Chương 1 Giới thiệu tổng quan hệ thống viễn thông

* * HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Telecommunication System ThS. HÀ VĂN KHA LY * * Tự giới thiệu Họ và tên Quê quán, chổ ở hiện nay Cơ quan công tác Sở thích Ước muốn sau khi tốt nghiệp * * Số tín chỉ: 3 đvht Lý thuyết : 45 tiết Phương thức kiểm tra đánh giá Thi kết thúc Hình thức thi: Tự luận Không sử dụng tài liệu GIỚI THIỆU MÔN HỌC * * YÊU CẦU LỚP HỌC ĐI HỌC ĐÚNG GIỜ VẮNG QUÁ 2 BUỔI CẤM THI 3. KHÔNG NGHE ĐIỆN THOẠI TRONG LỚP 4. ĐỨNG DẬY KHI PHÁT BIỂU * * MỤC TIÊU Kiến thức: - Hiểu rõ được các khái niệm và kiến thức cơ bản trong viễn thông. - Nắm bắt được các tiêu chuẩn về chất lượng viễn thông, đặc tính của môi trường truyền thông và các phương pháp báo hiệu trong viễn thông. - Biết được cấu trúc khối tổng quát, chức năng và nguyên lí hoạt động của hệ thống: thông tin điện thoại cố định. - Biết được cấu trúc khối tổng quát, chức năng và nguyên lí hoạt động của hệ thống thông tin di động. - Biết được cấu trúc khối tổng quát, chức năng và nguyên lí hoạt động của các hệ thống thông tin viba-vệ tinh và thông tin cáp quang. * * MỤC TIÊU Kỹ năng:   Biết phân tích quy trình thực hiện các cuộc gọi trong mạng viễn thông   Biết phán đoán nguyên nhân, phát hiện sự cố trên mạng điện thoại cố định và mạng điện thoại di động cũng như hệ thống truyền dẫn vô tuyến và hữu tuyến.   Biết phân tích, thiết kế một hệ thống truyền dẫn và chuyển mạch.   Biết thiết kế, quy hoạch và tối ưu mạng thông tin di động. * * TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình Hệ thống viễn thông, ĐH CN Tp. HCM. [2] Vũ Đình Thành, Hệ thống viễn thông – NXB KHKT 1997. [3] Freeman R. L.: Fundamentals of Telecommunications. John Wiley & Sons, 1999. [4] Moore M. S.: Telecommunications: A Beginner’s Guide. McGraw-Hill, 2002. [5] Moray Rumney, LTE and the Evolution to 4G Wireless, Agilent technologies Publication, 2009. * * MỞ ĐẦU * * * * CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG VIỄN THÔNG Tổng quan hệ thống viễn thông Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thông Tổ chức mạng viễn thông ở Việt Nam * * Tổng quan hệ thống viễn thông Hình: nguồn gốc viễn thông * * Tổng quan hệ thống viễn thông Hình: Trống, một thiết bị truyền âm thanh đi xa * * Tổng quan hệ thống viễn thông Hình: Truyền thông giao tiếp bằng ngôn ngữ * * Tổng quan hệ thống viễn thông Hình: nguồn gốc viễn thông * * Tổng quan hệ thống viễn thông * * Tổng quan hệ thống viễn thông * * Tổng quan hệ thống viễn thông * * Tổng quan hệ thống viễn thông Hình: Tổng quan mạng viễn thông TE: Terminal Equipment Optical Fibre Satellite Copper Cable Coaxial Cable Wireless & Switching & Switching Microwave * * Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông a) Khái niệm viễn thông (Telecommunication) Trong cuộc sống, con người luôn có nhu cầu trao đổi thông tin với nhau, có nghĩa là có nhu cầu truyền tin (Communication) với nhau. * * Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông - Khái niệm viễn thông (Telecommunication) Một số quan điểm cho rằng viễn thông chỉ là một hệ thống thoại. Một số thuật ngữ khác gọi viễn thông là sự truyền tín hiệu điện. Theo chuẩn hóa IEEE định nghĩa viễn thông là sự truyền dẫn tín hiệu đi xa. * * Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông Khái niệm viễn thông (Telecommunication): Bao gồm những vấn đề liên quan đến việc truyền thông tin giữa các đối tượng qua một khoảng cách, qua các phương tiện truyền thông (hữu tuyến như đường dây kim loại, cáp quang hoặc vô tuyến hoặc các hệ thống sóng điện từ khác). Hệ thống viễn thông là hệ thống sử dụng đễ giao tiếp với con người với nhau qua nhiều hình thức như mạng điện thoại, hệ thống mạng internet… Mạng viễn thông là tập hợp các nút mạng (node) và các liên kết (link) để cung cấp các tuyến nối giữa hai hay nhiều điểm xác định đảm bảo cung cấp các dịch vụ viễn thông. Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * Một mạng lưới viễn thông tổng thể bao gồm các mạng nội hạt kết nối với nhau tạo thành một hoặc nhiều mạng đường dài. Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * * Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông - End-user - Node - Connectivity Kết cuối người sử dụng là những người nhận các kết quả đầu ra mạng và thường kết nối với các nút. Nút là một điểm hay là đường giao nhau trong một hệ thống truyền dẫn. Đường liên kết liên kết end-user đến node. Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * Hình: Kết nối thuê bao tại tổng đài nội hạt và đường trung kế Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * Subscriber Loop : mạch vòng thuê bao Trunk: đường trung kế Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông Thiết lập cuộc gọi Trao đổi thông tin Kết thúc giải tỏa cuộc gọi * Hình: mạch vòng thuê bao đường dây điện thoại b) Đánh số điện thoại Tất cả các thuê bao trên thế giới được xác định bởi một số, gọi là số điện thoại. Ví dụ: 447-5678 Bốn số cuối cùng xác định các đường dây thuê bao, ba chữ số đầu tiên (tức là 447) xác định vùng tổng đài phục vụ Khi gọi đường dài, chúng ta sử dụng thêm các mã số vùng hoặc mã quốc gia Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * b) Đánh số điện thoại Mỗi vùng địa lý được gắn với một mã vùng tương ứng và mã vùng này này được dùng để định tuyến cuộc gọi trong tổng đài. Ví dụ: TPHCM có mã: 0 8 Hà Nội có mã: 0 4 Bình Dương có mã: 0 650 Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * * Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông Hình: cuộc gọi giữa hai thuê bao * Thuê bị bao gọi Thuê bao gọi c) Định tuyến: xác định đường đi tối ưu cho lưu lượng thoại Hình: Định tuyến trực tiếp hoặc kết nối qua Tandem. Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông d) Busy Hour (BH): giờ cao điểm bận là khi cường độ lưu lượng truy cập là lớn nhất nhất tại một thời điểm Hình Biểu đồ thể hiện giờ cao điểm Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông Simplex (Đơn công): Là tín hiệu được truyền theo 1 chiều * Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông e) Một số phương thứ truyền trong viễn thông Half-Duplex (Bán song công): Là tín hiệu được truyền theo 2 chiều nhưng không đồng thời Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông e) Một số phương thứ truyền trong viễn thông Full-Duplex (Song công): Cho phép 2 tín hiệu truyền đi đồng thời * Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông e) Một số phương thứ truyền trong viễn thông Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông Hình: một số ví dụ * * f) Mã hóa đường truyền Mã hoá nhằm mục đích tiện lợi cho việc lưu trữ và trao đổi thông tin. Bằng cách biến đổi cấu trúc tin tại nơi phát nhằm mục đích nhận được tin tại nơi thu có độ tin cậy cao hơn, khả năng chống nhiễu cao hơn, truyền đi xa hơn … Việc biến đổi tín hiệu sao cho nó có dạng sóng phù hợp với đặc tính kênh truyền vật lý và thiết bị thu được gọi là mã hoá đường truyền (line coding ). Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * * Hình: Các mã đường truyền thông dụng f) Mã hóa đường truyền Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * * Mã Unipolar - xung đơn cực  Mức điện áp (dương hoặc âm) tiêu biểu cho bit 1  0 Vôn tiêu biểu cho bit 0. Hình 1.7. Mã hoá Unipolar. f) Mã hóa đường truyền Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * * NRZ (Non Return to Zero) NRZ có thời gian tồn tại của xung điện áp bằng độ rộng của một bit, tín hiệu chỉ có 2 mức +V và –V , không có mức 0. Có hai loại NRZ : NRZ-L(Non-Return-to-Zero-Level) và NRZ-I (Non return to zero, inverted) Với NRZ-L mức điện áp dương tiêu biểu cho bit 0 (hoặc có thể ngược lại). mức điện áp âm tiêu biểu cho bit 1 (hoặc có thể ngược lại). Hình 1.8. Mã hoá NRZ-L có bit 0 +V ; bit 1 -V Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * * Với NRZ-I Mức điện áp sẽ thay đổi (từ mức điện áp âm sang mức điện áp dương hoặc ngược lại) đối với mỗi bit 1. Mức điện áp giữ nguyên đối với bit 0. Với cách mã hoá này việc đồng bộ bit sẽ khó khăn khi nhiều bit 0 truyền liên tiếp. Hình: Mã hoá NRZ-I bit 0 giữ nguyên mức; bit 1 đảo mức * * Mã RZ Mã RZ dùng 3 mức dương, âm và zero. Bit 1 được mã hoá thành xung điện áp dương. bit 0 được mã hoá thành xung điện áp âm. Mã RZ có thời gian tồn tại của xung điện áp nhỏ hơn (và thông thường bằng ½) độ rộng của một bit tín hiệu Với mã RZ, việc đồng bộ bit rất tốt do luôn có quá độ tại mỗi bit. Nhưng có nhược điểm là đòi hỏi một băng thông đường truyền rộng hơn. * * c. Biphase Tín hiệu chuyển mức tại điểm giữa của mỗi bit nhưng không trở về không. Với mã Manchester 0 = Chuyển từ cao xuống thấp ở giữa bit 1 = Chuyển từ thấp lên cao ở giữa bit * * Với mã Manchester vi sai ( Differential Manchester) - Luôn có chuyển mức ở giữa bit - 0 = chuyển mức ở đầu bit - 1 = không chuyển mức ở đầu bit * * AMI (Alternate Mark Inversion) bit 0 mã hoá thành 0 volt bit 1 là các xung dương và âm luân phiên xen kẽ nhau Hình Mã hoá AMI bit 0  0 Volt ; bit 1  đảo cực * * B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution) (chuẩn Bắc Mỹ ) Một chuỗi 8 bit 0 được mã hoá thành một chuỗi khác và được gọi là sự vi phạm (violation). 8 bit 0 sẽ được mã hoá thành 000+-0-+ nếu xung điện áp của bit 1 trước đó là dương. Ngược lại, 8 bit 0 sẽ được mã hoá thành 000-+0+- nếu xung điện áp của bit 1 trước đó là âm Hình 1.13. Mã hoá B8ZS luật 000V B0VB * * HDB3 (High-Density Bipolar 3). (Chuẩn Châu Âu và Nhật Bản) Trong HDB3, 4 bit 0 liên tiếp sẽ được mã hoá thành 4 bit khác. Luật mã hoá 4 bit 0 liên tiếp như sau: Nếu tổng số xung (bit 1) trước đó kể từ lần thay thế sau cùng là lẻ và Nếu bit 1 ngay trước đó là dương thì 4 bit 0 được mã hoá thành 000+. Nếu xung bit 1 ngay trước đó là âm thì 4 bit 0 được mã hoá thành 000-. Nếu tổng số xung (bit1) trước đó kể từ lần thay thế sau cùng là chẵn và Nếu bit 1 ngay trước đó là dương thì 4 bit 0 được mã hoá thành -00-. Nếu xung bit 1 ngay trước đó là âm thì 4 bit 0 được mã hoá thành +00+. Hình 1.14. Mã hoá HDB3, luật 000V or B00V 1 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 + - 0 0 - - 0 0 0 - + 0 0 + g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông IEEE định nghĩa kiến trúc mạng là các mô hình kết nối các nút trên mạng hay có thể là kết nối các thiết bị chuyển mạch trong một mạng lưới viễn thông. * g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * Hình: Mạng hình sao g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * Hình: Mạng hình cây, phân cấp g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * Hình: Mạng hình vòng g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * Hình: Mạng hình lưới