt quá 200 ms, người sử dụng sẽ thấy sự ngắt quãng và đánh giá chất lượng thoại ở mức thấp. Thành phần gây trễ: Trễ lan truyền, xử lý, hàng đợi Trễ Trễ truyền lan Trễ truyền lan Trễ mở/đóng đóng/mở gói (P1) Trễ truyền lan (P3) Trễ truyền lan gói (P2) (P4) Trễ xử lý và hàng đợi Trễ xử lý và hàng (Q1) Trễ xử lý và hàng đợi (Q3) đợi (Q2) 105
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Biến động trễ: (trong mạng gói) là sự khác biệt về trễ của các gói khác nhau cùng trong một dòng lưu lượng Biến động trễ có tần số cao được gọi là jitter trong khi biến động trễ có tần số thấp được gọi là wander. n Tổn thất: hoặc là bit hoặc là gói, có ảnh hưởng tới các dịch vụ, đặc biệt là dịch vụ thời gian thực như thoại hoặc dịch vụ truyền hình ảnh động. n Trong khi truyền thoại: việc mất nhiều bit hoặc gói của dòng tin có thể tạo ra hiện tượng nhảy (pop) thoại gây khó chịu cho người sử dụng. n Trong truyền dữ liệu: việc mất một bit hay nhiều gói có thể tạo gây hiện tượng không đều trên màn hình nhất thời song hình ảnh (video) sẽ nhanh chóng được xử lý như trước. n Nếu mất gói xảy ra theo dây chuyền, thì chất lượng của toàn bộ việc truyền dẫn sẽ xuống cấp. 106
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Độ bảo mật (security): liên quan tới tính riêng tư, sự tin cậy và xác nhận khách và chủ. Các vấn đề liên quan đến bảo mật thường được gắn với một vài hình thức của phương pháp mật mã (mã hóa và giải mã) của cả phía mạng và thiết bị đầu cuối phía người sử dụng. Có thể thực hiện một phần bảo mật qua firewall, xác nhận ID và password, nhận thực 107
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Các loại hình dịch vụ n Dịch vụ thoại n Dịch vụ số liệu n Dịch vụ đa phương tiện 108
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Dịch vụ thoại: cung cấp khả năng truyền đưa thông tin dưới dạng tiếng nói hoặc tiếng nói cùng hình ảnh (như trường hợp điện thoại thấy hình – videophone) từ một thuê bao tới một hoặc nhóm thuê bao. n Dịch vụ thoại cơ bản nhất là dịch vụ điện thoại cố định do mạng PSTN cung cấp. Dịch vụ này cấp cho khách hàng đường truyền tới tận nhà riêng, kết nối tới tổng đài điện thoại cố định, cho phép khách hàng thực hiện được cuộc gọi thoại đi tới các khách hàng khác. n Ngoài dịch vụ điện thoại truyền thống, còn có nhiều dịch vụ thoại khác như dịch vụ điện thoại dùng thẻ (cardphone), điện thoại di động tốc độ thấp (điện thoại di động nội vùng - cityphone), điện thoại đi động, điện thoại vệ tinh và hàng hải v.v. 109
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Dịch vụ thoại 110
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Dịch vụ truyền số liệu: truyền tải thông tin dưới dạng số liệu trong mạng viễn thông. Dịch vụ truyền số liệu thích hợp với các kho thông tin dữ liệu lớn như ngân hàng, thư viện, thống kê, điều khiển từ xa qua thiết bị đầu cuối Hiện nay ở Việt Nam, Cty VDC được coi nhà c2 dvụ truyền số liệu lớn nhất với các dịch vụ như: truyền số liệu X25, Frame relay , truyền số liệu trên VPN n Dịch vụ đa phương tiện: n Cung cấp cho khách hàng khả năng truyền tải thông tin với độ rộng băng tần lớn lên tới vài chục Mbit/s. n Cung cấp đồng thời nhiều loại thông tin khác nhau tới khách hàng: âm thanh, hình ảnh, dữ liệu 111
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Ví dụ về dịch vụ truyền hình hội nghị: 112
Tổng quan về viễn thông Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Xu hướng phát triển dịch vụ viễn thông: n Băng rộng n Ảnh động, đa phương tiện n Truyền hình chất lượng cao HDTV số lượng, kiểu loại và chất lượng dịch vụ tăng nhanh và đa dạng Sự tăng trưởng và đa dạng này còn tùy thuộc vào nhu cầu của các đối tượng khách hàng khác nhau: Dịch vụ, tư nhân, công ty, nhóm và các tổ chức 113
Tổng quan về viễn thông Các dịch vụ phục vụ kinh Các dịch vụ phục vụ thông thường phục vụ doanh các hộ thuê bao üDịch vụ Cáctruyền loạihình ảnh dịch tốc độ vụ cao üDịch vụ phân bố tín hiệu video ü Tự động thiết kế üDịch vụ quảng bá TV/HDTV (CAD/CAM/CAE) üTư vấn, chiếu chụp y khoa üDịch vụ quảng bá giáo dục từ xa üChế bản, xử lý ảnh üCác dịch vụ video trả tiền theo lần xem üTrao đổi các hình ảnh đố hoạ có độ üDịch vụ video theo yêu cầu phân giải cao üDịch vụ quảng cáo, chào hàng qua video üMua hàng từ xa üChế bản, xử lý ảnh üĐa phương tiện tương tác üTrao đổi các hình ảnh đố hoạ có độ üThư điện tử đa phương tiện phân giải cao üCác dịch vụ 700, 800, 900 đa phương tiện üGiáo dục tương tác từ xa üDịch vụ Internet có hỗ trợ đa phương tiện üCác trò chơi điện tử tương tác üĐiện thoại đa phương tiện và thực tại ảo 114
Tổng quan về viễn thông Nội dung học phần n Lý thuyết (40 tiết) n Chương 1: Giới thiệu chung n Chương 2: Mạng viễn thông n Chương 3: Dịch vụ viễn thông n Chương 4: Kĩ thuật viễn thông n Bài tập (chia nhóm) n Tìm hiểu về kĩ thuật viễn thông, dịch vụ/mạng cung cấp dịch vụ hiện tại của Việt Nam. n Kiểm tra: 2 tiết 115
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Truyền dẫn (Transmission) n Chuyển mạch (Switching) n Đánh địa chỉ (Addressing) n Báo hiệu (Signalling) n Đồng bộ (Synchronizing) 116
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Truyền dẫn n (Kĩ thuật mã hóa, điều chế, giải điều chế) n Các khái niệm cơ bản: n Độ rộng băng tần (bandwidth-còn gọi là băng thông) n Môi trường truyền dẫn n Vật mang (carrier) n Điều chế và truyền dẫn băng tần gốc n Hai dây, bốn dây, lai ghép n Đơn công, bán song công, song công hoàn toàn n Tái tạo n Khuếch đại n Mã đường truyền n Ghép kênh 117
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Độ rộng băng tần (bandwidth-còn gọi là băng thông): độ rộng tần số có thể sử dụng cho một kết nối. n Đối với điện thoại, các khuyến nghị của ITU-T cho rằng các kết nối có thể xử lý tần số trong khoảng 300 đến 3400 Hz, nghĩa là độ rộng băng là 3,1kHz. Thông thường, tai người có thể nhận biết âm thanh có tần số trong khoảng 15 đến (xấp xỉ) 15000Hz, nhưng các phép đo chỉ ra rằng khoảng tần số 300-3400Hz là hoàn toàn đủ để tiếng nói được nhận biết rõ ràng, và chúng ta có thể nhận ra được tiếng nói của người nói. 118
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Môi trường truyền dẫn n Ba môi trường quan trọng nhất hay được sử dụng trong truyền dẫn là: n cáp đồng n cáp quang n vô tuyến. n Về nguyên tắc, tất cả các môi trường truyền dẫn được sử dụng cho thông tin điểm-điểm, nhưng chỉ công nghệ vô tuyến có thể truyền thông với các đầu cuối di động. 119
