›
›

Bài giảng Tổ chức mạng viễn thông

pdf 189 trang phuongnguyen 2810
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Tổ chức mạng viễn thông", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_to_chuc_mang_vien_thong.pdf

Nội dung text: Bài giảng Tổ chức mạng viễn thông

  1. KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ VÀ TRUYỀN THÔNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG ThS. ĐOÀN THỊ THANH THẢO TỔ CHỨC MẠNG VIỄN THÔNG Lưu hành nội bộ THÁI NGUYÊN 2008 1
  2. MỤC LỤC Lời nói đầu 12 Phần I: Tổ chức mạng viễn thông 18 Chương I: Tổng quan về mạng viễn thông 19 I. Các khái niệm cơ bản trong lĩnh vực viễn thông 19 II. Các thành phần cơ bản của mạng viễn thông .22 1. Giới thiệu chung về mạng viễn thông . . 22 2. Thiết bị đầu cuối .22 3. Thiết bị chuyển mạch 22 4. Thiết bị truyền dẫn 23 III. Mạng truy nhập 23 1. Mạng truy nhập là gì ? .23 2. Mạng truy nhập cáp đồng: 24 3. Mạng truy nhập quang : 26 4. Mạng truy nhập vô tuyến 27 IV. Chuẩn hoá trong viễn thông 29 1.Vấn đề chuẩn hoá trên mạng viễn thông 29 2. Các tiêu chuẩn trong viễn thông 29 2.1. Các tiêu chuẩn cho phép việc cạnh tranh . 29 2.2. Các tiêu chuẩn dẫn tới sự cân bằng về kinh tế giữa yếu tố kỹ thuật và sản xuất 29 2.3. Các quyền lợi về chính trị hình thành nhiều tiêu chuẩn khác nhau như Châu Âu, Nhật bản và Mỹ. . 30 2.4. Các tiêu chuẩn quốc tế đe doạ các ngành công nghiệp của các nước lớn nhưng là cơ hội tốt cho nghành công nghiệp các nước nhỏ .30 2.5. Các tiêu chuẩn làm các hệ thống thuộc các nhà cung cấp khác nhau có thể kết nối với nhau. . 30 2.6. Các tiêu chuẩn giúp người sử dụng và nhà điều hành mạng của các hãng độc lập, tăng độ sẵn sàng của hệ thống. . 31 2.7. Các tiêu chuẩn làm cho các dịch vụ quốc tế có tính khả thi . 31 3. Các tổ chức chuẩn hoá quốc tế . 32 2
  3. 3.1. Các nhóm liên quan 32 3.2. Các cơ quan có thẩm quyền về chuẩn hoá quốc gia . 33 3.3 Các tổ chức ở Châu âu 33 3.4 Các tổ chức của Mỹ 34 3.5 Các tổ chức toàn cầu 35 3.6 Các tổ chức khác 36 Chương II: Các kế hoạch cơ bản xây dựng mạng viễn thông 37 I. Giới thiệu chung về các kế hoạch 37 I.1. Cấu hình mạng . 38 1. Giới thiệu 38 2. Các cấu hình mạng cơ bản 38 2.1. Mạng hình lưới 38 2.2. Mạng hình sao 39 2.3. Mạng kết hợp 40 3. Phân cấp mạng 40 3.1. Tổ chức phân cấp 40 3.2. Phân cấp mạng viễn thông Việt Nam 41 II. Kế hoạch đánh số 42 1. Giới thiệu 42 2. Các hệ thống đánh số 43 2.1. Hệ thống đánh số đóng 43 2.2. Hệ thống đánh số mở 43 3. Cấu tạo số . 43 3.1. Số quốc gia 43 3.2. Số quốc tế 44 4. Các thủ tục cho việc lập kế hoạch đánh số 44 4.1 Quyết định dung lượng đánh số .45 4.2 Lựa chọn vùng đánh số .47 III. Kế hoạch định tuyến 47 1. Giới thiệu .47 3
  4. 2. Các phương pháp định tuyến 48 2.1. Định tuyến cố định 48 2.2. Định tuyến luân phiên 48 2.3. Định tuyến động 48 IV. KẾ HOẠCH BÁO HIỆU . 49 1. Giới thiệu . 49 2. Phân loại báo hiệu . 49 V. Kế hoạch đồng bộ . 50 1.Giới thiệu chung . 50 2. Các phương thức đồng bộ mạng 51 2.1. Phương thức cận đồng bộ (Plesiochronous Synchronization Method) 51 2.2. Phương thức đồng bộ chủ tớ (Master - Slaver Synchronization Method) . 51 2.3. Phương thức đồng bộ tương hỗ 52 3. Đồng hồ và các tham số liên quan 53 3.1. Các tham số tiêu biểu của đồng hồ 53 3.2. Một số loại đồng hồ tiêu biểu 54 4. Mạng đồng bộ Việt Nam 54 VII. Kế hoạch tính cước 55 1. Giới thiệu chung 55 2. Các tiêu chí cho việc tính cước 56 2.1. Tính cước dựa trên số lượng cuộc gọi 56 2.2. Tính cước dựa trên thời gian duy trì cuộc gọi . 56 2.3. Tính cước dựa trên thời gian duy trì cuộc gọi và khoảng cách 56 2.4. Tính cước phụ thuộc vào khối lượng thông tin 56 3. Các hệ thống tính cước 57 3.1. Hệ thống tính cước đều (Flat - Rate System) 57 3.2. Hệ thống tính cước dựa trên cuộc thông tin (Measured - Rate System) 60 3.3. Hệ thống tính cước hỗn hợp . 60 VIII. Các kế hoạch khác . 60 1. Kế hoạch truyền dẫn 60 4
  5. 2. Kế hoạch chất lượng dịch vụ 60 2.1. Chất lượng chuyển mạch . 61 2.2. Chất lượng đàm thoại 61 2.3. Độ ổn định 61 Chương III: Các mạng cung cấp dịch vụ viễn thông 63 I. Mạng điện thoại công cộng (PSTN) 63 1. Giới thiệu 63 2. Chức năng của các thành phần trong mạng PSTN 63 2.1.Đường truyền dẫn 63 2.2- Phương tiện chuyển mạch 63 3. Máy điện thoại thông thường 64 4. Các chức năng báo hiệu 65 4.1. Báo hiệu thuê bao . 65 4.2. Báo hiệu liên đài 67 5. Thiết lập và giải toả cuộc gọi 67 II. Mạng truyền số liệu chuyển mạch gói 68 1. Giới thiệu 68 2. Nguyên lý chuyển mạch gói . 69 3. Các kỹ thuật chuyển mạch gói 70 4. Mạng chuyển mạch gói 71 5. Các đặc điểm của chuyển mạch gói . 71 III. Mạng số tích hợp đa dịch vụ ( ISDN) . 72 1- Giới thiệu chung về IDN và ISDN 72 1.1. Mạng viễn thông số tích hợp IDN 72 1.2. Mạng viễn thông số tích hợp đa dịch vụ ISDN 73 1.3. Tại sao chúng ta cần có mạng ISDN ? 74 2. Nguyên tắc của mạng ISDN 74 3. Đặc tính của mạng ISDN 74 3.1. ISDN đáp ứng thoả mãn các nhu cầu của người sử dụng . 74 3.2. ISDN đáp ứng thoả mãn các yêu cầu của nhà khai thác 76 5
  6. 4. Cấu hình mạng ISDN .77 4.1. Cấu trúc chức năng cơ bản .77 4.2. Các chức năng của ISDN .78 5- Các dịch vụ của ISDN 82 5.1 Phân loại dịch vụ 82 5.2 Các dịch vụ mang 83 5.3 Các dịch vụ xa 84 5.4 Các dịch vụ bổ xung (supplementary services) 85 6- Các loại giao diện mạng 85 6.1. Khái niệm giao diện người sử dụng - mạng 85 6.2. Hệ thống khuyến nghị về giao diện I 86 6.3. Mô tả điểm giao diện I (I Point) 87 6. 4. Cấu trúc giao diện I 89 6.5. Thiết lập các lớp giao thức thông tin 89 Chương IV: Khái quát về công trình ngoại vi 90 I. Tổng quan về công trình ngoại vi 90 1. Giới thiệu chung về công trình ngoại vi (Outside Plant) 90 2. Phân loại công trình ngoại vi 90 2.1. Phân loại theo ứng dụng 90 2.2. Phân loại theo lắp đặt 91 2.3. Phân loại theo thành phần 92 2.4. Phân loại theo hệ thống truyền dẫn 92 3. Những yêu cầu đối với công trình ngoại vi 93 3.1. Điện trở cách điện 93 3.2. Sức bền điện môi 93 3.3. Điện trở dây dẫn 94 3.4. Suy hao truyền dẫn 94 3.5. Méo 94 3.6. Xuyên âm 94 6
  7. 3.7. Sự đồng nhất của các tính chất điện 95 3.8. Sức bền cơ học 95 3.9. Nghiên cứu những mối nguy hiểm và nhiễu loạn . 95 II.Tổng quan về công trình ngoại vi . 96 1. Đặc tính của công trình ngoại vi 96 1.1 Sự đa dạng của tín hiệu truyền dẫn . 96 1.2. Quy mô công trình . 96 1.3. Các điều kiện môi trường 97 1.4. Hiệu quả của công việc xây dựng và bảo dưỡng 97 2. Kiểu loại và đặc tính của cáp thông tin . 98 2.1. Cáp đôi cân bằng 98 2.2. Cáp đồng trục . 99 2.3. Cáp sợi quang . 99 3. Đường dây thuê bao 100 3.1 Đặc tính đường dây thuê bao và hệ thống phân bố. 102 3.2 Các kiểu loại và cấu trúc cáp thuê bao . . 102 4. Công trình ngoại vi liên tổng đài. 105 4.1. Đặc tính công trình ngoại vi liên tổng đài 105 4.2. Hệ thống tuyến dẫn của công trình ngoại vi liên tổng đài 106 5. Cấu trúc đường dây . 108 5.1. Cấu trúc đường dây treo 108 5.2. Cấu trúc ngầm dưới đất 109 6. Các thành phần ngoại vi trong hệ thống truyền dẫn vi ba số 112 6.1 Giới thiệu 112 6.2 Dây song hành 113 6.3 Cáp đồng trục 114 6.4 Ống dẫn sóng hình chữ nhật . 116 6.5 Ống dẫn sóng có thanh dẫn bên trong (Ridged Wave guide) 122 6.6 Ống dẫn sóng tròn . 122 7
  8. 6.7 Ống dẫn sóng elip . 122 6.8 Dây dẫn mảnh và siêu mảnh . 123 III. Bảo dưỡng công trình ngoại vi 124 1. Công nghệ khai thác/bảo dưõng công trình ngoại vi 124 1.1. Mở đầu . 124 1.2. Tình hình hiện tại về bảo dưỡng/ khai thác công trình ngoại vi 125 1.3. Hoàn tất thiết kế công nghệ bảo dưỡng/khai thác công trình ngoại vi . 125 2. Hệ thống quản lý công trình ngoại vi 127 2.1. Mục tiêu 127 2.2. Sơ lược về chức năng 127 2.3. Quản lý hồ sơ đường dây thuê bao 127 2.4. Các dịch vụ ghi hồ sơ công trình ngoại vi 128 2.5. Các dịch vụ khai thác, phương tiện và hồ sơ sự cố phương tiện 129 2.6. Mối quan hệ giữa hệ thống quản lý công trình ngoại vi mới và các hệ thống khác. 129 3. Hệ thống hỗ trợ khai thác cáp quang tự động (AURORA) .129 3.1 Khái niệm về AURORA 129 3.2 Hệ thống nào dùng để đo thử dây dẫn quang trong quá trình truyền thông? 130 3.3 Việc cảm nhận độ ẩm được thực hiện như thế nào tại điểm nối cáp? .130 3.4. Ưu điểm của việc sử dụng AURORA là gì ? 130 4. Hệ thống truyền và đo thử sợi quang (FITAS) 132 4.1. Khái quát 132 4 2 Các ưu điểm khi dùng FITAS 132 IV. Bảo dưỡng phương tiện truyền thông công cộng 132 1. Mở đầu 132 2. Kiểm tra các phương tiện bị hỏng 133 2.1. Loại các danh mục kiểm tra của các phương tiện hỏng. 133 2.2. Các phương tiện bị hư hỏng. 134 8
  9. 3. Bảo dưỡng bể cáp và hố cáp 135 4. Bảo dưõng cống cáp ngầm 137 5. Bảo dưỡng phương tiện thông tin 137 Chương V: Các công nghệ viễn thông mới 139 I. Xu hướng phát triển công nghệ viễn thông 139 1. Công nghệ truyền dẫn 141 1.1. Cáp quang 141 1.2. Vô tuyến 141 2. Công nghệ chuyển mạch 142 2.1. Công nghệ ATM 142 2.2. Công nghệ chuyển mạch quang 143 3. Công nghệ mạng truy nhập 143 3.1. Mạng truy nhập quang . 143 3.2. Mạng truy nhập vô tuyến . 144 3.3. Các phương thức truy nhập cáp đồng 145 3.4. Xu hướng phát triển mạng truy nhập băng rộng 145 3.5. Truy nhập riêng biệt cho băng rộng 146 3.6. Hệ thống truy nhập kiểu ghép kênh . 146 3.7. Truy nhập mục tiêu 146 II. Tổng quan về mạng thế hệ sau .147 1. Cấu trúc và tổ chức mạng thế hệ sau 147 1.1. Nguyên tắc tổ chức mạng thế hệ sau 147 1.2. Cấu trúc mạng thế hệ sau .149 2. Các công nghệ được áp dụng cho mạng thế hệ sau 150 2.1. Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng chuyển tải 150 2.2. Các công nghệ áp dụng cho lớp mạng truy nhập 150 2.3. Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS 151 III. Công nghệ chuyển mạch gói 154 1. Công nghệ chuyển mạch gói X.25 154 2. Công nghệ chuyển mạch gói chuyển tiếp khung (Frame Relay) 154 9
  10. 3. Công nghệ chuyển mạch gói ATM 155 IV. Các công nghệ truy cập băng rộng 156 1. Giới thiệu chung 156 2. Các công nghệ đường dây thuê bao số (x.DSL) 156 2.1. HDSL/HDSL2 (High bit rate DSL) 157 2.2. SDSL (Symmetric DSL) 158 2.3. ADSL (Asymmetric DSL) 158 2.4. RADSL (Rate adaptive DSL) . 158 2.5. CDSL (Consumer DSL) 158 2.6. IDSL (ISDN DSL) 158 2.7. VDSL (Very high-speed DSL) 159 V. Công nghệ truyền tải qua WDM 159 Phần II: Các dịch vụ viễn thông 161 Chương VI: Các dịch vụ thoại 161 I. Các khái niệm cơ bản 161 1. Khái niệm 161 2. Phân loại dịch vụ viễn thông 163 II. Những dịch vụ gọi số truyền thống 165 1-Dịch vụ gọi số nội hạt (Local Call) 165 2-Dịch vụ gọi số đường dài 166 3. Dịch vụ gọi số quốc tế 166 4. Dịch vụ điện thoại thẻ 166 5. Dịch vụ 108 167 III. Các dịch vụ gia tăng của dịch vụ điện thoại. 168 1. Giới thiệu 168 2-Dịch vụ hộp thư thoại 170 3-Dịch vụ Collect call. 171 IV. Dịch vụ thoại qua giao thức Internet (VoIP) 171 1. Giới thiệu 171 2. Xây dựng các khối cấu trúc 172 3. Những ưu điểm 173 10
  11. 4. Các yếu tố khác 174 V. Dịch vụ viễn thông trên mạng thông tin di động mặt đất 175 1. Dịch vụ điện thoại di động 175 2. Dịch vụ giá trị gia tăng của dịch vụ điện thoại di động 176 3. Dịch vụ Cityphone (Điện thoại di động tốc độ thấp ) . 176 VI. Dịch vụ viễn thông trên mạng thông tin di động vệ tinh công cộng 177 1. Điện thoại vệ tinh 177 2. Điện thoại vệ tinh VSAT 178 VII. Dịch vụ viễn thông trên mạng vô tuyến điện hàng hải công cộng 179 Chương VII: Các dịch vụ phi thoại 180 I. Dịch vụ điện báo 180 II. Dịch vụ TELEX 180 III. Dịch vụ FAX 181 IV. Dịch vụ truyền số liệu 181 1. Dịch vụ truyền số liệu X25 181 2. Dịch vụ Frame Relay (chuyển tiếp khung) 178 3. Dịch vụ mạng riêng ảo (VPN) 182 V. Dịch vụ truyền hình hội nghị 182 VI. Dịch vụ truyền hình cáp . 184 1. Giới thiệu 184 2. Hệ thống truyền hình cáp 184 Tài liệu tham khảo 189 11
  12. LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình “Tổ chức mạng và các dịch vụ viễn thông” được biên soạn theo đề cương do Bộ môn Điện tử viễn thông – Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên, xây dựng và thông qua. Nội dung được biên soạn theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ logíc chặt chẽ. Tuy vậy, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn. Khi biên soạn giáo trình, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế đang xảy ra đối với mạng Viễn Thông Việt Nam (VNPT, SPT, ETC, Vietel ) cũng như trên thế giới để giáo trình có tính thực tiễn cao. Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 60 tiết, gồm 2 phần 8 chương: Phần I: Tổ chức mạng viễn thông Chương 1: Tổng quan về mạng viễn thông Chương 2: Các kế hoạch cơ bản xây dựng mạng viễn thông Chương 3: Các mạng cung cấp dịch vụ viễn thông Chương 4: Công trình ngoại vi Chương 5: Các công nghệ viễn thông mới. Phần II: Dịch vụ viễn thông Chương 6: Các dịch vụ thoại Chương 7: Các dịch vụ phi thoại. Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là sinh viên đại học, cao đẳng viễn thông. Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc để lần tái bản sau được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cám ơn! 12
  13. BÀI MỞ ĐẦU 1. Lịch sử phát triển lĩnh vực viễn thông Công nghệ viễn thông phát triển rất nhanh, chúng ta sẽ không có cái nhìn tổng thể nếu chỉ quan tâm tới công nghệ mới, tiêu chuẩn mới, thiết bị mới, và sẽ không hiểu tại sao công nghệ viễn thông lại phát triển như vậy. Việc nghiên cứu lịch sử phát triển lĩnh vực viễn thông là cần thiết, qua đó giúp chúng ta hiểu được sự phát triển nhanh của công nghệ viễn thông và sẽ hiểu thêm về công nghệ mới hiện nay. Từ khi Samuel Morse phát minh ra TELEGRAPH (hệ thống viễn thông đầu tiên) đến nay, mạng viễn thông đã phát triển theo nhiều pha khác nhau. Pha thứ nhất, trong xu hướng phát triển của mạng viễn thông, là sự ra đời và ứng dụng rộng rãi của mạng điện thoại. Mặc dù hệ thống điện báo đi trước điện thoại hơn 30 năm. Vào năm 1884 Morse phát minh ra điện báo (Telegraph). Sau đó, năm 1876, Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại, khi đó các đường dây điện thoại đi tới và tập chung tại một số điểm thực hiện đấu nối. Các điểm đấu nối đó chính là các hệ thống chuyển mạch nhân công điều khiển bởi điều hành viên. Năm 1889, Almond Strowger phát minh ra tổng đài cơ điện kiểu từng nấc. Trong tổng đài từng nấc, cuộc gọi thiết lập và tạo tuyến dựa trên hàng loạt các thao tác cơ điện liên tiếp. Vào năm 1938, hệ thống Bell đưa ra tổng đài chuyển mạch ngang dọc (cross- bar exchange). Trong hệ thống ngang dọc, quá trình chuyển mạch thực hiện nhờ một mạch đặc biệt gọi là MARKER thực hiện điều khiển chung cho các đầu vào và chọn đường cho các cuộc gọi. Thời đại hoàng kim của điện thoại tự động là những năm sau thế chiến thứ hai, khi đó toàn bộ mạng đường dài được tự động hoá. Phát minh về Tranzisto thúc đẩy việc áp dụng các kỹ thuật điện tử vào hệ thống chuyển mạch và dẫn đến sự triển khai hệ thống chuyển mạch điện tử đầu tiên vào cuối thập kỷ 50. Nhờ kỹ thuật điện tử mà các hệ thống chuyển mạch điện tử có dung lượng lớn được thiết kế và chế tạo. Vào giữa thập kỷ 30, truyền dẫn vô tuyến chuyển tiếp điểm nối điểm cho tín hiệu tương tự ra đời dựa trên sự phát triển kỹ thuật thông tin cao tần. Trong đại chiến thế giới lần thứ II, hệ thống này được phát triển lên kỹ thuật siêu cao tần UHF. 13
  14. Tuyến kết nối đầu tiên với hơn 100 trạm lặp tín hiệu làm việc tại hai băng tần 4GHz và 20 MHz. Tiếp theo là việc triển khai các hệ thống vô tuyến chuyển tiếp tương tự dung lượng vừa và cao trên toàn cầu. Đầu những năm 70, kỹ thuật vi ba số trở thành phương tiện truyền dẫn quan trọng. Vào những năm 80 kỹ thuật điều chế biên độ cầu phương QAM được áp dụng rộng rãi và là phương thức điều chế cho các hệ thống vô tuyến chuyển tiếp số . Pha thứ hai là việc kết nối mạng diễn ra từ những năm 1960 bao gồm 3 sự kiện trong đại: Chuyển mạch SPC, truyền dẫn số và thông tin vệ tinh. Năm 1965, AT&T giới thiệu hệ thống chuyển mạch SPC nội hạt đầu tiên với tên thương phẩm là hệ thống chuyển mạch 1-EES, Hệ thống này điều khiển bằng các phần mềm. Hàng loạt các dịch vụ đặc biệt được thực hiện (Speed calling, calling waiting, call forwading, three-way calling vv ). Chương trình phần mềm đầu tiên cho hệ thống 1-EES áp dụng và xây dựng hệ thống chuyển mạch lên tới 100.000 đường (ngày nay có tới 10 triệu đường). Nguyên lý về chuyển đổi tín hiệu Analog thành Digital trở nên phổ biến với kỹ thuật điều xung mã PCM. Khi đó tốc độ cho một kênh thoại là 64 Kbit/s với băng tần tiếng nói là 4KHz. Trong suốt thập kỷ 60 và 70, phân cấp cho các kênh truyền dẫn số dựa trên các kênh 64Kbit/s và hình thành nên các tuyến đường trục cho mạng số ngày nay. Một trong những hệ thống truyền dẫn số phổ biến là hệ thống T1 tốc độ 1544kbit/s với 24 kênh tiếng tốc độ 64 kbits/s . Thông tin vệ tinh được nhà văn khoa học viễn tưởng Anh Arther C Clacke đề xuất đầu tiên năm 1945. Thông tin vệ tinh trở thành hiện thực sau khi vệ tinh nhân tạo đầu tiên của loài người được Liên xô phóng thành công năm 1957. Vệ tinh truyền thông dân dụng toàn cầu đầu tiên INTELSAT phóng lên quỹ đạo 4/1965. Pha thứ 3 là vào những năm 70, đặc trưng bởi các mạng số liệu và công nghệ chuyển mạch gói. Một mạng chuyển mạch gói thử nghiệm đầu tiên được thiết lập tên là ARPANET (Advanced Reseach Project Agency Network) chính thức hoạt động năm 1971. Mạng ARPANET góp phần thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng rộng rãi của công nghệ chuyển mạch gói dưới sự điều khiển của Larry A.Roberts trên toàn thế giới. Mạng chuyển mạch gói công cộng đầu tiên có tên là TELENET (hãng 14 Báo điện tử
  15. BBN: Bolt, Beraneck and Newman) xuất hiện vào năm 1973, mạng này kết nối các máy tính chủ và thiết bị kết cuối. Thời kỳ này, hai tiêu chuẩn cơ bản rất cần thiết cho sự phát triển của mạng số liệu. Thứ nhất là tiêu chuẩn ASCII phê chuẩn năm 1964 và trở thành phương pháp chung cho việc mã hoá số liệu trong viễn thông. Thứ hai là tiêu chuẩn RS-232D khuyến nghị bởi Hội công nghiệp điện tử EIA với phiên bản đầu tiên của nó xuất hiện vào năm 1969 quy định thông tin mã hoá truyền qua MODEM trên mạng điện thoại. Để đạt sự tương thích giữa máy tính và mạng chuyển mạch gói, ITU thiết lập giao thức chuẩn quốc tế X-25 vào năm 1976. Điều này kéo theo hàng loạt các giao thức quốc tế khác. Cùng với ITU, tổ chức chuẩn hoá quốc tế (ISO) đã phê chuẩn khung giao thức 7 lớp đối với truyền thông dữ liệu năm 1978 còn gọi là “Mô hình liên kết các hệ thống mở” OSI. Mục đích của OSI là cho phép các máy tính trên thế giới trao đổi thông tin với nhau nếu chúng dựa trên chuẩn OSI này. Trong pha về liên kết mạng này phải kể đến sự phát triển rộng rãi các mạng dữ liệu nội hạt (LAN: Local Area Network ). Mạng LAN đầu tiên được biết là ETHERNET, khởi đầu của nó là một dự án trong phòng thí nghiệm của R.M.Metcalfe năm 1974. Việc phát minh ra Laser năm 1959 kéo theo sự phát triển lớn trong lĩnh vực thông tin quang. Sợi quang dẫn tổn hao nhỏ (20 dB/ km) đầu tiên công bố vào năm 1970. Điện thoại Mạng số Mạng số liệu Các mạng số tích hợp Năm 1880s 1960s 1970s 1980s Kiểu lưu lượng Tiếng nói Tiếng nói Số liệu Tiếng nói, số liệu, hình ảnh Kỹ thuật Chuyển mạch Chuyển mạch Chuyển mạch gói Chuyển mạch kênh, chuyển mạch kênh (tương tự ) kênh (số ) gói và gói tốc độ cao Phương tiện Dây dẫn đồng, vi Dây dẫn đồng, Dây dẫn đồng, vi Dây đồng, vi ba, vệ truyền dẫn ba vi ba và vệ ba và vệ tinh tinh và sợi quang tinh Bảng 1.1: Bốn pha trong sự phát triển của mạng viễn thông 15 Báo điện tử
  16. Pha thứ tư về vấn đề liên kết mạng truyền thông, đầu thập kỷ 80 đưa ra khả năng sẵn sàng của mạng ISDN và thông tin di động. ISDN là mạng số đa dịch vụ, có khả năng cung cấp một phạm vi rộng về các loại hình dịch vụ như tiếng nói, hình ảnh và số liệu. Điều chủ yếu trong ISDN là cho phép cùng một thiết bị kết cuối của khách hàng có khả năng truy nhập vào mạng ISDN và tích hợp nhiều loại hình dịch vụ khác nhau. Telex Số liệu chuyển mạch gói Điện báo Số liệu chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói tốc độ cao Teletex PC-Telex và Telexfax Điện báo Telex Telefax Số liệu tốc độ cao Telefax nhóm 4 Điện báo ATM Số liệu tốc độ thấp Telex LAN Telefax màu Điện báo Thư điện tử Điện thoại Điện thoại Điện thoại Điện thoại vô tuyến Báo điện tử Báo điện tử Hộp thư thoại Điện thoại Telefax Fax nhóm 4 Điện thoại có hình Vô tuyến ô tuyến V Stereo Vô tuyến số Hội nghị truyền hình Truyền hình Truyền hình Truyền hình màu Số Các hệ thống tế bào Truyền hình âm thanh nổi Điện thoại di Truyền số động liệu qua di Phát thanh và truyền hình số Nhắn tin động Nhắn tin, số liệu quan mạng di động 1850 1880 1920 1930 1950 1970 1990 2000 Năm Hình 1.1: Sự phát triển của các dịch vụ viễn thông Thông tin di động đi vào kỷ nguyên mới với khái niệm "Tế bào". Năm 1981, ủy ban truyền thông liên bang FCC chỉ định dải tần 50MHz (824-849 MHz và 869- 894 MHz) cho các hệ thống truyền thông tế bào. Đến năm 1990, dịch vụ tế bào phát triển và có tới 5 triệu thuê bao. Nghiên cứu pha thứ 5, mạng hội tụ băng rộng. 2. Tầm quan trọng của viễn thông Rất nhiều mạng viễn thông khác nhau đấu nối thành hệ thống toàn cầu phức tạp và thay đổi rất nhanh. Chúng ta xem xét viễn thông từ các khía cạnh khác nhau để hiểu rõ hệ thống mà chúng ta quan tâm phức tạp đến mức nào và chúng ta phụ thuộc vào nó như thế nào. 16
  17. Các mạng viễn thông thường có thiết bị phức tạp nhất so với các thiết bị khác trên thế giới. Chúng ta chỉ đề cập vào mạng điện thoại với khoảng 1000 triệu thuê bao trên toàn cầu. Khi một trong các máy điện thoại yêu cầu đàm thoại thì mạng điện thoại thiết lập tuyến nối tới bất kỳ một máy điện thoại nào trên thế giới. Ngoài ra có rất nhiều mạng khác kết nối vào mạng điện thoại. Điều này cho thấy một sự phức tạp của mạng viễn thông toàn cầu; chẳng có một hệ thống nào trên thế giới mà phức tạp hơn các mạng viễn thông. Các dịch vụ viễn thông có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của xã hội. Nếu xem xét mật độ điện thoại của một quốc gia có thể đánh giá được sự phát triển về kinh tế và kỹ thuật. Tại các nước đang phát triển thì mật độ điện thoại dưới 50 máy trên 1000 dân; còn trong các nước phát triển như ở Bắc Mỹ và châu Âu thì mật độ khoảng 500 tới 600 máy trên 1000 dân. Sự phát triển về kinh tế của các nước đang phát triển phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng độ sẵn sàng của các dịch vụ viễn thông cũng đóng một vai trò quan trọng. Các hoạt động của một xã hội hiện đại thì phụ thuộc rất nhiều vào viễn thông. Không thể hình dung môi trường làm việc sẽ như thế nào nếu thiếu các dịch vụ viễn thông. Mạng cục bộ (LAN) kết nối với các mạng ở các nơi khác của công ty. Việc này cần thiết để các phòng ban làm việc cùng nhau rất có hiệu quả. Hàng ngày, chúng ta liên lạc với mọi người thuộc các tổ chức khác với sự trợ giúp của thư điện tử, điện thoại, fax và điện thoại di động. Các tổ chức thuộc chính phủ cung cấp các dịch vụ công cộng cũng nhờ vào các dịch vụ viễn thông như các tổ chức cá nhân. Viễn thông có vai trò cần thiết trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hàng ngày. Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta phụ thuộc nhiều vào viễn thông, mọi người sử dụng các dịch vụ viễn thông cùng các dịch vụ khác dựa trên viễn thông. Các dịch vụ đó là: Ngân hàng, Máy trả lời tự động và ngân hàng từ xa; hàng không, đặt vé; việc thương mại, bán hàng hàng loạt, và đặt hàng; các thanh toán bằng thẻ tín dụng tại các trạm xăng dầu; các đại lý du lịch đặt các phòng khách sạn; việc mua nguyên vật liệu ở các nghành công nghiệp; hoạt động của chính phủ như thuế 17
  18. PHẦN I TỔ CHỨC MẠNG VIỄN THÔNG 18 Các mạng số liệu Các mạng riêng Truyền thông đơn hướng
  19. CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG LĨNH VỰC VIỄN THÔNG Gần đây, máy tính phát triển nhanh, khả năng làm việc nhanh và giá thành giảm đến nỗi chúng ứng dụng khắp mọi nơi trên thế giới và xâm nhập vào mọi lĩnh vực. Do sự đa dạng và tinh vi của máy tính và sự phát triển nhanh của các trạm làm việc, nhu cầu về mạng viễn thông truyền tải thông tin không ngừng phát triển. Các mạng này khả năng cung cấp các đường truyền thông để chuyển các số liệu trong lĩnh vực công nghệ, khoa học kỹ thuật và đảm bảo đáp ứng các loại ứng dụng phong phú khác nhau từ giải trí cho tới các công việc phức tạp. Các mạng này còn có khả năng truyền tải thông tin với tốc độ khác nhau từ vài ký tự trong một giây tới hàng Gbit/s. Theo một nghĩa rộng hơn, các mạng này cung cấp chức năng truyền tải thông tin một cách linh hoạt. Thông tin truyền tải với tốc độ khác nhau, độ an toàn và độ tin cậy cao. Điểm này khác xa so với khả năng của mạng điện thoại được hình thành để truyền tải tín hiệu tiếng nói với tốc độ cố định 64Kbit/s, độ an toàn và tin cậy không đồng bộ. Điểm quan trọng ở đây là các thiết bị trên mạng viễn thông cùng có sự thoả thuận về việc trình bày thông tin dưới dạng số và các thủ tục trên các đường truyền. Tất cả các quy ước, thoả thuận và các quy tắc nhằm xác định thông tin số trao đổi với nhau gọi là các giao thức thông tin (communication protocol). Sự kết hợp (marriage) giữa hai công nghệ hàng đầu viễn thông và máy tính là một thách thức mới cho các nhà khoa học, kỹ sư và các nhà thiết kế. 19 Các mạng số liệu Các mạng riêng Truyền thông đơn hướng
  20. Điện thoại Các mạng ĐIỆN số liệu Telex Các Hai hướng Điện mạng riêng Báo VIỄN THÔNG Bưu chính CƠ Truyền thông đơn Truyền KHÍ hình hướng cáp Báo chí Phát thanh TV Hình 1.1: Viễn thông Truyền thông (Communication) là một khái niệm rộng mô tả quá trình trao đổi thông tin (exchange of information) Communication = Post + Telecommunication (Telephony, Fax, Telex, Teletex,Videotex, Data) Viễn thông (Telecommunication) là quá trình trao đổi các thông tin ở các dạng khác nhau (tiếng nói, hình ảnh, dữ liệu ) với cự ly xa nhờ vào các hệ thống truyền dẫn điện từ (truyền dẫn cáp kim loại, cáp quang, vi ba, vệ tinh). Mạng viễn thông (Telecommunications Network) là tập hợp các thiết bị (Devices), các kỹ thuật (Mechanisms) và các thủ tục (Procedures) để các thiết bị kết cuối của khách hàng có thể truy nhập vào mạng và trao đổi thông tin hữu ích. Các yêu cầu đặt ra cho mạng viễn thông là phải có khả năng cung cấp các đường truyền tốc độ khác nhau, linh hoạt, có độ tin cậy cao đáp ứng các loại hình dịch vụ khác nhau. Mạng vật lý & Mạng logic (physical and logical networks) Mạng vật lý bao gồm các hệ thống truyền dẫn, chuyển mạch như: mạng cáp nội hạt, mạng vi ba số, mạng SDH, mạng thông tin vệ tinh, mạng lưới các tổng đài. Các hệ thống được thiết lập nhằm tạo ra các đường dẫn tín hiệu giữa các địa chỉ thông 20
  21. qua các nút mạng. Mạng vật lý đóng vai trò là cơ sở hạ tầng của viễn thông, nó phục vụ chung cho liên lạc điện thoại, truyền thông dữ liệu và các dịch vụ băng rộng khác. Trên cơ sở hạ tầng đó các mạng logic được tạo ra nhằm cung cấp các dịch vụ viễn thông thoả mãn nhu cầu của xã hội. Mạng điện thoại, mạng TELEX, mạng Radio truyền thanh là các mạng logic truyền thống. Ngày nay, ngoài các mạng trên còn có có thêm các mạng khác có thể cùng tồn tại trong một khu vực, như là mạng điện thoại công cộng (PSTN), mạng dữ liệu chuyển gói công cộng (PSPDN), mạng nhắn tin (Paging network), mạng điện thoại di động, mạng máy tính toàn cầu (INTERNET), mạng số đa dịch vụ tích hợp (ISDN) vv Các mạng trên đã cung cấp hàng loạt dịch vụ viễn thông thoả mãn nhu cầu của khách hàng. Hệ thống truyền thông (Communication System): là các hệ thống làm nhiệm vụ xử lý và phân phối thông tin từ một vị trí này đến một vị trí khác và còn gọi là hệ thống thông tin. Một hệ thống thông tin bao gồm các thành phần sau: bộ mã hoá, bộ phát, môi trường truyền dẫn, bộ thu, bộ giải mã. Môi trường Thông Thông Bộ mã hoá Bộ phát Bộ thu Bộ giải mã tin truyền dẫn tin Hình 1.2: Mô hình hệ thống truyền thông Trong hệ thống truyền thông chúng ta cần quan tâm: khuôn dạng thông tin, tốc độ truyền dẫn, cự ly truyền dẫn, môi trường truyền dẫn, kỹ thuật điều chế, thủ tục phát hiện và sửa lỗi. Các phương thức truyền tín hiệu trong hệ thống truyền thông: - Đơn công (Simplex): Thông tin chỉ truyền trên một hướng, bộ thu không thể trao đổi thông tin với phía phát. 21 : Thuê bao Hình 1.4: Cấu trúc mạng điện thoại có và không có thiết bị chuyển mạch
  22. Vệ tinh truyền thông Điện thoại Điện thoại Máy Fax Máy Fax Đầu cuối dữ liệu Máy tính Đường Thiết bị Thiết bị truyền dẫn Thiết bị Thiết bị đầu cuối chuyển mạch chuyển mạch đầu cuối Hình 1.3: Các thành phần của mạng viễn thông - Bán song công (Half- Duplex): Thông tin truyền trên hai hướng nhưng không cùng thời điểm. - Song công (Full-Duplex): Thông tin truyền trên hai hướng đồng thời . II.CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MẠNG VIỄN THÔNG 1. Giới thiệu chung về mạng viễn thông . Khi xét trên quan điểm phần cứng, mạng viễn thông bao gồm các thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn. 2. Thiết bị đầu cuối Thiết bị đầu cuối là các trang thiết bị của người sử dụng để giao tiếp với mạng cung cấp dịch vụ. Hiện nay có nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối của nhiều hãng khác nhau tùy thuộc vào từng dịch vụ (ví dụ như máy điện thoại, máy fax, máy tính cá nhân ). Thiết bị đầu cuối thực hiện chức năng chuyển đổi thông tin cần trao đổi thành các tín hiệu điện và ngược lại. 22 : Thuê bao Hình 1.4: Cấu trúc mạng điện thoại có và không có thiết bị chuyển mạch Hình 1.5: Tổ chức mạng viễn thông tổng quát
  23. 3. Thiết bị chuyển mạch: Chuyển mạch có nghĩa là thiết lập một đường truyền dẫn giữa các thuê bao bất kỳ (đầu cuối). Chức năng chính của thiết bị chuyển mạch là thiết lập đường truyền này. Với thiết bị chuyển mạch như vậy, đường truyền dẫn được chia sẻ và một mạng lưới có thể được sử dụng một cách kinh tế. Trong mạng điện thoại, thiết bị chuyển mạch là các tổng đài điện thoại. Tuỳ theo vị trí của tổng đài trên mạng, người ta chia thành tổng đài chuyển tiếp quốc tế, tổng đài chuyển tiếp liên vùng và tổng đài nội hạt. : Thuê bao : Nút chuyển mạch Hình 1.4: Cấu trúc mạng điện thoại có và không có thiết bị chuyển mạch 4. Thiết bị truyền dẫn Thiết bị truyền dẫn được sử dụng để nối các thiết bị đầu cuối hay giữa các tổng đài với nhau và truyền các tín hiệu một cách nhanh chóng và chính xác. Thiết bị truyền dẫn phân loại thành thiết bị truyền dẫn thuê bao, nối thiết bị đầu cuối với tổng đài nội hạt, và thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp, nối giữa các tổng đài. Dựa vào môi trường truyền dẫn, thiết bị truyền dẫn có thể phân loại sơ lược thành thiết bị truyền dẫn hữu tuyến sử dụng cáp kim loại, cáp sợi quang và thiết bị truyền dẫn vô tuyến sử dụng không gian làm môi trường truyền dẫn. Thiết bị truyền dẫn thuê bao có thể sử dụng cáp kim loại hoặc sóng vô tuyến (radio). - Thiết bị truyền dẫn thuê bao: gồm các loại cáp kim loại, các loại cáp sợi quang hay vô tuyến. Cáp quang được sử dụng cho các đường thuê riêng và mạng thông tin số đa dịch vụ, mạng này yêu cầu một dung lượng truyền dẫn lớn. - Thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp: bao gồm hệ thống cáp quang, hệ thống cấp đồng trục, hệ thống vi ba, hệ thống thông tin vệ tinh Trong thiết bị truyền dẫn chuyển 23 Hình 1.5: Tổ chức mạng viễn thông tổng quát Hình 1.6: Cấu trúc mạng cáp đồng
  24. tiếp, một số lớn các tín hiệu hay thông tin được truyền đi một cách kinh tế qua một đường truyền dẫn đơn. III. MẠNG TRUY NHẬP 1. Mạng truy nhập là gì ? Cùng với sự phát triển của xã hội thông tin, nhu cầu sử dụng dịch vụ viễn thông ngày càng tăng từ dịch vụ điện thoại tới dịch vụ số liệu, hình ảnh và đa phương tiện. Do đó, hiện nay mạng viễn thông trên thế giới đang phát triển theo hướng số hoá hoàn toàn, đa dịch vụ và đa phương tiện. Một cách tổng quát, tổ chức một mạng viễn thông bao gồm: mạng chuyển mạch, mạng truyền dẫn và mạng truy nhập. Mạng truy Mạng truyền Mạng truy nhập dẫn nhập CPE CPE Thiết bị phía thuê Thiết bị phía thuê bao bao Mạng chuyển Mạng chuyển mạch mạch Hình 1.5: Tổ chức mạng viễn thông tổng quát Mạng truy nhập (Access Network - AN) là phần mạng giữa nút mạng (tổng đài nội hạt) và thiết bị đầu cuối của khách hàng; là mạng trung gian cung cấp dịch vụ viễn thông đến khách hàng. Mạng truy nhập nằm ở vị trí cuối cùng của mạng viễn thông bao gồm tất cả các thiết bị, đường dây kết nối giữa thiết bị đầu cuối khách hàng và nút chuyển mạch nội hạt. Dựa vào kỹ thuật và môi trường truyền dẫn được sử dụng mà người ta phân loại mạng truy nhập như sau: mạng truy nhập cáp đồng, mạng truy nhập quang, mạng truy nhập vô tuyến. 2. Mạng truy nhập cáp đồng: Đối với mạng điện thoại truyền thống (PSTN), mạng truy nhập, hay còn gọi là mạng thuê bao, gồm mạng cáp đồng kết nối giữa giá đấu dây (MDF) tại tổng đài và máy điện thoại tại nhà khách hàng. Cấu trúc chi tiết của mạng cáp đồng phân chia thành 3 phần: mạng cáp gốc, mạng cáp nhánh và dây thuê bao. 24 Hình 1.6: Cấu trúc mạng cáp đồng
  25. MDF Mạng cáp gốc Tổng đài nội hạt Tủ đấu dây Tủ đấu dây dây thuê bao Hộp đấu dây Mạng cáp nhánh Hình 1.6: Cấu trúc mạng cáp đồng Mạng truy nhập truyền thống dựa trên mạng cáp đồng như trên tồn tại một số nhược điểm sau : * Băng tần hạn chế: qua mạch vòng thuê bao tương tự hiện nay chỉ cho phép truy nhập dựa trên băng tần thoại (0,3-3,4 kHz), các tín hiệu ở thành phần tần số cao hơn băng thoại đều bị cắt bỏ tại tổng đài nội hạt. Do đó, qua mạch vòng này chỉ hỗ trợ các dịch vụ thoại truyền thống, fax nhóm 3 hoặc truyền dữ liệu tốc độ thấp qua Modem tương tự. * Suy hao lớn: cự ly tối đa của mạch vòng thuê bao tương tự như hiện nay tương đối hạn chế, khoảng 5km (tùy thuộc vào đường kính lõi cáp đồng) do đó để kéo dài cự ly này các nhà khai thác lắp đặt thêm các cuộn tải hoặc lắp các bộ tập chung thuê bao xa. * Chất lượng chưa cao: tín hiệu thoại truyền trên mạch vòng thuê bao tương tự chịu ảnh hưởng của can nhiễu điện từ và xuyên âm giữa các đôi dây với nhau. * Độ tin cậy và bảo mật thấp: khi thực hiện truyền tín hiệu trên mạch vòng thuê bao tương tự thì độ tin cậy không cao do chất lượng mạng cáp đồng nói chung còn hạn chế. Ngoài ra, tín hiệu truyền ở dạng tương tự nên độ bảo mật không cao. Để khắc phục nhược điểm của mạng truy nhập cáp đồng, người ta đưa ra công nghệ đường dây thuê bao số (DSL) để truyền dữ liệu tốc độ cao trên đôi cáp đồng truyền thống (truy nhập Internet tốc độ cao,VoD, đấu nối mạng WAN ). Kỹ thuật 25
  26. truyền dẫn số tốc độ cao qua đôi dây điện thoại khắc phục cơ bản các nhược điểm của đôi cáp đồng truyền thống như sự suy giảm tín hiệu, nhiễu xuyên âm, sự phản xạ tín hiệu, nhiễu tần số và nhiễu xung. Các ưu điểm của công nghệ ADSL: * Sử dụng các đôi dây đồng có sẵn nên không cần đường dây mới * Tốc độ truyền tín hiệu cao, một số loại DSL có thể thay đổi tùy theo đặc điểm và yêu cầu của thuê bao. * Không cần nâng cấp tổng đài. * Khả năng cung cấp dịch vụ trực tuyến, không cần quay số. * VDSL có thể kết hợp với cáp quang để cho giải pháp hợp lý truy nhập băng rộng với tốc độ rất cao. 3. Mạng truy nhập quang : Mạng truy nhập cáp quang (OAN: Optical Access Network) là mạng truy nhập dùng môi trường truyền dẫn chủ yếu là cáp sợi quang để thực hiện truyền dẫn thông tin. Nó không phải là hệ thống truyền dẫn cáp quang truyền thống mà là dựa vào mạng truy nhập để thiết kế mạng truyền dẫn cáp quang đặc biệt. Điện Điện Quang Quang Trạm chuyển Thuê bao E/O O/E mạch Sợi quang Hình 1.7 : Sơ đồ khối mạng truy nhập cáp quang Đặc điểm chính của mạng truy nhập cáp quang là: - Có thể truyền dẫn dịch vụ băng rộng, có chất lượng truyền dẫn tốt, độ tin cậy cao. - Đường kính của mạng tương đối nhỏ, có thể không cần bộ trung kế (khuếch đại, bộ lặp), nhưng do thuê bao rất nhiều cho nên phải phân phối công suất quang, có khả năng phải áp dụng bộ khuếch đại quang để bù công suất. - Tình hình thị trường rất tốt, phạm vi ứng dụng rộng lớn. - Giá thành đầu tư lớn, quản lý mạng tương đối phức tạp, cấp điện đầu xa tương đối khó khăn. 26
  27. Hình 1.8: Mạng truy nhập quang thụ động (PON) Hình 1.9: Cáp quang đến vùng dịch vụ (FTTSA) Hình 1.10: Cáp quang đến toà nhà cụm dân cư, nhà dân Mạng truy nhập quang dùng kỹ thuật ghép bước sóng được ứng dụng để truyền các dịch vụ băng rộng như truyền hình cáp CATV, truyền hình có độ nét cao (HDTV) và ISDN băng rộng cũng như các dịch vụ thoại. 4. Mạng truy nhập vô tuyến Kỹ thuật vô tuyến phát triển dựa trên kỹ thuật số tạo khả năng phát triển các dịch vụ phi thoại, có chất lượng tốt, dung lượng lớn, độ tin cậy và tính bảo mật cao. Những loại hình thông tin vô tuyến phát triển mạnh nhất hiện nay là thông tin vô tuyến cố định (WLL - Wireless Local Loop) và thông tin vô tuyến di động. Các kỹ thuật truy nhập khác nhau là: TDMA và CDMA 27
  28. Hình 1.11: Truy nhập vô tuyến Xu hướng phát triển chính của kỹ thuật truy nhập vô tuyến (Wireless Access) trong tương lai là ngày càng nâng cao chất lượng truyền dẫn, dung lượng, độ tin cậy và có thể truyền thoại và các dịch vụ số băng rộng. Hình 1.12: Hệ thống truy nhập vô tuyến Ứng dụng của kỹ thuật truy nhập vô tuyến rất linh hoạt và có thể được sử dụng với các mục đích khác nhau: - Sử dụng tại những khu vực có dân cư thưa thớt, khoảng cách giữa thuê bao và tổng đài lớn, địa hình phức tạp. Việc lắp đặt các tuyến cáp truy nhập tại những vùng này có chi phí rất lớn và do đó truy nhập vô tuyến là giải pháp tốt nhất và hiệu quả nhất. Giải pháp truy nhập vô tuyến là điển hình ở khu vực nông thôn. 28
