Bai giang KTCM1 2017

• + Thiết bị truyền dẫn thuê bao mà nó nối thiết bị đầu cuối với một tổng đài nội hạt.. Cáp quang đ uợc sử dụng cho các đ uờng thuê bao riêng và mạng thông tin số đa dịch vụ ISDN có tốc

1.Tổngưquanưvềưmạngưviễnưthông 1.1.ưCácưbộưphậnưcấuưthànhưhệưthốngưviễnưthông - Hệ thống thông tin để truyền

thông cơ bản bao gồm các bên gửi và nhận, các đư ờng truyền dẫn và các tổng đài

- Khi nhìn từ quan điểm phần cứng, hệ thống viễn thông bao gồm: Thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch, và thiết bị truyền dẫn nh u hình vẽ.

Đầu cuối

số liệu

Điện thoại

Thiết bị vô tuyến

Vệ tinh viễn thông

Đ ờng truyền dẫn

Điện thoại

Computer

ChuyÓn m¹ch cã ý nghÜa lµ thiÕt lËp mét

® uêng truyÒn dÉn gi÷a c¸c thuª bao bÊt kú (®Çu cuèi), vËy chøc n¨ng cña thiÕt bÞ chuyÓn m¹ch chÝnh lµ thiÕt lËp ®u êng truyÒn dÉn

bị đầu cuối với nhau, giữa các tổng đài với nhau hoặc giữa các tổng đài và các thuê bao để truyền đi các tín hiệu nhanh chóng và chính xác.

+Thiết bị truyền dẫn thuê bao

+ Thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp

• + Thiết bị truyền dẫn thuê bao (mà nó nối thiết bị đầu cuối với một tổng đài nội hạt) Bao gồm các loại cáp kim loại, các loại cáp sợi quang, hay thiết bị truyền dẫn vô tuyến

Cáp kim loại đ uợc sử dụng để truyền dẫn cho các thuê bao có tốc

độ thấp

Cáp quang đ uợc sử dụng cho các đ uờng thuê bao riêng và mạng thông tin số đa dịch vụ (ISDN) có tốc độ cao và yêu cầu một dung l uợng truyền dẫn lớn.

tổng đài) Bao gồm hệ thống cáp quang, hệ thống cáp đồng trục, hệ thống vi ba, hệ thống thông tin vệ tinh…

Cấu hình mạng l ư ới, đánh số, báo hiệu,

tính cư ớc, đồng bộ mạng…

Thiết bị ngoại vi

Thiết bị Chuyển mạch

Thiết bị Truyền dẫn Thiết bị cấu thành

a.ưCácưkếtưnốiưthuêưbao:

Thuê bao Khi số thuê bao là n  số đ uờng kết nối là: N = n (n-1)/2Số này gần tỷ lệ với n2 Theo đó, khi số tổng đài trở

nên lớn hơn, số các đu ờng kết nối tăng mạnh

n tăng lên  Giải pháp ???

Tổng đài

- Hệ thống chuyển mạch có khả năng tiếp thông tới tất cả các thuê bao và đảm bảo khả năng kết nối mạch tạo kênh liên lạc cho các thuê bao theo yêu cầu của chúng

- Ưu điểm: tiết kiệm chi phí, giảm số l uợng nhân viên, tiết kiệm thời gian kết nối

Khi có nhu cầu kết nối giữa các thuê bao ở các vùng địa lý t uơng đối xa nhau  Giải pháp

???

Trung kế

Khi có nhiều hơn 1 tổng đài đ ợc nối bằng các đ uờng dây trung kế  Cách nối các tổng đài với nhau gọi là tổ chức mạng l ới

- Mạng hình l ưới:

- Đặc điểm: Tất cả các tổng đài

đ uợc nối trực tiếp tới tất cả các bộ phận khác.

- Khi số tổng đài là n  Số đường kết nối là:

N = n (n-1)/2

 Thích hợp cho tr ường hợp mà ở

đó 1 số l uợng nhỏ tổng đài tập trung trong 1 vùng nhỏ

 Khi sự cố xảy ra ở 1 tổng đài

thì phạm vi sự cố đư ợc hạn chế

Sự cố chỉ ảnh h uởng ở phạm vi khá hẹp.

- Mạngưhìnhưsao: - Đặc điểm: Tất cả các tổng đài đ

ược nối đến tổng đài chuyển tiếp

Thích hợp cho nhiều nơi mà các tổng đài phân bố trong 1 phạm vi rộng

Khi sự cố xảy ra ở tổng đài chuyển tiếp thì cuộc gọi giữa các tổng đài nội hạt không thể gọi đ ược, phạm vi sự cố lớn

Tổng đài

chuyển tiếp

Thực tế sử dụng mạng nào? Giải pháp???

Thiết bị chuyển mạch đư ợc phân chia thành tổng đài nội hạt: cung cấp dịch vụ trực tiếp thuê bao và tổng đài chuyển tiếp: đ ược sử dụng như một điểm chuyển mạch cho lưu l ượng giữa các tổng đài khác

- Mạngưhỗnưhợp: - Khi khối lư ợng l uu l uợng giữa các

tổng đài nội hạt nhỏ, cuộc gọi giữa các tổng đài này đ uợc kết nối qua 1 tổng đài chuyển tiếp 

sử dụng mạng hình sao

- Khi khối l uợng l uu l ượng giữa các tổng đài nội hạt lớn, các tổng đài nội hạt được nối trực tiếp với nhau 

sử dụng mạng hình l ưới

 Cho phép các tổng đài và thiết bị truyền dẫn đư ợc sử dụng 1 cách hiệu quả và góp phần nâng cao độ tin cậy trong toàn mạng l ới.

C¬­cÊu­m¹ng­l­ưíi M¹ng­h×nh­l­ưíi M¹ng­h×nh­sao

HiÖu suÊt m¹ch ThÊp, v× l uu l uîng bÞ ph©n t¸n Cao, v× l uu l ưîng ®ược tËp

Trung t©m vïng E

Trung t©m vïng D

M¹ng quèc gia

M¹ng quèc tÕ

-­CÊu­tróc­m¹ng­viÔn­th«ng­quèc­gia

Những yêu cầu cơ bản cho việc đánh số

- Đối với ngư ời dùng nó phải dễ nhớ và dễ sử dụng

- Không cần thiết thay đổi qua một thời gian dài

- Định tuyến và tính c ước dễ dàng

- Đ ưa ra các dịch vụ mới dễ dàng

a.ưHệưthốngưđánhưsốưđóngưvàưmở:

- Hệ thống đánh số đóng:

Mỗi thuê bao có số riêng của mình

- Hệ thống đánh số mở:

Các thuê bao thuộc các vùng đánh số khác nhau có thể đ uợc kết nối bằng cách thêm một tiền tố trung

kế hay mã trung kế tr ước số đóng

Khuyến nghị của ITU-T là “0” nên đ ược sử dụng làm tiền tố trung kế

Trong một số trư ờng hợp mã trung kế bao gồm một, hai, ba hay bốn chữ số

- Mã quốc gia gồm một, hai hay ba

- Kết hợp mã quốc gia và số quốc gia đ ược gọi là số quốc tế

- Vì số chữ số của số quốc tế có một ảnh h uởng lớn đến các tổng đài của mỗi quốc gia ITU-T khuyến nghị rằng

nó nên không quá 12 chữ số

Do đó, số chữ số của số quốc gia lớn nhất là (12-n) chữ số (n: số chữ số của mã quốc gia)

Chu ý: ITU-T khuyến nghị rằng độ dài số ISDN quốc tế lớn nhất nên là 15 chữ số Lý do là có nhiều mạng điện thoại

và ISDN trong cùng một quốc gia, ITU-T đã kéo dài kế hoạch số điện thoại từ 12 đến 15 chữ số vì thế chúng có thể nhận biết đ uợc

Việc lựa chọn một đư ờng kết nối giữa các tổng đài đư ợc gọi là định tuyến

Ví dụ:

Tuyến thứ nhất Tuyến thứ hai

Tuyến thứ ba Tuyến thứ t

Khi tuyến thứ nhất đư ợc lựa chọn bị chiếm, tuyến thứ hai đư ợc lựa chọn Nếu tuyến thứ hai lại bị chiếm, tuyến thứ ba đ ược lựa chọn … Nh u vậy, một tuyến đ ược lựa chọn một cách thay phiên.

Khi định tuyến trong tr uờng hợp này, “sự luân phiên xa tới gần” thường đ ược sử dụng Một tuyến đến tổng đài xa nhất từ tổng đài xuất phát đư ợc lựa chọn đầu tiên trong

số nhiều tuyến giữa tổng đài xuất phát và tổng đài đích Khi tuyến thứ nhất bị chiếm, thì sau đó tổng đài xa nhất thứ hai đư ợc lựa chọn, cứ tiếp tục nhu vậy.

“Truyền thông”: Là sự trao đổi thông tin của các đối tượng có nhu cầu trao đổi thông tin với nhau bằng con đường này hoặc đường khác.

“Viễn thông”: Là một trong số công cụ truyền thông Truyền thông là một khái niệm rộng Viễn thông có thể coi như là một bộ phận của toàn bộ xã hội truyền thông

- Thoại: Trao đổi thông tin bằng tiếng nói Đầu cuối là máy điện thoại

- Telex: Truyền các ký tự không phải là âm thanh mà bằng các mã do các mức điện áp tạo nên Đầu cuối là máy texlex  Tốc độ chậm (50b/s)

- Texletex: Có thể sử dụng như texlex nhưng tốc độ là 2400b/s  Thích hợp với tư liệu lớn Có bộ ký tự bao gồm chữ cái và chữ con Liên lạc chéo với thuê bao telex

- Facsimile : Truyền thông tin hình ảnh giữa các thuê bao Cần có 1 thiết bị đặc biệt để đọc và phát ảnh tĩnh.

- Videotex : Được khai thác trên mạng điện thoại Sử dụng các thiết bị tương đối đơn giản như máy tính cá nhân là có thể tìm gặp số lượng lớn các cơ sở dữ liệu Tốc độ 1200b/s trên hướng cơ sở dữ liệu đến thuê bao và 75b/s trên hướng thuê bao đến cơ sở dữ liệu Đối với người cung cấp thông tin trong hệ thống tốc độ truyền 1200b/s trên cả 2 hướng

- Số liệu : Bao gồm tất cả các loại hình truyền thông , máy tính được dùng để trao đổi, truyền đưa thông tin giữa các người sử dụng

1.4 Tổng quan về tổng đài điện thoại

1.4.1.Lịch sử kỹ thuật tổng đài

- Ngôn ngữ: Cách mạng truyền thông đầu tiên lớn nhất

- Lửa: Dùng nó làm phương tiện để truyền tin đi xa nhanh chóng, hiệu quả nhưng vẫn có hạn chế: Thời tiết, địa hình…tính an toàn thông tin là không cao

- Chữ viết: Truyền thông tin mà không giới hạn về nội dung và không gian như trước  Phát sinh: dịch vụ thư báo (truyền đi từ nơi rất cách xa nhau)

- 1837: Samuel F B Morse phát minh ra máy điện tín Các chữ số và chữ cái được mã hóa và truyền đi  Liên lạc, trao đổi thông tin được nâng cao nhưng vẫn chưa sử dụng rộng rãi vì không thân thiện, tương đối khó gợi nhớ

- 1876: Alecxander Graham Bell phát minh ra điện thoại Chỉ cần cấp nguồn cho 2 máy điện thoại cách xa nhau thì có thể trao đổi với nhau

- 1878: Hệ thống tổng đài đầu tiên được thiết lập: Tổng đài nhân công điện từ được xây dựng ở New Haven Hoàn toàn sử dụng nhân công nên thời gian thiết lập và giải phóng cuộc gọi là là rất lâu, không thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của xã hội

- 1889: A.B Strowger phát minh tổng đài điện thoại không sử dụng nhân công Các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tùy theo các số điện thoại trong hệ thập phân Hệ thống này gọi là tổng đài cơ điện vì nguyên tắc vận hành của nó, nhưn với kích thước lớn, chứa nhiều bộ phận cơ khí, khả năng hoạt động bị nhiều hạn chế.

- 1926: Erisson phát triển thành công hệ thống tổng đài thanh chéo Các tiếp điểm đóng mở được sử dụng các tiếp xúc được dát vàng và đặc tính cuộc gọi được cải tiến nhiều

- 1938: Hãng Ericsson ( Thụy Điển) phát minh đầu tiên về trường chuyển mạch điện thoại dùng đèn điện tử cơ khí

- 1940: Hãng Bell ( Mỹ) phát minh phương pháp chuyển mạch lá tiếp điểm Sau đó 1943 thiết kế hệ thống tổng đài có bộ chọn điện cơ khí kiểu quét, làm việc theo nguyên lý cận điện tử

- 1945: Hãng CGCT ( Pháp) thiết kế tổng đài điện tử đầu tiên theo nguyên lý chuyển mạch thời gian

- 1947: Hãng Philips (Hà Lan) thiết kế tổng đài điện tử dùng đèn cơ khí

- 1953: Hãng BELL (Mỹ) thiết kế hệ thống tổng đài cận điện tử DIAD chuyển mạch rowle, điều khiển có sử dụng bộ nhớ bằng trống từ

- 1957: Hãng CGCT (Pháp) thiết kế tổng đài sử dụng các mạch điện điều khiển bằng xuyến từ và trường chuyển mạch bằng điốt

- 1965: Tổng đài ESS số 1 của Mỹ là tổng đài có dung lượng lớn ra đời thành công Tổng đài được làm bằng điện tử, được trang bị chức năng chuẩn đoán và vận hành theo nguyên tắc tổng đài SPC và là 1 tổng đài nội hạt.

