BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP - ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THÔNG MẠNG VIỄN THÔNG

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP - ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THÔNG MẠNG VIỄN THÔNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTT GIA ĐỊNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGÀNH MẠNG MÁY TÍNH

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ

TRUYỂN KHAI HỆ THÔNG

MẠNG VIỄN THÔNG

ĐƠN VỊ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ BẢO VỆ THANH NIÊN XUNG

PHONG TP.HỒ CHÍ MINH

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

MSSV:

Khóa 2010-2014

Ngày ………tháng ……năm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTT GIA ĐỊNH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGÀNH MẠNG MÁY TÍNH

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THÔNG MẠNG

VIỄN THÔNG

ĐƠN VỊ THỰC TẬP TỐT NGHIỆP CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ BẢO VỆ THANH NIÊN XUNG

PHONG TP.HỒ CHÍ MINH

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

MSSV: Lớp: _ Khóa: 2010-2014

1 Ý thức kỷ luật và thái độ của SV trong thời gian thực hiện KLTN:

2 Mục tiêu nghiên cứu và kết cấu của KLTN:

-

3 Khả năng vận dụng lý thuyết vào phân tích, đánh giá thực trạng và giải quyết vấn đề: ………

………

………

………

4 Trình bày KLTN:

5 Đánh giá chung KLTN:

………, ngày ……… tháng ……… năm …………

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên)

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng …… năm …… (Italic, size 14)

.……….ngày…….tháng…… năm

Xác nhận của đơn vị

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỐNG QUAN MẠNG VIỄN THÔNG 2

1.1 G IỚI THIỆU VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN 2

1.2.4 Đ IÊ ̀ U KHIÊ ̉ N KÊ ́ T NÔ ́ I BĂ ̀ NG MA ́ Y TI ́ NH 7

1.2.7 C ÁC LOẠI MẠNG VIỄN THÔNG TRONG HỆ THỐNG MẠNG THOẠI 9

CHƯƠNG 2 MẠNG THOẠI CÔNG CỘNG VÀ MẠNG SỐ TÍCH HỢP ĐA DỊCH VỤ 10

2.1 M ẠNG ĐIỆN THOẠI CÔNG CỘNG (PSTN) 10 2.1.1 G IỚI THIỆU VỀ MẠNG PSTN (P UBLIC S WITCHING T ELEPHONE N ETWORK ) 10

2.2.5.2 Các chức năng của ISDN (Integrated Service Digital Network) 56

2.2.6 C ÁC DỊCH VỤ CỦA ISDN (I NTEGRATED S ERVICE D IGITAL N ETWORK ) 59

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ MẠNG VIỄN THÔNG 64

3.1 H OẠT ĐỘNG CỦA CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 64

3.2 P HÂN TÍCH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 66

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1-1: Điện thoại 4

Hình 2-1: Điện thoại cố định 11

Hình 2-2: Máy FAX 12

Hình 2-3: Mạng PSTN 13

Hình 2-4: Các thiết bị đầu cuối 14

Hình 2-5: Vai trò của các tổng đài và các trung kế 14

Hình 2-6: Tổ chức các tổng đài theo mô hình phân cấp 16

Hình 2-7: Các tổng đài theo phân cấp mạng 16

Hình 2-8: Nguyên tắc định tuyến cuộc gọi qua mạng phân cấp 17

Hình 2-9: Cấu trúc tổng thể và các tham số đặc trưng tổng đài 18

Hình 2-10: Tiến trình thực hiện cuộc gọi trong cùng tổng đài 18

Hình 2-11: Tiến trình thực hiện cuộc gọi liên tổng đài 19

Hình 2-12: Cấu trúc mạng PSTN 19

Hình 2-13: DTMF digit 20

Hình 2-14: Cấu trúc phân tầng của hệ thống chuyển mạch 21

Hình 2-15: Mạng hình lưới 27

Hình 2-16: Mạng hình sao 28

Hình 2-17: Mạng hỗn hợp 29

Hình 2-18: Khái niệm tổ chức phân cấp 30

Hình 2-19: vòng chất lượng 32

Hình 2-20: Quá trình kết nối điện thoại và các nhân tố chất lượng chuyển mạch 34

Hình 2-21: Thời gian trễ 35

Hình 2-22: Định tuyến luân phiên 38

Hình 2-23: Ví dụ CAS 44

Hình 2-24: Cung cấp nhiều dịch vụ 45

Hình 2-25: Các mạng viễn thông riêng biệt 46

Hình 2-26: Mạng liên kết sử dụng ISDN 46

Hình 2-27: Mô hình tổng quát của ISDN 47

Hình 2-28: Sử dụng ISDN 48

Hình 2-29: Truy cập từ xa 48

Hình 2-30: Các nút diều khiển từ xa 49

Hình 2-31: Chi nhánh nhỏ 49

Hình 2-32: Nguyên tắc kết nối ISDN 50

Hình 2-33: ISDN BRI 51

Hình 2-34: Điển tham chiếu 51

Hình 2-35: Nhóm chức năng 52

Hình 2-36: Tích hợp dịch vụ sử dụng ISDN 53

Hình 2-37: Các giao diện được chuẩn hoá quốc tế 53

Hình 2-38: Mô hình của cấu trúc ISDN cơ bản 56

Hình 2-39: Các chức năng phân phối của ISDN 56

Hình 2-40: Quá trình làm việc của mạng chuyển mạch gói 58

Hình 2-41: Chức năng báo hiệu kênh chung trong ISDN 59

Hình 2-42: Phân loại các dịch vụ của ISDN 60

Hình 3-1: Truy cập dịch vụ 66

Hình 3-2: Mô hình chạy ở chế độ Run 67

Hình 3-3: Xem các sự kiện trên Tkenv 68

Hình 3-4: Thông tin thuê bao 68

Hình 3-5: Tin nhắn được gữi và nhận 69

DANH SÁCH BẢNG, LƯU ĐỔ

Bảng 1: 5

Bảng 2: 30

Bảng 3: Khuyến nghị của ITU-T về trễ kết nối 36

Bảng 4: Mô tả các chức năng của ISDN 54

Bảng 5: Các thuộc tính của dịch vụ mạng trong ISDN 60

Bảng 6: Mô tả các dịch vụ xa của ISDN 61

DANH SÁCH VIẾT TẮT

ANSI American national standards Viện tiêu chuẩn quốc gia

Hoa KìCAS Channel Associated Signaling Báo hiệu kênh liên kết

CCS Common channel signaling Báo hiệu kênh chung

CCITT International Telegraph and Telephone

Consultative Committee

Ủy ban tư vấn về điện thoại

và điện báo quốc tế

DTMF Dual Tone Multi Frequency Quay đa tầng kép trungITU International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc

tế

ITU-R International Telecommunication Union–

sector

Quốc tế -vô tuyến

ITU-T International Telecommunication Union

FDX Full Duplex Hoạt động song công

TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo

thời gianISDN Integrated Service Digital Network Là mạng số tích hợp dịch vụPSDN Public Switching Data Network Là mạng chuyển mạch số

liệu công cộngGSM Global System for Mobile Telecom Là mạng cung cấp dịch vụ

thoại

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ viễn thông phát triển rất nhanh, chúng ta sẽ không có cái nhìn tổngthể nếu chỉ quan tâm tới công nghệ mới, tiêu chuẩn mới, thiết bị mới, và sẽ khônghiểu tại sao công nghệ viễn thông lại phát triển như vậy, trong lĩnh vực kỹthuật ngày nay thì lĩnh vực điện tử đóng vai trò vô cùng quan trọng trong thời đạicông nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, nói đến lĩnh vực điện tử thì chúng ta khôngthể không nhắc đến ngành kỹ thuật điện tử viễn thông Đó là chiếc chìa khoá vàng

mở ra một kỷ nguyên mới, nhờ nó ta có thể thu thập nhiều thông tin từ mọi nơi trênhành tinh để phục vụ cuộc sống, tuy chỉ mới thâm nhập vào nước ta gần đây nhưngcông nghệ điện tử đã phát triển rất nhanh và ngày càng giữ vai trò quan trọng trongnền công nghiệp hoá nước nhà, hệ thống viễn thông, dịch vụ khách hàng, thông tin

di động, nhắn tin càng phát triển với tính hiện đại và tự động hóa ngày càng cao.Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghệ điện tử, thì việc điều khiểncác thiết bị điện tự động ngày càng nhiều, chúng ta cần sử dụng các chip điều khiển

để lập trình chúng hoạt động theo ý muốn, hiện nay, do nhu cầu trao đổi thông tincủa người dân là vô cùng lớn nên mạng điện thoại ngày càng được mở rộng khôngchỉ dừng lại ở việc liên lạc thông tin mà còn thêm nhiều tính năng và dịch vụ khác.Nội dung đề tài: Đề tài nghiên cứu được chia làm 3 chương:

Chương 1: Tìm hiểu hệ thống mạng thoại

 Chương này trình bày hệ thống mạng thoại

Chương 2: Mạng điện thoại công cộng (PSTN) và mạng số tích hợp

đa dịch vụ (ISDN)

 Chương này trình bày về kiến trúc và hoạt động của mạng PSTN(Public Switching Telephone Network) và ISDN (Integrated ServiceDigital Network)

Chương 3: Dùng phần mềm OMNET++ mô phỏng hệ thống mạng thoại

 Chương này giới thiệu phần mềm OMNET và mô phỏng mạng hệthống mạng thoại (mô phỏng PSTN)

Chương 1.TỐNG QUAN MẠNG VIỄN

là tồn tại một cách riêng lẻ, ứng với mỗi loại dịch vụ thông tin lại có ít nhất mộtloại mạng viễn thông riêng biệt để phục vụ dịch vụ đó

8 năm 1922 mọi máy điện thoại trên nước Mỹ đều ngừng hoạt động để tưởng nhớ

và bày tỏ lòng biết ơn nhà khoa học xuất sắc A.G Bell (1847 - 1922)

Trên quy mô xã hội, nếu điện tín (1884), điện thoại (1876), radio (1895) và vôtuyến truyền hình (1925) đã làm thay đổi cách giao tiếp trong quan hệ con người thì

sự xuất hiện của vệ tinh viễn thông (1960), sợi quang học (1977), công nghệ khôngdây đã làm nên một hệ thần kinh thông minh nhạy bén trên trái đất, có thể nói lĩnh

vực viễn thông đã làm thay đổi bộ mặt, tính cách của trái đất, đã hiện thực hóa khảnăng liên kết của mỗi người, của mỗi quốc gia, gắn kết mọi người với nhau nhờmột mạng lưới viễn thông vô hình và hữu hình trên khắp trái đất và vũ trụ, sự hội tụtrong lĩnh vực viễn thông cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu sử dụng vàtruyền dữ liệu của con người cũng tăng lên theo hàm số mũ, ngành viễn thông đónggóp vai trò lớn lao trong việc vận chuyển đưa tri thức của loài người đến mỗingười, thúc đẩy quá trình sáng tạo đưa thông tin khắp nơi về các ngành lĩnh vựckhoa học, các thông tin giải trí cũng như thời sự khác.

Viễn thông đem lại sự hội tụ, hay sự thống nhất về các loại hình dịch

vụ truyền dữ liệu dịch vụ như thoại, video (truyền hình quảng bá và truyền hìnhtheo yêu cầu), và dữ liệu Internet băng rộng thúc đẩy ngành công nghệ thôngtin phát triển lên một mức cao hơn với đa dạng các loại hình dịch vụ và chi phí rẻhơn Mạng viễn thông giúp người sử dụng có thể gọi điện thoại qua mạng Internet,

có thể xem hình ảnh của bạn bè trên khắp thế giới, có thể chia sẻ nguồn dữ liệu, cóthể thực hiện những giao dịch mua bán tới mọi nơi trên thế giới một cách đơn giản,viễn thông ngày càng tạo nên một thế giới gần hơn hội tụ cho tất cả mọi người

1.2 Nguyên lý

1.2.1 Báo hiệu (Signaling)

Tín hiệu cuộc gọi, ở mức độ cơ bản, là rất cần thiết cho hệ thống mạng điệnthoại Nó đòi hỏi khả năng tự nhận biết có một yêu cầu dịch vụ hay một ngắt kếtnối Tín hiệu cuộc gọi còn cung cấp các báo cáo về tiến độ thực hiện dịch vụ chobên khởi xướng Một cách tổng quát, tín hiệu cuộc gọi được chia thành ba nhómchính như sau:

 Supervisory signaling: tín hiệu giám sát

 Address signaling: tín hiệu thông báo địa chỉ

 Informational signaling: tín hiệu mang thông tin

Quá trình thiết lập cuộc gọi có thể chia thành ba bước cơ bản như sau:

 Local Signaling phía người gọi: Người gọi nhấc máy, mạng được đóngmạch, người gọi bắt đầu quay số Tín hiệu quay số được gửi lên tổng đài chuyển

tiếp đến đầu nhận Các tổng đài tự thiết lập các kết nối phục vụ cho cuộc gọi thôngqua các trunk.

 Network Signaling: Các tổng đài nội bộ chuyển tín hiệu chạy trên truck đểđến với máy đích cần gọi Một tin nhắn thiết lập kết nối (Setup Message) được sửdụng để thiết lập các kết nối giữa các tổng đài nội bộ

 Local Signaling phía người nhận: Nhận được tín hiệu báo có cuộc gọi đến.Người dùng nhấc máy, nó gửi một tín hiệu báo mạch đã sẵn sàng trò chuyện lênđường Local Loop để báo cho máy gọi biết

Tín hiệu giám sát (Supervisory Signaling): Tín hiệu cho biết trạng thái hoạtđộng của điện thoại

Có ba trạng thái cơ bản sau:

 On Hook: Khi điện thoại gác máy xuống

 Off Hook: Khi người dùng nhấc máy lên, chuẩn bị quay số gọi đi

 Ringing: Khi người dùng ở trạng thái Off Hook và có người khác gọi đến,điện thoại của người dùng nhận cuộc gọi đổ chuông báo có cuộc gọi đến

Tín hiệu địa chỉ (Address Signaling): Dưới đây là hai cái điện thoại Với điệnthoại thứ nhất, để quay số bạn chỉ cần bấm số, với cái thứ hai bạn phải quay vòngtrục Khi bạn quay số như vậy, tín hiệu quay số đó được gọi là Address Signaling

Hình 1-1: Điện thoại

Có hai cách khác nhau để biểu diễn cho tín hiệu quay số:

 Dual-tone multifrequency (DTMF): Dùng tần số để biểu diễn cho mỗi số.Với cách này, mỗi nút bấm sẽ được đại diện bởi hai dãy tần số khác nhau, một tần

số cao và một tần số thấp Khi bạn bấm một phím số, sự kết hợp giữa hai giai điệutần số thông báo cho công ty điện thoại biết bạn gọi đi số nào

 Pulse: Sử dụng xung Với cách báo hiệu này, mỗi số sẽ được đại diện bởimột xung dài ngắn khác nhau Cách này áp dụng cho điện thoại có vòng quay (xưarồi) Khi bạn quay số 9 có xung sẽ dài hơn quay số 1, lúc đó tổng đài sẽ biết bạncần quay số mấy.

