Viễn Thông: Giới thiệu về kĩ thuật điều chế OFDM trong Viễn Thông

Trước hết xem qua về kĩ thuật  đơn sóng mang

Kỹ thuật đơn sóng mang

Các kỹ thuật trải phổ được sử dụng trong các hệ thống thông tin di động thế hệ ba có

khả năng chống lại pha đinh và nhiễu, song tồn tại những yêu cầu không thực hiện được

chẳng hạn: nếu người dùng cần có tốc độ 20 Mbps ở giao diện vô tuyến và hệ số trải phổ

là 128 (giá trị điển hình hiện nay), dẫn đến phải xử lý tốc độ 2,56 Gbps theo thời gian

thực vì thế cần có độ rộng băng tần lớn không thực tế. Mặt khác, thấy rõ

· Do tài nguyên phổ tần hạn hẹp, vì vậy cần phải sử dụng hiệu quả.

· Do những khó khăn liên quan đến hiệu ứng gần xa và có sự tiêu thụ công suất

lớn.

Ngoài ra, các kỹ thuật đơn sóng mang đối phó kém hiệu quả đối với pha đinh và truyền

lan đa đường đặc biệt trong trường hợp tốc độ bit rất cao. Ở các phương pháp điều chế

truyền thống M-QAM, M-PSK…, khi tốc độ dữ liệu truyền cao thì kéo theo độ rộng ký

hiệu sẽ giảm, đến một giá trị mà độ rộng ký hiệu < trải trễ cực đại của kênh, khi đó kênh

sẽ là kênh lựa chọn tần số và gây ISI cho tín hiệu thu. Đây là một nhược điểm chính

khiến các hệ thống sử dụng các phương pháp điều chế truyền thống không thể truyền dữ

liệu với tốc độ cao, hoặc giá thành rất cao đối với những dịch vụ yêu cầu tốc độ dữ liệu

cao

Kỹ thuật đa sóng mang trực giao OFDM

OFDM là một công nghệ cho phép tăng độ rộng ký hiệu truyền dẫn do đó dung sai đa

đường lớn hơn rất nhiều so với các kỹ thuật đã sử dụng trước đây, cho phép khắc phục

những nhược điểm căn bản của kỹ thuật đơn sóng mang.

   Lịch sử phát triển

OFDM là một phương pháp truyền khá phức tạp trên kênh vật lý, nguyên lý cơ bản

của phương pháp là sử dụng kỹ thuật đa sóng mang để truyền một lượng lớn ký

tự tại cùng một thời điểm. Sử dụng kỹ thuật OFDM có rất nhiều ưu điểm, đó là hiệu

quả sử dụng phổ rất cao, khả năng chống giao thoa đa đường tốt (đặc biệt trong hệ

thống không dây) và rất dễ lọc bỏ nhiễu (nếu một kênh tần số bị nhiễu, các tần số lân

cận sẽ bị bỏ qua, không sử dụng). Ngoài ra, tốc độ truyền Uplink và Downlink có thể

thay đổi dễ dàng bằng việc thay đổi số lượng sóng mang sử dụng. Một ưu điểm quan

trọng của hệ thống sử dụng đa sóng mang là các sóng mang riêng có thể hoạt động ở

tốc độ bit nhỏ dẫn đến chu kỳ của ký tự tương ứng sẽ được kéo dài . Ví dụ, nếu muốn

truyền với tốc độ là hàng triệu bit trên giây bằng một kênh đơn, chu kỳ của một bit

phải nhỏ hơn 1 micro giây. Điều này sẽ gây ra khó khăn cho việc đồng bộ và loại bỏ

giao thoa đa đường. Nếu cùng lượng thông tin trên được trải ra cho N sóng mang, chu

kỳ của mỗi bit sẽ được tăng lên N lần, lúc đó việc xử lý vấn đề định thời, đa đường sẽ

đơn giản hơn.

Kỹ thuật OFDM do R.W Chang phát minh năm 1966 ở Mỹ. Trong những thập kỹ vừa

qua nhiều công trình khoa học về kỹ thuật này đã được thực hiện ở khắp nơi trên thế

giới. Đặc biệt là công trình khoa học của Weistein và Ebert đã chứng minh rằng phép

điều chế OFDM có thể thực hiện được thông qua các phép biến đổi IDFT và phép giải

điều chế OFDM có thể thực hiện được bằng phép biến đổi DFT. Vào đầu những năm

80, đội ngũ kỹ sư phòng thí nghiệm CCETT (Centre Commun d'Etudes en

Télédiffusion et Télécommunication) dựa vào các lý thuyết Wienstein và Ebert đã đề

xuất phương pháp điều chế số rất hiệu quả trong lĩnh vực phát thanh truyền hình số, đó

là OFDM (Orthogonal Frequency Divionsion Multiplex). Phát minh này cùng với sự

phát triển của kỹ thuật số làm cho kỹ thuật điều chế OFDM được sử dụng ngày càng

trở nên rộng rãi. Thay vì sử dụng IDFT và DFT người ta có thể sử dụng phép biến đổi

nhanh IFFT cho bộ điều chế OFDM, sử dụng FFT cho bộ giải điều chế OFDM.

Ngày nay kỹ thuật OFDM còn kết hợp với các phương pháp mã kênh sử dụng trong

thông tin vô tuyến. Các hệ thống này còn được gọi với khái niệm là COFDM (Coded

OFDM). Trong các hệ thống này tín hiệu trước khi được điều chế OFDM sẽ được mã

kênh với các loại mã khác nhau với mục đích chống lại các lỗi đường truyền. Do chất

lượng kênh (độ fading và tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm) của mỗi sóng mang phụ là khácnhau, người ta thực hiện điều chế tín hiệu trên mỗi sóng mang với các mức điều chế

khác nhau. Hệ thống này mở ra khái niệm về hệ thống truyền dẫn sử dụng kỹ thuật

OFDM với bộ điều chế tín hiệu thích ứng (adaptive modulation technique). Kỹ thuật

này hiện đã được sử dụng trong hệ thống thông tin máy tính băng rộng HiperLAN/2 ở

Châu Âu. Trên thế giới hệ thống này được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn IEEE.802.11a.

Các ưu và nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm kể trên của kỹ thuật OFDM, các hệ thống sử dụng kỹ thuật

này còn có nhiều ưu điểm cơ bản khác liệt kê sau đây:

* Hệ thống OFDM có thể loại bỏ hoàn toàn nhiễu liên ký tự (Intersymbol

Interference- ISI) nếu độ dài chuỗi bảo vệ (Guard interval length) lớn hơn trễ

truyền dẫn lớn nhất của kênh.

* Phù hợp cho việc thiết kế hệ thống truyền dẫn băng rộng ( hệ thống có tốc độ

truyền dẫn cao), do ảnh hưởng của sự phân tập về tần số (frequency selectivity)

đối với chất lượng hệ thống được giảm nhiều so với hệ thống truyền dẫn đơn

sóng mang.

* Hệ thống có cấu trúc bộ thu đơn giản.

Bên cạnh đó, kỹ thuật OFDM cũng có một vài nhược điểm cơ bản đó là:

* Một trong những vấn đề của OFDM là nó có công suất đỉnh cao hơn so với

công suất trung bình. Khi tín hiệu OFDM được điều chế RF, sự thay đổi này diễn

ra tương tự đối với biên độ sóng mang, sau đó tín hiệu được truyền đi trên môi

trường tuyến tính, tuy nhiên độ tuyến tính rất khó giữ khi điều chế ở công suất

cao, do vậy méo dạng tín hiệu kiểu này hay diễn ra trên bộ khuyếch đại công suất

của bộ phát. Bộ thu thiết kế không tốt có thể gây méo dạng trầm trọng hơn. Méo

dạng gây ra hầu hết các vấn đề như trải phổ, gây ra nhiễu giữa các hệ thống khi

truyền trên các tần số RF kề nhau.

* Việc sử dụng chuỗi bảo vệ có thể tránh được nhiễu ISI nhưng lại làm giảm đi

một phần hiệu suất đường truyền, do bản thân chuỗi bảo vệ không mang thông tin

có ích.

* Do yêu cầu về điều kiện trực giao giữa các sóng mang phụ, hệ thống OFDM rất

nhạy cảm với hiệu ứng Doppler cũng như là sự dịch tần (frequency offset) và

dịch thời gian (time offset) do sai số đồng bộ.

- Ảnh hưởng của sự sai lệch thời gian đồng bộ: OFDM có khả năng chịu đựng tốt

các sai số về thời gian nhờ các khoảng bảo vệ giữa các symbol. Với một kênh

truyền không có delay do hiệu ứng đa đường, time offet có thể bằng khoảng bảovệ mà không mất đi tính trực giao, chỉ gây ra sự xoay pha của các sóng mang con

mà thôi. Nếu lỗi time offset lớn hơn khoảng bảo vệ thì hoạt động của hệ thống

suy giảm nhanh chóng. Nguyên nhân là do các symbol trước khi đến bộ FFT sẽ

bao gồm một phần nội dung của các symbol khác, dẫn đến ISI (Inter-Symbol

Interference).

- Ảnh hưởng của sự sai lệch đồng bộ tần số: Một trong những vấn đề lớn của

OFDM là nó dễ bị ảnh hưởng bởi offset về tần số. Giải điều chế tín hiệu OFDM

có thể gây ra sai về tốc độ bit. Điều này làm cho tính trực giao giữa các

subcarrier bị mất đi (kết quả của ICI và sự xoay pha không sửa chữa được ở bộ

thu).

Sai số về tần số diễn ra chủ yếu theo 2 nguồn chính: lỗi của bộ dao động và hiệu ứng

Doppler. Bất kỳ một sự bất đồng bộ nào giữa bộ phát và bộ thu đều có thể gây ra offset

về tần số. Offset này có thể được bù bằng cách dùng bộ bám tần số, tuy nhiên chỉ khắc

phục mà thôi, hoạt động của hệ thống vẫn bị ảnh hưởng.

