Bài giảng Tổng quan viễn thông (Tiếp)

BÀI GIẢNG Tổng quan viễn thông Lịch sử phát triển viễn thông ¾ 1836-1866: Điện báo, kỹ thuật ghép kênh, cáp nối qua Đại tây dương ¾ 1876-1899: Điện thoại (A.G. Bell), tổng đài điện thoại, chuyển mạch tự động từng nấc ¾ 1887-1907: Điện báo không dây (Marconi) nối từ tầu biển vào bờ trên ĐTD ¾ 1820-1828: Lý thuyết truyền dẫn (Carson, Nyquist, Johnson, Hartley) ¾ 1923-1938: Truyền hình, ống tia âm cực chân không (DuMont), phát thanh quảng bá ¾ 1948-1950: Lý thuyết thông tin (Shannon), các mã sửa lỗi (Hamming, Golay), ghép kênh theo thời gian ứng dụng vào điện thoại ¾ 1960: Mô phỏng laser (Maiman) ¾ 1962: Thông tin vệ tinh Telstar I ¾ 1962-1966: DV truyền số liệu được đưa ra thương mại; PCM khả thi cho truyền dẫn tín hiệu thoại và truyền hình; lý thuyết truyền dẫn số, mã sửa sai (Viterbi) Lịch sử phát triển viễn thông ¾ 1964: Khai thác các hệ thống chuyển mạch ¾ 1970-1975: CCITT phát triển các tiêu chuẩn về PCM ¾ 1975-1985: Hệ thống quang dung lượng lớn, chuyển mạch tích hợp cao, các bộ vi xử lý tín hiệu số; Mạng di động tổ ong hiện đại được đưa vào khai thác (NMT, AMPS); Mô hình tham chiếu OSI (tổ chức ISO) ¾ 1985- 1990: LAN, ISDN được chuẩn hoá, các DV truyền SL phổ biến, truyền dẫn quang thay cáp đồng trên các đường truyền dẫn băng rộng cự ly xa, phát triển SONET, chuẩn hoá và khai thác GSM, SDH ¾ 1990-1997: GSM tế bào số, truyền hình vệ tinh phổ biến rộng rãi trên thế giới; Internet mở rộng nhanh chóng nhờWWW ¾ 1997-2000: Viễn thông mang tính cộng đồng, phát triển rộng rãi GSM, CDMA; Internet phát triển; WAN băng rộng nhờ ATM, LAN Gb ¾ 2001: HDTV, di động 3G, các mạng băng rộng, các hệ thống truy nhập đưa các dịch vụ đa phương tiện tới mọi người Các khái niệm cơ bản Sự hiểu biết, tri thức có khả năng được biểu diễn dưới những dạng thích hợp cho quá trình trao đổi, truyền đưa, lưu giữ hay xử lý • Truyền thông • Viễn thông • Mạng viễn thông Quá trình trao đổi thông tin • Thông tin Quá trình trao đổi thông tin hay quảng bá thông tin ở cự ly xa nhờ các hệ thống truyền dẫn điện từ Tập hợp các nút mạng và đường truyền dẫn để hình thành các tuyến nối giữa 2 hay nhiều điểm khác nhau để thực hiện 1 quá trình truyền thông Các khái niệm cơ bản • Tín hiệu Là dạng hiển thị của thông tin được chuyển từ nơi này sang nơi khác Tín hiệu biến đổi liên tục theo thời gian f(t) Tín hiệu rời rạc theo thời gian mà trong đó thông tin được hiển thị bằng 1 số giá trị xác định t f(t) 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 • Tín hiệu tương tự • Tín hiệu số Các thành phần chính trong một hệ thống viễn thông thiết bị đầu cuối thiết bị đầu cuối thiết bị chuyển mạch thiết bị chuyển mạch Truyền dẫn hữu tuyến Truyền dẫn vô tuyến Vệ tinh truyền thôngTruy nhập Công nghệ trong mạng viễn thông Truyền dẫn Truy nhập Chuyển mạch Công nghệ mạng viễn thông Hệ thống truyền dẫn số •Ưu điểm •Kinh tế: nhờ có sự phát triển của công nghệ vi mạch, hệ thống truyền dẫn số trở nên kinh tế hơn nhiều hệ thống tương tự • Chất lượng truyền dẫn: ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu, méo đường tryền hơn hẳn so với hệ thống tương tự Một số môi trường truyền dẫn số Cáp đồng: cáp thẳng, xoắn đôi, đồng trục Cáp quang: đơn mode, đa mode Vô tuyến: Hồng ngoại, BlueTooth, Viba, vệ tinh Công nghệ truyền dẫn Bộ phát Bộ thuKênh truyền Tạp âm, nhiễu, méo Tín hiệu ra Tín hiệu vào Tín hiệu phát Tín hiệu nhận Xử lý tín hiệu đầu vào tạo ra tín hiệu truyền dẫn phù hợp với kênh truyền: mã hoá, ghép kênh, điều chế, biến đổi quang/điện Nhận tín hiệu từ kênh truyền đưa tới bộ biến đổi tại đích: lọc bỏ tạp âm ngoài băng, khuếch đại bù suy hao truyền dẫn, cân bằng bù méo dạng, giải điều chế, phân kênh và giải mã Cáp xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang, sóng vô tuyến Hệ thống truyền dẫn số Truyền dẫnGhépkênh Phân kênhMã hoá Giải mã Thông tin Thông tin Điểm A Điểm B Thoại Hình ảnh Dữ liệu Điều chế Mã hoá Ghép kênh theo tần số/ thời gian Cáp đồng Cáp quang Viba Vệ tinh Phân kênh theo tần số/ thời gian Giải điều chế Giải mã Thoại Hình ảnh Dữ liệu 10001110 10001100 01111111 10000001 Tín hiệu thoại (Kỹ thuật điều chế xung mã PCM) 10000000 10000010 10000011 10000101 10000100 10000110 10000111 10001001 10001000 10001010 10001011 10001101 10010011 10010001 10001111 10010000 10010010 10010101 10010100 01111011 01111101 01111100 01111110 1000101010001001100001001000000101111101011110110111101101111100 Tín hiệu thoại tương tự f = 300Hz - 3.400Hz Lấy mẫu fs= 8000 mẫu/s và lượng tử hoá Mã hoá: 1 mẫu = 8 bit Tốc độ mã hoá = 8.000 mẫu/s x 8 bit = 64.000 bit/s = 64 kb/s Có điện áp Không có điện áp Kỹ thuật điều chế 1 1 1 1 Tín hiệu số Sóng mang Tín hiệu ASK Điều chế biên độ Tín hiệu FSK Điều chế tần số Tín hiệu B-PSK Điều chế pha 0Kỹ thuật ghép kênh Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 8 Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 8 1 0 1 Chuyển mạch Chuyển mạchGửi Nhận Tuyến truyền dẫn Nguyên lý ghép kênh §−êng th«ng tin tèc ®é cao TS0 TS0 TS0 TS0 TS0 TS0 TS0 TS0 P0 P1 P2 P3 K1 K2 K3 K4 TS - - - - - - Bé ®iÒu khiÓn TS0 TS0 TS0 TS0 P0 P1 P2 P3 K4 K 3 K 2 K 1 Bé ®iÒu khiÓn Th«ng tin ®ång bé P3 P2 P1 P0 TS: Khe thời gian Pi: Tín hiệu điều khiển Một số công nghệ truyền dẫn số Cấp 1: Ghép 30 kênh thoại thành luồng có tốc độ 2048 kb/s Cấp 2: Ghép 4 luồng cấp 1 thành luồng cấp 2 có tốc độ 8448 kb/s Cấp 3: Ghép 4 luồng cấp 2 thành luồng cấp 3 có tốc độ 34368 kb/s Cấp 4: Ghép 4 luồng cấp 3 thành luồng cấp 4 có tốc độ 139264 kb/s Cấp 5: Ghép 4 luồng cấp 4 thành luồng cấp 5 có tốc độ 557056 kb/s PDH (tiêu chuẩn Châu Âu) Một số công nghệ truyền dẫn số STM-1: 155.520 kb/s ~ 155 Mb/s STM-4: 622.080 kb/s ~ 620 Mb/s STM-16: 2.488.320 kb/s ~ 2,5 Gb/s STM-64: 9.953.280 kb/s ~ 10 Gb/s SDH (ITU-T G.707) Công nghệ chuyển mạch Chuyển mạch Chuyển mạch kênh Chuyển mạch gói Mạng điện thoại Mạng di động Mạng ISDN Mạch ảo Định tuyến từng gói X.25 ATM LAN Internet ChuyÓn m¹ch quang Sự ra dời của chuyển mạch 1 2 8 4 5 6 73 1 2 8 4 5 6 73 Trung tâm chuyển mạch ChuyÓn m¹ch kªnh ƒ Kªnh x¸c lËp tr−íc ƒ Kh«ng chia sÎ tμi nguyªn kÕt nèi ƒ 3 phase riªng biÖt ƒ KÕt nèi ®Þnh h−íng ƒ Khëi t¹o l¹i cuéc gäi khi cã lçi ƒ GhÐp kªnh thêi gian ChuyÓn m¹ch gãi ƒ Kªnh x¸c lËp tuú biÕn ƒ Chia sÎ tμi nguyªn kÕt nèi ƒ 3 phase ®ång thêi ƒ KÕt nèi kh«ng ®Þnh h−íng ƒ Khëi t¹o tõng phÇn khi cã lçi ƒ GhÐp kªnh thèng kª ƒ Hμng ®îi xö lý Công nghệ truy nhập Công nghệ truy nhập Hữu tuyến Vô tuyến Cáp đồng Cáp quang Vô tuyếncố định Di động