Kỹ Thuật Viễn Thông

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KỸ THUẬT VIỄN THÔNG (Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa) Lưu hành nội HÀ NỘI - 2007 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Biên soạn : CuuDuongThanCong.com TS NGUYỄN TIẾN BAN https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN 1.1 Kỹ thuật điều chế ghép kênh 1.1.1 Các phương pháp mã hóa điều chế Mã hóa Trong hệ thống truyền dẫn số thông tin chuyển đổi thành chuỗi tổ hợp xung, sau truyền đường truyền Khi đó, thơng tin tương tự (như tiếng nói người) phải chuyển đổi vào dạng số nhờ biến đổi A/D Độ xác chuyển đổi A/D định chất lượng lĩnh hội thuê bao Tổ hợp số phải đủ chi tiết cho tiếng nói (hoặc video) tương tự tái tạo mà khơng có méo nhiễu loạn thiết bị thu Hiện nay, mong muốn giảm khối lượng thông tin số để sử dụng tốt dung lượng mạng Các mã hố phân làm loại chính: mã hố dạng sóng mã hố thoại (vocoder) Ngồi ra, có mã hố lai tổ hợp đặc tính loại Hình 1.1 minh hoạ khác chất lượng thoại yêu cầu tốc độ bit loại mã hóa khác Chất lợng thoại Tuyệt vời Các mã hoá lại Tốt Các mã hoá dạng sóng Khá tốt Các mã hoá thoại Kém 16 32 64 Bit Rate (Kbit/s) Hình 1.1: Các phương pháp mã hoá mối quan hệ chất lượng thoại/tốc độ bit Mã hố dạng sóng có nghĩa thay đổi biên độ tín hiệu tương tự (đường thoại) mô tả số giá trị đo Sau giá trị mã hố xung gửi tới đầu thu Dạng điệu tương tự tín hiệu tái tạo thiết bị thu nhờ giá trị nhận Phương pháp cho phép nhận mức chất lượng thoại cao, đường tín hiệu nhận thật đường tín hiệu bên phát CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn Mã hoá thoại mã hoá tham số Thay cho việc truyền tín hiệu mơ tả trực tiếp dạng đường tín hiệu thoại truyền số tham số mô tả đường cong tín hiệu phát Cách đơn giản để giải thích khác hai phương pháp sử dụng phép ẩn dụng: nhạc chơi nhạc nhạc cơng sử dụng Trong mã hố dạng sóng âm nhạc chơi truyền đi, mã hố tham số nhạc gửi tới bên nhận Mã hoá tham số yêu cầu có mơ hình xác định rõ đường tín hiệu thoại tạo Chất lượng mức trung bình (âm thoại nhận thuộc loại “tổng hợp”) mặt khác tín hiệu truyền với tốc độ bit thấp Bộ mã hoá lai gửi số tham số lượng định thơng tin dạng sóng Kiểu mã hoá thoại đưa thoả hiệp hợp lý chất lượng thoại hiệu mã hố, sử dụng hệ thống điện thoại di động ngày Điều chế Điều chế kỹ thuật cho phép thông tin truyền thay đổi tín hiệu mang thơng tin Điều chế sử dụng cho thông tin số tương tự Trong trường hợp thông tin tương tự tác động liên tục (sự biến đổi mềm) Trong trường hợp thông tin số, điều chế tác động bước (thay đổi trạng thái) Khối kết hợp điều chế giải điều chế gọi modem Trong truyền dẫn tương tự sử dụng hai phương pháp điều chế theo biên độ theo tần số Sóng mang Tín hiệu điều chế Tín hiệu đợc điều chế biên độ Tín hiệu đợc điều chế theo tÇn sè Hình 1.2: Điều chế theo biên độ theo tần số Điều biên sử dụng để truyền tiếng nói tương tự (300-3400 Hz) Điều tần thường sử dụng cho truyền thông quảng bá (băng FM), kênh âm cho TV hệ thống viễn thông không dây 1.1.2 Điều chế xung mã PCM Hiện có nhiều phương pháp chuyển tín hiệu analog thành tín hiệu digital (A/D) điều xung mã (PCM), điều xung mã vi sai (DPCM), điều chế Delta (DM), Trong thiết bị ghép kênh số thường sử dụng phương pháp ghép kênh theo thời gian kết hợp điều xung mã (TDM PCM) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn Để chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu digital dùng phương pháp PCM, cần thực bước hình 1.3 Lấy mẫu t Lượng tử hố t Mã hố t Hình 1.3: Q trình chuyển đổi A/D dùng phương pháp PCM Trước hết phải lấy mẫu tín hiệu thoại, tức truyền xung tín hiệu thời điểm định Bước thứ hai lượng tử hoá biên độ, nghĩa chia biên độ xung mẫu thành mức lấy tròn biên độ xung đến mức gần Bước thứ ba mã hoá xung lượng tử thành từ mã nhị phân có m bit Lấy mẫu tín hiệu analog Biên độ tín hiệu analog liên tục theo thời gian Lấy mẫu lấy biên độ tín hiệu analog khoảng thời gian định Quá trình giống điều chế biên độ, dãy xung có chu kỳ điều chế biên độ tín hiệu analog Do mẫu lấy gián đoạn theo thời gian Dãy mẫu gọi tín hiệu PAM (điều chế biên độ xung) Để thực q trình lấy mẫu tín hiệu phải dựa vào định lý Nyquist, nội dung định lý phát biểu sau: Nếu tín hiệu gốc hàm liên tục theo thời gian có tần phổ giới hạn từ đến fmax lấy mẫu tần số lấy mẫu phải lớn hai lần tần số lớn tín hiệu gốc, nghĩa là: fm ≥ 2×fmax Một yếu tố quan trọng lấy mẫu phía phát lấy mẫu cho tín hiệu analog theo tần số phía thu tái tạo lại tín hiệu ban đầu Theo định lý Nyquist, cách lấy mẫu tín hiệu analog theo tần số cao hai lần tần số cao tín hiệu tạo lại tín hiệu analog ban đầu từ mẫu Đối với tín hiệu thoại hoạt động băng tần 0,3 ÷ 3,4 kHz, tần số lấy mẫu 8kHz để đáp ứng yêu cầu chất lượng truyền dẫn: phía thu khơi phục tín hiệu analog có độ méo phạm vi cho phép Q trình lấy mẫu tín hiệu thoại hình 1.4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn Biên độ (a) t Biên độ Tm (b) t Biên độ +3 +2 +1 -1 -2 -3 (c) t Hình 1.4: Quá trình lấy mẫu tín hiệu thoại (a) Thể đường cong tín hiệu thoại (b) Dãy xung điều khiển hoạt động lấy mẫu có chu kỳ Tm = 125μs (c) Tín hiệu đầu lấy mẫu (tín hiệu điều biên xung- PAM) Lượng tử hoá Lượng tử hoá nghĩa chia biên độ tín hiệu thành khoảng không đều, khoảng bước lượng tử, biên độ tín hiệu ứng với đầu cuối bước lượng tử gọi mức lượng tử Sau có mức lượng tử biên độ xung mẫu làm tròn đến mức gần Có hai loại lượng tử hố biên độ: lượng tử hố lượng tử hố khơng Lượng tử hố Biên độ tín hiệu chia thành khoảng nhau, sau lấy tròn xung mẫu đến mức lượng tử gần Quá trình lượng tử hố thể hình 1.5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn Biên độ +3 +2 +1 -1 -2 t Δ -3 Hình 1.5: Q trình lượng tử hố Bước lượng tử Δ Như vậy, biên độ tín hiệu gồm có bước lượng tử mức (đánh số từ -3 ÷ +3) Mối quan hệ số mức lượng tử số bước lượng tử sau: Tổng số mức lượng tử = Tổng số bước lượng tử + Do phải lấy tròn đến mức lượng tử gần nhất, độ chênh lệch biên độ xung lượng tử giá trị tức thời xung lấy mẫu gây nhiễu lượng tử Qd (xem hình 1.6) Biên độ xung nhiễu lượng tử ln thoả mãn điều kiện sau: − Δ Δ ≤ Qd K ≤ + 2 Cơng suất trung bình nhiễu lượng tử xác định sau: Δ2 PQd = 12 Từ biểu thức cho thấy công suất nhiễu lượng tử phụ thuộc vào bước lượng tử Δ mà khơng phụ thuộc vào biên độ tín hiệu Đối với tín hiệu mạnh, tỷ số: S ⎛ TÝnhiƯu ⎞ ⎜= ⎟ lớn tỷ số tín hiệu yếu N ⎝ NhiÔu ⎠ Muốn san tỷ số tín hiệu mạnh tín hiệu yếu phải sử dụng lượng tử hố khơng Biên độ Qd = nhiễu lượng tử (Quantising distortion) +3 Qd Qd Qd +2 +1 Qd Qd t -1 -2 Qd Qd Qd Δ -3 Hình 1.6: Nhiễu lượng tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn Lượng tử hố khơng Lượng tử hố khơng dựa nguyên tắc: biên độ tín hiệu lớn bước lượng tử lớn (hình 1.7) Biªn ®é +4 Δ4 +3 Δ3 +2 +1 Δ2 Δ1 -1 -2 t -3 -4 Hình 1.7: Quá trình lượng tử hố khơng Trong thí dụ hình 1.7 