BÁO CÁO MÔN HỌC MẠNG VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH VIỄN THÔNG MẠNG TÓM TẮT NỘI DUNG MÔN HỌC

Có các tác vụ chính như: chia sẻ đường truyền hiệu quả giữa nhiều thiết bị, chống nghẽn mạch, đồng bộ giữa bên truyền và nhận, quản lý việc trao đổi dữ liệu, phát hiện, sửa lỗi, định vị

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG



BÁO CÁO MÔN HỌC MẠNG VIỄN THÔNG CHUYÊN NGÀNH: VIỄN THÔNG-MẠNG

TÓM TẮT NỘI DUNG MÔN HỌC

Giáo viên hướng dẫn: GV.Ths Trần Thị Huỳnh Vân

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Quốc Bảo

Thành phố Hồ Chí Minh, 7/2021

MỤC LỤC NỘI DUNG MÔN HỌC:

CHƯƠNG 1: Tổng quan về truyền số liệu và mạng truyền số liệu 3

CHƯƠNG 2: Truyền dẫn số liệu 3

CHƯƠNG 3: Kỹ thuật mã hóa tín hiệu 4

CHƯƠNG 4: Các kỹ thuật truyền dữ liệu số 4

CHƯƠNG 5: Điều khiển ở lớp liên kết dữ liệu 5

CHƯƠNG 6: Phân hợp kênh 6

CHƯƠNG 7: Mạng chuyển mạch 6

CHƯƠNG 8: Tìm đường trong mạng chuyển mạch 7

CHƯƠNG 9: ATM (Asynchronous Transfer Mode – Truyền không đồng bộ) 7

ĐỀ TÀI SEMINAR: 1 Hệ thống tổng đài PBX, hệ thống thoại trên nền IP - VoIP, tổng đài VoIP 9

2 Mạng chuyển mạch: Chuyển mạch gói, chuyển mạch mạch, chuyển mạch chùm quang 9

3 Mạng ISDN, MPLS 9

4 Các giao thức truyền thông và liên kết dữ liệu (PPPoE, PPPoA, LAPB, LAPD) 10

5 Các cổng giao tiếp: FTP, SMTP, POP3, IMAP/IMAP4 10

6 Radio over Fiber 11

NỘI DUNG MÔN HỌC:

CHƯƠNG 1: Tổng quan về truyền số liệu và mạng truyền số liệu

- Mục đích chính của một hệ thống truyền dữ liệu là sự trao đổi dữ liệu giữa hai đối

tượng truyền thông Có các tác vụ chính như: chia sẻ đường truyền hiệu quả giữa

nhiều thiết bị, chống nghẽn mạch, đồng bộ giữa bên truyền và nhận, quản lý việc trao đổi dữ liệu, phát hiện, sửa lỗi, định vị, khôi phục lại trạng thái cũ của hệ thống khi có lỗi làm ngắt quãng, định dạng thông tin, quản trị mạng, bảo mật,…

- Truyền số liệu: Liên quan đến các vấn đề truyền dữ liệu số dạng thô: Truyền dẫn

dữ liệu (data transmission), mã hóa dữ liệu (data encoding), kỹ thuật trao đổi dữ liệu số (digital data communication), điều khiển liên kết dữ liệu (data link control)

và phân hợp (multiplexing)

- Mạng truyền số liệu: Dựa vào phạm vi hoạt động chia ra 2 loại:

+ Mạng diện rộng (Wide-Area Networks – WAN): Tầm vực nhỏ (tòa nhà, nhiều tòa nhà), thường được sở hữu bởi 1 công ty, tổ chức Tốc độ cao hơn WAN

+ Mạng cục bộ (Local-Area Networks – LAN): Triển khai theo diện rộng Dựa vào các mạch truyền dẫn công cộng

- Phân loại theo kỹ thuật dùng để trao đổi dữ liệu:

+ Mạng chuyển mạch

+ Mạng phát tán

- Mô hình kiến trúc nghi thức TCP/IP gồm: Lớp vật lý, lớp truy xuất mạng, lớp internet, lớp transport, lớp ứng dụng

- Mô hình mạng ISO/OSI: lớp ứng dụng, lớp trình bày, lớp giao dịch, lớp vận chuyển, lớp mạng, lớp liên kết dữ liệu, lớp vật lý

