Đề cương Mạng Viễn Thông

Câu 1: Trình bày khái niệm, vẽ hình và phân tích các thành phần cơ bản của mạng viễn thông ? Câu 2: Trình bày cấu hình mạng lưới, mạng hình sao và mạng kết hợp giữa hình sao và hình lưới trong viễn thông? Câu 7: Trình bày cấu trúc và chức năng cơ bản của mạng ISDN? Câu 8: Bộ giao thức TCPIP gồm các tầng nào? Chức năng của tầng giao vận? Trình bày khái quát về giao thức TCP và UDP của tầng giao vận? Câu 9 : Trình bày các nhu cầu phát triển của xã hội thông tin và xu hướng tiến hóa mạng dẫn tới sự ra đời của mạng NGN? Câu 10 : Mạng FTTHFTTB là gì? Hãy trình bày mô hình hay cấu trúc tổng quát của một mạng FTTH (hoặc FTTB) , đồng thời nêu chức năng của các khối thiết bị trong mô hình này?

Câu 1: Trình bày khái niệm, vẽ hình phân tích thành phần mạng viễn thơng ? - Nút liên kết: + Nút: điểm trung gian mạng viễn thông nơi thực kết nối tạm thời đầu vào đầu theo yêu cầu + Các liên kết: đường truyền dẫn tín hiệu liên tục hai điểm mạng Một liên kết: một đường truyền dẫn vật lý, băng tần hệ thống FDM hay khe thời gian hệ thống TDM Các liên kết ngồi mơi trường truyền dẫn cịn bao gồm phương tiện để kết nối chúng - Mạng truy nhập mạng lõi: + Mạng truy nhập (Access Network): Một phần mạng viễn thông, mạng PSTN thực kết nối thuê bao với tổng đài nội hạt Phần mạng: từ điểm cung cấp (nút truy nhập-Access Point) dịch vụ đến khách hàng, mạng trung gian cho phép người dùng sử dụng dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider-SP) + Các mạng truy nhập kết nối tới mạng lõi - mạng tảng- để cung cấp dịch vụ tương ứng + Mạng lõi gồm hệ thống chuyển mạch, định tuyến đường trục hệ thống truyền dẫn đường trục (backbone), sở tín hiệu truyền dẫn xử lý để chuyển tới mạng truy nhập tương ứng phù hợp - Các thiết bị mạng: + Mạng viễn thông: tập hợp thiết bị mạng kết nối với theo cấu trúc, kiến trúc định thiết lập, quản lý nhờ hệ thống quản lý tin cậy + Các thiết bị mạng viễn thông: đa dạng chủng loại, xu hướng chung ngày đa (tích hợp), thơng minh, bảo mật gọn nhẹ + Trong PSTN: Thiết bị truyền dẫn, Bộ tách ghép kênh, Tổng đài, Bộ tập trung thuê bao xa, thiết bị báo hiệu,… + Trong mạng máy tính: router, hub, gateway, bridge,… + Trong mạng di động: tổng đài MSC, trạm chuyển tiếp BSC, trạm thu phát sóng BTS, gateway … - Các thiết bị mạng PSTN: Thiết bị TD, Mux/DMux, Tổng đài, Bộ tập trung thuê bao xa, thiết bị báo hiệu,… - Các thiết bị mạng mạng ISDN: - Thiết bị đầu cuối ( Terminal Device): + Thiết bị giao tiếp với người sử dụng cầu nối người sử dụng mạng + Có nhiều loại: khác chức yêu cầu dịch vụ Ví dụ: Điện thoại, máy tính, máy Fax, … - Các thiết bị mạng : + Mạng internet Câu 2: Trình bày cấu hình mạng lưới, mạng hình mạng kết hợp hình hình lưới viễn thông? - Mạng lưới: mạng viễn thông hình thành thơng qua việc kết nối tổng đài với cách trực tiếp + Với cấu hình mạng khơng cần thiết tổng đài trung gian làm chức chuyển tiếp chức chọn tuyến, đơn giản tổng đài nối với trực tiếp Tuy nhiên, số lượng