- 1976: Tổng đài điện tử số chuyển tiếp hoạt động trên cơ sở chuyển mạch số máy tính thương mại đầu tiên trên thế giới được lắp đặt và đưa vào khai thác

1.4.2 Xu hướng phát triển

- Tiếp tục hoàn thiện độ an toàn, rút gọn cấu trúc phần cứng, phát triển thêm các dịch vụ mới

- Hoàn thiện các phần mềm để đảm bảo an toàn cho vận hành, bảo trì và cho người sử dụng

- Tiếp tục phát triển cao phần mềm ứng dụng mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người sử dụng dịch vụ

- Phát triển tiếp theo hướng hoàn chỉnh ISDN – Mạch số liên kết đa dịch vụ - và mở rộng phạm vi sử dụng B – ISDN Tăng cường thông tin theo công nghệ ATM – Phương thức truyền không đồng bộ - đáp ứng nhu cầu dịch vụ đa phương tiện

- Tiếp tục hoàn thiện các tổng đài theo công nghệ chuyển mạch quang

…

1 2 3

… M

R(α,β): là tín hiệu điều khiển hay hàm địa chỉ

Xây dựng mô hình toán học tổng quát của tr ường chuyển mạch như

Kết quả tác động điều khiển của tín hiệu R(α,β) là đã điều khiển trư ờng chuyển mạch SW thiết lập đ ường kết nối xuyên từ kênh đầu vào Ii tới kênh đầu ra Oj qua trường chuyển mạch

1 tổng đài đ ược xem nh ư là 1 chuyển mạch thì thực tế nó bao gồm 1 số lớn các chuyển mạch tách biệt hay còn gọi là tọa độ nối Mỗi tọa độ nối là 1 tiếp điểm điện có thể đóng mở 1 cách linh hoạt Khi đóng nó hình thành đ ờng dẫn của cuộc gọi xuyên qua tổng đài.

 Thực hiện các tọa độ nối trong 1 tổng đài là dùng chuyển mạch dạng ma trận điểm:

Các đầu vào

Các đầu ra

Tiế

p đ iểm

điện

Thông th ường ma trận đơn là ma trận vuông có kích th ớc: N x N

Ví dụ: 1 tổng đài có 1000 đầu vào, 1000 đầu ra  Kích th ớc: 1000x1000 = 1000000 (tiếp điểm điện)

Để giảm kích th ước của tổng đài ( giảm chi phí)  Giảm số tọa độ nối  Giải pháp???

- Chuyển mạch phân chia theo tầng:

1

10

10 1

10 2 1

10

2 …

1

2 10

100

1 2

100

1 2

…

Tổng số tọa độ điểm nối cho 1000 đầu vào và 1000 đầu ra là:

(100x10).10 + 100x100 + (10x100).10 = 30000 (tiếp điểm điện)

10

10 1

10 2 1

10

2 …

1

2 … 10 1

1 2

100

1 2

100

1 2

100

1 2

- Tầng chuyển mạch dạng cải tiến

Tổng số tọa độ điểm nối cho 1000 đầu vào và 1000 đầu ra là:

(100x10).10 + (10x10).10 + (10x100).10 = 21000 (tiếp điểm điện)

T¹i sao ph¶i sè hãa hÖ thèng viÔn th«ng?????

Thu phát

Truyền dẫn Lưu trữ

Thu phát Xử Lý Lưu trữ Truyền dẫn

Thu phát Xử Lý Lưu trữ Truyền dẫn

Thu phát Xử Lý Lưu trữ Truyền dẫn

Tín hiệu tương tự

Quá nhiều chủng loại thiết

bị

Khả năng chống nhiễu kém

Thu phát Xử Lý Lưu trữ Truyền dẫn

0,1

0,1

0,1

0,1

Khả năng chống nhiễu cao

XU HƯỚNG SÔ HÓA MẠNG VIỄN THÔNG

LÀ TẤT YẾU

XU HƯỚNG SÔ HÓA MẠNG VIỄN THÔNG

LÀ TẤT YẾU

- Nh ược điểm của tín hiệu t ương tự:

+ Tín hiệu Analogue nói chung rất đa dạng và tính chất của chúng rất khác nhau  ứng với mỗi loại tín hiệu cần phải có hệ thống thiết bị phát dẫn, thu, l ưu trữ và xử lý theo các phư ơng tiện và phư ơng pháp rất khác nhau Cần phải có quá nhiều chủng loại thiết bị kỹ thuật và công nghệ cần sử dụng  Gây ra những khó khăn lớn cho công tác thiết kế, chế tạo, khai thác bảo d ỡng, sửa chữa, dự phòng và đào tạo Không thể giải quyết đ ược vấn đề hợp nhất mạng viễn thông nói chung trong một môi tr ờng thống nhất.