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Vật mang (carrier) n Về bản chất, vật mang là tương tự, mang một vài loại sóng nào đó: sóng ánh sáng hay sóng điện từ. Theo nghĩa vật lý: ánh sáng cũng là những sóng điện từ, nhưng nhờ có đặc tính đặc biệt của ánh sáng mà ta nhìn nhận cáp quang như là vật mang tín hiệu của chính nó. Nói cách khác, thông tin được truyền tải là số trong hầu hết các trường hợp, ít nhất là tín hiệu từ các bộ mã hóa thoại, video và máy vi tính. Hệ thống GSM thể hiện sự kết hợp của thông tin số trên vật mang tương tự (sóng vô tuyến), cho đến nay các bộ mã hóa thoại đã được đặt trong điện thoại di động (trong mạng điện thoại cố định, các bộ mã hóa thoại luôn luôn được đặt trong tổng đài nội hạt hay các nút truy nhập). 120
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Điều chế và truyền dẫn băng tần gốc n Bằng cách cho phép thông tin cần truyền được điều khiển vật mang theo cách nào đó, chẳng hạn bằng cách bật và tắt sóng ánh sáng, thông tin có thể được nhận ở tổng đài hay thiết bị đầu cuối. Cách điều khiển vật mang này được gọi là điều chế. 121
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Hai dây, bốn dây, lai ghép n Truyền dẫn tương tự trong mạng truy nhập có một ưu điểm là: hai hướng thoại cùng truyền trên cùng đôi dây cáp. Kỹ thuật này được gọi là truyền dẫn 2 dây, nó có ưu điểm là giảm giá thành mạng, nhưng lại yêu cầu sử dụng các bộ lai ghép tại giao diện giữa mạng truy nhập và mạng trung kế và trong máy điện thoại. Đối với truyền dẫn 4 dây, tín hiệu thoại được truyền riêng biệt trên mỗi hướng. Bộ lai ghép (điểm chuyển đổi giữa phần 4 dây và 2 dây) có thể gây ra các vấn đề liên quan đến chất lượng nhất định (tiếng vọng). 122
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Hai dây, bốn dây, lai ghép 123
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Đơn công, bán song công và song công hoàn toàn 124
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Khuếch đại: Do hiện tượng suy hao, cần có thiết bị đặc biệt đặt ở giữa các nút khi khoảng cách truyền dẫn vượt quá một giá trị nhất định (còn phụ thuộc cả vào môi trường truyền dẫn). Thiết bị được đặt tại những điểm đó được gọi là các bộ lặp trung gian. Các bộ lặp có thể được sử dụng thuần túy cho mục đích khuếch đại (khi mà sóng mang tương tự trở nên quá yếu) hoặc để kết hợp khuếch đại và tái tạo, khi những tín hiệu băng tần gốc số đã suy giảm. 125
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Tái tạo có nghĩa là những tín hiệu thông tin bị méo được đọc và diễn dịch, được tạo lại và khuếch đại tới hình dạng ban đầu trước khi chúng được truyền đi. Việc tái tạo giúp loại bỏ toàn bộ tạp âm và nhiễu khác ảnh hưởng lên tín hiệu. Việc tái tạo không áp dụng được đối với truyền dẫn tương tự khi mà nhiễu cũng được khuếch đại cùng tín hiệu. 126