tổng đài lớn số lượng tuyến nối chúng tăng lên nhanh, mạng hình lưới khơng phù hợp với mạng có kích cỡ lớn + Nhìn chung mạng hình lưới phù hợp cho trường hợp số tổng đài tập trung khu vực nhỏ lưu lượng thông tin lớn - Mạng hình sao: mạng hình thành tổng đài nội hạt kết nối với qua tổng đài chuyển tiếp giống hình ngơi + Trong trường hợp lưu lượng tập trung phần lớn tổng đài chuyển tiếp hiệu cuả việc sử dụng đường truyền cao so với mạng hình lưới - Mạng kết hợp hình hình lưới: mạng hình lưới hay hình có ưu nhược điểm riêng Do đó, mạng kết hợp mạng hình mạng hình lưới đưa để tập hợp ưu điểm hai cấu hình mạng + Cấu hình mạng kết hợp áp dụng rộng rãi thực tế + Trong mạng viễn thơng có cấu hình kết hợp, lưu lượng tổng đài nhỏ chúng chuyển qua tổng đài chuyển tiếp Nếu lưu lượng tổng đài lớn tổng đài nội hạt đấu nối với trực tiếp Do mạng kết hợp thiết bị chuyển mạch thiết bị truyền dẫn dùng cách kinh tế Câu 3: Khái niệm đồng mạng lưới? Các yếu tố gây đồng bộ? - Đồng mạng khái niệm chung mô tả phương thức thức phân phối tín hiệu đồng hồ (common time and frequency) tới tất phần tử mạng cho chúng hoạt động đồng với Đồng có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định chất lượng dịch vụ mạng thông tin - Các yếu tố gây đồng bộ: + Do tượng rung pha trôi pha dẫn tới tượng trượt pha (Slip), gây sai sót việc truyền liệu, đồng + Các nguồn gây nên tượng đồng máy tái tạo (tín hiệu), multiplexers (bộ trộn kênh, đa công), đường truyền (transmission line) + Nhiệt độ khác dẫn tới tốc độ truyền tín hiệu đoạn đường dây khác (đặc biệt cáp đồng) Điều dẫn tới đồng thời gian nơi phát nơi nhận Câu 4: Trình bày ngun lý chuyển mạch gói? Kỹ thuật chuyển mạch theo gói (Datagram) chuyển mạch theo kênh ảo (Virtual Circuit)? - Nguyên lý chuyển mạch gói dựa khả máy tính tốc độ cao quy tắc để tác động vào tin cần truyền cho chia cắt gọi, tin giao dịch (Transaction) thành thành phần nhỏ gọi “Gói” tin  Tại trạm phát, thông tin người dùng chia thành nhiều gói nhỏ có độ dài khác nhau, gói gán nhãn (tiêu đề) để định tuyến gói tin đến đích  Khi gói tin đến trạm đường truyền dẫn, gói tin trạm lưu tạm xử lý: * Tách lấy phần tiêu đề gói tin để thu thông tin cần thiết * Kiểm tra lỗi, gói tin bị lỗi: gói tin bị huỷ bỏ yêu cầu trạm phát phát lại tin Nếu gói tin khơng bị sai lỗi, trạm kiểm tra xem có phải đích đến gói tin hay khơng cách so sánh phần địa đích chứa tiêu đề gói tin địa trạm, trạm chuyển gói tin đến đệm chờ xử lý Nếu trạm khơng phải trạm đích gói tin, có nhiệm vụ xác định trạm hợp lý mà đến đó, gói tin đến đích truyền gói tin đến trạm  Tại trạm đích: Thực q trình kết hợp gói tin nhận theo thứ tự quy định phần tiêu đề gói tin thành thơng tin người dùng phía phát Thông tin chuyển đến người nhận cách xác Packet Chun m¹ch Chun m¹ch Hình 3.5: Truyền gói tin qua mạng chuyển mạch gói Vì thơng tin người dùng chia thành gói nhỏ, gói gắn tiêu đề (chứa địa đích) nên gói tin người dùng khác phân biệt cách dễ dàng nhiều người dùng đồng thời sử dụng chung đường truyền Kỹ thuật chuyển mạch gói tương tự trình chuyển phát thư Bưu Thơng tin khách hàng (thư) đóng gói (cho vào phong bì) ghi địa bên ngồi (tiêu đề) Nhiều thư người dùng truyền đường truyền Hệ thống chuyển phát thư Bưu điện vào phần địa thư để chuyển đến người nhận thư - Chuyển mạch theo gói (datagram): Mỗi gói tin truyền đến đích cách độc lập chúng đến đích đường khác Kỹ thuật ứng dụng mạng Internet mạng LAN - Chuyển mạch theo kênh ảo (virtual circuit): Tất gói tin người dùng truyền đến đích đường gọi kênh ảo Kênh ảo thiết lập trước trình truyền gói diễn Khi thiết lập đường kênh ảo nguồn đích gói tin có tiêu đề đơn giản đó, thời gian trễ đường truyền nhỏ Kỹ thuật ứng dụng kỹ thuật chuyển tiếp khung (FR: Frame Relay) kỹ thuật ATM Câu 5: Khái niệm định tuyến? Các phương pháp định tuyến mạng viễn thông? - Định tuyến trình chọn đường (tuyến) qua nút mạng để tới đích cách tối ưu mặt kĩ thuật mặt kinh tế + Một số yêu cầu đặt ra: Quá trình chọn tuyến thủ tục điều khiển phải đơn giản Đảm bảo sử dụng kênh & thiết bị cách hiệu Đảm bảo thiết kế quản lý mạng dễ dàng Các phương pháp định tuyến: - Định tuyến phiên: mơ tả rõ hình vẽ Giữa hai nút mạng có nhiều tuyến Nguyên tắc định tuyến luân phiên sau: tất cácmạch thuộc tuyến bận tuyến thứ hai chọn Nếu tuyến thứ bận tuyến thứ chọn tìm tuyến rỗi gọi Tổng đài Tuyến Tổng đài Tổng đài Tuyến (alternative route) Tuyến Tổng đài Hình 2.7: Nguyên tắc định tuyến luân phiên + Phươg pháp hiệu việc tối ưu hoá sử dụng kênh trung kế thường áp dụng tổng đài điện tử số SPC - Định tuyến động: kiểu đặc biệt định tuyến luân phiên trên, điểm khác biệt tăng độ linh hoạt giảm thời gian chọn tuyến hai nút mạng vào tình trạng mạng theo thời gian định trước Kiểu định tuyến sử dụng tổng đài điện tử số nút mạng số liệu - Định tuyến tĩnh: phương pháp quy định số tuyến cố định cho việc chuyển lưu lượng hai tổng đài Do phương pháp yêu cầu phần điều khiển đơn giản nên ứng dụng hệ thống chuyển mạch điện Tuy nhiên, phương pháp hạn chế việc chọn tuyến dẫn đến không linh hoạt có kênh bị lỗi * VN sử dụng phương pháp định tuyến tĩnh + Định tuyến thay đổi (Alternative Routing): + Định tuyến xa đến gần (Far to near Rotation) Câu 6: Nêu yêu cầu việc đánh số mạng viễn thơng? Trình bày hệ thống đánh số? - Những yêu cầu bản: + Nhận dạng thuê bao gọi, để tính cước gọi + Đảm bảo phát triển thuê bao mà không gây xáo trôn hệ thống đánh số hữu + Hình thành hệ thống đánh số thuê bao dịch vụ có hiệu dài hạn (hơn 40 năm) + Tạo chuỗi mã số thuê bao ngắn tốt + Tạo phương thức quay số đơn giản đồng phạm vi nước + Có thể phối hợp dễ dàng với kế hoạch đánh số khác + Về vấn đề chuyển mạch, kế hoạch đánh số phải đảm bảo cho thủ tục biên dịch, tạo tuyến tính cước đơn giản - Các hệ thống đánh số: + Hệ thống đánh số đóng: hệ thống đánh số toàn mạng lưới coi vùng đánh số, số gán cho thuê bao mạng theo khuôn dạng chuẩn Trong hệ thống này, thuê bao có địa riêng số lượng số cố định + Hệ thống đánh số mở: Trong hệ thống đánh số đóng, lượng thuê bao tăng lên mạng lớn lên số thuê bao phải tăng thêm số lượng số quay số với nhiều số số khơng thuận tiện Do đó, hệ thống đánh số mở, mạng xây dựng dựa tập hợp vùng đánh số đóng Trong hệ thống này, thuê bao thuộc vùng đánh số đóng khác đấu nối với nhờ việc thêm vào số tiền tố trung kế mã trung kế trước số đóng Hệ thống cịn cho phép đấu nối thuê bao vùng, tỉnh , với số ngắn Câu 7: Trình bày cấu trúc chức mạng ISDN? ISDN mang lại nhiều dịch vụ với tốc độ thiết bị khác sử dụng đường dây thuê bao, giao diện Do đó, mạng phải có chức chuyển mạch tương ứng với loại dịch vụ chức theo yêu cầu từ thiết bị đầu cuối Bảng 3.1 mô tả chức Bảng 3.1 mô tả chức ISDN TT Chức Mô tả Phân bố chức Lựa chọn phân bố chức bên mạng để phù hợp với yêu cầu dịch vụ người sử dụng, xử lý tín hiệu điều khiển để thiết lập mạch kết cuối Chuyển mạch kênh 64 kbps Thiết lập/giải phóng tuyến thơng tin kết cuối truyền dẫn tín hiệu số tốc độ 64 kbps Đường thuê riêng - 64 kpbs Thiết lập tuyến thơng tin kết cuối, truyền tín hiệu số 64 kbps Chuyển mạch kênh tốc độ cao trung bình Thiết lập/giải phóng tuyến thơng tin kết cuối truyền dẫn tín hiệu số tốc độ cao 64 kbps Đường thuê riêng tốc độ cao - trung bình Thiết lập tuyến thơng tin kết cuối, truyền tín hiệu số tốc độ cao 64 kbps Chuyển mạch gói Tuyến thơng tin bị chiếm thông tin phát Các tín hiệu số truyền gói Báo hiệu kênh chung Chuyển giao tín hiệu thơng tin điều khiển phục vụ cho q trình thiết lập/giải phóng tuyến thơng tin mạng Xử lý thông tin Tuỳ theo loại tin việc xử lý liệu yêu cầu tốc độ xử lý khác nhau, chuyển đổi phương tiện khác thay đổi thông tin Tuyến thông tin bị chiếm dùng từ bắt đầu giải phóng tuyến nối (2) Chuyển mạch kênh 64 thuê Kbps (3) Đường riêng (8) Chức xử lý thông tin (1) (1) Phân bố chức (4) Chuyển mạch kênh tốc độ cao – trung bình Phân bố chức Thiết bị đầu cuối Thiết bị đầu cuối nhà cung cấp dịch vụ 64 kbps (5) Đường thuê riêng tốc độ cao – trung bình (6) Chuyển mạch gói (7) Báo hiệu kênh chung Hình 3.15: Mơ hình cấu trúc ISDN 4.2 Các chức ISDN: a Chức phân phối : ISDN Các chức chuyển mạch kênh 64 kbit/s Thiết bị đầu cuối(Terminals) Chú ý: 1-Thoại 2-Image 3-Gói 4- Điều khiển Các chức chuyển mạch kênh tốc độ cao Các chức chuyển mạch gói Các chức báo hiệu kênh chung Hình 3.16: Các chức phân phối ISDN Do ISDN mạng số tích hợp nhiều dịch vụ khác nên đặc tính người sử dụng dịch vụ tự lựa chọn dịch vụ Để thực điều cách hiệu ISDN phải cung cấp chức phân bố Các chức dùng để đáp ứng yêu cầu dịch vụ khách hàng gọi chức phân phối Trong mạng thực tế, chức phân phối nằm hệ thống chuyển mạch đường dây thuê bao b Chức chuyển mạch kênh: Đối với dịch vụ điện thoại thơng thường hệ thống chuyển mạch mạng thiết lập đường nối cho việc trao đổi thông tin thiết bị kết cuối nhờ vào số địa thuê bao gọi mà thuê bao chủ gọi gửi tới Đường nối thiết bị kết cuối bị chiếm suốt thời gian đàm thoại Đó chức chuyển mạch kênh Các dịch vụ mà sử dụng chức