+ Trong quá trình thông tin liên lạc tạp âm sẽ tích luỹ trong tín hiệu Analogue và chúng

ta không thể lọc để tách hoàn toàn các ảnh hư ởng của can nhiễu loại này ra khỏi tín hiệu  Tín hiệu Analogue có khả năng chống nhiễu kém do đó hoặc là phải chấp nhận chất lư ợng thông tin kém hoặc giá thành của hệ thống thông tin sẽ cao mới đáp ứng đ ợc yêu cầu chất lư ợng cho tr ước.

+ Hệ thống thông tin Analogue phụ thuộc vào cự ly.

Tóm lại: Công nghệ xử lý tín hiệu Analogue nói chung khá phức tạp và đa dạng, mật độ tích hợp thấp, đòi hỏi công suất tiêu thụ cao và nói chung có giá thành cao và rất khó chế tạo, khó tự động hoá quá trình sản xuất.

- Ưu điểm của tín hiệu số:

Mạng số chỉ xử lý tín hiệu nhị phân nghĩa là các tín hiệu chỉ nhận hai giá trị xác định quy ư ớc là 0 và 1  Chúng có thể thực hiện theo công nghệ tập trung cao độ và tiết kiệm không gian  Có thể làm đơn giản hoá việc hợp nhất các dịch vụ viễn thông khác nhau vào một hệ thống, một mạng thống nhất và đồng nhất

Vấn đề này có thể thực hiện đ ược nhờ sử dụng kỹ thuật chung trong truyền dẫn, chuyển mạch, xử lý và lư u trữ thông tin.v.v với các thủ tục đồng nhất và đơn giản hơn nhiều so với kỹ thuật Analogue Công nghệ số hiện đại

đã tạo ra các vi mạch cỡ lớn (LSI) và cực lớn (VLSI) ở trình độ công nghệ rất cao về mật độ tích hợp, rất phức tạp và

đa dạng về chức năng và nói chung có độ thực hiện cao

Công nghệ số tạo điều kiện thuận lợi sử dụng một ph ương tiện chung cho mọi loại dịch vụ viễn thông, các tham

số kỹ thuật cho cả mạng bao gồm kỹ thuật chuyển mạch kỹ thuật truyền dẫn, xử lý tín hiệu, báo hiệu.v.v đồng nhất

+ Giá thành các thiết bị kỹ thuật số ngày càng giảm và sẽ giảm rất nhanh, đó là nhờ vào các đặc tr ng ưu việt về vật liệu và công nghệ sản xuất tự động hoá có năng suất cao, chất lư ợng tốt, mật độ tích hợp cao, giá thành rẻ v.v

+ Nhu cầu về dịch vụ thông tin số ngày càng tăng nhanh và đa dạng hoá các dịch vụ

Tóm lại: Công nghệ kỹ thuật số thật là ư u việt so với Analogue do vậy xu h ướng số hoá mạng viễn thông nói chung hay kỹ thuật chuyển mạch nói riêng là hiển nhiên, thiết thực, tất yếu đã và

đang diễn ra vô cùng mạnh mẽ trên phạm vi toàn cầu.

010 100

000111010 101 101

101101

0101011

01101101

010101101101101

1.4.­Điều chế xung mã

1.4.1 Giới thiệu chung

- PCM : Pusle Code Modulation

- Khái niệm: Là kỹ thuật điều chế dùng phương pháp mã hóa.

- Mục đích: Biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số

1.4.2 Các quá trình điều chế xung mã

Lọc để lấy ra dải tần số mong muốn để tiết kiệm băng tần

 Trong hệ thống viễn thông người ta chọn băng tần chuẩn cho điện thoại từ 300 – 3400 Hz.

a Lọc

a Lọc

LẤY MẪU

LỌC

Làm thế nào rời rạc được tín hiệu này ra nhỉ ?????

s(t)

t 0

s(t)

t

0

~ t s

) (

~ t s

)

(t

s xg