Sự di chuyển tương đối giữa bộ thu và bộ phát gây ra dịch chuyển Doppler của tín

hiệu. Điều này có thể hiểu là sự offset tần số trong môi trường truyền tự do, nó có thể

khắc phục bằng một bộ bù tại bộ dao động. Một vần đề quan trọng của hiệu ứng

Doppler là trải Doppler, nó gây nên bởi sự di chuyển giữa bộ phát và bộ thu trong môi

trường đa đường. Trải Doppler gây nên bởi vận tốc tương đối giữa các thành phần tín

hiệu phản xạ lại, tạo ra quá trình "điều chế tần số" cho tín hiệu. Quá trình này diễn ra

ngẫu nhiên trên các subcarrier do trong môi trường bình thường, một lượng lớn phản

xạ đa đường xảy ra. Trải Doppler khó được bù và làm suy giảm chất lượng tín hiệu.

Ngày nay OFDM đã được tiêu chuẩn hóa là phương pháp điều chế cho các hệ thống

phát thanh số DAB và DRM, truyền hình mặt đất DVB-T, mạng máy tính không dây

tốc độ cao HiperLAN/2...

Sự ứng dụng của kỹ thuật OFDM ở Việt Nam

Có thể nói mạng internet băng rộng ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) rất

quen thuộc ở Việt Nam, nhưng ít người biết rằng sự nâng cao tốc độ đường truyền

trong hệ thống ADSL chính là nhờ công nghệ OFDM. Nhờ kỹ thuật điều chế đa sóng

mang và sự cho phép chồng phổ giữa các sóng mang mà tốc độ truyền dẫn trong hệ

thống ADSL tăng lên một cách đáng kể so với các mạng cung cấp dịch vụ internet

thông thường.

Bên cạnh mạng cung cấp dịch vụ ADSL hiện đang được sử dụng rất rộng rãi ở Việt

Nam hiện nay, các hệ thống thông tin vô tuyến như mạng truyền hình số mặt đất DVBT

cũng đang được khai thác sử dụng. Các hệ thống phát thanh số như DAB và DRM

chắc chắn sẽ được khai thác sử dụng trong một tương lai không xa. Các mạng về thông tin máy tính không dây như HiperLAN/2, IEEE 802.11a, g cũng sẽ được khai thác một

cách rộng rãi ở Việt Nam.

Các hướng phát triển trong tương lai

Kỹ thuật OFDM hiện được đề cử làm phương pháp điều chế sử dụng trong mạng

thông tin thành thị băng rộng Wimax theo tiêu chuẩn IEEE 802.16a và hệ thống thông

tin di động thế hệ thứ tư. Trong hệ thống thông tin di động thế hệ thứ tư, kỹ thuật

OFDM còn có thể kết hợp với các kỹ thuật khác như kỹ thuật đa anten phát và thu

(MIMO technique) nhằm nâng cao dung lượng kênh vô tuyến và kết hợp với công

nghệ CDMA nhằm phục vụ dịch vụ đa truy cập của mạng. Một vài hướng nghiên cứu

với mục đích thay đổi phép biến đổi FFT trong bộ điều chế OFDM bằng phép biến đổi

Wavelet nhằm cải thiện sự nhạy cảm của hệ thống đối với hiệu ứng dịch tần do mất

đồng bộ gây ra và giảm độ dài tối thiểu của chuỗi bảo vệ trong hệ thống OFDM. Tuy

nhiên khả năng ứng dụng của công nghệ này cần phải được kiểm chứng cụ thể hơn

nữa trong tương lai.

Các cột mốc và ứng dụng quan trọng của OFDM

1957: Kineplex, multi-carrier HF modem

1966: Chang, Bell Labs: thuyết trình và đưa ra mô hình OFDM

1971: Weinstein & Ebert đề nghị sử dụng FFT và khoảng bảo vệ

1985: Cimini mô tả ứng dụng của OFDM trong thông tin di động

1987: Alard & Lasalle: áp dụng OFDM cho digital broadcasting

1995: Chuẩn ETSI DAB: chuẩn OFDM cơ bản đầu tiên

1997: Chuẩn ETSI DVB-T

1998: Dự án Magic WAND trình diễn OFDM modems cho mạng WLAN

1999: Chuẩn IEEE 802.11a và ETSI BRAN HiperLAN/2 cho Wireless LAN

2000: Được dùng trong truy cập vô tuyến cố định (V-OFDM, Flash-OFDM)

2001: OFDM được đề cử cho những chuẩn mới 802.11 và 802.16

2002: Được dùng trong chuẩn IEEE 802.11g chuẩn cho WLAN

2003: OFDM được đề cử cho UWB (802.15.3a)

2004: Được dùng trong chuẩn IEEE 802.16-2004 chuẩn cho mạng WMAN

(WiMAX)

Được dùng trong chuẩn Chuẩn ETSI DVB-H

Được đề cử cho chuẩn IEEE 802.15.3a, mạng WPAN (MB-OFDM)

Được đề cử cho chuẩn IEEE 802.11n, thế hệ kế tiếp của mạng WLAN

2005: Được đề cử cho chuẩn di động tế bào 3.75G (3GPP & 3GPP2)

Được đề cử cho chuẩn 4G (CJK)

So sánh một số kĩ thuật OFDM

Sự khác nhau giữa OFDM và OFDMA ở hình dưới đây

Kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA chia băng tần thành các băng con, mỗi băng con là một sóng mang con. Khác với OFDM, trong OFDMA mỗi trạm thuê bao không sử dụng toàn bộ không gian sóng mang con mà không gian sóng mang con được chia cho nhiều thuê bao cùng sử dụng một lúc. Mỗi trạm thuê bao sẽ được cấp một hoặc vài sóng mang con gọi là kênh con hoá.
Khi các trạm thuê bao không sử dụng hết không gian sóng mang con thì tất cả công suất phát của trạm gốc sẽ chỉ tập trung vào số sóng mang con được sử dụng. Trong quá trình truyền dẫn mỗi trạm thuê bao được cấp phát một kênh con riêng.

OFDMA là  kỹ thuật đa truy cập vào kênh truyền OFDM ,một dạng cải tiến của OFDM

Sự khác nhau giữa OFDMA và SOFDMA:
Thật ra thì SOFDMA cũng là OFDMA chỉ khác nhau đó là trong SOFDMA thì kích thướng FFT có thể thay đổi tuỳ theo độ rộng băng tần nhưng khoảng cách giữa các sóng mang con là không đổi 10.94KHz. Còn trong OFDMA có kích thước FFT cố định là 2048.
Như vậy trong SOFDMA, độ rộng phổ của các băng con là như nhau trong các hệ thống khác nhau, giúp quá trình chuyển giao thuận lợi hơn. Ngoài ra việc tương thích giữa các hệ thống sẽ làm giảm chi phí thiết kế, xây dựng mạng.

Read More

Viễn Thông: Các mảng lĩnh vực chủ yếu trong viễn thông

Khi bạn theo một chuyên ngành trong ĐH, thì chắc hẳn bạn đã thắc mắc: Sau này mình sẽ làm vì với ngành này? Ngành Điện tử viễn thông của chúng mình cũng như vậy, khi học cũng rất mơ hồ cho ngành nghề khi ra trường. Ngành Điện tử còn non trẻ nhưng cần phải có đầu óc nhanh nhạy, ngành Viễn Thông đã phát triển từ lâu nhưng lại có nhiều cơ hội việc làm hơn. Vậy thì mình sẽ chọn hướng nào để theo nhỉ? Trong bài viết này của bạn Transistor, SV trường ĐH Giao Thông Vận Tải HN (UCT), đã viết khá kỹ về hướng đi khi mà đã chọn ngành Viễn Thông. Bạn có thể tham khảo để quyết định đầu tư đúng hướng cho sau này.

Viễn thông vô cùng rộng lớn lên khó mà ai có thể đi thật sâu tất cả các mảng kiến thức được .Cùng với việc chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp thì việc xác định mình học về mảng gì vô cùng quan trọng vì sau này đi thi tuyển dụng mà ứng tuyển vào vị trí ko làm đồ án tốt nghiệp thì đó là 1 yếu điểm lớn trong mắt nhà tuyển dụng. Vì vậy xin chia sẻ cho những ai đang theo học viễn thông về các mảng lĩnh vực chủ yếu trong viễn thông đang rất phát triển:
1) Mảng thông tin di động :
- Là mảng hoạt động trong lĩnh vực thoại di động, cung cấp các dịch vụ cho khách hàng sử dụng các thiết bị di động.
- Hiện nay có tới 7 nhà cung cấp dịch vụ đó là : Viettel, Mobiphone, Vinaphone, Vietnamobile (HTmobile), Sfone, Gtel (Beeline) … à đây là mảng đem lại nhiều việc làm cho sinh viên , và mức thu nhập tương đối cao.
- Các môn học cần chú trọng và thứ tự các môn học cũng cần chú ý:
+ Các hệ thống thu phát vô tuyến đơn giản: Môn này cung cấp các kiến thức, các khái niệm ban đầu như: băng thông, kênh truyền và nguyên lý của các hệ thống thu phát vô tuyến.
+ Đa truy nhập vô tuyến: cung cấp kiến thức về môi trường truyền dẫn vô tuyến, các kiến thức trong việc truy nhập các thuê bao di động với mạng, cũng như việc phân chia băng tần của các hệ thống.
+ Vấn đề điều chế số: Cung cấp các kiến thức về điều chế số dùng trong thông tin di động

+ Công nghệ CDMA: Vấn đề này được tách riêng từ “ đa truy nhập vô tuyến “ để tìm hiểu rõ bản chất của công nghệ này. Cung cấp cái nhìn tổng quan của máy thu, máy phát sử dụng công nghệ CDMA.
+ Hệ thống thông tin di động GSM: Môn này sẽ cho ta biết được tất cả các vấn đề như: cấu trúc hệ thống, quy hoạch tài nguyên, các giao diện, các kênh vật lý, các kênh logic trong hệ thống GSM (hệ thống đang được sử dụng trong các mạng Viettel, Mobiphone, Vinaphone, HT mobile, Gtel …). Cũng như các vấn đề như: chuyển giao, điều khiển công suất, … của hệ thống này.
+ Hệ thống thông tin di động WCDMA và các hệ thống khác: Năm 2009 có 4 mạng: Viettel, Mobi, Vina; HT và Vnn đã được cấp phép triển khai 3 G ( cụ thể là triển khai WCDMA) đó là những tiền đề cơ sở để anh em chúng mình tìm hiểu hệ thống WCDMA để phục vụ công việc sau này.
2) Mảng truyền dẫn :
- Trong bất kỳ hệ thống viễn thông nào thì các phần tử được nối, và giao tiếp với nhau bằng các đường truyền dẫn như: cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, cáp sợi quang, vô tuyến … tuy nhiên thì hiện nay cáp quang là được sử dụng thông dụng hơn cả vì những ưu điểm của nó. Nó được dùng chính vì vậy mà để nối 2 tổng đài với nhau, nối 2 mạng với nhau truyền dẫn bằng cáp sợi quang đặc biệt quan trọng trong viễn thông vì bất kỳ hệ thống nào cũng phải sử dụng đến nó. Vì vậy mà các công ty tuyển dụng đều tuyển riêng 1 bộ phận làm trong truyền dẫn.
- Các môn học:
+ Ghép kênh số: cung cấp cho ta những kiến thức cơ bản như: luồng E1; T1 …
+ Kỹ thuật truyền dẫn PDH; và SDH.
+ Cơ sở thông tin quang: Sợi quang Nguồn quang Thu quang Các tham số của chúng
+ Các vấn đề đặc biệt quan trọng trong hệ thống thông tin quang: Suy hao Tán sắc Các hiệu ứng phi tuyến.
+ Hệ thống thông tin quang IM- DD
+ Các hệ thống WDM + EDFA
+ Hệ thống thông tin quang kết hợp. Chú ý: Cũng giống như mảng “thông tin di động” xuất phát từ những khái niệm co bản nhất, sau đó đi cụ thể vào từng hệ thống để thấy rõ được các thông số và giúp ta tư duy và đánh giá được hệ thống đó.
3)Mảng tổng đài ( chuyển mạch ):
- Phần tử chuyển mạch là 1 trong những phần tử quan trọng nhất của các hệ thống viễn thông: nó cho phép thiết lập, giám sát và giải phóng kết không phải bàn nhiều cũng thấy được những công việc nối cho các cuộc gọi liên quan đến lĩnh vực này.
- Các môn học :
+ Kỹ thuật ghép kênh số: giống như ở kỹ thuật truyền dẫn thì môn này cũng cần học các kiến thức cơ bản về ghép kênh.
+ Kỹ thuật chuyển mạch:
+ Tổng đài điện tử số theo chương trìn lưu trữ sắn SPC
+ Tổng đài A100E10 của Alcatel
+ Tổng đài A1000E10MM của Acatel dung trong mạng NGN
4) Mảng truyền số liệu :
- Mỗi 1 công ty dù hoạt động trong lĩnh vực viễn thông hay không thì đều cần đến những người quản lý mạng nội bộ của công ty họ, đó là việc làm của những người nghiên cứu về mạng số liệu. Ngoài ra thì mảng này cho phép mình làm việc ở các công ty số liệu VDC, truyền hình cáp …

- Các môn học :
+ Cơ sở truyền số liệu: cung cấp các khái niệm cơ bản về kênh truyền, tốc độ số liệu, cũng như các mã đuợc truyền và các kỹ thuật điều chế dùng trong mạng số liệu.
+ Mạng truyền số liệu: Với 3 nội dung cơ bản sau:
Mô hình tham chiếu OSI
Mạng LAN cục bộ
TCP/ IP
Chú ý: đi sâu từng nội dung sẽ thấy được bản chất và chi tiết của từng vấn đề, ta đặc biệt chú ý đến mạng LAN và cách phân chia chia sẻ tài nguyên trong mạng…Và nhất là các giao thức được sử dụng trong mạng LAN và mạng internet.

Nguyễn Trọng Hòa

Read More

Viễn Thông: Tổng quan về Viễn Thông

Tổng quan về Viễn Thông

1. Khái niệm Viễn Thông
2. Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông
3. Sự phân lớp trong viễn thông
4. Kết luận
1. Khái niệm Viễn Thông
Thuật ngữ Viễn Thông (télécommunication) được ghép từ từ communication (liên lạc) với tiền tố télé (từ xa). Edouard ESTAUNIE, người Pháp, chính là người đưa ra thuật ngữ télécommunication vào năm 1904. Thời bấy giờ từ télécommunication dùng để chỉ chung cho telegraph và telephone. Từ tiếng Anh gọi là telecommunication (không có dấu) hay người ta vẫn gọi tắt là telecom.
Thuật ngữ viễn thông được dùng để chỉ tập hợp các thiết bị, các giao thức để truyền thông tin từ nơi này đến nơi khác. Các thành phần cơ bản của một hệ thống viễn thông bao gồm (xem hình 1):

Hình 1: Mô hình viễn thông cơ bản

- Một máy phát (transmitter) ở nguồn (source). Máy phát sẽ lấy thông tin (information) và chuyển đổi nó thành tín hiệu (signal) để có thể truyền được.
- Tín hiệu sẽ được truyền trên một kênh truyền (channel/medium).
- Một máy thu (receiver) sẽ được đặt ở đích đến (sink) để thu nhận tín hiệu truyền từ nguồn và chuyển đổi tín hiệu ngược lại thành thông tin.
Thực tế, viễn thông đã tồn tại từ rất xa xưa. Sơ khai nhất có thể kể đến việc liên lạc bằng cách đốt lửa cho bốc khói lên để báo động giặc đến. Hoặc dùng tiếng kèn, trống, chuông, ám hiệu… để báo hiệu những mối nguy hiểm đang đến gần. Tiếp theo là sự ra đời của telegraph, rồi telephone. Và ngày nay thì có vô số loại hình viễn thông khác nhau, như Internet, hệ thống điện thoại di động, satellite, Bluetooth, infrared…. Trong bất cứ hệ thống viễn thông nào kể trên, chúng ta điều có thể nhận ra các thành phần cơ bản kể trên.
Nhiệm vụ của viễn thông là làm thế nào để truyền thông tin nhanh, chính xác, chất lượng cao, bảo mật tốt, và dĩ nhiên là đáp ứng nhu cầu truyền thông của con người. Do đó có thể nói ngành viễn thông bao gồm tất cả các lĩnh vực nhằm góp phần vào việc thực hiện và cải tiến quá trình truyền thông.
2. Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông
Mục đích của phần viết này là nhằm giới thiệu một cách tiếp cận các lĩnh vực khác nhau trong viễn thông dựa vào mô hình viễn thông ở hình 1.
a. Xử lý tín hiệu
Trước tiên, cốt lõi của viễn thông là truyền thông tin. Thông tin là một phần quan trọng không thể thiếu. Thông tin trong viễn thông có nhiều dạng khác nhau, như tiếng nói, hình ảnh, video…. Mỗi thông tin có các thuộc tính khác nhau. Thông tin có thể tồn tại dưới 2 dạng: analog (tính hiệu liên tục theo thời gian hay còn gọi là tín hiệu tương tự) hoặc digital (tính hiệu số). Tín hiệu liên tục theo thời gian cũng được xử lý một cách hiệu quả theo qui trình: biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (biến đổi A/D), xử lý tín hiệu số (lọc, biến đổi, tách lấy thông tin, nén, lưu trử, truyền,...) và sau đó, nếu cần, phục hồi lại thành tín hiệu tương tự (biến đổi D/A) để phục vụ cho các mục đích cụ thể.
Tất cả các xử lý thông tin như nén kích thước thông tin, chuyển đổi định dạng, giảm kích thước thông tin, watermaking, xóa nhiễu, tái chế, phục hồi, nhận dạng … được gọi chung là xử lý tín hiệu (Signal Processing). Thực chất xử lý tín hiệu là một môn cơ sở không thể thiếu được cho nhiều ngành khoa học, kỹ thuật như: điện, điện tử, tự động hóa, tin học, vật lý và viễn thông. Xứ lý tín hiệu có nội dung khá rộng dựa trên một cơ sở toán học tương đối phức tạp. Nó có nhiều ứng dụng đa dạng, trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Rất khó phân biệt rạch ròi đâu là xử lý tín hiệu trong viễn thông, đâu không phải là cho viễn thông. Dưới đây chúng tôi xin giới thiệu một số khía cạnh của xử lý tín hiệu trong viễn thông:
- Nhu cầu truyền thông tin multimedia (hình ảnh, âm thanh, video) với thời gian thực (real-time) ngày càng cao dẫn đến cần phải có các định dạng cho kích thước nhỏ và chất lượng tốt. Đó chính là một trong những nhiệm vụ của xử lý tín hiệu multimedia.
- Bài toán nhận dạng: nhận dạng tiếng nói, hình ảnh, chữ viết, chuẩn đoán bệnh qua telemedicine (y học từ xa thông qua Internet), xác định vị trí, tốc độ, đường đi của các vật thể liên lạc di động (mobile communicating object) , chuẩn đoán “bệnh” của một thiết bị viễn thông trong hệ thống (dựa vào các thông tin xác suất)… cũng là một dạng xử lý tín hiệu.
- Trong truyền thông, thông tin thường bị nhiễu noise, echo, bị các hiệu ứng fading, đa đường, mixer (trộn lẫn thông tin từ nhiều nguồn)…. Thông tin thu được do đó cần phải được xử lý để làm giảm các hiệu ứng này.
b. Truyền thông kỹ thuật số
Trước khi truyền đi, thông tin sẽ phải được mã hóa, nén, điều chế, v.v. được minh họa bởi sơ đồ truyền thông tin ở hình 2. Tất cả các quá trình diễn ra trong dây chuyền truyền thông tin như điều chế, encoder, mã hóa, v.v. thì được gọi chung là truyền thông kỹ thuật số (digital communication). Đôi khi người ta vẫn xem truyền thông kỹ thuật số là một dạng xử lý tín hiệu. Tuy nhiên, chung tôi muốn tách biệt nó ra khỏi phần xử lý tín hiệu vì nó mang nhiều đặc thù riêng.
Kỹ thuật truyền thông số đã phát triển từ gần 60 năm qua, có thể tính từ khi ra đời lý thuyết thông tin của Claude Shannon (1948). Nhưng phải đến những năm 70’s thì những hệ thống đầu tiền sử dụng lý thuyết thông tin này mới ra đời vì đến lúc đấy thì tốc độ tính tóan của phần cứng mới đủ khả năng thực hiện các thuật tóan phức tạp của lý thuyết truyền thông.