biên độ tín hiệu analog chia thành bước lượng tử, ký hiệu Δ1, Δ2, Δ3, Δ4 Như vậy: Δ1 < Δ2 < Δ3 < Δ4 < Các đường thẳng song song với trục hoành (t) gọi mức lượng tử, đánh số từ gốc toạ độ Các xung lấy mẫu chu kỳ n×Tm (trong n=0,1,2, ) lấy tròn đến mức lượng tử gần Muốn lượng tử hố khơng sử dụng hai phương pháp: nén - dãn analog nén - dãn số • Nén - dãn analog Q trình nén - dãn analog thực cách đặt nén analog trước mã hố phía nhánh phát thiết bị ghép kênh, miền tín hiệu thoại analog đặt dãn analog trước giải mã nhánh thu thiết bị ghép kênh, miền tín hiệu thoại analog Trong thiết bị ghép kênh số chế tạo theo tiêu chuẩn Châu Âu sử dụng nén - dãn theo luật A Còn theo tiêu chuẩn Bắc Mỹ Nhật sử dụng nén theo luật μ Đặc tuyến nén luật A (sự phụ thuộc điện áp đầu vào đầu nén) biểu thị biểu thức Y= Trong x = Ax + ln A 0≤x≤ A + ln Ax + ln A ≤ x ≤1 A uV với uV biên độ điện áp đầu vào nén, cònU0 điện áp vào bão hoà U0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn Theo khuyến nghị ITU-T lấy A = 87,6 Đặc tuyến nén luật μ biểu thị biểu thức ln (1 + μx ) ln (1 + μ ) Y= − ≤ x ≤1 ln (1 − μx ) ln (1 + μ ) −1 ≤ x ≤ Theo khuyến nghị ITU-T lấy μ = 255 Từ biểu thức xây dựng đường cong thể đặc tuyến nén A μ Đặc tuyến nén phải đối xứng với đặc tuyến dãn để khơng gây méo khơi phục tín hiệu Dạng đường cong đặc tuyến nén dãn hình 1.8 Biên độ Đặc tuyến nén +1 Đặc tuyến dãn -1 +1 Biên độ vào -1 Hình 1.8: Đặc tuyến nén dãn analog Nhiều thí nghiệm lượng tử hố tín hiệu thoại đưa kết luận: Muốn đạt tỷ số: S ⎛ TÝnhiÖu ⎞ ⎜= ⎟ khoảng 25 dB số mức lượng tử phải N ⎝ NhiƠu ⎠ 2048 Như từ mã cần có 11 bit (khơng kể bit dấu) Vì 211 = 2048 số mức lượng tử biên độ dương âm tín hiệu thoại Sau nén, tín hiệu thoại 128 mức Nếu kể bit dấu cần từ mã bit Đó lý phải thực nén tín hiệu • Nén - dãn số: Bộ nén số đặt miền tín hiệu số nhánh phát dãn số đặt miền tín hiệu số nhánh thu thiết bị ghép kênh Đặc tuyến nén dãn số dựa sở nén dãn analog Bằng cách gần hoá đường cong đặc tuyến nén - dãn analog theo luật A μ thành đoạn thẳng gấp khúc Đặc tuyến nén số luật A có tất 13 đoạn thẳng có độ dốc khác lấy tên nén số A = 87,6/13 thể hình 1.9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn Các đoạn thẳng có độ dốc khác nhau, đoạn tín hiệu không bị nén Khi chuyển từ đoạn sang đoạn khác tín hiệu bị nén biên độ lớn bị nén nhiều Tín(TÝn hiệuhiƯu y u đầu ra) H G F E D 8 Đoạn 13 12 11 10 C 8 B A x 128 -1 64 32 16 (Tín hiệu Tớn hiu đầu vào) u vo Đoạn -1 Hỡnh 1.9: Đặc tính biên độ nén số A=87,6/13 Để xây dựng đặc tính biên độ nén số cần tiến hành bước sau đây: Trục x đặc trưng cho biên độ chuẩn hố tín hiệu đầu vào nén (-1 ≤ x ≤ tương ứng với 4096 bước lượng tử đều) trục y đặc trưng cho tín hiệu đầu Trên trục x chia theo khắc độ logarit số hai, nửa dương gồm điểm 0, 1 , , 128 64 1 1 , , , , 1; nửa âm chia ngược lại 32 16 Trên trục y chia thành khoảng nửa dương gồm điểm 0, , , , ; nửa âm chia ngược lại 8 8 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt , , , 8 Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN Với chức điều khiển lớp truyền tải, truy nhập cung cấp dịch vụ mạng NGN, lớp điều khiển bao gồm nhiều module như: điều khiển kết nối ATM, điều khiển kết nối IP/MPLS, … (hình 3.14) Các thiết bị lớp truyền tải truy nhập điều khiển kết nối thông qua giao diện API Các ứng dụng dịch vụ cho khách hàng điều khiển server độc lập với mạng truyền tải Các điều khiển IP/MPLS Controller, ATM/SVC