đề tài-QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ MẠNG VIỄN THÔNG

Tầm quan trọng của viễn thông Các dịch vụ viễn thông có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của xã hội Các hoạt động của một xã hội hiện đại thì phụ thuộc rất nhiều vào viễn thông

1

QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ

MẠNG VIỄN THÔNG

Giảng viên: ThS Đỗ Văn Quyền

Bộ môn : Công nghệ truyền thông

2

 PhẦN 1: Tổng quan về mạng viễn thông

 Phần 2: Thủ tục phân tích và thiết kế mạng viễn thông

 Phần 3: Cơ sở phân tích thiết kế mạng viễn thông

 Phần 4: Xác đinh cấu trúc mạng

 Phần 5: Quản lý mạng

3

1 Lịch sử phát triển của lĩnh vực viễn thông

Bốn pha trong sự phát triển của mạng viễn thông

2 Tầm quan trọng của viễn thông

Các dịch vụ viễn thông có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của xã hội

Các hoạt động của một xã hội hiện đại thì phụ thuộc rất nhiều vào viễn thông

Viễn thông có vai trò rất cần thiết trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hàng ngày

Điện thoại Mạng số Mạng số liệu Các mạng số tích hợp

Kiểu lưu lượng Tiếng nói Tiếng nói Số liệu Tiếng nói, số liệu, hình

ảnh

Kỹ thuật chuyển mạch

Chuyển mạch kênh (tương tự )

Chuyển mạch kênh (số )

Chuyển mạch gói Chuyển mạch kênh, gói

và gói tốc độ cao

Phương tiện truyền dẫn

Khái niệm:

- Communication = Post + Telecommunication (Telephony, Fax, Telex,

Teletex, Videotex, Data)

VIỄN THÔNG

Hai hướng

Truyền thông đơn hướng

CƠ KHÍ

ĐIỆN

Điện thoại

Các mạng

số liệu

Telex

Điện báo

Bưu chính

Báo chí

Phát thanh

TV

Truyền hình cáp

 Mô hình tổng quát của các hệ thống viễn thông?

Gồm: Tổng đài nội hạt

và tổng đài quá giang

Dùng để nối thiết bị đầu cuối

với tổng đài, hay giữa các tổng đài

để thực hiện việc truyền đƣa các

 Thiết bị chuyển mạch: gồm có tổng đài nội hạt và tổng đài quá giang Các thuê bao được nối vào tổng đài nội hạt và tổng đài nội hạt được nối vào tổng đài quá giang Nhờ các thiết bị chuyển mạch mà đường truyền dẫn được dùng chung và mạng có thể được sử dụng một cách kinh tế

 Thiết bị truyền dẫn: dùng để nối thiết bị đầu cuối với tổng đài, hay giữa các tổng đài để thực hiện việc truyền đưa các tín hiệu điện

 Môi trường truyền bao gồm truyền hữu tuyến và vô tuyến Truyền hữu tuyến bao gồm cáp kim loại, cáp quang Truyền vô tuyến bao gồm vi ba, vệ tinh

 Thiết bị đầu cuối cho mạng thoại truyền thống gồm máy điện thoại, máy Fax, máy tính, tổng đài PABX

 Có thể định nghĩa mạng viễn thông theo cách nhìn khác:

Mạng viễn thông là một hệ thống gồm các nút chuyển mạch được nối với nhau bằng các đường truyền dẫn Nút được phân thành nhiều cấp và kết hợp với các đường truyền dẫn tạo thành các cấp mạng khác nhau

Sub Sub

Sub Sub

Sub

Sub Sub

11

1 Khái niệm: Mạng lưới truyền thông công cộng là tập hợp các thiết bị

viễn thông, chúng được nối ghép với nhau thành một hệ thống dùng để truyền thông tin giữa các người sử dụng và thực hiện các dịch vụ viễn thông tương ứng

2 Phân loại:

-Theo dịch vụ mạng

+ Mạng lưới truyền thông công cộng

+ mạng lưới truyền thông chuyên dụng

- Theo khoảng cách địa lý

12

II Mạng chuyển mạch và điện thoại

1 Khái niệm:

- Mạng điện thoại là tập hợp các thiết bị, tổng đài, hệ thống truyền dẫn, hệ

thống thuê bao và các thiết bị phụ trợ khác, chúng được kết nối chặt chẽ với nhau để đảm bảo thông tin thoại giữa các thuê bao và các dịch vụ thoại

- PSTN (Public Switching Telephone Network): mạng chuyển mạch thoại công cộng.