chuyển mạch kênh : Fax, DDX-C dịch vụ điện thoại tương tự thông thường Tốc độ truyền dẫn sở cho chức chuyển mạch kênh ISDN 64kbit/s, phù hợp cho tín hiệu thoại Đối với tốc độ lớn 64 kbit/s chia thành hai loại : Tốc độ trung cao 384,1536 kbit/s, tốc độ cao 30-140 Mbít/s Đối với tốc độ nhỏ 64 kbit/s 8,16 32kbit/s biến đổi để truyền kênh 64kbit/s c.Các chức đường thuê Các chức đường thuê thiết lập mạch cố định hay bán cố định thiết bị kết cuối Các dịch vụ thuê đường đưa cho hệ thống tốc độ thấp khoảng 50-9600 bits/s tốc độ cao từ 64kbit/s -6Mbit/s d.Các chức chuyển mạch gói Các chức chuyển mạch gói chuyển thơng tin gửi thiết bị đầu cuối theo địa bị gọi Các chức khác chuyển mạch kênh chỗ đường thơng tin bị chiếm dùng có thơng tin truyền qua Các đường truyền dẫn hai thiết bị kết cuối chiều Hình 3.22 minh hoạ trình làm việc mạng chuyển mạch gói Dịch vụ chuyển mạch gói hiệu khối lượng thơng tin gửi gọi (chuyển mạch kênh) Ví dụ: thiết bị kết cuối số liệu thường trực (on line) truy cập vào máy tính chủ Cước cho dịch vụ chuyển mạch gói tính theo khối lượng thơng tin DDX-P dịch vụ sử dụng chức chuyển mạch gói Trong ISDN thiết bị kết cuối lựa chọn chức chuyển mạch kênh hay chuyển mạch gói giao diện chuẩn e Chức báo hiệu kênh chung : Các chức báo hiệu kênh chung dùng để truyền tín hiệu điều khiển trình thiết lập, giám sát giải toả gọi mạng chuyển mạch kênh Nếu thông tin cần trao đổi khách hàng truyền với tín hiệu điều khiển có số nhược điểm sau: Tín hiệu điều khiển truyền gọi diễn dung lượng tín hiệu báo hiệu thấp khơng thể triển khai dịch vụ Do ISDN kiểu báo hiệu yêu cầu, hệ thống báo hiệu kênh chung Trong hệ thống tín hiệu báo hiệu truyền kênh độc lập với kênh tiếng phục vụ cho nhiều kênh thoại Các chức báo hiệu kênh chung cần thiết cho việc đa dạng hố loại hình dịch vụ bổ xung cho dịch vụ thơng thường Do chúng chức quan trọng để hình thành nên ISDN Hệ thống chuyển mạch Hệ thống chuyển mạch Thông tin khách hàng Mạch thoại Mạch báo hiệu kênh chung Thông tin điều khiển Hình 3.18: Chức báo hiệu kênh chung ISDN f Các chức xử lý thông tin F a x G4 fax Comp uter Tín hiệu fax Tốc độ cao Số liệu Bộ nhớ Tín hiệu phù hợp với máy tính Biến đổi tốc độ Biến đổi dạng thơng tin Hình 3.19: Các chức xử lý thơng tin Tốc độ thấp Tiếng nói Comp uter G3 fax Telep hone Các chức xử lý thông tin có nhiệm vụ lưu giữ thơng tin gửi tới/ từ thiết bị kết cuối khối xử lý (trong hay ngồi mạng) biến đổi tốc độ, mơi trường truyền dẫn trạm trung gian trợ giúp cho thiết bị kết cuối Ví dụ máy Fax muốn trao đổi thơng tin với máy tính cá nhân, chức xử lý thông tin thực biến đổi tín hiệu fax thành tín hiệu mà xử lý máy tính Các chức cịn cho phép hai máy Fax nhóm nhóm trao đổi thơng tin hai chiều với Để thực chức cần nhiều phương pháp khác Có thể thực ngồi mạng ISDN chí thực thiết bị kết cuối Câu 8: Bộ giao thức TCP/IP gồm tầng nào? Chức tầng giao vận? Trình bày khái quát giao thức TCP UDP tầng giao vận? - Bộ giao thức TCP/IP gồm tầng: + Tầng liên