Hình 2: Sơ đồ truyền thông tin

Mỗi một block trên hình 2 là một vấn đề nghiên cứu của truyền thông kỹ thuật số. Truyền thông kỹ thuật số xây dựng và phát triển các giao thức viễn thông ở lớp vật lý (physical) và lớp kết nối thông tin (data-link) (trong mô hình 7 lớp của ISO mà sẽ được giới thiệu ở phần sau của bài viết này). Cùng với sự ra đời và phát triển của nhiều công nghệ truyền thông mới, đặc biệt là các công nghệ không dây, truyền thông kỹ thuật số cũng không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu truyền thông với tốc độ nhanh và hiệu quả cao (ít lỗi). Các nghiên cứu nhằm tìm ra hoặc cải tiến các quá trình mã hóa, điều chế, các mã hóa sữa sai phối hợp phức tạp, các cách thức “access” vào kênh truyền có chọn lọc, các kỹ thuật trãi phổ mới vẫn đang tiếp diễn. Khuynh hướng thiết kế dây chuyền truyền thông có khả năng tự thích ứng (adaptive), có khả năng nhận thức (cognitive), có thể tự cấu hình (reconfigurable) để có thể truyền thông tin trên nhiều mạng truy cập khác nhau hay còn gọi là software defined radio (SDR) vẫn đang được tập trung nghiên cứu phát triển. Các kỹ thuật mới này đòi hỏi các thành phần RF (radio frequency) hoặc các bộ vi xử lý số (digital processor), bộ nhớ (memory) phải ngày càng cung cấp nhiều tính năng hơn với giá thành thấp hơn và năng lượng tiêu thụ thấp.
Tài liệu để tìm hiểu sâu hơn về phần này
1. Xem Tutorial này http://www.complextoreal.com/tutorial.htm
2. Tìm đọc tập sách Digital Communication của John Proakis (mình có version scan của quyển này nếu bạn nào cần thì nhắn tin cho mình)
c. Truyền sóng điện từ/vô tuyến và điện tử RF
Thông tin sau khi được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự sẽ được truyền đi giữa máy phát và máy thu thông qua một môi trường hoặc dây dẫn (sóng điện từ) hoặc môi trường không dây dẫn (sóng vô tuyến). Trong viễn thông không dây, ngày này mọi người đều nói đến việc kết hợp nhiều angten để thu và phát sóng (MIMO) hoặc sử dụng angten thông minh (smart antenna) để tăng hiệu quả truyền sóng. Bên cạnh đó, những có gắng nhằm biến khả năng sử dụng đường dây tải điện kiêm đường dây tải thông tin cũng được tiếp tục nghiên cứu.

Hình 3: Ví dụ mô hình đơn giản của máy thu kỹ thuật số

Để truyền sóng thông tin, chúng ta cần phải có máy phát và máy thu. Hình 3 là ví dụ của một máy thu bao gồm angten, các bộ lọc, bộ trộn (mixer), các chuyển đổi A/D hoặc ngược lại D/A… Khía cạnh này của viễn thông gắn liền với lĩnh vực điện tử (vi mạch xử lý, FPGA, ASIC…)
2. Tổng quan các lĩnh vực trong viễn thông (tiếp theo)
d. Mạng viễn thông
Thông thường, thông tin trao đổi giữa hai thực thể (source và sink) sẽ được truyền qua nhiều thực thể trung gian để tạo thành một đường nối (logical link) giữa 2 thực thể này. Tất cả các thực thể tham gia cấu thành cho quá trình trao đổi thông tin này tạo thành một mạng (network) viễn thông.

Hình 4: Ví dụ mạng ad hoc

Một ví dụ đơn giản về mạng đó là mạng ad hoc như ở hình 4. Trong mạng này, bất kỳ 2 thực thể nào cũng có thể liên lạc với nhau hoặc trực tiếp, hoặc thông qua các thực thể trung gian khác. Một ví dụ phức tạp hơn là thực thể A kết từ PDA tới AP wifi bằng không dây. AP wifi lại nối kết phía sau modem ADSL đến SDLAM (cáp ADSL). DSLAM sẽ nối kết vào mạng lõi. Ở đâu bên kia, thực thể đối thoại B nối kết vào mạng lõi thông qua mạng di động UMTS chẳng hạn. Mô hình mạng vừa miêu tả ở trên được thể hiện ở hình 5 dưới đây.

Hình 5: Kiến trúc mạng viễn thông

Nhìn về kiến trúc mạng, ta có thể dễ dàng phân biệt 2 mạng: mạng truy cập (access network) và mạng lõi (core network/ transport network). Sự phân chia này khá rõ ràng trong mô hình mạng tế bào.
- Mạng lõi/trục: Khuynh hướng phát triển của mạng lõi sẽ là mạng IP (IP-based core) để cho phép nối kết nhiều công nghệ mạng truy cập khác nhau lại với nhau dễ dàng và bởi vì thông tin trong tương lai sẽ hoàn toàn ở dạng gói. Vấn đề của mạng lõi là làm thể nào để chuyển gói thông tin thật nhanh (hàng trăm Gbps trở lên). Ý tưởng chủ đạo để thực hiện điều đó là cắt gói thông tin thành từng gói nhỏ (giống trong ATM), hoặc thực hiện routing ở mức độ thấp hơn IP chẳng hạn dựa vào label như trong MPLS, hoặc VCI/VPI trong ATM, hoặc Ethernet. Bên cạnh người ta cũng đưa khái niệm chất lượng dịch vụ (Quality of Service) vào trong mạng lõi (DiffServ, Intserv, RSVP…). Một ví dụ về mạng lõi hội tụ các mạng ATM, Ethernet, Voice, Frame Relay, IP nhờ vào MPLS được thể hiện ở hình 6. Lớp vật lý trong mạng lõi sử dụng các kỹ thuật truyền cáp quang như SDH, SONET, WDM để có thể vận chuyển thông tin với tốc độ cao.