Là mạng có quy mô quốc gia được tổ chức, quản lý, phân định rõ ràng từ trên xuống dưới Là một bộ phận cơ sở hạ tầng quốc gia đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin thường xuyên của người dân, phục vụ phát triển kinh tế và

an ninh quốc phòng

- PA(B)X (Private Automatic (Branch) Exchange: mạng điện thoại riêng

Sử dụng tổng đài riêng để lắp đặt một mạng điện thoại cho nội bộ một cơ quan, hoặc một khu vực nào đó Có các đường trung kế để kết nối với mạng điện thoại công cộng

13

2 Hệ thống truyền dẫn trong mạng điện thoại

Là môi trường truyền dẫn tín hiệu trong mạng điện thoại đảm bảo

độ suy hao cho phép và thoả mãn các yêu cầu:

• Dung lượng thuê bao và tốc độ phát triển thuê bao

• Điều kiện địa lý, khí hậu thời tiết

• Các yếu tố về quy hoạch đô thị

• Thuận tiện cho bảo dưỡng, sửa chữa

• Tiết kiệm chi phí

Tuỳ theo số lượng thuê bao hay tốc độ phát triển thuê bao chia thành:

- Mạng điện thoại không phân vùng

- Mạng điện thoại phân vùng

15

Mạng chuyển mạch

- Mạng chuyển mạch: có chức năng chuyển dữ liệu

từ một giao diện này và phân phối nó sang một giao diện khác, lựa chọn đường đi tốt nhất mà vẫn lưu giữ được các thông tin

- Ở Việt Nam, mạng chuyển mạch có 4 cấp (dựa trên các cấp tổng đài chuyển mạch): quá giang quốc tế, quá giang đường dài, nội tỉnh và nội hạt

17

 Nút cấp 1 (tổng đài quốc tế): có 3 cửa đi quốc tế Hà Nội – Đà Nẵng – TP Hồ Chí Minh Thiết bị chuyển mạch là tổng đài AXE-105 của hãng Ericsson

 Nút cấp 2 (Tổng đài chuyển tiếp quốc gia): gồm các tổng đài Toll đặt

ở Hà Nội, TP HCM, Đà Nẵng, đảm nhiệm việc chuyển tiếp lưu lượng đường dài và giữa các vùng lưu lượng

 Nút cấp 3 (Trạm host và vệ tinh): các trạm host được nối với nhau và với các tổng đài toll theo 1 vòng ring cấp 1 sau đó mỗi host lại được nối với các trạm vệ tinh của nó bởi 1 hoặc vài vòng ring cấp 2

 Nút cấp 4 (Các tổng đài độc lập): tổng đài độc lập dung lượng nhỏ

được nối với các host và tổng đài vệ tinh theo phương thức hình sao

18

Cấu trúc mạng chuuyển mạch PSTN

Ring mạng quốc gia

Ring các host (cấp 1)

Ring vệ tinh (cấp 2)

19

- Các đơn vị điều hành mạng chuyển mạch: VTI (Công ty viễn thông quốc tế) , VTN (Công ty viễn thông liên tỉnh) và các bưu điện tỉnh

- VTI: quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang quốc tế

- VTN: quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang đường dài tại 3 trung tâm Hà Nội, Đà Nẵng và TpHCM

- Bưu điện tỉnh: quản lý các tổng đài chuyển mạch nội hạt và nội tỉnh

- Các loại tổng đài có trên mạng viễn thông Việt Nam: A1000E của Alcatel, EAX61Σ của NEC, AXE10 của Ericsson, EWSD của Siemens

- Các công nghệ chuyển mạch được sử dụng: chuyển mạch kênh (PSTN), X.25 relay, ATM (số liệu)

- Nhìn chung mạng chuyển mạch tại Việt Nam còn nhiều cấp và việc điều khiển bị phân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài)

Mạng truy nhập là mạng nằm giữa người sử dụng dịch vụ viễn thông với điểm dịch vụ viễn thông Vị trí của mạng truy nhập như hình:

Có 4 loại mạng truy nhập:

 Mạng truy nhập cáp đồng: xDSL

 Mạng truy nhập cáp quang: FTTH

 Mạng truy nhập vô tuyến: Vô tuyến cố định

 Mạng truy nhập vệ tinh: VSAT

27

Mạng truyền dẫn

- Hệ thống thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông VNPT hiện nay chủ yếu

sử dụng hai loại công nghệ là: cáp quang SDH và vi ba PDH

- Cáp quang SDH: Thiết bị này do nhiều hãng khác nhau cung cấp là:

Northern Telecom, Siemens, Fujitsu, Alcatel, Lucent, NEC, Nortel Các thiết

bị có dung lượng 155Mb/s, 622 Mb/s, 2.5 Gb/s

- Vi ba PDH: Thiết bị này cũng có nguồn gốc từ nhiều hãng cung cấp khác nhau như Siemens, Alcatel, Fujitsu, SIS, SAT, NOKIA, AWA Dung lượng

140 Mb/s, 34 Mb/s và n*2 Mb/s Công nghệ vi ba SDH được sử dụng hạn chế với số lượng ít

- Mạng truyền dẫn có 3 cấp: mạng truyền dẫn quốc tế, mạng truyền dẫn liên tỉnh và mạng truyền dẫn nội tỉnh

28

Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng cáp quang:

Mạng truyền dẫn đường trục quốc gia nối giữa Hà Nội và TpHCM dài 4000km, sử dụng STM-16, được chia thành 4 vòng ring tại Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Qui Nhơn và TP.HCM

Hà Nội Hà Tĩnh Đà Nẵng Quy Nhơn TP.HCM

Các đường truyền dẫn khác: Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội– Hòa Bình, TpHCM – Vũng Tàu, Hà Nội – Phủ Lý – Nam Định, Đà Nẵng – Tam Kỳ Các tuyến truyền dẫn liên tỉnh này dùng STM-4

Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng vô tuyến: dùng hệ thống vi ba SDH (STM-1, dung lượng 155Mbps), PDH (dung lượng 4Mbps, 6Mbps, 140Mbps) Chỉ có tuyến Bãi Cháy – Hòn Gai dùng SDH, các tuyến khác dùng PDH

32

Mạng truyền dẫn nội tỉnh

Khoảng 88% các tuyến truyền dẫn nội tỉnh sử dụng hệ thống vi ba Trong tương lai khi nhu cầu tải tăng thì các tuyến này sẽ được thay thế bởi hệ thống truyền dẫn quang

Mạng chức năng

 Mạng báo hiệu

 Mạng đồng bộ

 Mạng quản lý

33

Mạng báo hiệu

- Vai trò của báo hiệu trong mạng viễn thông: thiết lập, giám sát, giải phóng cuộc gọi và cung cấp dịch vụ nâng cao

- Phân loại báo hiệu:

 Báo hiệu đường dây thuê bao

 Báo hiệu liên đài : gồm có báo hiệu CAS và CCS

CAS : gồm báo hiệu trạng thái đường và báo hiệu thanh ghi (R2) CCS: báo hiệu kênh chung

34

Mạng báo hiệu

- Mạng viễn thông Việt Nam sử dụng hai loại báo hiệu R2 và SS7

-Báo hiệu R2 là báo hiệu CAS, và là báo hiệu tương tự nên dung lượng thấp, đang dần được loại bỏ

-Báo hiệu SS7: được đưa vào khai thác tại Việt Nam theo chiến lược triển khai từ trên xuống dưới theo tiêu chuẩn của ITU (khai thác thử nghiệm từ năm 1995 tại VTN và VTI) Cho đến nay, mạng báo hiệu số 7

đã hình thành với một cấp STP (Điểm chuyển mạch báo hiệu) tại 3 trung tâm (Hà Nội, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh) của 3 khu vực (Bắc, Trung, Nam) và đã phục vụ khá hiệu quả.

