›
›

Bài giảng Hệ thống viễn thông (Telecommunication System) - Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống viễn thông

ppt 73 trang phuongnguyen 2770
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hệ thống viễn thông (Telecommunication System) - Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống viễn thông", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_he_thong_vien_thong_telecommunication_system_chuon.ppt

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống viễn thông (Telecommunication System) - Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống viễn thông

  1. HỆ THỐNG VIỄN THƠNG Telecommunication System ThS. HÀ VĂN KHA LY 1 5/23/2021
  2. Tự giới thiệu - Họ và tên - Quê quán, chổ ở hiện nay - Cơ quan cơng tác - Sở thích - Ước muốn sau khi tốt nghiệp 5/23/2021 2
  3. GIỚI THIỆU MƠN HỌC ✓ Số tín chỉ: 3 đvht ✓ Lý thuyết : 45 tiết ✓ Phương thức kiểm tra đánh giá Thi kết thúc Hình thức thi: Tự luận Khơng sử dụng tài liệu 5/23/2021 3
  4. YÊU CẦU LỚP HỌC 1. ĐI HỌC ĐÚNG GIỜ 2. VẮNG QUÁ 2 BUỔI CẤM THI 3. KHƠNG NGHE ĐIỆN THOẠI TRONG LỚP 4. ĐỨNG DẬY KHI PHÁT BIỂU 5/23/2021 4
  5. MỤC TIÊU Kiến thức: - Hiểu rõ được các khái niệm và kiến thức cơ bản trong viễn thơng. - Nắm bắt được các tiêu chuẩn về chất lượng viễn thơng, đặc tính của mơi trường truyền thơng và các phương pháp báo hiệu trong viễn thơng. - Biết được cấu trúc khối tổng quát, chức năng và nguyên lí hoạt động của hệ thống: thơng tin điện thoại cố định. - Biết được cấu trúc khối tổng quát, chức năng và nguyên lí hoạt động của hệ thống thơng tin di động. - Biết được cấu trúc khối tổng quát, chức năng và nguyên lí hoạt động của các hệ thống thơng tin viba-vệ tinh và thơng tin cáp quang. 5/23/2021 5
  6. MỤC TIÊU Kỹ năng: Biết phân tích quy trình thực hiện các cuộc gọi trong mạng viễn thơng Biết phán đốn nguyên nhân, phát hiện sự cố trên mạng điện thoại cố định và mạng điện thoại di động cũng như hệ thống truyền dẫn vơ tuyến và hữu tuyến. Biết phân tích, thiết kế một hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch. Biết thiết kế, quy hoạch và tối ưu mạng thơng tin di động. 5/23/2021 6
  7. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình Hệ thống viễn thơng, ĐH CN Tp. HCM. [2] Vũ Đình Thành, Hệ thống viễn thơng – NXB KHKT 1997. [3] Freeman R. L.: Fundamentals of Telecommunications. John Wiley & Sons, 1999. [4] Moore M. S.: Telecommunications: A Beginner’s Guide. McGraw-Hill, 2002. [5] Moray Rumney, LTE and the Evolution to 4G Wireless, Agilent technologies Publication, 2009. 5/23/2021 7
  8. MỞ ĐẦU 5/23/2021 8
  9. 5/23/2021 9
  10. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG VIỄN THƠNG 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng 3 QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thơng 4 Tổ chức mạng viễn thơng ở Việt Nam 5/23/2021 10
  11. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng Hình: nguồn gốc viễn thơng 5/23/2021 11
  12. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng Hình: Trống, một thiết bị truyền âm thanh đi xa 5/23/2021 12
  13. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng Hình: Truyền thơng giao tiếp bằng ngơn ngữ 5/23/2021 13
  14. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng Hình: nguồn gốc viễn thơng 5/23/2021 14
  15. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng 5/23/2021 15
  16. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng 5/23/2021 16
  17. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng 5/23/2021 17
