Theo thử nghiệm, việc truyền 80 kênh, mỗi kênh mang 40 Gbps (tương đương 3,2 Tbits / giây) trên một sợi quang duy nhất đã được thử nghiệm thành công trên quãng đường dài 300 km. Việc triển khai mạng quang DWDM dựa trên điểm-điểm và dựa trên vòng yêu cầu một loại phần tử mạng mới hơn có thể thao tác tín hiệu trong quá trình chạy mà không cần chuyển đổi OEO tốn kém. Bộ khuếch đại quang học, bộ lọc, bộ ghép kênh giảm thêm quang học, bộ ghép kênh khử ghép kênh và kết nối chéo quang học là một số yếu tố mạng thiết yếu. MEMS đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết kế và phát triển các phần tử mạng đó.

MEMS là từ viết tắt của Micro Electro Mechanical Systems. Nó được sử dụng để tạo ra các thiết bị siêu thu nhỏ, có kích thước chiều ngang từ vài micron đến vài cm. Chúng khá giống với vi mạch, nhưng có khả năng tích hợp các bộ phận cơ học chuyển động trên cùng một chất nền.

Công nghệ MEMS có nguồn gốc từ ngành công nghiệp bán dẫn. Chúng được chế tạo bằng quy trình chế tạo hàng loạt tương tự như VLSI. MEMS điển hình là một hệ thống vi mô tích hợp trên chip có thể kết hợp các bộ phận cơ học chuyển động cùng với các yếu tố điện, quang học, chất lỏng, hóa học và y sinh.

Về mặt chức năng, MEMS bao gồm nhiều cơ chế truyền khác nhau để chuyển đổi tín hiệu từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác.

Nhiều loại cảm biến vi mô và thiết bị truyền động vi mô khác nhau có thể được tích hợp với, xử lý tín hiệu, hệ thống con quang học và vi tính toán để tạo thành một hệ thống chức năng hoàn chỉnh trên một con chip. Khả năng đặc trưng của MEMS là bao gồm các bộ phận cơ khí chuyển động trên cùng một chất nền.

Do kích thước nhỏ, có thể sử dụng MEMS ở những nơi hầu như không thể đặt các thiết bị cơ khí; chẳng hạn như bên trong mạch máu của cơ thể người. Thời gian chuyển đổi và phản hồi của các thiết bị MEMS cũng ít hơn so với các máy thông thường và chúng tiêu thụ ít điện năng hơn.

Ứng dụng MEMS

Ngày nay, MEMS đang được ứng dụng trong mọi lĩnh vực. Viễn thông, khoa học sinh học và cảm biến là những người hưởng lợi chính. Cảm biến chuyển động, gia tốc và ứng suất dựa trên MEMS đang được triển khai đại trà trên máy bay và tàu vũ trụ để tăng độ an toàn và độ tin cậy. Vệ tinh Pico (nặng khoảng 250 gm) được phát triển như các thiết bị kiểm tra, liên lạc và giám sát. Chúng sử dụng các hệ thống dựa trên MEMS làm trọng tải cũng như để kiểm soát quỹ đạo của chúng. MEMS được sử dụng trong đầu phun của máy in phun và đầu đọc / ghi của ổ đĩa cứng. Ngành công nghiệp ô tô đang sử dụng MEMS trong ‘hệ thống phun nhiên liệu’ và cảm biến túi khí.

Các kỹ sư thiết kế đang đưa MEMS vào các thiết kế mới của họ để cải thiện hiệu suất cho các sản phẩm của họ. Nó làm giảm chi phí và thời gian sản xuất. Tích hợp nhiều chức năng vào MEMS cung cấp mức độ thu nhỏ cao hơn, số lượng thành phần thấp hơn và tăng độ tin cậy.

Kỹ thuật thiết kế và chế tạo

Trong vài thập kỷ gần đây, ngành công nghiệp bán dẫn đã phát triển đến mức trưởng thành. Sự phát triển MEMS được hưởng lợi phần lớn bởi công nghệ này. Ban đầu, các kỹ thuật và vật liệu được sử dụng để thiết kế và chế tạo mạch tích hợp (IC) được vay mượn trực tiếp để phát triển MEMS, nhưng hiện nay nhiều kỹ thuật chế tạo dành riêng cho MEMS đang được phát triển. Vi gia công bề mặt, vi gia công số lượng lớn, khắc ion phản ứng sâu (DRIE) và khuôn vi mô là một số kỹ thuật chế tạo MEMS tiên tiến.

Sử dụng phương pháp vi gia công , các lớp polysilicon khác nhau, thường dày từ 1-100 mm, được lắng đọng để tạo thành cấu trúc ba chiều có dây dẫn kim loại, gương và các lớp cách nhiệt. Quá trình khắc chính xác loại bỏ một cách chọn lọc lớp màng bên dưới (lớp thay thế) để lại một lớp màng phủ được gọi là lớp cấu trúc có khả năng chuyển động cơ học.

Vi gia công bề mặt được sử dụng để sản xuất nhiều loại thiết bị MEMS với khối lượng thương mại. Các lớp polysilicon và kim loại có thể được nhìn thấy trước và sau quá trình khắc.

Vi gia công hàng loạt là một quá trình được sử dụng rộng rãi khác để tạo thành các thành phần chức năng cho MEMS. Một tinh thể silicon đơn được tạo mẫu và định hình để tạo thành các bộ phận ba chiều có độ chính xác cao như kênh, bánh răng, màng, vòi phun, v.v. Những thành phần này được tích hợp với các bộ phận và hệ thống con khác để tạo ra MEMS hoàn toàn chức năng.

Một số khối xây dựng được tiêu chuẩn hóa để xử lý MEMS và các thành phần MEMS là các quy trình MEMS đa người dùng (MUMP). Đây là những nền tảng của một nền tảng dẫn đến cách tiếp cận dành riêng cho ứng dụng đối với MEMS, rất giống với cách tiếp cận dành riêng cho ứng dụng (ASIC), đã rất thành công trong ngành vi mạch tích hợp.

Tất cả các mạng DWDM quang học và MEMS

Các chuyên gia viễn thông ngày nay đang phải đối mặt với thách thức chưa từng có để đáp ứng các dịch vụ băng thông cao ngày càng mở rộng trong các mạng viễn thông. Nhu cầu băng thông đang tăng theo cấp số nhân do sự mở rộng của Internet và các dịch vụ hỗ trợ Internet. Sự xuất hiện của Ghép kênh phân chia theo bước sóng dày đặc (DWDM) đã giải quyết được tình trạng khan hiếm công nghệ này và thay đổi hoàn toàn tính kinh tế của mạng quang lõi.

DWDM sử dụng một tập hợp các bước sóng quang (hoặc kênh) khoảng 1553 nm với khoảng cách kênh là 0,8 nm (100 GHz), mỗi bước sóng có thể mang thông tin lên đến 10 Gbps (STM 64). Hơn 100 kênh như vậy có thể được kết hợp và truyền trên một sợi quang duy nhất. Các nỗ lực đang được thực hiện để siết chặt các kênh hơn nữa và tăng tốc độ bit dữ liệu trên mỗi kênh.

Thực nghiệm, việc truyền 80 kênh, mỗi kênh truyền 40 Gbits / giây (tương đương 3,2 Tbits / giây) trên một sợi quang duy nhất đã được thử nghiệm thành công trên quãng đường dài 300 km. Việc triển khai mạng quang DWDM dựa trên điểm-điểm và dựa trên vòng yêu cầu một loại phần tử mạng mới hơn có thể thao tác tín hiệu trong quá trình chạy mà không cần chuyển đổi OEO tốn kém. Bộ khuếch đại quang học, bộ lọc, bộ ghép kênh giảm thêm quang học, bộ ghép kênh và kết nối chéo quang học là một số yếu tố mạng thiết yếu. MEMS đóng một vai trò quan trọng trong việc thiết kế và phát triển các phần tử mạng đó. Chúng ta sẽ thảo luận chi tiết về Add Drop Mux (OADM) và Optical Cross Connect (OXC).

Đột phá trong chuyển mạch quang học

Một công tắc quang học dựa trên MEMS thực tế đã được các nhà khoa học tại Bell Labs trình diễn vào năm 1999. Nó hoạt động giống như một thanh bập bênh có gương siêu nhỏ được mạ vàng ở một đầu. Một lực tĩnh điện kéo đầu kia của thanh xuống, nâng gương phản xạ ánh sáng theo một góc vuông. Do đó, ánh sáng tới di chuyển từ sợi này sang sợi kia.

Thành công về mặt công nghệ trên thực tế là một khối xây dựng của nhiều loại thiết bị và hệ thống, chẳng hạn như bộ ghép kênh thêm / giảm bước sóng, bộ chuyển mạch cung cấp quang học, kết nối chéo quang học và bộ cân bằng tín hiệu WDM.

Bộ ghép kênh thêm giọt quang học

Tương tự như mạng SDH / SONET dựa trên vòng, các mạng dựa trên DWDM toàn quang đang bắt đầu phát triển. Tính ưu việt của mạng dựa trên vòng so với mạng lưới đã được các nhà thiết kế mạng SDH thiết lập. Trong vòng toàn quang, các băng thông (ls) có thể được dành riêng cho mục đích bảo vệ. Bộ ghép kênh bổ sung quang học (OADM) có chức năng tương tự như Bộ ghép kênh bổ sung thêm giọt SDH / SONET (ADM). Có thể thêm hoặc bớt một nhóm các bước sóng đã chọn (ls) từ tín hiệu ánh sáng đa bước sóng. OADM loại bỏ việc chuyển đổi OEO (quang sang điện và ngược) tốn kém.

Ma trận hai chiều của bộ chuyển mạch Quang học như được mô tả ở trên được sử dụng để chế tạo OADM như vậy cung cấp rất ít tính linh hoạt. Mặt khác, Add Drop Multiplexers (R-OADM) có thể định cấu hình lại cho phép hoàn toàn linh hoạt. Bất kỳ kênh nào đi qua đều có thể được truy cập, bị loại bỏ hoặc có thể thêm các kênh mới. Bước sóng của một kênh cụ thể có thể được thay đổi để tránh bị chặn. Công tắc quang học hoặc OADM loại này được gọi là công tắc 2D hoặc N2 vì số lượng phần tử chuyển mạch cần thiết bằng bình phương của số cổng và vì ánh sáng chỉ nằm trong một mặt phẳng có hai chiều.

OADM tám cổng yêu cầu 64 vi gương riêng lẻ với sự điều khiển của chúng trên thiết bị MEMS. Nó khá giống với công tắc ‘thanh ngang’ được sử dụng trong các tổng đài điện thoại.

Công tắc quang học của loại này đã trải qua các thử nghiệm cơ học và quang học nghiêm ngặt. Suy hao chèn trung bình nhỏ hơn 1,4 db với độ lặp lại tuyệt vời ± 0,25 db trong hơn 1 triệu chu kỳ. OADM loại 2D / N2 có cấu hình lớn hơn 32 × 32 (1024 gương chuyển mạch) trở nên thực tế không thể quản lý được và không kinh tế. Nhiều lớp vải chuyển đổi nhỏ hơn được sử dụng để tạo ra các cấu hình lớn hơn.

Kết nối chéo quang học

Hạn chế của bộ chuyển mạch quang loại 2D đã được khắc phục bằng công nghệ chuyển mạch quang chưa sáng tạo của Bell Labs. Nó thường được gọi là ‘Free Space 3-D MEMS’ hoặc ‘Light Beam Driving’ . Nó sử dụng một loạt các vi gương kép làm công tắc quang học. Gương vi mô được gắn trên một trong các trục của một bộ vòng gimbal ghép chéo, thông qua một bộ lò xo xoắn. Sự sắp xếp này cho phép gương di chuyển dọc theo hai trục vuông góc với bất kỳ góc nào mong muốn. Gương được kích hoạt bởi lực tĩnh điện tác dụng ở bốn góc phần tư bên dưới gương. Bộ phận vi gương hoàn chỉnh được tái tạo bằng công nghệ MEMS để tạo thành ‘kết cấu chuyển đổi’ gồm 128 hoặc 256 vi gương.

Một mảng các sợi đầu vào chuẩn trực được căn chỉnh với một bộ gương có thể định hướng lại ánh sáng bằng cách nghiêng gương theo trục X và Y sang bộ gương thứ hai được căn chỉnh với sợi đầu ra chuẩn trực. Bằng cách nhắm chính xác một bộ gương trên các sợi đầu vào và đầu ra, kết nối ánh sáng mong muốn có thể được thực hiện. Quá trình này được gọi là ‘lái tia sáng’. Thời gian chuyển đổi của công tắc 3D MEMS nhỏ hơn 10 ms và các vi gương cực kỳ ổn định. Kết nối chéo quang học dựa trên công nghệ này cung cấp nhiều lợi thế độc đáo khác nhau so với kết nối chéo loại OEO. OXC có dung lượng cao, có thể mở rộng, tốc độ bit dữ liệu thực sự và không phụ thuộc vào định dạng dữ liệu. Nó định tuyến các kênh quang một cách thông minh mà không cần chuyển đổi OEO tốn kém. Dấu chân và tiêu thụ điện năng thấp là những lợi thế bổ sung của công nghệ chuyển mạch toàn quang.

NGN – CÁC LOẠI WDM

Các hệ thống WDM ban đầu vận chuyển hai hoặc bốn bước sóng có khoảng cách rộng rãi. WDM và các công nghệ “tiếp nối” của CWDM và DWDM đã phát triển vượt ra ngoài giới hạn ban đầu này.

WDM

Các hệ thống WDM thụ động, truyền thống được phổ biến rộng rãi với số kênh 2, 4, 8, 12 và 16 là cách triển khai bình thường. Kỹ thuật này thường có giới hạn khoảng cách dưới 100 km.

CWDM

Ngày nay, WDM thô (CWDM) thường sử dụng khoảng cách 20 nm (3000 GHz) lên đến 18 kênh. Khuyến nghị CWDM ITU-T G.694.2 cung cấp lưới các bước sóng cho khoảng cách mục tiêu lên đến khoảng 50 km trên các sợi đơn mode như được chỉ định trong Khuyến nghị ITU-T G.652, G.653 và G.655. Lưới CWDM được tạo thành từ 18 bước sóng được xác định trong phạm vi 1270 nm đến 1610 nm cách nhau 20 nm.

DWDM

Khoảng cách phổ biến WDM dày đặc có thể là 200, 100, 50 hoặc 25 GHz với số lượng kênh lên đến 128 kênh trở lên ở khoảng cách vài nghìn km với sự khuếch đại và tái tạo dọc theo tuyến đường như vậy

The post NGN – Hệ thống cơ điện vi mô appeared first on Dongthoigian.net.

Hình sau đây mô tả một kiến ​​trúc nút WXC chung.

Các tín hiệu quang, được ghép trong cùng một sợi quang, đến bộ phân kênh quang. Tín hiệu được phân tách thành một số sóng mang bước sóng của nó, và được gửi đến một ngân hàng chuyển mạch quang. Các bộ chuyển mạch quang định tuyến một số tín hiệu bước sóng thành một ngân hàng đầu ra.

Bộ ghép kênh, nơi các tín hiệu được ghép và đưa vào các sợi đi để truyền. Bộ chuyển đổi bước sóng có thể được sử dụng giữa bộ chuyển mạch quang và bộ ghép kênh đầu ra để cung cấp tính linh hoạt hơn cho việc định tuyến. WXC đã được nghiên cứu trong một số năm. Khó khăn với WXC là nhiễu xuyên âm và tỷ lệ tắt.

Nút kết nối chéo theo bước sóng

Mạng truyền tải quang (OTN) là mạng WDM cung cấp dịch vụ vận chuyển qua các đường dẫn ánh sáng. Đường dẫn ánh sáng là một đường ống băng thông cao mang dữ liệu với tốc độ lên đến vài gigabit / giây. Tốc độ của đường truyền ánh sáng được xác định bởi công nghệ của các thành phần quang học (laser, bộ khuếch đại quang học, v.v.). Tốc độ theo thứ tự STM-16 (2488,32 Mbps) và STM-64 (9953,28 Mbps) hiện có thể đạt được.

OTN bao gồm các nút WXC, cộng với một hệ thống quản lý, điều khiển việc thiết lập và chia nhỏ đường dẫn ánh sáng thông qua các chức năng giám sát như giám sát các thiết bị quang học (bộ khuếch đại, bộ thu), khôi phục lỗi, v.v. Việc thiết lập và chia nhỏ các đường dẫn ánh sáng phải được thực hiện trên một quy mô thời gian lớn như hàng giờ hoặc thậm chí hàng ngày, vì mỗi đường dẫn đều cung cấp dung lượng băng thông đường trục.

Có rất nhiều sự linh hoạt trong cách triển khai các OTN, tùy thuộc vào các dịch vụ vận tải sẽ được cung cấp. Một trong những lý do cho sự linh hoạt này là hầu hết các thành phần quang học trong suốt đối với mã hóa tín hiệu. Chỉ ở ranh giới của lớp quang học, nơi tín hiệu quang học cần được chuyển đổi trở lại miền điện tử, mới có vấn đề về mã hóa.

Do đó, các dịch vụ quang trong suốt để hỗ trợ các công nghệ mạng điện tử kế thừa khác nhau, chẳng hạn như SDH, ATM, IP và chuyển tiếp khung, chạy trên lớp quang, là một kịch bản có thể xảy ra trong tương lai.

Lớp quang học được chia thành ba lớp con –

• Mạng lớp kênh quang, giao tiếp với các máy khách OTN, cung cấp các kênh quang (OChs).
• Mạng lớp ghép kênh quang, ghép nhiều kênh khác nhau thành một tín hiệu quang duy nhất.
• Mạng lớp phần truyền dẫn quang, cung cấp việc truyền tín hiệu quang qua sợi quang.

ĐỊNH DẠNG KHUNG OTN

Tương tự như việc sử dụng khung SDH, truy cập vào OCh dự kiến ​​sẽ thông qua khung OC, khung này hiện đã được xác định. Kích thước khung cơ bản tương ứng với tốc độ STM-16 hoặc 2488,32 Mbps, tạo thành tín hiệu OCh cơ bản. Hình sau mô tả một định dạng khung OCh có thể có.

Khung kênh quang

Vùng ngoài cùng bên trái của khung (được hiển thị trong Hình bên dưới) được dành riêng cho các byte trên đầu. Các byte này sẽ được sử dụng cho các hàm OAM & P, tương tự như các byte trên của khung SDH, đã được thảo luận trước đó.

Tuy nhiên, các chức năng bổ sung có thể sẽ được hỗ trợ, chẳng hạn như cung cấp các sợi tối (đặt trước bước sóng giữa hai điểm cuối cho một người dùng) và APS dựa trên bước sóng. Vùng ngoài cùng bên phải của khung được dành riêng cho chương trình sửa lỗi chuyển tiếp (FEC) được thực hiện trên tất cả dữ liệu tải trọng. FEC trên lớp truyền dẫn quang làm tăng độ dài khoảng tối đa và giảm số lượng bộ lặp. Có thể sử dụng mã Reed-Solomon.

Một số OChs phải được ghép kênh với nhau trong miền quang, để tạo thành tín hiệu bộ ghép kênh quang (OMS). Điều này song song với việc ghép nhiều khung STM-1 thành định dạng khung STM-N SDH. Nhiều OChs có thể được ghép để tạo thành OMS.

Tín hiệu máy khách quang được đặt trong tín hiệu tải trọng OCh. Tín hiệu máy khách không bị ràng buộc bởi định dạng khung OCh. Thay vào đó, tín hiệu máy khách được yêu cầu chỉ là tín hiệu kỹ thuật số tốc độ bit không đổi. Định dạng của nó cũng không liên quan đến lớp quang học.

NHẪN WDM

Về mặt khái niệm, vòng WDM không khác nhiều so với vòng SDH. WXC được kết nối với nhau theo cấu trúc liên kết vòng, tương tự như ADM SDH trong SDH-ring. Sự khác biệt chính về kiến ​​trúc giữa vòng SDH và vòng WDM bắt nguồn từ khả năng chuyển đổi và chuyển đổi bước sóng của WXC.

Ví dụ, các tính năng này có thể được sử dụng để cung cấp các mức bảo vệ không song song trong công nghệ SDH. Nói cách khác, có thể cung cấp bảo vệ bước sóng hoặc đường dẫn ánh sáng, ngoài bảo vệ đường dẫn và đường truyền.

Các giao thức APS quang cũng phức tạp như các APS SDH. Bảo vệ có thể được cung cấp ở mức OCh hoặc mức phần ghép kênh quang / phần truyền dẫn quang. Một số khả năng bảo vệ bổ sung có thể được thực hiện mà không cần song song trong các vòng SDH. Ví dụ, một đường ánh sáng bị lỗi (ví dụ như lỗi laser) có thể được khắc phục bằng cách chuyển đổi tín hiệu quang từ một bước sóng nhất định thành một bước sóng khác, tránh việc định tuyến lại tín hiệu.

Điều này tương đương với chuyển mạch khoảng trong SDH, với sự khác biệt là ngay cả hai vòng WDM sợi quang cũng có thể cung cấp khả năng bảo vệ OCh như vậy. Tuy nhiên, trong lớp OMS, bảo vệ nhịp sẽ yêu cầu bốn vòng sợi quang, như trong SDH. Các tính năng bổ sung này chắc chắn sẽ làm tăng thêm độ phức tạp trong các giao thức APS lớp quang.

Sau khi vòng WDM hoạt động, các đường dẫn ánh sáng cần được thiết lập phù hợp với mô hình lưu lượng được hỗ trợ.

MẠNG WDM MESH

Mạng WDM dạng lưới được xây dựng với các thành phần quang học giống như các vòng WDM. Tuy nhiên, các giao thức được sử dụng trong mạng lưới khác với các giao thức được sử dụng trong các vòng. Ví dụ, bảo vệ trong mạng lưới là một đề xuất phức tạp hơn cũng như vấn đề định tuyến và gán bước sóng trong mạng lưới WDM. Mạng lưới có khả năng là cơ sở hạ tầng xương sống kết nối các vòng WDM. Một số kết nối này dự kiến ​​là quang học, tránh tắc nghẽn quang học / điện tử và mang lại sự minh bạch. Những người khác sẽ yêu cầu chuyển đổi tín hiệu quang học sang miền điện tử để quản lý giám sát và có lẽ cho mục đích thanh toán. Hình dưới đây mô tả một mạng WDM.

Cơ sở hạ tầng – Trong hình này, ba lớp cấu trúc liên kết sau được hiển thị:

• Truy cập mạng
• Mạng lưới khu vực
• Mạng đường trục

Cơ sở hạ tầng mạng WDM

Cả hai vòng SDH và mạng quang thụ động (PON) làm mạng truy nhập đều được bao gồm. Chúng thường dựa trên một bus, hoặc cấu trúc liên kết hình sao và giao thức điều khiển truy cập phương tiện (MAC) được sử dụng để điều phối việc truyền giữa những người dùng. Không có chức năng định tuyến nào được cung cấp trong các mạng như vậy.

Các kiến ​​trúc này thực tế cho các mạng hỗ trợ tối đa vài trăm người dùng trong khoảng cách ngắn. Mặc dù PON là mạng ít tốn kém hơn các vòng WDM, do thiếu các thành phần tích cực và các tính năng như định tuyến bước sóng, các tia laser cần thiết tại các nguồn PON làm cho thế hệ đầu tiên của thiết bị này vẫn đắt hơn các vòng SDH. Điều này ủng hộ giải pháp SDH ở cấp độ mạng truy cập, ít nhất là trong tương lai gần.

Mạng đường trục chứa các thành phần quang hoạt động, do đó cung cấp các chức năng như chuyển đổi bước sóng và định tuyến. Các mạng đường trục sẽ phải giao tiếp bằng cách nào đó với các công nghệ truyền tải kế thừa, chẳng hạn như ATM, IP, PSTN và SDH. Kịch bản tổng thể được mô tả trong Hình sau. Một số loại giao diện liên quan trong hình.

Lớp phủ Mạng truyền tải WDM mang Lưu lượng ATM / IP.

Đóng gói khung SDH

Khung OCh phải được xác định để có thể dễ dàng thực hiện việc đóng gói khung SDH. Ví dụ, toàn bộ STM-16xc phải được vận chuyển dưới dạng trọng tải OCh. Nếu sử dụng kênh quang STM-16 cơ bản, có thể không đóng gói SDH-16xc vào kênh quang STM-16 do các byte trên không OCh.

Định dạng khung OCh hiện đang được xác định. Hình sau minh họa việc đóng gói khung SDH vào khung OCh.

Giao diện SDH sang WDM

Thiết bị WDM có giao diện SDH vật lý sẽ truyền tín hiệu quang đến thiết bị SDH. Các giao diện này phải tương thích ngược với công nghệ SDH. Do đó, thiết bị SDH không cần biết về công nghệ WDM được sử dụng để truyền tín hiệu của nó (ví dụ: thiết bị có thể thuộc về vòng BLSR / 4).

Trong trường hợp này, WXC sẽ giảm và thêm vào môi trường quang bước sóng ban đầu được sử dụng trong vòng SDH. Bằng cách này, các lớp WDM và SDH được tách hoàn toàn, điều này cần thiết cho khả năng tương tác WDM với thiết bị cũ SDH.

Điều này đặt ra nhiều ràng buộc đối với việc lựa chọn bước sóng trong lớp quang học, vì bước sóng bước sóng cuối cùng, một giao diện với thiết bị SDH, phải là bước sóng được thiết bị SDH sử dụng để kết thúc đường truyền quang, nếu không cung cấp chuyển đổi bước sóng trong thiết bị SDH.

Một liên kết WDM

Theo Bảng được hiển thị ở trên, mặc dù khôi phục trong WDM nhanh hơn so với công nghệ SDH, nhưng việc phát hiện lỗi trong WDM lại chậm hơn. Lớp phủ an toàn hơn của các cơ chế bảo vệ WDM / SDH yêu cầu một sơ đồ bảo vệ WDM nhanh hơn. Ngoài ra, các APS SDH có thể bị chậm lại một cách giả tạo nếu các máy khách SDH có thể chịu được sự suy giảm hiệu suất do các quy trình đó gây ra.

Việc khôi phục lỗi không cần thiết ở các lớp cao hơn có thể gây mất ổn định tuyến đường và tắc nghẽn giao thông; do đó, nó nên được tránh bằng mọi giá. Kiểm tra độ bền của lỗi có thể được sử dụng ở các lớp cao hơn để tránh phản ứng sớm với các lỗi ở các lớp thấp hơn.

Việc khôi phục lỗi tại lớp con OMS có thể thay thế các quy trình khôi phục của một số trường hợp tín hiệu SDH được phục vụ bởi lớp quang. Do đó, một số lượng lớn các máy khách SDH có khả năng không bị bắt đầu các quy trình khôi phục lỗi ở các lớp của họ. Do đó, một lần khôi phục lỗi duy nhất tại lớp con OMS quang học có thể dự phòng hàng trăm.

Sự phát triển hướng tới một Mạng truyền tải toàn quang

Quá trình phát triển theo hướng mạng WDM toàn quang có khả năng xảy ra dần dần. Đầu tiên, các thiết bị WXC sẽ được kết nối với các sợi hiện có. Một số thành phần bổ sung có thể cần thiết trong liên kết quang, chẳng hạn như EDFA, để tạo các liên kết cáp quang kế thừa phù hợp với công nghệ WDM. WXC sẽ giao tiếp với thiết bị cũ, chẳng hạn như SDH ​​và giao diện dữ liệu phân tán sợi quang (FDDI).

Điểm cộng của mạng truyền tải trong suốt toàn quang là việc chuyển các chức năng SDH sang lớp trên (IP / ATM) hoặc bên dưới (WDM) SDH có thể xảy ra, giúp tiết kiệm về khả năng nâng cấp và bảo trì mạng. Việc tổ chức lại lớp như vậy có thể ảnh hưởng đến các mạng truyền tải, giả sử rằng lưu lượng truy cập thời gian thực, bao gồm cả thoại, được nhịp độ (IP / ATM). Điều này có thể dẫn đến sự tuyệt chủng của các tín hiệu SDH của VC. Một vấn đề quan trọng sau đó sẽ là làm thế nào để đóng gói các gói vào SDH hoặc thậm chí trực tiếp vào khung OCh một cách hiệu quả nhất. Bất kể phương pháp đóng gói mới nào xuất hiện, khả năng tương thích ngược với IP / PPP / HDLC và đóng gói ATM là điều bắt buộc.

NGN – Hệ thống cơ điện vi mô (xem thêm)

The post Mạng vận tải quang appeared first on Dongthoigian.net.

Ban đầu, mỗi cửa sổ được sử dụng để truyền một tín hiệu kỹ thuật số duy nhất. Với sự tiến bộ của các thành phần quang học như laser phản hồi phân tán (DFB), bộ khuếch đại sợi quang pha tạp erbium (EDFA) và bộ dò quang, người ta sớm nhận ra rằng mỗi cửa sổ truyền trên thực tế có thể được sử dụng bởi một số tín hiệu quang, mỗi tín hiệu chiếm một lực kéo nhỏ của cửa sổ tổng bước sóng có sẵn.

Trên thực tế, số lượng tín hiệu quang được ghép trong một cửa sổ chỉ bị giới hạn bởi độ chính xác của các thành phần này. Với công nghệ hiện tại, hơn 100 kênh quang có thể được ghép thành một sợi quang duy nhất. Công nghệ này sau đó được đặt tên là WDM dày đặc (DWDM).

Ưu điểm chính của DWDM là có khả năng tăng băng thông cáp quang lên gấp nhiều lần. Một mạng lưới sợi lớn đang tồn tại trên khắp thế giới có thể đột nhiên tăng dung lượng của chúng lên gấp nhiều lần mà không cần phải kéo dài các sợi mới, một quá trình tốn kém. Rõ ràng, thiết bị DWDM mới phải được kết nối với các sợi này. Ngoài ra, có thể cần các bộ tái tạo quang học.

Số lượng và tần số của bước sóng được sử dụng đang được ITU (T) tiêu chuẩn hóa. Bộ bước sóng được sử dụng không chỉ quan trọng đối với khả năng tương tác mà còn để tránh nhiễu triệt tiêu giữa các tín hiệu quang.

Bảng sau đây cung cấp các tần số trung tâm, danh định dựa trên khoảng cách kênh tối thiểu là 50 GHz được neo vào tham chiếu 193.10 THz. Lưu ý rằng giá trị của C (vận tốc ánh sáng) được lấy bằng 2,99792458 x 108 m / giây. để chuyển đổi giữa tần số và bước sóng. ITU-T Grid (trong dải C), ITU (T) Rec. G.692

DWDM trong mạng

Một mạng SDH điển hình sẽ có hai sợi ở mỗi bên của mỗi nút, một sợi để truyền đến hàng xóm của nó và một sợi để nhận từ hàng xóm của nó 

Mặc dù việc có hai sợi giữa một trang nghe có vẻ không quá tệ, nhưng trên thực tế, có thể sẽ có nhiều hệ thống chạy giữa các trang, mặc dù chúng không tạo thành một phần của cùng một mạng. Chỉ với hai mạng được trình bày ở trên, giờ đây cần có bốn sợi quang giữa các vị trí C & D, và việc đặt giữa các vị trí là cực kỳ tốn kém. Đây là lúc mạng DWDM phát huy tác dụng.

Sử dụng hệ thống DWDM, số lượng sợi cần thiết giữa các vị trí C & D được giảm xuống một sợi duy nhất. Thiết bị DWDM hiện đại có thể ghép kênh lên đến 160 kênh, tiết kiệm đáng kể đầu tư cáp quang. Bởi vì thiết bị DWDM chỉ hoạt động với tín hiệu vật lý, nó hoàn toàn không ảnh hưởng đến lớp SDH của mạng. Tín hiệu SDH không bị kết thúc hoặc bị gián đoạn, liên quan đến mạng SDH. Vẫn có một kết nối trực tiếp giữa các trang web.

Mạng DWDM độc lập với giao thức. Chúng vận chuyển các bước sóng ánh sáng và không hoạt động ở lớp giao thức.

Hệ thống DWDM có thể tiết kiệm một lượng lớn tiền cho các nhà khai thác mạng khi lắp đặt cáp quang, thậm chí nhiều hơn trên những khoảng cách xa. Sử dụng bộ khuếch đại quang học, có thể truyền tín hiệu DWDM đến khoảng cách xa.

Bộ khuếch đại nhận tín hiệu DWDM đa bước sóng và chỉ cần khuếch đại tín hiệu đó để đến vị trí tiếp theo. Một op-amp sẽ khuếch đại lambdas màu đỏ hoặc xanh lam, nếu nó đang khuếch đại lambdas màu đỏ, nó sẽ loại bỏ các kênh màu xanh lam đã nhận và ngược lại. Để khuếch đại theo cả hai hướng, cần có một trong cả hai loại bộ khuếch đại.

Để hệ thống DWDM hoạt động tốt, các bước sóng tới bộ khuếch đại quang phải được cân bằng.

Điều này liên quan đến việc thiết lập tất cả các nguồn quang đến cho hệ thống DWDM thành các mức công suất quang tương tự. Các bước sóng chưa được cân bằng có thể xuất hiện lỗi khi thực hiện lưu lượng. Một số nhà sản xuất thiết bị DWDM hỗ trợ kỹ thuật viên hiện trường bằng cách đo công suất quang học của các kênh đến và đề xuất kênh nào cần điều chỉnh công suất.

Việc cân bằng các bước sóng có thể được thực hiện theo một số cách; Một bộ suy giảm quang có thể được lắp giữa khung quản lý sợi quang và bộ ghép DWDM – kỹ sư có thể điều chỉnh tín hiệu ở phía bộ ghép DWDM.

Ngoài ra, thiết bị nguồn có thể có bộ truyền quang đầu ra thay đổi, điều này cho phép kỹ sư điều chỉnh công suất quang thông qua phần mềm tại thiết bị nguồn.

Một số bộ ghép DWDM có bộ suy hao được tích hợp sẵn cho mọi kênh nhận được, một kỹ sư có thể điều chỉnh mọi kênh tại điểm truy cập DWDM.

Khi nhiều tần số của ánh sáng truyền qua một sợi quang, một điều kiện được gọi là sự trộn lẫn bốn sóng có thể xảy ra. Các bước sóng ánh sáng mới được tạo ra trong sợi quang ở các bước sóng / tần số được xác định bởi tần số của các bước sóng ban đầu. Tần số của bước sóng mới được cho bởi f123 = f1 + f2 – f3.

Sự hiện diện của các bước sóng có thể ảnh hưởng xấu đến tỷ lệ tín hiệu quang trên nhiễu trong sợi quang và ảnh hưởng đến BER của lưu lượng trong một bước sóng.

LINH KIỆN WDM

Các thành phần WDM dựa trên các nguyên tắc quang học khác nhau. Các hình đưa ra dưới đây mô tả một liên kết WDM duy nhất. Laser DFB được sử dụng làm máy phát, mỗi máy phát một bước sóng. Bộ ghép kênh quang kết hợp các tín hiệu này vào sợi truyền. Bộ khuếch đại quang được sử dụng để bơm công suất tín hiệu quang lên, bù đắp cho những tổn thất của hệ thống.

Ở phía máy thu, bộ tách kênh quang tách từng bước sóng, để đưa đến máy thu quang ở cuối liên kết quang. Các tín hiệu quang học được thêm vào hệ thống bằng các ADM quang học (OADM).

Các thiết bị quang học này tương đương với các ADM kỹ thuật số, chuẩn bị và phân tách tín hiệu quang dọc theo đường truyền. OADM thường được làm bằng lưới dẫn sóng mảng (AWG), mặc dù các công nghệ quang học khác, chẳng hạn như lưới cáp quang, cũng đã được sử dụng.

Một thành phần chính của WDM là công tắc quang học. Thiết bị này có khả năng chuyển đổi tín hiệu quang từ một cổng đầu vào nhất định sang một cổng đầu ra nhất định. Nó tương đương với một xà ngang điện tử. Bộ chuyển mạch quang cho phép xây dựng mạng quang, do đó, một tín hiệu quang nhất định có thể được định tuyến tới đích thích hợp của nó.

Một thành phần quang học quan trọng khác là bộ chuyển đổi bước sóng. Bộ chuyển đổi bước sóng là thiết bị chuyển đổi tín hiệu quang đến ở một bước sóng nhất định thành tín hiệu khác có bước sóng khác, duy trì cùng một nội dung số. Khả năng này rất quan trọng đối với mạng WDM vì nó cung cấp tính linh hoạt hơn trong việc định tuyến tín hiệu quang trên toàn mạng.

Mạng vận tải quang (xem thêm)

The post NGN – Công nghệ WDM appeared first on Dongthoigian.net.

• Plesiochronous – “Gần như đồng bộ”
• Ghép kênh tín hiệu 2 Mbit / s thành tín hiệu ghép kênh bậc cao.
• Đặt cáp giữa các vị trí chuyển mạch là rất tốn kém.
• Tăng dung lượng lưu lượng của cáp bằng cách tăng tốc độ bit.
• 4 tín hiệu thứ tự thấp hơn được ghép thành một tín hiệu thứ tự cao hơn ở mỗi mức.

Công nghệ PDH cho phép ghép kênh liên tiếp tín hiệu từ 2 M – 8 M, từ 8 M – 34 M, từ 34 M – 140 M và cuối cùng là hệ thống 140 M – 565 M.

Cũng tồn tại các muxes “nhảy” hoặc “bỏ qua” cho phép ghép 16 tín hiệu 2 M thành tín hiệu 34 M mà không cần mức 8 M trung gian.

Hạn chế của PDH

Đồng bộ hóa – Dữ liệu được truyền theo các khoảng thời gian đều đặn. Với thời gian bắt nguồn từ bộ dao động của máy phát, dữ liệu được lấy mẫu ở cùng tốc độ khi nó đang được truyền.

Dữ liệu được truyền theo các khoảng thời gian đều đặn. Với thời gian bắt nguồn từ bộ dao động của máy phát, dữ liệu được lấy mẫu với tốc độ chậm hơn máy phát. Một trong những nhược điểm của PDH là mỗi phần tử được đồng bộ hóa một cách độc lập. Để dữ liệu được nhận một cách chính xác, tốc độ lấy mẫu ở đầu thu phải giống với tốc độ truyền ở đầu phát.

Dữ liệu được truyền theo các khoảng thời gian đều đặn. Với thời gian bắt nguồn từ bộ dao động của máy phát, dữ liệu được lấy mẫu với tốc độ nhanh hơn máy phát. Nếu bộ dao động ở đầu thu chạy chậm hơn ở đầu phát thì máy thu sẽ bỏ lỡ một số bit của tín hiệu được truyền.

Hoặc, nếu đồng hồ của máy thu chạy nhanh hơn đồng hồ của máy phát, máy thu sẽ lấy mẫu một số bit hai lần.

Các bit biện minh được thêm vào các tín hiệu bậc thấp hơn để chúng có thể được ghép với một tốc độ duy nhất. Bộ tạo dao động thiết bị được sử dụng làm nguồn định thời cho quá trình điều chỉnh tốc độ bit ở bậc thấp hơn và cả quá trình ghép kênh. Các bit biện minh bị loại bỏ ở cuối nhận được khi các tín hiệu được khử ghép kênh.

Do các phương pháp đồng bộ hóa đã được sử dụng, không thể tách ghép từ tín hiệu bậc cao sang tín hiệu nhánh bậc thấp nhất trong một thiết bị. Cần phải khử ghép kênh ở tất cả các cấp độ để truy cập tín hiệu đang bị rơi tại một trang web và sau đó ghép kênh lại tất cả các kênh khác sao lưu với tỷ lệ cao hơn. Điều này có nghĩa là phải có rất nhiều thiết bị trên trang web để thực hiện điều này. Đây được gọi là Núi PDH Mux . Tất cả các thiết bị này chiếm rất nhiều không gian trên trang web và cũng làm tăng nhu cầu về phụ tùng được giữ trên trang web.

Thiếu khả năng phục hồi trong mạng PDH có nghĩa là nếu xảy ra đứt cáp quang, lưu lượng sẽ bị mất. Quản lý mạng PDH chỉ đơn giản là báo cáo các cảnh báo cho các nhà khai thác NOC. Nhân viên NOC không có công cụ chẩn đoán hoặc khắc phục. Một kỹ sư bảo trì cần được gửi đến trang web với một lượng thông tin tối thiểu. Mỗi phần tử mạng yêu cầu kết nối với mạng DCN vì không có phương tiện nào tồn tại để mang thông tin quản lý qua mạng PDH.

Thiếu tiêu chuẩn kết nối có nghĩa là không thể kết nối thiết bị từ nhiều nhà cung cấp. Thiết bị có thể hoạt động trên các bước sóng khác nhau, sử dụng các tốc độ bit khác nhau hoặc các giao diện quang học độc quyền.

NGN – Hệ thống phân cấp kỹ thuật số đồng bộ

SDH Networks đã thay thế PDH và có một số lợi thế chính.

• Các khuyến nghị của ITU G.707, G.708 và G.709 cung cấp cơ sở cho mạng toàn cầu.
• Mạng được hưởng lợi từ khả năng phục hồi lưu lượng để giảm thiểu tổn thất lưu lượng trong trường hợp đứt cáp quang do lỗi thiết bị.
• Tích hợp công nghệ giám sát cho phép cấu hình và xử lý sự cố mạng từ xa.
• Công nghệ linh hoạt cho phép tiếp cận sông nhánh ở bất kỳ cấp độ nào.
• Công nghệ bằng chứng trong tương lai cho phép tốc độ bit nhanh hơn khi công nghệ tiến bộ.

Trong khi các mạng PDH của Châu Âu không thể giao tiếp với các mạng của Hoa Kỳ, các mạng SDH có thể mang cả hai loại. Trang trình bày này cho thấy các mạng PDH khác nhau so sánh như thế nào và tín hiệu nào có thể được truyền qua mạng SDH.

SDH – Cấu trúc liên kết mạng

Hệ thống đường dây

Một hệ thống đơn lẻ là hệ thống cấu trúc liên kết mạng PDH. Lưu lượng truy cập chỉ được thêm và giảm ở các điểm cuối của mạng. Các nút đầu cuối được sử dụng ở cuối mạng để thêm và giảm lưu lượng.

Trong bất kỳ mạng SDH nào, có thể sử dụng một nút được gọi là trình tái tạo. Nút này nhận tín hiệu SDH bậc cao và truyền lại nó. Không thể truy cập lưu lượng cấp thấp hơn từ bộ tái tạo và chúng chỉ được sử dụng để bao phủ khoảng cách xa giữa các vị trí mà khoảng cách đó có nghĩa là nguồn điện nhận được sẽ quá thấp để mang lưu lượng truy cập.

Hệ thống chuông

Một hệ thống vòng bao gồm một số hỗn hợp thêm / thả (ADM) được kết nối trong một cấu hình vòng. Lưu lượng có thể được truy cập tại bất kỳ ADM nào xung quanh vòng và cũng có thể bị giảm lưu lượng tại một số nút cho mục đích quảng bá.

Mạng vòng cũng có lợi ích là cung cấp khả năng phục hồi lưu lượng, nếu có sự cố đứt cáp quang, tôi không bị mất. Khả năng phục hồi của mạng được thảo luận chi tiết hơn ở phần sau.

Đồng bộ hóa mạng SDH

Trong khi mạng PDH không được đồng bộ hóa tập trung, thì mạng SDH (do đó có tên là phân cấp kỹ thuật số đồng bộ). Một nơi nào đó trên mạng của các nhà khai thác sẽ là một nguồn tham khảo chính. Nguồn này được phân phối xung quanh mạng qua mạng SDH hoặc qua mạng đồng bộ hóa riêng biệt.

Mỗi nút có thể chuyển sang nguồn dự phòng nếu nguồn chính không khả dụng. Các mức chất lượng khác nhau được xác định và nút sẽ chuyển sang nguồn chất lượng tốt nhất tiếp theo mà nó có thể tìm thấy. Trong trường hợp nút sử dụng định thời dòng đến, byte S1 trong chi phí MS được sử dụng để biểu thị chất lượng của nguồn.

Nguồn chất lượng thấp nhất có sẵn cho một nút thường là bộ dao động bên trong của nó, trong trường hợp một nút chuyển sang nguồn xung nhịp bên trong của chính nó, điều này phải được khắc phục càng sớm càng tốt vì nút có thể bắt đầu tạo ra lỗi theo thời gian.

Điều quan trọng là chiến lược đồng bộ hóa cho mạng phải được lên kế hoạch cẩn thận, nếu tất cả các nút trong mạng cố gắng đồng bộ hóa với hàng xóm của nó ở cùng một phía, bạn sẽ nhận được một hiệu ứng gọi là vòng lặp thời gian, như được hiển thị ở trên. Mạng này sẽ nhanh chóng bắt đầu tạo ra lỗi khi mỗi nút cố gắng đồng bộ hóa với nhau.

Hệ thống phân cấp SDH

Sơ đồ sau đây cho thấy cách cấu tạo của tải trọng và nó không đáng sợ như lúc đầu. Một vài trang trình bày tiếp theo sẽ giải thích cách tín hiệu SDH được xây dựng từ các tải trọng cấp thấp hơn.

Khung STM-1

Khung được tạo thành từ các hàng gồm 9 chi phí chung và 261 byte trọng tải.

Khung được truyền từng hàng như minh họa bên dưới. 9 byte trên đầu liên tiếp được truyền, tiếp theo là 261 byte trọng tải, hàng tiếp theo sau đó được truyền theo kiểu tương tự cho đến khi toàn bộ khung đã được truyền. Toàn bộ khung hình được truyền trong 125 micro giây.

STM-1 Chi phí

3 hàng đầu tiên của chi phí được gọi là chi phí chung của phần bộ lặp. Hàng thứ 4 tạo thành con trỏ AU và 5 hàng cuối cùng chứa chi phí chung của phần ghép kênh.

Để giải thích các loại chi phí khác nhau, hãy xem xét một hệ thống trong đó tải trọng được chuyển qua một số bộ tái tạo trung gian trước khi đến ADM mà nó đang được thêm vào / loại bỏ.

Chi phí chung của phần bộ lặp được sử dụng để liên lạc và giám sát giữa hai nút lân cận bất kỳ.

Các chi phí chung của phần ghép kênh được sử dụng để liên lạc và giám sát giữa hai nút có các tiện ích thêm / bớt như ADM.

Ở cấp độ thấp hơn, cũng có các chi phí đường dẫn được thêm vào ở cấp độ phụ lưu, chúng sẽ được thảo luận chi tiết hơn ở phần sau.

Việc giám sát các cảnh báo trên không khác nhau giúp xác định sự cố trên mạng dễ dàng hơn. Một cảnh báo RS cho biết sự cố ở phía HO SDH giữa hai nút, trong khi nếu điều tra một cảnh báo MS, bạn có thể loại trừ sự cố ở các nút của bộ tái tạo.

Theo dõi đường dẫn SDH

Dấu vết đường dẫn có thể rất hữu ích trong việc xác định các vấn đề liên kết giữa các nút. Có thể có nhiều kết nối vật lý khác nhau chẳng hạn như mối nối và bản vá trong khung quang học giữa hai nút. Mỗi nút được cấu hình bởi nhà khai thác mạng để gửi một chuỗi duy nhất xác định nó.

Mỗi nút cũng được cấu hình với chuỗi mà nó sẽ nhận được từ nút lân cận của nó.

Nếu dấu vết đường dẫn mà nút nhận được khớp với dấu vết mà họ đang mong đợi, thì mọi thứ đều ổn. Nếu dấu vết đường dẫn nhận được không khớp với dấu vết mà nút đang mong đợi, thì điều này cho thấy có sự cố với kết nối giữa các nút.

Quản lý SDH

Các kênh DCC có trong phần chi phí chung cho phép dễ dàng quản lý mạng SDH. Hệ thống quản lý mạng được kết nối với một nút trên mạng có thể giao tiếp với các nút khác trên mạng bằng các kênh DCC. Nút được kết nối với mạng DCN được gọi là nút cổng, vì mục đích phục hồi thường có nhiều hơn một nút cổng trên mạng.

Khả năng phục hồi mạng SDH

Trong một cấu hình vòng, lưu lượng truy cập được gửi cả hai tuyến xung quanh vòng từ ADM ban đầu (Bộ ghép kênh Thêm / Thả). Tại bất kỳ ADM nào mà tín hiệu không bị giảm, nó chỉ đơn giản đi qua. Mặc dù lưu lượng truy cập vòng qua cả hai tuyến đường, nhưng chỉ có một tuyến đường được sử dụng để trích xuất lưu lượng truy cập từ ADM nhận, tuyến đường này là tuyến đường hoặc đường dẫn hoạt động . Tuyến đường còn lại được gọi là tuyến đường dự phòng hoặc đường dẫn.

Nếu có sự cố đứt cáp quang trên đường dẫn hoạt động, ADM nhận sẽ chuyển đổi bằng cách sử dụng tín hiệu thay thế làm đường dẫn hoạt động. Điều này cho phép khôi phục nhanh chóng và tự động lưu lượng truy cập đến khách hàng. Khi sự cố đứt cáp quang được sửa chữa, vòng kết nối không tự động chuyển trở lại vì điều này sẽ gây ra một “cú đánh” lưu lượng truy cập khác, nhưng sẽ sử dụng nó làm đường dẫn dự phòng trong trường hợp hỏng hóc trong tương lai trên đường dẫn hoạt động mới. MUX bị mất lưu lượng sẽ sử dụng K byte để báo hiệu công tắc bảo vệ quay trở lại MUX ban đầu.

Công tắc vòng thủ công cũng có thể được thực hiện từ trung tâm quản lý mạng hoặc từ các thiết bị đầu cuối cục bộ do các kỹ sư vận hành.

NGN – Công nghệ WDM ( xem thêm)

The post NGN – Hệ thống phân cấp kỹ thuật số đơn lẻ appeared first on Dongthoigian.net.

Cho đến nay, chúng tôi chỉ tập trung vào một kênh thoại. Bây giờ, chúng ta cần kết hợp một số kênh này thành một đường truyền duy nhất, một quá trình được gọi là ghép kênh . Ghép kênh là một quá trình được sử dụng trong đó một số kênh có thể được kết hợp, để chúng được truyền qua một đường truyền duy nhất. Quá trình thường được sử dụng trong điện thoại được gọi là Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) .

Như chúng ta đã thấy trước đây, lấy mẫu cho một kênh diễn ra cứ sau 125 micro giây . Điều này giúp bạn có thể lấy mẫu các kênh khác trong giai đoạn này. Ở Châu Âu, khoảng thời gian được chia thành 32 khoảng thời gian, được gọi là khe thời gian . Sau đó, 32 khe thời gian này có thể được nhóm lại với nhau để tạo thành một khung ( xem hình sau ).

Do đó, khoảng thời gian của một khung hình có thể được coi là 125 micro giây. Bây giờ cũng có thể giả định rằng mỗi khe thời gian bao gồm 8 bit dữ liệu và được lặp lại 8000 lần, tốc độ kênh là 64000 bit / giây hoặc 64Kbits là có thể đạt được. Với thông tin này, bây giờ có thể xác định tổng số bit dữ liệu được truyền qua đường đơn, được gọi là tốc độ bit hệ thống . Điều này được tính bằng công thức sau:

Tốc độ bit hệ thống = Tần số lấy mẫu x Số khe thời gian x Bit trên mỗi khe thời gian = 8000 x 32 x 8, = 2048000 bit / giây, = 2.048Mbits

Trong số 32 kênh hiện có, 30 kênh được sử dụng để truyền giọng nói, và 2 khe thời gian còn lại được sử dụng để căn chỉnh và phát tín hiệu. Phần sau đây sẽ giải thích chức năng của tất cả các khe thời gian

NGN – Cấu trúc khung

Ô thời gian 1 đến 15 và 17 đến 31

30 khe thời gian này có sẵn để truyền tín hiệu tương tự số hóa ở dạng 8 bit, với băng thông 64 kbit / s (ví dụ: dữ liệu của khách hàng).

Ô thời gian 0

Hệ thống khuyến nghị của Châu Âu xác định rằng Ô thời gian 0 của mỗi khung được sử dụng để đồng bộ hóa, còn được gọi là căn chỉnh khung ( xem Hình sau ). Điều này đảm bảo rằng các khe thời gian trong mỗi khung được căn chỉnh giữa trạm phát và trạm nhận.

Từ căn chỉnh khung (FAW) được mang trong các bit dữ liệu từ 2 đến 8 của mỗi khung chẵn, trong khi các khung lẻ mang từ không căn chỉnh khung (NFAW) trong bit dữ liệu 2 ( xem Hình sau ).

Kiểm tra lỗi cũng có sẵn trong khe thời gian 0, sử dụng kiểm tra dự phòng theo chu kỳ (CRC) để xác minh sự liên kết khung, được thực hiện trong bit dữ liệu 1 của tất cả các khung. Ngoài ra còn có cơ sở báo cáo Far End Alarms , được biểu thị bằng một nhị phân 1 được chèn vào bit dữ liệu 3 của tất cả các khung lẻ. Các bit dữ liệu còn lại từ 4 đến 8 của các khung lẻ có thể được sử dụng cho các cảnh báo quốc gia và quản lý mạng.

Ô thời gian 16

Timeslot 16 có sẵn 8 bit dữ liệu và bằng cách sử dụng mã biến đổi gồm 4 bit dữ liệu, có thể thực hiện báo hiệu cho 2 kênh thoại trong mỗi khung. Do đó có thể thấy rằng cần có 15 khung để hoàn thành việc báo hiệu cho tất cả các kênh thoại ( xem Hình sau ).

Vì hiện nay có nhiều khung được thực hiện theo một thứ tự hợp lý, nên phải có một thiết bị để căn chỉnh chúng. Điều này đạt được bằng cách sử dụng khung trước các khung chứa thông tin tín hiệu, được gọi là Khung 0. Ô thời gian 16 trong Khung 0 chứa một từ căn chỉnh đa khung (MFAW), sử dụng các bit dữ liệu từ 1 đến 4, và được sử dụng để chỉ ra điểm bắt đầu của nhiều khung, được kiểm tra tại trạm nhận ( xem Hình sau ).

Bit dữ liệu 6 có thể được sử dụng để chỉ ra sự mất liên kết đa khung ở xa (DLMFA). Như có thể thấy, một đa khung bao gồm tất cả các khung cần thiết để hoàn thành tất cả các hoạt động nói và báo hiệu, tức là 16 khung, và được gọi là đa khung ( xem Hình sau ).

Thời lượng của nhiều khung hình có thể được tính bằng cách sau:

Thời lượng của đa khung = Số khung x thời lượng của khung

= 16 x 125micro giây

= 2000 micro giây

= 2 mili giây

Tất cả các kênh còn lại đều có thể sử dụng để truyền thoại hoặc dữ liệu và được gọi là khe thời gian từ 1 đến 15 và 17 đến 31, và tương đương với các kênh được đánh số từ 1 đến 30.

FAW = Từ căn chỉnh khung

MFAW = Multiframe Alignment Word

DATA = từ dữ liệu 8 bit

SIG = khe thời gian báo hiệu CAS

NGN – Ghép kênh thứ tự cao hơn

Hệ thống phân cấp kỹ thuật số Plesiochronous (PDH) đã được phát triển theo từng giai đoạn từ hệ thống PCM 30 kênh cơ bản (PCM-30).

Như có thể thấy trong Hình sau, có sẵn ba hệ thống phân cấp khác nhau, mỗi hệ thống hỗ trợ tốc độ đường truyền và tốc độ ghép kênh khác nhau. Do đó, tỷ lệ tổng hợp cao hơn có thể đạt được bằng cách nhóm các tỷ lệ thấp hơn với nhau thông qua việc sử dụng bộ ghép kênh.

Các liên kết tốc độ bit cao hơn cũng yêu cầu các bit bổ sung để đóng khung và điều khiển. Ví dụ: tín hiệu 8,4 Mbits bao gồm 4 × 2,048 Mbits = 8,192 Mbits, 256 Kbits còn lại được sử dụng để tạo khung và điều khiển.

Hệ thống phân cấp của Châu Âu và Bắc Mỹ thường được gọi bằng chữ ‘E’ cho Châu Âu và ‘T’ cho Bắc Mỹ, với các mức phân cấp được đánh số liên tục. Các mức phân cấp này có thể được so sánh trong Hình sau:

Các tốc độ bit này thường được viết tắt lần lượt là 1,5 meg, 3 meg, 6 meg, 44 meg, 274 meg và 2 meg, 8 meg, 34 meg, 140 meg và 565 meg.

Vì di sản của PDH rất nổi bật trong ngành viễn thông, nên cần phải đáp ứng các tốc độ đường truyền này trong bất kỳ công nghệ mới nào được giới thiệu, do đó nhiều tốc độ đường truyền PDH được hỗ trợ bởi Hệ thống phân cấp kỹ thuật số đồng bộ (SDH). Ngoại lệ duy nhất cho điều này là việc bỏ qua mức 8,4 Mbits, mức này không còn ý nghĩa thực tế nữa và không được hỗ trợ bởi SDH.

Trong hệ thống 2 Mbits cơ bản, dữ liệu được xen kẽ byte, theo đó mỗi khe thời gian 8 bit được gửi lần lượt. Trong trường hợp các mức phân cấp cao hơn, các luồng dữ liệu được ghép lại với nhau theo từng bit. Một nhược điểm của hệ thống này là tốc độ bit của mỗi tín hiệu nhánh có thể thay đổi so với giá trị danh nghĩa do mỗi bộ ghép kênh có nguồn cung cấp xung nhịp độc lập của riêng chúng. Những sai lệch xung nhịp này phụ thuộc vào tốc độ đường truyền và có thể được bù đắp bằng cách sử dụng các kỹ thuật biện minh trong băng thông còn lại sau giai đoạn ghép kênh. Tốc độ đường truyền cũng quy định mã đường truyền được sử dụng để truyền như có thể thấy bên dưới:

NGN – Hệ thống phân cấp kỹ thuật số đơn lẻ (Xem thêm)

The post NGN – Ghép kênh appeared first on Dongthoigian.net.

Hướng dẫn này được phát triển cho người mới bắt đầu để giúp họ hiểu cơ bản về NGN và các thành phần của nó. Sau khi kết thúc hướng dẫn này, bạn sẽ có được bí quyết tốt về Mạng thế hệ tiếp theo.

Hướng dẫn này yêu cầu hiểu biết cơ bản về mạng máy tính, xử lý tín hiệu và hệ thống viễn thông. Để tận dụng tối đa hướng dẫn này, người đọc được khuyến khích tìm hiểu các khái niệm cần thiết trước.

NGN – Điều chế mã xung

Sự ra đời của truyền thông dữ liệu và thoại tốc độ cao đã làm nảy sinh nhu cầu về một phương tiện truyền tải thông tin nhanh chóng. Các mạch hoặc liên kết kỹ thuật số đã phát triển từ nhu cầu truyền giọng nói hoặc dữ liệu ở dạng kỹ thuật số. Việc chuyển đổi từ dạng tương tự sang dạng số tuân theo quy trình bốn giai đoạn ( xem Hình sau ) và sẽ được trình bày chi tiết trong các phần sau.

Lấy mẫu

Các tần số giọng nói có dạng tín hiệu tương tự, tức là sóng sin ( xem Hình sau ). Tín hiệu này phải được chuyển đổi thành dạng nhị phân để nó được truyền qua phương tiện kỹ thuật số. Giai đoạn đầu tiên của quá trình chuyển đổi này là chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành tín hiệu Điều chế biên độ xung (PAM) . Quá trình này thường được gọi là lấy mẫu .

Quá trình lấy mẫu phải thu thập đầy đủ thông tin từ các tần số thoại đến để có thể tạo bản sao của tín hiệu gốc. Tần số giọng nói thường nằm trong khoảng từ 300Hz đến 3400Hz , thường được gọi là băng tần tiếng nói thương mại .

Để lấy mẫu, một tần số lấy mẫu được áp dụng cho tần số giọng nói ban đầu. Tần số lấy mẫu được xác định bằng Định lý lấy mẫu Nyquist , định lý rằng “tần số lấy mẫu phải bằng ít nhất hai lần thành phần tần số cao nhất”.

Điều này đảm bảo rằng một mẫu được lấy tối thiểu một lần trong mỗi nửa chu kỳ, do đó, loại bỏ khả năng lấy mẫu tại các điểm không của chu kỳ, nơi sẽ không có biên độ. Điều này dẫn đến tần số lấy mẫu tối thiểu là 6,8 KHz. Tiêu chuẩn Châu Âu lấy mẫu tín hiệu đến ở 8 KHZ , đảm bảo một mẫu được lấy sau mỗi 125micro giây hoặc 1/8000 giây ( xem Hình sau ).

Lượng tử hóa

Biên độ của mỗi mẫu lý tưởng sẽ được gán một mã nhị phân (1 hoặc 0), nhưng có thể có vô số biên độ; do đó, cần phải có sẵn một số lượng vô hạn các mã nhị phân. Điều này sẽ không thực tế, vì vậy một quy trình khác phải được sử dụng, được gọi là lượng tử hóa .

Lượng tử hóa so sánh tín hiệu PAM với thang đo lượng tử hóa, có số lượng hữu hạn các mức rời rạc. Thang đo lượng tử chia thành 256 mức lượng tử, trong đó, 128 mức dương và 128 mức âm. Giai đoạn lượng tử hóa liên quan đến việc phân bổ một mã nhị phân 8 bit duy nhất thích hợp với khoảng lượng tử hóa mà biên độ của tín hiệu PAM rơi vào ( xem Hình sau ).

Điều này bao gồm 1 bit phân cực với 7 bit còn lại được sử dụng để xác định mức lượng tử hóa ( như thể hiện trong hình trên ).

Bit đầu tiên như đã thấy trước đây là bit phân cực, ba bit tiếp theo cho mã phân đoạn, cho tám mã phân đoạn, và bốn bit còn lại cho mức lượng tử hóa, cho mười sáu mức lượng tử hóa.

Ép buộc

Bản thân quá trình lượng tử hóa dẫn đến một hiện tượng được gọi là sự biến dạng lượng tử hóa . Điều này xảy ra khi biên độ tín hiệu được lấy mẫu nằm giữa các mức lượng tử hóa. Tín hiệu luôn được làm tròn đến mức tổng thể gần nhất. Sự khác biệt này giữa mức được lấy mẫu và mức lượng tử hóa là sự biến dạng lượng tử.

Tốc độ thay đổi biên độ của tín hiệu thay đổi ở các phần khác nhau của chu kỳ. Điều này xảy ra nhiều nhất ở tần số cao vì biên độ của tín hiệu thay đổi nhanh hơn ở tần số thấp. Để khắc phục điều này, mã phân đoạn đầu tiên có các mức lượng tử hóa gần nhau. Sau đó, mã phân đoạn tiếp theo sẽ tăng gấp đôi chiều cao của đoạn trước đó và cứ tiếp tục như vậy. Quá trình này được gọi là companding , vì nó nén tín hiệu lớn hơn và mở rộng tín hiệu nhỏ hơn.

Ở Châu Âu, họ sử dụng luật luật-A , so với Bắc Mỹ và Nhật Bản, những người sử dụng luật μ .

Vì sự biến dạng lượng tử hóa tương đương với tiếng ồn, việc xử lý sẽ cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu trên các tín hiệu có biên độ thấp và tạo ra tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu có thể chấp nhận được trên toàn bộ dải biên độ.

Mã hóa

Để thông tin nhị phân được truyền qua đường kỹ thuật số, thông tin phải được sửa đổi thành mã dòng phù hợp. Kỹ thuật mã hóa được sử dụng ở Châu Âu được gọi là Bipolar mật độ cao 3 (HDB3) .

HDB3 có nguồn gốc từ mã dòng được gọi là AMI hoặc Đảo ngược dấu thay thế . Trong mã hóa AMI, có 3 giá trị được sử dụng: không có tín hiệu nào để biểu diễn số nhị phân 0 và tín hiệu tích cực hoặc tiêu cực được sử dụng luân phiên để biểu thị số nhị phân 1.

Một vấn đề liên quan đến mã hóa AMI xảy ra khi một chuỗi dài các số không được truyền. Điều này có thể gây ra sự cố vòng lặp khóa pha ở đầu thu ở xa.HDB3 hoạt động theo cách tương tự như AMI, nhưng kết hợp thêm một bước mã hóa bổ sung thay thế bất kỳ chuỗi nào gồm bốn số không bằng ba số không, theo sau là ‘bit vi phạm.’ Sự vi phạm này là của cùng một cực của quá trình chuyển đổi trước đó ( xem Hình sau ).

Như có thể thấy trong ví dụ, 000V thay thế chuỗi đầu tiên của bốn số không. Tuy nhiên, việc sử dụng kiểu mã hóa này có thể dẫn đến mức DC trung bình được đưa vào tín hiệu, vì có thể có một chuỗi dài các số không, tất cả đều được mã hóa theo cùng một cách. Để tránh điều này, mã hóa của mỗi số không liên tiếp được thay đổi thành B00V, bằng cách sử dụng bit ‘Vi phạm lưỡng cực’ xen kẽ theo cực. Từ đó, có thể giả định rằng với mã hóa HDB3, số lượng số không tối đa không có chuyển tiếp là ba. Kỹ thuật mã hóa này thường được gọi là định dạng điều chế

NGN – Ghép kênh xem thêm

The post HƯỚNG DẪN NGN appeared first on Dongthoigian.net.

Chương này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các kỹ thuật thanh toán thường được sử dụng và các thông số được áp dụng để tính phí thuê bao GSM.

Dịch vụ điện thoại

Các dịch vụ này có thể được tính phí trên cơ sở cuộc gọi. Người bắt đầu cuộc gọi phải trả phí và các cuộc gọi đến ngày nay đều miễn phí. Khách hàng có thể bị tính phí dựa trên các thông số khác nhau như –

• Cuộc gọi quốc tế hoặc cuộc gọi đường dài.
• Cuộc gọi nội hạt.
• Cuộc gọi được thực hiện trong giờ cao điểm.
• Cuộc gọi được thực hiện vào ban đêm.
• Giảm giá cuộc gọi vào cuối tuần.
• Cuộc gọi mỗi phút hoặc mỗi giây.
• Nhiều tiêu chí khác có thể được nhà cung cấp dịch vụ thiết kế để tính phí khách hàng của họ.

Dịch vụ SMS

Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ đều tính phí dịch vụ SMS của khách hàng dựa trên số lượng tin nhắn văn bản được gửi. Có các dịch vụ SMS chính khác có sẵn mà các nhà cung cấp dịch vụ tính phí cao hơn phí SMS thông thường. Các dịch vụ này đang được cung cấp với sự cộng tác của Mạng truyền hình hoặc Mạng vô tuyến để yêu cầu SMS từ khán giả.

Hầu hết thời gian, người gửi SMS phải trả phí nhưng đối với một số dịch vụ như cổ phiếu và giá cổ phiếu, cơ sở ngân hàng di động và dịch vụ đặt chỗ giải trí, v.v., người nhận SMS phải trả tiền cho dịch vụ.

Dịch vụ GPRS

Sử dụng dịch vụ GPRS, bạn có thể duyệt, chơi trò chơi trên Internet và tải phim xuống. Vì vậy, nhà cung cấp dịch vụ sẽ tính phí bạn dựa trên dữ liệu được tải lên cũng như dữ liệu được tải xuống trên điện thoại di động của bạn. Các khoản phí này sẽ dựa trên mỗi Kilo Byte dữ liệu được tải xuống / tải lên.

Tham số bổ sung có thể là QoS được cung cấp cho bạn. Nếu bạn muốn xem phim, thì QoS thấp có thể hoạt động vì một số mất mát dữ liệu có thể chấp nhận được, nhưng nếu bạn đang tải xuống tệp zip, thì việc mất một byte sẽ làm hỏng tệp đã tải xuống hoàn chỉnh của bạn.

Một tham số khác có thể là thời gian cao điểm và thấp điểm để tải xuống tệp dữ liệu hoặc để duyệt Internet.

Dịch vụ bổ sung

Hầu hết các dịch vụ bổ sung đang được cung cấp dựa trên tiền thuê hàng tháng hoặc hoàn toàn miễn phí. Ví dụ, cuộc gọi chờ, chuyển tiếp cuộc gọi, nhận dạng số điện thoại và cuộc gọi giữ đều có sẵn miễn phí.

• Chặn cuộc gọi là một dịch vụ mà nhà cung cấp dịch vụ sử dụng chỉ để thu hồi cước của họ, v.v., nếu không thì dịch vụ này sẽ không được sử dụng bởi bất kỳ thuê bao nào.
• Dịch vụ hội nghị cuộc gọi là một hình thức gọi điện thoại đơn giản mà khách hàng được tính phí cho nhiều cuộc gọi được thực hiện cùng một lúc. Không có nhà cung cấp dịch vụ nào tính thêm phí cho dịch vụ này.
• Nhóm người dùng kín (CUG) rất phổ biến và chủ yếu được sử dụng để giảm giá đặc biệt cho người dùng nếu họ thực hiện cuộc gọi đến một nhóm người đăng ký xác định cụ thể.

• Lời khuyên về Phí (AoC) có thể được tính phí dựa trên số lượng truy vấn của người đăng ký.

GSM – Điện thoại di động

GSM Arena là nguồn thông tin lớn nhất về điện thoại di động GSM mới nhất. Trang này đang được hiển thị ở đây như một sự hỗ trợ của GSM Arena. Nếu bạn đang có ý định mua một chiếc điện thoại di động GSM, thì chúng tôi khuyên bạn nên xem qua tất cả các nhận xét đánh giá và sau đó quyết định điện thoại nào phù hợp với bạn.

The post GSM – Thanh toán appeared first on Dongthoigian.net.

GSM cung cấp ba loại dịch vụ cơ bản –

• Dịch vụ điện thoại hoặc dịch vụ từ xa
• Dịch vụ dữ liệu hoặc dịch vụ mang
• Dịch vụ bổ sung

Dịch vụ viễn thông

Các khả năng của Dịch vụ mang được sử dụng bởi Dịch vụ viễn thông để vận chuyển dữ liệu. Các dịch vụ này được chuyển tiếp theo những cách sau:

Các cuộc gọi thoại

Teleservice cơ bản nhất được hỗ trợ bởi GSM là điện thoại. Điều này bao gồm giọng nói tốc độ đầy đủ ở 13 kbps và các cuộc gọi khẩn cấp, trong đó nhà cung cấp dịch vụ khẩn cấp gần nhất được thông báo bằng cách quay số ba chữ số.

Videotext và Facsmile

Một nhóm dịch vụ từ xa khác bao gồm truy cập Videotext, truyền qua Teletex, giọng nói thay thế Facsmile và Nhóm Facsmile 3, Nhóm Facsmile tự động, 3, v.v.

Tin nhắn văn bản ngắn

Dịch vụ Dịch vụ Nhắn tin Ngắn (SMS) là một dịch vụ nhắn tin văn bản cho phép gửi và nhận tin nhắn văn bản trên điện thoại di động GSM của bạn. Ngoài các tin nhắn văn bản đơn giản, các dữ liệu văn bản khác bao gồm tin tức, thể thao, tài chính, ngôn ngữ và dữ liệu dựa trên vị trí cũng có thể được truyền.

Dịch vụ mang

Dịch vụ dữ liệu hoặc Dịch vụ mang được sử dụng qua điện thoại GSM. nhận và gửi dữ liệu là nền tảng thiết yếu dẫn đến việc truy cập Internet di động rộng rãi và truyền dữ liệu di động. GSM hiện có tốc độ truyền dữ liệu là 9,6k. Những phát triển mới sẽ thúc đẩy tốc độ truyền dữ liệu cho người dùng GSM là HSCSD (dữ liệu chuyển mạch kênh tốc độ cao) và GPRS (dịch vụ vô tuyến gói chung) hiện đã có sẵn.

Dịch vụ bổ sung

Dịch vụ bổ sung là các dịch vụ bổ sung được cung cấp ngoài các dịch vụ qua điện thoại và dịch vụ mang. Các dịch vụ này bao gồm nhận dạng người gọi, chuyển tiếp cuộc gọi, chờ cuộc gọi, hội thoại nhiều bên và chặn các cuộc gọi đi (quốc tế), v.v. Mô tả ngắn gọn về các dịch vụ bổ sung được đưa ra ở đây –

• Hội nghị – Nó cho phép một thuê bao di động thiết lập một cuộc trò chuyện nhiều bên, tức là một cuộc trò chuyện đồng thời giữa ba hoặc nhiều người đăng ký để thiết lập một cuộc gọi hội nghị. Dịch vụ này chỉ áp dụng cho điện thoại thông thường.
• Chờ cuộc gọi – Dịch vụ này thông báo cho thuê bao di động về cuộc gọi đến trong cuộc trò chuyện. Người đăng ký có thể trả lời, từ chối hoặc bỏ qua cuộc gọi đến.
• Giữ cuộc gọi – Dịch vụ này cho phép thuê bao tạm dừng cuộc gọi đến và tiếp tục sau một lúc. Dịch vụ giữ cuộc gọi được áp dụng cho điện thoại thông thường.
• Chuyển tiếp cuộc gọi – Chuyển tiếp cuộc gọi được sử dụng để chuyển cuộc gọi từ người nhận ban đầu sang một số khác. Nó thường được thiết lập bởi chính người đăng ký. Thuê bao có thể sử dụng nó để chuyển hướng cuộc gọi từ Trạm di động khi thuê bao không khả dụng, và do đó để đảm bảo rằng các cuộc gọi không bị mất.
• Chặn cuộc gọi – Chặn cuộc gọi hữu ích để hạn chế một số loại cuộc gọi đi như ISD hoặc dừng cuộc gọi đến từ các số không mong muốn. Chặn cuộc gọi là một dịch vụ linh hoạt cho phép thuê bao có thể chặn cuộc gọi một cách có điều kiện.
• Nhận dạng số – Có các dịch vụ bổ sung sau liên quan đến nhận dạng số –
  • Trình bày Nhận dạng Đường dây Gọi – Dịch vụ này hiển thị số điện thoại của bên gọi trên màn hình của bạn.
  • Hạn chế Nhận dạng Đường dây Gọi – Một người không muốn số của họ được hiển thị cho những người khác đăng ký dịch vụ này.
  • Trình bày Nhận dạng Đường dây Kết nối – Dịch vụ này được cung cấp để cung cấp cho bên gọi số điện thoại của người mà họ được kết nối. Dịch vụ này hữu ích trong các tình huống chẳng hạn như chuyển tiếp mà số được kết nối không phải là số được gọi.
  • Hạn chế Nhận dạng Đường dây Kết nối – Đôi khi người được gọi không muốn có số của họ và vì vậy họ sẽ đăng ký với người này. Thông thường, điều này sẽ ghi đè dịch vụ trình bày.
  • Nhận dạng cuộc gọi độc hại – Dịch vụ nhận dạng cuộc gọi độc hại được cung cấp để chống lại sự lây lan của các cuộc gọi tục tĩu hoặc gây phiền nhiễu. Nạn nhân nên đăng ký dịch vụ này và sau đó họ có thể khiến các cuộc gọi độc hại đã biết được xác định trong mạng GSM bằng một lệnh đơn giản.
• Lời khuyên về Phí (AoC) – Dịch vụ này được thiết kế để cung cấp cho người đăng ký một dấu hiệu về chi phí của các dịch vụ khi chúng được sử dụng. Hơn nữa, những nhà cung cấp dịch vụ muốn cung cấp dịch vụ cho thuê cho những người đăng ký không có SIM riêng của họ cũng có thể sử dụng dịch vụ này theo một hình thức hơi khác. AoC cho các cuộc gọi dữ liệu được cung cấp trên cơ sở các phép đo thời gian.
• Nhóm người dùng kín (CUG) – Dịch vụ này dành cho các nhóm người đăng ký chỉ muốn gọi cho nhau và không gọi cho ai khác.

• Dữ liệu dịch vụ bổ sung không có cấu trúc (USSD) – Điều này cho phép các dịch vụ riêng lẻ do nhà điều hành xác định.

GSM – Bảo mật và Mã hóa

GSM là hệ thống viễn thông di động được bảo mật nhất hiện nay. GSM có các phương pháp bảo mật được tiêu chuẩn hóa. GSM duy trì bảo mật đầu cuối bằng cách giữ bí mật của các cuộc gọi và ẩn danh của thuê bao GSM.

Số nhận dạng tạm thời được gán cho số thuê bao để duy trì quyền riêng tư của người dùng. Tính riêng tư của thông tin liên lạc được duy trì bằng cách áp dụng các thuật toán mã hóa và nhảy tần số có thể được kích hoạt bằng cách sử dụng hệ thống kỹ thuật số và tín hiệu.

Chương này đưa ra một phác thảo về các biện pháp bảo mật được thực hiện cho các thuê bao GSM.

Xác thực Trạm di động

Mạng GSM xác thực danh tính của người đăng ký thông qua việc sử dụng cơ chế phản hồi thách thức. Một số ngẫu nhiên 128-bit (RAND) được gửi đến MS. MS tính toán Phản hồi đã ký (SRES) 32 bit dựa trên mã hóa RAND với thuật toán xác thực (A3) bằng cách sử dụng khóa xác thực thuê bao cá nhân (Ki). Khi nhận được SRES từ thuê bao, mạng GSM lặp lại phép tính để xác minh danh tính của thuê bao.

Khóa xác thực thuê bao cá nhân (Ki) không bao giờ được truyền qua kênh vô tuyến, vì nó có trong SIM của thuê bao, cũng như cơ sở dữ liệu AUC, HLR và VLR. Nếu SRES nhận được đồng ý với giá trị được tính toán, MS đã được xác thực thành công và có thể tiếp tục. Nếu các giá trị không khớp, kết nối sẽ bị ngắt và lỗi xác thực được chỉ ra cho MS.

Việc tính toán phản hồi đã ký được xử lý trong SIM. Nó cung cấp bảo mật nâng cao, vì thông tin thuê bao bí mật như IMSI hoặc khóa xác thực thuê bao cá nhân (Ki) không bao giờ được giải phóng khỏi SIM trong quá trình xác thực.

Báo hiệu và bảo mật dữ liệu

SIM chứa thuật toán tạo khóa mã hóa (A8) được sử dụng để tạo ra khóa mã hóa 64 bit (Kc). Khóa này được tính bằng cách áp dụng cùng một số ngẫu nhiên (RAND) được sử dụng trong quá trình xác thực cho thuật toán tạo khóa mật mã (A8) với khóa xác thực thuê bao cá nhân (Ki).

GSM cung cấp một mức độ bảo mật bổ sung bằng cách có một cách để thay đổi khóa mật mã, giúp hệ thống có khả năng chống nghe trộm tốt hơn. Khóa mật mã có thể được thay đổi định kỳ theo yêu cầu. Như trong trường hợp của quá trình xác thực, việc tính toán khóa mật mã (Kc) diễn ra bên trong SIM. Do đó, các thông tin nhạy cảm như khóa xác thực thuê bao cá nhân (Ki) không bao giờ được SIM tiết lộ.

Thông tin liên lạc thoại và dữ liệu được mã hóa giữa MS và mạng được thực hiện bằng cách sử dụng thuật toán mật mã A5. Giao tiếp được mã hóa được bắt đầu bằng lệnh yêu cầu chế độ mật mã từ mạng GSM. Khi nhận được lệnh này, trạm di động bắt đầu mã hóa và giải mã dữ liệu bằng thuật toán mật mã (A5) và khóa mật mã (Kc).

Bảo mật danh tính người đăng ký

Để đảm bảo bí mật danh tính thuê bao, Danh tính Thuê bao Di động Tạm thời (TMSI) được sử dụng. Khi các thủ tục xác thực và mã hóa được thực hiện, TMSI được gửi đến trạm di động. Sau khi nhận, trạm di động phản hồi. TMSI có hiệu lực trong khu vực vị trí mà nó được cấp. Đối với thông tin liên lạc bên ngoài khu vực vị trí, ngoài TMSI cần phải có Xác định Khu vực Vị trí (LAI)

GSM – Thanh toán xem thêm

The post GSM – Dịch vụ người dùng appeared first on Dongthoigian.net.

Điều chế

Điều chế là quá trình biến đổi dữ liệu đầu vào thành một định dạng phù hợp với môi trường truyền dẫn. Dữ liệu đã truyền được giải điều chế trở lại dạng ban đầu ở đầu nhận. GSM sử dụng phương pháp điều chế Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK).

Phương thức truy cập

Phổ vô tuyến là một nguồn tài nguyên hạn chế được sử dụng và phân chia cho tất cả người dùng, GSM đã nghĩ ra sự kết hợp của TDMA / FDMA như một phương pháp để phân chia băng thông giữa những người dùng. Trong quá trình này, phần FDMA chia tần số của tổng băng thông 25 MHz thành 124 tần số sóng mang của băng thông 200 kHz.

Mỗi BS được chỉ định với một hoặc nhiều tần số và mỗi tần số này được chia thành tám khe thời gian bằng cách sử dụng sơ đồ TDMA. Mỗi khe này được sử dụng để truyền cũng như nhận dữ liệu. Các khe này được phân tách theo thời gian để thiết bị di động không truyền và nhận dữ liệu cùng một lúc.

Tốc độ truyền

Tổng tốc độ ký hiệu cho GSM ở 1 bit trên mỗi ký hiệu trong GMSK tạo ra 270,833 K ký hiệu / giây. Tổng tốc độ truyền của một khe thời gian là 22,8 Kbps.

GSM là một hệ thống kỹ thuật số với tốc độ bit qua mạng là 270 kbps.

Băng tần

Dải tần số đường lên được chỉ định cho GSM là 933 – 960 MHz (chỉ băng tần 900 MHz cơ bản). Dải tần số đường xuống 890 – 915 MHz (chỉ băng tần 900 MHz cơ bản).

Khoảng cách kênh

Khoảng cách kênh cho biết khoảng cách giữa các tần số sóng mang liền kề. Đối với GSM, nó là 200 kHz.

Mã hóa giọng nói

Để mã hóa hoặc xử lý giọng nói, GSM sử dụng Mã hóa dự đoán tuyến tính (LPC). Công cụ này nén tốc độ bit và đưa ra ước tính về các tham số giọng nói. Khi tín hiệu âm thanh đi qua một bộ lọc, nó sẽ bắt chước giọng hát. Ở đây, bài phát biểu được mã hóa ở tốc độ 13 kbps.

Khoảng cách hai mặt

Khoảng cách song công là không gian giữa tần số đường lên và đường xuống. Khoảng cách song công cho GSM là 80 MHz, trong đó mỗi kênh có hai tần số cách nhau 80 MHz.

Misc

• Thời lượng khung hình – 4,615 mS
• Kỹ thuật song công – Chế độ truy cập Song công phân chia theo tần số (FDD) trước đây được gọi là WCDMA.

• Các kênh thoại trên mỗi kênh RF – 8.

GSM – Địa chỉ và Số nhận dạng

GSM đối xử với người dùng và thiết bị theo những cách khác nhau. Số điện thoại, số thuê bao và số nhận dạng thiết bị là một số trong những số đã biết. Có nhiều số nhận dạng khác đã được xác định rõ ràng, được yêu cầu cho việc quản lý tính di động của thuê bao và để xử lý các phần tử mạng còn lại. Dưới đây là địa chỉ và số nhận dạng quan trọng được sử dụng trong GSM.

Nhận dạng thiết bị trạm di động quốc tế (IMEI)

Số nhận dạng thiết bị trạm di động quốc tế (IMEI) trông giống một số sê-ri giúp xác định riêng một trạm di động trên phạm vi quốc tế. Điều này được phân bổ bởi nhà sản xuất thiết bị và được đăng ký bởi nhà khai thác mạng, người lưu trữ nó trong Sổ đăng ký Nhận dạng Thiết bị (EIR). Bằng IMEI, người ta nhận ra thiết bị lỗi thời, bị đánh cắp hoặc không có chức năng.

Sau đây là các phần của IMEI –

• Mã phê duyệt loại (TAC) – 6 chữ số thập phân, được chỉ định tập trung.
• Mã lắp ráp cuối cùng (FAC) – 6 chữ số thập phân, được chỉ định bởi nhà sản xuất.
• Số sê-ri (SNR) – 6 chữ số thập phân, do nhà sản xuất ấn định.
• Phụ tùng (SP) – 1 chữ số thập phân.

Như vậy, IMEI = TAC + FAC + SNR + SP. Nó đặc trưng cho một trạm di động và cung cấp manh mối về nhà sản xuất và ngày sản xuất.

Nhận dạng thuê bao di động quốc tế (IMSI)

Mỗi người dùng đã đăng ký đều có Danh tính Thuê bao Di động Quốc tế (IMSI) ban đầu với IMEI hợp lệ được lưu trữ trong Mô-đun Nhận dạng Thuê bao (SIM) của họ.

IMSI bao gồm các phần sau:

• Mã quốc gia di động (MCC) – 3 chữ số thập phân, được tiêu chuẩn hóa quốc tế.
• Mã mạng di động (MNC) – 2 chữ số thập phân, để nhận dạng duy nhất mạng di động trong nước.
• Số nhận dạng thuê bao di động (MSIN) – Tối đa 10 chữ số thập phân, số nhận dạng của thuê bao trong mạng di động gia đình.

Số ISDN của thuê bao di động (MSISDN)

Số điện thoại đích thực của một trạm di động là Số ISDN của Thuê bao Di động (MSISDN). Dựa trên SIM, một trạm di động có thể có nhiều MSISDN, vì mỗi thuê bao được gán một MSISDN riêng cho SIM của họ tương ứng.

Dưới đây là cấu trúc được theo sau bởi các danh mục MSISDN, vì chúng được xác định dựa trên gói số ISDN quốc tế –

• Mã quốc gia (CC) – Tối đa 3 chữ số thập phân.
• Mã điểm đến quốc gia (NDC) – Thường có 2-3 chữ số thập phân.
• Số thuê bao (SN) – Tối đa 10 chữ số thập phân.

Số chuyển vùng trạm di động (MSRN)

Số chuyển vùng của trạm di động (MSRN) là số ISDN phụ thuộc vào vị trí tạm thời, được chỉ định cho trạm di động bởi Đăng ký vị trí khách (VLA) chịu trách nhiệm khu vực. Sử dụng MSRN, các cuộc gọi đến được chuyển đến MS.

MSRN có cấu trúc giống như MSISDN.

• Mã quốc gia (CC) – của mạng được truy cập.
• Mã điểm đến quốc gia (NDC) – của mạng được truy cập.
• Số thuê bao (SN) – trong mạng di động hiện tại.

Nhận dạng khu vực vị trí (LAI)

Trong PLMN, Khu vực Vị trí xác định Danh tính Khu vực Vị trí đích thực (LAI) của riêng nó. Hệ thống phân cấp LAI dựa trên tiêu chuẩn quốc tế và được cấu trúc theo một định dạng duy nhất như được đề cập bên dưới:

• Mã quốc gia (CC) – 3 chữ số thập phân.
• Mã mạng di động (MNC) – 2 chữ số thập phân.
• Mã vùng vị trí (LAC) – tối đa 5 chữ số thập phân hoặc tối đa hai lần 8 bit được mã hóa trong hệ thập lục phân (LAC <FFFF).

Nhận dạng thuê bao di động tạm thời (TMSI)

Nhận dạng thuê bao di động tạm thời (TMSI) có thể được chỉ định bởi VLR, vốn chịu trách nhiệm về vị trí hiện tại của thuê bao. TMSI chỉ cần có ý nghĩa cục bộ trong khu vực được xử lý bởi VLR. Điều này chỉ được lưu trữ ở phía mạng trong VLR và không được chuyển đến Đăng ký Vị trí Nhà (HLR).

Cùng với khu vực vị trí hiện tại, TMSI xác định một thuê bao duy nhất. Nó có thể chứa tối đa 4 × 8 bit.

Nhận dạng thuê bao di động cục bộ (LMSI)

Mỗi trạm di động có thể được chỉ định bằng Nhận dạng thuê bao di động cục bộ (LMSI), là một khóa gốc, bởi VLR. Phím này có thể được sử dụng làm phím tìm kiếm phụ cho mỗi trạm di động trong khu vực của nó. Nó cũng có thể giúp tăng tốc độ truy cập cơ sở dữ liệu. Một LMSI được chỉ định nếu trạm di động được đăng ký với VLR và được gửi đến HLR. LMSI bao gồm bốn octet (4×8 bit).

Số nhận dạng tế bào (CI)

Sử dụng bit Nhận dạng ô (CI) (tối đa 2 × 8), các ô riêng lẻ nằm trong LA có thể được nhận dạng. Khi các lệnh gọi Global Cell Identity (LAI + CI) được kết hợp, thì nó được xác định duy nhất.

GSM – Hoạt động

Khi một Trạm di động bắt đầu cuộc gọi, một loạt các sự kiện sẽ diễn ra. Phân tích các sự kiện này có thể đưa ra một cái nhìn sâu sắc về hoạt động của hệ thống GSM.

Điện thoại di động sang mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN)

Khi một thuê bao di động thực hiện cuộc gọi đến một thuê bao điện thoại PSTN, chuỗi sự kiện sau sẽ diễn ra:

• MSC / VLR nhận thông báo của một yêu cầu cuộc gọi.
• MSC / VLR kiểm tra xem trạm di động có được phép truy cập mạng hay không. Nếu vậy, trạm di động được kích hoạt. Nếu trạm di động không được ủy quyền, dịch vụ sẽ bị từ chối.
• MSC / VLR phân tích số và bắt đầu thiết lập cuộc gọi với PSTN.
• MSC / VLR yêu cầu BSC tương ứng phân bổ một kênh lưu lượng (một kênh vô tuyến và một khe thời gian).
• BSC phân bổ kênh lưu lượng và chuyển thông tin đến trạm di động.
• Bên được gọi trả lời cuộc gọi và cuộc trò chuyện diễn ra.
• Trạm di động tiếp tục thực hiện các phép đo các kênh vô tuyến trong ô hiện tại và các ô lân cận và chuyển thông tin đến BSC. BSC quyết định xem có cần bàn giao hay không. Nếu vậy, một kênh lưu lượng mới được phân bổ cho trạm di động và quá trình chuyển giao diễn ra. Nếu không cần bàn giao, máy di động tiếp tục phát cùng tần số.

PSTN sang điện thoại di động

Khi một thuê bao PSTN gọi đến một trạm di động, chuỗi sự kiện sau sẽ diễn ra:

• Gateway MSC nhận cuộc gọi và truy vấn HLR về thông tin cần thiết để định tuyến cuộc gọi đến MSC / VLR đang phục vụ.
• GMSC định tuyến cuộc gọi đến MSC / VLR.
• MSC kiểm tra VLR cho khu vực vị trí của MS.
• MSC liên lạc với MS qua BSC thông qua một bản tin quảng bá, tức là thông qua một yêu cầu phân trang.
• MS trả lời yêu cầu trang.
• BSC phân bổ một kênh lưu lượng và gửi một thông báo đến MS để điều chỉnh kênh. MS tạo ra một tín hiệu đổ chuông và sau khi thuê bao trả lời, kết nối giọng nói được thiết lập.
• Việc bàn giao, nếu được yêu cầu, sẽ diễn ra, như đã thảo luận trong trường hợp trước.

Để truyền bài phát biểu qua kênh radio trong thời gian quy định, MS mã hóa nó với tốc độ 13 Kbps. BSC chuyển mã bài phát biểu thành 64 Kbps và gửi nó qua liên kết đất hoặc liên kết vô tuyến tới MSC. Sau đó MSC chuyển tiếp dữ liệu giọng nói tới PSTN. Theo chiều ngược lại, bài phát biểu được nhận ở tốc độ 64 Kbps tại BSC và BSC chuyển mã nó thành 13 Kbps để truyền vô tuyến.

GSM hỗ trợ dữ liệu 9,6 Kbps có thể được truyền trong một khe thời gian TDMA. Để cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn, nhiều cải tiến đã được thực hiện đối với các tiêu chuẩn GSM (GSM Giai đoạn 2 và GSM Giai đoạn 2+).

GSM – Ngăn xếp giao thức

Kiến trúc GSM là một mô hình phân lớp được thiết kế để cho phép liên lạc giữa hai hệ thống khác nhau. Các lớp dưới đảm bảo các dịch vụ của các giao thức lớp trên. Mỗi lớp sẽ chuyển các thông báo phù hợp để đảm bảo dữ liệu được truyền đi đã được định dạng, truyền và nhận một cách chính xác.

Sơ đồ ngăn xếp giao thức GMS được hiển thị bên dưới:

Giao thức MS

Dựa trên giao diện, giao thức báo hiệu GSM được tập hợp thành ba lớp chung –

• Lớp 1 – Lớp vật lý. Nó sử dụng các cấu trúc kênh trên giao diện không khí.
• Lớp 2 – Lớp liên kết dữ liệu. Trên giao diện Um, lớp liên kết dữ liệu là phiên bản sửa đổi của giao thức truy cập Liên kết cho giao thức kênh D (LAP-D) được sử dụng trong ISDN, được gọi là giao thức truy cập liên kết trên kênh Dm (LAP-Dm). Trên giao diện A, Phần truyền thông báo (MTP), Lớp 2 của SS7 được sử dụng.
• Lớp 3 – Lớp thứ ba của giao thức báo hiệu GSM được chia thành ba lớp con –
  • Quản lý tài nguyên vô tuyến (RR),
  • Quản lý di động (MM) và
  • Quản lý kết nối (CM).

Giao thức MS đến BTS

Lớp RR là lớp dưới quản lý một liên kết, cả vô tuyến và cố định, giữa MS và MSC. Đối với sự hình thành này, các thành phần chính liên quan là MS, BSS và MSC. Trách nhiệm của lớp RR là quản lý phiên RR, thời gian điện thoại di động ở chế độ chuyên dụng và các kênh vô tuyến bao gồm cả việc phân bổ các kênh dành riêng.

Lớp MM được xếp chồng lên trên lớp RR. Nó xử lý các chức năng phát sinh từ tính di động của người đăng ký, cũng như các khía cạnh xác thực và bảo mật. Quản lý vị trí liên quan đến các thủ tục cho phép hệ thống biết vị trí hiện tại của một MS bật nguồn để có thể hoàn thành việc định tuyến cuộc gọi đến.

Lớp CM là lớp trên cùng của ngăn xếp giao thức GSM. Lớp này chịu trách nhiệm về Kiểm soát cuộc gọi, Quản lý Dịch vụ Bổ sung và Quản lý Dịch vụ Tin nhắn Ngắn. Mỗi dịch vụ này được coi là lớp riêng lẻ trong lớp CM. Các chức năng khác của lớp con CC bao gồm thiết lập cuộc gọi, lựa chọn loại dịch vụ (bao gồm xen kẽ giữa các dịch vụ trong cuộc gọi) và giải phóng cuộc gọi.

Giao thức BSC

BSC sử dụng một bộ giao thức khác sau khi nhận được dữ liệu từ BTS. Giao diện Abis được sử dụng giữa BTS và BSC. Ở cấp độ này, tài nguyên vô tuyến ở phần dưới của Lớp 3 được thay đổi từ RR thành Quản lý trạm thu phát cơ sở (BTSM). Tầng quản lý BTS là một chức năng chuyển tiếp tại BTS đến BSC.

Các giao thức RR chịu trách nhiệm phân bổ và phân bổ lại các kênh lưu lượng giữa MS và BTS. Các dịch vụ này bao gồm kiểm soát quyền truy cập ban đầu vào hệ thống, phân trang cho các cuộc gọi MT, chuyển giao cuộc gọi giữa các điểm di động, kiểm soát nguồn và kết thúc cuộc gọi. BSC vẫn có một số quản lý tài nguyên vô tuyến dành cho điều phối tần số, phân bổ tần số và quản lý lớp mạng tổng thể cho các giao diện Lớp 2.

Để chuyển tiếp từ BSC đến MSC, phần ứng dụng di động BSS hoặc phần ứng dụng trực tiếp được sử dụng và các giao thức SS7 được áp dụng bởi rơle, để MTP 1-3 có thể được sử dụng làm kiến ​​trúc chính.

Giao thức MSC

Tại MSC, bắt đầu từ BSC, thông tin được ánh xạ qua giao diện A đến các Lớp MTP từ 1 đến 3. Ở đây, Phần Ứng dụng Quản lý Hệ thống Trạm Cơ sở (BSS MAP) được cho là tập hợp các tài nguyên vô tuyến tương đương. Quá trình chuyển tiếp được kết thúc bởi các lớp được xếp chồng lên nhau của các giao thức Lớp 3, chúng là BSS MAP / DTAP, MM và CM. Điều này hoàn thành quá trình chuyển tiếp. Để tìm và kết nối với người dùng trên toàn mạng, các MSC tương tác bằng cách sử dụng mạng báo hiệu điều khiển. Đăng ký vị trí được đưa vào cơ sở dữ liệu MSC để hỗ trợ vai trò xác định cách thức và liệu các kết nối có được thực hiện với người dùng chuyển vùng hay không.

Mỗi người dùng GSM MS được cấp một HLR lần lượt bao gồm vị trí của người dùng và các dịch vụ đã đăng ký. VLR là một thanh ghi riêng biệt được sử dụng để theo dõi vị trí của người dùng. Khi người dùng di chuyển ra khỏi khu vực được bao phủ của HLR, VLR sẽ được MS thông báo để tìm vị trí của người dùng. Đến lượt mình, VLR, với sự trợ giúp của mạng điều khiển, báo hiệu HLR của vị trí mới của MS. Với sự trợ giúp của thông tin vị trí có trong HLR của người dùng, các cuộc gọi MT có thể được chuyển đến người dùng.

GSM – Dịch vụ người dùng xem thêm

The post GSM – Đặc điểm kỹ thuật appeared first on Dongthoigian.net.

Hướng dẫn này được thiết kế cho những người đọc muốn hiểu những điều cơ bản về GSM một cách đơn giản. Hướng dẫn này chỉ cung cấp đủ tài liệu để có một nền tảng vững chắc về GSM, từ đó bạn có thể chuyển sang các cấp độ chuyên môn cao hơn

Nhận thức chung về một số khái niệm cơ bản về viễn thông là đủ để hiểu các khái niệm được giải thích trong hướng dẫn này.

GSM – Tổng quan

Nếu bạn đang ở Châu Âu hoặc Châu Á và sử dụng điện thoại di động, thì có lẽ hầu hết bạn đang sử dụng công nghệ GSM trên điện thoại di động của mình. Nó là công nghệ di động được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.

GSM là gì?

GSM là viết tắt của G lobal S ystem cho M obile Communication. Nó là một công nghệ di động kỹ thuật số được sử dụng để truyền các dịch vụ dữ liệu và thoại di động. Thông tin quan trọng về GSM được đưa ra dưới đây:

• Khái niệm về GSM xuất hiện từ một hệ thống vô tuyến di động dựa trên tế bào tại Phòng thí nghiệm Bell vào đầu những năm 1970.
• GSM là tên của một nhóm tiêu chuẩn hóa được thành lập vào năm 1982 để tạo ra một tiêu chuẩn điện thoại di động chung của Châu Âu.
• GSM là tiêu chuẩn được chấp nhận rộng rãi nhất trong viễn thông và nó được thực hiện trên toàn cầu.
• GSM là một hệ thống chuyển mạch kênh chia mỗi kênh 200 kHz thành tám khe thời gian 25 kHz. GSM hoạt động trên các băng tần thông tin di động 900 MHz và 1800 MHz ở hầu hết các nơi trên thế giới. Ở Mỹ, GSM hoạt động ở các băng tần 850 MHz và 1900 MHz.
• GSM sở hữu thị phần hơn 70% thuê bao di động kỹ thuật số trên thế giới.
• GSM sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo thời gian băng hẹp (TDMA) để truyền tín hiệu.
• GSM được phát triển bằng công nghệ kỹ thuật số. Nó có khả năng mang tốc độ dữ liệu từ 64 kbps đến 120 Mb / giây.
• Hiện nay GSM hỗ trợ hơn một tỷ thuê bao di động tại hơn 210 quốc gia trên thế giới.
• GSM cung cấp các dịch vụ thoại và dữ liệu từ cơ bản đến nâng cao bao gồm cả dịch vụ chuyển vùng. Chuyển vùng là khả năng sử dụng số điện thoại GSM của bạn trong một mạng GSM khác.

GSM số hóa và nén dữ liệu, sau đó gửi dữ liệu xuống qua một kênh với hai luồng dữ liệu người dùng khác, mỗi luồng trong khoảng thời gian riêng của nó.

Tại sao lại là GSM?

Dưới đây là danh sách các tính năng của GSM giải thích cho sự phổ biến và được chấp nhận rộng rãi của nó.

• Cải thiện hiệu quả phổ
• Chuyển vùng quốc tế
• Bộ di động chi phí thấp và trạm gốc (BS)
• Bài phát biểu chất lượng cao
• Khả năng tương thích với Dịch vụ Tích hợp Mạng Kỹ thuật số (ISDN) và các dịch vụ khác của công ty điện thoại
• Hỗ trợ các dịch vụ mới

Lịch sử GSM

Bảng sau đây cho thấy một số sự kiện quan trọng trong quá trình triển khai hệ thống GSM.

GSM – Kiến trúc

Mạng GSM bao gồm nhiều đơn vị chức năng. Các chức năng và giao diện này được giải thích trong chương này. Mạng GSM có thể được chia thành:

• Trạm di động (MS)
• Hệ thống con Trạm gốc (BSS)
• Hệ thống con chuyển mạch mạng (NSS)
• Hệ thống con hỗ trợ hoạt động (OSS)

GSM – Trạm di động

MS bao gồm thiết bị vật lý, chẳng hạn như bộ thu phát vô tuyến, bộ xử lý tín hiệu số và màn hình, và thẻ SIM. Nó cung cấp giao diện không khí cho người dùng trong mạng GSM. Do đó, các dịch vụ khác cũng được cung cấp, bao gồm:

• Điện thoại thoại
• Dịch vụ mang dữ liệu
• Các dịch vụ bổ sung của các tính năng

MS cũng cung cấp bộ nhận tin nhắn SMS, cho phép người dùng chuyển đổi giữa việc sử dụng thoại và dữ liệu. Hơn nữa, điện thoại di động tạo điều kiện truy cập vào hệ thống nhắn tin thoại. MS cũng cung cấp quyền truy cập vào các dịch vụ dữ liệu khác nhau có sẵn trong mạng GSM. Các dịch vụ dữ liệu này bao gồm:

• Chuyển mạch gói X.25 thông qua kết nối quay số đồng bộ hoặc không đồng bộ tới PAD với tốc độ thường là 9,6 Kbps.
• Dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS) sử dụng phương thức truyền dữ liệu dựa trên X.25 hoặc IP với tốc độ lên đến 115 Kbps.
• Tốc độ cao, dữ liệu chuyển mạch kênh với tốc độ lên đến 64 Kbps.

Chúng ta sẽ thảo luận thêm về các dịch vụ GMS trong GSM – Dịch vụ Người dùng .

SIM là gì?

SIM cung cấp tính di động cá nhân để người dùng có thể truy cập vào tất cả các dịch vụ đã đăng ký bất kể vị trí của thiết bị đầu cuối và việc sử dụng thiết bị đầu cuối cụ thể. Bạn cần lắp thẻ SIM vào một điện thoại di động GSM khác để nhận cuộc gọi từ điện thoại đó, thực hiện cuộc gọi từ điện thoại đó hoặc nhận các dịch vụ đã đăng ký khác.

GSM – Hệ thống con Trạm gốc (BSS)

BSS bao gồm hai phần –

• Trạm thu phát gốc (BTS)
• Bộ điều khiển Trạm gốc (BSC)

BTS và BSC giao tiếp qua giao diện Abis được chỉ định, cho phép hoạt động giữa các thành phần do các nhà cung cấp khác nhau thực hiện. Các thành phần vô tuyến của BSS có thể bao gồm bốn đến bảy hoặc chín ô. Một BSS có thể có một hoặc nhiều trạm gốc. BSS sử dụng giao diện Abis giữa BTS và BSC. Sau đó, một đường dây tốc độ cao riêng biệt (T1 hoặc E1) được kết nối từ BSS đến Mobile MSC.

Trạm thu phát gốc (BTS)

BTS chứa các bộ thu phát vô tuyến xác định một ô và xử lý các giao thức liên kết vô tuyến với MS. Trong một khu đô thị lớn, số lượng lớn các trạm BTS có thể được triển khai

BTS tương ứng với các bộ thu phát và ăng ten được sử dụng trong mỗi ô của mạng. BTS thường được đặt ở trung tâm của một ô. Công suất truyền của nó xác định kích thước của một ô. Mỗi trạm BTS có từ 1 đến 16 bộ thu phát, tùy thuộc vào mật độ người dùng trong ô. Mỗi BTS đóng vai trò là một ô duy nhất. Nó cũng bao gồm các chức năng sau:

• Mã hóa, mã hóa, ghép kênh, điều chế và cung cấp tín hiệu RF cho ăng-ten
• Chuyển mã và thích ứng tốc độ
• Đồng bộ hóa thời gian và tần số
• Thoại thông qua các dịch vụ trọn gói hoặc nửa giá
• Giải mã, giải mã và cân bằng tín hiệu đã nhận
• Phát hiện truy cập ngẫu nhiên
• Tiến độ thời gian

Các phép đo kênh đường lên

Bộ điều khiển Trạm gốc (BSC)

BSC quản lý tài nguyên vô tuyến cho một hoặc nhiều BTS. Nó xử lý thiết lập kênh radio, nhảy tần và chuyển giao. BSC là kết nối giữa điện thoại di động và MSC. BSC cũng chuyển kênh thoại 13 Kbps được sử dụng qua liên kết vô tuyến sang kênh chuẩn 64 Kbps được sử dụng bởi Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSDN) hoặc ISDN.

Nó chỉ định và giải phóng các tần số và khe thời gian cho MS. BSC cũng xử lý việc chuyển giao intercell. Nó kiểm soát việc truyền tải điện của BSS và MS trong khu vực của nó. Chức năng của BSC là phân bổ các khe thời gian cần thiết giữa BTS và MSC. Nó là một thiết bị chuyển mạch xử lý các tài nguyên vô tuyến.

Các chức năng bổ sung bao gồm

• Kiểm soát nhảy tần
• Thực hiện tập trung giao thông để giảm số lượng đường từ MSC
• Cung cấp giao diện cho Trung tâm Điều hành và Bảo trì cho BSS
• Phân bổ lại tần số giữa các BTS
• Đồng bộ hóa thời gian và tần số
• Quản lý năng lượng

Các phép đo thời gian trễ của các tín hiệu nhận được từ MS

GSM – Hệ thống con chuyển mạch mạng (NSS)

Hệ thống chuyển mạch mạng (NSS), bộ phận chính của hệ thống này là Trung tâm chuyển mạch di động (MSC), thực hiện chuyển đổi cuộc gọi giữa người dùng di động và người dùng mạng cố định hoặc di động khác, cũng như quản lý các dịch vụ di động như xác thực.

Hệ thống chuyển mạch bao gồm các phần tử chức năng sau:

Đăng ký vị trí nhà (HLR)

HLR là một cơ sở dữ liệu được sử dụng để lưu trữ và quản lý các đăng ký. HLR được coi là cơ sở dữ liệu quan trọng nhất, vì nó lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn về người đăng ký, bao gồm hồ sơ dịch vụ, thông tin vị trí và trạng thái hoạt động của người đăng ký. Khi một cá nhân mua một thuê bao dưới dạng SIM, thì tất cả thông tin về thuê bao này sẽ được đăng ký trong HLR của nhà khai thác đó.

Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động (MSC)

Thành phần trung tâm của Hệ thống con mạng là MSC. MSC thực hiện chuyển đổi cuộc gọi giữa di động và người dùng mạng cố định hoặc di động khác, cũng như quản lý các dịch vụ di động như đăng ký, xác thực, cập nhật vị trí, chuyển giao và định tuyến cuộc gọi đến một thuê bao chuyển vùng. Nó cũng thực hiện các chức năng như bán vé số, giao tiếp mạng, báo hiệu kênh chung và các chức năng khác. Mỗi MSC được xác định bằng một ID duy nhất.

Đăng ký vị trí của khách truy cập (VLR)

VLR là một cơ sở dữ liệu chứa thông tin tạm thời về các thuê bao mà MSC cần để phục vụ các thuê bao đang truy cập. VLR luôn được tích hợp với MSC. Khi một trạm di động chuyển vùng vào một vùng MSC mới, VLR được kết nối với MSC đó sẽ yêu cầu dữ liệu về trạm di động từ HLR. Sau đó, nếu trạm di động thực hiện cuộc gọi, VLR sẽ có thông tin cần thiết để thiết lập cuộc gọi mà không cần phải hỏi HLR mỗi lần.

Trung tâm xác thực (AUC)

Trung tâm xác thực là cơ sở dữ liệu được bảo vệ lưu trữ bản sao của khóa bí mật được lưu trữ trong thẻ SIM của mỗi thuê bao, được sử dụng để xác thực và mã hóa kênh vô tuyến. AUC bảo vệ các nhà khai thác mạng khỏi các loại gian lận khác nhau được tìm thấy trong thế giới di động ngày nay.

Đăng ký nhận dạng thiết bị (EIR)

Sổ đăng ký Nhận dạng Thiết bị (EIR) là cơ sở dữ liệu chứa danh sách tất cả các thiết bị di động hợp lệ trên mạng, trong đó Danh tính Thiết bị Di động Quốc tế (IMEI) xác định từng MS. IMEI được đánh dấu là không hợp lệ nếu nó đã được báo cáo là bị đánh cắp hoặc loại không được chấp thuận.

GSM – Hệ thống con hỗ trợ hoạt động (OSS)

Trung tâm vận hành và bảo trì (OMC) được kết nối với tất cả các thiết bị trong hệ thống chuyển mạch và với BSC. Việc thực hiện OMC được gọi là hệ thống hỗ trợ và vận hành (OSS).

Dưới đây là một số hàm OMC−

• Quản trị và vận hành thương mại (đăng ký, thiết bị đầu cuối, tính phí và thống kê).
• Quản lý An ninh.
• Cấu hình mạng, Vận hành và Quản lý Hiệu suất.
• Công việc bảo trì.

Các chức năng vận hành và bảo trì dựa trên các khái niệm của Mạng quản lý viễn thông (TMN), được tiêu chuẩn hóa trong dòng ITU-T M.30. Hình dưới đây cho thấy cách hệ thống OMC bao gồm tất cả các phần tử GSM.

PMNM là thực thể chức năng mà từ đó nhà điều hành mạng giám sát và điều khiển hệ thống. Mục đích của PMNM là cung cấp cho khách hàng sự hỗ trợ hiệu quả về chi phí cho các hoạt động vận hành và bảo trì tập trung, khu vực và cục bộ được yêu cầu đối với mạng GSM. Một chức năng quan trọng của PMNM là cung cấp một cái nhìn tổng quan về mạng và hỗ trợ các hoạt động bảo trì của các tổ chức vận hành và bảo trì khác nhau. Dưới đây là một cái nhìn bằng hình ảnh đơn giản về kiến ​​trúc GSM

Các thành phần bổ sung của kiến ​​trúc GSM bao gồm cơ sở dữ liệu và các chức năng của hệ thống nhắn tin –

• Đăng ký vị trí nhà (HLR)
• Đăng ký vị trí của khách truy cập (VLR)
• Đăng ký nhận dạng thiết bị (EIR)
• Trung tâm xác thực (AuC)
• Trung tâm phục vụ SMS (SMS SC)
• Gateway MSC (GMSC)
• Trung tâm bồi hoàn (CBC)
• Bộ chuyển mã và thích ứng (TRAU)

Sơ đồ sau đây cho thấy mạng GSM cùng với các phần tử được thêm vào:

MS và BSS giao tiếp qua giao diện Um. Nó còn được gọi là giao diện không khí hoặc liên kết vô tuyến . BSS giao tiếp với trung tâm Chuyển mạch Dịch vụ Mạng (NSS) qua giao diện A.

Các khu vực mạng GSM

Trong mạng GSM, các khu vực sau được xác định:

• Cell – Tế bào là khu vực dịch vụ cơ bản; một BTS bao phủ một ô. Mỗi ô được cấp một Nhận dạng Toàn cầu Tế bào (CGI), một số nhận dạng duy nhất ô đó.
• Vùng Vị trí – Một nhóm ô tạo thành Vùng Vị trí (LA). Đây là khu vực được phân trang khi thuê bao nhận được cuộc gọi đến. Mỗi LA được chỉ định một Nhận dạng Khu vực Vị trí (LAI). Mỗi LA được phục vụ bởi một hoặc nhiều BSC.
• Vùng dịch vụ MSC / VLR – Vùng được bao phủ bởi một MSC được gọi là vùng dịch vụ MSC / VLR.

• PLMN – Khu vực được bao phủ bởi một nhà khai thác mạng được gọi là Mạng Di động Mặt đất Công cộng (PLMN). PLMN có thể chứa một hoặc nhiều MSC.

Chương kế Tiếp Tìm Hiểu GSM – Đặc điểm kỹ thuật

The post Hướng dẫn GSM appeared first on Dongthoigian.net.