Tín hiệu mang thông tin (Information Signaling): Sự kết hợp giữa các âm báo sẽbiết trạng thái của cuộc gọi đang thực hiện Mỗi tần số và các mẫu tương ứng vớitrạng thái khác nhau của cuộc gọi Dưới đây là bảng biểu thị sự kết hợp đó, vànhững trạng thái cơ bản:

Bảng 1 :

Tone Frequency (Hz) On time (sec) Off time (sec)

No such number 200 to 400 Continuous Continuous

 Dial tone: Cho biết điện thoại sẵn sàng thực hiện cuộc gọi và nhận cuộc gọi

 Busy: Điện thoại trong trạng thái bận

 Ringback: Cho biết tổng đài đang cố gắng thực hiện cuộc gọi

 Congestion: Mạng bị tắt nghẽn

 Reorder tone: Cho biết tất cả các đường mạng nội bộ đang bận, không thểnhận cuộc gọi vào Cái này giống như bạn gọi đến tổng đài tư vấn dịch vụ, có âmbáo lại rằng “tất cả các tổng đài viên đang bận”

 Receiver off hook: Thông báo điện thoại đã ở trạng thái Off Hook thời giandài mà không thực hiện cuộc gọi đi

 No such number: Tình trạng người dùng gọi một số điện thoại không tồn tại.

1.2.2 Chuyển mạch Kênh

Chuyển mạch kênh, hay ngắn gọn hơn chuyển mạch, là một kỹ thuật truyềnthông được dùng rộng rãi để kiến tạo các mạng điện thoại, kỹ thuật này hoàn tấtmột đường liên lạc thông tin cố định từ nguồn đến đích Kế đến, thông tin (thường

là dạng tín hiệu âm thanh) sẽ được chuyển trong đường nối, sau khi hoàn tất, haykhi có lệnh huỷ bỏ thì đường nối này sẽ bị cắt

Phương thức hoạt động cơ bản:

 Mạng chuyển mạch có thể bao gồm nhiều nút (hay trạm nối dây) Mỗi nút

và mỗi đầu cuối đều được địa chỉ hoá

 Nguồn gửi thông tin sẽ yêu cầu nối mạng tới một địa chỉ đích

 Các nút mạng sẽ tự động tìm ra các nút trung gian để nối thành một mạchdẫn từ nguồn tới đích một cách liên tục theo thuật toán đã định sẵn (quá trình này

sẽ lâu hơn nếu hai máy nguồn và máy đích cách nhau qua nhiều nút trung gianhơn) Trường hợp một trong các nút trung gian không thể hoàn tất việc nối mạchthì tín hiệu bận (busy) có thể được chuyển về từ nút đó Trong thực tế, mỗi nút đều

có sẵn một bảng ghi nhận các địa chỉ và các nút tương ứng gọi là bảng chuyển tiếp(forwarding table) Bảng này được cập nhật mỗi khi có thêm nút mới hay địa chỉmới Do đó, các nút chỉ việc yêu cầu nối dây với đường ra thích hợp dựa vào bảngnày mỗi khi có lệnh thiết lập đường nối từ ngõ vào tới một địa chỉ bất kì

 Nếu máy đích chấp thuận, và việc nối mạch với máy đích hoàn tất thì tínhiệu thông mạch (hay tính hiệu chấp thuận) sẽ được trả về Ngược lại tín hiệu hếtthời lượng (timeout) sẽ được gửi về máy chủ

 Máy chủ bắt đầu trao đổi thông tin hay huỷ bỏ việc trao đổi Các nút mạngcũng sẽ tự huỷ bỏ đường nối, giải phóng các nút cho các yêu cầu nối-chuyển khác.Đặc điểm:

 Độ tin cậy rất cao: một khi đường nối đã hoàn tất thì sự thất thoát tín hiệugần như không đáng kể

 Băng thông cố định Đối với kiểu nối này thì vận tốc chuyển thông tin làmột hằng số và chỉ phụ thuộc vào đặc tính vật lý cũng như các thông số cài đặt củacác thiết bị

 Có thể dùng kỹ thuật này vào những nơi cần vận tốc chuyển dữ liệu caohoặc nơi nào cần truy nhập dữ liệu với thời gian thực (realtime data access).

 Tuy nhiên, các vận chuyển này sẽ lấy nhiều tài nguyên và chúng được cấpcho một đường nối dây cho tới khi dùng xong hay có lệnh huỷ Nói cách khác, cácđường nối dữ liệu nếu trong thời gian mở đường nối mà gặp phải các nút đều đangbận dùng cho đường nối truớc đó thì buộc phải đợi cho tới khi các nút này đượcgiải phóng

1.2.3 Ba giai đoạn thiết lập kết nối

Thiết lập kết nối, chuyển thông tin, ngắt kết nối

1.2.4 Điều khiển kết nối bằng máy tính

Một máy tính điều khiển kết nối ở chuyển mạch tổng đài

Các máy tính trao đổi các bản tin báo hiệu:

 Điều phối thiết lập các kết nối điện thoại

 Thực hiện các dịch vụ mới như caller ID, voice mail,

 Để cho phép di động (mobility) và chuyển vùng (roaming) trong mạngcellular

“Intelligence” bên trong mạng

Cần một mạng báo hiệu riêng

1.2.5 Số hóa mạng điện thoại

Tín hiệu thoại số PCM (Pulse Code Modulation): PCM (Pulse Code Modulation)điều xung mã là một cách biến đổi thoại Analog sang Digital để truyền dẫn, hiệnnay có 2 chuẩn PCM là PCM-30 của Châu Âu và PCM-24 của Bắc Mỹ và NhậtBản (riêng các chip PCM Nhật cung cấp port lựa chọn sử dụng PCM 24, hayPCM30 đều được) Tín hiệu thoại có phổ tập trung cao nhất từ 300Hx dến 3400 Hz,băng thông thoại là 3,1 KHz Để tránh nhiễu và xen kênh lẫn nhau thì ITU-T chuẩnhóa đã lấy trong lên 4 KHz Do đó tần số lấy mẫu của thoại theo khuyến nghị ITU-

T sẽ là 8 KHz Điều đó cũng dễ hiểu vì tần số cao nhất của thoại là 3,4 KHz đượcquy tròn thành 4 KHz để tránh các yếu tố tác động, như vậy theo Nysquyt thì tần sốlấy mẫu phải lớn hơn hay bằng tần số cực đại, vậy tần số lấy mẫu là fs = 8 KHz

Ghép kênh phân chia theo thời gian (Time Division Multiplexing) cho tín hiệuthoại số:

 Phân chia thời gian được sử dụng chủ yếu cho các kỹ thuật số tín hiệu,nhưng có thể được áp dụng trong tương tựghép kênh trong đó hai hoặc nhiều tínhiệu hoặc dòng bit được chuyển giao đồng thời xuất hiện như tiểu kênh trong mộtkênh truyền thông, nhưng có thể chất lần lượt trên kênh Miền thời gian được chiathành nhiều tái phát các khe thời gian có độ dài cố định, một cho mỗi phụkênh Một byte mẫu hoặc khối dữ liệu của phụ kênh 1 được truyền trong khoảngthời gian 1, phụ kênh 2 trong khoảng thời gian 2, … Một TDM khung bao gồm mộtkhe thời gian mỗi phụ kênh cộng với một kênh đồng bộ hóa và đôi khi kênh sửa lỗitrước khi đồng bộ hóa Sau khi người cuối cùng phụ kênh, sửa lỗi, và đồng bộ hóa,chu kỳ lại bắt đầu với một khung mới, bắt đầu với hai mẫu, byte hoặc dữ liệu từkhối phụ kênh 1 …

 Ở châu Âu và sau đó là rất nhiều nơi trên thế giới, sơ đồ TDM chuẩn được

áp dụng để ghép kênh 64 kbit/s, cùng với hai kênh thông tin điều khiển kết hợp tạothành một kênh có tốc độ 2,048 kbit/s, do nhu cầu sử dụng điện thoại tăng lên, lưulượng trên mạng tăng, kênh chuẩn tốc độ 2 Mbit/s không đủ đáp ứng cho lưu lượngtải trên mạng trung kế, đê tránh không phải sử dụng quá nhiều kết nối 2 Mbit/s thìcần tạo ra một mức ghép kênh cao hơn

Chuyển mạch Số: Chuyển mạch các tín hiệu TDM không cần chuyển sang tínhiệu tương tự

 Tín hiệu người dùng để thiết lập và ngắt kết nối

 Chọn tuyến trong quá trình thiết lập kết nối

 Kết nối End-to-end qua mạng

 Báo hiệu điều phối thiết lập kết nối.

Mạng phân cấp: Hệ đánh số thập phân, cấu trúc phân cấp; đơn giản hóa địnhtuyến; tính khả mở (scalability) cao

Mạng báo hiệu: mạng báo hiệu thông minh bên trong mạng

1.2.7 Các loại mạng viễn thông trong hệ thống mạng thoại

PSTN (Public Switching Telephone Network): Là mạng chuyển mạch thoạicông cộng PSTN phục vụ thoại và bao gồm hai loại tổng đài: Tổng đài nội hạt (cấp5), và tổng đài phần đệm (tổng đài quá giang nội hạt, cấp 4), tổng đài phần đệmđược nối vào các tổng đài Toll để giảm mức phân cấp Phương pháp nâng cấp cácphần đệm là bổ sung cho mỗi nút một ATM core, các ATM core sẽ cung cấp dịch

vụ băng rộng cho thuê bao, đồng thời hợp nhất các mạng số liệu hiện nay vào mạngchung ISDN, các tổng đài cấp 4 và cấp 5 là các tổng đài loại lớn, các tổng đài này

có kiến trúc tập trung, cấu trúc phần mềm và phần cứng độc quyền

ISDN (Integrated Service Digital Network): Là mạng số tích hợp dịch vụ, ISDNcung cấp nhiều loại ứng dụng thoại và phi thoại trong cùng một mạng và xây dựnggiao tiếp người sử dụng – mạng đa dịch vụ bằng một số giới hạn các kết nối ISDNcung cấp nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm các kết nối chuyển mạch và khôngchuyển mạch, các kết nối chuyển mạch của ISDN bao gồm nhiều chuyển mạchthực, chuyển mạch gói và sự kết hợp của chúng, sử dụng kiến trúc phân lớp làmđặc trưng của truy xuất ISDN, truy xuất của người sử dụng đến nguồn ISDN có thểkhác nhau tùy thuộc vào dịch vụ yêu cầu và tình trạng ISDN của từng quốc gia PSDN (Public Switching Data Network): Là mạng chuyển mạch số liệu côngcộng, PSDN chủ yếu cung cấp các dịch vụ số liệu, Mạng PSDN bao gồm các PoP(Point of Presence) và các thiết bị truy nhập từ xa

Mạng di động GSM (Global System for Mobile Telecom): Là mạng cung cấpdịch vụ thoại tương tự như PSTN nhưng qua đường truy nhập vô tuyến, mạng nàychuyển mạch dựa trên công nghệ ghép kênh phân thời gian và công nghệ ghépkênh phân tần số

Chương 2.MẠNG THOẠI CÔNG CỘNG VÀ

MẠNG SỐ TÍCH HỢP ĐA DỊCH VỤ

2.1 Mạng điện thoại công cộng (PSTN)

2.1.1 Giới thiệu về mạng PSTN (Public Switching Telephone

Network)

Các điện thoại đầu tiên không có mạng nhưng đã được sử dụng tư nhân, nối vớinhau theo từng cặp Người dùng muốn nói chuyện với những người khác nhau đãlàm nhiều điện thoại cần thiết cho mục đích này Một người sử dụng muốn nóichuyện với những người khác họ huýt sáo vào máy phát cho đến khi bên kia nghethấy

Chẳng bao lâu, chuông đã được bổ sung cho tín hiệu, điện thoại lợi dụngnguyên tắc trao đổi đã được sử dụng trong các mạng điện báo Mỗi điện thoại đượcnối với một tổng đài điện thoại nội hạt, và trao đổi được chuyển cùng với nhánhchính Mạng được kết nối với nhau một cách có thứ bậc cho đến khi họ kéo dàithành phố, quốc gia, châu lục và đại dương Đây là sự khởi đầu của PSTN, mặc dùthời hạn đã được biết trong nhiều thập kỷ

Tự động hóa được giới thiệu xung quay số giữa điện thoại và trao đổi, sau đó làtrao đổi, tiếp theo địa chỉ phức tạp hơn bao gồm cả tín hiệu tần số, mà đỉnh caotrong mạng SS7 là giao lưu kết nối nhiều nhất vào cuối thế kỷ 20

Sự tăng trưởng của các mạng PSTN có nghĩa là các kỹ thuật lưu thông cần thiếtđược triển khai để cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) đảm bảo cho người sử dụng.Công việc của A.K Erlang thành lập các cơ sở toán học của phương pháp cần thiết

để xác định các yêu cầu năng lực và cấu hình của thiết bị và số lượng nhân viên cầnthiết để cung cấp một mức độ cụ thể của dịch vụ

Trong những năm 1970 ngành công nghiệp viễn thông đã bắt đầu thực hiệnmạng chuyển mạch gói dịch vụ dữ liệu sử dụng giao thức X.25 được vận chuyểnqua nhiều thiết bị đầu cuối, thiết bị như đã được sử dụng trong các mạng PSTN.Trong những năm 1980 ngành công nghiệp bắt đầu lập kế hoạch cho các dịch

vụ kỹ thuật số giả định họ sẽ thực hiện theo nhiều mô hình tương tự như dịch vụ

thoại, và hình thành một tầm nhìn của thiết bị đầu cuối chuyển mạch dịch vụ, đượcgọi là băng thông rộng tích hợp các dịch vụ mạng kỹ thuật số (B-ISDN) Tầm nhìnB-ISDN đã bị vượt qua bởi những công nghệ đột phá của Internet.