Hình 6: Mạng lõi trong tương lai sử dụng MPLS

- Công nghệ Internet: Internet có thể được xem như là một mạng công cộng ở tầm thế giới dựa trên công nghệ IP (Internet Protocol). Tên Internet được sử dụng vào năm 1983 để chỉ mạng ARPANET, mạng được xây dựng từ những năm 70’s (thời kỳ chiến tranh lạnh) bởi Hoa Kỳ với mục đích dùng cho liên lạc trong quân đội. Nhiệm vụ của mạng ARPANET là làm thế nào vẫn hoặt động được nếu một phần của mạng bị hỏng, đặt trong bối cảnh bị tấn công hạt nhân của Liên Xô. Từ đó mạng Internet đã không ngừng phát triển. Điểm khác biệt của Internet và mạng điện thoại thời bấy giờ là trong Internet thông tin sẽ được đóng thành gói (packet) và không cần thiết phải tạo một circuit (mạch) nối giữa 2 thực thể liên lạc đầu và cuối. Internet hoặc động trên mô hình lớp (7 lớp) với nhiều giao thức khác nhau. Trong công nghệ mạng IP, người ta càng ngày càng quan tâm đến chất lượng dịch vụ: giao thức QoS, điều khiển tắt nghẹn mạng (congestion), điều chỉnh lưu thông traffic trong mạng, đặt/thuê trước tài nguyên mạng (RSVP),…. Cũng nhằm hướng đến một chất lượng dịch vụ tốt hơn các router, switch tốc độ cực nhanh (ultra-high speed) cũng đang được quan tâm nghiên cứu. Kéo theo là các nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả lý thuyết hàng đợi nâng cao, phân bố công việc nâng cao trong các thiết bị viễn thông. Bên cạnh Internet tốc độ cao, Internet di động (mobile) là một nhu cầu cấp thiết: Internet không dây, VoIP di động (Skype, SIP, H323, MEGACO), quản lý di động (Mobile IP, Mobike, IKEv2, IPv4-IPv6 translation). Gần đây, các kỹ thuật P2P (peer-to-peer) (chia sẻ thông tin ngang hàng) như Kazza, Bittorent, Skype, P2P TV…nhận được sử hưởng ứng mạnh mẻ của người dùng.
- Công nghệ mạng di động không dây: Công nghệ mạng di động ngày càng phát triển mạnh mẻ. Mỗi mạng di động phát triển nhằm vào những đối tượng người dùng khác nhau, những ứng dụng khác nhau. Các công nghệ nổi bật:
+Đầu tiên phải kể đến là mạng tế bào (cellular):Mạng tế bào phát triển thông qua các thể hệ từ 1G đến beyond 3G. Mạng di động thể hệ thứ 3G (UMTS, CDMA2000) đang được triển khai rộng khắp. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu đang hướng về mạng thể hệ 3.9G (gẫn 4G) như 3G LTE của 3GPP và UMB của 3GPP2. Mục đích là tăng tốc độ truyền thông tin lên tầm hàng trăm Mbps.
+ Mạng satellite được dùng thay thể cho cáp dưới biển và dùng cho liên lạc ở những nơi mà không thể triển khai hạ tầng mạng (liên lạc đến các tàu trên đại dương, trên sa mạc…). Satellite còn dùng cho định vị ở ngoài trời (GPS).
+ Mạng WLAN 802.11: Hiện tại trên thị trường chỉ tìm thấy mạng 802.11a/b/g còn các chuẩn khác như i/k/l/m/n/f/e… nhiều chuẩn đã hoàn tất giai đoạn hóa và đang trong qua trình đưa ra thị trường và cũng nhiều chuẩn đang trong giai đoạn nghiên cứu và chuẩn hóa.
+ Mạng WIMAX , WiBro (802.16): Phiên bản cố định (802.16d) đang trong giai đoạn thử nghiệm và triển khai ở một số nước, phiên bản di động (802.16e) đã được chuẩn hóa xong và IEEE đang bắt tay vào nghiên cứu và chuẩn hóa 802.16j (relay Wimax).
+ Mạng Wireless Personal Area Network (WPAN): Mạng này hoạt động ở khỏang cách tầm vài mét trở lại như Bluetooth (802.15.1), Zigbee (802.15.4), RFID, mạng băng thông cực rộng UWB (Ultra Wideband) (802.15.3). Vấn đề giải quyết giao thoa RF là một trong những vấn đề mà WPAN cần phải giải quyết. Bên cạnh người ta cũng đang ứng dụng mạng WPAN vào việc định vị trong nhà (indoor) vì GPS chỉ cho phép định vị outdoor.
+ Mạng adhoc và cảm biến: Ứng dụng của nó ngày càng rộng rải, trong quân đội, trong đời sống hằng ngày, trong y tế, trong quản lý môi trường… Một số vấn đề nổi cộm của mạng adhoc và cảm biến là routing, khả năng tự hiệu chỉnh (reconfigurable), bảo mật và tiết kiệm năng lượng.
+ Mạng 4G: Do có nhiều mạng khác nhau, khuynh hướng tiếp theo sẽ là hội tụ tất cả chúng lại để phục vụ người dùng một cách tốt hơn. Lý do hội tụ là vì không có bất kỳ công nghệ nào có thể đáp ứng tất cả các nhu cầu như: tốc độ truyền thông tin cao, chất lượng dịch vụ cao, vùng phủ sóng lớn, thích ứng cho người dùng khi di chuyển với tốc độ cao, giá thành rẻ… Tuy theo từng ứng dụng sẽ có một loại hình mạng thích ứng. Tương lai viễn thông đang phát triển theo hướng hội tụ: thiết bị đầu cuối (terminal) phát triển theo hướng tất cả trong một (one-in-all), mạng phát triển theo hướng hội tụ theo nhiều mức độ khác nhau.
e. Bảo mật
Trong viễn thông vấn đề bảo mật ngày càng trở nên quan trọng và thiết yếu. Bảo mật có thể chia thành 2 mảng chính, đó là bảo mật cho mạng (network security) và mã hóa (cryptology). Ngành mã hóa là một ngành khoa học lâu đời. Trong kỷ nguyên hiện đại, mã hóa được xây dựng dựa trên các lý thuyết tóan học phức tạp về số nguyên tố, định lý fermat, hay gần đây là dựa vào đường elip, lượng tử (Quantum)… Cùng với sự phát triển vượt bật của tốc độ tính toán, các thuật tóan mã hóa ngày càng phải được cải tiến để chóng lại việc bẻ khóa bằng thuật tóan tìm kiếm exhaustive. Trong suốt quá trình liên lạc, thông tin cần phải được mã hóa sao cho chỉ có 2 thực thể đang liên lạc với nhau có thể giải mã được thông tin ấy còn các thực thể trung gian chỉ có thể đọc được địa chỉ để chuyển thông tin đi. Mã hóa có thể tham gia vào quá trình thông ở nhiều mức độ khác nhau: sóng radio, thông tin gói IP,… Trong mạng viễn thông, nhiều giao thức được nghiên cứu và hình thành nhằm đáp ứng nhu cầu bảo mật trong liên lạc như: SSL/TLS, IPsec, VPN, Radius/Diameter, EAP….Mỗi một công nghệ mạng di động có một cơ chế bảo mật riêng. Một số vần đề bảo mật trong mạng là làm thế nào để thực hiện các quá trình xác thực (authentication và identification) các thực thể trong mạng nhanh, giảm khối lượng thông tin trao đổi (overhead) giữa các thực thể, giải quyết bài toán bảo mật trong mạng hội tụ…
Trên đây là một cách tiếp cận để phân chia các lĩnh vực trong ngành viễn thông. Song, thực tế giữa các lĩnh vực không có một ranh giới rõ ràng, bởi một điều đơn giản là chúng nối kết với nhau trong cùng một hệ thống.
3. Nói về sự phân lớp (layering) trong mạng viễn thông.
Như đã nói ở trên, thông tin trao đổi giữa 2 người dùng A và B (trên hình 5) sẽ phải được truyền qua nhiều thực thể mạng . Bạn có thể nhận ra rằng, những gì đề cập ở trên hình 2 về truyền thông chỉ có thể áp dụng được cho trường hợp liên lạc trực tiếp (ví dụ giữa trạm phát sóng và người dùng, hoặc 2 người kết nối bluetooth). Trong trường hợp hai người A và B trao đổi thông tin với nhau thông qua các thực thể mạng khác, rõ ràng chúng ta cần phải thiết lập các luật lệ (rules), các định dạng (format) để quản lý/điều hành các giao tiếp trung gian này. Tất cả các luật, định dạng, v.v..được gọi chung là giao thức (protocol).
Tất cả các tương tác, phối hợp giữa các thực thể sẽ được quy định thông qua các giao thức. Nói một cách trừu tượng, vai trò quan trọng của một giao thức là nhằm mô tả, quy định các semantics của một thông điệp (message) và ý nghĩa của các bit thông tin chứa trong thông điệp đó. Giao thức cũng quy định những điều (actions) mà một thực thể phải thực hiện khi nhận được một thông điệp nhất định. Ví dụ một router nhận được một gói thông tin IP, thì nhiệm vụ của nó là tìm địa chỉ IP đích đến và tiếp tục forward gói thông tin đấy đến router lân cận nó hoặc đến người nhận.
Các dịch vụ, chức năng của một mạng viễn thông sẽ được thực hiện thông qua các giao thức. Một mạng mà cung cấp nhiều dịch vụ, thì đòi hỏi cũng phải có nhiều giao thức. Các giao thức này có thể độc lập với nhau, hoặc phụ thuộc lẫn nhau. Sự phụ thuộc được thể hiện ở việc một action trong 1 giao thức này là đi thực hiện một giao thức khác. Sự phụ thuộc đó còn được gọi là phân lớp (layering).

Hình 7: Mô hình 7 lớp OSI

Các giao thức ở lớp dưới sẽ cung cấp dich vụ mà sẽ được sử dụng bởi các giao thức ở lớp trên nó trong qua trình thực hiện của các giao thức ở lớp phía trên. Khi lớp ở trên sử dụng dịch vụ của lớp ở dưới, nó chỉ cần biết để sử dụng dịch vụ ở dưới nó cần cung cấp thông tin gì và cuối cùng nó sẽ cho ra kết quả gì. Lớp ở trên không cần phải biết lớp dưới được xây dựng/thiết kế như thế nào cả. Điều đó cho phép các lớp ở dưới thay đổi mà không làm ảnh hưởng đến các lớp ở trên. Đấy là một lợi điểm quan trong của việc phân lớp. Bên cạnh lợi điểm nói trên, còn hai lợi điểm nổi bật khác. Quan trọng nhất đó là việc chia lớp cho phép chia nhỏ bài toán phức tạp trong viễn thông ra thành nhiều phần nhỏ để dễ giải quyết và quản lý. Một lợi điểm nữa là các lớp ở trên có thể cùng tận dụng dịch vụ cung cấp bởi lớp ở dưới.
Mô hình cơ bản nhất (đầy đủ nhất và dư thừa nhất) là mô hình 7 lớp OSI (Open System Interconnection). 7 lớp từ thấp đến cao là: Physical, data link, network, transport, session, presentation và application, như thể hiện ở hình 7. Tuy nhiên trong mạng Internet ngày nay, người ta chỉ dùng 5 lớp như ở hình 8. Cụ thể là trong Internet người ta thấy không cần thiết phải có lớp presentation và lớp session. Nguyên nhân của nó được đề cập trong phấn vai trò của các lớp.

Hình 8: Minh họa trao đổi thông tin qua các lớp trong Internet

Vai trò của các lớp như sau :
7. Application layer: là tập hợp tất cả các ứng dụng chạy trên thiết bị đầu cuối. Nên nhớ rằng Internet không phải là một ứng dụng. Các ứng dụng quen thuộc như: browser, server, email, real-time audio, http, ftp,..
6. Presentation: Mục đích của lớp này là chuyển đổi thông tin từ các loại application khác nhau sang một dạng chuẩn. Đôi khi presentation chứa chức năng mã hóa thông tin. Tuy nhiện trong Internet, người ta dùng một chuẩn định dạng duy nhất cho thông tin, nên không cần phải có lớp này nữa.
5. Session layer: Trong hệ thống mà không có một kết nối full-duplex, thì session sẽ quản lý 2 nối kết khác nhau để cung cấp bidirectional service (đối với các ứng dụng). Vì trong Internet người ta có kết nối full-duplex nên không cần thiết phải có lớp này.
4. Transport: Cung cấp dịch vụ vận chuyển gói thông tin đầu cuối (end-to-end) giữa 2 người dùng. Nó có thể đảm bảo thông tin được truyền đến tận người nhận, có thể truyền lại gói thông tin nếu thông tin bị thất lạc trên đường truyền, có thể tập hợp thông tin từ nhiều ứng dụng khác nhau vào một kết nối. Nói đến transport thì phải kể đến TCP và UDP.
3. Network layer (còn gọi là IP layer). Nhiệm vụ của lớp này là cắt thông tin thành nhiều đoạn phù hợp với yêu cầu của link layer. Dĩ nhiên ở chiều ngược lại thì nó sẽ nối kết các đoạn thông tin thuộc cùng một gói lại với nhau khi nhận được chúng từ lớp link . Một một thực thể sẽ có một địa chỉ mạng (network-layer address). Dựa vào địa chỉ này mà thông tin được truyền đi qua mạng, qua nhiều trung gian khác nhau.
2. Data link: Các thiết bị mạng đều có một địa chỉ data link (địa chỉ MAC). Điều này giúp nối kết 2 thực thể trong cùng một local area network (LAN). Một nhiệm vụ quan trọng của data link là phân chia quyền sử dụng (access) medium giữa nhiều người dùng khác nhau. (TDMA, CDMA....).
1. Physical layer: Như đã nói ở trên, nhiệm vụ của nó là chuyển thông tin (dưới dạng bit) giữa hai thực thể nối kết với nhau bằng 1 đường truyền vật lý (physical link).
Nhìn ở một gốc độ nào thì sự phân lớp này nhằm để phân loại các giao thức dùng trong viễn thông. Tuy nhiên sự phân lớp ấy đang ngày càng bị xâm chiếm (violate) bởi các giao thức cross-layer. Một hạn chế của việc phân lớp này là thông tin ở lớp dưới bị chê giấu đối với lớp trên (information hidden). Ngày nay, ngày càng có nhiều giao thức đi sâu vào sử dụng các thông tin dùng trong nhiều lớp khác nhau để tối ưu hoạt động của nó. Ví dụ trong qua trình scheduling (phân chia xem thông tin nào gửi trước, thông tin nào gửi sau) ở data link layer, nếu nó biết được thông tin về độ ưu tiên của từng người dùng, loại ứng dụng, v.v. thì scheduling có thể sẽ ưu tiên gửi thông tin của người có độ ưu tiên cao, hoặc người dùng dịch vụ real-time để giảm độ trễ (delay).