  18. 1 Tổng quan hệ thống viễn thơng Copper Cable Coaxial Cable TEs TEs Optical Fibre Transmission Access Access Network Network Network & & Switching Switching Wireless Microwave TE: Terminal Equipment Satellite Hình: Tổng quan mạng viễn thơng 5/23/2021 18
  19. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng a) Khái niệm viễn thơng (Telecommunication) Trong cuộc sống, con người luơn cĩ nhu cầu trao đổi thơng tin với nhau, cĩ nghĩa là cĩ nhu cầu truyền tin (Communication) với nhau. 5/23/2021 19
  20. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng - Khái niệm viễn thơng (Telecommunication) Một số quan điểm cho rằng viễn thơng chỉ là một hệ thống thoại. Một số thuật ngữ khác gọi viễn thơng là sự truyền tín hiệu điện. Theo chuẩn hĩa IEEE định nghĩa viễn thơng là sự truyền dẫn tín hiệu đi xa. 5/23/2021 20
  21. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng Khái niệm viễn thơng (Telecommunication): Bao gồm những vấn đề liên quan đến việc truyền thơng tin giữa các đối tượng qua một khoảng cách, qua các phương tiện truyền thơng (hữu tuyến như đường dây kim loại, cáp quang hoặc vơ tuyến hoặc các hệ thống sĩng điện từ khác). 5/23/2021 21
  22. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng ◼ Hệ thống viễn thơng là hệ thống sử dụng đễ giao tiếp với con người với nhau qua nhiều hình thức như mạng điện thoại, hệ thống mạng internet ◼ Mạng viễn thơng là tập hợp các nút mạng (node) và các liên kết (link) để cung cấp các tuyến nối giữa hai hay nhiều điểm xác định đảm bảo cung cấp các dịch vụ viễn thơng.
  23. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng Một mạng lưới viễn thơng tổng thể bao gồm các mạng nội hạt kết nối với nhau tạo thành một hoặc nhiều mạng đường dài. 23
  24. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng - End-user - Node - Connectivity 5/23/2021 24
  25. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng ◼ Kết cuối người sử dụng là những người nhận các kết quả đầu ra mạng và thường kết nối với các nút. ◼ Nút là một điểm hay là đường giao nhau trong một hệ thống truyền dẫn. ◼ Đường liên kết liên kết end-user đến node. 25
  26. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng Subscriber Loop : mạch vịng thuê bao Trunk: đường trung kế Hình: Kết nối thuê bao tại tổng đài nội hạt và đường trung kế 26
  27. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng Hình: mạch vịng thuê bao đường dây điện thoại 1. Thiết lập cuộc gọi 2. Trao đổi thơng tin 3. Kết thúc giải tỏa cuộc gọi 27
  28. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng b) Đánh số điện thoại Tất cả các thuê bao trên thế giới được xác định bởi một số, gọi là số điện thoại. Ví dụ: 447-5678 Bốn số cuối cùng xác định các đường dây thuê bao, ba chữ số đầu tiên (tức là 447) xác định vùng tổng đài phục vụ Khi gọi đường dài, chúng ta sử dụng thêm các mã số vùng hoặc mã quốc gia 28
  29. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng b) Đánh số điện thoại Mỗi vùng địa lý được gắn với một mã vùng tương ứng và mã vùng này này được dùng để định tuyến cuộc gọi trong tổng đài. Ví dụ: TPHCM cĩ mã: 0 8 Hà Nội cĩ mã: 0 4 Bình Dương cĩ mã: 0 650 29
  30. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng Thuê bị bao gọi Thuê bao gọi Hình: cuộc gọi giữa hai thuê bao 30 30
  31. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng c) Định tuyến: xác định đường đi tối ưu cho lưu lượng thoại Hình: Định tuyến trực tiếp hoặc kết nối qua Tandem.