Hôm nay, chỉ có các bộ phận lâu đời nhất của mạng điện thoại vẫn sử dụngcông nghệ analog cho bất cứ điều gì khác hơn là vòng dặm cuối cùng cho ngườidùng cuối, và trong những năm gần đây các dịch vụ kỹ thuật số ngày càng đượcnhân rộng ra cho người dùng cuối sử dụng các dịch vụ như ISDN, FTTx và hệthống cáp modem

Có một số mạng điện thoại tư nhân lớn mà không liên kết với các mạng PSTN,thường là cho các mục đích quân sự Ngoài ra còn có mạng lưới tư nhân do cáccông ty lớn được liên kết với PSTN chỉ thông qua các cổng hạn chế, giống như mộttrao đổi chi nhánh lớn của tư nhân

Telephone - điện thoại cố định:

Hình 2-2: Điện thoại cố định

 Là một thiết bị đầu cuối Analog, hoạt động song công FDX (Full Duplex),thiết bị này tạo ra hai kênh tiếng nói ngược chiều nhau vừa là máy thu vừa là máyphát không cần qua một quá trình chuyển đổi nào

 Sử dụng hệ thống báo hiệu chuẩn gọi là báo hiệu thuê bao Analog giống nhưmodem, fax, cardphone

 Truy cập vào mạng qua đường dây (mạch vòng thuê bao)

Hình 2-3: Máy FAX

 Trao đổi văn bản tĩnh và hình ảnh tĩnh trên một trang giấy

 Đối với PSTN hiện nay người ta sử dụng máy fax G3 đã được thiết kế phùhợp với đường dây điện thoại Analog Ngoài Fax G3 còn có Fax G4 cho ISDN vàmáy fax thế hệ cũ G1, G2

 Dùng công nghệ xử lý tính hiệu số từ đó chuyển từ hình ảnh trên văn bảnnên số nhờ một thiết bị quét ảnh (scanner), tín hiệu số mang hình ảnh của bản gốc(origin) để chuyển qua một kết nối của mạng PSTN máy thu, ở đó có bộ phận in để

in hình ảnh trên một trang giấy (copy)

 Là một thiết bị bán song công do đó thông tin một chiều

 Máy fax G3 có modem đặt trong máy (buildin) để chuyển từ tín hiệu số sang

VF (Voice Frequency) Ở hướng ngược: chuyển đổi ngược lại, từ VF sang Digital

Sử dụng cấu trúc phân cấp trong các mạng điện thoại có thể làm đơn giản côngtác quản lý mạng và đơn giản trong thiết kế chuyển mạch, xu hướng hiện nay làgiảm cấp trong phân cấp mạng và cung cấp thêm nhiều tuyến thay thế

Các kiến trúc mạng PSTN đã có tiến triển trong những năm qua để hỗ trợ sốlượng ngày càng tăng của các thuê bao, các cuộc gọi, kết nối với các nước khác,quay số trực tiếp và như vậy Khái niệm ban đầu là các trao đổi qua điện thoại đượcsắp xếp thành hệ thống phân cấp, do đó nếu một cuộc gọi có thể không được xử lýtrong một cụm địa phương, nó được chuyển cho một cấp cao lên cho trở đi địnhtuyến Điều này làm giảm số lượng các kết nối cần thiết giữa các nhà khai thác thâncây trên một khoảng cách dài và cũng có thể giữ địa phương lưu thông riêng biệt.Như mô tả ở trên, trao đổi điện thoại tự động nhất hiện nay sử dụng kỹ thuật sốchuyển đổi hơn là chuyển đổi cơ học hoặc tương tự Các trung kế kết nối các tổng

đài dùng kỹ thuật số gọi là mạch hay kênh Tuy nhiên hai dây mạch tương tự vẫncòn được sử dụng để kết nối những dặm cuối cùng từ trao đổi với các điện thoạitrong nhà (cũng được gọi là vòng lặp địa phương) Để thực hiện một cuộc gọi điệnthoại thông thường từ một bên mời cho một bên được gọi là, tín hiệu âm thanhanalog được số hóa với tốc độ 8 mẫu kHz bằng cách sử dụng 8-bit điều chế xung

mã (PCM), cuộc gọi này sau đó truyền từ đầu đến cuối khác thông qua trao đổi quađiện thoại Các cuộc gọi được chuyển sang sử dụng một cuộc gọi thiết lập giao thức(thường ISUP) giữa các tổng đài điện thoại theo một chiến lược định tuyến tổngthể Cuộc gọi được thực hiện qua mạng PSTN sử dụng kênh 64 kbit / s, ban đầuđược thiết kế bởi Bell Labs Các tên được đặt cho kênh này là tín hiệu số 0 (DS0).Các mạch DS0 là độ chi tiết cơ bản của chuyển mạch trong một tổng đài điện thoại.DS0 A còn được gọi là khe thời gian một vì DS0s được tổng hợp trong thời gian bộphận thiết bị (TDM) ghép kênh để hình thành các liên kết cao năng lực giao tiếpcao hơn

Hình 2-4: Mạng PSTN

Các thành phần của mạng viễn thông bao gồm:

 Các trung tâm chuyển mạch đặt tại các nút mạng

 Các tuyến truyền dẩn (trung kế) liến kết các nút mạng với nhau

 Các thiết bị đầu cuối tào giao tiếp người sử dụng với mạng, và đươc nối đến các nút mạng qua các dường dây thuê bao.

Hình 2-5: Các thiết bị đầu cuối

Nhóm chức năng chuyển đổi tin tức tín hiệu:

 Tại điểm phát biến đổi tin tức thành dạng tín hiệu phù hợp có thể truyền đượcqua mạng, và tại đầu thu, chuyển đổi tín hiệu trở lại thành dạng tin tức có thể hiểuđược

Nhóm các chức năng báo hiệu thuê bao:

Hình 2-6: Vai trò của các tổng đài và các trung kế

vụ các thuê bao trong một khu vực

 Các tổng đài liên kết với nhau thông qua các tuyến truyền dẫn liên tổng đài(trung kế) để cho phép các thuê bao của các tổng đài có thể kết nối với nhau

Chức năng của các tổng đài:

 Cung cấp các loại mach giao tiếp thuê bao, giao tiếp trung kế

 Thực hiện các chức năng biến đổi, tách ghép tín hiệu

 Xử lý báo hiệu thuê bao, và báo hiệu liên tổng đài

 Kết nối các cuộc gọi của các thuê bao

Chức năng của các tuyến truyền dẫn (trung kế):

 Liên kết các trung tâm chuyển mạch để tổ chức mạng chuyển tiếp, mạngđường dài, mạng toàn cầu

 Sử dụng khuếch đại lặp và các kỹ thuật truyền dẫn để có thể truyền tín hiệu

đi xa, tạo khả măng mở rộng mạng

Hình 2-7: Tổ chức các tổng đài theo mô hình phân cấp

Hình 2-8: Các tổng đài theo phân cấp mạng

Nguyên tắc định tuyến cuộc gọi qua mạng phân cấp:

Hình 2-9: Nguyên tắc định tuyến cuộc gọi qua mạng phân cấp

 Các tổng đài được liên kết với nhau qua 3 loại trung kế: Trung kế nganghàng, trung kế chéo mức, trung kế cuối cùng

 Nguyên tắc định tuyến các cuộc gọi liên tổng đài: chọn trung kế mức thấptrước: Hướng trước tiên (a), hướng thay thế (b), hướng cuối cùng (c)

Hình 2-10: Cấu trúc tổng thể và các tham số đặc trưng tổng đài

Hình 2-11: Tiến trình thực hiện cuộc gọi trong cùng tổng đài

Hình 2-12: Tiến trình thực hiện cuộc gọi liên tổng đài

2.1.2 Mạng và kĩ thuật PSTN (Public Switching Telephone Network)

Để cung cấp dịch vụ thoại cho người sử dụng, mạng PSTN phải gồm 4 thành phần cơ bản:

 Thuê bao đầu cuối (The subscriber Terminal)

 Vòng nội bộ (Local loops )

 Tổng đài (Exchange)

 Trung kế hay Mạch liên đài (Trunks)

Hình 2-13: Cấu trúc mạng PSTN

Thuê bao đầu cuối: ở dạng đơn giản nhất, thuê bao đầu cuối là một chiếc điệnthoại thông thường với bàn phím để quay số Có 2 loại quay số: (a) quay xung; và(b) quay đa tầng âm kép (DTMF), trong quay số bằng xung, với mỗi số một chuỗixung sẽ được gởi đến switch, trong quay đa tầng âm kép, với mỗi số được quay sẽgởi đi một sự kết hợp giữa 2 sóng sin tương ứng.

(a) Quay xung (Pulse dialing): trong quay xung, khi một số được quay, mộtchuỗi xung tương ứng sẽ được gởi đi Khi người dùng quay số 1, 1 xung sẽ đượcgởi đến tổng đài, khi số 2 được quay, 2 xung sẽ được gởi đi, và cũng như thế, khi

số 0 được quay, sẽ có 10 xung được gởi đi Tổng đài sử dụng một bộ đếm xung đểnhận ra con số Tuy nhiên xung dễ bị méo trên đường truyền do suy hao nên khảnăng nhận biết được chính xác xung không còn cao Rất nhiều bộ chuyển mạch vàđiện thoại cũ chỉ hỗ trợ quay xung, tuy nhiên quay xung vẫn dần trở nên lỗi thời.(b) Quay đa tầng âm kép (DTMF dialing): DTMF viết tắt của Dual Tone MultiFrequency Quay đa tầng kép được biết đến như quay âm (tone dialing) hay quay

số nhanh (speed dialing) Khi một số được quay, một tín hiệu bao gồm sự kết hợpcủa 2 tần số tương ứng được gởi đi Giá trị của sự kết hợp này được biểu diễn ởhình 2-4 Khi số 1 được quay, một tín hiệu từ sự kết hợp giữa 2 tần số 697Hz và1209Hz được bởi đi từ thiết bị đầu cuối đến tổng đài Một con chip nhận diệnDTMF được sử dụng tại tổng đài để giải mã con số nhận được Độ chính xác củaDTMF cao hơn và do đó ngày càng chiếm ưu thế Hầu hết các điện thoại ngày nayđều hỗ trợ DTMF

Hình 2-14: DTMF digit

Vòng nội bộ: Vòng nội bộ là tuyến chuyên dụng nối giữa thuê bao và bộ chuyểnmạch của mạng, còn được gọi là vòng thuê bao, hầu hết các kết nối vòng nội bộ sửdụng cáp xoắn đôi Chiều dài các vòng nội bộ từ vài km tới vài chục km Hiện nay,loại hình kết nối cục bộ vô tuyến sử dụng sóng radio (wireless local loops – WLLs)đang ngày càng phát triển nhờ các ưu điểm như: cài đặt nhanh, chi phí bảo trì thấp,tiết kiệm sức người và của cải cho việc đào đất để lắp mạng, trong tương lai, cápquang sẽ được sử dụng nhằm hỗ trợ một tốc độ truyền cao hơn.

Tổng đài (chuyển mạch): Trong PSTN, hệ thống chuyển mạch được tổ chứcphân tầng, gồm 4 tầng như hình 2-5, ở tầng thấp nhất, bộ chuyển mạch được gọi làtổng đài cuối (End offices) hay tổng đài cục bộ (Local exchanges), ở phía trên lànhững tổng đài trung chuyển (tổng đài cấp 4), tổng đài chính (cấp 3), tổng đài cấp

2, và tổng đài khu vực (cấp 1)

Hình 2-15: Cấu trúc phân tầng của hệ thống chuyển mạch.

Trung kế (mạch liên đài): Hai thiết bị chuyển mạch được kết nối với nhau thôngqua đường trục Những đường trục có các loại hình khác nhau:

 Đường trục hai chân tương tự, cái mà được sử dụng để kết nối thiết bịchuyển mạch nhỏ

 Đường trục bốn chân, cái mà cũng được dùng để kết nối thiết bị chuyểnmạch nhỏ

 Sóng mang T1 mang đường trục kỹ thuật số Mỗi Sóng mang T1 mang 24kênh thoại Tại châu Âu, các tiêu chuẩn tương đương được gọi là đường trục E1,mỗi đường trục E1 hỗ trợ 30 kênh thoại

Nói chung, các thiết bị chuyển mạch được kết nối thông qua T1, dữ liệu tươngứng với 24 kênh thoại thì ghép để tạo thành T1 Đối với mỗi 125 micro giây, dòng

bit từ mỗi kênh thoại bao gồm 8 bit trong đó có 7 bit là dữ liệu và một bit là kiểmsoát thông tin Do đó, với mỗi kênh thoại, dữ liệu tổng gồm 7 x 8000 =56000 bpscủa giọng nói và 1 × 8000 bps = 8000 bps cho thông tin điều khiển Các thiết bịchuyển mạch nhỏ được nối liền bằng cách sử dụng đường trục hai chân hay bốnchân tương tự hoặc luồng kỹ thuật số T1, T1 hỗ trợ 24 kênh thoại bằng cách sửdụng phương pháp kĩ thuật thời gian phân chia (TDM).

Trong thị xã, thành phố lớn, vì giao thông cao, sóng mang T1 sẽ không đủ,trong trường hợp này, các sóng mang T2, T3, T4 được sử dụng Đường trục côngsuất cao hơn thu được bằng việc ghép các luồng T1, các tiêu chuẩn cấp bậc kỹ thuật

số này được thể hiện, bốn sóng mang T1 được ghép để có được sóng mang T2, bảysóng mang T2 được ghép để có được sóng mang T3, sáu sóng mang T3 được ghép

để có được sóng mang T4

Báo hiệu kênh kết hợp CAS: Là phương thức báo hiệu mà mỗi kênh cuộc gọi lạitồn tại một kênh báo hiệu dành riêng cho kênh cuộc gọi đó, các thông tin báo hiệuchứa các Code điều khiển cuộc gọi, các Code được truyền trong kênh dành riêngcho báo hiệu trên cùng một tuyến kết hợp với tuyến của kênh cuộc gọi

Các loại hệ thống báo hiệu kênh kết hơp đã được sử dụng là:

 Hệ thống báo hiệu xung thâm nhập, hay đơn tần 1VC

 Hệ thống báo hiệu hai tần số 2 VC, hay chính là hệ thống (CCITT số 4)