FWA VSAT GMS, Cellular Vệ tinh Mạch vòng thuê bao tương tự Đường dây thuê bao số xDSL Cáp đồng trục Cáp quang đến vỉa hè (FTTC) Cáp quang đến các toà nhà (FTTB) Cáp quang đến nhà thuê bao (FTTH) Viba Kỹ thuật đa truy nhập trong thông tin di động Lộ trình hướng đến 3G Phân cấp mạng viễn thông Cấp I Cấp II Cấp III Các mạng cung cấp DV viễn thông • Mạng số tích hợp đa dịch vụ • Mạng thông tin di động GSM, CDMA • Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng PSTN • Mạng thế hệ sau NGN Mạng điện thoại công cộng PSTN Tổng đài Toll Tổng đài chuyển tiếp (Tandem) Tổng đài nội hạt (host) Điện thoại Mạng ISDN Mạng số tích hợp đa dịch vụ Mạng điện thoại Mạng Fax Mạng videotext Mạng số liệu chuyển mạch gói Mạng số liệu chuyển mạch kênh Mạng Telex Máy điện thoại Máy Fax Hình ảnh Dữ liệu Dữ liệu Telex Máy điện thoại Máy Fax Hình ảnh Dữ liệu Dữ liệu Telex Mạng thông tin di động GSM MSC AuC EIR VLR HLR G M S C BSC B T S B T S B T S ISDN PSTN PLMN PDN ... OMC BSS SS Mạng thông tin di động CDMA Today Tomorrow Telephone network Mobile radio network IP-Network Multimedia Access - Advantages: • easy to handle • reliable • mobile Internet Sự phát triển của các dịch vụ viễn thông Nhắn tin, số liệu qua mạng di động Truyền SL qua di động Nhắn tin Phát thanh và truyền hình sốĐTDĐ Truyền hình âm thanh nổiTH màuTruyền hình Các hệ thống tế bào Hội nghị truyền hìnhTH sốStereoVô tuyếnVô tuyến Điện thoại có hình Hộp thư thoạiFax nhóm 4TelefaxBáo điện tửĐiện thoại Báo điện tửĐT vô tuyếnĐiện thoạiĐiện thoạiĐiện thoại Thư điện tửLANĐiện báo Telefax màuSL tốc độ thấp Telex Telefax nhóm 4ATMĐiện báo TelefaxSL tốc độ cao PC-Telex & TelexfaxTelex Chuyển mạch gói tốc độ caoTelextexĐiện báo Số liệu chuyển mạch kênh Số liệu chuyển mạch góiĐiện báo Telex 1850 1880 1920 1930 1950 1970 1990 2000 Năm Các dịch vụ viễn thông Dịch vụ Viễn thông DV cơ bản (DV truyền thống) DV truyền SL và Internet Dịch vụ Giá trị gia tăng Điện thoại cố định Điện báo Fax, Telex Thuê kênh riêng Truyền hình hội nghị X.25, Frame Relay Internet trực tiếp dành riêng Bắt giữ cuộc gọi ác ý Internet gián tiếp (1260, 1269, #777) VoIP (171, 177, 178, 179) ĐT Internet (PC-PC, PC-Phone, nhận Fax, e-mail, nhắn tin,...) Đường dây thuê bao bất đối xứng (x.DSL) WIFI, WIMAX Truyền hình Internet Quay số tắt Hẹn giờ báo thức Thông báo thuê bao vắng nhà Thông báo cuộc gọi đến khi đang đàm thoại Trượt số Chuyển cuộc gọi Giới hạn cuộc gọi, .... Dịch vụ trên mạng di động GPRS WAP Trả tiền trước Roaming Cấm/Hiển thị số chủ gọi Giữ cuộc gọi Chờ cuộc gọi Chuyển hướng cuộc gọi Chặn cuộc gọi Gọi khẩn Truyền số liệu FAX VMS SMS Điện thoại di động Dịch vụ trên mạng NGN Dịch vụ mới trên mạng NGN Mạng riêng ảo VPN Nhận cuộc gọi khi đang truy cập Internet Giải trí qua mạng 1900xxxx Đường dài miễn phí 1800 NGN • Mạng điện thoại cố định: VNPT, Viettel, EVN Telecom • Dịch vụ VoIP: 171 (VNPT), 175 (Vishipel), 177 (SPT), 178 (Viettel), 179 (EVN Telecom) • Mạng điện thoại di động: Vinaphone, Mobiphone (VMS), Viettel Mobile, HT Mobile (Hanoi Telecom), S-Phone (SPT), EVN Telecom. • Kênh thuê riêng: VNPT, Viettel, EVN Telecom, FPT • Internet: VNPT, Viettel, EVN Telecom, SPT, OIC, NetNam, FPT, ... Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông