TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MẠNG MÁY TÍNH HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI GV hướng dẫn : Nhóm sinh viên thực hiện Đào Anh Thư Trần Hải Quân Nguyễn Văn Linh Hoàng Ngọc Anh Trần Việt Hùng HÀ NỘI 9-2009 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] MỤC LỤC Lời nói đầu ---------------------------------------------- 2 Tóm tắt nội dung --------------------------------------- 3 1.Tổng quan ---------------------------------------------- 4 1.1 Lịch sử ra đời và phát triển ---------------------- 4 1.2 Tổ chức mạng điện thoại ------------------------- 8 2. Cấu trúc hệ thống điện thoại ----------------------- 14 2.1 Mạch nội bộ (Local loop) ------------------------ 17 2.1.1 Local loop ------------------------------------- 17 2.1.2 Modem -------------------------------------- 18 2.1.3 Tổng đài chuyển mạch --------------------- 21 2.1.4 Truyền dẫn --------------------------------- 23 2.2 Mạch đường dài và ghép kênh ----------------- 29 (Trunks anh Multiplexing ) 2.2.1 Ghép kênh phân chia theo tần số ------- 30 2.2.2 Ghép kênh phân chia theo bước sóng – 33 2.2.3 Ghép kênh phân chia theo thời gian ---- 34 2.3 Chuyển mạch (Switching) ---------------------- 38 2.3.1Chuyển mạch kênh (Circuit switching)-- 38 2.3.2 Chuyển mạch tin(message switching)--- 41 2.3.3 Chuyển mạch gói ( packet switching)--- 43 3.Ứng dụng của mạng điện thoại ---------------------- 44 Tài liệu tham khảo -------------------------------------- 45 2 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Lời nói đầu Ngày nay không ai có thể phủ nhận vai trò và lợi ích to lớn mà điện thoại (telephone) và máy tính cá nhân (PC-Personal Computer) đem lại cho cuộc sống con người.So với sự phổ biến của máy tính thì điện thoại thông dụng hơn vì giá thành rẻ và những tiện ích điện thoại mang lại cũng đáp ứng được phần lớn những nhu cầu của người dùng. Ngày 29-10-1969 mạng ARPANET tiền thân của INTERNET ngày nay đã được kết nối tại 4 địa điểm : Viện nghiên cứu Stanford, Đại học California ở Los Angeles, Đại học Tổng hợp Utah và Đại học California tại Santa Barbara - đánh dấu 1 bước phát triển quan trọng trong ngành tin học nói riêng và công nghệ nói chung. Mạng máy tính ra đời xâm nhập vào mọi ngóc ngách của của cuộc sống :kinh tế;văn hóa;thể thao………nói chung và hệ thống điện thoại nói riêng góp phần không nhỏ trong sự phát triển của nhân loại.Hệ thống điện thoại đã thừa hưởng sự phát triển của mạng máy tính và đã có những bước tiến lớn trong ngành : thực hiện được cuộc gọi ở khoảng cách xa hơn,chất lượng cuộc gọi ổn định hơn an toàn hơn và đặc biệt là những tính năng chỉ có trên máy tính thì nhờ có mạng máy tính mà điện thoại ngày nay cũng có nhưng tính năng tương tự mang lại sự hài lòng đối với con người. Có thể nói ngày nay mạng máy tính và hệ thống điện thoại gắn bó mật thiết với nhau không tách rời.Qua một thời gian nghiên cứu và học hỏi ,được sự giúp đỡ nhiệt tình của giảng viên Đào Anh Thư ,chúng tôi đã đi sâu tìm hiểu về đề tài hệ thống điện thoại một mảng nhỏ trong hệ thống mạng máy tính.Do thời gian không cho phép và kiến thức còn nhiều hạn chế nên chắc chắn đề tài còn nhiều thiếu sót.Chúng tôi mong muốn nhận được sự góp ý của cô giáo và bạn đọc để có thể hoàn thiện hơn về đề tài của mình.Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về chúng tôi,nhóm nghiên cứu,theo địa chỉ : nguyenvanlinhk50@gmail.com hoặc thquan29@gmail.com Xin chân thành cảm ơn . Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2009 Nhóm sinh viên thực hiện Trần Hải Quân Nguyễn Văn Linh Hoàng Ngọc Anh Trần Việt Hùng 3 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Tóm tắt nội dung ***** Đề tài nghiên cứu sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ : lịch sử phát triển của hệ thống điện thoại,viễn thông và hệ thông mạng điện thoại,các thành phần của hệ thống điện thoại,các phương pháp tổ chức mạng…. cũng như cấu trúc của hệ thống điện thoại,các vấn để liên quan đến hệ thống mạng điện thoại : mạch nội bộ (Local loop),dây dẫn,Modem,chuyển mạch,ghép kênh,mạch đường dài.Và cũng không thể thiếu ứng dụng của hệ thống điện thoại trong thế giới hiện đại ngày nay. 1.Tổng quan : Phần này sẽ giới thiệu chung về hệ thống mạng điện thoại.Mối quan hệ của mạng điện thoại,mạng máy tính và viễn thông.Ngoài ra bạn đọc cũng tìm thấy các thuật ngữ đặc trưng của mạng điện thoại và biết cách tổ chức mạng của mạng điện thoại ra sao. 2.Cấu trúc hệ thống điện thoại : Là thành phần chính của đề tài.Bạn đọc sẽ nắm rõ 3 thành phần cơ bản của hệ thống điện thoại : các tổng đài chuyển mạch ,các dây giữa khách hàng và các tổng đài chuyển mạch, và các kết nối đường dài giữa các tổng đài chuyển mạch.Xuyên suốt phần này bạn đọc sẽ đi theo 3 thành phần cơ bản đó. 3.Ứng dụng mạng điện thoại : Nói đến mạng điện thoại hiện nay là nói đến điện thoại di động.Phần này sẽ cho bạn cái nhìn tổng quan về ứng dụng mạng điện thoại trên thế giới ,liên hệ ở Việt Nam. 4 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] 1.Tổng quan 1.1 Lịch sử ra đời và phát triển : Trong lịch sử phát triển của trái đất ,tiếng nói và chữ viết ra đời cho thấy sự hoàn thiện của con người so với các loài động vật khác.Nhờ có tiếng nói và chữ viết,con người nguyên thủy có thể trao đổi tâm tư tình cảm ,kinh nghiệm sống đấu tranh sinh tồn……góp phần quan trọng trong quá trình tiến hóa hoàn thiện của con người hiện đại. Tiếng nói có thể biểu đạt hầu hết những gì xảy ra trong cuộc sống nhưng chỉ được truyển đi với một khoảng cách ngắn.Đến khi chữ viết ra đời con người có thể truyền thông tin không giới hạn về nội dung và không gian như trước.Từ đó phát sinh yêu cầu cần phải có một hệ thống truyền thông tin an toàn ,chất lượng và hiệu quả . Năm 1837,Samuel F.B.Morse phát minh ra máy điện tín ,các chữ số và chữ cái được mã hóa và được truyền đi như một phương tiện truyền dẫn.Từ đó khả năng liên lạc ,trao đổi thông tin được nâng cao nhưng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi vì sự không thân thiện và tương đối khó nhớ của của nó. 5 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Samuel Morse Năm 1876,Alexander Graham Bell phát minh ra điện thoại,ta chỉ cần cấp nguồn cho hai máy điện thoại cách xa nhau và nối chúng lại thì có thể trao đổi với nhau bằng tiếng nói.Nhưng để cho nhiều người có thể trao đổi với nhau cần có một hệ thống hỗ trợ 6 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Alexander Graham Bell Đến năm 1878,hệ thống tổng đài đầu tiên được thiết lập ,đó là một tổng đài nhân công điện từ được xây dựng ở New Haven do công ty điện thoại BELL xây dựng.Đây là tổng đài thương mại đầu tiên .Những hệ thống tổng đài này hoàn toàn sử dụng nhân công nên thời gian thiết lập và giải phóng cuộc gọi rất lâu,không thỏa mãn nhu cầu ngày càng tăng của xã hội. Để giải quyết điều này,năm 1889,tổng đài điện thoại không sử dụng nhân công được A.B Strowger phát minh.Trong hệ thống tổng đài này,các cuộc gọi được kết nối liên tiếp tùy theo các số điện thoại trong hệ thập phân và do đó gọi là hệ thống gọi theo từng bước. Năm 1926,Erisson phát triển thành công hệ tổng đài đan chéo.Được đặc điểm hóa bằng cách tách hoàn toàn việc chuyển mạch cuộc gọi và các mạch điều khiển.Đối 7 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] với chuyển mạch đan chéo,các tiếp điểm đóng mở được sử dụng các tiếp xúc dát vàng và các đặc tính của cuộc gọi được cải thiện hơn.Hơn nữa,một hệ thống điều khiển chung để điều khiển một số chuyển mạch vào cùng một thời điểm cũng được sử dụng.