Bài giảng tổ chức và quản lý mạng viễn thông

Chương này cung cấp một số vấn đề về mạng viễn thông, về kiến trúc và các thành phần cấu thành mạng viễn thông, quá trình phát triển của viễn thông và xu hướng phát triển trong tương lai

Tổ chức quản lý mạng viễn thông TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ -  - BÀI GIẢNG TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ MẠNG VIỄN THÔNG Biên soạn: TS Huỳnh Nguyễn Bảo Phương Bộ môn: Điện tử - Viễn thông Tài liệu lưu hành nội Tổ chức quản lý mạng viễn thông MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG Giới thiệu chương .5 Khái niệm cấu trúc chung mạng viễn thông 2.1 Khái niệm 2.1.1 Viễn thông (Telecommunication) .5 2.2 Các thành phần mạng viễn thông 2.2.3 Hệ thống truyền dẫn 2.2.4 Một số khái niệm khác 2.4 Yêu cầu nguyên tắc tổ chức mạng viễn thông 10 2.4.1 Yêu cầu xây dựng mạng viễn thông .10 2.4.2 Nguyên tắc tổ chức mạng viễn thông 10 2.5 Dịch vụ viễn thông 10 2.5.1 Khái niệm 10 2.5.2 Phân loại 11 2.5.3 Chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service) yếu tố ảnh hưởng 15 2.5.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ 16 2.5.3.3 Các tham số chất lượng dịch vụ 17 2.5.4 Các dịch vụ viễn thông yêu cầu QoS dịch vụ 18 2.5.4.1 Dịch vụ thoại/nhắn tin 18 2.5.4.2 Dịch vụ thuê kênh viên thông (leased line) 19 2.5.4.3 Dịch vụ số liệu 19 2.5.4.4 Dịch vụ truyền thông đa phương tiện 19 2.6 Các hình thức tổ chức mạng viễn thơng 20 2.6.1 Tổ chức mạng lưới 20 2.6.1.1 Mạng lưới 20 2.6.2 Phân loại mạng viễn thông .22 2.6.2.2 Phân loại theo dịch vụ 23 2.6.2.3 Phân loại theo thành phần thiết bị 23 2.6.2.4 Phân loại theo cấp mạng viễn thông .23 CHƯƠNG .24 TÔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ MẠNG VIỄN THÔNG 24 Giới thiệu chương 24 Các yêu cầu quản lý mạng 24 Tổ chức quản lý mạng viễn thông 2.1 Khái niệm quản lý mạng .24 2.2 Kiến trúc quản lý mạng .25 2.3 Các yêu cầu quản lý mạng 26 Các kịch quản lý mạng 27 3.1 Quản lý khách hàng 27 3.2 Lưu trữ liệu phân tán 27 3.3 Bản đồ số tập trung .28 3.4 Hệ thống chia sẻ tài liệu 28 3.5 Hệ thống trợ giúp người điều hành .28 Các chức quản lý mạng .29 Các phương pháp tiếp cận quản lý mạng 32 5.1 Quản lý 32 5.2 Quản lý ẩn 33 5.3 Quản lý tập trung .33 5.4 Quản lý phân tán 34 5.5 Quản lý phân cấp .35 5.6 Phương pháp quản lý lai ghép (hybrid) 36 5.7 Quản lý hướng đối tượng 37 Các giao thức quản lý mạng 38 CHƯƠNG .39 GIAO THỨC QUẢN LÝ MẠNG ĐƠN GIẢN SNMP 39 Giới thiệu chương 39 Giới thiệu chung SNMP 39 2.1 Sự đời SNMP 39 2.2 Các thành phần SNMP 41 2.3 Nguyên tắc hoạt động giao thức SNMP .43 Cơ sở thông tin quản lý MIB .45 3.1 Cấu trúc MIB 45 3.2 Truy nhập thông tin quản lý MIB .47 SNMP version 48 4.1 Cấu trúc tin SNMPv2 48 4.2 Cơ sở thông tin quản lý MIB SNMP v2 50 4.3 Nguyên tắc hoạt động SNMPv2 52 SNMP version 53 5.1 Giới thiệu 53 5.2 Kiến trúc thực thể SNMP v3 .54 Tổ chức quản lý mạng viễn thông 5.3 Định dạng tin SNMPv3 55 5.4 Nguyên tắc hoạt động giao thức SNMPv3 58 CHƯƠNG .62 MẠNG QUẢN LÝ VIỄN THÔNG 62 Giới thiệu chương 62 Tổng quan TMN 62 2.1 Khái niệm TMN 62 2.2 Quan hệ TMN mạng