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Mã đường truyền: Để tái tạo những tín hiệu số thì các bộ tái tạo phải nhận được thông tin định thời sao cho những tín hiệu đến có thể được đọc tại các khoảng thời gian chính xác. Bởi vậy mà các mã đường truyền đặc biệt được sử dụng để ngăn cản các chuỗi bít “0” (không có tín hiệu định thời). n Ghép kênh: Thực hiện và duy trì các đường truyền dẫn trong mạng viễn thông là một công việc tốn kém đối với các nhà khai thác mạng. Chi phí có thể giảm nếu truyền nhiều cuộc gọi trên cùng một kết nối vật lý (chẳng hạn như các đôi dây). Kỹ thuật như thế này được sử dụng trong cả mạng tương tự và số cho hệ thống đa kênh được gọi là ghép kênh. 127
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Truyền dẫn 128
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Các môi trường truyền dẫn n Cáp đồng, sử dụng 2 kiểu chính: cáp đôi và cáp đồng trục. n Cáp quang, sử dụng trong cáp sợi quang. n Sóng vô tuyến, sử dụng trong các hệ thống thông tin mặt đất điểm-tới-điểm hoặc các hệ thống phủ sóng khu vực (như điện thoại di dộng) hoặc cho thông tin phủ sóng khu vực thông qua vệ tinh. 129
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kĩ thuật viễn thông n Các môi trường truyền dẫn n Cáp đồng trục n Cáp quang n Vô tuyến 130
Tổng quan về viễn thông THÔNGTHÔNG TINTIN QUANGQUANG n Ứng dụng n Triển khai trong các mạng đường dài (liên tỉnh, quốc tế) của PSTN, GSM, Internet, NGN n Triển khai trong các mạng nội hạt n Triển khai trong phần truy nhập (FTTx) n Các loại cáp sợi quang n Ưu nhược điểm n Cấu tạo, tính chất và các thông số sợi quang n Hệ thống thông tin quang n Hệ thống và ưu điểm n Máy phát và máy thu tín hiệu quang 131
Tổng quan về viễn thông Ứng dụng cáp quang 132
Tổng quan về viễn thông THÔNGTHÔNG TINTIN QUANGQUANG Th«ng tin ®iÖn qua ®êng d©y kim lo¹i (Âm thanh) (Tín hiệu điện) (Tín hiệu điện) (Âm thanh) Th«ng tin quang qua sîi quang (Âm thanh Tín hiệu điện) (Tín hiệu điện Âm thanh ) Sợi quang Tín hiệu điện Tín hiệu quang Dây kim loại Dây kim loại Tín hiệu quang Tín hiệu điện 133
Tổng quan về viễn thông THÔNGTHÔNG TINTIN QUANGQUANG n Thông tin quang là một hệ thống truyền tin qua sợi quang n Thông tin tín hiệu điện ánh sáng === sợi quang=== ánh sáng tín hiệu điện thông tin 134
Tổng quan về viễn thông ¦u ®iÓm cña th«ng tin quang Kho¶ng lÆp cña hÖ thèng kim lo¹i • ¦u thÕ vÒ suy hao vµ kho¶ng lÆp Kho¶ng lÆp cña hÖ thèng quang • ¦u thÕ vÒ träng lîng vµ ®é réng b¨ng 135
Tổng quan về viễn thông Cấu tạo sợi quang Lõi Vỏ Lớp vỏ bọc sơ Sợi quang đơn mốt cấp (Singlemode Optical Fiber) 136
Tổng quan về viễn thông Sợi quangSợi quang TruyÒn ¸nh s¸ng qua sîi quang Luật Snell (khúc xạ ánh sáng) n1sin(θ1) = n2sin(θ2) Hiện tượng phản xạ toàn phần 138
Tổng quan về viễn thông Sợi quangSợi quang C¸c lo¹i sîi quang c¬ b¶n vµ ¶nh hëng cña t¸n s¾c tíi tõng lo¹i. 139
Tổng quan về viễn thông Đơn kênh và đa kênh n Ưu điểm của sợi quang là có băng thông (bandwidth) lớn nên thích hợp với những hệ thống đa kênh. n Sợi quang có thể truyền dẫn với tốc độ hàng Terabit/s (~1012bit/s) n Đơn kênh: 1 sợi (đơn mode) – 1 bước sóng n Đa kênh: 1 sợi (đơn mode) - nhiều bước sóng 140
Tổng quan về viễn thông HỆHỆ THỐNGTHỐNG THÔNGTHÔNG TINTIN QUANGQUANG S¬ ®å ®¬n gi¶n hÖ thèng quang 141
Tổng quan về viễn thông Thông tin vô tuyến n Thông tin vô tuyến n Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến n Hệ thống truyền dẫn vi ba số n Hệ thống thông tin di động n Hệ thống thông tin vệ tinh 142