g) Kiến trúc mạng (Network Topologies) Hình: Mạng hổn hợp Giới thiệu các vấn đề trong viễn thông * * * QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thông Chất lượng dịch vụ (QoS - Quality of Service): là một thuật ngữ dùng để chỉ chất lượng của một hệ thống truyền thông hay một kết nối truyền thông trong mạng viễn thông. QoS là khả năng cung cấp dịch vụ đưa ra cho khách hàng thông qua những yêu cầu có thể đáp ứng cho nhu cầu sử dụng và được kiểm nghiệm thông qua 6 thông số chung như: - Băng thông. - Độ trễ (delay). - Trượt (Jitter ). - Mất gói. - Tính sẵn sàng (tin cậy). - Bảo mật. * * QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thông Băng Thông (bandwidth: BW) là thước đo số lượng bit trên giây mà mạng sẵn sàng cung cấp cho các ứng dụng. Băng thông càng lớn, tốc độ truyền càng cao. BW là vùng tần số được định nghĩa bởi tần số giới hạn trên hay tần số tối đa và tần số giới hạn dưới hay tần số tối thiểu. A F 500 2500 Bandwidth = 2500 – 500 = 2000 Hz Your Text International Organization for Standardization Tổ chức chuẩn hoá quốc tế International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế ITU-T ƒInternational Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector Hội đồng tư vấn điện thoại và điện báo quốc tế ITU-R :International Telecommunication Union –Radio communication Hội đồng tư vấn về vô tuyến quốc tế * QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thông Các tổ chức chuẩn hóa quốc tế The European Telecommunication Standard Institute. Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu Conference European Post and Telegrap Hội nghị Châu Âu về quản lý bưu chính và viễn thông * Các tổ chức chuẩn hóa của Châu Âu QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thông American National Standards Institute Viện nghiên cứu tiêu chuẩn quốc gia Mỹ * Các tổ chức chuẩn hóa của Mỹ QoS & các tiêu chuẩn trong viễn thông IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) * * Tổ chức mạng viễn thông ở Việt Nam Hình Cấu trúc phân cấp mạng viễn thông theo ITU: 02 cấp cơ bản Cấu trúc phân cấp mạng viễn thông nước ta hiện được chia thành các cấp như sau: GATEWAY TOLL TANDEM HOST Tổ chức mạng viễn thông ở Việt Nam * Tổng đài cửa ngõ quốc tế Cung cấp lưu lượng thoại ra hướng quốc tế và ngược lại. Tổng đài trung chuyển Transit (Toll, Tandem ) Tổng đài Toll có nhiệm vụ chuyển mạch các đường trung kế để chuyển lưu lượng thoại đường dài hay giữa 2 vùng khác nhau Tổng đài Tandem có nhiệm vụ chuyển mạch các đường trung kế để chuyển lưu lượng thoại giữa các tổng đài nội hạt với nhau Tổng đài nội hạt Local Exchange (Host) Là tổng đài cung cấp kết nối đến các thuê bao. Nhiệm vụ chính của nó là chuyển mạch để kết nối cuộc gọi nội hạt * Hình 3: Mạng viễn thông có phân cấp * Ví dụ: Mô hình đấu nối tại một tỉnh Vina Phone MobiFone S-Fone VTN VTI Tandem Local Exchanges . . . . . * * * NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ VIỄN THÔNG Ngoài ra còn có một số doanh nghiệp mới: HTV, CMC, Viễn Thông Đông Dương (Indochina Telecom Jsc) ……   * * NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG * * NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG * * Nhận dạng các đầu số mạng, tính đến 04/2011 * * Nhận dạng các đầu số mạng, tính đến 04/2011 * * Ngoài ra còn có Công ty viễn thông Đông Dương Indochina Telecom JSC. 0998xxxxxx và 0999xxxxxx * * Bảng tra các số điện thoại cố định Bảng nâng cấp đầu số của các nhà cung cấp viễn thông kể từ ngày 26/10/2008 * * TÓM TẮT * * Question & Answer * * THANK YOU