Bài giảng Dịch vụ viễn thông

1TỔNG QUAN (Overview) Switching Engineering Page 2 Nội dung ! Tổng quan. ! Lịch sử phát triển. ! Phương thức chuyển mạch. Switching Engineering Page 3 Tổng quan ! Khái niệm. ! Các dịch vụ viễn thông. ! Các loại dịch vụ viễn thông. ! Mạng viễn thông. ! Chuyển mạch. Switching Engineering Page 4 Khái niệm ! Truyền thông (Communication) là tất cả sự trao đổI, vận chuyển thông tin bằng hình thức này hoặc hính thức khác. ! Ví dụ: Bạn đang đọc tài liệu này, tờ báo đã đọc sáng nay, chuyến tàu chở bạn đi từ Tp Hồ Chí Minh đến Thủ đô Hà nội, bạn đang lấy thông tin từ Internet, bạn đang xem tivi, bạn đang gọi điện … ! Viễn thông là 3 ví dụ sau, vậy, viễn thông (Telecommunication) là sự truyền thông qua khoảng cách địa lý. ! Tele có nghĩa là từ xa, biểu thị một sự bắt cầu qua khoảng cách địa lý, viễn thông là sự trao đổi thông tin từ xa. Hình 1-1 Sự trao đổi thông tin giữa hai thành phố Switching Engineering Page 5 Khái niệm ! Vật mang dịch vụ: Là cc trang thiết bị được sử dụng để hỗ trợ cho dịch vụ đó. Hình 1-2 Vật mang dịch vụ điện thoại Switching Engineering Page 6 Các dịch vụ viễn thông Hình 1-3 Các dịch vụ viễn thông Switching Engineering Page 7 Các loại dịch vụ viễn thông ! Trên quan điểm điều hành mạng, dịch vụ viễn thông gồm: ! Dịch vụ cơ sở: Là các dịch vụ cơ bản được cung cấp bởi mạng viễn thông. ! Dịch vụ giá trị gia tăng: Là các dịch vụ mở rộng của dịch vụ cơ sở, khi người sử dụng dùng dịch vụ này sẽ phải nộp một mức phí cụ thể. Ví dụ theo dõi tỷ giá thị trường qua một số điện thoại nào đó, dịch vụ hướng dẫn, chuyển đổi ngôn ngữ. ! Dịch vụ bổ sung phân bố: Là các dịch vụ được xây dựng trên dịch vụ viễn thông cơ sở. Ví dụ chuyển tiếp cuộc gọi vô điều kiện, chờ cuộc gọi, dịch vụ báo thức. ! Dịch vụ bổ sung tập trung (dịch vụ mạng thông minh IN): IN (Interligent Network) được thực hiện trong một mạng cung cấp định vị tập trung thông minh, cho phép điều khiển định tuyến, tính cước linh hoạt. Ví dụ điện thoại trả tiền trước, điện thoại bình chọn… ! Một số dịch vụ có sự kết hợp của dịch vụ mạng thông minh với dịch vụ giá trị gia tăng Switching Engineering Page 8 Mạng viễn thông ! Mạng viễn thông là tất cả các trang thiết bị kỹ thuật được sử dụng để trao đổi thông tin giữa các đối tượng sử dụng trong mạng. ! Các thành phần mạng viễn thông: ! Thiết bị đầu cuối: Chuyển đổi tín hiệu thân thuộc với con người thành tín hiệu được chuyển tải trong mạng tuỳ thuộc lại hình dịch vụ. ! Node chuyển mạch: Cung cấp nối kết cho các đối tượng theo yêu cầu, thực hiện các chức năng: ! Xử lý thông tin: xử lý, cung cấp thông tin. ! Chuyển mạch. ! Phương tiện truyền dẫn: Liên kết hai thành phần trên. tuỳ thuộc môi trường, địa hình sử dụng hệ thống truyền dẫn thích hợp như cáp đồng, vi ba, vệ tinh, quang… ! Phần mềm: Hỗ trợ các thành phần trên hoạt động có hiệu quả. Switching Engineering Page 9 Mạng viễn thông Thiết bị đầu cuối Thiết bị đầu cuối Node chuyển mạch Phương tiện truyền dẫn Phần mềm Hình 1-4 Các thành phần của mạng viễn thông Switching Engineering Page 10 Chuyển mạch ! Chuyển mạch là sự thiết lập nối kết theo yêu cầu để truyền thông tin từ ngõ vào yêu cầu đến ngõ ra được yêu cầu trong một tập ngõ vào và ngõ ra (ITU-T). ! Mục đích:Thiết lập đường truyền thông tin qua mạng theo cấu trúc cố định hoặc biến động. Hình 1-5 Chuyển mạch Switching Engineering Page 11 Lịch sử phát triển ! Các hệ thống nhân công. ! Các hệ thống chuyển mạch điện tử. ! Các hệ thống số và điều khiển máy tính. ! Các node chuyển mạch cho thông tin dữ liệu. ! Các node chuyển mạch cho N-ISDN. ! Các node chuyển mạch cho B-ISDN. ! Chuyển mạch quang. Switching Engineering Page 12 Các hệ thống nhân công ! 