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kĩ thuật viễn thông §§CácCác phươngphương pháppháp đađa truytruy nhậpnhập vôvô tuyếntuyến §Đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA: Frequency Division Multiple Access). § Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA: Time Division Multiple Access). § Đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA: Code Division Multiple Access). § Đa truy nhập phân chia theo không gian (SDMA: Space Division Access). 143
Tổng quan về viễn thông Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến Các hệ thống đa truy nhập 144
Tổng quan về viễn thông Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến Đa truy nhập phân chia theo tần số 145
Tổng quan về viễn thông Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến Đa truy nhập phân chia theo thời gian 146
Tổng quan về viễn thông Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến Đa truy nhập phân chia theo mã 147
Tổng quan về viễn thông TRUYỀNTRUYỀN DẪNDẪN VIVI BABA SỐSỐ • Một số đặc điểm • Hiện tượng pha đinh - Pha đinh phẳng - Pha đinh lựa chọn tần số • Nhiễu và phân bố tần số để chống nhiễu • Phân tập 148
Tổng quan về viễn thông THÔNGTHÔNG TINTIN DIDI ĐỘNGĐỘNG Cấu hình hệ thống GSM OMC AuC EIR Abis BTS BTS G ISDN M BTS BTS MSC PSTN BSC S C PLMN BTS PDN BTS VLR Um HLR BSS MS SSS 150
Tổng quan về viễn thông THÔNGTHÔNG TINTIN VỆVỆ TINHTINH 151
Tổng quan về viễn thông CÊu h×nh c¬ b¶n hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh M¸y thu M¸y ph¸t 4 GHz 6 GHz 6 GHz 4 GHz Tr¹m mÆt ®Êt 1 Tr¹m mÆt ®Êt 2 152
Tổng quan về viễn thông CÊu h×nh c¬ b¶n hÖ thèng th«ng tin vÖ tinh 153
Tổng quan về viễn thông Kỹ thuật ghép kênh n Ghép kênh là quá trình kết hợp nhiều tín hiệu để truyền dẫn đồng thời trên cùng một đường truyền dẫn. 154
Tổng quan về viễn thông Kỹ thuật ghép kênh n Có nhiều phương pháp ghép kênh song thường hay nhắc tới nhất đó là ghép kênh theo tần số và ghép kênh theo thời gian. 155
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Kỹ thuật ghép kênh n Ghép kênh theo thời gian. 156
Tổng quan về viễn thông Nguyªn lý ghÐp kªnh TDM P0 P1 P 2 TS: Khe thêi gian Pi: TÝn hiÖu ®IÒu khiÓn P3 TS0 TS0 TS0 K1 K1 P0 TS0 P TS0 0 TS TS0 K2 K2 P1 TS0 - - - - - - P TS0 1 TS0 K3 §êng th«ng tin tèc ®é cao K3 P2 P TS0 TS0 2 K4 TS0 K4 P3 P3 Bé ®iÒu Bé ®iÒu khiÓn Th«ng tin ®ång bé khiÓn 157
Tổng quan về viễn thông CẤU TRÚC KHUNG VÀ ĐA KHUNG PCM-30 Đa khung 16 khung 158
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Chuyển mạch n Khái niệm: Để thiết lập một tuyến nối theo yêu cầu từ một thiết bị này tới một thiết bị khác thì mạng phải có thiết bị chuyển mạch để lựa chọn một tuyến nối phù hợp. n ITU- T định nghĩa chuyển mạch như sau: “Chuyển mạch là sự thiết lập của một kết nối cụ thể từ một lối vào đến một lối ra mong muốn trong một tập hợp các lối vào và ra cho đến khi nào đạt được yêu cầu truyền tải thông tin” 159
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Chuyển mạch n Trong mạng điện thoại, các hệ thống chuyển mạch này được gọi là các tổng đài. Thuê bao sẽ nhận được cuộc nối theo yêu cầu nhờ vào các thông tin báo hiệu truyền qua đường dây thuê bao. Thông tin báo hiệu này rất cần thiết cho việc truyền các thông tin điều khiển của một cuộc gọi hay truyền trên các mạch kết nối các tổng đài với nhau. 160