35

Mạng báo hiệu SS7 ở Việt Nam

36

Mạng đồng bộ

- Mục đích của mạng đồng bộ là tạo ra sự đồng nhất về tín hiệu xung

nhịp của các thiết bị trong mạng

- Các phương pháp đồng bộ mạng:

 Phương pháp cận đồng bộ: các nút trong mạng được cung cấp bởi một tín hiệu đồng bộ chuẩn, chất lượng cao, khi đó các nút hoạt động một cách độc lập về mặt xung nhịp

 Phương pháp đồng bộ tương hỗ: Mỗi nút mạng vẫn có một đồng

hồ chuẩn nhưng xung nhịp cấp cho nút này được lấy trung bình.

 Phương pháp đồng bộ chủ tớ : có đồng hồ chuẩn, độ chính xác cao (10 -13 – 10 -12 ) thực hiện chức năng cung cấp tín hiệu đồng bộ cho các nút mạng khác

37

Mạng đồng bộ Việt nam hoạt động theo phương thức chủ tớ có dự phòng Các đồng hồ cấp dưới là đồng hồ tớ bám theo các đồng hồ cấp trên

kề nó là đồng hồ chủ

Mạng đồng bộ của VNPT đang phát triển hình thành 4 cấp bao gồm:

cấp 0, cấp 1, cấp 2, cấp 3 như mô hình phân cấp mạng đồng bộ của ITU

- Cấp 0: là cấp của các đồng hồ chủ quốc gia (PRC)

- Cấp 1: là cấp mạng được đồng bộ trực tiếp từ đồng hồ chủ (PRC) tới các tổng đài nút chuyển tiếp quốc tế, chuyển tiếp quốc gia và các đồng hồ thứ cấp

- Cấp 2: là cấp mạng được đồng bộ từ đồng hồ của các nút chuyển tiếp quốc tế hoặc chuyển tiếp quốc gia hoặc đồng hồ thứ cấp tới các tổng đài HOST và các tổng đài có trung kế với các nút chuyển tiếp quốc tế và chuyển tiếp quốc gia

- Cấp 3: là cấp mạng được đồng bộ từ đồng hồ của các tổng đài HOST và từ các tổng đài có trung kế với các nút chuyển tiếp quốc tế và chuyển tiếp quốc gia tới các thiết bị thuộc phần mạng cấp thấp hơn

- Pha 2 đã thực hiện nâng cấp mạng đồng bộ, lắp đặt mới

đồng hồ chủ PRC tại Đà nẵng, cải tạo nâng cấp các đồng

hồ chủ PRC tại Hà nội và tp Hồ Chí Minh và trang bị thêm

một số đồng hồ thứ cấp SSU tại Hà nội, Đà nẵng, Tp Hồ

Chí Minh, Hà tĩnh , Quy nhơn

- Pha 3 của quá trình xây dựng phát triển mạng đồng bộ

đang được chuẩn bị tiến hành với dự án đầu tư đã được phê

duyệt Trong pha 3 sẽ trang bị thêm một số các đồng hồ thứ

cấp SSU/BITS và một số modul đồng bộ để có khả năng

tiếp nhận các tín hiệu đồng bộ 2MHz

Động lực thúc đẩy phát triển viễn thông theo IN-T:

- Sự phát triển hay cuộc cách mạng công nghệ thông tin theo xu hướng phù hợp với nhu cầu của thị trường nhằm tạo ra các dịch vụ chất lượng hơn, giá rẻ hơn

- Sự thay đổi môi trường kinh doanh của các nhà khai thác dịch vụ viễn thông và sức ép của tiến trình tự do thương mại hoá toàn cầu và quá trình hội nhập quốc tế

Vai trò của Viễn thông trong sự phát triển kinh tế xã hội:

- Các dịch vụ viễn thông luôn có vai trò kép : dịch vụ viễn thông là một loại hàng hoá đặc biệt:

+ Chính các sản phẩm của viễn thông là 1 dịch vụ

+ Dịch vụ viễn thông thúc đẩy các dịch vụ khác phát triển

 Từ đó ta thấy mỗi quốc gia phải xây dựng lộ trình phát triển hội

nhập mạng viễn thông cho phù hợp để tận dụng được các lợi ích về tài chính và công nghệ, đồng thời hạn chế tối đa sự xáo trộn lợi ích quốc

gia

Trong quá trình xây dựng lộ trình phát triển mạng viễn thông thì phải giải quyết bài toán quy hoạch phát triển mạng lưới viễn thông để giải bài toán này cần sử dụng quá trình phân tích và thiết

kế mạng viễn thông

Để thực hiện quá trình phân tích và thiết kế mạng viễn thông đòi hỏi trong bối cảnh sự phát triển như vũ bão về dịch vụ và công nghệ phải cân nhắc đến:

+ Pháp lý của nhà nước về viễn thông (hành lang pháp lý)

+ Sự phát triển kinh tế - xã hội: quyết định khả năng sử dụng dịch vụ viễn thông

►Đánh giá nhu cầu:

+ Thói quen hoặc thu nhập cá nhân tương ứng với các dịch vụ viễn thông + Yêu cầu của người sử dụng đối với các dịch vụ viễn thông : dịch vụ ngày càng phong phú và đa dạng, chất lượng ngày càng cao, 1 yếu tố quan trọng khác là giá phải rẻ, đáp ứng các tiện ích cá nhân, di động

►Các tiến bộ công nghệ:

Cập nhật, dự báo trào lưu phát triển khoa học công nghệ

- Thực chất của quá trình phân tích và thiết kế mạng là lựa chọn tối ưu hoá tất cả các yếu tố mạng nhằm đảm bảo, duy trì và phát triển mạng trong thời gian trước mắt và lâu dài, đáp ứng đầy đủ yêu cầu dưới mọi hình thức của người sử dụng

Đáp ứng sự phát triển liên tục của mạng trong mọi trường hợp sự biến đổi về mặt lưu lượng và nhu cầu thuê bao

- Phân tích và thiết kế mạng đảm bảo 2 yếu tố: Kinh tế và Kỹ thuật

- Quá trình phân tích và thiết kế là quá trình liên tục và thường xuyên đòi hỏi cập nhật, chỉnh sửa một cách mềm dẻo, linh hoạt

- Xác định vị trí tối ưu của các thiết bị

- Xác định kích cỡ mạng (Xác định kích thước của mạng sao cho đáp ứng được các nhu cầu hiện tại và dự báo, đảm bảo các yếu tố về mặt kỹ thuật

và kinh tế ứng với chất lượng dịch vụ yêu cầu.)

Tham số chính để xây dựng cấu hình tối ưu của mạng:

• Nhu cầu về thuê bao

• Nhu cầu về lưu lượng

• Tiêu chuẩn dịch vụ

• Chi phí

Một số yêu cầu bắt buộc khi phân tích và thiết kế mạng viễn thông

1 Nghiên cứu cơ sở :

- Đặc tính vùng quy hoạch (vùng nghiên cứu)

- Các dịch vụ cần thiết có thể triển khai

- Sự phát triển của vùng nghiên cứu trong tương lai

- Nguồn tài chính

 Đặc tính vùng quy hoạch:  Đặc điểm địa lý  Đặc điểm văn hoá  Sự phát triển kinh tế  Thu nhập bình quân

 Các dịch vụ cần thiết

2 Xây dựng kế hoạch chiến lược (tổng thể)

Mục đích: Là xác định các yếu tố đưa đến quyết định quan trọng liên quan tới sự phát triển mạng, chất lượng tiêu chuẩn dịch vụ

 Đưa ra kế hoạch: - phân chia tài chính

- Chính sách kết nối

- Chiến lược kinh doanh

3 Xây dựng kế hoạch thực hiện (chi tiết)

49

Dự báo nhu cầu:

1 Khái niệm:

Dự báo nhu cầu là đánh giá số lượng thuê bao kết nối đến mỗi điểm của mạng lưới và

xu hướng phát triển của nó trong tương lai

2 Các khâu của dự báo nhu cầu:

- Dự báo

- Thu thập và xử lý số liệu

- Điều chỉnh dự báo và đưa ra kết quả

3 Các yếu tố của dự báo nhu cầu:

Nội sinh

- Cước phí khách hàng

-Giá thiết bị, chi phí cho mạng

-Chiến lược sản phẩm -Chiến lược maketing -Chiến lược chăm sóc khách hàng

Dự báo nhu cầu

Ngoại sinh -Dân số -Số hộ gia đình -Số các cơ sở sản xuất kinh doanh -Điều kiện thực tế xây dựng mạng -Tốc độ tăng trưởng kinh tế