CHƯƠNG 2: Truyền dẫn số liệu

- Chế độ truyền: Simplex mode (Không dùng rộng rãi vì không thể gởi ngược lại

lỗi hoặc tín hiệu điều khiển cho bên phát), Half-duplex mode, Full-duplex mode

- Tín hiệu truyền: Tín hiệu liên tục, tín hiệu rời rạc, tín hiệu tuần hoàn, tín hiệu không tuần hoàn

- Truyền dẫn dữ liệu trong tương tự và số: Tín hiệu tương tự truyền dữ liệu tương

tự Tín hiệu số truyền dữ liệu số Trong một số trường hợp, tín hiệu tương tự mang

dữ liệu số, tín hiệu số mang dữ liệu tương tự

- Suy giảm tín hiệu: tín hiệu nhận khác với tín hiệu truyền đi, nguyên nhân do: suy yếu và méo do suy yếu trên đường truyền, méo do trễ truyền hoặc nhiễu

- Tốc độ kênh truyền: Công thức Nyquist: C = 2W x log2M

- Tốc độ dữ liệu: Baud rate (baud), Bit rate ( bps hoặc bit/s) Quan hệ giữa Baud rate và Bit rate:

R = Rs x log2M = Rs x m

- Môi trường truyền dẫn: hữu tuyến ( guided media – wire), vô tuyến ( unguided media – wireless)

- Lan truyền không dây: lan truyền sóng mặt đất, sóng không gian, truyền theo

đường ngắm

CHƯƠNG 3: Kỹ thuật mã hóa tín hiệu

- Tín hiệu analog: 3 đặc điểm: biên độ, tần số, pha

- Tín hiệu digital: gồm 2 trạng thái, được diễn tả với hai trạng thái ON hay OFF hoặc 0 hay 1

- Dữ liệu số, tín hiệu số: Xung điện áp rời rạc, không liên tục Mỗi xung là một phần tử tín hiệu Dữ liệu nhị phân được mã hóa thành các phần tử tín hiệu

- Dữ liệu số, tín hiệu tương tự: Dùng để truyền dữ liệu số trên mạng điện thoại công cộng

- Dữ liệu tương tự, tín hiệu số: Dùng để truyền dữ liệu tương tự trên mạng truyền

dữ liệu số

- Dữ liệu tương tự, tín hiệu tương tự: Dùng để điều chế dữ liệu tương tự: thay đổi tần số truyền (tần số cao hơn truyền dẫn tốt hơn) Dùng cho FDM

- Các thuật ngữ cần nắm: Unipolar (đơn cực), polar (cực), tốc độ dữ liệu, độ rộng (chiều dài bit), tốc độ điều chế (tốc độ tín hiệu), Mark và Space

- Các mã đường truyền: Nonreturn to Zero (NRZ), Bipolar AMI (Alternate Mark Inversion), Pseudoternary, Manchester, Differential Manchester, B8ZS (Bipolar With 8 Zeros Subtitution), HDB3 (High Density Bipolar 3 Zeros)

-Các yếu tố so sánh các mã đường truyền: Phổ tín hiệu, tính đồng bộ, khả năng phát hiện lỗi, nhiễu và khả năng miễn nhiễm, độ phức tạp và chi phí

- Các loại điều chế và giải điều chế: Điều chế (giải điều chế) biên độ ASK, điều chế (giải điều chế) tần số FSK, điều chế (giải điều chế) pha PSK, QPSK, điều chế (giải điều chế) hỗn hợp pha và biên độ QAM, điều chế xung mã PCM, điều chế Delta (DM), điều chế biên (AM), điều chế góc (PM), điều tần (FM)

CHƯƠNG 4: Các kỹ thuật truyền dữ liệu số

- Truyền dữ liệu song song: Mỗi bit dùng một đường truyền riêng, Nếu có 8 bits được truyền đồng thời sẽ yêu cầu 8 đường truyền độc lập

- Truyền dữ liệu tuần tự: Tất cả các bit được truyền trên một đường truyền, bit này tiếp sau bit kia

- Truyền bất đồng bộ: Dữ liệu được truyền theo từng ký tự tránh việc mất đồng bộ khi nhận được chuỗi bit quá dài với hiệu suất đơn giản và rẻ

- Truyền đồng bộ: Truyền không cần start/stop Phải có tín hiệu đồng bộ Đồng bộ bit: sử dụng các phương pháp như tích hợp xung clock vào dữ liệu truyền đi, sử dụng đường clock riêng Đồng bộ frame (dữ liệu + preamble + postamble + thông tin điều khiển)

- Lỗi xảy ra trên đường truyền là do môi trường truyền dẫn bị nhiễu, khắc phục bằng cách Forward error control hoặc Feedback error control Có 2 loại lỗi: lỗi 1 bit và lỗi chùm