viễn thông 64 Kiến trúc chức 65 3.1 Các khối chức 65 3.2 Data Communications Function Block 67 Kiến trúc vật lý giao diện 68 4.1 Các thành phần kiến trúc vật lý 68 4.2 Các khối vật lý .70 4.3 Các giao diện TMN 73 4.4 Kiến trúc phân lớp logic 74 Các chức quản lý TMN .77 5.1 Quản lý hiệu 79 5.2 Quản lý cố 80 5.3 Quản lý cấu hình 80 5.4 Quản lý tài khoản 81 5.5 Quản lý bảo mật 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 Tổ chức quản lý mạng viễn thông CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG Giới thiệu chương Trong năm qua, hạ tầng viễn thông phát triển nhanh công nghệ chất lượng cung cấp dịch vụ Viễn thông trải qua trình phát triển lâu dài với nhiều bước ngoặt phát triển công nghệ phát triển mạng lưới Việt Nam nước giới, có nhiều nhà khai thác viễn thơng khác với đa dạng công nghệ cấu hình mạng dịch vụ cung cấp Chương cung cấp số vấn đề mạng viễn thông, kiến trúc thành phần cấu thành mạng viễn thơng, q trình phát triển viễn thông xu hướng phát triển tương lai khái niệm viễn thông; vấn đề liên quan đến dịch vụ viễn thông: khái niệm, cách thức phân loại dịch vụ viễn thông, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ chất lượng mạng Đồng thời, chương giới thiệu số mạng viễn thơng điển hình: mạng mạng điện thoại, loại mạng công nghệ mạng truyền số liệu, mạng máy tính, Internet Khái niệm cấu trúc chung mạng viễn thông 2.1 Khái niệm 2.1.1 Viễn thơng (Telecommunication) Viễn thơng q trình trao đổi thông tin dạng khác (tiếng nói, hình ảnh, liệu ) với cự ly xa nhờ vào hệ thống truyền dẫn điện từ (truyền dẫn cáp kim loại, cáp quang, vi ba, vệ tinh) Viễn thông nguồn tài nguyên quan trọng mang tính chiến lược cho hầu hết tập đồn đại tầm quan trọng viễn thông ngày gia tăng Môi trường viễn thông luôn thay đổi cho ta nhiều lựa chọn cần hiểu viễn thông nhiều tổng quát để tận dụng khả sẵn có ngày Viễn thơng phận kinh doanh phát triển nhanh công nghệ thông tin đại Ngày nay, lĩnh vực viễn thông bao gồm nhiều công nghệ dịch vụ đại Ngoài vài dịch vụ hoàn thiện dịch vụ điện thoại cố định cịn có Tổ chức quản lý mạng viễn thông nhiều dịch vụ bùng nổ dịch vụ điện thoại di động Internet Hình 1.1 Viễn thông 2.1.2 Mạng viễn thông Mạng viễn thông (Telecommunications Network) tập hợp thiết bị (Devices), kỹ thuật (Mechanisms) thủ tục (Procedures) để thiết bị kết cuối khách hàng truy nhập vào mạng trao đổi thơng tin hữu ích u cầu đặt cho mạng viễn thơng phải có khả cung cấp đường truyền tốc độ khác nhau, linh hoạt, có độ tin cậy cao đáp ứng loại hình dịch vụ khác Mạng viễn thơng tập hợp phương tiện kỹ thuật cần thiết để tạo đường nối thông tin hai điểm với độ trung thực, tin cậy tối đa với giá thành phải chăng; tập hợp trang thiết bị viễn thông; tập hợp nút mạng nối với đường truyền dẫn để truyền đưa loại tin tức khác từ phía gửi đến phía nhận Mạng vật lý bao gồm hệ thống truyền dẫn & chuyển mạch như: mạng cáp nội hạt, mạng vi ba số, mạng SDH, mạng thông tin vệ tinh, mạng lưới tổng đài Các hệ thống thiết lập nhằm tạo đường dẫn tín hiệu địa thông qua nút mạng Mạng vật lý đóng vai trị sở hạ tầng viễn thơng, phục