kết + Tầng mạng (Internet) - IP + Tầng giao vận + Tầng ứng dụng - Chức tầng giao vận: chịu trách nhiệm chuyển phát tồn thơng báo từ tiến trình-tới-tiến trìn Tại tầng có giao thức TCP UDP Mỗi giao thức cung cấp loại dịch vụ giao vận: hướng kết nối phi kết nối - Giao thức TCP: + Một giao thức tầng giao vận thường có nhiều chức Một số tạo truyền thơng tiến trình-tới-tiến trình Để thực điều này, TCP sử dụng cổng Một chức khác giao thức tầng giao vận tạo chế điều khiển luồng điều khiển lỗi mức giao vận TCP sử dụng giao thức sổ trượt để thực điều khiển luồng Nó sử dụng gói xác nhận, thời gian chờ truyền lại để thực điều khiển lỗi + TCP giao thức hướng kết nối Nó có trách nhiệm thiết lập kết nối với phía nhận, chia luồng liệu thành đơn vị vận chuyển, đánh số chúng sau gửi chúng - Giao thức UDP: + UDP (User Datagram protocol) giao thức truyền thông phi kết nối không tin cậy, dùng thay cho TCP theo yêu cầu ứng dụng UDP có trách nhiệm truyền thơng báo từ tiến trình-tới-tiến trình, khơng cung cấp chế giám sát quản lý + UDP cung cấp chế gán quản lý số cổng để định danh cho ứng dụng chạy trạm mạng Do chức phức tạp nên UDP có xu hoạt động nhanh so với TCP Nó thường dùng cho ứng dụng khơng địi hỏi độ tin cậy cao giao vận + Một số giao thức tiêu biểu tầng ứng dụng sử dụng UDP : Giao thức truyền tệp thông thường (TFTP) Giao thức quản lý mạng đơn giản (SNMP) Hệ thống tệp mạng (NFS) Hệ thống tên miền (DNS) Câu : Trình bày nhu cầu phát triển xã hội thông tin xu hướng tiến hóa mạng dẫn tới đời mạng NGN? Nhu cầu phát triển: - Có thể coi từ năm 2000 trở trước dịch vụ thoại chiếm hầu hết thị trường cung cấp dịch vụ mạng viễn thông Nhưng năm 2001 với phát triển đột biến công nghệ dẫn tới hội tụ truyền thơng Những khách hàng ngày địi hỏi nhiều loại hình dịch vụ (thoại, liệu/internet, video, truy nhập vô tuyến) từ nhà cung cấp dịch vụ Sự hội tụ truyền thông yêu cầu triển công nghệ tiên tiến để triển khai dịch vụ tảng sở hạ tầng có Có đáp ứng nhu cầu dịch vụ liệu tăng nhanh năm vừa qua Xu hướng tiến hoá - Hội nhập thoại, video dự liệu với mở rộng thị trường xu hướng tồn cầu hố dẫn tới việc cạnh tranh mức độ lường trước thị trường truyền thông Áp lực ngày tạo nhiều công ty sử dụng hiệu mạng đa dịch vụ chuyển mạch gói hay cịn gọi mạng hệ sau (NGN) - Đối với định hướng NGN mang lại nhiều tính đáp ứng nhiều u cầu khách hàng dịch vụ băng rộng như: + Tăng thêm tính mềm dẻo + Tập trung khả điều khiển gọi thông qua chuyển mạch mềm + Có thể tiết kiệm băng thơng + Thực cung cấp dịch vụ multi-media Xu hướng tổ chức mạng có cấu trúc đơn giản, giảm số cấp chuyển mạch chuyển tiếp truyền dẫn nhằm nâng cao hiệu sử dụng, chất lượng mạng lưới giảm thiểu chi phí khai thác bảo dưỡng Trên sở nguyên tắc tổ chức vậy, phương thức xây dựng, phát triển mạng hệ sau chia thành hai khuynh hướng sau: * Phát triển dịch vụ sở mạng tiến tới phát triển mạng hệ sau Đây xu hướng nơi có: - Mạng viễn thơng phát triển đại hoá - Các dịch vụ phát triển sở mạng có