  32. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng d) Busy Hour (BH): giờ cao điểm bận là khi cường độ lưu lượng truy cập là lớn nhất nhất tại một thời điểm Hình Biểu đồ thể hiện giờ cao điểm
  33. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng e) Một số phương thứ truyền trong viễn thơng Simplex (Đơn cơng): Là tín hiệu được truyền theo 1 chiều 33
  34. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng e) Một số phương thứ truyền trong viễn thơng Half-Duplex (Bán song cơng): Là tín hiệu được truyền theo 2 chiều nhưng khơng đồng thời
  35. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng e) Một số phương thứ truyền trong viễn thơng Full-Duplex (Song cơng): Cho phép 2 tín hiệu truyền đi đồng thời 35
  36. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng Hình: một số ví dụ
  37. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng f) Mã hĩa đường truyền Mã hố nhằm mục đích tiện lợi cho việc lưu trữ và trao đổi thơng tin. Bằng cách biến đổi cấu trúc tin tại nơi phát nhằm mục đích nhận được tin tại nơi thu cĩ độ tin cậy cao hơn, khả năng chống nhiễu cao hơn, truyền đi xa hơn Việc biến đổi tín hiệu sao cho nĩ cĩ dạng sĩng phù hợp với đặc tính kênh truyền vật lý và thiết bị thu được gọi là mã hố đường truyền (line coding ). 5/23/2021 37
  38. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng f) Mã hĩa đường truyền Line code Unipolar Polar Bipolar NRZ RZ Biphase AMI B8ZS HDB3 NRZ-L NRZ-I Manchester Differential Manchester Hình: Các mã đường truyền thơng dụng 5/23/2021 38
  39. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng f) Mã hĩa đường truyền Mã Unipolar - xung đơn cực  Mức điện áp (dương hoặc âm) tiêu biểu cho bit 1  0 Vơn tiêu biểu cho bit 0. Biên độ 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 V 0 t 5/23/2021 Hình 1.7. Mã hố Unipolar. 39
  40. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng NRZ (Non Return to Zero) NRZ cĩ thời gian tồn tại của xung điện áp bằng độ rộng của một bit, tín hiệu chỉ cĩ 2 mức +V và –V , khơng cĩ mức 0. Cĩ hai loại NRZ : NRZ-L(Non-Return-to-Zero-Level) và NRZ-I (Non return to zero, inverted) Với NRZ-L mức điện áp dương tiêu biểu cho bit 0 (hoặc cĩ thể ngược lại). mức điện áp âm tiêu biểu cho bit 1 (hoặc cĩ thể ngược lại). Hình 1.8. Mã hố NRZ-L cĩ bit 0 →+V ; bit 1 →-V 5/23/2021 40
  41. Với NRZ-I Mức điện áp sẽ thay đổi (từ mức điện áp âm sang mức điện áp dương hoặc ngược lại) đối với mỗi bit 1. Mức điện áp giữ nguyên đối với bit 0. Với cách mã hố này việc đồng bộ bit sẽ khĩ khăn khi nhiều bit 0 truyền liên tiếp. Hình: Mã hố NRZ-I bit 0 giữ nguyên mức; bit 1 đảo mức 5/23/2021 41
  42. Mã RZ ◼ Mã RZ dùng 3 mức dương, âm và zero. ◼ Bit 1 được mã hố thành xung điện áp dương. ◼ bit 0 được mã hố thành xung điện áp âm. ◼ Mã RZ cĩ thời gian tồn tại của xung điện áp nhỏ hơn (và thơng thường bằng ½) độ rộng của một bit tín hiệu ◼ Với mã RZ, việc đồng bộ bit rất tốt do luơn cĩ quá độ tại mỗi bit. Nhưng cĩ nhược điểm là địi hỏi một băng thơng đường truyền rộng hơn. 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 +V RZ 0 t -V 5/23/2021 42
  43. c. Biphase Tín hiệu chuyển mức tại điểm giữa của mỗi bit nhưng khơng trở về khơng. Với mã Manchester 0 = Chuyển từ cao xuống thấp ở giữa bit 1 = Chuyển từ thấp lên cao ở giữa bit 5/23/2021 43
  44. Với mã Manchester vi sai ( Differential Manchester) - Luơn cĩ chuyển mức ở giữa bit - 0 = chuyển mức ở đầu bit - 1 = khơng chuyển mức ở đầu bit 5/23/2021 44