Hình 9: Các lớp trong mạng UMTS

Bên cạnh đó cũng phải kể đến khuynh hướng thêm và bớt các lớp vào trong mô hình này. Từ đấy mới xuất hiện các khái niệm lớp 2.5, lớp 3.5. Người ta cho một layer mới vào giữa lớp 2 và lớp 3, nên gọi nó là lớp 2.5. Sự phân lớp trong mạng truy cập di động của có phần khác biệt với sự có mặt của nhiều lớp mới, như các lớp của mạng UMTS trên hình 9. Do môi trường truyền không dây thay đổi rất phức tạp, việc quản lý tài nguyên và truy cập vào kênh truyền khó khăn, dữ liệu truyền đi có thể không được nhận một cách tốt nhất, xác suất lỗi lớn, nên data link lớp vẫn thường được chia thành 2 layer nhỏ hơn (sub layer) là MAC (medium acess control) và LLC (logical link control)/RLC (Radio link control). Lớp MAC quản lý việc truy cập vào môi trường truyền và phân bổ tài nguyên là các kênh truyền vật lý cho các thiết bị. LLC/RLC quản lý việc phát hiện lỗi và quyết định cách thức thông báo (ACK) và đề nghị truyền lại dữ liệu. Trong mô hình ở hình 9, các lớp dành cho truyền thông tin và truyền tín hiệu điều khiển (control signalling) cũng khá khác nhau.
4. Kết luận
Bài viết này nhằm mục đích giới thiệu một cái nhìn khái quát về ngành viễn thông, các lĩnh vực mà viễn thông đang quan tâm nghiên cứu và phát triển. Bài viết cũng giới thiệu khái niệm giao thức và sự phân thành nhiều lớp trong viễn thông. Do tính chất giới thiệu của bài viết nên nhiều khía cạnh đã không được đào sâu, hoặc không được đề cập đến trong bài viết. Rất mong nhận được các ý kiến đóng góp để có một bài viết hoàn chỉnh hơn.

Read More

Mạng: Lập mạng internet tại nhà cho nhiều máy cùng truy nhập internet

Thiết lập mạng internet nội bộ, thiết lập phòng internet ngang hàng, với Switch.
1. Yêu cầu Thiết bị:
- Có một Switch 3/8/16… số cổng tùy theo bạn
- Có 1 modem ADSL nối mạng của bất kỳ nhà cung cấp nào (ở đây tôi dùng của Medianet.vn, sử dụng đường truyền

dùng cáp đồng trục. Modem Com21)
- Dây nối là loại UTP ( cáp xoắn đôi một, không có vỏ bảo vệ )
- Các đầu RJ 45.
Cài đặt cấu hình IP:

Có 2 cách:
IP động chỉ cần chọn như hình sau, mỗi lần truy nhập vào máy sẽ tự xác lập ip cho bạn, cách này không được suông sẻ hay

gặp lỗi khi các máy không cùng mở 1 lúc.
IP tĩnh:
2. Các thông số khi cài đặt IP tĩnh cho mỗi máy.
- IP Address: địa chỉ IP tĩnh mà bạn muốn thiết lập cho các máy con, nó có đặc điểm giống với IP của Default Gateway( Ip của Modem) nhưng khác số ở phần cuối

Tên miền hệ thống dịch vụ ưu tiên (địa chỉ IP của nhà cung cấp dịch vụ - số này cố định.
Chú ý: khi xem địa chỉ IP qua Dos Command, ta có thể thấy 2 hay 3 địa chỉ DNS. Nhưng theo kinh nghiệm bạn chỉ đánh vào 1 DNS thôi, còn Alternate DNS server thì bỏ trống (nhập cả có thể báo lỗi không kết nối).
- Default gateway: Địa chỉ mặc định cổng modem.
Giờ bạn cài IP cho từng máy chỉ thay đổi số cuối cùng trong IP address như hình.
Ok nếu làm đúng như trên, bạn có thể yên tâm là các máy có thể được nối vào internet rồi. (Hãy để ý các chú ý nhé)
- Đáng chú ý: nếu bạn cài IP tĩnh hay sửa lại IP tĩnh theo một địa chỉ số khác thì tốt nhất là Resart lại máy tính, và

không dùng lại số IP cũ nữa để không bị báo lỗi Server Not Found trên trình duyện Internet.
3. cài đặt IP động:
- cực kỳ đơn giản, chỉ cần chọn mục Obtain IP address automatically và mục Obtain DNS server addressautomatically.
- Nhưng cách này không tốt lắm khi các máy khởi động vào mạng không cùng lúc. Hay bị báo lỗi Limits
Chúc bạn thành công

Read More

Viễn Thông: Giải thích các thuật ngữ phổ biến trong ngành viễn thông

Những thuật ngữ sau nghe quá quen, nhưng có thể bạn chưa biết viết tắt từ chữ gì !

• SIM (Subscriber Identity Module)
• CDMA (Code Division Multiple Access)
• GSM (Global System for Mobile communication)
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)
• SMS (Short Message Service)
• MMS (Multimedia Message Service)
• GPRS (General Package Radio Service)

Các bạn có thể tham khảo thêm trong "Bài giảng tổng quan về viễn thông" của trung tâm viễn thông điện lực Nam Định, download tại đây

Mã:http://www.mediafire.com/?w0ydgw4a2tm

Hi vọng góp thêm phần bổ ích cho chủ đề này.

1. CDMA - Chuẩn ngoài Châu Âu



Lý thuyết CDMA (Code Division Multiple Access) được xây dựng từ những năm 1950 và áp dụng trong thông tin quân sự vào nhập niên 60. Cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những năm 1980. CDMA đã được thương mại hóa từ phương pháp thu GPS và Ommi-TRACS, phương pháp này cũng đã được đề xuất trong hệ thống mạng tế bào của Qualcomm vào năm 1990. Hiện tại thì các mạng CDMA đang dùng hai băng tần: 800MHz (Qui định trong chuẩn TIA-EIA-IS-95A) và 1,9GHz (ANSI J-STD-008)

I. Lịch sử phát triển:
- 11-1989: Thử nghiệm lần đầu tại San Diego.
- 1993: Hoàn tất chuẩn IS-95A.
- 9-1995: Công bố mạng IS-95A thương mại đầu tiên thế giới của Hutchison Telecom, Hồng Kông.
- 12-1995: Nhóm phát triển CDMA (CDG – CDMA Development Group) phát triển bộ giải mã thoại 13kbps nhằm tăng chất lượng thoại.
- 6-1997: Chuẩn IS-95B hoàn tất tốc độ dữ liệu đạt 64kbps. CDG đặt tên thương mại là cdmaOne cho IS-95A.
- 10-1997: BellMobility and Clearnet Communications công bố mạng PCS cdmaOne đầu tiên của Canada.
- 12-1997: thế giới có 7,8 triệu thuê bao CDMA.
- 3-1998: LG Telecom (Hàn Quốc) công bố dịch vụ dữ liệu đầu tiên.
- 4-1998: TIA đưa ra cdmaOne băng rộng (còn gọi là CDMA2000) dành cho giải pháp ITU 3G. Lập tiền đề định nghĩa CDMA2000 giai đoạn 1 (CDMA2000 1X).
- 1998: Liên Minh Viễn Thông Quốc Tế (ITU – International Telecommunication Union) chấp nhận đưa CDMA2000 tham gia vào IMT-2000.
- 12-1998: Thế giới có 24 triệu thuê bao CDMA.
- 4-1999: Nhiều nhà khai thác tại khu vực Bắc Mỹ, Hàn Quốc, Nhật bắt đầu công bố dịch vụ thông tin và Internet trên mạng cdmaOne.
- 5-1999: Đạt được thỏa thuận hòa hợp CDMA với IMT-2000.
- 7-1999: Chuẩn CDMA2000 giai đoạn một hoàn tất và được chính thức phát hành.
- 12-1999: Thế giới có 50,1 triệu thuê bao CDMA.
- 3-2000: Cuộc thoại đầu đầu tiên trên mạng CDMA2000 1X được thực hiện thành công.
- 4-2000: Bell Mobility, Nortel Networks, Qualcom, Samsung and Sprint PCS thực hiện thành công các cuộc gọi không dây dùng công nghệ CDMA2000 1X(3G). TIA công bố chuẩn SIM CDMA.
- 6-2000: Lần đầu tiên, Telstra và Nortel truyền nhận dữ liệu trên C(3G) thành công. CDG giới thiệu CDMA2000 1xEV ra thị trường.
- 10-2000: SIM card dùng chung cho GSM CDMA được giới thiệu. SK Telecom LG Telecom(Hàn Quốc) công bố dịch vụ thương mại 3G dùng công nghệ DMA2000 đầu tiên của thế giới.
- 12-2000: Thế giới có 80,4 triệu thuê bao CDMA.
- 3-2001: Thử nghiệm thành công CDMA2000 1xEV-DV trong phòng thí nghiệm. KDDI loan báo hoàn tất mạng CDMA2000 1xEV-DO.
- 4-2001: KT Freetel (Hàn Quốc) công bố CDMA2000 1X.
- 6-2001: CDMA2000 1xEV-DO trở thành một phần của chuẩn IMT-2000 3G.
- 8-2001: Thế giới có 1 triệu thuê bao CDMA2000 1X.
- 5-2002: Thế giới có 10 triệu thuê bao CDMA2000 1X.
- GSM và CDMA cùng phát triển và tách ra từ công nghệ tương tự AMPS cũ, điểm khác biệt quan trọng của CDMA so với GSM có thể kể ra như sau:

II. Đặc tả CDMA
• CDMA dùng một mã ngẫu nhiên để phân biệt kênh thoại và dùng chung băng tầng cho toàn mạng, có giải thuật mã hóa riêng cho từng cuộc. Chỉ thiết bị được gọi mới biết được giá trị mã ngẫu nhiên và giải thuật giải mã qua các kênh báo hiệu. Chính vì thế tính bảo mật của của cuộc thoại và mức độ hiệu quả khai thác băng tần cao hơn.
• Hệ thống CDMA có khả năng chuyển mạch mềm. Khi thiết bị di động di chuyển vào giữa hai ô, thiết bị đồng thời nhận được tín hiệu từ hai trạm gần nhất, tổng đài sẽ điều khiển cho hai trạm bắt tay nhau cho đến khi việc chuyển đổi trạm phát thành công. Có phần tương tự cơ chế chuyển mạch cứng trong GSM nhưng khả năng bắt tay của CDMA tốt hơn.
• So với hệ thống tương tự AMPS, chất lượng thoại được nâng lên và dung lượng của CDMA có thể tăng lên 6-10 lần.
• CDMA có cơ chế giúp tiết kiệm năng lượng, giúp tăng thời gian thoại của pin thiết bị.
• Khả năng mở rộng dung lượng của CDMA dễ dàng và chi phí thấp hơn so với GSM. GSM sẽ gặp bài toán khó về phân bố lại tầng số cho các ô.
Tuy nhiên, CDMA hiên tại vẫn còn gặp nhiều khó khăn:
• Vùng phủ sóng của CDMA trên thế giới còn hẹp nên khả năng chuyển vùng quốc tế giữa các hệ thống CDMA còn hạn chế. Tính đến quí 1-2002, thuê bao CDMA trên toàn quốc đạt 120,2 triệu; trong đó Bắc Mỹ (52,9 triệu), vùng Caribê và Mỹ Latinh (22 triệu), Châu Âu + Nga + Châu Phi (1,8 triệu), Châu Á – Thái Bình Dương (43,5 triệu).
• Số lượng nhà sản xuất thiết bị điện thoại di động hệ CDMA ít, chủ yếu tập trung tại Mỹ, Hàn Quốc, Nhật nên chuẩn loại kém phong phú hơn so với chuẩn GSM.
• Thiết bị CDMA thường không dùng Sim (Subscriber Identity Module) nên việc thay đổi thiết bị trong qúa trình sử dụng sẽ phức tạp hơn vì bắt buộc phải làm thủ tục với nhà khai thác mạng. Nhưng hiện tại, CDG đã đưa ra giải pháp ứng dụng Sim card vào thiết bị CDMA và có thể dùng chung cho GSM, CDMA.

2. GPRS



GPRS là công nghệ truyền thông không dây dạng gói tin có tốc độ truyền dữ liệu cao, kết nối Internet liên tục, được sử dụng cho mạng điện thoại và máy tính. Công nghệ GPRS có khả năng tăng tốc độ truyền dữ liệu lên 10 lần, từ 9,6kbps đối với mạng di động hiện nay đến 115kbps.
Lưu giữ liệu trao đổi đang gia tăng nhanh nhóng do nhu cầu về dịch vụ và truy cập Internet cũng như sự bùng nổ của truyền thông di động đã tạo điều kiện cho thị trường GPRS cất cánh. Với khả năng kiểm soát lượng thông tin gửi/nhận, khách hàng chỉ phải trả tiền cho những gì họ dùng.
Nhờ tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, người dùng có thể tham dự hội thảo qua video, tương tác với các website multimedia và ứng dụng có hình ảnh, âm thanh bằng những thiết bị cầm tay di động và máy tính xách tay, GPRS System for Mobile Communication (GSM), đang được vinaphone và mobifone sử dụng hiện nay và sẽ bổ sung cho các dịch vụ hiện có như kết nối điện thoại di động bằng chuyển mạnh điện tử Short Message Service (SMS).
Về lý thuyết, GPRS là dịch vụ truyền tin không dây dạng gói, cho phép giảm chi phí đối với người dùng cuối so với dịch vụ chuyển mạch điện tử vì nó hoạt động trên cơ sở truyền thông được chia sẽ cho nhiều người dùng thay vì dành riêng cho 1 người tại mỗi thời điểm.
Các mạng truyền thông di động hiện nay trên thế giới (kể cả Việt Nam) đang sử dụng công nghệ thế hệ 2, gồm GSM, CDME, TDMA… Mục tiêu nhắm tới là 3G - truyền thông không dây thế hệ 3. Như vậy GPRS chỉ là một trong những bước chuyển tiếp từ thế hệ 2 sang thế hệ 3 và có thể được coi là thế hệ 2,5.

3. GSM - Chuẩn của lục địa cũ


I. Lịch sử hình thành:
1982-1985: Conférence Européennedes Postes et Télécommunications (CEPT-Hiệp Hội Bưu Chính Viễn Thông Châu Âu) bắt đầu đưa ra chuẩn viễn thông tin kỷ thỵât số Châu Âu tại băng tần 900MHz, tên là GSM (Global System for Mobile communication).
1986: CEPT lập nhiều vùng thử nghiệm tại Paris để lựa chọn công nghệ truyền phát. Cuối cùng kỹ thuật Đa Thu Nhập Phân Chia Theo Thời Gian (TDMA-Time Division Multiple Access) và Đa Thu Nhập Phân Chia Theo Tần Số (FDMA-Frequency Division Multiple Access) đã được lựa chọn lựa.
1986: Hai kỷ thuật trên đã được kết hợp để tạo nên công nghệ phát cho GSM. Các nhà khai thác của 12 nước Châu Âu đã cùng ký bản ghi nhớ Memorandum of Understanding (MoU) quyết tâm giới thiệu GSM vào năn 1991.
1988: CEPT bắt đầu xây dựng đặc tả GSM cho giai đoạn hiện thực. Thêm 5 nước gia nhập MoU.
1989: Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu (ETSI-European Telecom-munication Standards Institude) nhận trách nhiệm phát triển đặc tả GSM.
1990: Đặc tả giai đoạn 1 đã được đưa cho các nhà sản xuất phá triển thiết bị mạng.
1991: Chuẩn GSM 1800 đã được công bố. Thống nhất cho phép các nước ngoài CEPT đựơc quyền tham gia bản MoU.
1992: Đặc tả giai đoạn 1 hoàn tất. Mạng GSM giai đoạn 1 thương mại đầu tiên được công bố. Thỏa thuận chuyển vùng (roaming) quốc tế đầu tiên giữa Telecom Finland và Vodafone (Anh) được ký kết.
1993: Úc là nước đầu tiên ngoài CEPT ký MoU. MoU đã được 70 nước tham gia. Mạng GSM được công bố tại Áo, Ai-xơ-len, Hồng Kông, Na Uy và Úc. Thuê bao GMS lên đến hàng triệu. Hệ thống DCS 1800 thương mại đầu tiên được công bố tại Anh.
1994: MoU có hơn 100 tổ chức tham gia, tại 60 nước. Nhiều mạng GMS ra đời. Tổng số thuê bao lên 3 triệu.
1995: Đặc tả cho Dịch Vụ Liên Lạc Cá Nhân (PCS-Personal communications Service) được phát triển tại Mỹ, đây là một phiên bản GSM hoạt động trên tần số 1900MHz. GSM tiếp tục phát triển nhanh.
1995: Thuê bao GSM tăng 10.000 mỗi ngày.
4/1995: MoU có 188 thành viên trên 69 quốc gia. Hệ thống GSM 1900 có hiệu lực, tuân theo chuẩn PCS 1900.
1998: MoU có 253 thành viên trên 100 nước và có trên 70 triệu thuê bao trên toàn cầu, chiếm 31% thị trường di động thế giới.
6/2002: Hiệp hội GSM có 600 thành viên, đạt 709 triệu thuê bao (chiếm 71% thị trường di động số) trên 173 quốc gia.
*Ghi chú: Trong đó mạng Vinaphone có 856.400 thuê bao (gồm cả trả trước và trả sau)

II. Đặc tả GSM
GSM được thiết kế độc lập với hệ thống nên hoàn toàn không phụ thuộc vào phần cứng, mà chỉ tập trung vào chức năng và ngôn ngữ giao tiếp của hệ thống. Điều này tạo điều kiện cho người thiết kế phần cứng sáng tạo thêm tính năng và cho
Phép công ty vận hành mạng mua thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.
Bản đặc tả gồm có 12 mục, mỗi mục do một nhóm chuyên gia và công ty riêng biệt phụ trách viết. ESTI giữ vai trò điều phối chung. GSM 1800 được xem là một phần phụ lục, nó chỉ đề cập đến sự khác nhau giữa GSM 900 và GSM 1800. GSM 1900 được viết dựa trên GSM 1800 nhưng có thay đổi cho phù hợp với chuẩn ANSI (American National Standards Institude) của Mỹ.

III. Kiến trúc mạng GSM

1. Thành phần:
Mạng GSM được chia thành 2 hệ thống: hệ thống chuyển mạch (switching system) và hệ thống trạm phát (base station system). Mỗi hệ thống được xây dựng trên nhiều thiết bị chuyên dụng khác nhau. Ngoài ra, giống như các mạng liên lạc khác, GSM cũng được vận hành, bảo trì và quản lý bởi các trung tâm máy tính.
Hệ thống chuyển mạch chuyên xử lý cuộc gọi và các công việc liên quan đến thuê bao. BSS xử lý công việc liên quan đến truyền phát sóng radio. OMC thực hiện nhiệm vụ vận hành và bảo trì mạng, như theo dõi lưu lượng cảnh báo khi cần thiết. OMC có quyền truy xuất đến cả SS và BSS.

2. Kiến thức dạng địa lý:
Với mọi mạng điện thoại, kiến trúc là nền tảng quan trọng để xây dựng qui trình kết nối cuộc thoại đến đúng đích. Với mạng di động thì điều này lại càng quan trọng: do người dùng luôn di chuyển nên kiến trúc phải có khả năng theo dõi được vị trí của thuê bao.