vụ chung cho liên lạc điện thoại, truyền thông liệu dịch vụ băng rộng khác Trên sở hạ tầng đó, mạng logic tạo nhằm cung cấp dịch vụ viễn thông thoả mãn nhu cầu xã hội Mạng điện thoại, mạng truyền mạng logic truyền thống Ngày nay, ngồi mạng cịn có có thêm mạng khác tồn Tổ chức quản lý mạng viễn thông khu vực: PSTN, PSPDN, mạng nhắn tin, mạng di động, Internet, ISDN, Các mạng cung cấp hàng loạt dịch vụ viễn thông thoả mãn nhu cầu khách hàng 2.1.3 Hệ thống truyền thông Hệ thống truyền thông (Communication System): hệ thống làm nhiệm vụ xử lý phân phối thơng tin từ vị trí đến vị trí khác cịn gọi hệ thống thơng tin Hình 1.2 Mơ hình hệ thống truyền thơng Hình 1.2 mơ tả sơ đồ khối HTTT, thơng tin truyền qua hệ thống chiều hai chiều Thông tin từ nguồn tin tới thiết bị đầu cuối (TBĐC) phát để chuyển thành tín hiệu Tín hiệu truyền qua mơi trường truyền dẫn (kênh truyền thông) tới TBĐC thu Tại đây, tín hiệu biến đổi ngược lại thành thơng tin đưa tới nơi nhận tin Trong HTTT, cần quan tâm: khuôn dạng thông tin, tốc độ truyền dẫn, cự ly truyền dẫn, môi trường truyền dẫn, kỹ thuật điều chế, thủ tục phát sửa lỗi Trong hệ thống truyền thông, tồn phương thức truyền tín hiệu sau: - Đơn cơng (Simplex): Thơng tin truyền hướng, thu trao đổi thơng tin với phía phát - Bán song công (Half- Duplex): Thông tin truyền hai hướng không thời điểm - Song công (Full-Duplex): Thông tin truyền hai hướng đồng thời 2.2 Các thành phần mạng viễn thông Khi xét quan điểm phần cứng, mạng viễn thông bao gồm thiết bị đầu cuối, thiết bị chuyển mạch thiết bị truyền dẫn mơ tả hình 1.3 Tổ chức quản lý mạng viễn thơng Hình 1.3 Các thành phần mạng viễn thông 2.2.1 Thiết bị đầu cuối TE Thiết bị đầu cuối TE trang thiết bị người sử dụng để giao tiếp với mạng cung cấp dịch vụ Hiện có nhiều chủng loại TBĐC nhiều hãng khác tùy thuộc vào dịch vụ (ví dụ máy điện thoại, máy fax, máy tính cá nhân ) Thiết bị đầu cuối TE thực chức chuyển đổi thông tin cần trao đổi thành tín hiệu điện ngược lại 2.2.2 Hệ thống chuyển mạch (tổng đài) Chuyển mạch tức thiết lập đường truyền dẫn thuê bao Tại tổng đài có vào cổng bao gồm kết cuối đường dây thuê bao, điểm nối, trung kế kênh quốc tế Một tổng đài thường xem bô phận chuyển mạch bao gồm số lượng lớn phận chuyển mạch đơn lẻ điểm nối chéo Chúng xếp theo nhiều cách khác nhằm đạt hiệu kinh tế cao ❖ Chức tổng đài - Xác định gọi thuê bao - Kết nối với thuê bao bị gọi phục hồi thoại hoàn thành ❖ Phân loại hệ thống chuyển mạch - Theo chức năng: tổng đài nội hạt - chuyển tiếp liên tỉnh - cổng quốc tế - Theo công nghệ: nhân công, bán tự động, tự động (từng nấc, ngang dọc, SPC tương tự, SPC số, địều khiển chương trình) - Theo cấu hình: dung lượng, ngơn ngữ lập trình - Theo phương thức chuyển mạch: chuyển mạch kênh, chuyển mạch thông báo, Tổ chức quản lý mạng viễn thơng chuyển mạch gói, chuyển mạch ATM 2.2.3 Hệ thống truyền dẫn Là phương tiện để truyền tín hiệu từ thiết bị truyền đến thiết bị nhận Hệ thống truyền dẫn sử dụng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài tổng đài với HTTD bao gồm: môi trường truyền dẫn thiết bị truyền dẫn ❖ Môi trường truyền dẫn Môi trường truyền dẫn: môi trường mà thông qua tín hiệu truyền Trong q trình phát triển, môi trường truyền dẫn qua thay đổi cách mạng: dây trần, cáp kim loại, sóng vơ tuyến - vi ba, ống dẫn sóng, cáp quang Thông thường, đường truyền dẫn (cáp kim loại), người ta thường dùng nhiều đường dây dây cáp, tín hiệu truyền đường gây ảnh hưởng đến đường trường điện từ mà chúng tạo Hiện tượng gọi xuyên âm, yếu tố làm giảm chất lượng đường truyền ❖ Thiết bị truyền dẫn Thiết bị truyền dẫn sử dụng để nối thiết bị đầu cuối hay tổng đài với truyền tín hiệu cách nhanh chóng xác Thiết bị truyền dẫn phân chia theo tiêu chí sau: - Theo chức gồm có: thiết bị truyền dẫn thuê bao để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài nội hạt thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp để nối tổng đài - Theo môi trường truyền dẫn gồm có: thiết bị truyền dẫn phân loại sơ lược thành thiết bị truyền dẫn hữu tuyến sử dụng cáp kim loại, cáp sợi quang thiết bị truyền dẫn vô tuyến sử dụng không gian làm môi trường truyền dẫn Thiết bị truyền dẫn thuê bao sử dụng cáp kim loại sóng vơ tuyến Cáp sợi quang sử dụng cho đường thuê riêng mạng số liên kết đa dịch vụ, yêu cầu dung lượng truyền dẫn lớn - Theo cơng nghệ gồm có: tương tự (analog, ghép kênh theo tần số), số (Digital, ghép kênh theo thời gian) 2.2.4 Một số khái niệm khác - Mạng truy nhập (Access Network) phần mạng viễn thông, thực kết nối thuê bao với tổng đài nội hạt Mạng truy nhập phần mạng tính từ điểm cung cấp (nút truy nhập-Access Point) dịch vụ đến khách hàng, mạng trung gian cho Tổ chức quản lý mạng viễn thơng phép người dùng sử dụng dịch vụ từ nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider-SP) Mạng truy nhập hay gọi mạng thuê bao mạng nội hạt chiếm khoảng 50% đầu tư vào mạng viễn thông - Mạng lõi (core network) khái niệm đưa để thiết bị truyền thông quantrọng mạng viễn thông Khi xây dựng mạng viễn thông hay xem xét kiến trúc mạng lưới, người ta bóc tách hai khái niệm mạng lõi mạng truy nhập Các mạng truy nhập kết nối tới mạng lõi - mạng tảng- để cung cấp dịch vụ tương ứng Mạng lõi bao 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 2.4 Yêu cầu nguyên tắc tổ chức mạng viễn thông 2.4.1 Yêu cầu xây dựng mạng viễn thông - Đảm bảo chất lượng thông tin: nhanh chóng, xác, an tồn, tin cậy, tiện lợi - Đảm bảo tính kinh tế - Cơng nghệ tiên tiến, đồng theo tiêu chuẩn giới - Có khả phát triển, đáp ứng nhu cầu tương lai 2.4.2 Nguyên tắc tổ chức mạng viễn thông Để đảm bảo theo mục tiêu yêu cầu nêu trên, mạng viễn thông xây dựng phải dựa nguyên tắc sau: - Phải tổ chức thống đồng về: thiết bị mạng, tiêu kinh tế kỹ thuật, thể lệ thủ tục, quy trình khai thác, vận hành bảo dưỡng - Phải rộng khắp: rộng quy mô, dịch vụ, thời gian phục vụ - Phải tổ chức cân đối: nhu cầu với khả tương lai, vùng - Phải đại: áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật 2.5 Dịch vụ viễn thông 2.5.1 Khái niệm Khái niệm dịch vụ viễn thông gắn liền với khái niệm mạng viễn thông Mỗi mạng viễn thông cung cấp vài loại dịch vụ đặc trưng cho mạng viễn thơng mạng 10