  45. AMI (Alternate Mark Inversion) bit 0 mã hố thành 0 volt bit 1 là các xung dương và âm luân phiên xen kẽ nhau Hình Mã hố AMI bit 0 → 0 Volt ; bit 1 → đảo cực 5/23/2021 45
  46. B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution) (chuẩn Bắc Mỹ ) Một chuỗi 8 bit 0 được mã hố thành một chuỗi khác và được gọi là sự vi phạm (violation). 8 bit 0 sẽ được mã hố thành 000+-0-+ nếu xung điện áp của bit 1 trước đĩ là dương. Ngược lại, 8 bit 0 sẽ được mã hố thành 000-+0+- nếu xung điện áp của bit 1 trước đĩ là âm 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 +V B8ZS 0 t -V Hình 1.13. Mã hố B8ZS luật 000V B0VB 5/23/2021 46
  47. HDB3 (High-Density Bipolar 3). (Chuẩn Châu Âu và Nhật Bản) Trong HDB3, 4 bit 0 liên tiếp sẽ được mã hố thành 4 bit khác. Luật mã hố 4 bit 0 liên tiếp như sau: Nếu tổng số xung (bit 1) trước đĩ kể từ lần thay thế sau cùng là lẻ và Nếu bit 1 ngay trước đĩ là dương thì 4 bit 0 được mã hố thành 000+. Nếu xung bit 1 ngay trước đĩ là âm thì 4 bit 0 được mã hố thành 000-. Nếu tổng số xung (bit1) trước đĩ kể từ lần thay thế sau cùng là chẵn và Nếu bit 1 ngay trước đĩ là dương thì 4 bit 0 được mã hố thành -00-. Nếu xung bit 1 ngay trước đĩ là âm thì 4 bit 0 được mã hố thành +00+. 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 +V HDB3 0 t -V Hình 1.14. Mã hố HDB3, luật 000V or B00V 1 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 + - 0 0 - 5/23/2021 - 0 0 0 - + 0 0 + 47
  48. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) IEEE định nghĩa kiến trúc mạng là các mơ hình kết nối các nút trên mạng hay cĩ thể là kết nối các thiết bị chuyển mạch trong một mạng lưới viễn thơng. 48
  49. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Hình: Mạng hình sao 49
  50. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Hình: Mạng hình cây, phân cấp 50
  51. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Hình: Mạng hình vịng 51
  52. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Hình: Mạng hình lưới 52
  53. 2 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thơng g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Hình: Mạng hổn hợp 53
  54. 3 QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thơng Chất lượng dịch vụ (QoS - Quality of Service): là một thuật ngữ dùng để chỉ chất lượng của một hệ thống truyền thơng hay một kết nối truyền thơng trong mạng viễn thơng. QoS là khả năng cung cấp dịch vụ đưa ra cho khách hàng thơng qua những yêu cầu cĩ thể đáp ứng cho nhu cầu sử dụng và được kiểm nghiệm thơng qua 6 thơng số chung như: - Băng thơng. - Độ trễ (delay). - Trượt (Jitter ). - Mất gĩi. - Tính sẵn sàng (tin cậy). - Bảo mật. 5/23/2021 54
  55. 3 QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thơng Băng Thơng (bandwidth: BW) là thước đo số lượng bit trên giây mà mạng sẵn sàng cung cấp cho các ứng dụng. Băng thơng càng lớn, tốc độ truyền càng cao. BW là vùng tần số được định nghĩa bởi tần số giới hạn trên hay tần số tối đa và tần số giới hạn dưới hay tần số tối thiểu. A F 500 2500 Bandwidth = 2500 – 500 = 2000 Hz 5/23/2021 55
  56. 3 QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thơng Các tổ chức chuẩn hĩa quốc tế International Organization for Standardization Tổ chức chuẩn hố quốc tế International Telecommunication Union Liên minh viễn thơng quốc tế ITU-T ƒInternational Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector Hội đồng tư vấn điện thoại và điện báo quốc tế ITU-R :International Telecommunication Union –Radio communication Hội đồng tư vấn về vơ tuyến quốc tế 56