  29. - Triển khai nhanh chóng tại những nơi địa hình hiểm trở, phức tạp, không có khả năng lắp đặt cáp từ tổng đài tới thuê bao vùng sâu, vùng xa - Lắp đặt thuê bao nhanh chóng Hoặc còn sử dụng để: - Cung cấp cho các sự kiện đặc biệt như thể thao, triển lãm, Truy nhập vô tuyến có những lợi thế hơn hẳn so với mạng truy nhập cáp đồng truyền thống ở nhiều khía cạnh: - Lắp đặt triển khai nhanh chóng. - Không cần nhân công xây dựng cống bể cáp và đi dây tới thuê bao do đó giảm được chi phí lắp đặt và bảo dưỡng. - Dễ dàng và nhanh chóng thay đổi lại cấu hình, lắp đặt lại vị trí của thuê bao. Với việc sử dụng hệ thống truy nhập vô tuyến, thiết bị của hệ thống có thể dễ dàng chuyển tới lắp đặt ở vị trí mới theo yêu cầu cụ thể đối với từng thời kỳ. - Trong những môi trường nhất định chẳng hạn như ở khu vực nông thôn thì chi phí lắp đặt của hệ thống truy nhập vô tuyến giảm hơn so với truy nhập cáp đồng, đó là chưa kể đến chi phí vận hành và bảo dưỡng cũng thấp hơn nhiều. Tuy nhiên kỹ thuật truy nhập vô tuyến cũng có những nhược điểm: - Dung lượng bị giới hạn theo dải phổ được cung cấp. - Chất lượng bị suy giảm phụ thuộc nhiều vào môi trường truyền dẫn. Nhiễu và suy hao vô tuyến là vấn đề cần được quan tâm trong hệ thống vô tuyến. - Truy nhập vô tuyến đòi hỏi phải có nguồn nuôi cho thuê bao. Điều này đã góp phần làm tăng thêm chi phí của thiết bị đầu cuối. - Vấn đề bảo mật cần phải được quan tâm đúng mức vì đối với các hệ thống truy nhập vô tuyến nếu không mã hoá thông tin thì việc nghe trộm là rất dễ dàng. IV. CHUẨN HOÁ TRONG VIỄN THÔNG 1. Vấn đề chuẩn hoá trên mạng viễn thông Thiết bị thuộc các hãng sản xuất khác nhau muốn phối hợp với nhau nhằm cung cấp các dịch vụ viễn thông thì công tác chuẩn hoá là rất cần thiết. Nó tạo điều kiện thuận lợi cho người sử dụng, cũng như cho các nhà sản xuất và các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Công tác chuẩn hoá nói chung tương đối phức tạp do gặp 29
  30. nhiều khó khăn về thời gian, kinh tế để đi đến sự thống nhất giữa các chuẩn của các hãng đưa ra. 2. Các tiêu chuẩn trong viễn thông 2.1. Các tiêu chuẩn cho phép việc cạnh tranh Các tiêu chuẩn mở sẵn sàng cho bất kỳ nhà cung cấp thiết bị của hệ thống viễn thông nào. Khi hệ thống mới được chuẩn hoá và hấp dẫn về mặt kinh doanh thì sẽ có rất nhiều nhà cung cấp có mặt tại thị trường. Nếu hệ thống nào đó bị độc quyền thì các đặc tính kỹ thuật sẽ là của riêng nhà sản xuất đó, điều này rất khó cho các nhà sản xuất mới bắt đầu việc sản xuất các hệ thống tương thích để cạnh tranh. Cạnh tranh mở tạo ra các sản phẩm rất hiệu quả về mặt giá thành dẫn đến có thể cung cấp các dịch vụ viễn thông với giá thành thấp cho người sử dụng. 2.2. Các tiêu chuẩn dẫn tới sự cân bằng về kinh tế giữa yếu tố kỹ thuật và sản xuất Các tiêu chuẩn thúc đẩy thị trường phát triển để các sản phẩm hướng tới các tiêu chuẩn chung, dẫn tới việc sản xuất mang tính phổ biến và cân bằng về kinh tế giữa sản xuất và yếu tố kỹ thuật. Việc sử dụng các vi mạch có độ tích hợp rất lớn (VLSI) và các lợi ích khác sẽ giảm giá thành và giúp cho sản phẩm dễ dàng chấp nhận hơn. Điều này dẫn tới sự phát triển về kinh tế xã hội nhờ việc cải tiến và giảm giá thành các dịch vụ viễn thông. 2.3. Các quyền lợi về chính trị hình thành nhiều tiêu chuẩn khác nhau như Châu Âu, Nhật bản và Mỹ. Việc chuẩn hoá không chỉ là vấn đề kỹ thuật. Đôi khi các quyền lợi về chính trị ngăn cản việc phê chuẩn các tiêu chuẩn toàn cầu và các tiêu chuẩn khác nhau làm thích nghi giữa Châu âu, Mỹ và Nhật bản. Châu âu không muốn chấp nhận các công nghệ của Mỹ và ngược lại vì muốn bảo vệ ngành công nghiệp của họ. Một trong các ví dụ tiêu biểu về quyết định mang tính chính trị (vào những năm 70) là luật mã hoá PCM của Châu âu được đưa ra thay vì sử dụng luật của Mỹ. Một ví dụ gần đây là quyết định của Mỹ về việc không chấp nhận công nghệ GSM của Châu âu là công nghệ thông tin di động tế bào số chính. 30
  31. 2.4. Các tiêu chuẩn quốc tế đe doạ các ngành công nghiệp của các nước lớn nhưng là cơ hội tốt cho nghành công nghiệp các nước nhỏ. Các nhà sản xuất chính của các nước lớn có thể không ủng hộ việc chuẩn hoá quốc tế vì nó mở thị trường nội địa của họ thành các cuộc cạnh tranh quốc tế. Các nhà sản xuất của các nước nhỏ muốn được hỗ trợ chuẩn hoá vì họ phụ thuộc các thị trường nước ngoài. Thị trường nội địa của họ không đủ lớn và họ tìm kiếm một thị trường mới cho công nghệ của họ. 2.5. Các tiêu chuẩn làm các hệ thống thuộc các nhà cung cấp khác nhau có thể kết nối với nhau. Mục đích chính về mặt kỹ thuật của sự chuẩn hoá là giúp các hệ thống cùng hay thuộc các mạng khác nhau có thể ‘hiểu’ lẫn nhau. Các tiêu chuẩn gồm các chỉ tiêu kỹ thuật để các hệ thống tương thích với nhau và hỗ trợ cho việc cung cấp trên diện rộng hay ngay cả đối với các dịch vụ toàn cầu dựa trên các công nghệ chuẩn hoá. 2.6. Các tiêu chuẩn giúp người sử dụng và nhà điều hành mạng của các hãng độc lập, tăng độ sẵn sàng của hệ thống. Một giao diện chuẩn giữa thiết bị đầu cuối và mạng cho phép các thuê bao có thể mua các thiết bị đầu cuối của nhiều hãng khác nhau. Các giao diện chuẩn giữa các hệ thống trong mạng cho phép các nhà điều hành mạng sử dụng các hệ thống của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Việc chuẩn hoá cải tiến độ sẵn sàng và chất lượng của hệ thống cũng như giảm giá thành của chúng. 2.7. Các tiêu chuẩn làm cho các dịch vụ quốc tế có tính khả thi Việc chuẩn hoá đóng vai trò chủ chốt trong việc cung cấp các dịch vụ quốc tế. Ví dụ các tiêu chuẩn toàn cầu chính thức như dịch vụ thoại, ISDN, dịch vụ chuyển mạch gói X.25 toàn cầu, telex và fax. Các tiêu chuẩn của một số hệ thống có thể không được chấp nhận rộng rãi một cách chính thức; nhưng nếu hệ thống trở nên phổ biến trên thế giới thì một dịch vụ toàn cầu có thể được thực hiện. Các ví dụ gần đây về các dịch vụ này như thông tin GSM và Internet với WWW. Các ví dụ về các phạm vi chuẩn hoá quốc tế chỉ rõ sự ảnh hưởng chuẩn hoá đối với cuộc sống hàng ngày: 31 Hình 1.13 : Các nhóm liên quan
  32. * Các bước ren của đinh ốc (ISO, uỷ ban kỹ thuật 1): Một trong các lĩnh vực đầu tiên được chuẩn hoá. Vào những năm 60 một bóng đèn của ô tô không thể lắp vừa vào ôtô khác. Nhưng chúng đã được chuẩn hoá quốc tế và hầu hết tương thích với nhau. * Việc đánh số điện thoại quốc tế, mã quốc gia: Nếu việc nhận dạng thuê bao trên toàn cầu không duy nhất thì các cuộc gọi tự động không thực hiện được. * Giao tiếp thuê bao điện thoại. * Mã hoá PCM và cấu trúc khung cơ sở : làm cho các tuyến nối số hoá trong nước và quốc tế giữa các mạng thực hiện được. * Các hệ thống phát thanh và truyền hình. * Các tần số dùng cho vệ tinh và các hệ thống thông tin vô tuyến khác. * Các bộ nối và các tín hiệu của PC, máy in và các giao diện với modem * LAN: cho phép chúng ta sử dụng các máy tính từ bất kỳ nhà sản xuất nào trong mạng của công ty. 3. Các tổ chức chuẩn hoá quốc tế : Có rất nhiều tổ chức tham gia vào công việc chuẩn hoá. Chúng ta xem xét chúng theo 2 khía cạnh: ai là những người tham gia vào thương mại viễn thông liên quan đến chuẩn hoá và nhà cầm quyền nào ủng hộ các tiêu chuẩn chính thức. 3.1. Các nhóm liên quan Các nhà khai thác mạng ủng hộ việc chuẩn hoá: *Để tăng cường khả năng tương thích các hệ thống viễn thông *Có khả năng cung cấp các dịch vụ trên diện rộng và ngay cả đối với các dịch vụ quốc tế * Có khả năng mua thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau Các nhà sản xuất thiết bị tham gia vào chuẩn hoá: * Để lấy các thông tin về tiêu chuẩn trong tương lai phục vụ cho hoạt động phát triển càng sớm càng tốt * Để hỗ trợ cho các tiêu chuẩn dựa trên công nghệ của chính họ * Để hạn chế việc chuẩn hoá nếu nó ảnh hưởng đến thị trường của họ Các người sử dụng dịch vụ tham gia vào việc chuẩn hoá * Để hỗ trợ cho sự phát triển của các dịch vụ chuẩn hoá quốc tế 32 Hình 1.13 : Các nhóm liên quan
  33. * Để hiểu được các nhà cung cấp hệ thống tương đương (mạng có nhiều nhà cung cấp tham gia) * Để tăng khả năng tương thích cho các hệ thống của họ Các nhóm quan tâm khác bao gồm: * Các công chức của chính phủ những người mà quan tâm đến việc cố định hướng quốc gia tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế. Các chuyên gia thuộc các viện nghiên cứu muốn trở thành các nhà phát minh ra các định hướng kỹ thuật mới. Người sử dụng Chuyên gia thuộc viện hàn lâm Nhà khai thác mạng Nhà sản xuất thiết bị Hình 1.13 : Các nhóm liên quan 3.2. Các cơ quan có thẩm quyền về chuẩn hoá quốc gia Các cơ quan có thẩm quyền về chuẩn hoá phê chuẩn các tiêu chuẩn chính thức. Rất nhiều tiêu chuẩn quốc tế bao gồm các lựa chọn từ đó các nhà có thẩm quyền quốc gia chọn ra một tiêu chuẩn quốc gia. Các lựa chọn này được kèm theo vì không tìm được các quan niệm toàn cầu chung. Đôi khi một số khía cạnh để mở và chúng yêu cầu một tiêu chuẩn quốc gia. Ví dụ cơ quan có thẩm quyền ở các quốc gia đưa ra kế hoạch đánh số cho mạng điện thoại quốc gia và việc phân bổ tần số trong nước họ. Họ quan tâm tới tất cả các lĩnh vực chuẩn hoá và có các tổ chức được chuyên môn hoá hay là các nhóm làm việc cho việc chuẩn hoá mỗi lĩnh vực kỹ thuật riêng như là công nghệ viễn thông và công nghệ thông tin. ANSI DIN BSI SFS 33
  34. Hình 1.14: Một số ví dụ về các cơ quan chuẩn hoá quốc gia (BTI, Viện chuẩn hoá Anh; DNI, Deutche Industrie-Normen; ANSI, Việnc chuẩn hoá quốc gia mỹ; SFS, Viện chuẩn hoá Phần Lan) 3.3 Các tổ chức ở Châu âu Các tổ chức chuẩn hoá Châu âu quan trọng nhất có trách nhiệm phát triển các tiêu chuẩn Châu âu rộng rãi tới các quốc gia khác để cải tiến các dịch vụ viễn thông của Châu âu. Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu (ETSI) là một cơ quan độc lập có nhiệm vụ tạo ra các tiêu chuẩn cho Châu âu. Các nhà khai thác mạng và các nhà sản xuất cũng tham gia vào công việc chuẩn hoá. ETSI CEPT CEN/ CENELEC Hình 1.15: Các tổ chức chuẩn hoá châu Âu Hội đồng chuẩn hoá về kỹ thuật điện Châu Âu/ hội đồng chuẩn hoá Châu Âu (CEN/CENELEC) hợp tác thành một tổ chức chuẩn hoá cho công nghệ thông tin. Nó tương ứng với IEC/ISO về cấp toàn cầu và quan tâm tới các khía cạnh môi trường và cơ điện học. Hội nghị Châu âu về quản lý bưu chính và viễn thông (CEPT) cũng đã làm các công việc của ETSI trước khi cơ quan thông tấn của uỷ ban Châu âu (Green Paper) mở ra sự cạnh tranh ở Châu âu trên thị trường viễn thông. Việc mở cửa viễn thông yêu cầu cơ quan về điện thoại, điện báo và bưu chính (PTT) của các quốc gia trở thành các nhà điều hành mạng bình đẳng với các nhà điều hành mạng khác và họ không được phép xây dựng các tiêu chuẩn nữa. Một ví dụ về các tiêu chuẩn được ETSI đưa ra là hệ thống thông tin di động tế bào số GSM được chấp nhận ở một số nước Châu âu, xem như 1 tiêu chuẩn chính cho thông tin di động toàn cầu hiện nay. 34
  35. 3.4 Các tổ chức của Mỹ Cơ quan có thẩm quyền về tiêu chuẩn của Mỹ, ANSI- Viện nghiên cứu tiêu chuẩn quốc gia Mỹ, viện nghiên cứu kỹ thuật điện và điện tử (IEEE) là một trong các cơ quan chuyên môn lớn nhất trên thế giới đã tạo ra nhiều tiêu chuẩn quan trọng về viễn thông. Một trong số các tiêu chuẩn này như tiêu chuẩn cho mạng cục bộ (LAN) được ISO chấp nhận là tiêu chuẩn quốc tế. Hiệp hội công nghiệp điện tử (EIA) là tổ chức của các nhà sản xuất thiết bị điện tử của Mỹ. Rất nhiều tiêu chuẩn của họ như các bộ nối của máy tính cá nhân được chấp nhận toàn cầu. Ví dụ, tiêu chuẩn về giao diện số liệu EIA RS –232 tương đương với khuyến nghị V.24/28 của ITU-T. IEEE FCCFCC EIA Hình 1.16: Các tổ chức chuẩn hoá Mỹ Uỷ ban truyền thông liên bang (FCC) thực ra không phải là cơ quan xây dựng các tiêu chuẩn nhưng là cơ quan điều tiết. Nó là cơ quan quản lý nhà nước quy định về truyền thông vô tuyến và hữu tuyến, đóng vai trò quan trọng, ví dụ trong sự phát triển các đặc điểm kỹ thuật về bức xạ và độ nhạy của nhiễu điện từ trong các thiết bị viễn thông. 3.5 Các tổ chức toàn cầu Liên minh viễn thông quốc tế (ITU) là một cơ quan chuyên môn của liên hợp quốc chịu trách nhiệm về viễn thông. ITU gồm gần 200 nước thành viên và công tác chuẩn hoá được chia thành các phần chính: ITU-T (trước đây gọi là CCITT) và ITU- R (trước đây gọi là CCIR). Hội đồng tư vấn điện thoại và điện báo quốc tế CCITT/ ITU-T nay gọi là ITU- T, T viết tắt của Viễn thông. Hội đồng tư vấn về vô tuyến quốc tế CCIR/ITU-R nay được gọi là ITU-R trong đó R viết tắt của vô tuyến. ITU-T và ITU-R xuất bản ra các khuyến nghị, thực ra chúng là các tiêu chuẩn chính về các mạng viễn thông. ITU-T xây dựng các tiêu chuẩn về các mạng viễn thông công cộng (ví dụ như ISDN), và ITU-R về vô tuyến như việc sử dụng tần số 35 Các kế hoạch cơ bản trong mạng viễn thông Đánh số, tạo tuyến, báo hiệu, đồng bộ, tính cước, truyền dẫn, chất lượng dịch vụ MẠNG VIỄN Thiết bị THÔNG Thiết bị Thiết bị chuyển mạch ngoại vi Truyền dẫn Hình 2.1: Các thành phần trong mạng viễn thông
  36. trên thế giới và các đặc tính kỹ thuật của các hệ thống vô tuyến. Rất nhiều nhóm tham gia vào công việc này nhưng chỉ có các cơ quan thuộc quốc gia mới có quyền bỏ phiếu. ITU-T trước đây là CCITT đã xây dựng hầu hết các tiêu chuẩn toàn cầu cho các mạng công cộng. Tổ chức chuẩn hoá quốc tế/ Uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế (ISO/IEC) là tổ chức chung chịu trách nhiệm về chuẩn hoá công nghệ thông tin. ISO chịu trách nhiệm chuẩn hoá trong lĩnh vực truyền số liệu và giao thức, còn IEC trong lĩnh vực kỹ thuật điện (ví dụ như các bộ nối) và các mặt khác về môi trường. ITU-T (CCITT) ISO/IEC ITU-R(CCIR) Hình 1.17: Các tổ chức chuẩn hoá toàn cầu 3.6 Các tổ chức khác Lực lượng đặc nhiệm về kỹ thuật Internet (IETF) quan tâm tới việc chuẩn hoá các giao thức TCP/IP cho Internet Diễn đàn phương thức truyền thông dị bộ (ATM) là tổ chức mở thuộc các nhà sản xuất thiết bị ATM, hỗ trợ khả năng tương thích giữa các hệ thống của nhiều nhà cung cấp khác nhau. Diễn đàn quản lý mạng là tổ chức của các nhà sản xuất hệ thống để tăng tốc cho sự phát triển của các tiêu chuẩn về quản lý. Với sự trợ giúp của các tiêu chuẩn này các nhà điều hành mạng có thể điều khiển và giám sát mạng có thiết bị của nhiều hãng một cách hiệu quả từ trung tâm quản lý. Sau đó các đề xuất được chuyển tới ITU-T và ISO để được chấp thuận một cách chính thức trên thế giới. Ngoài ra còn có nhiều tổ chức khác; hàng năm, một số nhóm mới xuất hiện thêm (hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM, biên bản ghi nhớ về các điều kiện và diễn đàn đường dây thuê bao số không đối xứng ADSL), còn một số tổ chức khác thì giải thể 36 Các kế hoạch cơ bản trong mạng viễn thông Đánh số, tạo tuyến, báo hiệu, đồng bộ, tính cước, truyền dẫn, chất lượng dịch vụ MẠNG VIỄN Thiết bị THÔNG Thiết bị Thiết bị chuyển mạch ngoại vi Truyền dẫn Hình 2.1: Các thành phần trong mạng viễn thông
  37. CHƯƠNG II CÁC KẾ HOẠCH CƠ BẢN XÂY DỰNG MẠNG VIỄN THÔNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC KẾ HOẠCH Việc lập kế hoạch trong mạng viễn thông nói chung và trong mạng điện thoại nói riêng được nhà quản lý viễn thông đưa ra phải rất rõ ràng và mang tính chất tổng thể. Tất cả mọi vấn đề được xem xét kỹ càng, cụ thể như việc sử dụng các thiết bị đang tồn tại, sự phát triển dân số trong các khu vực và sự phát triển của nền kinh tế nói chung hay sự chuyển hoá sang các công nghệ mới. Trong vấn đề lập kế hoạch thì yếu tố thời gian để phù hợp với các kế hoạch này là rất quan trọng, phù hợp với việc đầu tư hay dự báo dài hạn. Trong mạng viễn thông, các thành phần trên mạng (thiết bị chuyển mạch , thiết bị truyền dẫn, thiết bị ngoại vi) đảm nhiệm những chức năng riêng của nó nhưng để đảm nhiệm chức năng của một mạng thì cần phải có sự kết hợp hài hoà giữa chúng. Các kế hoạch cơ bản nhằm phối hợp các thiết bị trên đảm bảo thực hiện chức năng mạng. Các kế hoạch cơ bản (các quy tắc cơ bản cho thiết kế mạng) sau được coi là nền tảngCác cho kế việc hoạch xây cơ dựng bản trong mạng mạng viễn viễn thông. thông Đánh số, tạo tuyến, báo hiệu, đồng bộ, + Cấu hình mạng tính dùng cước, để truyền tổ chức dẫn, mạng chất lượngviễn thông. dịch vụ + Kế hoạch đánh số qui định việc hình thành các số (quốc gia và MẠNGquốc tế ) và các chức năng của từng thành phần. VIỄN Thiết bị THÔNG Thiết bị CÁC PHẦN TỬ TRÊN MẠNG Thiết bị + Kế hoạch tạo tuyến quychuyển định việc mạch chọn tuyến giữa các nút mạng cho truyền tải lưu ngoại vi Truyền dẫn lượng thông tin đảm bảo hiệu quả về kinh tế cũng như kỹ thuật. + Kế hoạch báoHình hiệu 2.1: quy Các định thành các phầnthủ tục trong truyền mạng các viễn thông thông tin điều khiển giữa các nút mạng để thiết lập, duy trì và giải toả cuộc thông tin. + Kế hoạch đồng bộ quy định thủ tục phân phối tín hiệu đồng hồ giữa các nút mạng sao cho chúng hoạt động đồng bộ với nhau. + Kế hoạch tính cước xây dựng cơ sở tính cước cho các cuộc thông tin. + Kế hoạch truyền dẫn quy định các chỉ tiêu và các tham số kỹ thuật cho quá trình truyền dẫn tín hiệu trên mạng. 37  : Thiết bị đầu cuối : Đường dây thuê bao hay trung kế : Tổng đài nội hạt : Tổng đài chuyển tiếp Hình 2.2: Các cấu hình mạng cơ bản
  38. + Kế hoạch chất lượng thông tin chỉ ra mục đích cho việc tổ chức khai thác và bảo dưỡng trên mạng. I.1. Cấu hình mạng 1. Giới thiệu Công nghệ cấu hình mạng xử lý các vấn đề về nhu cầu (dựbáo nhu cầu và dự báo lưu lượng), ước tính số lượng các tổng đài nội hạt theo vùng dịch vụ, cung cấp các dịch vụ yêu cầu và phác hoạ vùng tổng đài toll. Công nghệ này cũng đưa ra một số kiểu (cấp độ mạng), cấu trúc mạng (lưới hoặc sao), các thành phố trong đó lắp đạt các tổng đài toll, và các tuyến trực tiếp cũng như thay thế. 2. Các cấu hình mạng cơ bản Các cấu hình mạng cơ bản bao gồm mạng hình lưới, mạng hình sao và mạng kết hợp giữa hình sao và hình lưới. 2.1. Mạng hình lưới Hình 2.2 minh hoạ một mạng viễn thông được hình thành thông qua việc kết nối các tổng đài với nhau một cách trực tiếp, mạng viễn thông tổ chức như vậy gọi là mạng hình lưới.Với cấu hình mạng này thì không cần thiết một tổng đài trung gian nào làm chức năng chuyển tiếp và chức năng chọn tuyến, cũng đơn giản bởi vì các tổng đài đều nối với nhau trực tiếp. Tuy nhiên, khi số lượng tổng đài lớn thì số lượng tuyến nối giữa chúng tăng lên rất nhanh, do đó mạng hình lưới không phù hợp với mạng có kích cỡ lớn. Ví dụ nếu số lượng tổng đài là n thì số lượng đường nối giữa chúng có thể được tính như sau = n(n-1)/2. 38  : Thiết bị đầu cuối : Đường dây thuê bao hay trung kế : Tổng đài nội hạt : Tổng đài chuyển tiếp Hình 2.2: Các cấu hình mạng cơ bản
  39.                               a. Mạng hình lưới b. Mạng hình sao c. Mạng kết hợp  : Thiết bị đầu cuối : Đường dây thuê bao hay trung kế : Tổng đài nội hạt : Tổng đài chuyển tiếp Hình 2.2: Các cấu hình mạng cơ bản Khi lưu lượng giữa các tổng đài nhỏ thì số lượng kênh trên các tuyến cũng ít do đó không hiệu quả trong việc sử dụng đường truyền. Nhìn chung mạng hình lưới chỉ phù hợp cho trường hợp khi một số ít tổng đài tập trung trong một khu vực nhỏ và lưu lượng thông tin lớn. Về vấn đề tài chính, mạng hình lới phù hợp khi giá thành truyền dẫn rẻ hơn so với giá thành chuyển mạch. Trong trường hợp có lỗi trong tổng đài thì sự ảnh hưởng của lỗi sẽ nhỏ không ảnh hưởng nhiều đến các hệ thống khác. 2.2. Mạng hình sao Hình 2.2 mô tả một mạng hình sao, mạng này hình thành khi các tổng đài nội hạt kết nối với nhau qua tổng đài chuyển tiếp giống như hình ngôi sao. Trong trường hợp này lưu lượng sẽ tập trung phần lớn tại tổng đài chuyển tiếp do đó hiệu quả cuả việc sử dụng đường truyền sẽ cao hơn so với mạng hình lưới. Mạng hình sao rất thích hợp khi mà giá thành chuyển mạch nhỏ hơn so với giá thành truyền dẫn, ví dụ khi các tổng đài đặt trong một vùng rộng lớn. Đối cấu hình mạng kiểu này, nếu tổng đài chuyển tiếp có lỗi thì tất cả các cuộc gọi giữa các tổng đài nội hạt không thể thực hiện được, do đó phạm vi ảnh hưởng của lỗi là lớn. Bảng 2.1 mô tả các đặc trưng của mạng hình lưới và mạng hình sao. 39
  40. Bảng 2.1: Mô tả các đặc trưng của mạng hình lưới và mạng hình sao MẠNG HÌNH LƯỚI MẠNG HÌNH SAO Chức năng chuyển Không yêu cầu Có yêu cầu mạch chuyển tiếp Hiệu quả sử dụng Thấp khi mà số lượng mạch Cao bởi vì lưu lượng có thể kênh nhỏ được tập trung Chỉ một số phần liên quan Ảnh hưởng của lỗi Toàn mạng đến thiết bị lỗi - Giá thành chuyển mạch cao - Khi giá thành chuyển hơn giá thành truyền dẫn mạch nhỏ hơn giá thành Phạm vi áp dụng - Áp dụng trong một vùng truyền dẫn rộng mà lưu lượng giữa các - Phạm vi áp dụng đối với tổng đài lớn lưu lượng liên đài nhỏ 2.3. Mạng kết hợp Như đã đề cập ở trên, mạng hình lưới hay hình sao đều có các ưu nhược điểm riêng của nó. Do đó, một mạng kết hợp giữa mạng hình sao và mạng hình lưới được đưa ra để tập hợp các ưu điểm của hai cấu hình mạng ở trên. Cấu hình mạng kết hợp này hiện nay đang áp dụng rộng rãi trong thực tế. Trong một mạng viễn thông có cấu hình kết hợp, khi lưu lượng giữa các tổng đài nhỏ thì chúng sẽ chuyển qua tổng đài chuyển tiếp. Nếu lưu lượng giữa các tổng đài lớn thì các tổng đài nội hạt này có thể đấu nối với nhau trực tiếp. Do đó đối với mạng kết hợp thì cả thiết bị chuyển mạch và thiết bị truyền dẫn có thể được dùng một cách kinh tế hơn. 3. Phân cấp mạng 3.1. Tổ chức phân cấp Để quyết định cấu hình mạng viễn thông, chúng ta cần xem xét số lượng và việc phân bố thuê bao trong toàn mạng, mức và hướng của lưu lượng giữa các tổng đài nội hạt và giá thành thiết bị v.v. Một số tiêu chí sau đây rất quan trọng cho việc cấu hình mạng viễn thông. Khi một mạng còn nhỏ, nó được cấu hình không chia lớp như ở mạng hình sao. Nhưng khi mạng này lớn lên, việc sử dụng mạng hình lưới(không phân cấp) là 40 Tổng đài chuyển mạch quốc tế Hình 2.4: Cấu trúc phân cấp mạng điện thoại Việt Nam
  41. rất phức tạp và không hiệu quả về mặt kinh tế. Nên tổ chức phân cấp áp dụng cho các mạng có kích thước lớn. Tổ chức phân cấp minh hoạ qua hình 2.3. Tới các vùng khác Tổng đài nội hạt Tổng đài chuyển tiếp Tổng đài đường dài Hình 2.3: Mô hình phân cấp mạng 3.2. Phân cấp mạng viễn thông Việt Nam Mạng viễn thông hiện tại của Việt Nam bao gồm 4 cấp, được mô tả trong hình vẽ 2.4 : cấp quốc tế, cấp quốc gia, cấp nội tỉnh và cấp huyện. Cấp quốc tế bao gồm các tổng đài cổng quốc tế và các tuyến truyền dẫn quốc tế. Cấp quốc gia bao gồm các tổng đài chuyển tiếp đường dài và các tuyến truyền dẫn liên tỉnh, cấp nội tỉnh bao gồm các tổng đài nội hạt và tổng đài chuyển tiếp nội hạt và các tuyến truyền dẫn nội tỉnh. Cấp huyện bao gồm các tổng đài vệ tinh, cơ quan và các đường truyền dẫn giữa chúng. 41 Tổng đài chuyển mạch quốc tế Hình 2.4: Cấu trúc phân cấp mạng điện thoại Việt Nam
  42. Ha Noi Da Nang Ho Chi Minh Tổng đài chuyển GW GW GW mạch quốc tế Cấp quốc tế Mạng hình lưới TOLL TOLL Tổng đài chuyển TOLL tiếp quốc gia Cấp quốc gia TANDE M Tổng đài nội hạt/chuyển tiếp L L L L L L nội hạt Cấp tỉnh S S S S S S Các tổng đài vệ tinh Cấp huyện Miền bắc Miền trung Miền nam G Tổng đài chuyển mạch quốc tế WTO LS/TLLG Tổng đài chuyển tiếp đường dài WM Tổng đài nội hạt/ chuyển tiếp nội hạt RS Các tổng đài vệ tinh/ các tổng đài dung lượng nhỏ Hình 2.4: Cấu trúc phân cấp mạng điện thoại Việt Nam II. KẾ HOẠCH ĐÁNH SỐ 1. Giới thiệu Kế hoạch đánh số được thiết lập phải locgic và mềm dẻo. Các con số không chỉ được sử dụng như những điều kiện phân chia giới hạn cho các điểm nối điều khiển giữa các thuê bao và mạng lưới mà còn được sử dụng cho việc tính cước các cuộc gọi.Khi lập kế hoạch đánh số cần quan tâm đến các vấn đề sau: - Kế hoạch đánh số phải ổn định trong một thời gian dài, số lượng các con số phải đáp ứng đủ cho nhu cầu phát triển dung lượng trong 50 năm cũng như khi phát triển dịch vụ mới. - Trên toàn mạng quốc gia các con số phải được dùng chung để có thiết lập một cuộc gọi mà không quan tâm tới vị trí thuê bao chủ gọi. 42 Số quốc gia Hình 2.5 : Cấu tạo số quốc gia Hình 2.6 : Cấu tạo số quốc tế
  43. - Kế hoạch đánh số phải đơn giản và dễ sử dụng cho các thuê bao. Số lượng các con số càng ít càng tốt sao cho không vượt quá những quy định mà ITU-T đưa ra cho số quốc tế. - Về vấn đề chuyển mạch, kế hoạch đánh số phải đảm bảo sao cho thủ tục biên dịch, tạo tuyến và tính cước đơn giản. 2. Các hệ thống đánh số 2.1. Hệ thống đánh số đóng Hệ thống đánh số đóng là hệ thống đánh số khi toàn mạng lưới được coi như một vùng đánh số, các con số được gán cho các thuê bao trên mạng theo một khuôn dạng chuẩn . Trong hệ thống này, mỗi thuê bao có địa chỉ riêng và số lượng các con số là cố định. 2.2. Hệ thống đánh số mở Trong hệ thống đánh số đóng, khi lượng thuê bao tăng lên và mạng lớn lên thì mỗi số thuê bao phải tăng thêm số lượng các con số nhưng khi quay số với nhiều số con số như vậy thì không thuận tiện. Do đó, trong hệ thống đánh số mở, mạng được xây dựng dựa trên tập hợp các vùng đánh số đóng. Trong hệ thống này, thuê bao thuộc vùng đánh số đóng khác nhau được đấu nối với nhau nhờ việc thêm vào các con số tiền tố trung kế và các mã trung kế trước số đóng. Hệ thống này còn cho phép đấu nối các thuê bao trong một vùng, cùng tỉnh , với các số ngắn hơn. 3. Cấu tạo số 3.1. Số quốc gia : 43 Số quốc gia Hình 2.5 : Cấu tạo số quốc gia Hình 2.6 : Cấu tạo số quốc tế
  44. Tiền tố trung kế + Mã vùng + Mã tổng đài + Số thuê bao Số thuê bao Số quốc gia Hình 2.5 : Cấu tạo số quốc gia + + Mã tổng + Số thuê bao Tiền tố quốc tế + Mã quốc gia Mã vùng đài Số quốc gia Số quốc tế Hình 2.6 : Cấu tạo số quốc tế ITU-T quy định rằng con số 'O' làm số tiền tố trung kế - Mã vùng có thể bao gồm một hay vài con số . - Mỗi một tổng đài nội hạt trong một vùng được gán một mã riêng. 3.2. Số quốc tế + Đối với những quốc gia định đưa ra các dịch vụ gọi quốc tế ITU-T quy định '00' là số tiền tố quốc tế. + Mã quốc gia có thể có từ 1 tới 3 con số . ITU-T đưa ra bảng mã quốc gia của các nước . + Sự kết hợp giữa mã quốc gia và số quốc gia tạo thành số quốc tế . * ITU-T đã khuyến nghị rằng con số quốc tế không nên vượt quá 12 con số . Do đó số lượng các con số trong số quốc gia phải là (12-n). {trong đó n là số con số trong mã quốc gia (country code)}. Chú ý : ITU-T khuyến nghị rằng số lượng con số ISDN quốc tế có chiều dài tối đa là 15 con số . Giả sử rằng, có vài mạng điện thoại và ISDN trong một quốc gia, ITU-T 44
  45. mở rộng kế hoạch đánh số cho điện thoại từ 12 số lên 15 số để nhận dạng được các mạng khác nhau. 4. Các thủ tục cho việc lập kế hoạch đánh số Thông thường, kế hoạch đánh số thiết lập dựa trên các bước sau đây: * Xác định dung lượng số Dự báo nhu cầu phát triển số lượng thuê bao để quyết định số lượng các con số. Lựa chọn số chữ số * Phân vùng đánh số - Xem xét sự phù hợp giữa địa giới hành chính và vùng tính cước. - Sự phù hợp giữa vùng đặt thuê bao và vùng đặt trung tâm chuyển mạch sơ cấp. * Cấu tạo số - Xem xét sự kết hợp giữa hệ thống đánh số đóng và đánh số mở - Quy định chiều dài các số thuê bao là thống nhất. 45
  46. 4.1 Quyết định dung lượng đánh số 4.1.1 Chu kỳ cuả kế hoạch đánh số Mỗi lần một kế hoạch đánh số được thiết lập, các thay đổi trong kế hoạch xảy ra sau đó thường gây ra nhiều khó khăn. Điều đó là không tránh khỏi, vì thế việc đưa ra các chữ số và các thông số khác phải căn cứ vào việc dự báo nhu cầu điện thoại chính xác để tránh việc thiếu số. Do vậy, khi dự báo nhu cầu điện thoại phải lưu tâm tới sự phát triển trong tương lai. Trên thực tế việc thực hiện dự báo nhu cầu dài hạn là rất khó khăn. Tuy nhiên, kế hoạch đánh số nên triển khai bằng cách mỗi lần đem áp dụng vào thực tiễn thì đòi hỏi không được thay đổi trong vòng 50 năm 4.1.2 Các chữ số và dung lượng số Dung lượng số phụ thuộc vào việc có bao nhiêu chữ số được sử dụng cho việc đánh số. Dung lượng đánh số tượng trưng cho giới hạn cao hơn về tổng số thuê bao và /hoặc thiết bị đầu cuối mà có thể được cung cấp trong một vùng thích hợp. Ví dụ, nếu 4 chữ số được sử dụng cho việc đánh số thì lý thuyết nó sẽ tạo thành 10.000 số có thể sử dụng được, lên xuống từ “0000” đến “9999”. Có nghĩa là khả năng đánh số ở đây sẽ là 10.000 số. Tuy nhiên, không phải tất cả các số này đều sử dụng cho việc đánh số, bởi vì có một giới hạn được quy định cho các tìên tố trung kế và quốc tế và các mã dịch vụ đặc biệt. 4.1.3 Lựa chọn các chữ số Việc lựa chọn các chữ số phải quan tâm tới nhu cầu đánh số thuê bao mà bao gồm cả các dịch vụ đặc biệt cũng như khi các mã này được ấn định tới các thuê bao. Ví dụ, chẳng hạn ta giả sử nhu cầu đánh số trong tương lai là 9 triệu số, thì các chữ số được lựa chọn theo cách sau: a. Các điều kiện tiên quyết: - Chữ số “0” nên được sử dụng cho tiền tố trung kế - Hệ thống đánh số “1XY” nên được sử dụng cho các số của các dịch vụ đặc biệt - Mã quốc gia nên sử dụng 3 chữ số b. Các giới hạn trong việc sử dụng số: - 9 chữ số từ 1 đến 9 không bao gồn chữ số “0” được sử dụng cho chữ số đầu tiên của mã tổng đài 46
  47. c. Thực hiện phép trừ đi 3 chữ số đối với mã quốc gia từ tổng số 12 chữ số chỉ còn lại 9 chữ số. Như vậy chúng ta có thể sử dụng đến 9 chữ số cho số quốc gia - Giả sử với 8 chữ số, thì khả năng đánh số sẽ là: 9 x 8 x 106 = 72.000.000 số Do vậy, để đáp ứng được nhu cầu đánh số là 9 triệu số thì nên sử dụng 8 chữ số. Hơn nữa, cần phải quan tâm đến tổn thất khi phân tách trong dung lượng đánh số liên quan tới việc thiết lập một vùng đánh số. Để minh hoạ khái niệm tổn thất phân tách, chúng ta hãy so sánh một vùng được phục vụ bởi một tổng đài điện thoại duy nhất với một vùng được phục vụ bởi 2 tổng đài điện thoại khác nhau. Số: 2-XXXX Số: 5-XXXX Số: 6-XXXX Nhu cầu điện Nhu cầu: 5000 Nhu cầu: 3000 thoại: 8000 a. Đánh số với một tổng đài duy b. Đánh số với hai tổng đài khác nhất nhau a. Nếu là vùng được phục vụ bởi một tổng đài điện thoại duy nhất - Chữ số “2” sẽ được ấn định cho mã tổng đài - Nếu số của một thuê bao gồm 4 chữ số thì khả năng đánh số là 10.000 số, do đó sẽ đáp ứng nhu cầu trong tương lai là 8000 số. Lấy 10.000 số của khả năng đánh số trừ đi 8000 số của nhu cầu tương lai thì còn 2000 số là dung lượng không dùng đến. b. Nếu vùng được phục vụ bởi 2 tổng đài điện thoại khác nhau - Vùng dịch vụ nội hạt này được chia thành vùng A và vùng B. - Đối với vùng A, giả sử nhu cầu trong tương lai là 5000 số, chữ số 5 được ấn định cho mã tổng đài. - Đối với vùng B, giả sử nhu cầu trong tương lai là 3000 số, chữ số 6 được ấn định cho mã tổng đài. - Số thuê bao được quy định có 4 chữ số. Khả năng đánh số là 10.000 số sẽ được ấn định cho mỗi vùng A và B. Như vậy, tổng khả năng đánh số cần có là 20.000 số. Lấy 20.000 số này trừ đi 8.000 số của nhu cầu tương lai còn 12.000 số là dung lượng không dùng đến. 47
  48. Dung lượng không dùng đễn là quá cao trong trường hợp (b) cho vùng đánh số là không thích đáng. Ví dụ được trích dẫn ở trên có thể là trường hợp đặc biệt. Tuy nhiên nó lại minh hoạ cho khả năng mà các mã trung kế và/hoặc các mã tổng đài có thể thiếu nếu không lựa chọn số lượng chữ số hoàn chỉnh cho toàn bộ dung lượng đánh số. 4.2 Lựa chọn vùng đánh số Qua ví dụ trên cho thấy ccác vùng đánh số nên được lựa chọn căn cứ vào nhu cầu tương lai, theo đó việc thiếu khả năng đánh số sẽ không xảy ra.Nếu khả năng đánh số thiếu thì các số này có thể được sử dụng từ các vùng số khác. Để lựa chọn vùng đánh số đúng đắn thì cần phải đảm bảo tính nhất quán đối với khả năng đánh số, giữa các vùng dịch vụ nội hạt và các vùng tính cước. Nếu không đảm bảo tính nhất quán sẽ dẫn tới các vấn đề sau: - Các mức giá khác nhau được áp dụng cho các vùng có cùng mã trung kế và như vậy thì người sử dụng sẽ không thể hiểu nổi hệ thống tính cước - Khi các vùng cung cấp của trung tâm cơ sở giống hệt các vùng tính cước thì tổng đài có thể tạo ra một chỉ số tính cước bằng cách nhận dạng mã trung kế. Nếu có bất kỳ sự không nhất quán nào giữa các vung dịch vụ nội hạt và các vùng tính cước thì tổng đài phải nhận dạng mã tổng đài từ đó mới nhận dạng vùng tính cước. Điều này dẫn tới sự phức tạp trong hoạt động của tổng đài. Các vùng đánh số nên được lựa chọn cho toàn bộ khả năng đánh số theo đúng hệ thống phân vùng – như địa hạt quản lý mà những người sử dụng đã thông thạo. III. KẾ HOẠCH ĐỊNH TUYẾN 1. Giới thiệu Thông thường một cuộc gọi được thực hiện qua nhiều tổng đài khác nhau. Định tuyến là quá trình chọn một đường đi (tuyến) qua các nút mạng để tới đích một cách tối ưu nhất về mặt kĩ thuật cũng như về mặt kinh tế. Một số yêu cầu đặt ra: . Quá trình chọn tuyến và các thủ tục điều khiển phải đơn giản. . Đảm bảo sử dụng kênh & các thiết bị một cách hiệu quả. . Đảm bảo thiết kế và quản lý mạng dễ dàng . 48
  49. 2. Các phương pháp định tuyến 2.1. Định tuyến cố định : Định tuyến cố định là phương pháp quy định một số tuyến cố định cho việc chuyển lưu lượng giữa hai tổng đài. Do phương pháp này yêu cầu phần điều khiển rất đơn giản nên nó được ứng dụng trong các hệ thống chuyển mạch cơ điện. Tuy nhiên, phương pháp này rất hạn chế trong việc chọn tuyến dẫn đến không linh hoạt khi có kênh nào đó bị lỗi. 2.2. Định tuyến luân phiên: Phương pháp định tuyến luân phiên được tả rõ trong hình vẽ dưới đây. Giữa bất kỳ hai nút mạng nào cũng có nhiều hơn 1 tuyến. Nguyên tắc định tuyến luân phiên như sau: khi tất cả các mạch thuộc tuyến đầu tiên bận thì tuyến thứ hai được chọn. Nếu tuyến thứ 2 bận thì tuyến thứ 3 được chọn và cứ như vậy cho tới khi tìm được tuyến rỗi hoặc sẽ mất cuộc gọi đó. Tổng đài 4 Tuyến 3 Tổng đài 3 Tổng đài 1 Tuyến 2 (alternative route) Tuyến 1 Tổng đài 2 Hình 2.7: Nguyên tắc định tuyến luân phiên Phương pháp này rất hiệu quả trong việc tối ưu hoá sử dụng các kênh trung kế và thường được áp dụng giữa các tổng đài điện tử số SPC. 2.3. Định tuyến động Định tuyến động là một kiểu đặc biệt của định tuyến luân phiên như trên, một điểm khác biệt là tăng độ linh hoạt và giảm thời gian chọn tuyến giữa hai nút mạng căn cứ vào tình trạng của mạng hoặc theo thời gian định trước. Kiểu định tuyến này có thể được sử dụng giữa các tổng đài điện tử số hoặc giữa các nút trên mạng số liệu hiện nay. 49
  50. IV. KẾ HOẠCH BÁO HIỆU 1. Giới thiệu Báo hiệu là quá trình trao đổi các thông tin điều khiển liên quan đến việc thiết lập duy trì và giải toả cuộc thông tin và quản lý mạng giữa các thiết bị đầu cuối và các thiết bị chuyển mạch hay giữa các thiết bị chuyển mạch. Báo hiệu là một chức năng quan trọng đảm bảo sự kết nối giữa các tổng đài, đường truyền và các thiết bị đầu cuối mạng lưới. Khi áp dụng một hệ thống báo hiệu, nó sẽ ảnh hưởng lớn và lâu dài tới chức năng mạng lưới. Vì vậy, báo hiệu phải có tính mềm dẻo sao cho dễ thích nghi với sự mở rộng mạng lưới trong tương lai. 2. Phân loại báo hiệu Báo hiệu trong mạng điện thoại được chia thành báo hiệu thuê bao, là báo hiệu giữa thiết bị đầu cuối và tổng đài nội hạt và báo hiệu liên đài, báo hiệu giữa các tổng đài. Thiết bị đầu cuối Thiết bị đầu Tổng đài Tổng đài cuối   Báo hiệu thuê bao Báo hiệu liên đài Báo hiệu thuê bao Hình 2.8: Phân loại báo hiệu trong mạng điện thoại Báo hiệu thuê bao là quá trình trao đổi các loại tín hiệu báo hiệu giữa thuê bao và tổng đài nội hạt và ngược lại. Báo hiệu liên đài gồm báo hiệu kênh kết hợp và báo hiệu kênh chung. Đối với hệ thống báo hiệu kênh kết hợp, các tín hiệu thu và phát trên cùng một đường với tín hiệu tiếng nói. Trong khi đó ở báo hiệu kênh chung tín hiệu báo hiệu thu và phát qua một đường dành riêng cho báo hiệu khác với kênh tiếng nói. Hệ thống báo hiệu liên đài được phân chia thành 2 hệ thống chính là : Báo hiệu kênh kết hợp (CAS) và Báo hiệu kênh chung (CCS). Hệ thống báo hiệu kênh chung CCS có ưu điểm hơn so với báo hiệu kênh kết hợp như: dung lượng cao, linh hoạt, giảm phần cứng và tin cậy cao. 50
  51. Trong mạng điện có nhiều hệ thống báo hiệu khác nhau được sử dụng như báo hiệu MFC,CCITT No 5, CCITT No 6 Tuy nhiên nhu cầu của khách hàng về các dịch vụ ngày càng cao mà các hệ thống báo hiệu cũ không có khả năng đáp ứng các dịch vụ này do hạn chế về tốc độ, dung lượng và chất lượng. Do đó cần một hệ thống báo hiệu mới có khả năng đáp ứng các loại hình dịch vụ và tận dụng tối ưu khả năng của tổng đài SPC. Xuất phát từ yêu cầu về một hệ thống báo hiệu mới, gần đây có một vài hệ thống báo hiệu kênh chung được đưa vào áp dụng. Năm 1968 ITU-T đã đưa khuyến nghị về hệ thống báo hiệu kênh chung số 6 được thiết kế tối ưu cho lưu lượng liên lục địa, sử dụng trên các đường trung kế Analog, tốc độ thấp 2,4 Kbps. Vào những năm 80, ITU-T giới thiệu hệ thống báo hiệu kênh chung số 7 (CCS7) thiết kế tối ưu cho mạng quốc gia và quốc tế sử dụng trung kế số, tốc độ đạt 64 Kbps. Hiện nay trên mạng viễn thông Việt Nam sử dụng cả hai loại báo hiệu: R2 và C7. Mạng báo hiệu số 7 (C7) đưa vào khai thác tại Việt Nam theo chiến lược triển khai từ trên xuống theo tiêu chuẩn của ITU (khai thác thử nghiệm đầu tiên từ năm 1995 tại VTN và VTI). Cấu trúc mạng báo hiệu C7 xây dựng dựa trên cơ sở cấu trúc mạng chuyển mạch quốc gia nhằm chuyển tải an toàn và hiệu quả các bản tin báo hiệu CCS7 giữa các vùng lưu lượng chia thành 5 vùng báo hiệu tương ứng với 5 vùng lưu lượng thoại. Cho đến nay mạng báo hiệu số 7 đã hình thành với một cấp STP (điểm chuyển tiếp báo hiệu) tại 3 trung tâm (Hà Nội, Đà Nẵng, TP. Hồ Chí Minh) của 3 khu vực (Bắc, Trung, Nam), sử dụng loại STP tích hợp đặt tại các tổng đài chuyển tiếp quốc gia. Đối với STP quốc tế cũng là điểm chuyển tiếp lưu lượng báo hiệu SCCP cho các cuộc gọi Roaming quốc tế. V. KẾ HOẠCH ĐỒNG BỘ 1.Giới thiệu chung Trong mạng liên kết số (IDN), việc truyền dẫn và chuyển mạch các tín hiệu số trên mạng lưới được điều khiển bởi đồng hồ với một tần số riêng. Nếu các đồng hồ tại các tổng đài hoạt động độc lập với nhau thì tần số của chúng sẽ bị sai lệch, hay là hiện tượng trượt , gây ra lỗi thông tin ảnh hưởng đến chất lượng các dịch vụ . Do đó kế hoạch đồng bộ được đưa ra để xây dựng và tổ chức mạng đồng bộ đảm bảo sự 51 Hình 2.10 : Phương thức đồng bộ chủ - tớ
  52. đồng bộ trên mạng. Sự trượt các dòng bít bị ảnh hưởng khác nhau đến các dịch vụ thoại, dữ liệu hay truyền hình. 2. Các phương thức đồng bộ mạng Đồng bộ mạng là một khái niệm chung mô tả phương thức thức phân phối tín hiệu đồng hồ (common time and frequency) tới tất cả các phần tử trên mạng sao cho chúng hoạt động đồng bộ với nhau. 2.1. Phương thức cận đồng bộ (Plesiochronous Synchronization Method) Trong phương thức cận đồng bộ, các tổng đài trên mạng lắp đặt các bộ tạo dao động độc lập nhau để cung cấp tín hiệu đồng hồ điều khiển cho quá trình làm việc của tổng đài đó. Hệ thống này dùng cho mạng viễn thông quốc tế và được đánh giá như sau : Ưu điểm : - Linh hoạt trong việc mở rộng, sửa đổi và tái sử dụng mạng . - Không yêu cầu một mạng phân phối tín hiệu đồng hồ . Nhược điểm : - Tại các tổng đài trên mạng yêu cầu các đồng hồ có độ ổn định cao. - Yêu cầu cấu hình dự phòng cho các đồng hồ này. - Giá thành cho việc đồng bộ mạng cao. ∼ ∼ ∼ Hình 2.9 : Phương thức cận đồng bộ 2.2. Phương thức đồng bộ chủ tớ (Master - Slaver Synchronization Method) Trong phương thức đồng bộ chủ tớ, trên mạng đồng bộ tại một nút nào đó trang bị một đồng hồ có độ ổn định cao gọi là đồng hồ chủ. Thông qua mạng phân phối tín hiệu đồng bộ (Synchronization Network) , đồng hồ chủ sẽ phân phối tín hiệu đồng hồ tới các đồng hồ của tổng đài khác trên mạng, các đồng hồ của các tổng đài này gọi là đồng hồ tớ. Tại đây tín hiệu đồng hồ được tái tạo lại để làm nguồn đồng 52 Hình 2.10 : Phương thức đồng bộ chủ - tớ F dđ - F ra A= F dđ Fdđ - F ra 1 = * F T1- T0 dđ
  53. hồ tham khảo cho tổng đài tớ thực hiện điều khiển tạo ra tín hiệu đồng hồ đồng bộ với tổng đài chủ trên mạng. Ưu điểm: không cần yêu cầu đồng hồ tại mọi tổng đài trên mạng có độ ổn định cao (chỉ yêu cầu đồng hồ chủ) . Nhược điểm : - Yêu cầu một mạng phân phối tín hiệu đồng hồ đồng bộ (các đường truyền dẫn thông thường dùng cho mạng này ). - Khi xảy ra sai lỗi trên đường truyền, tín hiệu đồng bộ làm ảnh hưởng tới tổng đài tớ trên mạng. Đồng hồ ~ chủ Đồng hồ tớ ~ ~ Đồng hồ tớ ~ ~ ~ ~ Hình 2.10 : Phương thức đồng bộ chủ - tớ 2.3. Phương thức đồng bộ tương hỗ Trong phương thức đồng bộ này các đồng hồ khác nhau được lắp đặt tại các tổng đài trên mạng và điều khiển tương hỗ lẫn nhau để tạo ra nguồn đồng hồ bộ chung cho mọi đồng hồ trên mạng. ~ ~ ~ Hình 2.13 : Phương thức đồng bộ tương hỗ Đánh giá phương thức đồng bộ tương hỗ: Ưu điểm : 53 F dđ - F ra A= F dđ Fdđ - F ra 1 = * F T1- T0 dđ
  54. - Không yêu cầu đồng hồ có độ ổn định cao cho các tổng đài trên mạng. - Các tổng đài không cần phân cấp (khác với hệ thống đồng bộ chủ tớ). Nhược điểm : - Khi một đồng hồ tại tổng đài trên mạng bị lỗi, thì toàn mạng bị ảnh hưởng. - Các đường phân phối tín hiệu đồng hồ đồng bộ hình thành theo kiểu mạch vòng do đó việc cách ly lỗi ra khỏi hệ thống khó khăn hơn. 3. Đồng hồ và các tham số liên quan Việc đồng bộ hoá mạng lưới cơ bản là vấn đề giữ cho các đồng hồ trên mạng làm việc không sai lệch nhau về tần số cũng như về pha. Đồng hồ được định nghĩa như là một nguồn tần số, nối tới bộ chia hay bộ đếm. Nó tạo ra một gốc thời gian để kiểm soát việc định thời cho trường chuyển mạch của tổng đài số (tạo ra các xung nhịp điều khiển các mạch số nói chung) . 3.1. Các tham số tiêu biểu của đồng hồ Hai tham số quan trọng nhất có liên quan đến chất lượng đồng hồ là độ ổn định và độ chính xác. (Stability & Accuracy). + Độ chính xác (A): là mức độ tương ứng tần số của nó với một tần số chuẩn (tần số danh định ) F dđ - F ra A= F dđ A: độ chính xác; F dđ : Tần số danh định; F ra : Tần số ra + Độ ổn định (S): là mức độ mà căn cứ vào đó một đồng hồ sẽ tạo nên ở cùng một tần số trong khoảng thời gian chạy liên tục của nó. Fdđ - F ra 1 = * S F T1- T0 dđ F dđ : Tần số danh định; F ra : Tần số ra; S : Độ ổn định 54
  55. 3.2. Một số loại đồng hồ tiêu biểu Có hai nguồn đồng hồ nguyên tử và tinh thể thạch anh đều dùng để tạo dao động trong các bộ tạo xung. Một số điểm khác nhau giữa hai loại này là, ngược lại với nguồn đồng hồ nguyên tử, tần số của các đồng hồ thạch anh ổn định, sự thay đổi tần số của chúng (do lâu ngày) rất ổn định và các diễn biến tính chất của nó có thể đoán trước một cách an toàn. Diễn biến đó được dự báo trước nên có thể dùng để lặp lại chính xác tần số. Các đồng hồ điện tử gồm hai loại : loại dùng tia Cesium chuẩn gọi là đồng hồ Cs, loại dùng pin chứa khí Rubilium gọi là đồng hồ Rb. 4. Mạng đồng bộ Việt Nam Mạng đồng bộ Việt Nam hoạt động theo phương thức chủ tớ có dự phòng. Mạng đồng bộ của VNPT bao gồm 4 cấp là: cấp 0, cấp 1, cấp 2, cấp 3. Trong đó: - Cấp 0: là cấp của các đồng hồ chủ quốc gia. Sử dụng đồng hồ có độ ổn định tần số,1.10E-11 (đồng hồ Cesium). - Cấp 1: là cấp trục đồng bộ trực tiếp từ đồng hồ chủ (PRC) tới các tổng đài nút chuyển tiếp quốc tế, chuyển tiếp quốc gia và các đồng hồ thứ cấp. - Cấp 2: là cấp mạng đồng bộ từ đồng hồ của các nút chuyển tiếp quốc tế hoặc chuyển tiếp quốc gia hoặc đồng hồ thứ cấp tới các tổng đài HOST và các tổng đài có trung kế với các nút chuyển tiếp quốc tế và chuyển tiếp quốc gia. - Cấp 3: là cấp mạng đồng bộ từ đồng hồ của các tổng đài HOST và từ các tổng đài có trung kế với các nút chuyển tiếp quốc tế và chuyển tiếp quốc gia tới các thiết bị thuộc phần mạng cấp thấp hơn. Đồng bộ cho các mạng nội hạt Mạng nội hạt có tuyến truyền dẫn SDH quốc gia(1): + Tín hiệu đồng bộ lấy từ tuyến trục SDH quốc gia đồng bộ cho tổng đài Host (tổng đài Host phải được trang bị cổng đồng bộ 2MHz) + Trong trường hợp Host chưa trang bị cổng lấy tín hiệu đồng bộ 2MHz thì lấy tín hiệu trực tiếp từ luồng E1 có lưu lượng. Mạng nội hạt chỉ có tuyến truyền dẫn PDH(2): + Tín hiệu đồng bộ lấy trực tiếp từ luồng E1 để đồng bộ cho Tổng đài Host. 55
  56. - Ưu tiên 1: Lấy tín hiệu đồng bộ từ các tuyến truyền dẫn cáp quang. - Ưu tiên 2: Lấy tín hiệu đồng bộ từ các tuyến truyền dẫn viba. Các tuyến truyền dẫn SDH nội tỉnh phải đồng bộ theo tín hiệu đồng bộ của tuyến trục truyền dẫn quốc gia thông qua bộ phân phối tín hiệu đồng bộ SASE. Các tổng đài vệ tinh và độc lập đồng bộ theo tổng đài Host theo tín hiệu đồng bộ lấy từ tuyến truyền dẫn nội tỉnh theo phương thức đã mô tả ở (1) và (2) tương ứng. Các thiết bị khi đưa vào khai thác hoạt động trên mạng viễn thông của VNPT phải đảm bảo yêu cầu không làm tăng cấp mạng đồng bộ. VII. KẾ HOẠCH TÍNH CƯỚC 1. Giới thiệu chung Hàng năm trên mạng viễn thông, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông phải đầu tư nhiều cho việc vận hành, bảo dưỡng cũng như phát triển, quản lý mạng, do đó các thuê bao phải trả cước cho các dịch vụ mà họ sử dụng. Để xác định mức cước mà thuê bao phải trả cho các dịch vụ viễn thông và các tiêu chí cho tính cước việc lập kế hoạch tính cước để đưa ra các loại cước, số tiền và phương pháp tính toán phù hợp là rất cần thiết. Để đảm bảo xây dựng được hệ thống tính cước phù hợp như trên thì kế hoạch tính cước phải thoả mãn một số yêu cầu sau đây: - Quy tắc tính cước phải công bằng, dễ hiểu đối với khách hàng và đơn giản cho nhà quản lý. - Hệ thống tính cước riêng phải phù hợp với cấu trúc tính cước chung. - Hệ thống tính cước phải khuyến khích nhu cầu sử dụng dịch vụ thuê bao hay dịch vụ mới. - Các thiết bị và kỹ thuật cho việc tính cước phải tin cậy chính xác. Cước được phân chia thành 3 loại : - Chi phí lắp đặt ban đầu (Installation fee) khi phát triển thuê bao mới thì các cơ quan chủ quản phải đầu tư cho lắp đặt dây cáp, do đó thông thường khi mới lắp đặt thì người sử dụng phải trả một khoản tương đối lớn. - Chi phí cho đăng ký dịch vụ (Subscription fee) đây là một khoản chi phí cố định để duy trì hoạt động của đường dây và các thiết bị liên quan. 56
  57. - Cước cho cuộc thông tin (Call charge) hai kiểu trên thì cố định và không yêu cầu một thiết bị hay một cách tính nào nhưng đối với việc tính cước cho các cuộc thông tin thì phức tạp hơn phụ thuộc vào thời gian, khoảng cách. 2. Các tiêu chí cho việc tính cước 2.1. Tính cước dựa trên số lượng cuộc gọi Phương pháp này chỉ quan tâm đến số lượng cuộc gọi, không đề cập đến thời gian duy trì cuộc gọi. Ưu điểm là đơn giản hoá các thiết bị tính và lưu cước, nhưng nhược điểm là các cuộc gọi có thể diễn ra lâu. 2.2. Tính cước dựa trên thời gian duy trì cuộc gọi Thời gian duy trì cuộc gọi được tính từ khi thuê bao bị gọi nhấc máy trả lời cho tới khi cuộc gọi được giải phóng. Trong phương pháp này có lợi khi mà cuộc gọi diễn ra dài. 2.3. Tính cước dựa trên thời gian duy trì cuộc gọi và khoảng cách Thông thường các cuộc gọi đường dài cần sử dụng nhiều thiết bị hơn so với các cuộc gọi nội hạt nên cước sẽ cao hơn. Do đó khoảng cách là tiêu chí quan trọng cho việc tính cước cho các cuộc gọi đường dài cùng với thời gian duy trì cuộc gọi. Khoảng cách ở đây đề cập tới khoảng cách giữa tổng đài chủ gọi và tổng đài bị gọi. Để phục vụ cho việc tính cước, mạng quốc gia được chia thành nhiều vùng cước khác nhau mỗi vùng được quy định một mức cước cố định. 2.4. Tính cước phụ thuộc vào khối lượng thông tin Trong thông tin số liệu thì việc tính cước có thể dựa trên khối lượng thông tin đã được chuyển. Khối lượng thông tin (bit) = Tốc độ bít * thời gian truyền Kiểu tính cước này thì rất dễ hiểu đối với người sử dụng. Đối với thông tin số liệu, ví dụ trong chuyển mạch gói cước được tính phụ thuộc số lượng gói được chuyển đi. * Ngoài ra còn có phương pháp tính cước phụ thuộc vào từng thời điểm trong ngày. Ví dụ tính cước cho buổi đêm, cuối tuần hay vào những dịp lễ. Khi mà lưu lượng thấp thì có thể giảm giá để tăng nhu cầu sử dụng dịch vụ. 57 Hình 2.14 : Ví dụ việc tính cước theo chu kỳ cố định
  58. 3. Các hệ thống tính cước 3.1. Hệ thống tính cước đều (Flat - Rate System) Đây là cách tính cước đơn giản nhất, không quan tâm tới số lượng cuộc gọi cũng như thời gian duy trì cuộc gọi. Một mức cước cố định được đặt ra cho người sử dụng trong một khoảng thời gian thông thường là một tháng. Tuy nhiên phương pháp này có một số ưu nhược điểm. . Ưu điểm : - Không yêu cầu thiết bị liên quan tới tính cước . - Công tác quản lý rất đơn giản . - Người sử dụng biết trước được mức cước mà họ phải trả . - Khuyến khích việc sử dụng dịch vụ với các thiết bị đã có sẵn. . Nhược điểm: - Hệ thống không công bằng đối với người sử dụng. - Hạn chế việc đăng ký thuê bao mới. - Thuê bao không điều chỉnh được mức mà họ phải trả. 3.2. Hệ thống tính cước dựa trên cuộc thông tin (Measured - Rate System) Trong các hệ thống tính cước theo cuộc gọi thì thông tin cước có thể phụ thuộc vào thời gian duy trì cuộc gọi và khoảng cách thông tin. Nếu mức cước cho một cự ly cố định trong khoảng thời gian T là a thì mức cước cho một cuộc thông tin có thể tính theo công thức sau: Mức cước = a * t/T Trong đó : a : là mức cước cho một cự ly nhất định trong khoảng thời gian T t : là thời gian duy trì cuộc thông tin T: Chu kỳ tính Tuỳ thuộc vào sự thay đổi của chu kỳ tính hay tỉ giá trên một đơn vị đo mà chúng ta có thể có hai cách tính cước. a. Phương pháp tính cước theo chu kỳ cố định Chu kỳ T là cố định, giá trị a thay đổi theo khoảng cách của cuộc thông tin. Đối với các thao tác nhân công , phương pháp này rất phổ biến do thiết bị đơn giản (gồm đồng hồ đo và cách tính đơn giản). Chu kỳ ở đây thông thường được chọn là 3 phút khi cuộc gọi bắt đầu và sau đó là một phút. 58 Hình 2.14 : Ví dụ việc tính cước theo chu kỳ cố định
  59. Đối với các hệ thống chuyển mạch không điều khiển theo nguyên tắc SPC thì tỉ giá a thay đổi nhờ việc thay đổi của số lượng các xung đo được theo từng khoảng cách. Do số lượng các vùng cước tăng lên và các thiết bị rất phức tạp. Ví dụ Vùng B 20 Km 70Km Vùng C Vùng A Hình 2.14 : Ví dụ việc tính cước theo chu kỳ cố định Giả sử một cuộc gọi diễn ra khoảng 5 phút 30 giây giữa thuê bao thuộc vùng A, B và C. Trong trường hợp này thì tỉ giá trên một đơn vị đo lường được tính như bảng sau . Bảng 2.2: Tính cước theo chu kì cố định Khoảng cách Từ 1 tới 3 phút đầu Mỗi phút sau đó < 40 Km 60 20 41 - 60 Km 90 30 61 - 80 Km 120 40 * Đối với cuộc gọi từ vùng A tới vùng B 60 20 20 20 Tổng 120 0 3 4 5 6 Phút * Đối với cuộc gọi từ vùng A tới vùng C 120 40 40 40 Tổng 240 60 0 0 0 3 4 5 6 Phút 59
  60. b. Phương pháp đo các xung theo chu kỳ Tại kiểu tính cước này thì tỉ giá trong một đơn vị đo lường a là cố định và chu kỳ T sẽ thay đổi phục thuộc vào khoảng cách. Trong trường hợp này ngay cả khi số lượng các vùng cước tăng lên thì không ảnh hưởng đến thiết bị vì chỉ cần thay đổi giá trị T. Bởi vậy thiết bị tính cước trong tổng đài non- SPC không bị phức tạp. Tương tự như ví dụ trên khi một cuộc gọi diễn ra trong khoảng 5 phút 30 giây cho 3 vùng A,B và C đối với phương pháp tính cước mà có chu kỳ thay đổi thì được minh hoạ theo hình vẽ và bảng sau. Vùng B 20 Km 70Km Vùng C Vùng A Hình 2.15 : Ví dụ việc tính cước theo chu kỳ thay đổi Bảng 2.3: Tính cước theo chu kì thay đổi Chu kỳ với mức cước trên một đơn vị đo lường là Cự li thông tin 10 < 40 Km 30 s 41 – 60 Km 20 s 61 – 80 Km 15 s 5 phút 30 giây = 330 giây * Đối với cuộc gọi A – B: 10 * 330/30 = 110 * Đối cuộc gọi A – C: 10 * 330/15 = 220 . Qua hai ví dụ trên ta thấy rằng mức cước được tính cho thuê bao là khác nhau, tuỳ thuộc vào nhà quản lý lựa chọn kiểu nào và tổng đài SPC có thể cung cấp các chức năng trên. 60
  61. 3.3. Hệ thống tính cước hỗn hợp Hệ thống tính cước hỗn hợp được sử dụng để khắc phục các nhược điểm và tận dụng các ưu điểm của cả hai hệ thống tính cước ở trên. Trong hệ thống này, ngoài mức cước tính theo cuộc thông tin như ở trên thì khách hàng phải trả thêm một mức cuớc cố định tuỳ thuộc vào từng dịch vụ cụ thể cho việc bảo dưỡng các thiết bị kết cuối. Hệ thống tính cước hỗn hợp có một số đặc điểm sau đây : * Mức cước cố định cho các thuê bao cho các dịch vụ như vậy là khá công bằng * Khi không có cuộc thông tin nào diễn ra thì nhà cung cấp dịch vụ viễn thông vẫn có thể đáp ứng việc cấp nguồn nuôi cho các thiết bị. * Cần thiết các thiết bị cho việc tính cước VIII. CÁC KẾ HOẠCH KHÁC 1. Kế hoạch truyền dẫn Truyền dẫn là quá trình truyền thông tin giữa các điểm trong một hệ thống hay một mạng nào đó. Thông thường khoảng cách tuyến thông tin giữa hai điểm đầu cuối là rất dài. Các hệ thống này gọi là các phần tử mạng như tổng đài, được nối với các hệ thống khác bằng kết nối cung cấp bởi hệ thống truyền dẫn. Kế hoạch này mô tả một số quy định về kỹ thuật cho mạng, bao gồm một số quy định sau đây: Suy hao (Attenuation): trong một số trường hợp tín hiệu tiếng nói có thể bị yếu đi trên tuyến thông tin giữa hai thuê bao, đó được gọi là suy hao trên đường truyền. Méo (Distortion): trong kế hoạch này quy định độ méo chấp nhận được. Tỷ số tín hiệu / nhiễu (Signal /Noise Ratio) : kế hoạch truyền dẫn quy định mức độ ảnh hưởng của nhiễu có thể chấp nhận được trên tuyến nối. Xuyên kênh (Crosstalk) : là hiện tượng khi một tuyến nối bị ảnh hưởng bởi một cuộc gọi trên đường dây khác. 2. Kế hoạch chất lượng dịch vụ Các tiêu chí cơ bản của chất lượng dịch vụ của một hệ thống thông tin là : đấu nối nhanh, chất lượng tiếng nói đảm bảo và ít xảy ra sự cố. Các tiêu chí này tương ứng với một số tham số như : GOS, chất lượng truyền dẫn và độ ổn định. 61
  62. Chất lượng chuyển Tổn thất đấu nối mạch Trễ đấu nối Chất lượng mạch phát Chất lượng đàm Chất lượng thông tin Chất lượng mạch thu thoại Chất lượng truyền dẫn Độ không sẵn sàng Độ ổn định Tỷ lệ lỗi Hình 2.18: Phân loại chất lượng thông tin 2.1. Chất lượng chuyển mạch Đối với các dịch vụ viễn thông, Nhiều người sử dụng phải chia sẻ quyền sử dụng thiết bị trên mạng lưới. Do đó, khi lưu lượng mà cao thì một số cuộc gọi có thể không thực hiện kết nối được. Chất lượng mà liên quan đến quá trình đấu nối để cung cấp dịch vụ viễn thông được gọi là chất lượngchuyển mạch, có nghĩa là chất lượng chuyển mạch trong quá trình kể từ khi thuê bao chủ gọi quay số cho tới khi kết nối được với bị gọi hoặc là khi một thuê bao đặt máy giải phóng cuộc thông tin cho tới khi giải phóng hoàn toàn các thiết bị liên quan đến cuộc thông tin đó. Chất lượng chuyển mạch liên quan chặt chẽ đến chất lượng của thiết bị và lưu lượng thông tin. Người ta quy định chất lượng chuyển mạch này dựa trên điều kiện là khi lưu lượng ở mức trung bình và thiết bị hoạt động tốt. Chất lượng chuyển mạch có thể tạm chia thành tổn thất đấu nối và trễ đấu nối. Tổn thất đấu nối có nghĩa là một cuộc gọi bị tổn thất khi mà các mạch trung gian cho cuộc gọi đó đang ở trạng thái bận hay thiết bị bận hoặc là thuê bao bị gọi bận hay không nhấc máy trả lời. Do đó để tính độ tổn thất đấu nối này người ta sử dụng tham số gọi là xác suất tổn thất. Trong khi đó trễ đấu nối là khoảng thời gian từ khi thuê bao chủ gọi nhấc máy khởi xướng cuộc gọi cho tới khi nhận được âm mời quay số (trễ âm mời quay số), hay là khoảng thời gian từ khi quay số cho tới khi nhận được hồi âm chuông (trễ quay số) hay là khoảng thời gian đặt máy giải phóng cuộc thông tin cho tới khi các thiết bị liên quan trở về trạng thái rỗi. Độ trễ này thường được biểu thị qua tham số thời gian trễ trung bình. 62
  63. 2.2. Chất lượng đàm thoại Trong dịch vụ điện thoại, độ nghe hiểu phải được đảm bảo trong suốt quá trình đàm thoại từ phía phát đến phía thu. Do đó, độ nghe hiểu được đưa ra thông qua chất lượng đàm thoại tổng thể bao gồm chất lượng phát, truyền dẫn và thu. Chất lượng thu tiếng nói mô tả độ rõ nét của mạch thu điều này phụ thuộc vào khả năng nghe của người nghe, tiếng ồn trong phòng và các thành phần khác. Chất lượng phát tiếng nói mô tả độ rõ nét của mạch phát và nó cũng phụ thuộc vào tiếng nói của người nói, tiếng ồn trong phòng và ngôn ngữ vv. Chất lượng truyền dẫn tiếng nói mô tả mức độ truyền dẫn chính xác trên các đường truyền dẫn bao gồm cả thiết bị thuê bao và tổng đài. Chất lượng truyền dẫn được quy định dựa trên độ nhậy của máy điện thoại, tổn thất trên đường truyền, Nhiễu và sự hạn chế về băng tần. Chất lượng phát và thu tiếng nói còn phụ thuộc vào khả năng nghe hiểu, phát âm của người nói, nghe và trạng thái truyền dẫn tiếng nói. 2.3. Độ ổn định Ngày nay thông tin liên lạc được coi là cơ sở hạ tầng quan trọng của một xã hội hoá thông tin. Do đó độ tin cậy của các thiết bị trên mạng như tổng đài và các đường truyền dẫn phải đảm bảo. Điều này có nghĩa là độ tin cậy để có thể cung cấp cac dịch vụ cần thiết trong điều kiện lưu lượng không bình thường do lỗi ở thiết bị hay từ một lý do nào đó. Chất lượng ổn định (độ ổn định) đưa ra các mức độ bảo dưỡng cần thiết cho các dịch vụ thông thường. Độ ổn định càng cao thì càng tốt tuy nhiên độ tin cậy mà vượt quá một ngưỡng nào đó thì giá thành sẽ tăng rất cao. Do đó, mức tốt nhất được chọn dựa trên sự cân đối giữa giá thành có thể chấp nhận được và vấn đề kỹ thuật. Giá trị được chọn này phải thoả mãn một số điều kiện khác như thiết kế mạng, bảo dưỡng mạng v.v. Các tai nạn hay thiên tai gây ra được coi là các ảnh hưởng khách quan không tính trong độ ổn định của hệ thống. Khi một mạng viễn thông được thiết kế thì cần chú ý việc lắp đặt các tuyến truyền dẫn và việc phân bố rải rác các tổng đài. Độ tin cậy của thiết bị, hệ thống bảo dưỡng được coi như là các nhân tố bên trong. Do đó chúng ta cần quan tâm như cấu hình của thiết bị dự phòng và công nghệ bảo dưỡng mạng . 63
  64. CHƯƠNG III CÁC MẠNG CUNG CẤP DỊCH VỤ VIỄN THÔNG I. MẠNG ĐIỆN THOẠI CÔNG CỘNG (PSTN) 1. Giới thiệu PSTN là mạng điện thoại công cộng chuyển mạch kênh bao gồm (đường truyền dẫn, phương tiện chuyển mạch, máy điện thoại) cung cấp dịch vụ điện thoại. Khi một đường nối vào mạng thì thuê bao được cung cấp một kênh cho truyền tiếng nói (0,3-3,4kHz). Nếu mạng sử dụng cho các dịch vụ phi thoại thì cần một thiết bị thêm vào thực hiện điều chế và giải điều chế tín hiệu cho phù hợp với môi trường truyền (đường dây điện thoại tương tự) về tốc độ và dạng tín hiệu, đó chính là MODEM. Mạng PSTN xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn khuyến nghị chung để có thể kết nối với các mạng khác hay có thể cung cấp các dịch vụ phi thoại. 2. Chức năng của các thành phần trong mạng PSTN 2.1.Đường truyền dẫn - Đường nối đến thuê bao: gồm các cặp dây đối xứng, mỗi cặp sử dụng cho riêng một thuê bao. - Thiết bị đường truyền: gồm các đường dây, cable, hệ thống truyền tương tự, truyền số, vi ba hoặc vệ tinh Đường truyền dẫn thực hiện quá trình truyền tải thông tin giữa các điểm kết cuối của mạng. Trong mạng, đường truyền dẫn kết nối các tổng đài với nhau. Chú ý rằng, số lượng kênh thoại (là đơn vị đo dung lượng truyền dẫn) cần thiết giữa các tổng đài nhỏ hơn rất nhiều với số lượng thuê bao vì số lượng thuê bao thực hiện gọi đồng thời là ít. 2.2- Phương tiện chuyển mạch Về nguyên tắc, tất cả các máy điện thoại có thể đấu nối trực tiếp với nhau như thời ban đầu của nó. Tuy nhiên khi số lượng thuê bao tăng lên, người ta thấy rằng cần phải thực hiện chuyển mạch giữa các dây với nhau. Sau đó chỉ có một số tuyến nối cần thiết giữa các tổng đài, do số lượng các cuộc gọi ra thì nhỏ hơn nhiều so với 64 Tổng đài Đường thuê bao Đường thuê bao Tone mời quay số Hồi âm chuông Cắt chuông Đàm thoại Kết thúc cuộc gọi Kết thúc cuộc gọi
  65. số lượng thuê bao. Các thế hệ tổng đài ban đầu đều thực hiện chuyển mạch nhân công dựa trên các phiến nối và phích cắm. Các hệ thống chuyển mạch tự động đầu tiên gọi là các tổng đài do Strowger phát triển vào năm 1887. Sau đó quá trình chuyển mạch điều khiển do người sử dụng thực hiện tạo ra các xung khi quay số. Qua nhiều thập kỷ, tổng đài có hàng loạt các bộ chọn điện cơ phức tạp, nhưng khoảng 20 năm trở lại đây, chúng phát triển thành các tổng đài số điều khiển bằng phần mềm và có thể cung cấp nhiều dịch vụ bổ sung. Các tổng đài hiện đại thường có dung lượng tương đối lớn, hàng ngàn số, thực hiện nhiều cuộc gọi đồng thời. 3. Máy điện thoại thường Một máy điện thoại tại nhà thuê bao nhận nguồn điện từ tổng đài nội hạt để đảm bảo hoạt động của máy thông qua đôi dây cáp đồng. Các đôi dây này cũng mang tín hiệu thoại gọi là mạch vòng thuê bao. Nguyên tắc cấp nguồn này giúp cho máy điện thoại thuê bao không phụ thuộc vào mạng điện lưới. Các tổng đài nội hạt có nguồn dự phòng với dung lượng lớn đảm bảo cho nó và các máy điện thoại thuê bao làm việc trong vòng vài tiếng sau khi mất nguồn điện lưới. Việc này rất cần thiết vì hoạt động của mạng điện thoại rất quan trọng trong tình huống khẩn cấp khi nguồn điện lưới có sự cố. Một số khác biệt nhỏ khi vận hành còn tồn tại trên thế giới, đặc biệt khi cung cấp các hệ thống PBX/PABX, nhưng các nguyên tắc được đề cập trong mục áp dụng hầu hết cho các mạng PSTN. a. Micro Khi nhấc điện thoại, khoá chuyển mạch đóng, một dòng điện bắt đầu chạy trong mạch vòng thuê bao qua mirco, do micro nối tới mạch vòng này. Micro làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng âm thanh thành năng lượng điện. Các máy điện thoại hiện đại ngày nay thường sử dụng micro điện từ. b. Tai nghe Dòng xoay chiều tạo ra từ micro được biến đổi ngược lại thành tín hiệu tiếng nói tại phía đối phương. Tai nghe có màng mỏng với một miếng nam châm bên trong của cuộn dây. Dòng xoay chiều tạo ra từ micro được đưa tới cuộn dây ở phía 65 Tổng đài Đường thuê bao Đường thuê bao Tone mời quay số Hồi âm chuông Cắt chuông Đàm thoại Kết thúc cuộc gọi Kết thúc cuộc gọi
  66. đối phương. Dòng điện đó tạo ra một từ trường biến thiên và từ trường này làm cho màng mỏng đó tạo ra sóng âm thanh gần như âm thanh ở phía phát. 4. Các chức năng báo hiệu Mạng điện thoại cung cấp một dịch vụ chuyển mạch hay quay số, nó cho phép thuê bao khởi tạo và giải toả các cuộc thoại. Thuê bao quay con số địa chỉ của thuê bao bị gọi. Việc này yêu cầu một số thông tin thêm vào và truyền nó qua mạch vòng thuê bao hay từ tổng đài này tới tổng đài kia trên tuyến nối và việc truyền các thông tin bổ sung đó được gọi là báo hiệu. 4.1. Báo hiệu thuê bao Báo hiệu thuê bao là quá trình trao đổi các tín hiệu báo hiệu như nhấc máy, đặt máy, âm mời quay số, âm báo bận, chuông và các con số địa chỉ thuê bao giữa thiết bị kết cuối và tổng đài nội hạt để thiết lập, giám sát và giải toả cuộc thông tin. Các tín hiệu báo hiệu nói trên có thể được truyền đi dưới dạng dòng điện một chiều, các tín hiệu thập phân hay đa tần tuỳ thuộc vào loại thiết bị kết cuối và tổng đài a. Báo hiệu đường thuê bao Tổng đài Đường thuê bao Đường thuê bao Khởi nguồn cuộc gọi Tone mời quay số Các con số Hồi âm Dòng chuông chuông Trả lời Cắt chuông Đàm thoại Kết thúc cuộc gọi Kết thúc cuộc gọi Hình 3.1: Quá trình báo hiệu đường thuê bao Báo hiệu đường thuê bao là quá trình trao đổi các tín hiệu báo hiệu mà các tín hiệu này liên quan đến các trạng thái của đường thuê bao. Thông qua quá trình xử lý gọi thì các tín hiệu báo hiệu đường được trao đổi giữa thuê bao và tổng đài nội hạt 66
  67. như hình vẽ 3.1 mô tả tổng quát mạch vòng đường dây thuê bao. Đường dây thuê bao thông thường là một đôi dây. R L - R A - 48 V + R L Hình 3.2: Mạch vòng đường dây thuê bao Khi ở điều kiện bình thường (thuê bao đặt máy ) mạch vòng thuê bao ở trạng thái hở và không có dòng qua mạch vòng. Trở kháng mạch vòng = ∞ Khi thuê bao nhấc máy yêu cầu đàm thoại hay trả lời gọi thì mạch vòng ở trạng thái kín mạch. Lúc đó trở kháng của mạch vòng = R A + RL + RL Tổng đài sẽ xác định sự thay đổi trở kháng mạch vòng, và điều khiển cấp âm mời quay số cho thuê bao chủ gọi khi tổng đài đã sẵn sàng thu số . b. Báo hiệu địa chỉ Báo hiệu địa chỉ là quá trình trao đổi tín hiệu giữa thuê bao và tổng đài nội hạt, các tín hiệu báo hiệu này liên quan tới địa chỉ của thuê bao bị gọi hay các thông số liên quan tới việc chọn tuyến nối giữa các thuê bao. Các tín hiệu báo hiệu địa chỉ là các con số của thuê bao bị gọi. Một số loại tín hiệu mô tả các con số địa chỉ tuỳ thuộc vào máy điện thoại là quay số hay ấn phím: các xung, các tín hiệu đa tần. Truyền các con số địa chỉ thuê bao bị gọi từ máy điện thoại quay số Các xung được gửi đi một cách liên tục bằng việc đóng, ngắt mạch vòng đường dây thuê bao (có dòng, không dòng ). Truyền các con số địa chỉ thuê bao bị gọi từ máy điện thoại ấn phím Máy điện thoại quay số có nhiều nhược điểm (tốc độ, không dùng được các dịch vụ mà tổng đài cung cấp với các phím: - *, #, flat , nên được thay thế bằng máy điện thoại ấn phím . ITU-T đưa ra khuyến nghị cho việc mã hoá các âm hiệu để minh hoạ các con số địa chỉ của thuê bao bị gọi như hình vẽ trên. Mỗi một con số bao gồm sự kết hợp của 2 trong 8 tần số trên (1 thuộc nhóm cao, 1 thuộc nhóm thấp). 67