Các công nghệ mạng truy nhập

Nguyên lý điện thoại POTSTIP Khối chuyển mạch kênh Khối báo hiệu đường dây Khối báo hiệu liên đài RING Micro & Speaker Đường PDH/SDH E1, E2… Mạch hybrid Tập trung thuê bao, số hóa và ghé

CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG TRUY NHẬP

ThS Phan Văn Đức

Các công nghệ truy nhập

Mạng chuyển mạch kênh

Mạng chuyển mạch gói (IP, FR, ATM, MPLS …)

Internet

POTS

ISDN

PDH (E1, E2…)

ADSL

Le as

ed

Li ne /F R

Mạng chuyển mạch & truyền dẫn

Dial-up

Công nghệ điện thoại POTS (Plain Old

Telephone Service)

Nguyên lý điện thoại POTS

Tập trung thuê bao

Các đường PDH (E1, E2…)

Nguyên lý điện thoại POTS

TIP

Khối chuyển mạch kênh

Khối báo hiệu đường dây

Khối báo hiệu liên đài

RING

Micro & Speaker

Đường PDH/SDH (E1, E2…)

Mạch hybrid

Tập trung thuê bao, số hóa và ghép kênh

Nguyên lý điện thoại POTS

Các trạng thái hoạt động của điện thoại

Nguyên lý điện thoại POTS

+ Các trạng thái hoạt động của điện thoại

Máy điện thoại ấn phím hiện nay có hai

phương thức để gửi số điện thoại thuê bao bị gọi đến tổng đài là chế độ xung thập phân

(Pulse) và chế độ Tone (DTMF).

Tần số hoạt động 10hz, và hai lần quay cách nhau 500ms, sai số trên đường truyền cao, khi

Nguyên lý điện thoại POTS

1 Phương thức gửi số dùng chế độ xung thập phân (chế độ Pulse)

hệ tổng đài và máy lẻ kiểu cũ, tức là những tổng đài cơ điện và máy điện thoại dùng đĩa quay số.

 Tuy nhiên đối với những thế hệ tổng đài mới như tổng đài điện tử, với phương châm kế thừa tối đa các thiết bị cũ, người ta thường chế tạo sao cho tổng đài có khả năng xử lý được cả hai phương thức quay số.

 Đối với máy điện thoại ấn phím, để sử dụng

phương thức quay số ở chế độ xung (pulse) thì công tắc Pulse/Tone phải được gạt sang vị trí Pulse.

 Với phương thức này, khi ấn mỗi con số sẽ tạo

ra chuỗi xung ngắt đóng liên tục mạch vòng

đường dây thuê bao theo nhịp xung

 Nghĩa là khi chưa ấn phím thì có dòng điện 1

chiều (mức cao) đi qua máy điện thoại vòng về tổng đài, khi ấn phím thì từ có dòng chuyển

xuống không dòng (mức thấp) rồi lên mức cao,

… Khi hết thời gian quay số thì lại có dòng

Nguyên lý điện thoại POTS

 Vậy ấn số của phím nào thì số lần không có dòng (mức thấp) bằng số đó, ngoại trừ số 0 Mỗi chu kỳ gồm mức thấp và mức cao được gọi là một xung.

 Khi ấn số 1 sẽ phát đi 1 chu kỳ xung

 Chi ấn số 2 sẽ phát đi 2 chu kỳ xung

 …

 Khi ấn số 0 sẽ phát đi 10 chu kỳ xung

Nguyên lý điện thoại POTS

Nguyên lý điện thoại POTS

 Cấu tạo mã thập phân:

62 ms

38 ms

100 ms

IDP ON-HOOK

(Idle)

I Loop

OFF-HOOK (Connect)

Số 2 đã được quay được quay Số 1 đã

Khơng cĩ dịng mức thấp

Cĩ dịng mức cao

 Thời gian được phân bố như sau:

 Thời gian không có dòng điện vòng là 62 ms.

 Thời gian có dòng điện vòng là 38 ms.

 Thời gian 1 xung là 100 ms (= 62 + 38), tức trong

1 giây máy có thể phát đi 10 xung.

 IDP (Inter Digit Pause) là thời gian nghỉ giữa hai loạt xung (hai số ấn liên tiếp), khoảng từ 600 ms đến 800 ms và thường là 700 ms.

 Ví dụ, hình trên miêu tả thời gian nghỉ khi ấn số

2 và số 1.

Nguyên lý điện thoại POTS

 Phương thức này chậm, tốc độ truyền

xung tối đa là 10 xung/giây.

Nguyên lý điện thoại POTS

 2 Phương thức gửi số dùng tín hiệu lưỡng âm đa tần (DTMF – Dual Tone Multi Frequency)

Ở máy ấn phím, khi muốn quay số ở chế độ

tone thì công tắt P/T phải được gạt sang vị trí T.

Phương thức này sử dụng 2 nhóm tần số nằm trong băng tần tiếng nói (nhóm tần số cao và

nhóm tần số thấp); mỗi nhóm gồm 4 tần số Đó

là các tín hiệu hình sin có tần số khác nhau.

Tần số cao nhất là 1633 Hz hiện nay chưa dùng.

Nguyên lý điện thoại POTS

Nguyên lý điện thoại POTS

 Khi ấn một phím trên bàn phím, mạch phát tín hiệu

sẽ đồng thời sinh ra 2 sóng hình sin âm tần (một tần số cao và một tần số thấp) và phát đi tín hiệu

là tổ hợp của hai sóng hình sin này lên đường dây thuê bao đến tổng đài, vì vậy nó được gọi là DTMF

 Tín hiệu này được phát đi ngay khi phím được ấn.

 Ví dụ:

Khi ấn số 1, mạch phát tín hiệu sẽ sinh ra và

phát đi sóng tổ hợp của 2 tần số âm tần:

 Tần số hàng là 697 Hz

 Tần số cột là 1209 Hz

Nguyên lý điện thoại POTS

 Chức năng phát và thu tín hiệu DTMF.

 Ở tổng đài phải có bộ phận thu tổ hợp tần số này sau đó giải mã thành dạng số dưới dạng các bit nhị phân tương ứng với số mà thuê bao đã nhấn.

 Toàn bộ công việc được thực hiện bởi IC

Nguyên lý điện thoại POTS

 Thời gian để nhận biết một số được ấn là 50 ms và thời gian chờ ấn số tiếp theo là 50 ms Như vậy

tổng thời gian để gửi một con số bất kỳ là 100 ms.

 Bằng phương pháp này, thời gian quay số sẽ giảm

đi rất nhiều (10 chữ số có thể phát đi trong 1 giây).

 Việc phát đi một cặp tần số nhằm đảm bảo yêu cầu

là chống được sự phỏng tạo địa chỉ theo âm thanh khi nói chuyện.

 Ưu điểm:

 Thời gian quay số nhanh.

 Tương thích tốt với tổng đài SPC.

Nguyên lý điện thoại POTS

 Ví dụ, tính thời gian để quay số 555 555 5555 ở chế độ Pulse và Tone.

 Thời gian quay số ở chế độ Pulse:

Nguyên lý điện thoại POTS

+ Các trạng thái hoạt động của điện thoại

- Tổng đài sẽ phân tích số để biết vị trí của thuê bao bị gọi

- Nếu thuê bao bị gọi là thuê bao của chính Tổng đài quản lý:

Nếu thuê bao bận, nó sẽ gửi tín hiệu báo bận về cho thuê bao chủ gọi Tín hiệu báo bận là một dòng điện giao động tần số

400 Hz và ngắt quãng 1 giây có, 1 giây không

Nếu thuê bao rỗi, nó sẽ gửi tín hiệu rung chuông và đồng thời báo về cho thuê bao chủ gọi biết Tín hiệu rung chuông là một dòng điện giao động tần số 400 Hz và ngắt quãng 2 giây có, 4 giây không Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, nó sẽ chuyển mạch cuộc gọi giữa 2 bên Đồng thời gửi tín hiệu đảo cực đến thuê bao chủ gọi để tính cước (đổi mức điện áp giữa 2 dây TIP và

Nguyên lý điện thoại POTS

Thuê bao chủ gọi

(calling subscriber) Tổng đài

Thuê bao bị gọi (called subscriber)

Nguyên lý điện thoại POTS

Thuê bao chủ gọi

(calling subscriber) Tổng đài

Thuê bao bị gọi (called subscriber)

5 Âm hiệu báo bận

(Dòng điện tần số 400 Hz,

1 giây có, 1 giây không)

Nếu thuê bao bị gọi là

của chính nó

4 Đang bận (Off-hook)

(TIP: -20V, RING: - 28V, dòng 20mA)

Nguyên lý điện thoại POTS

Thuê bao chủ gọi

(calling subscriber) Tổng đài

Thuê bao bị gọi (called subscriber)

5 Hồi âm chuông

(Dòng điện tần số 400 Hz,

2 giây có, 4 giây không)

7 Gửi tín hiệu đảo cực để tính

cước (nếu có đăng ký)

Nếu thuê bao bị gọi là

của chính nó

4 Đang rỗi (On-hook)

(TIP: -20V, RING: - 28V, dòng 20mA) (TIP: -28 V, RING: - 20V)

Nguyên lý điện thoại POTS

Thuê bao chủ gọi

(calling subscriber) Tổng đài

Thuê bao bị gọi (called subscriber)

Nếu thuê bao bị gọi là

của đài khác

Thực hiện báo hiệu và chuyển mạch liên đài

Kết nối Dial-up

Kết nối dial-up

+ Đặc điểm:

- Là kết nối Internet bằng dây cáp đồng có sẵn

- Dữ liệu từ máy tính sẽ được đưa qua modem để

biến đổi thành tín hiệu điện trước khi truyền qua đường cáp đồng

- Nhiệm vụ của modem là biến đổi tín hiệu số từ

PC thành tín hiệu điện để truyền trên cáp đồng và ngược lai Modem là từ viết tắt của 2 chữ

-Kết nối dial-up

Chuyển mạch kênh Modem

Mạng gói / Internet

Mạng PSTN

Tập trung thuê bao, số hóa và MUX

 Có 2 loại MODEM dùng cho việc dial-up khi gắn vào máy tính(PC):

Modem ngoài

Modem bên trong

tính thông qua cổng COM

 Modem bên trong được gắn vào máy tính thông qua khe cắm PCI.

Kết nối dial-up

 Các mã truy cập Internet dùng Dial-up:

Công nghệ xDSL (Digital

Subscriber Line)

Công nghệ xDSL

+ Đặc điểm

- Là truy nhập băng thông rộng trên đôi dây cáp

đồng hiện hữu

- Các kênh thoại truyền thống, dữ liệu

download và upload được ghép kênh phân tần

số để có thể đồng thời vừa gọi điện, vừa truy

cập internet tốc độ cao trên cùng đôi dây cáp

đồng

- Tùy theo cách điều chế và mã hóa mà có các

Công nghệ xDSL

Modem/

Router xDSL

Chuyển mạch kênh Splitter

Công nghệ xDSL

+ Các loại DSL:

- HDSL (High Density DSL): Đường dây thuê bao

số mật độ cao Tốc độ đối xứng upload 2 Mbps, download 2 Mbps Cần sử dụng 2 đến 3 đôi dây

- ADSL (Asynmetric DSL): Đường dây thuê bao số

bất đối xứng trên 1 đôi dây cáp đồng Gồm có 2 loại

 G.Dmt: download 8 M / upload 640 K

Công nghệ xDSL(tt)

+ Các loại DSL (tt):

– SDSL (Symetric DSL): Đường dây thuê bao số đối

xứng, download 2 Mbps, upload 2 Mbps nhưng chỉ

sử dụng 1 đôi dây cáp đồng

– VDSL (Very highe rate DSL): Đường dây thuê bao

số bất đối xứng tốc độ rất cao trên 1 đôi dây

Download từ 12.9 đến 52.8M, upload từ 1.5 đến 2.3M

–G.SHDSL (Single pair Highe rate DSL): Đường dây

thuê bao số đối xứng tốc độ cao trên 1 đôi dây

Download va upload 2.3 Mbps

Công nghệ xDSL

+ Nhận xét:

- Công nghệ xDSL tận dụng lại đôi dây cáp đồng

hiện hữu để cung cấp truy nhập băng rộng và

thoại đồng thời

- Giá thành thiết bị hợp lý, phù hợp cho nhiều đối

tượng người dùng

- Cước được tính theo dung lượng download

- Nhà cung cấp nên đầu tư triển khai nhanh chóng

KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ ADSL

Công suất tín hiêêu (W)

256 kênh nhỏ

Khoảng cách giữa các dải tần 4,3125KHz

POTS

KIẾN TRÚC MẠNG ADSL

PSTN

MD F

data

voic e

C ustomer

P remises

E quipment

data + voice

voic e

voic e

data

data + voice

data + voice

C ustomer

P remises

E quipmen t

data

Mode m

KIẾN TRÚC MẠNG ADSL

 Ở phía tổng đài (nhà cung cấp dịch vụ):

- DSLAM (Digital Subscriber Line Access

Multiplexer ): Là bộ tập trung các đường dây thuê bao ADSL , thực hiện ghép các đường dây ADSL lại với nhau

- BRAS (Broadband Remote Access Server ) : Các router TCP/IP (Transmission Control

Protocol/Internet Protocol) hay các bộ chuyển mạch ATM,cho phép người sử dụng truy xuất dịch vụ họ chọn lựa

KIẾN TRÚC MẠNG ADSL

 Phía nhà thuê bao (customer):

- Bộ tách dịch vụ splitter/Fillter thực hiện tách dịch vụ POTS ra khỏi các dịch vụ số

- Modem ADSL :Modem ADSL có một jack cắm RJ11 để tiếp nhận đường ADSL vào từ phía

tổng đài ,các port khác có thể là các port RJ45

để kết nối với máy tính cá nhân dùng cho rất nhiều dịch vụ khác nhau như truy xuất Internet tốc độ cao hay video on demand (xem phim

theo yêu cầu)….v v.

NHIỄU TRONG ADSL

trong DSL: NEXT( Near End Crosstalk) – xuyên

âm đầu gần và FEXT(Far End Crosstalk) – xuyên

âm đầu xa.

vô tuyến : đài phát thanh , đài truyền hình , các

trạm phát sóng điện thoại di động ….

các trường điện từ tạm thời gần đường dây điện thoại, ví dụ như sự đóng ngắt motor,rung chuông của máy điện thoại trong cùng một bó cáp…

hiệu POTS lên các hệ thống DSL

THÔNG SỐ CÀI ĐẶT MODEM ADSL

 Bảng thông số một số modem thông dụng

Allied Telesyn

AT-AR236E 192.168.1.1 admin adminAztech-305EU 10.0.0.2 Admin Bỏ trống CNET CAR2 804 10.0.0.2 Admin epicrouter Dlink- DSL300 192.168.0.1 Không có Không có DrayTek-

Vigo2500/2600 192.168.1.1 admin Không có