Hệ thống báo hiệu xung đa tần MFP (hay chính là hệ thống CCITT số 5,R1)

 Hệ thống báo hiệu đa tần (CCITT, R2)

Các vấn đề gặp phải đối với CAS: Hiệu suất báo hiệu không cao do 1 cuộc gọichiếm 2 kênh (kênh cho thoại và kênh cho báo hiệu), khi đó kênh báo hiệu này tồntại trong suốt thời gian cuộc gọi dù cuộc gọi có truyền tin hay không (thông thườngcác thông tin báo hiệu lại chỉ được truyền trước khi và sau khi kết thúc cuộc gọi).Dẫn đến sự lãng phí không thuận tiện nhất là cho các cuộc gọi chiếm nhiều thờigian như các cuộc gọi truyền dữ liệu…Vì sử dụng mã để báo hiệu nên số lượng cácthông tin báo hiệu rất ít do đó hạn chế các khả năng điều khiển, thông tin báo hiệucho các dịch vụ giá trị gia tăng qua mạng

Kênh báo hiệu được truyền kết hợp cùng tuyến với kênh cuộc gọi, do vậy khảnăng tìm kiếm và định tuyến kém cho các đầu cuối không cố định, đồng thời làmtăng lưu lượng mạng báo hiệu trong quá trình tìm kiếm thuê bao di động, do đó hạnchế khả năng ứng ngày càng cao của các dịch vụ giá trị gia tăng …

Yêu cầu được đặt ra là cần phải có một mạng báo hiệu mới đáp ứng được mọidịch vụ mới của công nghệ mạng truyền thông (Cả về dịch vụ thoại và dữ liệu) ởthời điểm hiện tại và trong tương lai, các đòi hỏi ngày một lớn hơn về nhiều mặtcủa khách hàng như đảm bảo chất lượng dịch vụ, tính bảo mật, lưu lượng lớn vàkhả năng đáp ứng nhanh…

Một ví dụ cụ thể là vào năm 1960 những tổng đài được điều khiển theo chươngtrình được lưu trữ sẵn (Store Program Control - SPS) với việc truyền số liệu tốc độcao giữa các bộ vi xử lý, báo hiệu ở đây được truyền trên cả hai hướng trên mộtkênh số liệu… Tất cả những điều này dẫn đến sự ra đời của mạng báo hiệu mới làmạng báo hiệu kênh chung CCS đáp ứng được hầu hết các dịch vụ giá trị ga tăng

và những đòi hỏi mới của mạng viễn thông số hiện đại

Báo hiệu kênh chung CCS: Báo hiệu kênh chung là báo hiệu mà kênh báo hiệukhông dành riêng cho kênh cuộc gọi nào Đây là phương thức báo hiệu theo bảntin sao cho mỗi một bản tin được dùng trong báo hiệu cho một cuộc gọi, bản tin cókhuôn dạng chung cho mọi cuộc gọi, trong đó bản tin có thể được truyền trên kênhdành riêng cho báo hiệu cùng tuyến với cuộc gọi hoặc có thể truyền trên 1 hoặcnhiều kênh chung trên các tuyến khác tuyến cuộc gọi Do đó nó lập thành mộtmạng báo hiệu độc lập với mạng truyền tin, song song và đè lên mạng truyền tinđó

Hiện nay có hai loại tín hiệu chuẩn khác nhau cho báo hiệu kênh chung khảdụng:

Hệ thống thứ nhất là hệ thống báo hiệu kênh chung số 6 của CCITT, nó ra đời vàođầu năm 1968 được sử dụng dành cho đường dây analog và cho lưu lượng thoạiquốc tế, các đường làm việc với tốc độ thấp 2,4kb/s với độ dài bản tin bị hạn chế

và không có cấu trúc phân mức mà có cấu trúc đơn, vì những hạn chế trên mà hệthống này không đáp ứng được sự phát triển của mạng

Hệ thống thứ 2 là hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) của CCITT, ra đời vào những năm

1979 – 1980 dành cho mạng chuyển mạch số trong nước và quốc tế, nơi có thể sử

dụng hệ thống truyền dẫn số tốc độ cao (64Kb/s) hoặc cho các đường dây analog.

Hệ thống báo hiệu số 7 của CCITT không những được thiết kế để điều khiển, thiếtlập, giám sát cho dịch vụ thoại mà còn sử dụng cho các cuộc gọi của dịch vụ phithoại Thích ứng với nhiều loại mạng thông tin như: PSTN, Mobile, Data, ISDN,IN…

Những ưu điểm đáng kể được kể ra như sau:

 Tốc độ nhanh: trong phần lớn các trường hợp thời gian thiết lập cuộc nốidưới 1s, là do thông tin báo hiệu được truyền trực tiếp giữa các bộ vi xử lý, tínhiệu được điều chế dưới dạng số và theo tốc độ chuẩn 64kb/s của CCITT

 Dung lượng cao: mỗi kênh báo hiệu có thể xử lý tín hiệu báo hiệu cho rấtnhiều cuộc gọi trong cùng một lúc Nâng cao hiệu suất của việc sử dụng kênhthông tin trong mạng

 Tính kinh tế: SS7 cần ít thiết bị hơn so với thiết bị truyền thống Một ưuđiểm nữa là SS7 chỉ chiếm kênh khi thuê bao bị gọi nhấc máy

 Độ tin cậy cao: nhờ sử dụng mạng báo hiệu dành riêng độc lập và đè lêntuyến truyền tin Cùng với việc sử dụng các mã sửa sai (như sử dụng các tổ hợp bítphát hiện lỗi, giám sát và sửa lỗi cho các bản tin báo hiệu)

 Tính mềm dẻo: Do thực hiện việc truyền tin theo gói mà tốc độ báo hiệu cóthể thay đổi và đáp ứng được nhiều hơn các dịch vụ giá trị gia tăng

Mạng báo hiệu SS7 về bản chất là một mạng chuyển mạch gói hoạt động riêngbiệt và song song với hệ thống mạng thoại, các bản tin được truyền trên mạng thựchiện các chức năng thiết lập, duy trì, giải phóng và quản trị mạng

2.1.3 Các chuẩn kĩ thuật trong PSTN (Public Switching Telephone Network)

hướng đi tới bên bị gọi, bên bị gọi nhấc máy trả lời thì hướng về được xác lập, mộttuyến thông tin được dành riêng cho hai đối tượng cho tới khi cuộc gọi chấm dứt.Các kỹ thuật cơ bản của mạng PSTN là:

 Một trong các kỹ thuật truyền tin có hiệu quả là cho phép nhiều thiết bị hoặcnhiều người dùng chia sẻ, sử dụng chung môi trường truyền, kỹ thuật này gọi làghép kênh Ngoài ra sự gia tăng của các dịch vụ còn đảm bảo cho hệ thống không

bị quá tải

 Để thông tin thông suốt, các thiết bị buộc phải phối ghép với hệ thốngtruyền, toàn bộ các dạng thông tin đều phải thông qua việc dùng tín hiệu điện từ lantruyền được qua môi trường truyền Bởi vậy việc tạo tín hiệu là một đòi hỏi tất yếucủa thông tin

 Không chỉ có tín hiệu, hệ thống thông tin còn yêu cầu sự đồng bộ giữa máyphát và máy thu, máy thu cần phải xác định được khi nào tín hiệu bắt đầu tới và khinào nó kết thúc Nó cũng cần biết khoảng thời gian tồn tại của mỗi phần tử tín hiệu