Đó là các xung quay số được dồn lại vào các mạch nhớ và sau đó được kết hợp trên cơ sở các số đã quay được ghi lại để chọn mạch tái sinh.Thực chất,đây là một tổng đài được sản xuất dựa trên cơ sở nghiên cứu kĩ thuật chuyển mạch và hoàn thiện các chức năng của tổng đài gọi theo từng bước. vì vậy nó khắc phục được những khuyết điểm của tổng đài gọi theo từng bước. Năm 1965,tổng đài ESS số 1 của Mĩ là tổng đài điện tử có dung lượng lớn ra đời mở ra một kỉ nguyên cho tổng đài điện tử .Chuyển mạch của ESS số 1 được làm bằng điện tử ,được trang bị chức năng tự chuẩn đoán và vận hành theo nguyên tắc SPC và là một tổng đài nội hạt. Ngày 29-10-1969 mạng ARPANET tiền thân của INTERNET ngày nay đã được kết nối tại 4 địa điểm : Viện nghiên cứu Stanford, Đại học California ở Los Angeles, Đại học Tổng hợp Utah và Đại học California tại Santa Barbara Một số hình ảnh của ARPANET : 8 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Mạng máy tính ra đời thúc đẩy nền công nghiệp IC , mạch điện tử phát triển giúp tạo ra những tổng đài hiện đại hơn.Bên cạnh đó sự ra đời của mạng máy tính cũng góp phần hoàn thiện các cấu trúc của hệ thống điện thoại. 1.2 Tổ chức mạng điện thoại Ngay sau khi Alexander Graham Bell được cấp bằng sáng chế điện thoại đã có một nhu cầu rất lớn đối với phát minh mới của ông.Thị trường ban đầu thuộc về việc bán các điện thoại theo từng cặp.Khách hàng phải nối một dây đơn giữa chúng.Nếu người sở hữu điện thoại muốn kết nối với n người khác thì phải có n dây riêng rẽ nối đến mỗi nhà.Trong vòng một năm,thành phố bị bao phủ bởi các dây bắc ngang thành một mớ lộn xộn.Hiển nhiên ngay lập tức ,kiểu mẫu kết nối mỗi một điện thoại tới mỗi một điện thoại khác sẽ không được hoạt động nữa . Kiểu kết nối mạng đầu tiên Với danh tiếng của mình,Bell nhận thấy điều này và thành lập công ty điện thoại Bell (Bell Telephone Company) ,công ty đã mở tổng đài chuyển mạch (switching office) 9 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] đầu tiên ở New Haven vào năm 1878.Công ty nối một đường dây từ tổng đài này đến từng nhà hoặc văn phòng của khách hàng.Để thực hiện cuộc gọi,khách hàng cần quay điện thoại để rung chuông trong tổng đài của công ty điện thoại nhằm gây sự chú ý của điều hành viên.Sau đó người này sẽ kết nối bằng tay với người được gọi bằng cách sử dụng một cáp cầu nối. Kiểu mẫu của một tổng đài chuyển mạch đơn giản minh họa như sau: Khá nhanh,các tổng đài chuyển mạch của Bell đã xuất hiện khắp mọi nơi và người ta muốn thực hiện cuộc gọi đường dài giữa các thành phố ,do vậy hệ thống của Bell bắt đầu dùng để kết nối các tổng đài chuyển mạch.Vấn đề đầu tiên đã sớm quay trở lại:để kết nối một tổng đài chuyển mạch đến một tổng đài khác nhờ một dây trở nên không thể quản lý được, do vậy các tổng đài cấp 2 được phát minh.Sau đó một thời gian ,nhiều tổng đài chuyển mạch cấp 2 được sử dụng,sau cùng hệ thống thứ bậc đã được thăng đến 5 cấp. Hệ thống thứ bậc hai cấp Vào năm 1890,ba bộ phận chủ yếu của một hệ thống điện thoại đã được hình thành: các tổng đài chuyển mạch ,các dây giữa khách hàng và các tổng đài chuyển mạch (vào lúc này là các cặp dây xoắn ,có vỏ bọc cách điện và cân bằng thay cho các dây trần có một đường trở về đất), và các kết nối đường dài giữa các tổng đài chuyển mạch.Mặc dù đã có nhiều cải tiến trong cả 3 lĩnh vực từ lúc đó,kiểu mẫu cơ bản hệ thống của Bell đã duy trì không bị thay đổi về bản chất trên 100 năm. Song song với sự phát triển của các bộ phận chủ yếu của hệ thống điện thoại,vấn để tổ chức mạng điện thoại cũng trở nên cực kì cần thiết.Điều này là giải quyết bài toán kinh tế. 10 [...]... [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Public Switched Telephone Network (PSTN) Như chúng ta đã biết,hệ thống điện thoại ngoài việc tổ chức mạng lưới như phần 1 đã đề cập thì tổ chức phần cứng là xương sống của toàn bộ hệ thống Ba bộ phận chủ yếu của một hệ thống điện thoại : các tổng đài chuyển mạch ,các dây giữa khách hàng và các tổng đài chuyển mạch (vào lúc này là các cặp dây xoắn ,có vỏ bọc cách điện. .. dữ liệu của hệ thống mạng máy tính 18 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Khi một máy tính muốn gửi dữ liệu số trên một đường quay số tương tự,dữ liệu trước tiên phải biến đổi thành dạng tương tự để truyền trên vòng nội bộ.Sự biến đổi (conversion ) này được thực hiện bởi một dụng cụ (device) gọi là modem (bộ điều chế:MOdulator and DEMoulator ) Ở tổng đài đầu cuối của công ty điện thoại, dữ... September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Đối với thuê bao thì nó là tổng đài còn với tổng đài cấp trên thì nó lại là thuê bao vì dây truyền dẫn lài là dây thuê bao.Số thuê bao là nhỏ,số liên lạc trong là lớn - Tập trung thuê bao: Giải quyết trường hợp quá nhiều đường dây từ thuê bao đến tổng đài 14 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] 2.CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN THOẠI Trước... (extended slot ) của máy tính và điều khiển một mạng Ethernet hai nút rất ngắn chỉ chứa máy tính và modem ADSL.Thỉnh thoảng cổng USB (USB ports) được sử dụng thay cho bo mạch Ethernet.Trong tương lai,các bo mạch modem ADSL chắc chắn sẽ hiện diện bên trong máy tính Modem ADSL 2.1.3 Tổng đài chuyển mạch 22 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Tổng đài điện tử Mặc dù các hệ thống tổng đài... modem cho phép cuộc gọi điện thoại hướng đến được ngắt một phiên Internet với điều kiện là đường truyền có dịch vụ chờ cuộc gọi 21 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Modem ADSL(của Asymmetric Digital Subscriber Line) thật ra là bộ xử lý tín hiệu số (digital signal processor ) được thiết kế để hoạt động.Vì hầu hết các modem ADSL đều ở bên ngoài máy tính,các máy tính phải được kết... ngữ Trunking là kết hợp giữa đường truyền thông điện thoại hoặc các kênh điện thoại giữa hai điểm Một trong các điểm có thể là một tổng đài Mạch nội bộ (Local loop ) : Local loop là thuật ngữ dùng để chỉ các đường dây điện thoại bình thường nối từ vị trí người sử dụng tới công ty điện thoại Tổng đài chuyển mạch (circuit-switched exchange): là một hệ thống giúp cho các đầu cuối gọi cho nhau và gọi ra... của điện thoại thường được sử dụng.Giữa các tổng đài chuyển mạch ,các cáp đồng trục sóng viba và đặc biệt các sợi quang được sử dụng rộng rãi 24 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] Cáp đồng trục (coaxial) Cấu tạo của Cáp đồng trục gồm : Dây dẫn trung tâm: lõi đồng hoặc dây đồng bện; Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn trung tâm; Dây dẫn ngoài: bao quanh lớp cách điện. .. quá trình ghép nhiều tín hiệu (hoặc chuỗi dữ liệu) thành một tín hiệu (hoặc chuỗi dữ liệu) để truyền đi xa nhằm tiết kiệm tài nguyên Tín hiệu ở đây được chia thành 4 loại : 30 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] + Tín hiệu analog: tín hiệu analog (tương tự) là loại tín hiệu có các giá trị biên độ liên tục theo thời gian, thí dụ tín hiệu thoại analog + Tín hiệu xung: tín hiệu xung... phí của mạng ít hơn nếu số lượng thuê bao ở B là nhiều Trong mạng lưới,tổng đài có cùng cấp.Các tổng đài đều là tổng đài nội hạt có thuê bao riêng.Các tổng đài được nối với nhau từng đôi một.Như vậy mỗi thuê bao của tổng đài 11 September 15, 2009 [MẠNG MÁY TÍNH-HỆ THỐNG ĐIÊN THOẠI] khác đều đi bằng đường trực tiếp từ tổng đài này đến tổng đài kia mà không qua một tổng đài trung gian nào cả Mạng này... loại tổng đài trên,người ta đưa ra mạng hỗn hợp,trong đó một phần là mạng sao và phần kia là mạng lưới,với các cấp phân chia khác nhau.Tuy nhiên vì vấn đề kinh tế nhu cầu trao đổi thông tin,mỗi mạng quốc gia có thể không tuân theo chuẩn của Uỷ ban Tư vấn về Điện thoại và Điện báo Quốc tế (Consultative Committee for International Telephony and Telegraph-CCITT) Một số mạng hỗn hợp tiêu biểu : - Tổng đài . trưng của mạng điện thoại và biết cách tổ chức mạng của mạng điện thoại ra sao. 2.Cấu trúc hệ thống điện thoại : Là thành phần chính của đề tài. Bạn đọc. dụng mạng điện thoại : Nói đến mạng điện thoại hiện nay là nói đến điện thoại di động.Phần này sẽ cho bạn cái nhìn tổng quan về ứng dụng mạng điện thoại