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Chuyển mạch- Phân loại : Trong thực tế hiện nay, có rất nhiều kỹ thuật chuyển mạch đang được áp dụng. Trong đó, phổ biến nhất là kỹ thuật chuyển mạch kênh và kỹ thuật chuyển mạch gói. 161
Tổng quan về viễn thông Chuyển mạch kênh 162
Tổng quan về viễn thông n Chuyển mạch kênh 163
Tổng quan về viễn thông Chuyển mạch kênh tín hiệu số n Chuyển mạch kênh tín hiệu số là quá trình kết nối, trao đổi thông tin các khe thời gian. n Có hai cơ chế thực hiện quá trình chuyển mạch kênh tín hiệu số Chuyển mạch thời gian (Time switching) Chuyển mạch kênh (circuit switching) Chuyển mạch không gian (Space switching) 165
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Chuyển mạch gói: Nguyên lý của chuyển mạch gói là dựa trên khả năng của các máy tính tốc độ cao và các quy tắc để tác động vào bản tin cần truyền sao cho có thể chia cắt các cuộc gọi, các bản tin hoặc các giao dịch (Transaction) thành các thành phần nhỏ gọi là “Gói” tin. Segment#1 Segment#2 Segment#n Bản tin Transaction / Message có độ dài L Segment Đầu Trường tin Trường tin có độ dài tới M bit CRC (M>=N) Tạo khung bắt Tạo khung kết thúc đầu Gói Tiêu đề Tải tin (Tới Nbit) CRC 169
Tổng quan về viễn thông Chuyển mạch gói n Nguyên lý chuyển mạch gói (Packet switching) n Các công nghệ chuyển mạch gói 170
Tổng quan về viễn thông Chuyển mạch gói n Cơ chế chuyển mạch gói: n Tại trạm phát, thông tin của người dùng được chia thành nhiều gói nhỏ (có thể có độ dài khác nhau), mỗi gói được gán một nhãn (tiêu đề) để có thể định tuyến gói tin đến đích. Mỗi gói tin có thể được định tuyến độc lập. n Khi gói tin đến một trạm bất kỳ trên đường truyền dẫn, gói tin được trạm lưu tạm và xử lý: tách tiêu đề, kiểm tra lỗi n Tại trạm đích: thực hiện quá trình kết hợp các gói tin nhận được theo thứ tự được quy định trong phần tiêu đề của mỗi gói tin thành thông tin người dùng như ở phía phát 171
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Truyền dẫn (Transmission) n Chuyển mạch (Switching) n Báo hiệu (Signalling) n Đồng bộ (Synchronizing) 172
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Báo hiệu n Ý nghĩa của vấn đề báo hiệu: Trong mạng viễn thông báo hiệu được coi là một phương tiện để chuyển thông tin và các lệnh từ điểm này đến điểm khác, các thông tin và các lệnh này có liên quan đến thiết lập, điều khiển kết nối (cho hội thoại, truyền dữ liệu ) hoặc để quản lý mạng. n Báo hiệu thực hiện 3 chức năng chính: n Chức năng giám sát: giám sát đường thuê bao, đường trung kế n Chức năng tìm chọn: chức năng điều khiển và chuyển thông tin địa chỉ n Chức năng khai thác và vận hành mạng: phục vụ cho việc khai thác mạng một cách tối ưu nhất. 173
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Báo hiệu : Phân loại n Thông thường báo hiệu được chia làm 2 loại tùy thuộc vào phương thức xử lý tín hiệu báo hiệu và ứng dụng của nó là n báo hiệu cho mạng chuyển mạch kênh n báo hiệu cho mạng chuyển mạch gói. 174