 Quản lý trao đổi là các yêu cầu cần thiết phục vụ cho việc thông tin giữa haiđối tượng Để thực hiện việc thông tin liên lạc, hai đối tượng cùng phải hợp tác vớinhau một cách chặt chẽ

 Phát hiện và hiệu chỉnh lỗi là đòi hỏi trong những trường hợp không chophép thông tin sai lệch, thường là trong các hệ thống xử lý dữ liệu, ví dụ như khitruyền file giữa các máy tính

 Điều khiển luồng nhằm đảm bảo cho trạm gửi không làm tràn trạm nhận khigửi dữ liệu quá nhanh mà trạm nhận không thể xử lý kịp, dẫn tới việc bỏ qua, mất

dữ liệu

 Khi các phương tiện truyền được dùng chung bởi nhiều đối tượng, nhiềungười dùng, việc đánh địa chỉ là cần thiết để trạm gửi có thể thông tin đúng vớitrạm nhận mà mình mong muốn Khi này hệ thống truyền thực tế đã tạo thành mộtmạng, với nhiều đường truyền có thể nối giữa hai trạm Cần thiết phải chọn đường

để xác định một đường cụ thể xuyên qua hai mạng này cho một cuộc nối

 Kĩ thuật hồi phục là cần thiết, như trong trường hợp quá trình truyền file,

dữ liệu bị ngắt do sự cố nào đó của hệ thống Các đối tượng phải có khả năng kíchhoạt trở lại tại điểm bị ngắt hoặc ít nhất cũng phải hồi phục lại trạng thái của hệthống về trạng thái khởi thuỷ để bắt đầu trao đổi

 Hai đối tượng liên lạc với nhau phải có cùng dạng dữ liệu cần trao đổi, thoảthuận về điều này được hiểu như định dạng văn bản, ví dụ hai bên phải dùng chungmột mã mô tả ký tự chẳng hạn.

 Chức năng bảo vệ cũng rất cần thiết cho hệ thống thông tin liên lạc, ngườigửi muốn đảm bảo rằng, chỉ có người nhận hợp lệ mới nhận được dữ liệu, cònngười thu muốn đảm bảo rằng, dữ liệu không bị thay đổi trong quá trình trungchuyển và đảm bảo là gửi từ đúng đối tượng

 Cuối cùng là khả năng quản lý hệ thống là cần thiết Để quản lý cấu hình hệ thống, giám sát các trạng thái của nó, phản ứng với các hư hỏng hay quá tải, lập kế hoạch cho tương lai

Telephone Network)

Mạng hình lưới: Một mạng hình lưới là một tổ chức mạng mà tại đó tất cả cáctổng đài được nối trực tiếp đến tất cả các cái khác, một mạng hình lưới có thể đượcsắp xếp dễ dàng không cần sử dụng tổng đài chuyển tiếp nào Chức năng lựa chọn

đường trong tổng đài là đơn giản Khi số tổng đài là n, số đường kết nối giữa hai

tổng đài (N) là:

N= n(n-1)/2

Số này gần tỉ lệ với n2, theo đó, khi số tổng đài tăng lên, số các đường kết nối tăngmạnh, vì nguyên nhân này mạng hình lưới không thích hợp với một mạng phạm virộng

Khi lưu lượng giữa các tổng đài nhỏ, số mạch trên mỗi đường kết nối trở nên nhỏ,

do đó giảm hiệu quả mạch

Nói chung, khi một số lượng nhỏ tổng đài được tập trung trong một vùng nhỏ thìthích hợp dùng mạng hình lưới, hoặc khi khối lượng lưu lượng giữa các tổng đàilớn và số mạch là quá lớn, đánh giá về chi phí, mạng hình lưới thích hợp chotrường hợp mà tại đó chi phí chuyển mạch cao hơn chi phí truyền dẫn, trong mộtmạng hình lưới, khi có sự cố xảy ra ở một tổng đài, thì phạm vi sự cố của tổng đàinày đươc hạn chế, vì thế, sự cố chỉ ảnh hưởng với một phạm vi khá hẹp

Hình 2-16: Mạng hình lưới.

Mạng hình sao: Mạng hình sao là một tổ chức mạng mà tại đó các tổng đài nộihạt được nối đến một tổng đài chuyển tiếp như hình sao Trong mạng hình sao, lưulượng giữa các tổng đài nội hạt được tập trung bởi tổng đài chuyển tiếp, do đómạch được sử dụng hiệu quả

Mạng hình sao thích hợp cho những nơi mà chi phí truyền dẫn cao hơn chi phíchuyển mạch, ví dụ những nơi mà các tổng đài được phân bố trong một vùng rộng,đây là nguyên nhân chi phí chuyển mạch tăng lên bởi việc lắp đặt các tổng đàichuyển tiếp, trong một mạng hình sao, khi tổng đài chuyển tiếp hỏng, các cuộc gọigiữa các tổng đài nội hạt không thể kết nối, vì thế sự cố sẽ ảnh hưởng đến một vùngrộng

Hình 2-17: Mạng hình sao.

Mạng hỗn hợp: Các mạng hình lưới và hình sao đều có cả hai ưu điểm và nhượcđiểm, vì vậy, một mạng lưới hỗn hợp có được các ưu điểm của cả hai tổ chức hìnhlưới và hình sao được sử dụng cho các mạng thực tế, trong một mạng hỗn hợp, khikhối lượng lưu lượng giữa các tổng đài nội hạt nhỏ, cuộc gọi giữa các tổng đài nàyđược kết nối qua một tổng đài chuyển tiếp, khi khối lượng lưu lượng lớn thì cáctổng đài nội hạt được nối trực tiếp với nhau, điều này cho phép các tổng đài và thiết

bị truyền dẫn được sử dụng một cách hiệu quả và góp phần nâng cấp độ tin cậytrong toàn bộ mạng lưới

Hình 2-18: Mạng hỗn hợp.

Phương pháp xác định cấu hình mạng: Thông thường, mạng hỗn hợp được sửdụng cho các mạng lưới thực tế Tuy nhiên, để xác định một cấu hình mạng, cầnphải xem xét số lượng thuê bao, vị trí của thuê bao, lưu lượng giữa các tổng đài,hướng lưu lượng, chi phí thiết bị, vv

Tổ chức phân cấp mạng: Khi một mạng có quy mô nhỏ, nó có thể được sắp xếpkhông cần cấp nào, ví dụ như một mạng hình lưới, nhưng khi mạng lưới trở nên lớn

về phạm vi, việc sử dụng chỉ một mạng hình lưới trở nên phức tạp và không có lợi

về kinh tế, vì lý do này, tổ chức phân cấp thường được chấp nhận cho mạng lướiquy mô rộng, trong trường hợp này, mỗi tổng đài nội hạt trong vùng được nối đếntổng đài cấp trên của nó mà được biết như là trung tâm cơ sở, cuộc gọi giữa cáctổng đài nội hạt trong mỗi vùng được kết nối qua trung tâm cơ sở, khi phạm vimạng lưới rộng hơn, các trung tâm cơ sở được nối đến tổng đài chuyển tiếp cấp caohơn, gọi là trung tâm cấp hai, lặp lại như trên, mạng lưới được thiết lập cấu hình,