1878, hệ thống chuyển mạch đầu tiên được xây dựng ở NewHaven, Mỹ. Điện thoại viên đóng vai trò chuyển mạch. Hình 1-6 Chuyển mạch nhân công Switching Engineering Page 13 Các hệ thống chuyển mạch điện tử ! Hệ thống chuyển mạch xoay ! Năm 1889, Almon B. Strowger, Kansas City, USA xây dựng hệ thống tổng đài tự động đầu tiên, đấy là hệ thống tổng đài từng bước. ! Sau đó là sự phát triển của hệ thống tổng đài thanh ghi, các chữ số được xử lý trong thanh ghi, không xử lý trực tiếp. ! Phù hợp với các tổng đài dung lượng lớn, khả năng chọn đường dẫn thay thế. ! Hệ thống chuyển mạch thanh chéo ! Năm 1937, hệ thống chuyển mạch thanh chéo ra đời. ! Thời gian chuyển mạch nhanh, ít lỗi, đơn giản. ! Là cơ sở phát triển các hệ thống chuyển mạch sau này. Switching Engineering Page 14 Các hệ thống số và điều khiển máy tính ! Năm 1960, tổng đài điều khiển số đầu tiên được xây dựng ở Mỹ. ! 1968 ở Châu Âu. ! Hệ tổng đài này còn được gọi là tổng đài điều khiển bằng chương trình ghi sẵn SPC (Stored Program Control). Hình 1-7 Tổng đài SPC Switching Engineering Page 15 Các node chuyển mạch cho thông tin dữ liệu ! Lý do: Nhu cầu sử dụng thông tin dữ liệu phát triển mạnh, dẫn đến sự phân biệt giữa mạng chuyển mạch kênh và dự liệu. ! Chuyển mạch gói và Frame Relay. Hình 1-8 Chuyển mạch dữ liệu Switching Engineering Page 16 Các node cho N-ISDN ! Phát triển cho các mạng tích hợp dịch vụ, N-ISDN có thể được xem là sự kết hợp tổng đài điện thoại với chuyển mạch dữ liệu. Hình 1-9 ISDN Switching Engineering Page 17 Các node cho B-ISDN ! Các hệ thống chuyển mạch trước chỉ đáp ứng được một trong hai điều kiện: băng thông, thời gian thực. ! B-ISDN cung cấp các dịch vụ yêu cầu băng thông và thời gian thực. ! Đang được tiêu chuẩn hoá (ATM, MPLS). Hình 1-10 Nhu cầu băng thông rộng Switching Engineering Page 18 Chuyển mạch quang ! Phục vụ cho sự trao đổi thông tin tốc độ cao (hàng Gbits/s). ! Hướng tới mạng toàn quang (chuyển mạch điện tử - điều khiển điện tử " chuyển mạch quang-điều khiển điện tử " chuyển mạch quang-điều khiển quang). Hình 1-11 Sự phát triển các hệ thống chuyển mạch Switching Engineering Page 19 Phương thức chuyển mạch ! Chuyển mạch kênh. ! Chuyển mạch tin. ! Chuyển mạch gói. ! Chuyển mạch khung. ! Chuyển mạch tế bào. ! Chuyển mạch nhãn đa giao thức. Switching Engineering Page 20 Chuyển mạch kênh ! Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin bằng cách cấp kênh dẫn trực tiếp giữa các đối tượng sử dụng. ! Xử lý cuộc gọi tiến hành qua 3 giai đoạn: ! Thiết lập đường dẫn dựa vào như cầu trao đổi thông tin. ! Duy trì kênh dẫn trong suốt thời gian trao đổi thông tin. ! Giải phóng kênh dẫn khi đối tượng sử dụng hết nhu cầu trao đổi. Hình 1-12 Chuyển mạch kênh Switching Engineering Page 21 Chuyển mạch kênh ! Đặc điểm: ! Thực hiện trao đổi thông tin giữa các user trên trục thời gian thực. ! Các user làm chủ kênh dẫn tỏng suốt ứua trình trao đổi. ! Hiệu suất thấp. ! Yêu cầu độ chính xác thông tin không cao. ! Nội dung trao đổi không mang thông tin địa chỉ. ! Phù hợp với dịch vụ thoại. ! Khi lưu lượng tăng đến ngưỡng nào đó thì cuộc gọi mới có thể bị khoá, mạng từ chối mọi yêu cầu kết nối mới đến khi có thể. Switching Engineering Page 22 Chuyển mạch tin ! Là loại chuyển mạch phục vụ sự trao đổi thông tin giữa các bản tin như điện tín, thư điện tử, file… ! Thiết bị đầu cuối gởi đến node chuyển mạch bản tin mang thông tin địa chỉ đích. ! Tại đây, bản tin được thu nhận, xử lý (chọn đường) rồi sắp hàng chờ truyền đi. Phương pháp này gọi là store and forward. địa chỉ Hình 1-13 Chuyển mạch tin Switching Engineering Page 23 Chuyển mạch tin ! Thời gian trễ: Td=tnhận+txử lý+tsắp hàng. ! Đặc điểm: ! Không có mối liên hệ thời gian thực giữa các user. ! Kênh dẫn không dành riêng cho các user (dùng chung đường truyền). ! Hiệu suất cao. ! Yêu cầu độ chính xác. ! Nội dung có địa chỉ. ! Áp dụng cho số liệu. ! Vẫn chấp nhận cuộc gọi mới trong khi lưu lượng mạng đang cao. Switching Engineering Page 24 Chuyển mạch gói ! Bản tin được chia thành các gói với chiều dài xác định, mỗi gói có phần header mang thông tin địa chỉ và thứ tự gói. ! Mỗi gói đi qua các node được tiến hành theo phương pháp store and forward như chuyển mạch tin. ! Tại đầu thu tiến hành sáp xếp các gói trở lại. header Hình 1-14 Chuyển mạch gói ! Trong các gói luôn có trường kiểm tra để đảm bảo gói truyền không lỗi qua từng chặng. Switching Engineering Page 25 Chuyển mạch gói ! Đặc điểm: ! Trao đổi thông tin không theo thời gian thực nhưng nhanh hơn chuyển mạch tin. ! Đối tượng sử dụng không làm chủ kênh dẫn. ! Hiệu suất cao. ! Thích hợp truyền số liệu. ! Việc kiểm tra lỗi từng chặng là đảm bảo gói truyền không lỗi nhưng lại làm giảm tốc độ truyền gói qua mạng. ! Băng thông thấp, tốc độ thấp. ! Phù hợp với mạng truyền dẫn chất lượng thấp. Switching Engineering Page 26 Chuyển mạch khung ! Chuyển mạch khung về cơ bản dựa trên chuyển mạch gói, nhưng bản tin được chia thành các khung có kích thước xác định. ! Hạn chế chức năng kiểm tra lỗi và điều khiển luồng. ! Tốc độ truyền dẫn được cải thiện đáng kể so với chuyển mạch gói. ! Hoạt động chủ yếu ở lớp 2, với mục đích lớn nhất là tạo mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Network) cho khách hàng. ! Băng thông không cố định cho user mà được phân phối một cách linh hoạt. ! Phức tạp do tốc độ bit thay đổi. ! Khả năng đến 40Mbps so với 2Mbps của chuyển mạch gói. Switching Engineering Page 27 Chuyển mạch tế bào ! Các loại chuyển mạch kể trên không đáp ứng được yêu cầu băng thông và thời gian thực của một số dịch vụ. ! Chuyển mạch tế bào thì chia bản tin thành các tế bào (cell) có kích thước nhỏ và cố định. ! Xử lý nhanh. ! Chuyển tiếp nhanh. ! Tốc độ đạt đến 600Mbps. ! Khả năng phục vụ các dịch vụ tốc độ bit thay đổi và cố định. ! Tính thời gian thực hướng đến chuyển mạch kênh. Switching Engineering Page 28 Chuyển mạch nhãn đa giao thức ! Internet đang phát triển rất mạnh và là điều không thể thiếu trong cuộc sống hiện tại. ! Các dịch vụ mới đa số đều áp dụng trên IP (Internet Protocol). ! Nhưng Internet gặp trở ngại về thời gian thực và băng thông. ! Giải pháp IP over ATM được đề xuất nhưng cũng gặp khó khăn trong kỹ thuật. ! Chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multiple Protocol Label Switching) đơn giản hoá việc chuyển tiếp cho các router bên trong. ! Tốc độ như ATM. ! Giá thành rẻ. ! Đơn giản.