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Báo hiệu : Phân loại n Trong mạng chuyển mạch gói báo hiệu được thực hiện thông qua các giao thức báo hiệu. n Có thể xem có hai loại báo hiệu trong mạng chuyển mạch gói hay chính xác hơn có hai loại nhóm giao thức báo hiệu trọng mạng chuyển mạch gói: n Các giao thức báo hiệu lớp ứng dụng: thực hiện các chức năng cơ bản của một cuộc gọi: thiết lập, duy trì và giải phóng phiên truyền thông. n Các giao thức báo hiệu lớp lõi: thực hiện chức năng điều khiển, quản lý các phần tử trên mạng. 175
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Báo hiệu : n Báo hiệu cho mạng chuyển mạch kênh BÁO HIỆU (mạng chuyển kênh) Báo hiệu đường dây Báo hiệu liên đài thuê bao Báo hiệu kênh riêng Báo hiệu kênh (CAS) chung (CCS) 176
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Truyền dẫn (Transmission) n Chuyển mạch (Switching) n Đánh địa chỉ (Addressing) n Báo hiệu (Signalling) n Đồng bộ (Synchronizing) 177
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Đồng bộ n Khái niệm và ý nghĩa n Đồng bộ có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định và chất lượng dịch vụ của mạng thông tin. Việc mất đồng bộ hay kém đồng bộ gây nên rung pha, trôi pha, trượt làm suy giảm chất lượng dịch vụ. n Để các thiết bị trong cùng mạng lưới hoạt động đồng bộ với nhau và cùng theo một thời gian chuẩn, đòi hỏi tín hiệu đồng bộ phải có độ tin cậy cao và phương pháp thực hiện 178 đồng bộ tối ưu.
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Đồng bộ n Các phương pháp đồng bộ mạng n Phương pháp cận đồng bộ n Phương pháp đồng bộ chủ tớ n Phương pháp đồng bộ tương hỗ n Phương pháp đồng bộ kết hợp n Phương pháp đồng bộ ngoài 179
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Phương pháp cận đồng bộ: M M M: Đồng hồ chủ (Master Clock) G: Chuyển mạch quốc tế (Gateway) G G Phương pháp cận đồng bộ 180
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Phương pháp đồng bộ chủ tớ Đồng hồ tớ Đồng hồ chủ Tín hiệu đồng bộ Phương pháp đồng bộ chủ - tớ 181
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Phương pháp đồng bộ tương hỗ PRC Nút mạng Đồng bộ tương hỗ có nguồn chủ 182
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Phương pháp đồng bộ kết hợp: PRC Vùng 1 Cấp 1 Cấp 2 Cấp 3 Cấp 2 Cấp 1 Vùng 2 PRC 183 Đồng bộ kết hợp
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông Đồng hồ n Phương pháp đồng bộ Cấp 1 chủ ngoài: thực chất phương pháp đồng bộ ngoài là sử dụng một số nguồn thời gian và tần số có sẵn như GPS Cấp 2 (Hệ thống định vị toàn cầu) hoặc tham chiếu theo đồng hồ chủ của Cấp 3 một quốc gia khác (gọi là “đồng hồ chủ giả”) Đồng bộ tương hỗ có một tham chiếu chủ và phân cấp 184
Tổng quan về viễn thông Chương 4: Kỹ thuật viễn thông n Đồng bộ Phương Nhược Phạm vi Ưu điểm Cấu hình Độ phức tạp pháp điểm ứng dụng Giá Cận đồng Độ ổn định thành Đơn giản Ít phức tạp Mạng quốc tế bộ tần số cao cao Giá -Mạng quốc Phù hợp với Đồng bộ thành Độ phức tạp gia Tin cậy cấu hình mạng chủ tớ trung trung bình -Mạng nội hình sao bình hạt Phù hợp với Đồng bộ Tin cậy, Giá Phức tạp cấu hình mạng Phức tạp Mạng nội hạt tương hỗ thành thấp lưới 185
Tổng quan về viễn thông Nội dung ôn tập n Nội dung: n Bài giảng trên lớp n Bài tập nhóm n Bài kiểm tra điều kiện n Tính điểm: 40% tổng điểm môn học 186