- Các cơ chế phát hiện lỗi: Parity, Block Sum Check, CRC(dùng số học, đa thức, hoặc mạch số),…

- Cơ chế sửa lỗi: Yêu cầu truyền lại khối dữ liệu bị lỗi, thêm một bộ mã dư thừa vào dữ liệu truyền đi, bộ thu suy luận ra dữ liệu gốc

- Giao tiếp: DCE phát các bit dữ liệu trên môi trường truyền dẫn, trao đổi thông tin

và thông tin điều khiển với DTE với các chuẩn giao tiếp như V.24/EIA-232-F, ITU-T hay EIA-232-F

CHƯƠNG 5: Điều khiển ở lớp liên kết dữ liệu

- Điều khiển dòng dữ liệu: Bên nhận thường có bộ đệm để nhận dữ liệu; khi dữ liệu

đến, bên nhận thường thực hiện một số xử lý trước khi gửi lên lớp cao hơn; điều khiển dòng nhằm đảm bảo bên phát không gửi dữ liệu quá nhanh (ngăn ngừa việc tràn bộ đệm)

- Điều khiển lỗi: là các kỹ thuật để phát hiện và sữa lỗi xảy ra trong quá trình

truyền các frame; frame gồm các lỗi như mất frame hay frame hư

- Kỹ thuật điều khiển lỗi: Kỹ thuật phát hiện lỗi(CRC, Parity,…), Positive ACK, Negative ACK, truyền lại sau 1 thời gian time out

- Cơ chế điều khiển lỗi: Dựa trên điều khiển dòng, kỹ thuật Automatic Repeat

Request (ARQ) gồm Idle RQ và Continous RQ

- Hoạt động của HDLC: Trao đổi I-Frame, S-Frame và U-Frame giữa 2 bên Có 3 giai đoạn: Khởi tạo Trao đổi dữ liệu Ngắt kết nối

CHƯƠNG 6: Phân hợp kênh

- Ghép/tách kênh theo tần số:

+ Dồn kênh theo tần số: FDM (Frequency Division Multiplexing): nhiều tín hiệu giống nhau được truyền đồng thời trên cùng môi trường bằng cách điều chế mỗi tín hiệu vào một khoảng tần số khác nhau

+ Phân kênh theo bước sóng: WDM (Wave Division Mutiplexing): Nhiều chùm ánh sáng với tần số (bước sóng – màu sắc) khác nhau kết hợp lại để lan truyền trên cùng một đường cáp quang Phân kênh tại đích đến

+ DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing): Thường dùng khi có nhiều kênh và các kênh sát nhau hơn so với WDM Khoảng cách kênh là 200 GHz hoặc nhỏ hơn

- Ghép/tách kênh đồng bộ theo thời gian:

+ STDM (Synchronous Time Division Multiplexing): Phương pháp này chỉ hiện

thực được khi tốc độ dữ liệu môi trường truyền lớn hơn tốc độ dữ liệu mà tín hiệu được truyền yêu cầu

+ SONET / SDH: Dùng trong mạng cáp quang đồng bộ Được chuẩn hóa bởi ANSI (SONET) và ITU-T (SDH)

- Ghép/tách kênh thống kê theo thời gian:

+STDM (Statistical TDM): quét các đường nhập và tập hợp dữ liệu cho đến khi đầy khung

+Cable Modem: Mỗi kênh cho một chiều dữ liệu, được chia sẻ cho nhiều thuê bao

- Đường thuê bao số không đối xứng:

+ ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line): Downstream có dung lượng lớn hơn upstream (asymetric), tầm xa 5,5 km

+ Discrete Multitone (DMT): dùng nhiều sóng mang với các tần số khác nhau, gửi tín hiệu test lên mỗi kênh để xem kênh nào có SNR tốt hơn sẽ được dùng truyền nhiều dữ liệu hơn

- xDSL:

+ Tốc độ truyền dữ liệu cao (HDSL): Thay thế cho T1: AMI, 1.5MHz, 1km; 2B1Q (2 twisted pairs), 2MHz, 3.7km

+ Single line DSL: 2BQ1, 1 twisted pair

+ Tốc độ dữ liệu rất cao:

CHƯƠNG 7: Mạng chuyển mạch

- Mạng chuyển mạch: Truyền dẫn khoảng cách xa thường truyền qua một mạng các node trung gian (Switching Node) Các node này không quan tâm đến nội dung

dữ liệu truyền qua nó Chức năng của các node là cung cấp khả năng chuyển mạch,

nghĩa là chuyển dữ liệu đi từ node này qua node khác cho đến khi dữ liệu đến được đích Dữ liệu được truyền từ node này sang node khác để đến thiết bị đầu cuối (máy tính, điện thoại …) Tập hợp các node và các kết nối hình thành nên mạng truyền thông (Communication Network)

- Mạng chuyển mạch mạch (circuit switching): Dữ liệu đi theo một đường đi dành riêng cho 2 trạm, chuỗi các đường kết nối liên tục giữa các node mạng với 3 giai đoạn: Tạo kết nối; truyền dữ liệu, ngắt kết nối

- Mạng chuyển mạch gói (packet switching): Dữ liệu được truyền thành các gói nhỏ; các gói được nhận, lưu tạm thời và truyền cho node kế tiếp (store and forward) theo 2 cách:

+ Datagram: Mỗi gói (1 datagram) được xử lý độc lập và đi theo bất cứ đường thích hợp nào; truyền ít gói dữ liệu, mềm dẻo hơn, tin cậy hơn

+ Virtual circuit: Mỗi gói chứa ID, đường đi được hoạch định trước khi gửi các gói dữ liệu; các gói di chuyển nhanh hơn nhưng giảm độ tin cậy

CHƯƠNG 8: Tìm đường trong mạng chuyển mạch

- Tìm đường đi trong mạng chuyển mạch mạch: Tìm đường đi kết nối qua mạng giữa 2 node đầu cuối sao cho mạng được sử dụng hiệu quả nhất Chức năng: Xác định kết nối từ thuê bao gọi đến thuê bao được gọi qua một loạt các chuyển mạch

và trung kế

- Tìm đường đi trong mạng chuyển mạch gói: Vấn đề phức tạp, quyết định đối với mạng chuyển mạch gói Các đặc tính yêu cầu: Chính xác, đơn giản, mạnh mẽ, ổn định, công bằng, tối ưu, hiệu quả

- Tiêu chuẩn đo tính hiệu quả: số đường chặn (hop) và chi phí (cost) là tối thiểu

- Chiến thuật tìm đường (Routing Strategies): Fixed routing, Flooding routing, Random routing, Adaptive routing

- Giải thuật tìm đường đi ngắn nhất: Forward-search (Dijkstra) và

Backward-search (Bellman-Ford)

CHƯƠNG 9: ATM (Asynchronous Transfer Mode – Truyền không đồng bộ)

- ATM là nghi thức chuyển mạch cell, Được ATM Forum đề nghị và ITU-T chuẩn hóa, khi kết hợp với B-ISDN sẽ cung cấp các kết nối tốc độ cao cho các mạng trên thế giới

- Tế bào ATM: Kích thước cố định, gồm 53 byte: Header chiếm 5 octet, 48 octet thông tin Tốc độ dữ liệu 25.6Mbps đến 662.08Mbps, dễ xử lý hơn so với các gói

dữ liệu có kích thước thay đổi trong X.25 và Frame Relay.53 bytes gồm 48 byte dữ liệu và 5 byte header

- Ưu điểm: Giảm thiểu tối đa việc điều khiển dòng và điều khiển lỗi; chất lượng, tốc độ cao, nhiễu thấp; multiplex nhiều dòng dữ liệu; truyền đồng thời nhiều loại

dữ liệu

- Giao thức AAL được chia làm 2 lớp con: Convergence sublayer (CS) và

Segmentation and Reassembly (SAR)

- Có 4 loại AAL:

+ AAL1 – dòng dữ liệu tốc độ không đổi

+ AAL2 – dòng dữ liệu tốc độ thay đổi

+ AAL3/4 – chuyển mạch gói truyền thống (mạch ảo hoặc datagram)

+ AAL5 – các gói không cần thông tin từ lớp SAR

ĐỀ TÀI SEMINAR:

1 Hệ thống tổng đài PBX, hệ thống thoại trên nền IP - VoIP, tổng đài VoIP

- Tổng đài PBX - Private Branch Exchange (Tổng đài Nhánh Riêng) là tổng đài điện thoại analog dựa vào phần cứng với phần mềm đơn giản chạy trên chúng, dùng nguyên lý chuyển mạch kênh TDM (vật lý)

- Voice over Internet Protocol (VoIP): nghĩa là Truyền giọng nói trên giao thức IP

sử dụng bộ giao thức TCP/IP Nó sử dụng các gói dữ liệu IP (trên mạng LAN, WAN, Internet) với thông tin được truyền tải là mã hoá của âm thanh Các giao thức điều khiến cuộc gọi và chuẩn trong VoIP: là H.323 và SIP

- Sự khác nhau giữa PBX và VoIP:

+PBX: Để hoạt động cần phải thông qua hệ đường dây điện cũng như nhiều phần cứng khác

+VoIP: Chỉ cần có kết nối Internet, điện thoại đã có thể hoạt động

- VoIP nhiều chức năng nổi bật, tiện lợi, hiện đại hơn PBX, nó giúp tiết kiệm thời gian, chi phí, dễ dàng đo lường, sử dụng và đáng tin cậy

2 Mạng chuyển mạch: Chuyển mạch gói, chuyển mạch mạch, chuyển mạch chùm quang

- Mạng chuyển mạch mạch (circuit switching): Dữ liệu đi theo một đường đi dành riêng cho 2 trạm, chuỗi các đường kết nối liên tục giữa các node mạng với 3 giai đoạn: Tạo kết nối; truyền dữ liệu, ngắt kết nối

- Mạng chuyển mạch gói (packet switching): Dữ liệu được truyền thành các gói nhỏ; các gói được nhận, lưu tạm thời và truyền cho node kế tiếp (store and forward) theo 2 cách: Diagram và Virtual Circuit

- Mạng chuyển mạch chùm quang (OBS): Là một giải pháp cho phép truyền tải lưu

lượng một cách trực tiếp qua mạng WDM mà không cần bộ đệm quang, đạt được

sự cân bằng giữa chuyển mạch kênh và chuyển mạch gói Nó sử dụng các sơ đồ định trước một hướng với quá trình truyền tức thời, chùm dữ liệu truyền đi sau gói điều khiển tương ứng mà không đợi phản hồi từ nút đích

3 Mạng ISDN, MPLS

- Mạng ISDN:

+ ISDN là một hệ thống mạng điện thoại chuyển mạch, cũng cung cấp quyền truy cập vào các mạng chuyển mạch gói, được thiết kế để cho phép truyền giọng nói và

dữ liệu kỹ thuật số qua dây đồng điện thoại thông thường

+ Cấu trúc mạng: TE1, TE2, TA, NT1, NT2, LE, ET.

+ Các kênh trong ISDN:Kênh D Kênh B Kênh H

+ Các giao diện ISDN: BRI (Basic Rate Interface), PRI (Primary Rate Interface)

- Mạng MPLS:

+ Chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS – Multiprotocol Label Switching) là một công nghệ lai kết hợp những đặc điểm tốt nhất giữa định tuyến lớp 3 (layer 3

routing) và chuyển mạch lớp 2 (layer 2 switching)

+ Các thành phần MPLS: FEC (Forwarding Equivalence Class), LSR (Label

Switching Router), LER(Label Edge Router), LSP (Label Switching Path), MPLS domain, LIB (Label Information Base), FIB (Forwarding information based), …

4 Các giao thức truyền thông và liên kết dữ liệu (PPPoE, PPPoA, LAPB, LAPD)

- PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet): PPPoE được thiết kế để quản lý

chủ duy nhất được phân chia giữa nhiều máy khách, sử dụng Ethernet, gói gọn các khung PPP bên trong các khung Ethernet

- PPPoA (Point – to – Point Protocol over ATM): là một giao thức lớp liên kết dữ

thường được sử dụng trong các gói doanh nghiệp PPPoA có chi phí thấp, có khả năng cung cấp IP động, sử dụng băng tần hiệu quả nhất

tiếp và đóng khung gói giữa thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE) và thiết bị kết thúc mạch dữ liệu (DCE)

- LAPD (Link access procedure for D channel): LAPD là một tập con đơn giản của HDLC dùng trong ISDN và dùng với chế độ không đồng bộ cân bằng (ABM)

5 Các cổng giao tiếp: FTP, SMTP, POP3, IMAP/IMAP4

- FTP(File Transfer Protocol): thường được dùng để trao đổi tập tin qua mạng lưới truyền thông dùng giao thức TCP/IP, và chỉ chạy riêng trên nền của TCP Cổng mặc định của FTP là 20/21 Giao thức FTP hoạt động dựa trên mô hình cơ bản của việc truyền và nhận dữ liệu từ máy Client đến máy Server Người dùng có thể truy cập vào máy chủ FTP để truyền và nhận dữ liệu dù đang ở xa