  57. 3 QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thơng Các tổ chức chuẩn hĩa của Châu Âu The European Telecommunication Standard Institute. Viện tiêu chuẩn viễn thơng Châu Âu Conference European Post and Telegrap Hội nghị Châu Âu về quản lý bưu chính và viễn thơng 57
  58. 3 QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thơng Các tổ chức chuẩn hĩa của Mỹ American National Standards Institute Viện nghiên cứu tiêu chuẩn quốc gia Mỹ IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 58
  59. 4 Tổ chức mạng viễn thơng ở Việt Nam Hình Cấu trúc phân cấp mạng viễn thơng theo ITU: 02 cấp cơ bản 5/23/2021 59
  60. 4 Tổ chức mạng viễn thơng ở Việt Nam Cấu trúc phân cấp mạng viễn thơng nước ta hiện được chia thành các cấp như sau: GATEWAY Cấp 1 Tổng đài quốc tế TOLL Cấp 2 Tổng đài chuyển tiếp quốc gia TANDEM Cấp 3 Tổng đài tandem nội hạt hoặc nội tỉnh HOST Cấp 4 Tổng đài nội hạt Cấp 5 Tổng đài khu vực 60
  61. Tổng đài cửa ngõ quốc tế Cung cấp lưu lượng thoại ra hướng quốc tế và ngược lại. Tổng đài trung chuyển Transit (Toll, Tandem ) Tổng đài Toll cĩ nhiệm vụ chuyển mạch các đường trung kế để chuyển lưu lượng thoại đường dài hay giữa 2 vùng khác nhau Tổng đài Tandem cĩ nhiệm vụ chuyển mạch các đường trung kế để chuyển lưu lượng thoại giữa các tổng đài nội hạt với nhau Tổng đài nội hạt Local Exchange (Host) Là tổng đài cung cấp kết nối đến các thuê bao. Nhiệm vụ chính của nĩ là chuyển mạch để kết nối cuộc gọi nội hạt 61
  62. GW Sub Sub Sub Sub RLE HLE HLE RLE TE TE Sub Sub Sub Sub GW : Gateway - Tổng đài quốc tế TE : Transit Exchange - Tổng đài chuyển tiếp quốc gia HLE : Host Local Exchange - Tổng đài nội hạt RLE : Remote Local Exchange - Tổng đài xa ( Tổng đài vệ tinh) Sub : Subcriber - Thuê bao Hình 3: Mạng viễn thơng cĩ phân cấp 62
  63. Ví dụ: Mơ hình đấu nối tại một tỉnh VTN Vina Phone VTI MobiFone Tandem S-Fone Local . . . . . Exchanges 63
  64. NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ VIỄN THƠNG Ngồi ra cịn cĩ một số doanh nghiệp mới: HTV, CMC, Viễn Thơng Đơng Dương (Indochina Telecom Jsc) 5/23/2021 64
  65. NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ THƠNG TIN DI ĐỘNG 5/23/2021 65
  66. NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ THƠNG TIN DI ĐỘNG 5/23/2021 66
  67. Nhận dạng các đầu số mạng, tính đến 04/2011 5/23/2021 67
  68. Nhận dạng các đầu số mạng, tính đến 04/2011 090,093,0121,0122,0124,0126,0128 ,0120. 091,094, 0123, 0125, 0127 , 0129. 095 097,098,0165,0166,0167,0168,0169 , 0164, 0163. 092, 0188 096 0199, 0198, 0996 5/23/2021 68
  69. Ngồi ra cịn cĩ Cơng ty viễn thơng Đơng Dương Indochina Telecom JSC. 0998xxxxxx và 0999xxxxxx 5/23/2021 69
  70. Bảng tra các số điện thoại cố định Bảng nâng cấp đầu số của các nhà cung cấp viễn thơng kể từ ngày 26/10/2008 Doanh Đầu số cũ Đầu số mới nghiệp SPT 40, 41, 42, 43, 44 (tại TP. Hồ Chí Minh) 5 xxx xxx VNPT 5, 6, 7, 8, 9 3 xxx xxx / 3 xxx xxx x Viettel 25, 26, 27, 28, 29, 33 6 xxx xxx/ 6 xxx xxx x Telecom EVN 20, 21, 22, 23, 24; 46, 47, 48, 49 2 xxx xxx Telecom VTC 45 4 xxx xxx FPT Chưa cĩ 7 xxx xxx 5/23/2021 70
  71. TĨM TẮT 5/23/2021 71
  72. Question & Answer 5/23/2021 72
  73. THANK YOU 5/23/2021 73