3. Ô (cell)
Là đơn vị cơ bản của hệ thống tế bào, được định nghĩa theo vùng phủ sóng của BTS. Mỗi ô được cấp một số định danh duy nhất gọi là CGI (Cell Global Identity). Để phủ sóng toàn quốc, người ta cần đến một số lượng rất lớn BTS. Để phủ sóng toàn bộ 61 tỉnh thành Mobifone bố trí 358 BTS, Việc bố trí dựa trên một mức độ khai thác của từng khu vực, chỉ riêng khu vực 2 (từ Lâm Đồng trở vào) đã đặt đến gần 300 BTS (chiếm gần một nữa tổng số BTS của mạng); trong tương lai, GPC (công ty quản lý mạng Vinaphone) và VMS (MobiFone) vẫn sẽ tiếp tục lắp đặt thêm BTS để mở rộng và nâng cấp chất lượng vùng phủ sóng.

4. Vùng định vị (LA-Location Area):
Nhiều ô được ghép nhóm và gọi là một LA. Trong mạng, vị trí của thuê bao do LA khu vực của thuê bao nắm giữ. Số định danh cho LA được lưu thành thông số LAI (Location Area Identity) ứng với từng thiết bị di động (điện thoại di động) trong VLR. Khi thiết bị di chuyển sang ô của LA khác thì bắt buộc phải đăng ký lại vị trí với mạng, nếu dịch chuyển giữa các ô trong cùng một LA thì không phải thực hiện qui trình trên. Khi có cuộc gọi đến thiết bị, thông điệp được phát ra (broadcast) toàn bộ các ô của LA đang quản lý thiết bị.

5. Vùng phục vụ của MSC:
Nhiều vùng LA được quản lý bởi một MSC. Để có thể kết nối cuộc thoại đến thiết bị di động, thông tin vùng dịch vụ MSC cũng được theo dõi và lưu lại HLR.
6. Vùng phục vụ của nhà khai thác:
Vùng phục vụ của nhà khai thác bao gồm tòn bộ các ô mà công ty có thể phục vụ; nói cách khác, đây chính là toàn bộ của vùng phủ sóng của nhà khai thác mà thuê bao có thể truy nhập vào hệ thống. Mỗi nhà khai thác sẽ có thông số vùng phục vụ riêng. Việt Nam hiện có hai vùng phục vụ MobiFone và Vinaphone, hy vọng sắp tới sẽ sớm có thêm vùng phục vụ của Saigon Postel liên doanh với SLD (Singapore), Vietel, Viễn Thông Sài Gòn.

*Vùng dịch vụ GSM: Vùng dịch vụ GSM là toàn bộ vùng địa lý mà thuê bao có thể truy nhập vào mạng GSM, và sẽ càng mở rộng khi có thêm nhiều nhà khai thác ký thỏa ước hợp tác với nhau. Hiện tại thì vùng dịch vụ GSM đã phủ hàng chục quốc gia, kéo dài từ Ai-xơ-len đến Châu Úc và Nam Phi. Chuyển vùng là khả năng cho phép thuê bao truy nhập mạng của mình từ mạng khác.
Mô hình mạng di động tế bào có thể được trình bày giữa hai góc độ

7. Băng tần:
Hiện tại mạng GSM đang hoạt động trên 3 băng tần: 900, 1800, 1900MHz. Chuẩn GSM ban đầu sử dụng băng tần 900MHz, gọi là phiên bản P-GSM (Primary GSM). Để tăng dung lượng, băng tần dần mở sang 1800 và 1900MHz, gọi là phiên bản mở rộng (E-GSM).
Chính vì thế, thị trường đã xuất hiện nhiều loại điện thoại hỗ trợ nhiều băng tần nhằm tạo thuận lợi cho người dùng thường xuyêng đi nước ngoài và tận dụng được hết ưu thế chuyển vùng quốc tế của mạng GSM hiện nay.

IV. Các thủ tục cơ bản:
Thiết bị sẽ tự động thực hiện quy trình cần thiết mà không cần đến sự quan tâm hay điều khiển của người dùng.

1.Đăng nhập thiết bị vào mạng:
Khi thiết bị (điện thoại di động) ở trạng thái tắt, nó được tách ra khỏi mạng. Khi bật lên, thiết bị dò tần số GSM để tìm kênh điều khiển. Sau đó, thiết bị đo cường độ của tín hiệu từ các kênh và ghi lại. Cuối cùng thì chuyển sang kết nối với kênh có tín hiệu mạnh nhất.

2. Chuyển vùng:
Vì GSM là một chuẩn chung nên thuê bao có thể dùng điện thoại hệ GSM tại hầu hết các mạng GSM trên thế giới. Trong khi di chuyển, thiết bị liên tục dò kênh để luôn duy trì tín hiệu với trạm là mạnh nhất. Khi tìm thấy trạm có tín hiệu mạnh hơn, thiết bị sẽ tự động chuyển sang mạng mới; nếu trạm mới nằm trong LA khác, thiết bị sẽ báo cho mạng biết vị trí mới của mình.
Riêng với chế độ chuyển vùng quốc tế hoặc chuyển vùng giữa mạng của hai nhà khai thác dịch vụ khác nhau thì qúa trình cập nhật vị trí đòi hỏi phải có sự chấp thuận và hỗ trợ từ cấp nhà khai thác dịch vụ.
*Thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định:
1. Thiết bị kiểu yêu cầu một kênh báo hiệu.
2. BSC/TRC sẽ chỉ định kênh báo hiệu.
3. Thiết bị gửi yêu cầu thiết lập cuộc gọi cho MSC/VLR. Thao tác đăng ký trạng thái tích cực cho thiết bị vào VLR, xác thực, mã hóa, nhận dạng thiết bị, gửi số được gọi cho mạng, kiểm tra xem thuê bao có đăng ký dịch vụ cấm gọi ra đều được thực hiện trong bước này.
- Nếu hợp lệ, MSC/VLR báo cho BSC/TRC một kênh đang rỗi.
- MSC/VLR chuyển tiếp số được gọi cho mạng PSTN.
- Nếu máy được gọi trả lời, kết nối sẽ được thiết lập.
*Thực hiện cuộc gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động:
Điểm khác biệt quan trọng so với gọi từ thiết bị di động là vị trí của thiết bị không được biết chính xác. Chính vì thế trước khi kết nối, mạng phải thực hiện công việc xác định vị trí của thiết bị di động.
1. Từ điện thọai cố định, số điện thoại di động được gửi đến mạng PSTN. Mạng sẽ phân tích, và nếu phát hiện ra từ khóa gọi ra mạng di động, mạng PSTN sẽ kết nối với trung tâm GMSC của nhà khai thác thích hợp.
2. GMSC phân tích số điện thoại di động để tìm ra vị trí đăng ký gốc trong HLR của thiết bị và cách thức nối đến MSC/VLR phục vụ.
3. HLR phân tích số điện thoại di động để tìm ra MSC/VLR đang phục vụ cho thiết bị. Nếu có đăng ký dịch vụ chuyển tiếp cuộc gọi đến, cuộc gọi sẽ được trả về GMSC với số điện thoại được yêu cầu chuyển đến.
4. HLR liên lạc với MSC/VLR đang phục vụ.
5. MSC/VLR gửi thông điệp trả lời qua HLR đến GMSC.
6. GMSC phân tích thông điệp rồi thiết lập cuộc gọi đến MSC/VLR
7. MSC/VLR biết địa chỉ LA của thiết bị nên gửi thông điệp đến BSC quản lý LA này.
8. BSC phát thông điệp ra toàn bộ các ô thuộc LA.
9. Khi nhận được thông điệp, thiết bị sẽ gửi yêu cầu ngược lại.
10. BSC cung cấp một khung thông điệp chứa thông tin.
11. Phân tích thông điệp của BSC gửi đên để tiến hành thủ tục bật trạng thái của thiết bị lên tích cực, xác nhận, mã hóa, nhận diện thiết bị.
12. MSC/VLR điều khiển BSC xác lập một kênh rỗi, đỗ chuông. Nếu thiết bị di động chấp nhận trả lời, kết nối được thiết lập.
Trong trường hợp thực hiện cuộc gọi từ thiết bị di động đến thiết bị di động, qúa trình cũng diễn ra tương tự nhưng điểm giao tiếp với mạng PSTN của điện thoại cố định sẽ được thay thế bằng MSC/VLR khác.
DROPBACK giữa hai nhà khai thác dịch vụ. Đây là một ưu điểm mà các nhà khai thác dịch vụ thường ứng dụng để tiết kiệm chi phí cho truyền phát và xử lý.
Ví dụ trong vùng chuyển vùng quốc tế, thuê bao đăng ký tại Việt Nam thực hiện cuộc gọi tại Singapore cho một thiết bị di động tại Singapore. Thông thường tuyến kết nối sẽ đi ngược về Việt Nam; nếu ứng dụng tính năng dropback, tuyến kết nối sẽ được tối ưu trong vùng của Singapore.

V. Gửi tin nhắn
1. Thiết bị di động kết nối vào mạng. Nếu kết nối đang có sẵn, quá trình này được bỏ qua.
2. Sau khi hoàn tất thành công qúa trình xác thực, nội dung thông điệp sẽ được chuyển đến Trung Tâm Dịch Vụ Tin Nhắn (SMS-C – Short Message Service Center).

VI. Nhận tin nhắn:
1. Người dùng gửi tin nhắn đến SMS-C.
2. SMS-C gửi tin nhắn đến SMS-GMSC.
3. SMS-GMSC truy vấn HLR về thông tin định tuyến.
4. HLR đáp ứng truy vấn.
5. SMS-GMSC chuyển thông điệp lại cho MSC/VLR chỉ định.
6. Tiến hành nhắn tin tìm kiếm và kết nối thiết bị vào mạng.
7. Nếu xác thực thành công, MSC/VLR sẽ phát tin nhắn đến thiết bị.
8. Nếu truyền nhận tin nhắn thành công, MSC/VLR sẽ gửi báo cáo về SMS-C; ngược lại, MSC/VLR sẽ thông báo cho HLR và gửi báo cáo lỗi về SMS-C.

Bài viết sưu tầm

Read More