Controller, Voice/SS7 Controller đặt tương ứng với vị trí nút Core vùng lưu lượng Feature COPS AIN or CS-x SIP Controllers ISDN xDSL ATM Controllers BICC or SIP Access Router PTS SS7 SS7 …… SS7 POTS ISDN Access Gateway xDSL ATM Mạng lõi ATM/IP/MPLS Trunk Gateway NB NB PSTN Hình 3.14: Kết nối điều khiển phần tử mạng NGN Việc tổ chức kết nối mạng thời (PSTN, PLMN, Internet, …) thực thông qua cổng Media Gateway (MG) Giao thức điều khiển sử dụng MGCP Megaco/H.248 Các thiết bị Softswitch hay MGC mạng kết nối với qua kênh báo hiệu BICC SIP Trên hình 3.15 minh họa cấu trúc lớp điều khiển báo hiệu giao thức liên quan giải pháp mạng NGN Siemens 131 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN SG SS7 link C7/IP Sigtran SG H thống quản lý mạng Corba, SNMP, API,PINT C7/IP Sigtran link BICC Sigtran Softswitch Softswitch MGC MGC STP H.248/Megaco Sigtran H.248/Megaco Sigtran PSTN STP PSTN MG M¹ng IP (ATM, MPLS) MG ATM ISDN SS7 ATM Kªnh Trung kÕ Kªnh Trung kÕ ISDN xDSL xDSL ……… …………… Nót truy nhËp, MG Nót truy nhËp, MG Hình 3.15: Cấu trúc giao thức điều khiển báo hiệu mạng NGN 3.2.8.2 Hoạt động hệ thống dựa chuyển mạch mềm Với chức chuyển mạch điều khiển gọi, softswitch thành phần mạng hệ sau NGN Một cách đơn giản, hiểu softswitch hệ thống chuyển mạch dựa phần mềm, thực đầy đủ chức tổng đài điện tử truyền thống Ngoài ra, softswitch cho phép liên kết mạng IP, Mobile PSTN truyền thống, điều khiển chuyển mạch lưu lượng hỗn hợp thoại-dữ liệu-video Softswitch hệ thống mềm dẻo, tích hợp chức tổng đài nội hạt tandem với chức tổng đài doanh nghiệp (PBX) Tuy nhiên, khác với mạng chuyển mạch kênh dựa tổng đài điện tử, lưu lượng gọi mạng chuyển mạch mềm không qua softswitch, đầu cuối trao đổi liệu với thông qua thiết bị lớp truyền thơng Mơ hình hệ thống Mơ hình tối thiểu hệ thống dựa chuyển mạch mềm cho hình 3.16 Từ hình vẽ thấy khối hệ thống bao gồm: chuyển mạch mềm (softswitch hay MGC Media Gateway Controller), cổng kết nối SS7/IP, cổng phương tiện MG (Media Gateway), khối tính cước, hệ thống quản lí, máy chủ ứng dụng thành phần cuối khơng thể thiếu mạng lõi chuyển mạch gói Theo thuật ngữ chuyển mạch mềm chức chuyển mạch vật lý thực cổng phương tiện Media Gateway (MG), xử lý gọi chức điều khiển cổng phương tiện Media Gateway Controller (MGC) 132 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thut mng IP v NGN Hệ thống Quản lý Các ứng dụng Mạng báo hiệu SS7 Hệ thống Tính cớc Chun m¹ch mỊm Megaco MGCP IP T D M ATM Media Gateway M¹ng gãi (Packet Network) T D M IP ATM Media Gateway Hình 3.16 Mơ hình hệ thống dựa chuyển mạch mềm Như hình vẽ ta thấy rõ chuyển mạch mềm thành phần hệ thống module riêng biệt nhau, phần mềm xử lý điều khiển gọi không phụ thuộc vào phần cứng chuyển mạch vật lý mơi trường lõi truyền thơng tin Còn mạng truyền thống tất thành phần tích hợp thiết bị phần cứng Như vậy, mạng chuyển mạch mềm mạng xử lý tập trung mặt logic tài nguyên phân tán, chuyển mạch gọi thực mạng chuyển mạch gói tạo nhiều ưu vượt trội so với mạng truyền thống Các ưu điểm mạng chuyển mạch mềm kể đến sau Thứ nhất, chuyển mạch mềm cho phép có giải pháp phần mềm chung việc xử lý gọi Phần mềm cài đặt nhiều loại mạng khác nhau, bao gồm mạng chuyển mạch kênh mạng gói (áp dụng với dạng gói môi trường truyền dẫn khác nhau) Thứ hai, phần mềm điều khiển chạy hệ điều hành mơi trường máy tính chuẩn, cho phép tiết kiệm cách đáng kể chi phí việc phát triển ứng dụng phần mềm xử lý gọi Thứ ba, chuyển mạch mềm cho phép phần mềm thông minh nhà cung cấp dịch vụ điều khiển từ xa thiết bị chuyển mạch đặt trụ sở khách hàng Đây yếu tố quan trọng việc khai thác tiềm mạng tương lai Các chức MGC MGC hay Softswitch trung tâm mạng NGN Nó có nhiệm vụ tạo cầu nối mạng có đặc tính khác bao gồm PSTN, SS7 IP Khác với tổng đài truyền thống, MGC tất chức điều khiển hay chuyển mạch phần mềm đảm nhiệm Các chức MGC thể hình 3.17 133 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN Hình 3.17 Các chức MGC Nhiệm vụ thực thể chức cụ thể sau: ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ AS-F (Application Server Function) thực thể thi hành ứng dụng, có nhiệm vụ cung cấp logic dịch vụ thi hành hay nhiều ứng dụng/dịch vụ MS-F (Media Server Function) cung cấp dịch vụ tăng cường cho xử lý gọi Nó hoạt động server để xử lý yêu cầu từ AS-F MGC-F MGC-F (Media Gateway Control Function) cung cấp logic gọi tín hiệu báo hiệu xử lý gọi cho hay nhiều Media Gateway CA-F (Call Agent Function) phần chức MGC-F Thực thể kích hoạt MGC-F thực việc điều khiển gọi IW-F (Interworking Function) phần chức MGC-F Nó kích hoạt MGC-F thực báo hiệu mạng báo hiệu khác R-F (Routing Function) cung cấp thông tin định tuyến cho MGC-F A-F (Accounting Function) cung cấp thông tin dùng cho việc tính cước SG-F (Signaling Gateway Function) dùng để chuyển thông tin báo hiệu mạng PSTN qua mạng IP MG-F (Media Gateway Function) dùng để chuyển thông tin từ dạng truyền dẫn sang dạng truyền dẫn khác Chú ý CA-F IW-F hai chức MGC-F Riêng thực thể Inter-operator Manager có nhiệm vụ liên lạc, trao đổi thông tin MGC với Từ ý nghĩa thực thể chức thấy MGC đảm nhiệm cơng việc sau đây: 134 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ Điều khiển gọi, trì trạng thái gọi Media Gateway; Điều khiển hỗ trợ hoạt động Media Gateway, Signaling Gateway; Trao đổi tin MG-F; Xử lý tin SS7 (khi sử dụng SIGTRAN); Xử lý tin liên quan QoS; Phát nhận tin báo hiệu; Định tuyến (bao gồm bảng định tuyến, phân tích số dịch số); Tương tác với AS-F để cung cấp dịch vụ hay đặc tính cho người sử dụng; Có thể quản lý tài nguyên mạng (port, băng tần, …) Trên chức Ngoài ra, tùy thuộc vào nhu cầu thực tế mà MGC bổ sung thêm chức khác Quá trình xử lý gọi Để hiểu rõ hoạt động hệ thống dựa chuyển mạch mềm, sau trình bày khái qt bước xử lí gọi trường hợp thuê bao gọi thuộc mạng điện thoại truyền thống PSTN Các trường hợp khác hoạt động chuyển mạch mềm tương tự Cụ thể bước xử lí gọi thực sau: (1) Khi có thuê bao (thuộc PSTN) nhấc máy chuẩn bị thực gọi tổng đài nội hạt quản lý thuê bao nhận biết trạng thái nhấc máy thuê bao SG nối với tổng đài thông qua mạng SS7 nhận biết trạng thái thuê bao (2) SG báo cho MGC trực tiếp quản lý thơng qua CA-F, đồng thời cung cấp tín hiệu mời quay số cho thuê bao Ta gọi MGC MGC chủ gọi (3) MGC chủ gọi gửi yêu cầu tạo kết nối đến MG nối với tổng đài nội hạt ban đầu nhờ MGC-F (4) Các số quay số thuê bao SG thu chuyển tới MGC chủ gọi (5) MGC chủ gọi sử dụng số để định công việc thực Cụ thể số chuyển tới chức R-F R-F sử dụng thông tin lưu trữ máy chủ để định tuyến gọi Trường hợp đầu cuối đích loại với đầu cuối gọi (đều thuê bao PSTN): - Nếu thuê bao bị gọi thuộc MGC chủ gọi, tiến trình thực tiếp bước (7), Còn thuê bao bị gọi thuộc quản lý MGC khác, tiến trình thực theo bước (6) (6) MGC chủ gọi gửi yêu cầu thiết lập gọi đến MGC khác Nếu MGC chưa phải thuê bao bị gọi (ta gọi MGC trung gian) tiếp tục chuyển u cầu thiết lập gọi đến MGC khác đến MGC bị gọi Trong trình này, MGC trung gian phản hồi lại MGC gửi u cầu đến Các cơng việc thực CA-F (7) MGC bị gọi gửi yêu cầu tạo kết nối với MG nối với tổng đài nội hạt thuê bao bị gọi (MG trung gian) (8) Đồng thời MGC bị gọi gửi thông tin đến SG trung gian, thông qua mạng SS7 để xác định trạng thái thuê bao bị gọi 135 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN (9) Khi SG trung gian nhận tin thông báo trạng thái thuê bao bị gọi (giả sử rỗi) gửi ngược thơng tin trở MGC bị gọi (10) MGC bị gọi gửi phản hồi MGC chủ gọi để thông báo tiến trình gọi (12) MGC bị gọi gửi thơng tin để cung cấp tín hiệu hồi âm chng cho MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi đến thuê bao chủ gọi (13) Khi thuê bao bị gọi nhấc máy q trình thơng báo tương tự bước trên: qua nút báo hiệu số 7, qua SG trung gian đến MGC bị gọi, đến MGC chủ gọi, qua SG chủ gọi đến thuê bao thực gọi (14) Kết nối thuê bao chủ gọi th bao bị gọi hình thành thơng qua MG chủ gọi MG trung gian (15) Khi kết thúc gọi trình diễn tương tự thiết lập gọi Lưu đồ xử lý gọi minh họa hình 3.18 136 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN Nhấc máy, nhấn số IAM IAM CRCX OK Invite CRCX OK IAM Ringback tone ACM 183 ACM MDCX OK ANM ACM ANM ANM 200 IAM ACM ANM SS7 SIGTRAN MGCP Nhấc máy trả lời ACK Thông tin thoại Đàm thoại Rung chng Đàm thoại SIP Hình 3.18 Lưu đồ xử lý gọi chuyển mạch mềm Có thể nhận thấy, giống chuyển mạch kênh, chuyển mạch mềm phải thiết lập kết nối trước thực đàm thoại Trong chuyển mạch kênh, kênh báo hiệu kênh thoại hai kênh khác truyền đến điểm xử lý kết nối vật lý (kênh báo hiệu thiết lập trước, sau kênh thoại thiết lập) Còn chuyển mạch mềm hai kênh khơng riêng biệt mà chúng truyền hai kết nối khác nhau: thông tin báo hiệu truyền qua SG thông tin thoại truyền qua MG 3.2.8.3 Một số giao thức điều khiển báo hiệu điển hình Hệ thống chuyển mạch mềm có kiến trúc phân tán Các chức báo hiệu xử lý báo hiệu, chuyển mạch điều khiển gọi thực thiết bị nằm phân tán cấu hình mạng Để tạo kết nối đầu cuối nhằm cung cấp dịch vụ cho người sử 137 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN dụng, thiết bị phải trao đổi thông tin báo hiệu với Cách thức trao đổi thông tin báo hiệu quy định giao thức báo hiệu Các giao thức báo hiệu điều khiển sử dụng mạng NGN là: - H.323; - SIP (Session Initiation Protocol); - SIGTRAN (Signaling Transport); - MGCP (Media Gateway Control Protocol); - Megaco/H.248; - BICC (Bearer Independent Call Control) Các giao thức hai tổ chức khác xây dựng phát triển IETF (Internet Engineering Task Force) ITU (International Telecom Union) Có thể phân giao thức thành hai loại là: giao thức ngang cấp (H.323, SIP) giao thức chủ tớ (MGCP, Megaco) Từng giao thức có vai trò khác việc thiết lập nối, chúng có mạnh điểm yếu khác Giao thức ngang cấp H323, SIP sử dụng để trao đổi thông tin báo hiệu MGC, MGC Server Giao thức chủ tớ MGCP, Megaco giao thức báo hiệu điều khiển MGC Gateway (trong MGC điều khiển Gateway) SIGTRAN giao thức báo hiệu MGC Signaling Gateway BICC giao thức đảm bảo truyền thông server (hay MGC) Mỗi giao thức định nghĩa thiết bị phần cứng, ngăn xếp giao thức, loại tin, lệnh thủ tục thiết lập, trì giải phóng kết nối khác Hình 3.19 cho thấy vị trí mối quan hệ giao thức báo hiệu điều khiển mạng NGN Giao thức H.323 phiên hỗ trợ H.245 TCP, Q.931 TCP RAS UDP Các phiên H.323 hỗ trợ thêm H.245 Q.931 UDP Giao thức SIP hỗ trợ TCP UDP Trong mạng NGN gọi thoại gọi VoIP 138 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kĩ thuật mạng IP NGN Hình 3.19: Vị trí mối quan hệ giao thức mạng NGN 139 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ đầy đủ Ý nghĩa AAA Authentication/Authorization/ Accouting Server Máy chủ nhận thực/cho phép/ toán A/D Analog-Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự-số ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line Đường dây thuê bao số không đối xứng AG Access Gateway Cổng truy nhập AS Application Server Máy chủ ứng dụng ATM Asynchoronous Transfer Mode Phương thức truyền giao không đồng B-ISDN Broadband-ISDN ISDN băng rộng BRAS Broadband Remote Access System Hệ thống điều khiển truy nhập băng rộng BW Bandwidth Băng thông CAS Channel Associated Signalling Báo hiệu kênh liên kết CATV Cable Television Truyền hình cáp CCS Common Channel Signalling Báo hiệu kênh chung CGI Common Gateway Interface Giao diện cổng chung COPS Common Open Policy Service Dịch vụ sách mở chung CPL Call Processing Language Ngôn ngữ xử lý gọi CS Call Server Máy chủ gọi DNS Domain Name System Hệ thống tên miền DSLAM Digital Subcriber Line Access Multiplex Bộ ghép kênh truy nhập đường dây thuê bao số DTE Data Terminal Equipment Thiết bị đầu cuối số liệu FR Frame Relay Phương thức chuyển khung FS Feature Server Máy chủ đặc tính FTP File Transfer Protocol Giao thức truyền file GE Gigabit Ethernet Ethernet Gigabit GK Gatekeeper Bộ giữ cổng mạng H.323 GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống truyền thơng di động tồn cầu GW Gateway Cổng phương tiện HTML Hyper Text Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn IETF Internet Engineering Task Force Lực lượng đặc nhiệm kỹ thuật 140 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thuật ngữ viết tắt Internet IP Internet Protocol Giao thức Internet ISDN Integrated Services Digital Network Mạng (số) đa dịch vụ tích hợp ISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet ITU International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc tế ITU-T ITU Telecommunication Standadization Sector Liên minh viễn thơng quốc tế - Tiểu ban chuẩn hóa viễn thông LAN Local Area Network Mạng nội hạt MCU Multipoint Control Units Khối điều khiển đa điểm mạng H.323 MG Media Gateway Cổng phương tiện MGC Media Gateway Controller Thiết bị điều khiển cổng phương tiện MGCP Media Gateway Control Protocol Giao thức điều khiển cổng phương tiện MIME Multipurpose Internet Mail Extension Giao thức thư điện tử MS Media Server Máy chủ phương tiện NGN Next Generation Network Mạng viễn thông hệ sau N-ISDN Narrow-ISDN ISDN băng hẹp OSI Open System Interconnection Kết nối hệ thống mở PBX Private Branch Exchange Tổng đài quan PC Personal Computer Máy vi tính cá nhân PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất POTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại truyền thống QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RAS Registration, Admission, Status Đăng ký, Chấp nhận Trạng thái RFC Request For Comments Yêu cầu ý kiến (IETF) bình luận RSVP Resource Reservation Protocol Giao thức lưu trữ tài nguyên mạng RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức kiểm soát luồng liệu SAP Session Advertisement Protocol Giao thức quảng cáo phiên kết nối SDH Synchronuous Digital Hierarchy Phân cấp số đồng SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên kết nối đa phương tiện SG Signalling Gateway Cổng báo hiệu SIGTRAN Signaling Transport Giao thức chuyển đổi báo hiệu SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên SS7 Signalling System No Hệ thống báo hiệu số 141 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thuật ngữ viết tắt TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TG Trunking Gateway Cổng giao tiếp TMN Telecommunication Managament Network Mạng quản lý viễn thông UDP User Datagram Protocol Giao thức liệu đồ người sử dụng WDM Wave Division Multiplexing Ghép kênh theo bước sóng WG Wireless Gateway Kết nối mạng lõi với mạng di động WLAN Wiless Local Area Network Mạng LAN không dây XML Extensible Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng - ngôn ngữ phần mềm dùng thương mại điện tử để tìm kiếm Web 142 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mục lục MỤC LỤC CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN 1.1.Kỹ thuật điều chế ghép kênh 1.1.1 Các phương pháp mã hóa điều chế 1.1.2 Điều chế xung mã PCM 1.1.3 Kỹ thuật ghép kênh 14 1.2.Thông tin quang 30 1.2.1 Mơ hình hệ thống thông tin quang 30 1.2.2 Các loại cáp sợi quang 32 1.2.3 Máy phát tín hiệu quang 40 1.2.4 Máy thu tín hiệu quang .46 1.3.Thông tin vô tuyến 55 1.3.1 Các phương pháp đa truy nhập vô tuyến 55 1.3.2 Hệ thống truyền dẫn vi ba số 58 1.3.3 Hệ thống thông tin di động .69 1.3.4 Hệ thống thông tin vệ tinh 78 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT CHUYỂN MẠCH 81 2.1.Chuyển mạch kênh 81 2.1.1 Tổng đài chuyển mạch số 81 2.1.2 Chuyển mạch thời gian kỹ thuật số 86 2.1.3 Chuyển mạch không gian kỹ thuật số .88 2.1.4 Chuyển mạch ghép 91 2.2.Chuyển mạch gói 93 2.2.1 Ngun lí chuyển mạch gói 93 2.2.2 Chuyển giao hướng kết nối phi kết nối 94 2.2.3 Các đặc điểm chuyển mạch gói 96 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ KỸ THUẬT MẠNG IP VÀ NGN 99 3.1.Cơ sở kĩ thuật mạng IP 99 3.1.1 Bộ giao thức TCP/IP 99 143 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mục lục 3.1.2 Địa IP 103 3.1.3 Địa cổng socket 105 3.1.4 Định tuyến mạng IP 106 3.2.Mạng hệ NGN 109 3.2.1 Sự cần thiết phải chuyển đổi sang mạng hệ sau 109 3.2.2 Nguyên tắc tổ chức mạng NGN 111 3.2.3 Các công nghệ tảng cho NGN 113 3.2.4 Các tổ chức hướng phát triển NGN 118 3.2.5 Sự tiến hóa lên NGN vấn đề cần quan tâm 121 3.2.6 Kiến trúc phân lớp mạng NGN theo mô hình Call Server 123 3.2.7 Chức hoạt động phần tử mạng 125 3.2.8 Điều khiển kết nối mạng NGN 130 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 140 144 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 412KVT260 Chịu trách nhiệm thảo TRUNG TÂM ÐÀO TẠO BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... CHÍNH VIỄN THƠNG KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Biên soạn : CuuDuongThanCong.com TS NGUYỄN TIẾN BAN https://fb.com/tailieudientucntt Chương Cơ sở kỹ thuật truyền dẫn CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN 1.1 Kỹ. .. cách mạng việc truyền dịch vụ viễn thông, thể kỹ thuật tiên tiến đáp ứng rộng rãi yêu cầu thuê bao, nhà khai thác nhà sản xuất, thoả mãn yêu cầu đặt cho ngành Viễn thông thời đại Trong tương lai,... di động ngày Điều chế Điều chế kỹ thuật cho phép thông tin truyền thay đổi tín hiệu mang thơng tin Điều chế sử dụng cho thông tin số tương tự Trong trường hợp thông tin tương tự tác động liên